(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＩＭＯリピータの１以上の受信機におけるチャネル品質を測定する段階と、
前記１以上の受信機における前記チャネル品質を閾値と比較する段階と、
前記１以上の受信機における前記チャネル品質が第１閾値よりも低い場合には、十分な数の前記ＭＩＭＯリピータの送信機をＯＦＦにする段階と
を備える方法。
【請求項２】
前記チャネル品質が第２閾値を超える場合には、前記送信機をＯＮにする段階
を更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＭＩＭＯリピータが異常動作をしている場合には、１以上の前記送信機をＯＦＦにする段階
を更に備える請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
１以上の前記送信機における電力レベルを閾値と比較する段階
を更に備え、
前記電力レベルが第３閾値を超える場合には、前記ＭＩＭＯリピータが異常動作をしている
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記チャネル品質が前記第１閾値を超える場合には、アンテナ経路が十分なチャネル品質を有する
請求項１から４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ＭＩＭＯリピータの通信可能エリアに移動局が存在するかを、前記ＭＩＭＯリピータにおいて判断する段階と、
前記ＭＩＭＯリピータの前記通信可能エリアに移動局が存在しない場合には、１以上の前記送信機を全てＯＦＦにする段階と
を更に備える請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
１以上の対応する受信アンテナと結合された１以上の受信機、及び、１以上の対応する送信アンテナと結合された１以上の送信機を有する１以上のアンテナ経路と、
前記１以上の受信アンテナと結合されて、前記１以上の受信機においてチャネル品質を測定するチャネル測定回路と、
前記１以上の受信機における前記チャネル品質を閾値と比較し、前記１以上の受信機における前記チャネル品質が第１閾値よりも低い場合には、十分な数の前記送信機をＯＦＦにする比較回路と
を備えるＭＩＭＯネットワークのリピータ。
【請求項８】
前記比較回路は、前記１以上の受信機における前記チャネル品質が第２閾値を超える場合には、前記送信機をＯＮにする
請求項７に記載のＭＩＭＯネットワークのリピータ。
【請求項９】
前記１以上の送信アンテナと結合され、電力レベルを測定する電力検出回路と、
前記送信アンテナにおける電力レベルが第３閾値を超える場合には、前記１以上の送信機をＯＦＦにする電力比較回路と
を更に備える請求項７又は８に記載のＭＩＭＯネットワークのリピータ。
【請求項１０】
前記１以上のアンテナ経路における電力増幅器と結合されたスイッチ
を更に備え、
前記電力検出回路は、前記電力増幅器をＯＮ又はＯＦＦする前記スイッチを制御する
請求項９に記載のＭＩＭＯネットワークのリピータ。
【請求項１１】
前記１以上のアンテナ経路における電力増幅器と結合されたスイッチ
を更に備え、
前記比較回路は、前記電力増幅器をＯＮ又はＯＦＦする前記スイッチを制御する
請求項７又は８に記載のＭＩＭＯネットワークのリピータ。
【請求項１２】
１以上の移動局と通信を行う基地局と、
複数入力複数出力通信を介して、前記１以上の移動局からのアップリンク信号を前記基地局に再送信するＭＩＭＯリピータと
を備えるシステムであって、
前記ＭＩＭＯリピータは、
１以上の対応する受信アンテナと結合された１以上の受信機、及び、１以上の対応する送信アンテナと結合された１以上の送信機を含む１以上のアンテナ経路と、
前記１以上の受信アンテナと結合されて、前記１以上の受信機においてチャネル品質を測定するチャネル測定回路と、
前記１以上の受信機における前記チャネル品質を閾値と比較し、前記１以上の受信機における前記チャネル品質が第１閾値よりも低い場合には、十分な数の前記送信機をＯＦＦにする比較回路とを有する
システム。
【請求項１３】
前記比較回路は、前記１以上の受信機における前記チャネル品質が第２閾値を超える場合には、前記送信機をＯＮにする
請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記１以上の送信アンテナと結合され、電力レベルを測定する電力検出回路と、
前記送信アンテナにおける電力レベルが第３閾値を超える場合には、前記１以上の送信機をＯＦＦにする電力比較回路と
を更に備える請求項１２又は１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記１以上のアンテナ経路における電力増幅器と結合されたスイッチ
を更に備え、
前記電力検出回路は、前記電力増幅器をＯＮ又はＯＦＦする前記スイッチを制御する
請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記１以上のアンテナ経路における電力増幅器と結合されたスイッチ
を更に備え、
前記比較回路は、前記電力増幅器をＯＮ又はＯＦＦする前記スイッチを制御する
請求項１２又は１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記基地局は、無線ローカルエリアネットワーク、無線広域ネットワーク又はパーソナルエリアネットワーク、若しくは、これらの組み合わせの一部である請求項１２から１６のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
