(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と無線端末との間で情報を交信するのに用いることができる複数の異なった無線通信チャネルに対する１セットのチャネル品質情報を維持するように前記無線端末を動作するステップであって、前記基地局及び前記無線端末の少なくとも一方が複数のアンテナを含み、前記複数の異なった無線通信チャネルが少なくとも第１の通信チャネル及び第２の通信チャネルを含み、前記第１及び第２の通信チャネルが前記第１及び第２の通信チャネルを確立するために用いられる第１及び第２の送信技術の関数である異なった品質特性をそれぞれ有し、前記第１及び第２の送信技術が異なり、前記少なくとも第１及び第２の通信チャネルに対応するチャネル品質情報が任意のある時点で維持されたものであるステップと、
前記ある時点で維持された前記少なくとも第１及び第２の通信チャネルに対応するチャネル品質情報と並列的に前記無線端末の動きの速度を示す測定値を生成するステップと、
少なくとも前記第１及び前記第２の通信チャネルに対応する前記維持されたチャネル品質情報の関数としておよび前記無線端末の動きの速度を示す測定値の関数として、前記無線端末によって所望されるチャネル選択のための信号を発生させるように前記無線端末を動作するステップと、
前記信号を前記基地局へ送信するステップと、
を有する通信方法。
【請求項２】
前記信号は少なくとも前記第１及び前記第２の通信チャネルの品質に関する情報を提供する請求項１に記載の通信方法。
【請求項３】
前記信号に含まれた前記チャネル品質情報の関数として情報を前記無線端末に伝達するのに用いる複数のチャネルを前記複数の通信チャネルのうちから選択するように前記基地局を動作するステップを更に有する請求項２に記載の通信方法。
【請求項４】
前記第１及び第２の技術は相容れない異なったアクセス技術である請求項１に記載の通信方法。
【請求項５】
前記異なったアクセス技術はＣＤＭＡ、ＯＦＤＭ及び狭帯域信号搬送波技術を含む請求項４に記載の通信方法。
【請求項６】
前記異なったアクセス技術の各々は特定のアクセス技術に準拠する複数の要件を規定する１つの異なった技術規格に対応し、前記異なったアクセス技術は、これら異なったアクセス技術のうちの１つに対応していて他の異なったアクセス技術で規定された要件に反する通信要件を規定する技術規格で示されるように相容れないものである請求項４に記載の通信方法。
【請求項７】
前記無線端末を動作するステップが、
前記測定値が第１速度の無線端末の動きを示す場合に、第１量の周波数ダイバーシティを前記無線端末へ与える第１の通信技術を選択するステップと、
前記測定値が前記第１速度の無線端末の動きより遅い第２速度の無線端末の動きを示す場合に、前記無線端末から受信したフィードバック情報の関数としてアンテナビームフォーミングを用いる第２の通信技術に対応する通信チャネルを選択するステップと、
を含む請求項１に記載の通信方法。
【請求項８】
前記無線端末の動きの速度を示す測定値を生成するステップが、前記基地局と前記無線端末との間で送信された信号のドップラー偏移の測定値を生成することを含む請求項１に記載の通信方法。
【請求項９】
前記無線端末の動きの速度を示す測定値を生成するステップが、クロックタイミングで変化させることを前記無線端末に指示するのに用いられる複数のタイミング制御信号と、前記無線端末から周期的に送信された信号の電力が時間と共に変化する割合、通信チャネルの測定された品質の変化率、およびチャネルフェージング測定値の変化率の３者との少なくとも１つの変化率を測定することを含む請求項１に記載の通信方法。
【請求項１０】
前記無線端末を動作するステップは、
前記測定値が第１速度の無線端末の動きを示す場合に、第２の通信チャネルより高い周波数ダイバーシティ及び時間ダイバーシティの少なくとも１つを提供する第１の通信技術を選択することと、
前記測定値が前記第１速度の無線端末の動きより遅い第２速度の無線端末の動きを示す場合に、前記第１の通信技術に対応する第１の通信チャネルから得られるものより高い空間ダイバーシティを提供する第２の通信技術に対応する第２の通信チャネルを選択することと、
を含む請求項１に記載の通信方法。
【請求項１１】
前記無線端末を動作するステップが、
チャネル状態の変化が急激な速度で生じた場合に、前記複数のチャネル内で選択されていない通信チャネルから得られるどれよりも高い周波数または時間ダイバーシティを提供するチャネルを前記複数のチャネル内で選択することと、
チャネル状態の変化が前記急激な速度より遅い速度であるゆっくりとした速度で生じた場合に、チャネル状態の変化が前記急激な速度で生じた場合において選択した前記チャネルより高い空間ダイバーシティを提供する別の１つのチャネルを前記複数のチャネル内で選択することと、
を含む請求項１に記載の通信方法。
【請求項１２】
前記複数のチャネルが固定である請求項１に記載の通信方法。
【請求項１３】
固定である前記複数の通信チャネルの少なくともいくつかは異なった時点で存在するチャネルの異なった組み合わせを持つ周期的性質にあり、いずれかの時点で存在するチャネルの組み合わせは前記通信チャネルの周期的性質により予測可能である請求項１２に記載の通信方法。
【請求項１４】
前記基地局は異なった技術に対応するチャネルの間で資源を予め決定されたスケジュールに基づいて周期的に再割り当てする請求項１に記載の通信方法。
【請求項１５】
前記基地局は異なった技術に対応するチャネルの間で資源を１つ以上の無線端末から受信した信号に基づいて再割り当てする請求項１に記載の通信方法。
【請求項１６】
前記基地局は特定の技術を用いるチャネルに対する要求を示す無線端末からの信号に応答して、特定の技術に対応するチャネルを生成する請求項１５に記載の通信方法。
【請求項１７】
前記基地局はチャネルを要求した前記無線端末から受信した少なくとも１つの信号の関数である期間のあいだ、前記生成されたチャネルを維持する請求項１６に記載の通信方法。
【請求項１８】
前記基地局が複数のアンテナを含み、前記基地局と相互作用する第１セットの無線端末が複数の受信アンテナを含み、前記基地局と相互作用する第２セットの無線端末が１つのアンテナを含み、複数の受信アンテナを含む無線端末が前記基地局と相互作用するいくつかの時点で、ＭＩＭＯ技術に対応する通信チャネルを用い、前記基地局と相互作用する異なった時点で、１つだけの受信アンテナを必要とする技術に対応するチャネルを用いる請求項１に記載の通信方法。
【請求項１９】
１つだけの受信アンテナを含む無線端末が、複数の受信アンテナを必要としない技術に対応する１つ以上のチャネルを用いて前記基地局と相互作用する請求項１８に記載の通信方法。
【請求項２０】
前記無線端末から受信した信号の関数として異なった通信技術を用いる通信チャネルへ前記複数の通信チャネルの１つから通信資源を再割り当てするように前記基地局を動作するステップを更に有する請求項１に記載の通信方法。
【請求項２１】
前記維持されたセットのチャネル品質情報に基づいて複数の通信チャネル間で選択し、これにより、より良い送信特性を前記無線端末へ与える送信技術に対応するチャネルを選択するように前記無線端末を動作するステップを更に有し、
発生させた前記信号がチャネル選択を基地局へ指示する請求項１に記載の通信方法。
【請求項２２】
通信資源の使用を変更するように前記基地局を動作し、前記基地局により受信された情報によって指示されるように前記無線端末により選択された通信チャネルに対応する技術を用いて通信チャネルを生成するのに用いられる資源の量を増大させるステップを更に有する請求項１に記載の通信方法。
【請求項２３】
複数の受信アンテナと、
前記基地局と前記無線端末との間で情報を交信するのに用いることができる複数の異なった無線通信チャネルに対する１セットのチャネル品質情報を維持する手段であって、前記複数の異なった無線通信チャネルが少なくとも第１の通信チャネル及び第２の通信チャネルを含み、前記第１及び第２の通信チャネルが前記第１及び第２の通信チャネルを確立するために用いられる第１及び第２の送信技術の関数である異なった品質特性をそれぞれ有し、前記第１及び第２の送信技術が異なり、前記少なくとも第１及び第２の通信チャネルに対応するチャネル品質情報が任意のある時点で維持されたものである手段と、
前記ある時点で維持された前記少なくとも第１及び第２の通信チャネルに対応するチャネル品質情報と並列的に前記無線端末の動きの速度を示す測定値を生成する手段と、
少なくとも前記第１及び第２の通信チャネルに対応する前記維持されたチャネル品質情報の関数としておよび前記無線端末の動きの速度を示す測定値の関数として、前記無線端末によって所望されるチャネル選択のための信号を発生させる手段と、
前記信号を前記基地局へ送信する送信機と、
を有する無線端末。
【請求項２４】
前記信号は少なくとも前記第１及び前記第２の通信チャネルの品質に関する情報を提供する請求項２３に記載の無線端末。
【請求項２５】
前記無線端末は前記第１及び第２の技術を用いて送信された信号を受信できる受信機を含み、前記第１及び第２の技術は相容れない異なったアクセス技術である請求項２４に記載の無線端末。
【請求項２６】
前記異なったアクセス技術はＣＤＭＡ、ＯＦＤＭ及び狭帯域信号搬送波技術の少なくとも２つを含む請求項２５に記載の無線端末。
【請求項２７】
前記無線端末は前記第１及び第２の技術を用いて送信された信号を受信できる受信機を含み、前記異なったアクセス技術の各々は特定のアクセス技術に準拠する複数の要件を規定する１つの異なった技術規格に対応し、前記異なったアクセス技術は、これら異なったアクセス技術のうちの１つに対応していて、他の異なったアクセス技術で規定された要件に反する通信要件を規定する技術規格で示されるように相容れないものである請求項２４に記載の無線端末。
【請求項２８】
複数の異なった通信チャネルに対応する信号を並列的送信する手段であって、前記通信チャネルの少なくとも２つが、異なったアクセス技術に対応するものである手段と、
少なくとも２つの異なった通信チャネルに対応するチャネル品質情報の関数としておよび前記無線端末の動きの速度を示す測定値の関数として前記無線端末によって所望されるチャネル選択のために発生された信号を無線端末から受信する手段であって、前記２つの異なった通信チャネルが異なった通信技術に対応するものであり、前記少なくとも２つの異なった通信チャネルに対応するチャネル品質情報が任意のある時点で維持されたものであり、前記無線端末の動きの速度を示す測定値は前記ある時点で維持された前記少なくとも第１及び第２の通信チャネルに対応するチャネル品質情報と並列的に生成される手段と、  前記受信した信号の関数としてチャネルセグメントを前記無線端末へ割り当てるチャネルセグメントアロケータと、
を有する基地局。
【請求項２９】
特定の技術に対応するチャネルの選択を指示する無線端末からの受信信号に応答して複数の通信チャネルへの資源の割り当てを制御する資源割り当て制御器を更に有する請求項２８に記載の基地局。
【請求項３０】
前記資源割り当て制御器は無線端末により選択された技術を用いて通信チャネルを生成するためにチャネル要求情報に応答するものである請求項２９に記載の基地局。
【請求項３１】
前記資源割り当て制御器は、第２の技術を用いる通信チャネルに対する要求が増大した場合に、第１の技術を用いて実施された通信チャネルから、第２の技術を用いる通信チャネルへ資源を再割り当てするもので、前記第１及び第２の通信技術が異なっている請求項２９に記載の基地局。
【請求項３２】
前記無線端末から受信した信号の関数として異なった技術を用いて実施された少なくとも２つの異なった通信チャネルに対応するチャネル品質情報の関数として前記無線端末との通信に用いるべきチャネルを選択するチャネル選択手段を更に有し、前記２つの異なった通信チャネルは異なったアクセス技術に対応するようになっている請求項２８に記載の基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信方法及び装置に関し、特に、複数の通信技術を動的な選択のように用いて１つ以上の装置と通信する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線多重アクセス通信システムでは、基地局が、複数のユーザーと通信する責任を負う。一般に、ユーザーと基地局との間の無線通信チャネルの状態及び特性は、ユーザーごとに極めて多く変化することがある。その理由は、チャネルのフェージングが、大部分の無線チャネルで起こる偏在する現象でありながら、フェージング過程の性質が広範囲にわたって変化することがあるためである。例えば、迅速に移動しているユーザーは高速フェージングを経験し、この高速フェージングは、送信機にとって追跡が困難となることがある。他方、静止した、あるいは徒歩のユーザーは、受信機からのフィードバックを用いて送信機により正確に追跡できる極めて低速のフェージングを持つチャネルを一般に体験する。最適な性能を達成する送信技術は、通信が行われるチャネルの状態及び特性に依存するので、すべてのチャネルシナリオにとって良好に機能する１つの技術を持つことを実行不可能にするおそれがある。
【０００３】
いくつかの高度な通信技術は、最先端の無線通信システムを提案している。これら無線通信システムの多くは、複数のアンテナを送信機で用い、時々、受信機で用いる。いくつかの通信技術は、送信機は複数アンテナを有するが、受信機は単一のアンテナを持つように制約されている状況に最適化されている。この範疇内では、アラモウティ（Ａｌａｍｏｕｔｉ）方式のようないくつかの技術は、送信機においてではなく、受信機において追跡できる急速にフェージングするチャネルを読み取る受信機に最適化されている。アラモウティ方式は、エス．エム．アラモウティ（Ｓ．Ｍ．Ａｌａｍｏｕｔｉ）著「無線通信用単一送信機のダイバーシティスキーム」（Ａ ｓｉｍｐｌｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）アイイーイーイー・ジャーナル・オン・セレクテッド・エリアズ・イン・コミュニケーション（ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ），１９９８年１０月，第１６巻，ｐ．１４５１−１４５８に記載されている。送信機及び受信機が複数のアンテナを有し、マトリクスチャネルを形成できる状況に適用できるＭＩＭＯ（多入力多出力）技術と一般に称する技術群がある。これら技術のいくつかは、１）ブイ．タロック（Ｖ．Ｔａｒｏｋｈ）、エヌ．セシャドリ（Ｎ．Ｓｅｓｈａｄｒｉ）及びアール．カルダーバンク（Ｒ．Ｃａｌｄｅｒｂａｎｋ）著「高速データ信号速度無線通信の時空間符号：性能基準とコード構造」（Ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ ｃｏｄｅｓ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｄａｔａ ｒａｔｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｄｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）アイイーイーイー・トランザクション・オン・インフォメーション・セオリー（ＩＥＥＥ ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ），１９９８年３月，第４４巻，ｐ．７４４−７６５、並びに、２）エイ．ナギブ（Ａ．Ｎａｇｕｉｂ）、エヌ．セシャドリ（Ｎ．Ｓｅｓｈａｄｒｉ）及びアール．カルダーバンク（Ｒ．Ｃａｌｄｅｒｂａｎｋ）著「無線チャネル上のデータ通信速度の向上」（Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｄａｔａ ｒａｔｅ ｏｖｅｒ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｈａｎｎｅｌｓ）アイイーイーイー・シグナル・プロセシング・マガジン（ＩＥＥＥ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｍａｇａｚｉｎｅ），２０００年５月に記載されている。これらは一般に、２次元に沿って性能を拡張できる。これらを、追加のダイバーシティ（ダイバーシティ利得）を得るために用いることができ、あるいは、送信アンテナと受信アンテナとの間で並列データストリームを確立すること（空間多重化）によりデータ速度を増大させるために用いることができる。一般に、所定の時空間符号化技術は、かなりのダイバーシティ利得及びかなりの空間多重化利得を提供する。