移動体通信産業では、ネットワークの基地局の通信可能範囲を効率的に拡大させる１つの解決策として、リピータ又は中継装置を利用することが行われてきた。しかしながら、リピータを使用すると、アップリンクにおいてノイズが増大し、その結果、通信システムのアップリンク容量を低減させてしまう可能性があった。１つのリピータが複数のアンテナを有してもよい複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）システムでは、典型的な単入力単出力（ＳＩＳＯ）システムと比較して、ノイズ増大の問題が深刻になる。例えば、基地局に接続されたＳＩＳＯリピータがＭ個存在する場合、アップリンクにおけるノイズの増加は、リピータの個数Ｍに比例する。Ｍ個のＭＩＭＯリピータが、それぞれ基地局に接続されたＮ個のアンテナを有する場合、アップリンクにおけるノイズの増加は、Ｍ×Ｎに比例し、許容できないレベルに容易に達してしまう。例えば、Ｍ×Ｎが約２０×４となるといったように、ＭＩＭＯの桁が増加すると、ＭＩＭＯリピータを使用することによるＭＩＭＯ通信ネットワークのアップリンクにおけるノイズの増加は、非常に大きくなる。特に、ＭＩＭＯが、セルラー通信ネットワークのような無線広域ネットワーク（ＷＷＡＮ）、又は、ＷｉＭＡＸ（Wireless Interoperability for Microwave Access）型のネットワーク、及び、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）及び／又はパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）で使用される場合には、この傾向が顕著に現れる。
【０００２】
特許請求される特徴は、明細書の結論部分において具体的に示され、特許請求される。しかしながら、これら特徴は、添付の図面及び以下の詳細な説明を参照することにより、理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】１以上の実施形態に係る、１以上のリピータを使用したＭＩＭＯ通信ネットワークの概略図である。
【図２】１以上の実施形態に係る、自動ＯＮ−ＯＦＦスイッチングを実装可能な、図１に示したＭＩＭＯ通信ネットワークのリピータの概略図である。
【図３】１以上の実施形態に係る、ＭＩＭＯ通信ネットワークに対するリピータによって実装される自動ＯＮ−ＯＦＦスイッチングの方法を示したフローチャートである。
【図４】１以上の実施形態に係る、自動ＯＮ−ＯＦＦスイッチングを利用可能な１以上のネットワークを示した無線ローカルエリア、パーソナルエリア、無線広域ネットワーク通信システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
図示の単純化及び明瞭化のために、図示された要素は必ずしも実寸法で描かれていない。例えば、いくつかの要素の寸法は、明瞭化のために他の要素に比べて拡大して描かれていることがある。さらに、適切であると考えられる場合、対応する又は類似する要素を示すのに参照番号が図面間で繰り返し使用されている。
【０００５】
以下の詳細な説明では、特許請求される特徴の完全な理解を提供するべく、多くの詳細事項が記される。しかしながら、これら詳細事項がなくとも特許請求される特徴を実施可能であることは、当業者にとって明らかである。また、本発明の説明の理解を不明瞭にしない目的から、周知の方法、プロセス、構成要素及び／又は回路についての詳細な説明を省略している。
【０００６】
以下に記載の説明及び特許請求の範囲において、「結合（coupled）」及び「接続（connected）」という言葉、並びにこれらの派生語が使用されることがある。特定の実施形態において、「接続（connected）」は、２つ以上の要素が物理的に又は電気的に直接互いに接触していることを示すのに使用される。「結合（coupled）」も、２つ以上の要素が、物理的に又は電気的に直接互いに接触していることを示すが、「結合（coupled）」は、２つ以上の要素が、直接、接触しておらず、協動及び／又は相互作用している場合も示す。例えば、「結合（coupled）」は、２つ以上の要素が互いに接触していないが、別の要素又は中間要素を介して、間接的に結合されている場合も含む。また、以下の記載及び特許請求の範囲において、"上に（on）"、"上／上方に（overlying）"、"上／上方に（over）"という言葉が使用される場合がある。"上に（on）"、"上／上方に（overlying）"、"上／上方に（over）"は、２つ以上の要素が、物理的に直接互いに接触していることを意味する。しかしながら、"上／上方に（over）"は、２つ以上の要素が、互いに直接接触しない場合も意味する。例えば、"上／上方に（over）"は、１つの要素が別の要素の上方に位置し、互いに接触せず、これら２つの要素間に別の１つの要素又は複数の要素が存在することを意味する。また、"及び／又は（and/or）"という言葉は、"及び（and）"、"又は（or）"、"排他的な又は（exclusive-or）"、"１つの（one）"、"全部でない幾つか（some, but not all）"、"どちらも〜ない（neither）"、及び／又は"どちらも〜である（both）"を意味するが、特許請求される特徴の範囲は、この点に関して限定されない。また、以下の記載及び／又は特許請求の範囲では、"備える（comprise）"、"含む（include）"及びこれらの派生語は、互いに同義語として使用されている場合がある。
【０００７】
図１には、１以上の実施形態に係る１以上のリピータを有するＭＩＭＯ通信ネットワークの概略図が示されている。１以上の実施形態において、ネットワーク１００は、無線ローカルエリアネットワーク、パーソナルエリアネットワーク、及び／又は、無線広域ネットワークのような無線通信ネットワークを含んでもよい。ネットワーク１００は、移動局１（ＭＳ１）１１２から、移動局Ｋ（ＭＳＫ）１１４までの最大Ｋ個の移動局を含む１以上の移動局と、直接通信を行う基地局ＢＳ１１０を含んでもよい。ＭＩＭＯ型のネットワークでは、基地局１１０は、各々がＮ個の送信アンテナ（Ｎｔｘ、Ｍ１）及び（Ｎｔｘ、ＭＫ）を有する移動局各々からの通信信号を受信するＮ個の受信アンテナ（Ｎｒｘ、ＢＳ）を含んでもよい。図１に示される例では、１以上の移動局が、基地局１１０に対して送信を行っているが、移動局と基地局１１０間の通信は、基地局が１以上の移動局に対して送信を行い、１以上の移動局が基地局１１０に対して送信を行ってもよい、双方向の態様であってもよく、特許請求される特徴の範囲は、この点に関して限定されない。
【０００８】
１以上の実施形態において、移動局（ＭＳＫ＋１）１１８、移動局（ＭＳＫ＋２）１２０、といったように、信号強度及び／又は信号品質が低い、最大Ｌ−Ｋ（ここで、Ｌ≧Ｋ）個の更なる移動局、又は、移動局（ＭＳＬ）１２２を含む更なる移動局が、基地局１１０から離れて配置されている場合があり、その他の無線信号源からの干渉、信号フェージング及び／又は基地局１１０近傍に大型の物体が存在することによって発生するマルチパスが起きる場合がある。このような実施形態では、リピータ（Ｒｅｐ１）１２４、リピータ（Ｒｅｐ２）１２６、及びリピータ（ＲｅｐＭ）１２８を含む最大Ｍ個のリピータといったように、１以上のリピータが使用され、更なる移動局１１８、１２０及び／又は１２２の間の信号送信を繰り返す。このような実施形態では、移動局及び／又はリピータは、Ｎ個の送信アンテナを含んでもよく、上記の実施形態の一部では、受信アンテナとして動作してもよい。例えば、移動局１１８は、Ｎ個の送信アンテナ（Ｎｔｘ、Ｍ（Ｋ＋１））を有してもよく、移動局１２０は、Ｎ個の送信アンテナ（Ｎｔｘ、Ｍ（Ｋ＋２））を有してもよく、及び／又は、移動局１２２は、Ｎ個の送信アンテナ（Ｎｔｘ、ＭＬ）を有してもよい。同様に、リピータ１２４は、Ｎ個の受信アンテナ（Ｎｒｘ、Ｒ１）及びＮ個の送信アンテナ（Ｎｔｘ、Ｒ１）、リピータ１２６は、Ｎ個の受信アンテナ（Ｎｒｘ、Ｒ２）及びＮ個の送信アンテナ（Ｎｔｘ、Ｒ２）、リピータ１２８は、Ｎ個の受信アンテナ（Ｎｒｘ、ＲＭ）及びＮ個の送信アンテナ（Ｎｔｘ、ＲＭ）を有してもよい。動作時には、リピータは、離れた移動局から送信された信号を受信し、その信号を基地局１１０に再送信してもよい。同様に、リピータは、基地局１１０から送信された信号を受信し、その信号を目的の受信移動局に再送信してもよい。例えば、図１に示すように、リピータ１２４は、移動局１１８と基地局１１０との間で、信号を再送信し、リピータ１２６は、移動局１２０と基地局１１０との間で、信号を再送信し、リピータ１２８は、移動局１２２と基地局１１０との間で、信号を再送信してもよく、特許請求される特徴の範囲は、この点に関して限定されない。
【０００９】
１以上の実施形態において、ＭＩＭＯネットワーク１００における１以上のリピータを利用することによって引き起こされるノイズを低減させるために、自動ＯＮ−ＯＦＦスイッチング（ＡＯＳ）が以下に説明するように実装されてもよい。このような実施形態において、ネットワーク１００上の所与のリピータは、対応する移動局からのアップリンク信号を監視（モニタ）する。例えば、リピータ１２４は、移動局１１８から受信されたアップリンク信号１３０を監視してもよく、リピータ１２６は、移動局１２０から受信されたアップリンク信号１３２を監視してもよく、及び／又は、リピータ１２８は、移動局１２２から受信されたアップリンク信号１３４を監視してもよい。リピータは、"下限チェック（Low Limit Check）"を使用して、通信可能エリアにアクティブな移動局が存在するか否かを確認する。通信可能エリアにアクティブな移動局が存在しない場合には、リピータの送信機はＯＦＦにされてもよい。リピータが通信可能エリアにアクティブな移動局を検出した場合には、リピータは、送信機をＯＮにして、アクティブな移動局から基地局１１０への対応するアップリンク信号を増幅して転送する。リピータは、規定された下限を上回る信号を検出した場合に、自身の通信可能範囲にアクティブな移動局を検出する。検出しなかった場合には、ネットワーク１００上に存在するノイズを低減させるために、リピータの送信機はＯＦＦにされる。例えば、リピータ１２４が、移動局１１８からの下限を上回るアップリンク信号１３０を検出した場合には、リピータ１２４は、自身の送信機をＯＮにして、移動局１１８から受信した信号を、アップリンク信号１３６を介して基地局１１０へと送信する。しかしながら、リピータ１２４が、下限を上回る信号を検出しなかった場合には、リピータの送信機をＯＮにする必要がなく、リピータ１２４は、自身の送信機をＯＦＦにする。リピータ１２６及びリピータ１２８は、移動局１２０及び移動局１２２からのアップリンク信号１３２及びアップリンク信号１３４に対して、上記と同様に動作してもよく、自身の送信機をそれぞれＯＮとして、アップリンク１３８及び１４０を介して信号の再送を行う。移動局１１８、移動局１２０及び／又は移動局１２２のような移動局の何れかが、リピータの通信可能範囲に入る及び範囲を出るに伴い、及び／又は、移動局がそれぞれアップリンク信号を送信する又は送信するのに伴って、リピータは同様な動作を行ってもよい。