【０００４】
異なった送信技術は、マルチユーザーシステム内のあるユーザーセットに利点を与えることができるが、別の技術が、このシステム内の別の１つのユーザーセットに信号を供給するのにより良く適する場合がある。その上、例えば、ユーザーがある場所から別の場所へ移動し、且つ／または、ユーザーの移動速度が時間と共に変化するので、ユーザーに情報を供給する最善の方法を提供する技術が時間と共に変化するおそれがある。従って、特定時点での移動ニーズ、受信特性、及び／または、動き特性のようなその他の移動関連特性に最適な、ある時点での特定技術の利点を移動ユーザーに与える方法及び装置が必要である。更に、マルチユーザーシステムでは、異なった無線端末、例えば、移動装置をセル内に構成できるのが望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
無線通信システム内のユーザーの混合を考えると、１つの特定範疇のユーザーに最適化された送信技術を用いるのは望ましくない場合がある。あらゆる種類のユーザーに対する１つの送信技術のこの使用は、システムの性能を制約するおそれがある。
【０００６】
本発明は、無線通信チャネルを用いて１つ以上の無線端末、例えば、移動ノードと相互作用する基地局またはその他の共通ノードで、複数の異なった通信技術を支援することにより達成できる送信利点を生かす方法及び装置に関する。異なった通信技術を、例えば、アンテナパターンを制御する異なった方法、且つ／または、異なったアクセス技術を含む異なった送信技術とすることができる。アクセス技術は、多くの場合、公的に利用可能な工学技術またはその他の一定規格にしばしば定義されている。
【０００７】
本発明によれば、基地局は、この明細書で時々、パイプと称する複数の通信チャネルを支援する。通信チャネルの品質、従って、情報を伝達する容量は通常、特定のチャネルに割り当てられた資源の量と、チャネルを実装するのに用いられる技術の種類との双方の関数である。信号干渉のような物理状態も、無線送信に、従って、チャネルの品質に影響を及ぼす。しかし、チャネルへの物理状態の影響は、特定の通信チャネルを実装するのに用いられるアクセス技術の種類に応じてしばしば異なる。
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、基地局は、いずれかの特定の時点で、異なった技術に対応する複数のチャネルを支援する。チャネルを固定し、長期にわたって変わらないままにすることができ、例えば、その複数の期間、１つ以上の移動ノードが通信チャネルを用いる予定になっている。あるいはまた、例えば、さまざまな時点で存在する異なったチャネルの組み合わせをもたらす繰り返しの予測可能な方法で、異なった時点で維持される異なった技術に対応するチャネルを用いて、チャネルのいくつかあるいはすべてを、事実上、周期的とすることができる。これに加えて、且つ／または、異なったアクセス技術に対応する固定した通信チャネルセットを並行して用いる代替案として、異なった技術に対応するチャネルに対応するチャネルへ資源を動的に割り当てるように基地局を動作できる。例えば、いくつかの実施形態では、基地局に用いられるべき特定の技術に対応するチャネルの選択を指示する移動ノードに応答して、あるいは、特定の通信技術を用いて移動ノードとの通信を支援するように選択する基地局に応答して、基地局は、選択した通信技術に対応するチャネルを生成でき、且つ／または、選択した通信技術に対応する既存のチャネルに対して資源の割り当てを増大させ、例えば、選定した技術を用いる時間量を増大させ、これにより、特定の送信技術に対応するチャネルセグメントの数を増大させることができる。
【０００９】
通信チャネルを生成するのに用いられる通信技術を相容れなくすることができ、しばしば、これら通信技術は相容れない。例えば、第１技術に対応する通信チャネルから、第１技術と相容れない第２技術を用いて実装された通信チャネルへの変化の際、異なった相容れない技術で生成された通信チャネル上の通信は、受信機及び／または送信機内で物理的な、且つ／または信号処理の変更を必要とする場合がある。その理由は、特定の技術に対応する信号の成功した受信及び／または送信に満足しなければならない特定のハードウェア設定要件、例えば、用いられるアンテナの数のような物理的な、且つ／またはその他の制約を特定の技術により課されるためである。通信技術は、１つ以上の標準化団体によって公開された通信規格により、しばしば規定されている。２つのうちの一方の通信技術の要件を規定または指定する通信規格の順守が、２つの通信技術の他方の要件を規定し、または別の方法で指定する規格で指定された要件を侵害する送信、受信、または、その他の強制あるいは動作を引き起こす場合に、通信規格により規定された２つの通信技術は相容れないと考えることができる。
【００１０】
本発明に従って実施されるシステムは、少なくとも１つの通信セルを一般に含むが、より一般には、複数のセルを含む。各セルは、少なくとも１つの基地局を含む。複数の無線端末、例えば、移動装置は、例えば、１つ以上の通信チャネルのセグメントを用いていずれか所定の時点で基地局と一般に通信する。異なった通信チャネルが、異なった通信チャネルを用いれば、繰り返される時間間隔で、異なった技術を用いる周期的な予測可能な方法で、または、ある時点で複数の通信技術を支援することにより構成されたダイバーシティの利点を生かすため、少なくともいくつかの無線端末は複数の技術を支援する。例えば、無線端末は、ＯＦＤＭ及びＣＤＭＡ通信を支援できる場合がある。いくつかの無線端末は複数の技術を支援するが、別の無線端末は１つの技術だけを支援する場合がある。例えば、いくつかの無線端末は１つの受信アンテナを含む場合があり、その一方で、別の無線端末は複数の受信アンテナを含む場合がある。複数の受信アンテナを含む無線端末は、ＭＩＭＯを用い、複数の受信アンテナを必要とする通信チャネルと、１つの受信アンテナを用いる技術に対応するチャネルとの間で切り換えることができる場合がある。１つの受信アンテナを用いる無線端末は、チャネルを用い、または、１つの受信アンテナ技術を用いて実装されたチャネルを用い、依然として基地局と相互作用できるが、複数の受信アンテナを必要とするチャネルを生かすことができない。
【００１１】
特定の時点で用いるチャネルの聡明な選択を支援するため、複数の技術を支援する各無線端末は、２つの異なった、例えば、相容れない技術を用いて実装された少なくとも２つのチャネルに対する品質情報セット、例えば、ＳＮＲ情報を維持する。いくつかの実施形態では、無線端末は複数のチャネルの間で、例えば、異なったチャネルに対応する品質情報の比較により示されるように特定の時点で、どのチャネルが、より良い品質をもたらすことを示されるかに基づいて選択する。１つのこのような実施形態では、無線端末が決定した技術、及び／または特定の技術に対応するチャネルが、所望の品質レベルをもたらすことを示す信号を無線端末が基地局へ送信する。別の実施形態では、無線端末は、異なった技術を用いて実装された少なくとも２つのチャネルに関する品質情報を具える信号を基地局へ送信する。次に、基地局は、無線端末に所望の性能レベルを与える技術を用いて実装されたチャネルを選択する。特定の無線端末との通信に用いるべきチャネルに関してチャネル選択を行う時、複数のチャネルが適切な品質レベルを無線端末に与えることができ、基地局が、報告されたチャネル品質情報に加えてロードするチャネルを考慮する基地局選択チャネル選択方法は、特に有益である。
【００１２】
いくつかの実施形態では、移動ノードの移動性は、移動ノードとの通信に用いる技術を決定する時に考慮される。移動ノードが高速で移動する場合、チャネルは、比較的高い速度で変化する可能性が高い。無線端末による動きの速度は、フェージングの速度、測定されたドップラー偏移、または、その他の信号、例えば、無線端末から送信された周期的な信号の電力レベルの変化率、または、無線端末により行われた、あるいは、無線端末へ信号送信されたタイミング修正の割合及び／または量に基づいて時々、推定される。
【００１３】
チャネルが高速で変化する場合、無線端末がチャネル状態情報を基地局へフィードバックする速度も、例えば、情報を受信し、且つ／または、それに従って行動する時まで情報が著しく不正確でない程度に速くなるべきである。通信帯域の保持がしばしば、重視すべき事柄である無線システムでは、無線端末の迅速な動きの場合、わずかなチャネル状態フィードバックを用いて、あるいは、チャネル状態フィードバックを全く用いず、例えば、アンテナ送信パターンを調節する通信技術を用いるのが望ましい。
【００１４】
無線端末の動きが零または比較的遅い場合、無線端末からのフィードバック情報を基地局で用いてアンテナパターンを制御するビームフォーミング技術が極めて望ましい。
【００１５】
従って、本発明のいくつかの実施形態では、無線端末は動きの速度を推定し、あるいは、基地局は、上述した技術の１つ以上を用いて、または、位置の変化を検出するために全地球測位システム（ＧＰＳ）情報を用いるようなさまざまなその他の技術を用いて動きの決定を行う。いくつかの実施形態では、次に、特定の測定された、あるいは推定された動きの速度に最も適する通信技術を用いて実装された通信チャネルを検出するのに動きの速度を用いる。いくつかの場合、このことは、無線端末が高速で移動する場合、ほとんどもしくは全くチャネル状態フィードバック情報を必要としない技術を用いるチャネルを選択し、無線端末が低速で移動する場合、速いチャネル状態フィードバック速度を用いる通信チャネルを選択することを含む。使用される技術が、局端末の場合に零である無線端末の動きの速度に最も適合できるように、異なった通信技術に対応する通信チャネルの間で選択するのに、異なった動きの速度しきい値を無線端末に用いることができる。
【００１６】
物理的な問題に加えて、送信されるデータの種類、並びにデータの量は、特定の技術に対応するチャネルの選択に影響を与える場合がある。例えば、いくつかの技術は、長期間、連続的、または、ほぼ連続的な接続及び／またはデータの流れを必要とする場合がある音声トラフィックに適することができ、別の技術は、最小セットアップ時間を有益とする場合がある短期集中的なデータ送信に適することができる。
【００１７】
上記の説明を考慮して、複数の異なった通信技術を支援できる無線端末が、さまざまな異なった、しばしば、相容れない通信技術を用いて実装されたチャネルを切り換えることにより利点を獲得できることが分かる。これにより、無線端末が、特定の与えられた状況に対して最善の、あるいは少なくとも適切な支援された技術を用いる利点を獲得できる。本発明に従って無線端末が支援できる異なったアクセス技術の例は、ＣＤＭＡ、ＯＦＤＭ及び狭帯域信号搬送波技術を含む。さまざまなＷｉＦｉ規格及び／またはその他の通信規格で規定されたアクセス技術も支援できる。
【００１８】
本発明の多数の追加の利点、実施形態及び特徴を、後に続く詳細な説明に記述する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に従って無線端末と基地局との間で交信するのに用いることができる通信チャネルを示す。
【図２】本発明に従って無線端末と基地局との間で交信するのに用いることができる通信チャネルを示す。
【図３】本発明に従って無線端末と基地局との間で交信するのに用いることができる通信チャネルを示す。
【図４】基地局が１つの便宜的なビームを用いた場合に移動受信機が読み取れるチャネル変化を示すグラフである。
【図５】基地局が、位相にずれがある２つの便宜的なビームを用いた場合に移動受信機により読み取られたチャネル変化を示すグラフ５００である。
【図６】ＣＤＭＡ及びＯＦＤＭシステムに並列パイプを用いた例示的な実施形態を示す。
【図７】本発明に従って実施された例示的なＣＤＭＡまたはＯＦＤＭシステムに用いることができる並列パイプを示すグラフである。
【図８】動的に共有されるトラフィックセグメントを示す。
【図９】割り当てとトラフィックセグメントとの対応を示す図面９００である。
【図１０】受信したトラフィックセグメントに応答して送信された肯定応答を示す。
【図１１】所定のパイプに用いられた技術を時間ごとに動的に変更できる代替の実施形態を示す。
【図１２】異なったパイプに対する異なった送信電力の使用を示す。
【図１３】本発明に従って実施された例示的な通信システム１０を示す。
【図１４】本発明に従って実施された例示的なアクセスルータ、例えば、基地局１２を示す。
【図１５】本発明に従って実施された例示的な移動ノード１４を示す。
【図１６】本発明に従って実施された例示的な無線通信システム１６００の説明図である。
【図１７】本発明に従って実施された例示的な基地局を示す。
【図１８】本発明に従って実施された例示的な無線端末を示す。
【図１９Ａ】本発明による例示的な通信方法を示すフローチャートである。
【図１９Ｂ】本発明による例示的な通信方法を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の例示的な一実施形態に従って無線端末により実行される方法を示す。
【図２１】本発明の一実施形態に従って基地局により実行される方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、複数の送信アンテナを用いる無線マルチユーザー通信システムの全体的な性能を高める方法及び装置を開示する。参考として本明細書に明示的に組み入れられる２０００年１０月１８日提出の米国特許出願第０９／６９１，７６６号明細書で記述されたシステムのようなシステムに本発明の方法及び装置を用いることができる。本発明を用いることができる通信システムは典型的に、あるユーザーから別の１つのユーザーへ著しく変化するおそれのあるチャネル状態及び特性を有する複数の無線ユーザーへの／からの通信をしばしば、特徴とする。本発明を説明する目的のため、この明細書の残りを、例示的なセル式無線システムに照らして提示する。しかし、本発明は、無線通信システムの別の趣、例えば、非セル式システムでも本発明の利点を実現できるのに充分に基本的である。
【００２１】
本発明は、セル式無線システムの（移動ユーザーが基地局へ送信する）アップリンクチャネルと同様に（基地局から移動ユーザーへの）ダウンリンクチャネルにも重大な利点を実現する。以下の説明はダウンリンクに焦点を合わせるが、当然のことながら、この技術が事実上、一般的であって、移動、例えば、無線端末が複数の送信アンテナを有するシステムでのアップリンクにも適用できる。
【００２２】
本発明の中心となる考えは、システム内の利用可能な送信資源の再分割による複数の並列「パイプ」の生成であり、これらパイプで複数の送信アンテナを用いる異なった送信技術の実現である。
【００２３】
本発明によれば、「パイプ」は、最も一般的に、利用可能なエアリンク資源の一部分である。受信機がいずれかの並列パイプの無線チャネル品質を独立して測定できるように、利用可能な自由度がいくつかのパイプに分割されている。周波数で、時間で、または符号で、あるいは、これらのいずれかの組み合わせでのように、いずれかの特定の手段で分割を行うことができる。
【００２４】