【００１０】
１以上の実施形態において、リピータの１以上が、異常な動作を起こす場合がある。リピータの異常な動作の一例としては、受信アンテナ及び送信アンテナ間の分離が行われないこと、回路劣化及び／又はその他様々な原因に起因する、無限フィードバックによるリピータにおける電力発散が挙げられる。リピータの逆方向リンクにおける電力発散は、リピータ逆方向リンクに接続されている場合、基地局１１０の逆方向リンク全体の性能に影響し、最悪の結果を招く可能性がある。この種の問題に対処するために、"上限チェック（High Limit Check）"を実装してもよく、リピータは、リピータ内に異常な動作が存在しないかを確認し、検出された場合には、リピータは、自身の送信機をＯＦＦにして基地局１１０のアップリンクを保護する。例えば、リピータが、送信機において上限を超える出力信号を検出下場合には、リピータは自身の送信機をＯＦＦにして、リピータと基地局１１０間のアップリンク送信をシャットダウンする。１以上の実施形態において、ネットワーク１００上の複数のリピータのうちの１以上が、上記したような下限及び／又は上限を利用した自動ＯＮ−ＯＦＦスイッチング（ＡＯＳ）を実装してもよい。ＭＩＭＯリピータにＡＯＳを実装することにより、移動局から基地局１１０へと実際に信号を伝送する時にのみリピータがＯＮとなり、更に、リピータが正常に動作している場合にのみＯＮとなる。その結果、ＡＯＳを実装していない場合には導入されてしまうＭＩＭＯの複数のアンテナ要素によって生じる不要なノイズ増加を低減させることができ、更に、基地局１１０のアップリンクが、ＭＩＭＯリピータの異常動作から保護される。
【００１１】
ある実施形態では、所与のＭＩＭＯリピータがＯＮになると、例えば、リピータ１２４、リピータ１２６及び／又はリピータ１２８のうちの１以上、それらのＮ個全てのアンテナ及び送信機がＯＮとなってもよい。この場合、ＭＩＭＯリピータによって生じるネットワーク１００上のノイズ増加が、単入力単出力（ＳＩＳＯ）型のリピータと比較してＮ倍の大きさとなると考えられる。例えば、全部でＭ個のＭＩＭＯリピータのうち、Ｋ個のＭＩＭＯリピータがアクティブ状態でありＯＮとされている場合を考える。この場合、ネットワーク１００上のノイズ増加は、Ｋ×Ｎに比例する。Ｋ×Ｎに比例するノイズ増加は、Ｍ個のＳＩＳＯリピータを使用した場合のネットワーク１００よりも大きくなり、これは、Ｍ個のＳＩＳＯリピータが全てＯＮとされた場合にはノイズ増加はＭに比例するからである。ネットワーク１００が、複数のＭＩＭＯリピータを使用し、１つのＭＩＭＯがＯＮとされた場合、そのＭＩＭＯリピータのアンテナ要素各々のアップリンクチャネル改善に対する寄与は、それぞれ異なると考えられ、あるアンテナはアップリンクチャネルを大幅に改善し、その他はさほど寄与がないことがある。その結果、自動ＯＮ−ＯＦＦスイッチングは、各アンテナ要素における移動局からのアップリンクチャネルのチャネル品質を推定するチャネル推定を実装してもよい。１以上の実施形態において、チャネル品質推定は、受信信号強度（ＲＳＳＩ）、信号対干渉及びノイズ比（ＳＩＮＲ）の少なくとも一部、及び／又は、その他の技術に基づいて、チャネル品質を推定する。アンテナ毎のチャネル品質判断に基づいて、リピータは、アンテナアレイ中の特定のアンテナ要素をＯＮとするかＯＦＦとするかを決定することができる。１以上の実施形態において、ネットワーク１００のＭＩＭＯリピータの１以上は、上記したような自動ＯＮ−ＯＦＦスイッチングを実装して、移動局から基地局１１０へとアップリンク信号を送信する自身の送信機をＯＮ又はＯＦＦとして、ネットワーク１００におけるリピータに起因するノイズの増加を低減させる。このような自動ＯＮ−ＯＦＦスイッチングでは、所与のＭＩＭＯリピータの全アップリンク送信機能をＯＮ又はＯＦとするように動作してもよい。さらに、ＭＩＭＯリピータは、アンテナ毎にＯＮ−ＯＦＦスイッチングを実装して、高いチャネル品質を有するアンテナはＯＮとして（又はＯＮ状態を維持）、低いチャネル品質を有するアンテナはＯＦＦ（又はＯＦＦ状態を維持）することにより、ノイズの増加を更に低減させることができる。効率的なチャネル品質を有するアンテナのみがＯＮとされ、残りのアンテナはＯＦＦとしてもよいことから、送信品質を維持することができる。このようなアンテナ毎のＯＮ−ＯＦＦスイッチングを利用することにより、Ｎ個のアンテナ要素を有するＫ個のアクティブなリピータからのノイズ増加は、Ｋ×Ｎに比例するノイズ増加から、Ｋ×Ｗに比例するノイズ増加に低減することができ、ここでＷは、非アクティブアンテナ要素がＯＦＦとされた後のＯＮ状態のアンテナの数を表している。このように、ＯＮ状態のリピータの数をＭ個からＫ個に減らし、ＯＮ状態のアンテナの数をＮ個からＷ個へと減らすことによって、Ｎ個のアン���ナ要素を有するＭＩＭＯネットワーク１００におけるＭ個のリピータからのノイズ増加を、Ｋ×Ｗに比例するように低減することができるが、特許請求される特徴の範囲は、この点に関して限定されない。アンテナ毎のＯＮ−ＯＦＦスイッチングを含む自動ＯＮ−ＯＦＦスイッチングを利用するＭＩＭＯリピータの構造を、図２を参照して説明する。
【００１２】