一般に、パイプの構成を、周波数分割または時分割方法、あるいは、組み合わされた時間／周波数方法によることができる。図１の実施形態は、エアリンク資源を周波数で分割することにより並列パイプを構成する。図１は、縦軸１０２上の周波数対横軸１０４上の時間のグラフ１００である。図１は、４つのダウンリンク並列パイプＡ１０６、Ｂ１０８、Ｃ１１０及びＤ１１２を含む。パイプＡ１０６は、２つのばらばらな周波数セグメント１０６Ａ，１０６Ｂを含み、高速移動性の使用のためのパイプを表すことができる。パイプＢ１０８、パイプＣ１１０及びパイプＤ１１２は各々、１つの周波数セグメントを含み、低速移動性のユーザーのためのパイプを表すことができる。エアリンク資源を時間で分割することにより並列パイプが得られる別の一実施形態を図２に示す。図２は、縦軸２０２上の周波数対横軸２０４上の時間のグラフ２００である。図２は４つのセグメント２０６，２０８，２１０，２１２を含み、各セグメント２０６，２０８，２１０，２１２は同じ周波数範囲を占めるが、異なった時間枠を占める。図１及び図２に示す２つの実施形態を混合させて、周波数分割及び時間分割の双方で並列パイプを構成する図３に示すような別の一実施形態につなげることができる。図３は、縦軸３０２上の周波数対横軸３０４上の時間のグラフ３００である。図３には、４つの物理的な周波数帯域、すなわち、第１の物理的な周波数帯域３０６、第２の物理的な周波数帯域３０８、第３の物理的な周波数帯域３１０及び第４の物理的な周波数帯域３１２を示す。図３には、３つの時間枠、すなわち、第１の時間枠３１４、第２の時間枠３１６及び第３の時間枠３１８も示す。図３では、各パイプ３２０，３２２，３２４，３２６は、特定の論理的な周波数範囲に規定されているが、異なった物理的な周波数帯域を１つの時間枠から次の時間枠まで占める。異なった種類の陰影表示を用いて、図３の異なったパイプを区別する。同じ陰影表示を有する異なった周波数時間ブロックは、同じパイプに対応する。パイプ３２０は第１の時間枠３１４内に周波数帯域３１２を占め、第２の時間枠３１６内に周波数帯域３０８を占め、第３の時間枠３１８内に周波数帯域３０６を占める。パイプ３２２は第１の時間枠３１４内に周波数帯域３１０を占め、第２の時間枠３１６内に周波数帯域３０６を占め、第３の時間枠３１８内に周波数帯域３１２，３０８を占める。パイプ３２４は第１の時間枠３１４内に周波数帯域３０８を占め、第２の時間枠３１６内に周波数帯域３１０を占める。パイプ３２６は第１の時間枠３１４内に周波数帯域３０６を占め、第２の時間枠３１６内に周波数帯域３１２を占め、第３の時間枠３１８内に周波数帯域３１０を占める。図６には、ＣＤＭＡ及びＯＦＤＭシステムに並列パイプを用いた例示的な実施形態を示す。図６は、例示的なＣＤＭＡシステム内の３つのパイプ、すなわち、パイプ（１）６０２、パイプ（２）６０４及びパイプ（３）６０６を示す図面６００である。図面６００は、周波数を表す横軸６０８を含む。例示的なＣＤＭＡシステムは、各々が１．２５ＭＨｚのパイプを表し、合計３つのパイプ（パイプ（１）６０２、パイプ（２）６０４及びパイプ（３）６０６）をもたらす３つの搬送波６０３，６０５，６０７に分割された全部で５ＭＨｚの帯域幅６１０を有する。従って、この５ＭＨｚのＣＤＭＡシステムには、３つの並列パイプ６０２，６０４，６０６が存在する。図６には、例示的なＯＦＤＭシステム内の複数のパイプを表す図面６５０も示す。図面６５０は、周波数を表す横軸６５２を含む。図示のＯＦＤＭシステムも、Ｎ個のトーンに分割された全部で５ＭＨｚの帯域幅６５４を有する。ここでは、個々のトーンを表すのに、垂直な矢印６５６を用いる。図６には、これらＮ個のトーン６５６が４つのサブセット６５８，６６０，６６２，６６４に分割されている。図面６５０は、３つの並列パイプ６６６，６６８，６７０を含む。第１の並列パイプ６６６は、２つのトーンサブセット６５８，６６４を含む。第２の並列パイプ６６８は、１つのトーンサブセット６６０を含む。第３の並列パイプ６７０は、１つのトーンサブセット６６２を含む。従って、この５ＭＨｚのＯＦＤＭシステムには、３つの並列パイプが存在する。
【００２５】
図７は縦軸７０２上の周波数対横軸７０４上の時間のグラフ７００であって、例示的なＣＤＭＡまたはＯＦＤＭシステムに用いることができる並列パイプを示す。図７では、図示のＣＤＭＡまたはＯＦＤＭシステムは、時分割方法で２つの並列パイプ７０８，７１０により共有された全部で１．２５ＭＨｚの帯域幅７０６を有する。異なった陰影表示を用いて、異なったパイプ７０８，７１０の成分を示す。一方のパイプの成分を示すのに水平線を用い、他方のパイプの成分を示すのに垂直線を用いる。パイプ（１）７０８は、時間ｔ０７１２からｔ１７１４まで、そして、時間ｔ２７１６からｔ３７１８まで１．２５ＭＨｚの帯域幅を占有する。パイプ（２）７１０は、時間ｔ１７１４からｔ２７１６まで、そして、時間ｔ３７１８からｔ４７２０まで１．２５ＭＨｚの帯域幅を占有する。
【００２６】
このように形成されたパイプの各々は、送信機で利用可能な複数の送信アンテナの特定使用と関連付けられている。一般に、異なったパイプは、利用可能なアンテナを別々に使用する。パイプ内での送信技術を、無線チャネル特性の特定の範疇に最適化でき、この送信技術は一般に、ユーザーの特定の範疇に適する。この分割の望ましい特性は、無線受信機が、各パイプに対応するチャネル状態を独立して監視できなければならないということである。このことを達成できる１つの方法は、例えば、パイロットを各パイプに独立して送信してチャネルの推定を容易にすることである。
【００２７】
本発明の例示的な実施形態を、セル式無線データ通信システムに照らして以下に説明する。例示的なシステムは、参照することにより本明細書に組み入れられる米国特許出願第０９／７０６，３７７号明細書及び米国特許出願第０９／７０６，１３２号明細書で開示されたシステムに類似する。例示的なシステムは、参考にした明細書に記述したシステムの修正を含み、このことは、例示的なシステムに本発明を実施させる。例示的な無線システムは、本発明を説明する目的のために用いられるが、本発明は、例示よりも広い範囲内にあり、一般に、多くの別の通信システムにも本発明を適用できる。
【００２８】
無線データ通信システムでは、エアリンク資源は、帯域幅、時間または電力を一般に含む。データ及び／または音声トラフィックを運ぶエアリンク資源は、トラフィックチャネルと呼ばれる。データは、トラフィックチャネルセグメント（略して、トラフィックセグメント）内にトラフィックチャネルにわたって伝達される。トラフィックセグメントは、利用可能なトラフィックチャネル資源の基本または最小単位として作用できる。ダウンリンクトラフィックセグメントは、基地局から無線端末までデータトラフィックを運び、その一方で、アップリンクトラフィックセグメントは、無線端末から基地局までデータトラフィックを運ぶ。本発明を適用できる１つのシステムは、米国特許出願第０９／２６７，４７１号明細書に開示されたスペクトル拡散ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重化）多重アクセスシステムである。
【００２９】
本発明を説明するのにここで用いる例示的なシステムでは、トラフィックセグメントは、有限の時間間隔にわたって多数の周波数トーンを含む。並列パイプの各々は、基地局と通信している無線端末の間で動的に共有できるトラフィックセグメントを含む。スケジューリング機能は、各アップリンク及びダウンリンクトラフィックセグメントを多数の基準に基づいて移動端末の１つ（またはそれ以上）に割り当てる基地局内のモジュールである。所定のトラフィックセグメントを１つのパイプ内に完全に含めることができ、より一般的には、このトラフィックセグメントは、２つ以上のパイプ内に、あるいは、各パイプ内にさえ、資源を占有できる。送信機及び受信機は、パイプ内のトラフィックセグメントの構成を分かっている。
【００３０】
ユーザーへのトラフィックセグメントの割り当てをセグメントごとに行い、異なったセグメントを、異なったユーザーへ割り当てることができる。図８は、動的に共有されるトラフィックセグメントを示す図面８００である。図８は、時間を表す横軸８０４に対する、周波数を表す縦軸８０２を含み、例示的なトラフィックセグメントをプロットするのに用いられる。例えば、図８には、陰影表示について垂直線を有するセグメントＡ８０６が基地局スケジューラによりユーザー＃１に割り当てられ、陰影表示について水平線を有するセグメントＢ８０８がユーザー＃２に割り当てられている。基地局スケジューラは、トラフィックニーズ及びチャネル状態に従ってトラフィックチャネルセグメントを、異なったユーザーに迅速に割り当てることができる。チャネルセグメントの割り当てを一般に、時間的に変更できる。従って、トラフィックチャネルを効果的に共有し、異なったユーザー間でセグメントごとに動的に割り当てる。
【００３１】
本発明の例示的なシステムでは、ユーザーへのダウンリンク（及びアップリンク）トラフィックチャネルセグメントの割り当て情報は、一連の割り当てセグメントを含む割り当てチャネルに運ばれる。各トラフィックセグメントは、固有の割り当てセグメントと関連付けられている。割り当てセグメントは、１つ以上のトラフィックセグメントに関する割り当て情報を伝達でき、いくつかの実施形態では、この情報を伝達する。１つ以上の所定のトラフィックセグメントに関連する割り当てセグメントは、関連の（複数の）トラフィックセグメントに対する割り当て情報を伝達する。割り当て情報は、関連の（複数の）トラフィックセグメントを利用するのに割り当てられた（複数の）ユーザー端末の識別子と、更に、関連の（複数の）トラフィックセグメントに用いられる符号化及び変調方式とを含むことができる。図９は、割り当てとトラフィックセグメントとの対応を示す図面９００である。図９は、時間を表す横軸９０４に対する、周波数を表す縦軸９０２を含み、例示的な割り当て及びトラフィックセグメントをプロットするのに用いられる。例えば、図９には、関連のトラフィックセグメントＡ９１０及びＢ９１２にそれぞれ対応する割り当て情報を伝達する２つの割り当てセグメントＡ’９０６，Ｂ’９０８を示す。割り当てチャネルは、共有されたチャネル資源である。ユーザーは、割り当てチャネル内に伝達された割り当て情報を受信し、その後、割り当て情報に従ってトラフィックチャネルセグメントを利用する。割り当てセグメントをいずれか１つのパイプに含めることができ、より一般的には、最大ダイバーシティを構成するように多くのパイプまたは各パイプにわたって割り当てセグメントを分割できる。
【００３２】
基地局によりダウンリンクトラフィックセグメント上に送信されたデータは、対象とする無線端末内の受信機により復号化され、その一方で、割り当てられた無線端末によりアップリンクセグメント上に送信されたデータは、基地局内の受信機により復号化される。典型的に、送信されるセグメントは、受信機を助けて、データが正確に復号化されたかを決定する冗長ビットを含む。このことを行うのは、無線チャネルが信頼できないおそれがあり、役立つようにするためには、データトラフィックが高度な整合性要件を典型的に有するためである。
【００３３】
無線システムでの干渉、雑音及び／またはチャネルのフェージングのため、トラフィックセグメントの送信は成功するかもしれないし、失敗するかもしれない。本発明の例示的なシステムでは、トラフィックセグメントの受信機は、セグメントが正確に受信されたかを示すために肯定応答を送信する。トラフィックチャネルセグメントに対応する肯定応答情報は、一連の肯定応答セグメントを含む肯定応答チャネルに運ばれる。各トラフィックセグメントは、固有の肯定応答セグメントと関連付けられている。ダウンリンクトラフィックセグメントの場合、肯定応答セグメントは、アップリンク内にある。アップリンクトラフィックセグメントの場合、肯定応答セグメントは、ダウンリンク内にある。最小限では、肯定応答セグメントは１ビットの情報を、例えば、関連のトラフィックセグメントを正確に受信したかどうかを示すビットを伝達する。アップリンクトラフィックセグメントと肯定応答セグメントとの間で予め決定された関連性のため、ユーザー識別子または肯定応答セグメント内のセグメントインデックスのような別の情報を伝達する必要をなくすことができる。肯定応答セグメントをいずれか１つのパイプに含めることができ、より一般的には、最大ダイバーシティを構成するように多くのパイプまたは各パイプにわたって肯定応答セグメントを分割できる。
【００３４】
肯定応答セグメントは、ユーザー端末により一般に用いられ、このユーザー端末は、別のユーザー端末でなく、関連のトラフィックセグメントを利用する。従って、双方のリンク（アップリンク及びダウンリンク）では、例えば、異なったユーザーが、異なったセグメントを、異なった時点で用いるというように、肯定応答チャネルを複数のユーザーにより用いることができるので、肯定応答チャネルは、共有される資源である。共有される資源ではあるが、ユーザー端末が特定の肯定応答セグメントを用いることになっていてあいまい性がないので、肯定応答チャネルの使用から起こる争いはない。図１０は、受信したトラフィックセグメントに応答して送信された肯定応答を示す図面１０００である。図１０は、ダウンリンクトラフィックセグメントを示すのに用いられた縦軸１００４上の周波数対横軸１００６上の時間の図面１００２を含む。図面１００２では、例示的なダウンリンクトラフィックセグメントＡ１００８及び例示的なダウンリンクトラフィックセグメントＢ１０１０を示す。図１０は、縦軸１０５４上の周波数対横軸１０５６上の時間の図面１０５２も含み、この図面は、受信したダウンリンクトラフィックセグメント信号に応答して送信された肯定応答信号を送信するのに用いることができるアップリンク肯定応答セグメントチャネルの肯定応答セグメントを示すのに用いられる。図１０の図面１０５２は、ダウンリンクトラフィックセグメントＡ１００８及びＢ１０１０の肯定応答情報を伝達する２つのアップリンク肯定応答セグメントＡ”１０５８及びＢ”１０６０を示す。
【００３５】
図１には、上述した例示的なＯＦＤＭシステムの枠組みで本発明の基本的な実施形態を示す。この実施形態では、利用可能な帯域幅は、異なったユーザーに同時に供給するのに用いることができる「Ａ」１０６，「Ｂ」１０８，「Ｃ」１１０，「Ｄ」１１２と付した４つの並列パイプに周波数で分割されている。パイプ１０６，１０８，１１０，１１２の各々は、以下で説明するように、それ自体の２アンテナ送信技術と関連付けられている。３つ以上のアンテナへの拡張が可能である。
【００３６】
例示的なＯＦＤＭシステムのスペクトル拡散特性は、利用可能な帯域幅にわたって、論理的なトーンを疑似乱数的に周期的にホッピングできるようにすることにより得られる。本発明に即して、並列パイプの各々は、それが規定された帯域幅内にスペクトル拡散特性を維持できる。特定のパイプに規定されたすべてのチャネルに用いられるトーンは、パイプが規定された周波数帯域幅／複数の帯域幅にわたって疑似乱数的にホッピングされる。より一般的には、システム内での論理的なトーンは、２つ以上のパイプの帯域幅資源にわたってホッピングできる。
【００３７】
本発明によれば、各並列パイプのチャネル品質の測定を容易にする必要がある。例示的なシステムに即して、チャネル品質の測定を容易にするのにパイロットトーンを用いることができる。チャネル品質の測定は、信号対干渉比（ＳＩＲ）及びフェージング特性を含むことができる。この実施形態では、各並列パイプは、それ自体パイロットトーンを含む。各パイプに用いられるパイロットの密度を、以下で説明するように用いられる送信技術に適するように変更できる。例示的な一実施形態では、移動受信機は、パイプのチャネル品質を推定する。チャネル品質の推定値に基づいて、この受信機は次に、データトラフィックセグメントを受信する最良のパイプを決定する。移動受信機は次に、このパイプの選択をパイプのチャネル品質推定値と一緒に基地局へ報告する。パイプに用いられた送信技術に応じて、チャネル推定値の報告の構成は、異なったパイプによって異なることができる。
【００３８】
複数の並列パイプの独立したチャネル推定値は、パイプ選択処理を容易にする。この概念は、基地局送信機と相まって移動受信機にパイプの選択を実行できるようにする。
【００３９】
より一般的な設定では、ユーザー受信機が、データを受信するための最良のトラフィックセグメントが２つ以上のパイプにわたって分割されたものであるかを決定できる。この場合、移動受信機は、トラフィックセグメントのこの選択をチャネル品質推定値と一緒に基地局へ示す。ここで、チャネル品質推定値は、セグメントが分離された対応のパイプのチャネル品質推定値に基づいて形成される。
【００４０】
移動端末と同様に基地局も、トラフィックデータ及び割り当てチャネルに加えて共通の制御チャネルを用いることができる。電力制御及び／またはその他の制御情報を伝達するのに制御チャネルを用いることができる。制御チャネル資源を１つのパイプに完全に含めることができ、より一般には、２つ以上のパイプに分離できる。
【００４１】
図１に示す例では、パイプＢ１０８、Ｃ１１０及びＤ１１２は各々、隣接するスペクトル帯域内の資源から形成されているが、パイプＡ１０６は２つの非隣接の帯域１０６Ａ及び１０６Ｂから形成されている。多くのパイプを持つという裏にある意図は、異なったパイプが、異なったユーザー端末に対して異なったチャネル品質を持つ可能性が高いように２つの利用可能な基地局送信アンテナを各パイプで別々に用いるということにある。図１には、パイプ「Ｂ」１０８、「Ｃ」１１０及び「Ｄ」１１２は、チャネル品質フィードバックの周波数に比べて比較的ゆっくりと変化し、従って、チャネル品質を基地局で確実に追跡できるチャネルを有するユーザー端末へ、例えば、低い可動性または、静止したユーザーへの送信に対して最適化されている。このシナリオでは、切り換え型の便宜的なビームフォーミングの技術は、マルチユーザーダイバーシティを生かす知的スケジューリングで補足され、当然の適用である。参照することにより本明細書に組み入れられる米国特許仮出願第０９／６９１，７６６号明細書に記述されたような便宜的なビームフォーミングは、移動ユーザーが、準静的に、またはゆっくりと変化するチャネルを経験するシナリオにおいてマルチユーザーダイバーシティを生かすために用いる技術である。この技術では、基地局送信機は、システム容量を増大させるため、便宜的なスケジューラにより生かせることができるチャネル変動を意図的に生成するのに複数の送信アンテナを用いる。切り換え型の便宜的なビームフォーミングでは、基地局送信機は、独立した便宜的なビームを複数の並列パイプ内に生成できるという追加の利点を有する。移動受信機は、すべてのパイプにわたって無線チャネルの変化を追跡でき、好ましいパイプのチャネル品質と一緒に、好ましいパイプを基地局へ報告し返すことができる。パイプの少なくとも１つがその他のパイプよりもかなり良い可能性が極めて高いように、引き起こされたチャネル変化を並列パイプ間で協調させることができる。この技術は、あらゆる利用可能な周波数ダイバーシティ利得に加えてビームフォーミング利得も一緒に、２つの送信アンテナにより提供された利用可能な送信ダイバーシティ利得を実現できる。異なった基地局が、同じ（または、類似の）パイプ構造を用いるセル式配備では、ユーザー端末は、所望の基地局にとって良いチャネルと、干渉する基地局にとってあまり良くないチャネルとを有するパイプを選択する可能性が高い。結果として生じる追加の利得を、便宜的なセル協調利得と称する。本明細書の残りの部分では、「Ｂ」１０８、「Ｃ」１１０及び「Ｄ」１１２と付されたパイプを、「便宜的なビームフォーミングパイプ」と称し、これらは、切り換え型の便宜的なビームフォーミング技術を用いることができると仮定する。この切り換え型の便宜的なビームフォーミング技術は、この技術の一般化の各々を含み、参照することにより本明細書に組み入れられる米国特許仮出願第０９／６９１，７６６号明細書に記述されている。
【００４２】
２つの送信アンテナを使用する一例を用いて、切り換え型の便宜的なビームフォーミングの概念を動機付けることができる。図４は、基地局が１つの便宜的なビームを用いた場合に移動受信機により読み取られたチャネル変化を示すグラフ４００である。グラフ４００は、受信したＳＮＲを表す縦軸４０２と、時間枠内の時間を表す横軸４０４と、１つの便宜的なビームを用いた受信機により経験されたＳＮＲのプロット４０６とを含む。図５は、基地局が、位相にずれがある２つの便宜的なビームを用いた場合に移動受信機により読み取られたチャネル変化を示すグラフ５００である。図５では、基地局は、位相が互いにずれた２つの便宜的なビームを、異なったパイプに生成する。グラフ５００は、受信したＳＮＲを表す縦軸５０２と、時間枠内の時間を表す横軸５０４と、ビーム１に対して受信機が経験したＳＮＲのプロット５０６と、ビーム２に対して受信機が経験したＳＮＲのプロット５０８とを含む。受信機は、どんな特定のパイプでも時間と共に変化するチャネル品質を理解し、一般に、図４及び図５で示すように、別の１つのパイプ（及び対応のビーム）が低いチャネル品質を呈する場合、受信機はパイプ（及び対応のビーム）のうちの１つの高いチャネル品質を読み取る。２つのビームの使用は、チャネル品質が高い瞬間を待つ受信機での待ち時間を効果的に減少させることができ、受信機がチャネル品質に応じてビームの間で選択できるということが容易に分かる。受信機は、これらビームのうちで最も強いビームを選択し、選択したビームと関連するパイプ（及び関連のチャネル品質）を送信機へ報告するため、送信機がトラフィックを最善のチャネル品質のパイプで受信機へ送信できるようにする位置にある。
【００４３】
本発明に即して、基地局送信機は、便宜的なビームを生成する目的にパイプ「Ｂ」１０８、「Ｃ」１１０及び「Ｄ」１１２の各々に２つのアンテナを用いると仮定する。移動受信機を考慮し、２つの送信アンテナからこの移動受信機への時変チャネル応答を、ｈα（ｔ）及びｈβ（ｔ）とそれぞれ表す。説明を明確にするため、どちらかのアンテナから受信機へのチャネル応答が周波数にわたって一定であって、従って、複数のパイプにわたって一定であると仮定する。しかし、この仮定は、本発明を決して損なわず、または拘束しない。｛α１（ｔ），α２（ｔ），α３（ｔ）｝及び｛β１（ｔ），β２（ｔ），β３（ｔ）｝を、パイプ「Ｂ」１０８、「Ｃ」１１０及び「Ｄ」１１２のそれぞれに第１及び第２のアンテナ上の信号を変調するのに用いる時変係数とする。便宜的なビームフォーミングパイプにわたって送信されるべき信号が、
【数１】
0005461383.tif 000002
【００４４】
で示される場合、２つのアンテナから、パイプにわたって送信される実際の物理的信号を、
【数２】
0005461383.tif 000003
【００４５】
で表すことができる。
【００４６】
従って、便宜的なビームフォーミングパイプで受信機により受信された信号は、
ＲＢ（ｔ）＝ＳＢ（ｔ）［ｈα（ｔ）α１（ｔ）＋ｈβ（ｔ）β１（ｔ）］
ＲＣ（ｔ）＝ＳＣ（ｔ）［ｈα（ｔ）α２（ｔ）＋ｈβ（ｔ）β２（ｔ）］
ＲＤ（ｔ）＝ＳＤ（ｔ）［ｈα（ｔ）α３（ｔ）＋ｈβ（ｔ）β３（ｔ）］
により与えられる。
【００４７】
従って、本発明が、２つの送信アンテナ及び複数の並列パイプを用いるシステムに適用される場合、送信機から受信機へのｋ番目の並列パイプでの合成チャネル応答は、αｋ（ｔ）ｈα（ｔ）＋βｋ（ｔ）ｈβ（ｔ）により効果的に与えられる。
【００４８】
送信機での係数｛αｋ（ｔ）｝，｛βｋ（ｔ）｝の値の適切な選択の場合、少なくとも１つの便宜的なビームフォーミングパイプは、別のパイプの合成チャネル応答よりも高い合成チャネル品質を有する可能性が高い。係数｛αｋ（ｔ），βｋ（ｔ）｝の選択は、かなり柔軟性がある。一実施形態では、｛αｋ（ｔ）｝は定数に設定され、｛βｋ（ｔ）｝は、位相が時間と共に回転する一定振幅の複素数であるように設定される。すなわち、
αｋ（ｔ）＝１
βｋ（ｔ）＝ｅｘｐ（ｊ２πｆｒｏｔｔ＋ｖｋ）
であり、ここで、位相ずれ｛ｖｋ｝は［０，２π］内で一様に分布する。この例では、便宜的なビームフォーミングを用いるパイプが存在するので、ｖ１＝０，ｖ２＝２π／３，ｖ３＝４π／３として位相ずれを選択できる。この特定の実施形態は、各々が周波数ｆｒｏｔで回転する３つの便宜的なビームをもたらす。一般に、これら位相ずれは、上述したように一様に分布する必要はない。システムをユーザーの特定の空間分布に最適化するため、ビーム間のずれを、遅い速度で変えることさえできる。
【００４９】
より一般的な場合では、βｋを周波数の関数とすることもでき、特に、βｋ（ｔ，ｆ）＝ｅｘｐ（ｊ２πｆｒｏｔｔ＋ｊ２πΔｆ＋ｖｋ）であり、ここで、Δは、他方のアンテナの信号に対する１つのアンテナの信号の遅延を表す。この一般化は、パイプＢ１０８、Ｃ１１０及びＤ１１２でアンテナの一方から送信された信号が単に、他方のアンテナ上に送信された信号の遅延バージョンである場合にも及ぶ。この遅延は、受信機においてチャネルの周波数選択フェージングをもたらす。言い換えれば、パイプＢ１０８、Ｃ１１０及びＤ１１２の範囲にわたる帯域のある部分は、２つの信号からの破壊的干渉を受信機で有し、この帯域のその他の部分は、建設的干渉を有することができる。その結果として、２つのアンテナからの信号が建設的に加わる帯域部分に含まれるパイプは、信号が破壊的に加わるその他のパイプよりも良好なチャネル品質を有する。この場合で最善のパイプを選択することにより、ユーザー端末はビームフォーミング利得を実現できる。
【００５０】
別の実施形態では、利用可能なアンテナのサブセットへパイプの各々を効果的に送信できる。例えば、２つの送信アンテナが存在する場合では、一方のアンテナを用いて各パイプを送信できる。このことを、（αｋ，βｋ）の大きさを（１，０）または（０，１）付近にするように設定することにより達成できる。移動端末は、アンテナのどちらか一方に対する高チャネル品質を読み取り、従って、適切なパイプを選択し、この選択を基地局へ報告できる。その上、送信アンテナに対するチャネルが変化するとおりに、パイプのこの選択は、時間と共に動的に変更できる。
【００５１】
切り換え型の便宜的なビームフォーミングの枠組みの概念は、送信機が、異なったパイプで複数のオフセットビームを送信し、受信機が並列パイプのチャネル品質を独立して測定し、最善のパイプとこのパイプの測定結果とを送信機へ報告するということである。送信機はこのパイプでトラフィックを受信機へ送信する。切り換え型の便宜的なビームフォーミングから利点を得るため、受信機は、ｈα（ｔ）及びｈβ（ｔ）を明白に推定する必要がなく、このパイプに関する合計のＳＮＲを測定するだけで足りる。
【００５２】
パイプＢ１０８、Ｃ１１０及びＤ１１２の選択は、送信機で追跡できるチャネル品質を有するこれらユーザーを支援する。高速で移動するユーザーに対して、フィードバックの遅延のため、チャネル品質を基地局送信機で常に追跡できるというわけではない。これらユーザーは、上述した切り換え型の便宜的なビームフォーミング方式から利点を得ることができない。この状況では、複数の独立したフェージング過程にわたって平均化することによりダイバーシティ利得を増大するように作用するダイバーシティ技術が適している。多くのこのような技術は典型的に、チャネルを推定し、受信機で追跡するだけで足り、送信機へのフィードバックを必要としない。
【００５３】
ユーザーのこの範疇を作用するように図１のパイプＡ１０６を最適化できる。本発明に従って送信ダイバーシティ利得を発生させるのにパイプＡ１０６で用いることができる１つの時空間符号は、エス．エム．アラモウティ（Ｓ．Ｍ．Ａｌａｍｏｕｔｉ）著「無線通信用単一送信機のダイバーシティスキーム」（Ａ ｓｉｍｐｌｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）アイイーイーイー・ジャーナル・オン・セレクテッド・エリアズ・イン・コミュニケーション（ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ），１９９８年１０月，第１６巻，ｐ．１４５１−１４５８に記載されているアラモウティ方式である。この技術では、２つの送信アンテナが以下のように用いられている。「Ａ」１０６と付したパイプが２つの送信アンテナを有すると仮定する。パイプにわたって伝達される信号をＳ（ｔ）で示すとする。ここで、ｔは離散的瞬間であると仮定する。アラモウティ方式では、２つの連続的なシンボルが遮断され、２つの瞬間に２つのアンテナを用いて送信される。Ｘ１（ｔ）及びＸ２（ｔ）がそれぞれ、２つのアンテナからの出力信号を表すとする。これにより、
【数３】
0005461383.tif 000004
【００５４】
として表すことができる。
【００５５】
２つのアンテナから移動受信機への時変チャネル応答をそれぞれ、ｈ１（ｔ）及びｈ２（ｔ）により示すと仮定する（簡単化のため、フラットチャネルを仮定するが、チャネルが周波数に依存する一般的な場合をも容易に取り扱うことができる）。２つのシンボルについて一定であり続けるとチャネル係数を仮定すれば、このことは、緩やかな仮定であり、移動受信機により受信された合成信号を、
Ｙ（ｔ）＝ｈ１Ｘ１（ｔ）＋ｈ２Ｘ２（ｔ）＋Ｗ（ｔ）
Ｙ（ｔ＋１）＝ｈ１Ｘ１（ｔ＋１）＋ｈ２Ｘ２（ｔ＋１）＋Ｗ（ｔ＋１）
により表すことができ、このことを、原信号Ｓ（ｔ）の観点から
【数４】
0005461383.tif 000005
【００５６】
として、あるいはまた、
【数５】
0005461383.tif 000006
【００５７】
としても書き換えることができる。
【００５８】
２つのアンテナからのチャネル応答が既知であれば、送信機コード構造を逆にし、送信信号を以下の変換、すなわち、
【数６】
0005461383.tif 000007
【００５９】
により抽出することは容易である。これにより、フェージングチャネルに２次数のダイバーシティをもたらす。
【００６０】
用いられた送信ダイバーシティ技術に加えて、周波数ダイバーシティは、周波数選択フェージングに対抗するのに役立つことができる。このため、「Ａ」１０６と付されたパイプは、それが、周波数で分離されている２つの部分１０６Ａ，１０６Ｂについて規定されているように位置付けられている。送信されるデータは、パイプ「Ａ」１０６を構成する２つの部分１０６Ａ，１０６Ｂについて一緒に符号化される。用いられたアラモウティ方式が、基地局での２つの送信アンテナと、無線チャネルのコヒーレンス帯域幅よりも大きい周波数で分離された２つのパイプ部分について符号化されたデータとを使用する場合、移動受信機は、高速フェージングチャネルを充分に補償する４次数のダイバーシティを理解できる。
【００６１】
各送信アンテナからのチャネル応答を移動受信機で推定するため、パイプ「Ａ」１０６は、パイロットトーンの２つのセットを可能にする。一方は第１のアンテナからのみ送信されるが、他方は第２のアンテナから送信される。
【００６２】
基本的な実施形態では、各移動受信機は、それ自体のチャネル特性を異なったパイプで監視し、選択を行う。ユーザー端末は、適切なチャネル状態フィードバックと一緒にこの選択を基地局へ報告し返す。例えば、ユーザーが、低移動性を有すると決定すれば、便宜的なビームフォーミングパイプＢ１０８、Ｃ１１０またはＤ１１２の最善のものを選択し、好ましいパイプに関して受信された合計のＳＮＲを報告できる。ユーザーが高移動性の状況にあり、高速フェージングを経験すれば、アラモウティ技術を用いるパイプＡ１０６の選択を、パイプＡ１０６のチャネル品質と一緒に基地局に知らせる。基地局スケジューラは、選択されたパイプにわたってトラフィックセグメントをこのユーザーへ割り当てることを選択でき、この場合、割り当てチャネルを介してユーザーに報告する。
【００６３】
この基本的な実施形態に示した技術は、本発明が持つ可能性の単なる代表例である。繰り返すが、本発明は、異なったパイプの生成と、これらパイプ内での、受信機選択ダイバーシティと併せた、異なった複数アンテナ送信技術の使用とを可能にする。
【００６４】
上記の基本的な実施形態を一般化する多くの方法があり得る。一般化方式のいくつかを以下に説明する。
【００６５】