図２には、一実施形態に係る自動ＯＮ−ＯＦＦスイッチングを実装するＭＩＭＯ通信ネットワークのためのリピータが示されている。図２に示すように、ＭＩＭＯリピータ１２８は、図１のネットワーク１００におけるＭ個のリピータのうちの１つであってもよく、リピータ１２８の構造は、ネットワーク１００のその他のリピータの１以上の構造と同じ又は同様であってもよい。リピータ１２８は、通信可能範囲内の所与の移動局１０又は複数の移動局と通信を行うＮ個の受信アンテナ２１０、及び、基地局１１０と通信を行うＮ個の送信アンテナ２１２を含む。通信可能範囲にアクティブな移動局が存在するかを判断するために、ＭＩＭＯリピータ１２８は、チャネル品質（ＣＱ）を測定する。１以上の実施形態において、チャネル品質は、信号強度（ＲＳＳＩ）、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）又はこれらの組み合わせのような様々な形式で表されてもよい。チャネル測定回路２１４は、複数の受信アンテナ２１０の各々と接続されて、アンテナ毎のＯＮ−ＯＦＦスイッチングを実装するべく、各受信アンテナ２１０におけるチャネル品質を測定及び／又は推定してもよい。チャネル測定回路２１４によって取得されたチャネル品質測定値は、比較回路２２０に渡されて、チャネル品質測定値が閾値Ｔｈ１と比較される。比較回路は、ブロックＡ２２０内に設けられている。所与の受信アンテナ２１０におけるチャネル品質が十分でない場合には、ブロックＢ２２２に設けられている対応するスイッチ２２４へと制御信号を供給してもよい。スイッチ２２４は、対応する送信アンテナ２１２の電力増幅器（パワーアンプ）２２８と結合されている。所与の受信アンテナ２１０においてチャネル品質が十分でない場合、スイッチ２２４が電力増幅器２２８から切り離されて、リピータ１２８の対応する送信アンテナ２１２に対するアップリンクチャネルがＯＦＦとなる。チャネル品質測定値を、各アンテナブランチで測定して、個別のチャネル品質値（ＣＱ＿１、ＣＱ＿２、・・・ＣＱ＿Ｎｒｘ）を取得して、適切な閾値（Ｔｈ１）と比較してもよい。
【００１３】
１以上の実施形態において、リピータ１２８と通信を行うアクティブな移動局が存在しないと判断するアルゴリズムは、例えば、次のようであってもよい。
IF: (CQ_l < Th1 and CQ_2 < Th1 ...and CQ_Nrx < Th1) 
THEN: no active MS under the repeater's coverage（リピータの通信可能範囲にアクティブなＭＳが存在しない）
SO: turn all switches off（全てのスイッチをＯＦＦとする）
OTHERWISE: an active MS is under the repeater's coverage（リピータの通信可能範囲にアクティブなＭＳが存在する）
SO: turn all switches on（全てのスイッチをＯＮとする）
【００１４】
このアルゴリズムは単なる一例に過ぎず、その他の同様なアルゴリズムを実装してもよいことは明らかである。例えば、別の実施形態では、全アンテナブランチの個数よりも少ない所定の数のチャネル品質値が、閾値より大きい場合、全てのスイッチをＯＮとしてもよい。例えば、２以上のチャネル品質値が閾値よりも大きい場合、全てのスイッチをＯＮとしてもよい。しかしながら、特許請求される特徴の範囲は、この点に関して限定されない。一般的に、１以上の実施形態において、十分な数のアンテナ及び／又は送信機をＯＦＦとすることができる、すなわち、ノイズ及びノイズ増加を十分に低減させることができる数のアンテナ及び送信機をＯＦＦとすることができる。例えば、１つのアンテナ及び／又は送信機、全ての又はほぼ全てのアンテナ及び／又は送信機、及び／又は、１つのアンテナ及び送信機及び／又は全てのアンテナ及び／又は送信機の範囲内のいかなる数であってもよい。いつ全てのアンテナをＯＮにするか又は全てのアンテナをＯＦＦにするかの決定機構は、ブロックＡ２１８内に実装されてもよい。リピータ１２８をＯＮにする又はＯＦＦにすることは、ブロックＢ２２２のスイッチ２２４を介して実現してもよい。１以上の実施形態において、リピータ１２８と通信を行うアクティブな移動局が存在しない場合、アンテナブランチの全てをＯＦＦとしてもよい。リピータ１２８のアップリンク送信機能自体をＯＮ又はＯＦＦとするのに、このようなアルゴリズムを利用してもよい。リピータ１２８は、基地局１１０から移動局へのダウンリンク送信と同様に機能してもよく、特許請求される特徴の範囲は、この点に関して限定されない。
【００１５】
１以上の実施形態において、リピータ１２８の異常動作がブロックＣ２２６を介して検出されてもよく、各アンテナブランチは、所与の送信機アンテナ２１２の入力において、電力増幅器２２８の出力と結合されている電力検出回路２３２を含んでもよい。電力検出回路２３２の出力は、電力比較回路２３０に提供されて、各アンテナブランチの検出された電力レベル（Ｐｗｒ＿１，Ｐｗｒ＿２，・・・，Ｐｗｒ＿Ｎｒｘ）と適切な閾値（Ｔｈ２）との比較が行われる。１以上の実施形態において、特定のリピータ１２８が異常な動作をしているかを判断するためのアルゴリズムは、例えば、以下のようなものであってもよい。
IF (Pwr_l > Th2)
THEN: turn switch_l off 
OTHERWISE: turn switch_l on
・・・
IF: (Pwr_Nrx > Th2) 
THEN: turn switch_Nrx off 
OTHERWISE: turn switch_Nrx on
【００１６】