１つの方式では、個々のパイプで用いられる送信技術を動的に変更する。図１の実施形態では、個々のパイプでの技術の選択は一定であり、基地局が作用するユーザーにより既知である。図１１には、所定のパイプに用いられた技術を時間ごとに動的に変更できるその他の実施形態を示す。図１１は、縦軸１１０２上の周波数対横軸１１０４上の時間の図面１１００である。利用可能な帯域幅は、物理的な周波数帯域Ａ１１０６，Ｂ１１０８，Ｃ１１１０，Ｄ１１１２，Ｅ１１１４に細分割されている。時間領域は、時間枠、すなわち、時間枠（１）１１１６及び時間枠（２）１１１８に細分割されている。時間枠（１）１１１６の間、周波数帯域Ａ１１０６，Ｅ１１１４の各々は高移動性のユーザー用のパイプ１１２０を表し、その一方で、周波数帯域Ｂ１１０８，Ｃ１１１０，Ｄ１１１２の各々は低移動性のユーザー用のパイプ１１２２を表す。時間枠（２）１１１８の間、周波数帯域Ａ１１０６，Ｄ１１１２，Ｅ１１１４の各々は高移動性のユーザー用のパイプ１１２０を表し、その一方で、周波数帯域Ｂ１１０８，Ｃ１１１０の各々は低移動性のユーザー用のパイプ１１２２を表す。この実施形態では、基地局は技術の選択を周期的に送信できる。いくつかのパイプは一定の技術を用いるが、残りのパイプは、動的に変更できる技術を用いる別の一実施形態に導くように、図１及び図１１に示す２つの実施形態を混合できる。
【００６６】
別の一般化方式では、所定のユーザーに用いるパイプの決定を基地局でも行うことができる。この場合、決定を報告する代わりに、ユーザーは、どのパイプを用いたらよいかについての好みを報告するだけでよく、ユーザーに実際に供給するパイプを決定することは基地局次第である。ユーザー端末は、好ましいパイプのサブセット、並びに関連のチャネル状態の報告でさえ実際に報告できる。この実施形態の１つの利点は、基地局が、いずれかのパイプの予定を定める自由を有し、従って、パイプ間の負荷の均衡を改善できるということである。欠点は、より多くの情報をフィードバックすることを必要とするかもしれないことである。
【００６７】
一般に、無線端末は、チャネル状態及び特性をフィードバックするのにさまざまな機構及び形式を用いることができる。一実施形態では、各端末は、基地局とつながった時、好ましいパイプのリストを報告できる。その後、好ましいパイプが変化した時、無線端末は基地局を更新する。このような更新は、非同期的に生じることができる。別の実施形態では、各端末は、好ましいパイプのリストを基地局へ周期的に報告できる。好ましいパイプの選択に加えて、端末は、（ＳＮＲのような）パイプのチャネル品質推定値も基地局へ報告する。チャネル状態を報告する周波数は、好ましいパイプを報告する周波数と異なってもよく、好ましくは、これよりも高速である。さらに、チャネル状態の報告の形式は好ましいパイプ次第で異なってもよい。
【００６８】
多種多様の装置を含むマルチユーザーシステムで本発明の利点を実現できる。複数のアンテナを特徴とする無線端末は、特に、それらが、豊富なマルチパス構造を無線チャネルで経験する場合、基地局での複数の送信アンテナと相まってＭＩＭＯチャネルを実現する位置にある。これら装置が、送信及び受信アンテナの各々と関連するチャネル応答係数のチャネル行列を追跡する位置にあれば、豊富な時空間符号群をデータ送信に用いることができる。制御チャネルを介して能力及びパイプの選択を基地局へ知らせるこのような装置へ役務を提供するのにシステムの１つ以上のパイプを専用できる。この概念の延長として、１つのパイプを専用して、それを支援するチャネル状態を有するモバイルに対する空間多重化利得を最大限にする時空間符号を送信できる。パイプを必要なモバイルに対して、高いデータ速度の代わりにダイバーシティを構成するのに自由度を用いる時空間符号に別の１つのパイプを専用できる。もちろん、無線チャネルが不適切であれば、ＭＩＭＯ最適化パイプを選択しないようにモバイルを選択できる。
【００６９】
例示で用いた一連の送信技術を用いてこの明細書で本発明を説明する。本発明は、この明細書で記述されるような独立したパイプに用いることができる別の複数アンテナ送信技術に等しく充分に適用できる。
【００７０】
これまでは、各パイプで利用可能な全電力を考慮しなかった。本発明の異なる実施形態は、異なった方法で全送信電力を選択できる。１つの容易な選択は、並列パイプの各々で同一である１自由度につき全送信電力をもたらす。あるいはまた、図１２に示すように、異なったパイプについて送信電力を別々にすることができる。この説明図は、セルの境界が、異なったパイプに対して異なっている可能性が高いように、２つの隣接する基地局が送信電力を選択する本発明の一実施形態である。図１２は、基地局１に対応するグラフ１２００と、基地局２に対応するグラフ１２５０とを示す。グラフ１２００は、周波数を表す縦軸１２０２と、基地局１の送信電力レベルを表す横軸１２０４とを表す。ブロック１２０６は、パイプＡに対する基地局１の送信電力を表し、ブロック１２０８は、パイプＢに対する基地局１の送信電力を表し、ブロック１２１０は、パイプＣに対する基地局１の送信電力を表す。グラフ１２５０は、周波数を表す縦軸１２５２と、基地局２の送信電力レベルを表す横軸１２５４とを表す。ブロック１２５６は、パイプＡに対する基地局２の送信電力を表し、ブロック１２５８は、パイプＢに対する基地局２の送信電力を表し、ブロック１２６０は、パイプＣに対する基地局２の送信電力を表す。Ａパイプに関して、ブロック１２０６は高電力レベルを表すが、ブロック１２５６は中間電力レベルを表す。Ｂパイプに関して、ブロック１２０８は中間電力レベルを表すが、ブロック１２５８は低電力レベルを表す。パイプＣに関して、ブロック１２１０は低電力レベルを表すが、ブロック１２６０は高電力レベルを表す。従って、無線端末が、各パイプで同時にセルの境界にいる可能性は低い。このことは、システムの容量を改善する。また、この電力の割り当ては、必ずしも静的であるとは限らない。並列パイプの各々に対して低速で全送信電力を変更できる。トラフィックセグメントが複数のパイプにわたって送信される場合に電力の割り当ても重要になってくる。セグメントを受信する無線端末に対するパイプのそれぞれのチャネル状態に従って、基地局は、電力をパイプにわたって別々に割り当てることができる。
【００７１】
図１３には、本発明に従って実施された例示的な通信システム１０を示す。システム１０では、移動ノードＭＮ１（１４）〜ＭＮＮ（１６）として示す複数の移動端末は、通信信号１３，１５の使用により基地局１２と通信する。各移動端末は、異なった移動ユーザーに対応でき、従って、移動端末を時々、ユーザー端末と称する。信号１３，１５を、例えば、ＯＦＤＭ信号とすることができる。１つ以上のパイプを用いてＭＮと基地局１２との間で信号１３，１５を送信できる。基地局１２及び移動局１４，１５は各々、本発明の方法を実施する。従って、信号１３，１５は、上述した種類のさまざまな信号を含み、これら信号は、本発明に従って送信される。
【００７２】
図１４には、本発明に従って実施された例示的なアクセスルータ、例えば、基地局１２を示す。基地局１２は、アンテナ１４０３，１４０５，１４０７及び受信機送信機回路１４０２，１４０４を含む。複数の、例えば、２つ以上の送信アンテナ１４０５，１４０７は、ビームフォーミングを容易にし、各パイプに対して異なった特性でパイプを複数送信するのに用いられる。受信機回路１４０２は復号器１４３３を含み、その一方で、送信機回路１４０４は符号器１４３５を含む。回路１４０２，１４０４は、バス１４３０によりＩ／Ｏインターフェース１４０８、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ）１４０６及びメモリ１４１０に結合されている。Ｉ／Ｏインターフェース１４０８は、基地局１２をインターネット及びその他のネットワークノードに結合する。メモリ１４１０は、プロセッサ１４０６により実行されると、本発明に従って基地局１２を動作させるルーチンを含む。メモリは、基地局１２を制御してさまざまな通信動作を実行し、さまざまな通信プロトコルを実装するのに用いられる通信ルーチン１４２３を含む。メモリ１４１０は、例えば、基地局またはアクセスルータ、動作及び信号送信を論じる部分で、上述した本発明の方法のステップを実施するために基地局１２を制御するように用いられる基地局制御ルーチン１４２５をも含む。基地局制御ルーチン１４２５は、送信スケジューリング及び／または通信資源の割り当てを制御するのに用いられるスケジューリングモジュール１４２６を含む。さまざまな実施形態で、送信スケジューリングは、１つ以上の移動ノードから送信された異なったパイプのチャネル特性に関する情報に基づく。従って、モジュール１４２６はスケジューラとして作用できる。メモリ１４１０は、通信ルーチン１４２３及び制御ルーチン１４２５により用いられる情報をも含む。この情報１４１２は、ユーザーにより行われている動作中のセッションをリストし、セッションを行うためにユーザーにより用いられている移動局（ＭＴ）を識別する情報を含む動作中の移動局ユーザー１４１３，１４１３’の各々に対する入力を含む。
【００７３】
図１５には、本発明に従って実施された例示的な移動ノード１４を示す。移動ノード１４を移動端末（ＭＴ）として用いることができる。移動ノード１４は、受信機及び送信機回路１５０２，１５０４にそれぞれ結合された受信機及び送信機アンテナ１５０３，１５０５，１５０７を含む。複数の送信機アンテナ１５０５，１５０７は、ビームフォーミングを支援し、異なった特性でパイプをＢＳへ複数送信するのに用いられる。受信機回路１５０２は復号器１５３３を含み、その一方で、送信機回路１５０４は符号器１５３５を含む。受信機送信機回路１５０２，１５０４は、バス１５０９によりメモリ１５１０に結合されている。プロセッサ１５０６は、メモリ１５１０に記憶された１つ以上のルーチンの制御下、上述したような本発明の方法に従って移動ノードを動作させる。移動ノードの動作を制御するため、メモリは、通信ルーチン１５２３及び移動ノード制御ルーチン１５２５を含む。移動ノード制御ルーチン１５２５は、移動ノードが本発明の方法に従って動作し、移動ノードの動作に関して上述したステップを実行することを保証する責任を負う。メモリ１５１０は、本発明の方法を実施するためにアクセスし、そして、使用できるユーザー／装置／セッション／資源情報１５１２、及び／または、本発明を実施するのに用いられるデータ構造体をも含む。
【００７４】
図１６は、本発明に従って実施された例示的な無線通信システム１６００の説明図である。例示的な無線通信システム１６００は、複数の基地局（ＢＳ）、すなわち、基地局（１）１６０２，基地局（Ｍ）１６１４を含む。セル（１）１６０４は、基地局（１）１６０２に対する無線サービスエリアである。ＢＳ（１）１６０２は、セル（１）１６０４内に位置する複数の無線端末（ＷＴ）、すなわち、ＷＴ（１）１６０６，ＷＴ（Ｎ）１６０８と通信する。ＷＴ（１）１６０６，ＷＴ（Ｎ）１６０８はそれぞれ、無線リンク１６１０，１６１２を介してＢＳ（１）１６０２に結合される。同様に、セル（Ｍ）１６１６は、基地局（Ｍ）１６１４に対する無線サービスエリアである。ＢＳ（Ｍ）１６１４は、セル（Ｍ）１６１６内に位置する複数の無線端末（ＷＴ）、すなわち、ＷＴ（１’）１６１８，ＷＴ（Ｎ’）１６２０と通信する。ＷＴ（１’）１６１８，ＷＴ（Ｎ’）１６２０はそれぞれ、無線リンク１６２２，１６２４を介してＢＳ（Ｍ）１６１４に結合される。ＷＴ（１６０６，１６０８，１６１８，１６２０）を、移動及び／または固定無線通信装置とすることができる。時々、移動ノード（ＭＮ）と称する移動ＷＴは、システム１６００の至るところに移動でき、これら移動ＷＴが位置するセルに対応する基地局と通信できる。領域１６３４は、セル（１）１６０４とセル（Ｍ）１６１６との間の境界領域である。
【００７５】
ネットワークノード１６２６は、ネットワークリンク１６２８，１６３０をそれぞれ介してＢＳ（１）１６０２及びＢＳ（Ｍ）１６１４に結合される。ネットワークノード１６２６は、ネットワークリンク１６３２を介して別のネットワークノード／インターネットにも結合される。ネットワークリンク１６２８，１６３０，１６３２を、例えば、光ファイバリンクとすることができる。ネットワークノード１６２６、例えば、ルータノードは、ＷＴ、例えば、ＷＴ（１）１６０６に対して、現在、位置付けられたセル、例えば、セル（１）１６０４の外側に位置する別のノード、例えば、別の基地局、ＡＡＡサーバーノード、ホームエージェントノード、通信ピア、例えばＷＴ（Ｎ’）１６２０などへの接続性を形成する。
【００７６】
図１７には、本発明に従って実施された例示的な基地局１７００を示す。例示的なＢＳ１７００は、図１６のＢＳ、すなわち、ＢＳ（１）１６０２，ＢＳ（Ｍ）１６１４のいずれかを詳細に表すことができる。ＢＳ１７００は、バス１７１４を介して連結された受信機１７０２、送信機１７０４、プロセッサ、例えば、ＣＰＵ１７０６、Ｉ／Ｏインターフェース１７０８、Ｉ／Ｏ装置１７１０及びメモリ１７１２を含む。バス１７１４上では、さまざまな素子がデータ及び情報を交換できる。加えて、基地局１７００は、受信機１７０２に結合された受信機アンテナ（１）１７１５を含む。いくつかの実施形態、例えば、ＭＩＭＯ実施形態では、基地局１７００は、受信機１７０２に結合された更なる（複数の）受信機アンテナ、すなわち、受信機アンテナ（ｎ）１７１７を含む。図３に示すような基地局１７００は、送信機１７０４に結合された複数の送信機アンテナ（アンテナ（１）１７１８，アンテナ（ｎ）１７２２）をも含む。送信機アンテナ１７１８，１７２２は、情報を、例えば、ダウンリンクトラフィックチャネル情報、各パイプの独立したパイロット信号、及び／または、割り当て情報をＢＳ１７００からＷＴ１８００（図１８参照）へ送信するのに用いられ、その一方で、（複数の）受信機アンテナ１７１５，１７１７は、データと同様に情報をも、例えば、チャネル状態フィードバック情報、パイプ選択情報及び／またはパイプ制御情報をもＷＴ１８００から受信するのに用いられる。
【００７７】
メモリ１７１２は、ルーチン１７２４及びデータ／情報１７２６を含む。プロセッサ１７０６はルーチン１７２４を実行し、メモリ１７１２に記憶されたデータ／情報１７２６を用いて、基地局１７００の全部の動作を制御し、本発明の方法を実施する。Ｉ／Ｏ装置１７１０、例えば、表示装置、プリンタ、キーボードなどは、システム情報を基地局の管理装置へ表示し、制御及び／または管理入力を管理装置から受信する。Ｉ／Ｏインターフェース１７０８は基地局１７００をコンピュータネットワーク、別のネットワークノード、別の基地局１７００及び／またはインターネットへ結合する。従って、Ｉ／Ｏインターフェース１７０８を介して、基地局１７００は、所望に応じてＷＴ１７００への信号の送信を同期化することはもちろん、顧客情報及びその他のデータを交換することもできる。更に、Ｉ／Ｏインターフェース１７０８は、ＷＴ１８００のユーザーが基地局１７００を介してインターネット上の情報を受信及び／または送信できるようにするインターネットへの高速接続を行う。
【００７８】
受信機１７０２は復号器１７０３を含む。受信機１７０２は、（複数の）受信機アンテナ１７１５，１７１７を介して受信した信号を処理するのに復号器１７０３を用い、受信した信号から、そこに含まれた情報内容を取り出す。取り出された情報は、例えば、データ、各パイプのチャネル状態フィードバック情報、パイプ選択及び／またはパイプ制御情報はプロセッサ１７０６へ伝達され、バス１７１４を介してメモリ１７１２内に記憶される。
【００７９】
送信機１７０４は、送信前にデータ／情報を、例えば、ダウンリンクトラフィックチャネルデータ／情報のブロックを符号化する符号器１７０５を含む。送信機１７０４は、複数のアンテナ、例えば、アンテナ１７１８，１７２２を介して情報を、例えば、データ、割り当て情報、及び／または、各パイプのパイロット信号をＷＴ１８００へ送信する。送信機１７０４は、複数の位相／振幅制御モジュール、すなわち、位相／振幅制御モジュール（１）１７１６，位相／振幅制御モジュール（ｎ）１７２０を含む。図１７に示す例では、離れた位相／振幅制御モジュール（１７１６，１７２０）がそれぞれ、送信機アンテナ（１７１８，１７２２）の各々に関連付けられている。ＢＳ１７００でのアンテナ１７１８，１７２２は、アンテナ１７１８，１７２２からの信号が、ほぼ独立した経路を通過し、従って、チャネルの信号が互いに独立して通過するように充分遠くに離間されている。アンテナ１７１８，１７２２間の距離は、ＷＴ１８００の角度広がり、送信周波数、散乱環境などの関数である。本発明によれば、一般に、送信周波数に基づくアンテナ間での半波長の分離は、アンテナ間で通常、充分な最小限の分離距離である。従って、さまざまな実施形態では、アンテナ１７１８，１７２２は、半波長だけ、またはそれ以上、分離され、この場合、１波長は、送信される信号の搬送波周波数ｆｋにより決定される。