上記の例では、所定のアンテナブランチにおける送信アンテナに印加されている検出される電力レベルの異常値に基づいて、アンテナブランチの各々を独立してＯＮ又はＯＦＦとしてもよい。同様に、別の実施形態では、その他のアルゴリズムを実装してもよい。例えば、複数のアンテナブランチのうちの１つが、閾値よりも大きい電力レベルを有すると検出された場合には、全ての電力アンテナブランチをＯＦＦとしてもよい。一般的に、１以上の実施形態において、十分な数のアンテナ及び／又は送信機をＯＦＦとしてもよい、すなわち、ノイズ及びノイズ増加を十分に低減させることができる数のアンテナ及び／又は送信機、及び／又は、リピータを正常動作に戻すことができる数のアンテナ及び／又は送信機をＯＦＦとすることができる。例えば、１つのアンテナ及び／又は送信機、全ての又はほぼ全てのアンテナ及び／又は送信機、及び／又は、１つのアンテナ及び送信機及び／又は全てのアンテナ及び／又は送信機の範囲内のいかなる数であってもよい。異常な動作を検出するその他のアルゴリズムを実装してもよく、特許請求される特徴の範囲は、この点に関して限定されない。
【００１７】
更に、アンテナ要素の各々は、リピータ１２８と通信するアクティブな移動局が存在する場合には、各アンテナ要素におけるチャネル品質に基づいてアンテナ毎の自動ＯＮ−ＯＦＦスイッチングを実装するために、各アンテナ要素を別々にＯＮ又はＯＦＦしてもよい。このようなアンテナ毎のＯＮ−ＯＦＦスイッチングアルゴリズムの例として、次のようなものが挙げられる。
IF: (CQ_1 < Th3)
THEN: turn switch_1 off
OTHERWISE: turn switch_1 on 
・・・
If: (CQ_Nrx < Th3) 
THEN: turn switch_Nrx off
OTHERWISE: turn switch_Nrx on
【００１８】
上記のアルゴリズムの例では、アンテナブランチにおけるチャネル品質が閾値Ｔｈ３である所定の閾値を下回った場合には、送信アンテナ２１２を個別にＯＦＦとしてもよい。一般的に、１以上の実施形態において、十分な数のアンテナ及び／又は送信機をＯＦＦとしてもよい、すなわち、ノイズ及びノイズ増加を十分に低減させることができる数のアンテナ及び／又は送信機をＯＦＦとしてもよい。例えば、１つのアンテナ及び／又は送信機、全ての又はほぼ全てのアンテナ及び／又は送信機、及び／又は、１つのアンテナ及び送信機及び／又は全てのアンテナ及び／又は送信機の範囲内のいかなる数であってもよい。ブロックＡ２１８の比較回路２２０を採用して、閾値Ｔｈ１及び／又は閾値Ｔｈ３に対してチャネル品質を測定してもよい。閾値Ｔｈ１及び閾値Ｔｈ３は、実装される特定のアルゴリズムに応じて同じ値であっても異なる値であってもよく、特許請求される特徴の範囲はこの点に関して限定されない。
【００１９】
１以上の実施形態において、ネットワーク１００のＭＩＭＯリピータに対して自動ＯＮ−ＯＦＦスイッチイング（ＡＯＳ）を使用することによって、通信可能範囲に存在するアクティブな移動局を有し及び／又は適切に動作しているＭＩＭＯリピータのみをＯＮとして、不必要なＯＮ状態のＭＩＭＯリピータの数を減らすことにより、ＭＩＭＯリピータを実装したことによって生じるアップリンクノイズを低減させることができる。加えて、ＯＮとされアクティブ状態であるＭＩＭＯリピータの場合、通信全体に寄与しているリピータのアンテナ要素のみをＯＮとして、その他の寄与していないアンテナはＯＦＦとすることにより、不必要なＯＮ状態のリピータ要素の数を減らすことができ、更なるノイズ低減を提供できる。このようなアルゴリズムの例のフローチャートが、図３に示されている。
【００２０】
図３は、１以上の実施形態に係る、ＭＩＭＯ通信ネットワークのリピータによって実装される自動ＯＮ−ＯＦＦスイッチングの方法のフローチャートである。図１の方法３００は、図１及び／又は図２のリピータ１２８のようなＭＩＭＯリピータによって、図１のネットワーク１００のようなＭＩＭＯネットワークに実装されてもよい。例えば、方法３００は、リピータ１２８のコントローラ（図示せず）によって実行されるソフトウェア及び／又はファームウェアに実装されてもよく、この点に関して、特許請求される特徴の範囲は限定されない。更に、方法３００には、方法３００の一例又は複数の例が示されているが、１以上の別の実施形態では、方法３００は、より多く数の又は少ない数のブロックを含んでもよく、及び／又は、図３に示したのとは異なるその他の順番で配置されてもよく、この点に関して特許請求される特徴の範囲は限定されない。方法３００の実行において、ブロック３１０では、リピータ１２８の受信機がＯＮとされ、動作してもよい。ブロック３１２では、リピータ１２８の通信可能範囲内に移動局が存在するかの判断がなされてもよい。例えば、この判断は、受信機又はリピータ１２８の１以上におけるチャネル品質を測定し、測定されたチャネル品質が、第１閾値（ＴＨ１）のような閾値よりも良好であるかを判断することによって行われてもよい。一例では、リピータ１２８の何れも閾値より良好なチャネル品質を有していなかった場合には、リピータ１２８の通信エリアで動作する移動局が存在しないと判断してもよく、この場合、リピータ１２８の送信機全てがＯＦＦとされる。リピータ１２８の通信範囲に移動局が存在せず、リピータ１２８の全ての送信機をＯＦＦとすることによって、リピータ１２８は、ネットワーク１００におけるノイズ増加に貢献しない。ブロック３１０において、リピータ１２８の送信機をＯＦＦにすると同時に、リピータ１２８は、受信機の動作を継続してもよく、通信可能エリア内で動作可能となった移動局を検出するべく受信を継続してもよい。ブロック３１２において、通信可能エリア移動局がリピータ１２８の通信可能範囲において動作可能となった場合、例えば、リピータ１２８の受信機の１以上のチャネル品質が閾値を超えた場合、ブロック３１６において、リピータ１２８の送信機の１以上又は全てがＯＮとされる。