【００８０】
位相及び振幅制御モジュール１７１６，１７２０は信号変調を実行し、プロセッサ１７０６の制御下、送信すべき信号の位相及び／または振幅を制御する。位相／振幅制御モジュール１７１６，１７２０は、振幅及び／または位相変化を、ＷＴ１８００へ送信される複数の、例えば、２つの信号の少なくとも１つに導入して、これにより、複数のアンテナ１７１８，１７２２から情報が送信されたＷＴ１８００により受信された合成信号内に、時間と共に変化を、例えば、振幅変化を生じさせる。制御モジュール１７１６，１７２０は、プロセッサ１７０６の制御下、本発明に従って、チャネル状態及び／またはチャネル選択の関数としてデータ送信速度をも変更できる。いくつかの実施形態では、位相／振幅制御モジュール１７１６，１７２０は、係数の変更により位相及び／または振幅を変更する。
【００８１】
上述したように、プロセッサ１７０６は、メモリ１７１２内に記憶されたルーチン１７２４の指揮下、基地局１７００の動作を制御する。ルーチン１７２４は、通信ルーチン１７２８及び基地局制御ルーチン１７３０を含む。基地局制御ルーチン１７３０は、送信スケジューラモジュール１７３２、パイロット信号生成及び送信モジュール１７３４、ＷＴチャネルパイプ選択／チャネル品質報告処理モジュール１７３６、切り換え型便宜的ビームフォーミングモジュール１７３８、アラモウティ制御モジュール１７４０、パイプ電力割り当てモジュール１７４２及びパイプ制御変更モジュール１７４４を含む。
【００８２】
データ／情報１７２６は、セグメントデータ／情報１７４６、複数の無線端末（ＷＴ）データ／情報１７４８及びパイプ情報１７５２を含む。ＷＴデータ／情報１７４８は、ＷＴ１情報１７４９及びＷＴＮ情報１７５０を含む。各ＷＴ情報セット、例えば、ＷＴ１情報１７４９は、データ１７５８、端末ＩＤ情報１７６０、高／低移動性ユーザー分類情報１７６２、パイプ選択／チャネル状態情報１７６４、ＷＴからのパイプ制御情報１７６６、割り当てられたパイプ情報１７６８、並びに、割り当てられたセグメント情報１７７０を含む。
【００８３】
セグメントデータ／情報１７４６は、データ、例えば、ＢＳ１７００のセル内に位置するＷＴ１８００へダウンリンクトラフィックセグメントで送信する予定のユーザーデータと、アップリンクトラフィックセグメントでＷＴ１８００から送信されたユーザーデータとを含む。データ１７５８は、ＷＴ１と関連するユーザーデータ、例えば、通信ピア例えばＷＴＮへ転送する予定のＷＴ１からの受信されたデータと、ＷＴ１へ転送する予定のＷＴ１のピア、例えば、ＷＴＮからのデータ受信機とを含む。端末ＩＤ情報１７６０は、ＷＴ１に対して現在の基地局により割り当てられた識別を含む。高／低移動性ユーザー分類情報１７６２は、高または低移動性ユーザーとしてのＷＴ１の分類を含む。いくつかの実施形態では、パイプ、例えば、通信チャネル及び／またはセグメントを分割でき、ユーザーの移動性の分類に対応する範疇により割り当てることができる。パイプ選択／チャネル状態情報１７６４は、ＷＴの（複数の）選択パイプ、例えば、（複数の）通信チャネルと、対応のチャネル品質情報、例えば、ＳＮＲ、ＳＩＲ、フェージング情報などとを示すＷＴフィードバック報告からの情報を含む。ＷＴからのパイプ制御情報１７６６は、ＷＴの好みに基づいて選択パイプを変更することをＢＳ１７００に指示するＷＴ１８００からの情報を含む。割り当てられたパイプ情報１７６８は、ＢＳ１７００が例えば、ダウンリンクトラフィックに対してＷＴ１８００に割り当てた特定のパイプを複数のパイプから識別する情報を含む。割り当てられたパイプ情報１７６８は、パイプの特性、例えば、帯域幅、トーン、データ速度、変調方式、及び／または、ＷＴにより伝達されたパイプ制御情報のために組み込まれたパイプの何らかの固有特性をも含む。割り当てられたセグメント情報１７７０は、ＷＴに割り当てられたセグメント、例えば、割り当てられたパイプのセグメントを識別する情報を含む。いくつかの実施形態では、例えば、ダウンリンクトラフィックチャネル情報に対して、ＷＴは特定のセグメントを要求し、これらセグメントをＷＴに割り当てなければならない。
【００８４】
パイプ情報１７５２は、複数のパイプ情報、すなわち、パイプ１情報１７５４，パイプＮ情報１７５６を含む。各パイプ情報セット、例えば、パイプ１情報１７５４は、送信技術情報１７７２、トーン情報１７７４、パイロット情報１７７６及びアンテナ情報１７７８を含む。送信技術情報は、（複数の）送信技術の種類、及び／または、パイプに選択された技術、例えば、ＯＦＤＭ、ＣＤＭＡ、便宜的なビームフォーミング技術、アラモウティ技術などに関する情報を含む。トーン情報１７７４は、パイプに関する何らかのトーンホッピング情報に加えて、パイプに割り当てられた帯域幅及び／またはトーンセットをも含む。パイロット情報１７７６は、パイプに対して生成すべきパイロット信号を規定する情報を含む。ＷＴは、各パイプに対して送信された独立したパイロット信号を有することにより、各パイプに対するチャネル品質を測定し、推定できる。アンテナ情報１７７８は、パイプに対して送信される信号成分に用いるべき対応のアンテナ１７１８，１７２２を示す情報を含む。
【００８５】
通信ルーチン１７２８は、送信機１７０４及び受信機１７０２それぞれによるデータの送信及び受信を制御する。また、通信ルーチン１７２８は、ＢＳ１７００により用いられるさまざまな通信プロトコルを実装する。また、通信ルーチン１７２８は、Ｉ／Ｏ装置１７１０を介して受信した情報の表示及び／または音声表現を制御する責任を負う。
【００８６】
基地局制御ルーチン１７３０は基地局１７００の動作を制御し、本発明の方法を実施する。スケジューラモジュール１７３２は、例えば、ＷＴからの選択されたパイプ要求に応答して、割り当てられたパイプのセグメント、例えば、ダウンリンクトラフィックセグメントにユーザー、例えば、ＷＴを予定に入れる。パイロット信号生成及び送信モジュール１７３４は、割り当てられる可能性がある潜在的なダウンリンクパイプの各々に対するパイロット信号を生成及び送信し、従って、各潜在的なパイプに対する独立したチャネル推定値をＷＴに測定及び評価させることができる。ＷＴチャネルパイプ選択／チャネル品質報告処理モジュール１７３６は、ＷＴの選択された（好ましい）パイプ、及び、関連のチャネル品質報告情報、例えば、ＳＮＲ、ＳＩＲ、フェージング情報を含むＷＴフィードバック報告を受信する。いくつかの実施形態では、ＢＳ１７００は、ＷＴにとって許容できるパイプのリストに関する情報を受信できる。いくつかの実施形態では、ＷＴは、送信用の特定の要求されたセグメントを知らせることができる。モジュール１７３６は、受信したフィードバック情報を処理し、さまざまなＷＴの要求中の資源間でのパイプの割り当てに関する決定を行う。割り当ての決定を、割り当てセグメントでＷＴへ伝達できる。切り換え型便宜的ビームフォーミングモジュール１７３８は、指定されたパイプで便宜的なビームフォーミングを実行するように送信機を制御するのに用いられる。アラモウティ制御モジュール１７４０は、指定されたパイプでアラモウティダイバーシティ技術を実行するように送信機を制御するのに用いられる。パイプ電力割り当てルーチン１７４２は、各パイプに割り当てられる電力レベルを制御するのに用いられる。パイプ制御変更モジュール１７４４は、ＷＴからのパイプ制御情報１７６６を用いて、例えば、情報１７６６で伝達されたＷＴの好みに基づいてパイプをカスタマイズするために特定の無線端末に対するパイプを変更する。
【００８７】
図１８は、本発明に従って実施された例示的な無線端末１８００を示す。例示的な無線端末１８００を、図１６の例示的なシステムの無線通信システム１６００のＷＴ１６０６，１６０８，１６１８，１６２０のいずれかを詳細に表すことができる。ＷＴ１８００は、バス１８１２を介して連結された受信機１８０２、送信機１８０４、Ｉ／Ｏ装置１８０６、プロセッサ、例えば、ＣＰＵ１８０８及びメモリ１８１０を含む。バス１８１２上では、さまざまな素子がデータ及び情報を交換できる。受信機１８０２はアンテナ１８１４に結合されている。いくつかの実施形態、例えば、ＭＩＭＯ実施形態では、受信機は、更なる（複数の）アンテナ、すなわち、アンテナ（Ｎ）１８１５に結合されている。送信機１８０４はアンテナ１８１６に結合されている。いくつかの実施形態では、例えば、複数のアップリンク並列パイプを用いて、複数の更なる（複数の）アンテナ、すなわち、アンテナ（Ｎ）１８１７を送信機１８０４に結合できる。いくつかの実施形態では、２つの個々のアンテナ１８１４，１８１６の代わりに１つのアンテナを用いることができる。
【００８８】
受信機１８０２は復号器１８０３を含む。ＢＳ１７００から送信されたダウンリンク信号は、アンテナ１８１４及び／または１８１５を介して受信され、復号器１８０３による復号化、並びにユーザーデータの回復を含めて受信機１８０２により処理される。送信機１８０４は、送信前にユーザー情報を符号化する符号器１８０５を含む。送信機１８０４は、アンテナ１８１６及び／または１８１７を介してアップリンク信号をＢＳ１７００へ送信する。本発明によれば、アップリンク信号は、アップリンクトラフィックチャネルデータ／情報と、選択されたダウンリンクパイプと、関連の選択されたパイプに対し、且つ／または、代わりのパイプに対するダウンリンクパイプフィードバックチャネル推定情報と、且つ／またはＷＴの好みに基づいて、例えば、資源の再割り当てにより、選択されたパイプを変更し、または、パイプを形成するＢＳ１７００への命令を含む制御情報を含む。Ｉ／Ｏ装置１８０６は、例えば、マイクロホン、スピーカ、ビデオカメラ、映像表示装置、キーボード、プリンタ、データ端末表示装置などのようなユーザーインターフェース装置を含む。例えば、ＷＴ１８００の操作者が、ピアノードへ指向されるユーザーデータ、音声及び／または映像を入力でき、この操作者が、ピアノード、例えば、別の１つのＷＴ１８００から伝達されたユーザーデータ、音声及び／または映像を眺めることができるようにＷＴ１８００の操作者とインターフェースをとるのにＩ／Ｏ装置１８０６を用いることができる。
【００８９】
メモリ１８１０は、ルーチン１８１８及びデータ／情報１８２０を含む。プロセッサ１８０６はルーチン１８１８を実行し、メモリ１８１０内のデータ／情報１８２０を用いてＷＴ１８００の基本動作を制御し、本発明の方法を実施する。ルーチン１８１８は、通信ルーチン１８２２及びＷＴ制御ルーチン１８２４を含む。ＷＴ制御ルーチン１８２４は、チャネル状態測定モジュール１８２６、パイプ選択モジュール１８２８、パイプ選択／セグメント選択／チャネル状態報告モジュール１８３０、並びに、パイプ制御情報選択及び報告モジュール１８３２を含む。
【００９０】
データ／情報１８２０は、セグメントデータ／情報１８３４、基地局情報１８３６及びユーザー情報１８３８を含む。セグメントデータ／情報１８３４は、ユーザーデータ、例えば、ＷＴ１８００との通信セッションでピアノードを対象としたＢＳ１７００への送信すべきデータ／情報、パイプに関するダウンリンクチャネルフィードバック情報、（複数の）選択されたダウンリンクパイプ、且つ／または、選択されたパイプの制御情報を含む。
【００９１】
基地局情報１８３６は、複数の情報セット、すなわち、基地局１情報１８４０，基地局Ｎ情報１８４２を含む。基地局情報１８３６は、各基地局に特有の情報、例えば、ホッピングシーケンスに用いることができる傾き値、異なった基地局により用いられる搬送波周波数、異なった基地局により用いられる変調方式、基地局に依存するビームフォーミング変化、パイプへの、例えば、チャネルへの利用可能なエアリンク資源の分割、異なったパイプにより用いられる技術を含む。ＢＳ１情報１８４０は、基地局識別情報１８４４、並びに、複数の基地局のパイプ情報セット、すなわち、パイプ１情報１８４６，パイプＮ情報１８４８を含む。パイプ１情報１８４６は、送信技術情報１８５０、トーン情報１８５２、パイロット情報１８５４及びアンテナ情報１８５６を含む。基地局ＩＤ情報、例えば、ＯＦＤＭシステム内の特定のＢＳ１７００に割り当てられたトーンホッピングシーケンスの傾き値は、交信している特定のＢＳ１７００をＷＴ１８００に識別させることができる。送信技術情報１８５０は、（複数の）送信技術の種類及び／またはパイプ用の技術、例えば、ＯＦＤＭ、ＣＤＭＡ、便宜的なビームフォーミング技術、アラモウティ技術などに関する情報を含む。トーン情報１８５２は、パイプに関する何らかのトーンホッピング情報に加えて、パイプに割り当てられた帯域幅及び／またはトーンセットをも含む。パイロット情報１８５４は、パイプに対して受信されるべきパイロット信号を規定する情報を含む。ＷＴ１８００は、各パイプに対するＢＳ１７００送信パイロット信号を有することにより、各パイプに対して独立するチャネル品質を測定し、推定できる。アンテナ情報１８５６は、パイプに対して受信される信号成分に用いるべき対応のアンテナ１８１４，１８１５を示す情報を含む。
【００９２】
ユーザー情報１８３８は、基地局識別情報１８５８、端末ＩＤ情報１８６０、割り当てられたチャネル情報１８６２、高／低移動性ユーザー分類情報１８６４、複数のパイプ測定／チャネル品質推定情報（パイプ１測定／チャネル品質推定情報１８６６，パイプＮ測定／チャネル品質推定情報１８６８）、選択されたパイプ／セグメント情報１８７０、選択されたパイプ／選択されたセグメント／チャネル品質報告情報１８７２、並びに、選択されたパイプ制御情報１８７４を含む。
【００９３】
ユーザー情報１８３８は、ＷＴ１８００により現在、用いられている情報を含む。基地局ＩＤ情報１８５８は、ＷＴ１８００が現在、位置するセル内の基地局の識別情報、例えば、ホッピングシーケンスに用いられる傾き値を含む。端末ＩＤ情報１８６０は、ＷＴ１８００が位置するセル内のＢＳ１７００によりＷＴ１８００の現在の識別に用いられる基地局割り当てＩＤである。
【００９４】
割り当てられたチャネル情報１８６２は、ユーザーデータが送られてくると期待するＷＴ１８００に対してＢＳ１７００により割り当てられた（複数の）ダウンリンクチャネルを含む。割り当てられたチャネル情報１８６２は、ＢＳ１７００が例えば、ダウンリンクトラフィックに対してＷＴ１８００に割り当てた特定のパイプを複数のパイプから識別する情報を含む。割り当てられたチャネル情報１８００は、パイプの特性、例えば、帯域幅、トーン、データ速度、変調方式、及び／または、ＷＴ１８００により伝達されたパイプ制御情報のために組み込まれたパイプの何らかの固有特性をも含む。割り当てられたチャネル情報１８６２は、ＷＴ１８００に割り当てられたセグメント、例えば、割り当てられたパイプのセグメントを識別する情報をも含む。
【００９５】
高／低移動性ユーザー分類情報１８６４は、高または低移動性ユーザーとしてのＷＴ１８００の分類を含む。いくつかの実施形態では、パイプ、例えば、通信チャネル及び／またはセグメントを分割でき、ユーザーの移動性の分類に対応する範疇により割り当てることができる。パイプ１測定／チャネル品質推定情報１８６６は、測定情報を、例えば、受信したパイロット信号測定信号と、パイプ１、例えば、通信チャネル１に対応する推定情報とを含む。このような情報１８６６は、パイプ１に対応するチャネル品質情報、例えば、ＳＮＲ、ＳＩＲ、フェージング情報などを含む。パイプＮ測定／チャネル品質推定情報１８６８は、情報セット１８６６に類似するが、パイプＮ、例えば、通信チャネルＮに対応する測定及び推定情報を含む。選択されたパイプ／セグメント情報１８７０は、ＢＳ１７００に伝達されるＷＴ１８００パイプ選択及び／またはセグメント選択を含む。選択されたパイプ／選択されたセグメント／チャネル品質報告情報１８７２は、ＢＳ１７００へのフィードバック報告に含まれるべきであって、情報１８７０に指定されたＷＴ選択パイプに対応するチャネル品質情報、例えば、情報セット１８６６，１８６８から派生された情報を含む。選択されたパイプ制御情報１８７４は、ＷＴ１８００の好みに基づいて、例えば、資源の再割り当てにより選択パイプを変更し、またはパイプを形成することをＢＳ１７００に指示するＷＴ１８００からＢＳ１７００への送信すべき制御情報を含む。いくつかの実施形態では、例えば、ダウンリンクトラフィックチャネル情報に対して、ＷＴは特定のセグメントを要求し、これらセグメントをＷＴに割り当てなければならない。