【００２１】
１以上の実施形態において、ブロック３１８では、リピータ１２８が異常動作をしているかについての判断が行われてもよい。例えば、一例として、リピータ１２８の送信機の１以上の出力において電力レベルが、第２閾値（ＴＨ２）のような閾値を超えた場合には、ブロック３１４において、リピータ１２８の送信機がＯＦＦとされてもよい。ある実施形態では、ブロック３１４において異常な動作を経験している送信機のみをシャットダウンしてもよく、別の実施形態では、ブロック３１４において更なる送信機をシャットダウンしてもよく、例えば、送信機の１つ又は１つ以上において異常動作が検出された場合には、全ての送信機をシャットダウンしてもよい。ブロック３１８において、異常な動作が検出されなかった場合、すなわち、リピータ１２８の受信機及び／又は送信機が正常に動作している場合、ブロック３２０において、リピータ１２８の個別の受信機におけるチャネル品質の判断がなされてよい。例えば、ブロック３２０において、チャネル品質と第３閾値（ＴＨ３）とを比較することによって、アンテナ毎のチャネル品質の判断が行われてもよい。リピータ１２８のアンテナ経路について、チャネル品質が十分でない場合には、ブロック３１４において、対応する送信機をＯＦＦとする一方、十分なチャネル品質を有するアンテナ経路におけるその他の送信機はＯＮ状態を継続してもよい。このようなアンテナ毎のスイッチングアルゴリズムによれば、アップリンク送信にさほど貢献していない送信機をＯＮとしないことによってノイズを低減するようにリピータ１２８を動作させることが可能となり、少ない数のアンテナを使用することで、リピータ１２８によるノイズの発生を少なくすることができる。ブロック３２２において、リピータ１２８は、移動局から基地局１１０へとアップリンク信号を送信してもよく、方法３００はブロック３１２において継続してもよく、１以上の移動局がリピータ１２８の通信可能範囲に存在する。方法３００を実装してもよいシステムの一例について、図４を参照して説明する。
【００２２】
図４は、１以上の実施形態に係る、自動ＯＮ−ＯＦＦスイッチングを利用可能な１以上のネットワークを示した無線ローカルエリア、パーソナルエリア、無線広域ネットワーク通信システムのブロック図である。図４に示された通信システム４００において、移動局４１０は、ベースバンド及び媒体アクセス制御（ＭＡＣ）処理機能を提供するべく、アンテナ４１８及びプロセッサ４１４に結合する無線送受信機４１２含んでもよい。１以上の実施形態において、移動局４１０は、図１を参照して説明した移動局のうちの１つであってもよい。一以上の実施形態において、移動局４１０は、携帯電話、又は、携帯パソコン又はパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）等の携帯電話通信モジュールを組み込んだ情報処理システムを含んでもよく、特許請求される特徴の範囲は、この点に関して限定されない。１以上の実施形態において、移動局４１０は、図１及び／又は図２を参照して説明したリピータのうちの１つを含んでもよく、例えば、リピータは、移動局４１０と同じ又は実質的に同様なアーキテクチャを有してもよく、特許請求される特徴の範囲は、この点に関して限定されない。一実施形態において、プロセッサ４１４は、１つのプロセッサを含んでもよく、また、これに替えて、ベースバンドプロセッサ及び／又はアプリケーションプロセッサを含んでもよく、特許請求される特徴の範囲は、この点に関して限定されない。プロセッサ４１４は、メモリ４１６と結合されてもよく、メモリ４１６としては、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）のような揮発性メモリ、フラッシュメモリのような不揮発性メモリを含んでもよく、又は、これに替えて、ハードディスクドライブのようなその他の種類の記憶デバイスを含んでもよく、特許請求される特徴の範囲は、この点に関して限定されない。メモリ４１６の一部又は全てが、プロセッサ４１４として同じ集積回路に組み込まれてもよく、また、これに替えて、メモリ４１６の一部又は全てを、プロセッサ４１４の集積回路の外側に設けられるハードディスクドライブ等の集積回路又はその他の媒体に設けてもよく、特許請求される特徴の範囲は、この点に関して限定されない。
【００２３】
移動局４１０は、無線通信リンク４３２を介してアクセスポイント４２２と通信を行ってもよく、アクセスポイント４２２は、少なくとも１つのアンテナ４２０、送受信機４２４、プロセッサ４２６及びメモリ４２８を含んでもよい。一実施形態において、アクセスポイント４２２は、例えば、図１の基地局１１０のような、携帯電話ネットワーク又はＷｉＭＡＸネットワーク等の無線広域ネットワークの基地局であってもよい。別の実施形態では、アクセスポイント４２２は、無線ローカルエリアネットワーク又はパーソナルエリアネットワークの無線ルータ又はアクセスポイントであってもよく、特許請求される特徴の範囲は、この点に関して限定されない。別の実施形態では、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）システム、又は、例えば、図１を参照して上記で説明したような複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）システムを提供するべく、アクセスポイント４２２及び必要に応じて移動局４１０は、例えば、２つ以上のアンテナを含んでもよいが、特許請求される特徴の範囲は、この点に関して限定されない。