【００９６】
通信ルーチン１８２２は、送信機１８０４及び受信機１８０２それぞれによるデータの送信及び受信を制御する。また、通信ルーチン１８２２は、ＷＴ１８００により用いられるさまざまな通信プロトコルを実装する。ＢＳ１７００により許可された時点でアップリンク送信データ／情報がＷＴ１８００により送信されること、並びに、ダウンリンク送信データ／情報が適切な時点でＷＴ１８００により受信されることを確実にするように、通信ルーチン１８２２は、ＢＳ１７００から送信された情報をスケジューリングする責任を負う。通信ルーチン１８２２は、Ｉ／Ｏ装置１８０６を介してＢＳ１７００からユーザーへ送信された情報の表示及び／または音声表現を制御する責任をも負う。
【００９７】
ＷＴ制御ルーチン１８２４はＷＴ１８００の動作を制御し、本発明の方法を実施する。チャネル状態測定モジュール１８２６は、パイプ１測定／チャネル品質推定情報１８６６，パイプＮ測定チャネル品質推定情報１８６８を獲得するため、複数のパイプ、例えば、チャネルのチャネル状態を測定及び推定する。
【００９８】
パイプ選択モジュール１８２８は、チャネル測定及び／または推定情報、例えば、パイプ１測定／チャネル品質推定情報１８６６，パイプＮ測定／チャネル品質推定情報１８６８を比較し、チャネル、例えば、最良の品質推定値を有するチャネルを選択し、この選択を、選択されたパイプ／セグメント情報１８７０内に記憶する。いくつかの実施形態では、パイプ選択モジュール１８２８は、使用できる２つ以上のパイプ、例えば、ＷＴ１８００のニーズを支援するのに充分な品質レベルを有するパイプのサブセットを選択できる。いくつかの実施形態では、パイプ選択モジュール１８２８は、ＷＴ１８００が、ＷＴ１８００を割り当てるＢＳ１７００としたい特定のセグメント、例えば、特定のダウンリンクトラフィックセグメントを選択する。
【００９９】
パイプ選択／セグメント選択／チャネル状態報告モジュール１８３０は、選択されたパイプ／セグメント情報１８７０を含むデータ情報１８２０、並びに、情報１８６６，１８６８からの対応の測定／品質推定情報を用いて、選択されたパイプ／選択されたセグメント／チャネル品質報告１８７２を生成する。報告モジュール１８３０は、報告情報１８７２をＢＳ１７００へ送信するのに送信機１８０４を通信ルーチン１８２２と連動して制御する。
【０１００】
パイプ制御情報選択及び報告モジュール１８３２は、高／低移動性ユーザー分類情報１８６４、選択されたパイプ／セグメント情報１８７０、パイプ情報１８４６，１８４８に含まれた選択パイプの特性、及び／または、セグメントデータ／情報１８３４の特性、例えば、音声、データ、映像、データ速度などを含むデータ／情報１８２０を用いて、選択されたパイプ制御情報１８７４を生成する。パイプ制御情報選択及び報告モジュール１８３２は、選択されたパイプ制御情報１８７４を通信ルーチン１８２２と連動してＢＳ１７００へ伝達する。いくつかの実施形態では、選択されたパイプと、選択されたパイプチャネル品質フィードバック情報と、選択されたパイプ制御情報とは、ＢＳ１７００へ同一の報告内で伝達される。いくつかの実施形態では、選択されたチャネルと、チャネル品質情報と、選択されたパイプ制御情報とのセットのいくつか、例えば、３つの事項の１つが伝達され、ＢＳ１７００により用いられるが、残りの情報は、そのようにされない。
【０１０１】
図１９Ａ及び図１９Ｂは、本発明による例示的な通信方法を示すフローチャート１９００である。動作がステップ１９０２で始まり、ここでは、通信システムの電源をオンにし、通信システムを初期化する。ステップ１９０４では、基地局と無線通信端末との間で情報を交信するのに基地局が用いることができる複数の異なった無線通信チャネルの各々に対する信号、例えば、パイロット信号を発生させ、送信するように基地局を動作する。この場合、前記複数の異なった無線通信チャネルは、少なくとも第１の通信チャネル及び第２の通信チャネルを含み、第１及び第２の通信チャネルは、前記通信チャネルを確立するために用いられる第１及び第２の送信技術の関数である異なった品質特性を有し、前記第１及び第２の技術は異なっている。いくつかの実施形態では、前記第１及び第２の技術は、異なったアクセス技術、例えば、異なった相容れないアクセス技術である。いくつかの実施形態では、異なったアクセス技術は、ＣＤＭＡ、ＯＦＤＭ及び単独の搬送波技術の少なくとも２つを含む。いくつかの実施形態では、異なったアクセス技術は、周波数ホッピング技術及び非周波数ホッピング技術を含む。いくつかの実施形態では、異なったアクセス技術は、別の規格を順守する２つのいずれでもない規格により指示されるように、相容れない異なった技術規格で規定された異なった技術を含む。動作はステップ１９０４からステップ１９０６へ続行する。
【０１０２】
ステップ１９０６では、複数の異なった通信チャネルの各々に対する品質情報を生成するため、複数の異なった通信チャネルの各々に対する信号、例えば、パイロット信号を受信し、処理するように無線通信端末を動作する。動作はステップ１９０６からステップ１９０８へ続行する。ステップ１９０８では、生成した品質情報を用いて、複数の異なった無線通信チャネルに対する通信品質情報セットを維持するように無線通信端末を動作する。次に、ステップ１９１０では、維持した通信品質情報セットに基づいて、複数の異なった通信チャネルの間で選択し、これにより、より良い送信特性を前記無線通信端末へ与える送信技術に対応するチャネルを選択するように無線通信端末を動作する。次に、ステップ１９１２では、チャネル選択を基地局へ伝達するように無線通信端末を動作する。ステップ１９１４では、選択したチャネルと、代わりの（複数の）チャネルとに関連するチャネル品質情報、例えば、ＳＮＲ、ＳＩＲ、フェージング情報などを基地局へ伝達するように無線通信端末を動作する。動作はステップ１９１４から接続ノードＡ１９１６を介してステップ１９１８へ続行する。ステップ１９１８では、選択したチャネルと関連するチャネル制御情報、例えば、帯域幅、継続期間、技術の種類などを基地局へ伝達するように無線通信端末を動作する。いくつかの実施形態では、ステップ１９１２，１９１４，１９１８で伝達された情報を、信号、例えば、メッセージで一緒に伝達する。いくつかの実施形態では、ステップ１９１２，１９１４，１９１８の情報のいくつかを基地局へ伝達せず、例えば、無線通信装置が３つのステップ１９１２，１９１４，１９１８の１つからの情報を送信し、残りの２つのステップに対応する情報を送信しない。動作はステップ１９１８からステップ１９２０へ続行する。
【０１０３】
ステップ１９２０では、伝達した選択チャネルと、伝達したチャネル品質情報と、伝達したチャネル制御情報とを受信するように基地局を動作する。次に、ステップ１９２２では、無線通信端末から送信された情報、例えば、選択されたチャネル、チャネル品質情報及び／またはチャネル制御情報の関数として異なった技術を用いて生成された通信チャネルへ、複数の通信チャネルの１つからの通信資源を再割り当てするように基地局を動作する。動作はステップ１９２２からステップ１９２４へ続行する。ステップ１９２４では、生成した通信チャネルを無線通信端末に割り当て、割り当て情報を無線通信端末へ伝達するように基地局を動作する。次に、ステップ１９２６では、基地局からの割り当てを受信するように無線通信端末を動作する。ステップ１９２８では、生成し、割り当てた通信チャネルでユーザーデータ／情報、例えば、ダウンリンクトラフィックチャネルユーザーデータ／情報を送信するように基地局を動作する。次に、ステップ１９３０では、生成し、割り当てた通信チャネルでユーザーデータ／情報、例えば、ダウンリンクトラフィックチャネルユーザーデータ／情報を受信し、処理するように無線通信端末を動作する。動作はステップ１９３０から終了ノード１９３２へ進行する。
【０１０４】
図２０は、本発明に従う無線端末、例えば、例示的な移動ノードの動作と関連するステップを示すフローチャート２０００である。図２０に示すように。本発明に従って実装され、無線端末のＣＰＵにより実行されたソフトウェアの制御下で動作する無線端末により、図２０に示すステップを実行できる。例えば、無線端末の起動または電源オンの際、制御ソフトを実行すると、ルーチンがステップ２００２で始まる。動作は開始ステップからステップ２００４及びステップ２００８へ続行する。このことは、並列処理経路の開始を表す。ステップ２００８で開始する動き推定経路は任意であり、いくつかの実施形態では用いられない。
【０１０５】
ステップ２００８では、無線端末が、１つ以上の受信した信号から無線端末の動きの速度を決定し、例えば、推定する。受信した信号をＧＰＳ位置情報信号、または、例えば、シンボル送信タイミング調節の一部、電力制御信号またはその他の信号としてクロックを進めるか、遅らせることを無線端末に指示する基地局からの受信信号とすることができる。基地局からの受信信号のドップラー偏移を測定することによっても動きの速度を決定できる。ステップ２００８で決定された動きの速度を用いて、動作はステップ２０１０へ続行し、ここでは、動きの速度を検査して、動きが高速または低速の動きであるかを決定する。その他の速度の決定も可能である。ステップ２０１０から動作は、動きの速度に適合するように、通信に用いるべき技術を選択することを含むステップ２０１２またはステップ２０１４へ続行する。ステップ２０１２は、高速で移動する無線端末に最も良く適する技術の選択を含む。いくつかの実施形態において、ステップ２０１２で選択した方法は、ＢＳアンテナパターン及び／またはその他の基地局送信特性を調節するのに、比較的わずかなチャネル情報を用いるか、もしくは全くチャネル情報を用いない。別の選択も可能であるが、アラモウティ通信方法は、ステップ２０１２で選択できる通信技術の一例である。動作はステップ２０１２からステップ２０１６へ続行する。
【０１０６】
低速の動き、例えば、ステップ２０１０で用いた速度しきい値よりも遅い速度の動きに対応するステップ２０１４では、低速で移動しているか、静止している無線端末に最も良く適する技術を選択する。選択した送信技術、または、ステップ２０１２で選択したアクセス技術は、モバイルからのチャネルフィードバック情報を用いて、アンテナパターン及び／またはその他の送信特性を調節する。多くの場合、この技術は、ステップ２０１２で選択される技術に用いられる場合よりも高いチャネルフィードバック速度の使用を含む。従って、本発明によれば、低速で移動するモバイルの場合に選択される技術は、チャネル状態が高速で変化する高速移動無線端末の場合に無線端末により供給される場合よりも多くの基地局へのチャネル状態フィードバック情報、例えば、ＳＮＲまたはＳＩＲ報告を含めることができ、しばしば、これを含む。動作はステップ２０１４からステップ２０１６へ続行する。
【０１０７】
ステップ２００４で開始する処理経路では、複数のチャネル、例えば、異なった通信技術であって、しばしば、相容れない通信技術に対応するチャネルに対してチャネル品質推定値を生成する。ステップ２００４では、異なった通信技術に対応する少なくとも２つのチャネルに対してチャネル品質推定値を生成する。次に、ステップ２００６では、異なった通信技術に対応する複数の異なったチャネルの各々に対して無線端末メモリ内に維持されたチャネル品質情報を、少なくともステップ２００４で生成された情報で更新する。動作はステップ２００６からステップ２００１６へ続行する。
【０１０８】
ステップ２０１６では、無線端末が用いるのが好ましい通信チャネルをチャネル品質情報に基づいて選択する、例えば、最善のチャネル品質を有する通信チャネルを選択する。この選択は、ステップ２０１２，２０１４で行った技術選択に従うことができ、これによって、無線端末の動きの速度に基づくことができる。いくつかの実施形態では、基地局により支援された複数のチャネルの各々に対して維持されたチャネル品質情報セットが指示するように無線端末が最善のチャネルを簡単に選択する場合、動きの速度情報をステップ２０１６で用いない。
【０１０９】
動作はチャネル選択ステップ２０１６から伝達ステップ２０１８へ続行する。基地局がチャネル選択の責任を負う実施形態では、選択ステップ２０１６を飛ばして進む、例えば、省略できる。このような実施形態では、動作はステップ２００６及び／または２０１２，２０１４から直接ステップ２０１８へ進行する。ステップ２０１８では、チャネル選択が行われたならば、無線端末はチャネル選択を伝達する。ステップ２０１６で実行した選択処理の結果として、少なくとも２つの異なったチャネルのチャネル品質を表す情報から、選択したチャネルを示す信号を発生した。これに加えて、且つ／または、チャネル選択を知らせる代替案として、無線端末は、複数のチャネル、例えば、異なった技術に対応する少なくとも２つのチャネルに対するチャネル品質情報、及び／または、技術選択情報、例えば、選択した送信技術を表す情報を具える１つ以上の信号を発生し、基地局へ送信できる。このような信号に応答して、基地局は、選択されたチャネルの１つ以上のセグメントを無線端末に通常に割り当て、且つ／または、受信した情報に基づいてチャネル選択を行う。基地局は、選択された技術に対応するチャネルを生成でき、いくつかの実施形態では、これを生成し、且つ／または、異なったチャネルから、選択された技術に対応するチャネルへ、及び／または、選択されたチャネルへ資源を再割り当てでき、いくつかの実施形態では、再割り当てする。無線端末信号に応答して再割り当てされた資源は、無線端末が選択しなかった技術を用いて実装されたチャネルによって通常もたらされる。このように、無線端末の選択に応答して、または、特定の技術を用いて実装されたチャネルを用いる必要性に応じて追加のチャネル容量を動的に確立できる。ステップ２０１８では、無線端末は、特定の技術に対応するチャネルで送信しようとするデータの量をも、及び／または、特定の技術に対応するチャネルを用いようとする期間をも基地局へ信号送信できる。
【０１１０】
動作は、伝達／信号送信ステップ２０１８からステップ２０２０へ続行する。ステップ２０２０では、選択されたチャネルが、前に選択されたチャネルと異なっていれば、無線端末は、選択されたチャネルへ切り換える。選択された通信チャネルで用いられる技術が、前に用いたチャネルと異なっていれば、無線端末は、選択されたチャネルを実装するのに用いた技術に従って信号を受信及び処理する必要に応じて、受信した信号、及び／または、１つ以上の物理的な受信特性の処理を、例えば、チャネルで伝達された信号を受信するのに用いられたアンテナの数を変更する。オン状態にある間、無線端末動作は、ステップ２０２０からステップ１００４及び／または２００８へ続行する動作を伴って継続的に生じる。このように、チャネルを周期的に評価し、無線端末状態及び／または動きの速度が変化するにつれて、異なった技術に対応する異なったチャネルを選択できる。
【０１１１】
図２１は、例示的な一実施形態における基地局により実行される方法２１００のステップを示す。方法はステップ２１０２で始まる。動作はステップ２１０２からステップ２１０３へ続行する。ステップ２１０３では、基地局は、無線端末からの少なくとも１つの信号を受信する。信号は、選択された無線端末チャネルの選択、並びに、選択されたチャネルのセグメントの割り当ての要求を示すチャネル選択信号としてもよい。また、信号は、無線端末用のチャネルを選択し、選択したチャネルから、無線端末へのセグメントを割り当てるためのＢＳへの要求を示すため、無線端末により測定されたような複数の異なったチャネルの品質を示す信号としてよい。信号を受信しながら、ステップ２１０３から続行する動作でステップ２１０３を継続的に実行する。チャネル選択及び／または割り当て要求に関する信号を無線端末から受信した後、動作はステップ２１０８，２１２０へ続行する。ステップ２１０８は、移動ノードの動きを検出し、動きの速度が決定された無線端末に適する送信技術を選択する責任を負う処理経路の開始を表す。ステップ２１０８，２１１０，２１１２，２１１４及びチャネル選択ステップ２１１６は、図２０に関して前述したステップ２００８，２０１０，２０１２，２０１４及びチャネル選択ステップ２０１６に類似するが、それらは、無線端末の代わりに基地局で生じる。従って、簡潔のために、これらステップを詳細に説明しない。
【０１１２】
ステップ２１２０では、受信した信号が、選択されたチャネル、例えば、特定の送信技術に対応するチャネルを示しているかを決定する。信号が、選択されたチャネルを示していなければ、動作はステップ２１１６へ続行し、ここで、チャネルを、例えば、受信した信号のチャネル品質情報に基づいて選択する。信号が、選択されたチャネルを示している場合、動作は２１２０からステップ２１２２へ続行し、あるいは、基地局がチャネルを選択する場合、ステップ２１１６からステップ２１２２へ続行する。ステップ２１２２では、選択されたチャネルに対する要求を満たすため、充分なチャネル資源、例えば、選択されたチャネルで利用可能なセグメントがあるかどうかについて決定する。要求されたチャネルの種類に対応する技術で実装されたチャネルで利用できる充分なチャネルセグメントが存在すれば、動作はステップ２１２８へ続行する。そうでなければ、動作はステップ２１２２からステップ２１２４へ続行する。
【０１１３】
ステップ２１２４では、基地局は、特定の技術で実装されたチャネルに対する無線端末の要求を満たすために、選択されたチャネルの技術に対応するチャネルを生成及び／または拡張するように通信資源を再割り当てする。次に、動作はステップ２１２８へ続行する。ステップ２１２８では、基地局は、選択されたチャネルに対応する技術を用いて実装されたチャネルにセグメントを割り当てる。従って、選択されたチャネルを、例えば、特定の技術に対応するチャネルの無線端末の選択に応答して生成されたチャネル、あるいは、前に存在するチャネルとすることができる。
【０１１４】
無線端末からの信号の処理、並びに、チャネルセグメントの割り当て及びチャネル資源の再割り当ては、例えば、基地局が動作中、連続的に生じる。
【０１１５】
本発明の方法に関する数多くの変更が可能である。ステップの異なった組み合わせを用いることにより、且つ／または、異なった処理あるいは選択動作を特定のステップで実行することにより、異なった実施形態を達成できる。
【０１１６】
ノードを記述する第１の例示的な通信方法は、以下のステップ、すなわち、基地局と無線通信端末との間で情報を交信するのに用いることができる複数の異なった無線通信チャネルに対する通信品質情報セットを維持するように無線通信端末を動作するステップであって、この場合、前記複数の異なった無線通信チャネルは、少なくとも第１の通信チャネル及び第２の通信チャネルを含み、第１及び第２の通信チャネルは、前記第１及び第２の通信チャネルをそれぞれ確立するために用いられる第１及び第２の送信技術の関数である異なった品質特性を有し、前記第１及び第２の送信技術は異なっているステップと、少なくとも前記第１及び前記第２の通信チャネルに対応する維持された通信チャネル品質情報の関数として信号を発生させるように無線端末を動作するステップと、前記信号を前記基地局へ送信するステップとを実行することを伴う組み合わせを含む。
【０１１７】
上述した第１の例示的な実施形態では、前記信号は、少なくとも前記第１及び前記第２の通信チャネルの品質に関する情報を具えることができる。第１の例示的な方法は、前記信号に含まれたチャネル品質情報の関数として情報を前記無線通信端末に伝達するのに用いる前記複数の通信チャネルの多重チャネル間で選択するように基地局を動作するステップを更に含むことができる。第１の例示的な方法を実施するのに用いられる前記第１及び第２の技術を、異なった相容れないアクセス技術とすることができ、時々、これらアクセス技術とする。この方法を実施する基地局により支援された異なったアクセス技術は、ＣＤＭＡ、ＯＦＤＭ及び狭帯域信号搬送波技術を含むことができ、時々、これらを含む。いくつかの実施形態では、異なったアクセス技術の各々は、特定のアクセス技術を順守する要件を規定する異なった技術規格に対応し、前記異なったアクセス技術は、前記異なったアクセス技術の１つであって、その他の異なったアクセス技術の規定された要件を侵害する通信要件を規定する前記異なったアクセス技術の１つに対応する技術規格が示すように相容れない。
【０１１８】
第１の例示的な方法のいくつかの実施形態では、基地局及び無線端末の少なくとも一方は複数のアンテナを含み、その一方で、この方法は、前記無線端末の動きの速度を示す測定を行うステップと、前記移動ノードの動きの速度を示す測定の関数として前記無線端末への通信で用いる通信チャネルを選択するように基地局及びモバイルの一方を動作するステップとを更に含む。無線端末または基地局のいずれかは、特定の実施形態に従って、無線端末の動きの速度を示す測定を行うことができる。
【０１１９】
第１の方法のいくつかの実施形態では、通信チャネルを選択するように基地局及びモバイルの一方を動作するステップは、前記測定が第１速度の無線端末の動きを示す場合、第１量の周波数ダイバーシティを無線端末へ与える第１の通信技術を選択するステップと、前記測定が、前記第１速度の無線端末の動きよりも遅い第２速度の無線端末の動きを示す場合、無線端末から送信されたフィードバック情報の関数としてアンテナビームフォーミングを用いる第２の通信技術に対応する通信チャネルを選択するステップとを実行するために前記一方を動作することを含む。前記無線端末の動きの速度を示す測定を行うことを含む第１の例示的な方法のさまざまな実施形態では、測定を行うステップは、前記基地局と前記無線端末との間で送信された信号のドップラー偏移の測定を行うことを含むことができる。前記無線端末の動きの速度を示す測定を行うステップは、クロックタイミングで変化させることをモバイルに指示するのに用いられるタイミング制御信号と、移動ノードから周期的に送信された信号の電力が時間と共に変化する割合、通信チャネルの測定された品質の変化率、およびチャネルのフェージング測定値の変化率の３者との少なくとも１つの変化率を測定することを代わりとして含むことができる。例示的な方法では、通信チャネルを選択するように基地局及びモバイルの一方を動作するステップは、前記測定が第１速度の無線端末の動きを示す場合、第１の技術に対応する第１の通信チャネルを選択し、前記第１の通信技術が、前記無線端末から前記基地局へ送信する第１量のチャネル品質フィードバック信号を用いること、並びに、前記測定が、前記第１速度の無線端末の動きよりも遅い第２速度の無線端末の動きを示す場合、前記第１量のチャネル品質フィードバック情報よりも多い第２量のチャネルフィードバック情報を用いる第２の通信技術に対応する通信チャネルを選択することを含むことができ、時々、これらを含む。いくつかの実施形態では、前記第１の通信技術は２つの固定アンテナを用い、アラモウティ送信方法を用いた技術であり、前記第１の通信技術は、特定の実施形態で前記基地局からの信号を送信するのに用いられるアンテナパターンを制御するため、前記基地局へ送信する零のチャネル品質フィードバック信号を用いる。いくつかの実施形態では、第２の送信方法は、前記無線端末から送信されたチャネル品質フィードバック情報の関数としてビームを形成することを含むビームフォーミング送信方法である。
【０１２０】
第１の例示的な方法のいくつかの実施形態では、基地局及び無線端末の双方は複数のアンテナを含む。１つのこのような実施形態では、前記第２の送信技術は、多入力多出力技術である。
【０１２１】
本発明のさまざまな実施形態によれば、基地局は、チャネルセグメントスケジューラ及び資源アロケータとして動作する１つ以上のルーチンをメモリ内に含む。チャネルセグメントスケジューラは、例えば、１つ以上の無線端末から送信されたチャネル選択及び／またはチャネル割り当て要求信号に応答してチャネルセグメントを無線端末へ割り当てる。資源アロケータは、異なった技術に対応するチャネル間で資源を割り当てる責任を負い、例えば、１つ以上の無線端末から送信されたチャネル選択信号またはチャネル割り当て要求に応答して、１つの技術に対応するチャネルから、別の１つの技術に対応するチャネルへ資源を再割り当てすることができる。
【０１２２】
第１の例示的な方法のいくつかの実施形態では、通信チャネルを選択するように基地局及びモバイルの一方を動作するステップは、前記測定が第１速度の無線端末の動きを示す場合、第２の通信チャネルよりも高い周波数ダイバーシティ及び時間ダイバーシティの少なくとも１つを構成する第１の通信技術を選択し、前記測定が、前記第１速度の無線端末の動きよりも遅い第２速度の無線端末の動きを示す場合、第１の通信技術に対応する第１の通信チャネルから利用できるものよりも高い空間ダイバーシティを構成する第２の通信技術に対応する第２の通信チャネルを選択することを含む。
【０１２３】
第１の方法のいくつかの実施形態では、通信チャネルを選択するように基地局及びモバイルの一方を動作するステップは、チャネル状態の変化が急激な速度で生じた場合、前記複数のチャネル内で非選択の通信チャネルから利用できるものよりも高い周波数または時間ダイバーシティを構成するチャネルを前記複数のチャネル内で選択するステップと、チャネル状態の変化が、前記急激な速度よりも遅い速度であるゆっくりとした速度で生じた場合、チャネル状態の変化が前記急激な速度で生じた場合に選択した前記チャネルよりも高い空間ダイバーシティを構成する別の１つのチャネルを前記複数のチャネル内で選択するステップとを実行するように前記一方を動作することを含む。
【０１２４】
基地局によりさまざまな実施形態で用いられる複数のチャネルの１つ以上を固定でき、周期的とすることができ、且つ／または、動的に発生させることができる。チャネル及びチャネルの種類のさまざまな組み合わせ、例えば、固定し、且つ動的に発生させることも可能である。いくつかの実施形態では、固定した前記複数の通信チャネルの少なくともいくつかは、異なった時点で存在するチャネルの異なった組み合わせを伴って、事実上、周期的であり、いずれかの時点で存在するチャネルの組み合わせは、通信チャネルの周期特性のため、予測可能である。例示的な方法のいくつかの実施形態では、基地局は、異なった技術に対応するチャネルの間で資源を、予め決定されたスケジュールに基づいて周期的に再割り当てする。さまざまな実施形態では、基地局は、異なった技術に対応するチャネルの間で資源を、１つ以上の無線端末から送信された信号に基づいて再割り当てする。本発明の方法の一部として、基地局は、特定の技術を用いるチャネルに対する要求を示す無線端末からの信号に応答して、特定の技術に対応するチャネルを生成できる。チャネルを要求した前記無線端末から送信された少なくとも１つの信号の関数である期間中、基地局は、無線端末からの信号に応答して生成されたチャネルを時々、維持する。
【０１２５】
本発明の方法のいくつかの実施形態では、基地局は複数のアンテナを含み、１つのこのような実施形態では、前記基地局と相互作用する第１の無線端末セットは複数の受信アンテナを含むが、前記基地局と相互作用する第２の無線端末セットは各々１つだけの受信アンテナを含む。１つのこのような実施形態では、複数の受信アンテナを含む移動ノードは、それらが前記基地局と相互作用するいくつかの時点で、ＭＩＭＯ技術に対応する通信チャネルを用い、前記基地局と相互作用する異なった時点で、１つの受信アンテナだけで足りる技術に対応するチャネルを用いる。いくつかの無線端末が１つだけの受信アンテナを含む場合では、これら端末は、複数の受信アンテナを必要としない技術に対応する１つ以上のチャネルを用いて基地局と相互作用する。
【０１２６】
第１の例示的な方法のさまざまな実施形態では、基地局は、複数の通信チャネルの１つから、前記無線端末から送信された信号の関数として異なった通信技術を用いる通信チャネルへ通信資源を再割り当てする。
【０１２７】
無線端末により基地局へ送信される生成された信号が、基地局へのチャネル選択を示すいくつかの実施形態では、この方法は、維持された通信品質情報セットに基づいて複数の通信チャネル間で選択し、これにより、より良い送信特性を前記無線端末へ与える送信技術に対応するチャネルを選択するように無線端末を動作することを含む。第１の例示的な方法のいくつかの実施形態では、基地局は、無線端末により選択された通信チャネルに対応する技術を用いる通信チャネルを生成するのに用いられる資源の量を増大させるために通信資源の使用を変更するように動作する。
【０１２８】
ＯＦＤＭシステムに照らして主として説明したが、本発明の方法及び装置は、多くのＯＦＤＭでない、且つ／またはセル式でないシステムを含む広範な通信システムに適用できる。
【０１２９】
さまざまな実施形態において、この明細書で記述したノードは、本発明の１つ以上の方法に対応するステップ、例えば、信号処理、メッセージ生成及び／または送信ステップを実行するのに１つ以上のモジュールを用いて実施される。従って、いくつかの実施形態では、本発明のさまざまな特徴は、モジュールを用いて実施される。ソフトウェア、ハードウェア、または、ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせを用いてこのようなモジュールを実施できる。機械、例えば、追加のハードウェアを持っている場合と、持っていない場合の汎用コンピュータを制御するためにメモリ装置、例えば、ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスクなどのような機械可読媒体内に含まれたソフトウェアのような機械実行可能命令を用いて、上述した方法のすべて、あるいは一部を、例えば、１つ以上のノードで実施するために、多くの上述した方法または方法のステップを実施できる。従って、特に、本発明は、機械、例えば、プロセッサ及び関連のハードウェアに、上述した（複数の）方法の１つ以上のステップを実行させる機械実行可能命令を含む機械可読媒体に向けられる。
【０１３０】
本発明の上記の説明を考慮して、上述した本発明の方法及び装置に関する数多くの追加の変更形態は当業者にとって明らかになるであろう。このような変更形態は、本発明の範囲内にあると考えるべきである。ＣＤＭＡ、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）、及び／または、アクセスノードと移動ノードとの間で無線通信リンクを構成するのに用いることができるさまざまなその他の種類の通信技術と共に本発明の方法及び装置を用いることができ、そして、さまざまな実施形態で用いる。いくつかの実施形態では、アクセスノードは、ＯＦＤＭ及び／またはＣＤＭＡを用いて移動ノードと一緒に通信リンクを確立する基地局として実施される。さまざまな実施形態では、移動ノードは、本発明の方法を実施するため、ノートブックコンピュータ、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、または、受信機／送信機回路並びにロジック及び／またはルーチンを含むその他の携帯装置として実施される。
【符号の説明】
【０１３１】
１０…通信システム
１２…基地局
１３，１５…通信信号
１４…移動ノードＭＮ１
１６…移動ノードＭＮＮ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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