アクセスポイント４２２は、ネットワーク４３０と結合されてもよく、無線通信リンク４３２を介してアクセスポイント４２２と通信を行うことにより、ネットワーク４３０と通信を行い、移動局４１０は、ネットワーク４３０及びネットワークと結合されたデバイスと通信を行ってもよい。ネットワーク４３０は、電話網又はインターネットのようなパブリックネットワークを含んでもよく、これに替えて、ネットワーク４３０は、イントラネットのようなプライベートネットワーク、又は、パブリックネットワークとプライベートネットワークの組み合わせを含んでもよく、特許請求される特徴の範囲は、この点に関して限定されない。移動局４１０とアクセスポイント４２２との間の通信は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を介して実装されてもよく、例えば、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、ＨｉｐｅｒＬＡＮ-ＩＩのような規格に準拠したネットワークを介して実装されてもよく、特許請求される特徴の範囲は、この点に関して限定されない。別の実施形態では、移動局４１０とアクセスポイント４２２との間の通信は、少なくとも部分的に、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ又は３Ｇ）規格及び／又はＷｉＭＡＸ（Wireless Interoperability for Microwave Access）に準拠したセルラー通信ネットワークを介して実装されてもよく、特許請求される特徴の範囲は、この点に関して限定されない。１以上の実施形態において、アンテナ４１８は、無線センサネットワーク又はメッシュネットワークで利用されてもよく、特許請求される特徴の範囲は、この点に関して限定されない。
【００２４】
特許請求される特徴が、ある程度詳細に説明されたが、特許請求される特徴の精神及び範囲において、当業者であれば説明された要素の改良を考えうる。ＭＩＭＯネットワークの自動ＯＮ−ＯＦＦスイッチングリピータ及び／又はそれに付随する多くの機能に関する特徴は、上記の説明によって理解され、特許請求される特徴の精神及び／又は範囲から逸脱することなく及びその利点を犠牲にすることなく、構成要素の形式、構造及び／又は配置に様々な変更を加えることが可能であるとは明らかである。本明細書に記載された形式は、実施形態の一例に過ぎない。特許請求の範囲は、このような変更も包含する及び／又は含むことを意図している。
［項目１］
ＭＩＭＯリピータの通信可能エリアに移動局が存在するかを、前記ＭＩＭＯリピータにおいて判断する段階と、
前記ＭＩＭＯリピータの前記通信可能エリアに移動局が存在しない場合には、前記ＭＩＭＯリピータの１以上の送信機をＯＦＦにする段階と、
前記ＭＩＭＯリピータの前記通信可能エリアに移動局が存在する場合には、
前記通信可能エリア内の前記移動局から受信する、前記ＭＩＭＯリピータの１以上のアンテナ経路のチャネル品質を測定する段階と、
対応するアンテナ経路において十分なチャネル品質を有さない前記ＭＩＭＯリピータの送信機をＯＦＦにする段階と、
前記対応するアンテナ経路において十分なチャネル品質を有する前記ＭＩＭＯリピータの送信機を介して、前記移動局からアップリンク信号を送信する段階とを備える方法。
［項目２］
前記判断する段階は、チャネル品質を閾値と比較する段階を有し、
前記チャネル品質が前記閾値を下回る場合に、前記１以上の送信機をＯＦＦにする段階を実行する項目１に記載の方法。
［項目３］
前記チャネル品質が前記閾値を下回る場合に、十分な数の前記送信機をＯＦＦにする項目２に記載の方法。
［項目４］
前記ＭＩＭＯリピータが、異常動作をしている場合には、前記ＭＩＭＯの前記１以上の送信機をＯＦＦにする段階を更に備える項目１に記載の方法。
［項目５］
前記ＭＩＭＯリピータの１以上の送信機における電力レベルを閾値と比較する段階を更に備え、
前記電力レベルが前記閾値を超える場合には、前記ＭＩＭＯリピータは、異常動作をしている項目４に記載の方法。
［項目６］
前記チャネル品質を閾値と比較する段階を更に備え、
前記チャネル品質が前記閾値を超える場合には、アンテナ経路が十分なチャネル品質を有する項目１に記載の方法。
［項目７］
前記ＭＩＭＯリピータの前記通信可能エリアに移動局が存在しない場合には、前記ＭＩＭＯリピータの１以上の送信機をＯＦＦにする段階は、前記ＭＩＭＯリピータの十分な数の前記送信機を全てＯＦＦにする段階を有する項目１に記載の方法。
［項目８］
１以上の対応する受信アンテナと結合された１以上の受信機、及び、１以上の対応する送信アンテナと結合された１以上の送信機を有する１以上のアンテナ経路と、
前記１以上の受信アンテナと結合されて、前記１以上の受信機においてチャネル品質を測定するチャネル測定回路と、
前記１以上の受信機における前記チャネル品質を閾値と比較し、前記１以上の受信機における前記チャネル品質が第１閾値よりも低い場合には、十分な数の前記送信機をＯＦＦとし、前記１以上の受信機における前記チャネル品質が第２閾値を超える場合には、前記アンテナ経路における送信機をＯＮにする比較回路とを備えるＭＩＭＯネットワークのリピータ。
［項目９］
前記１以上の送信アンテナと結合され、電力レベルを測定する電力検出回路と、
前記送信アンテナにおける電力レベルが第３閾値を超える場合には、前記１以上の送信機をＯＦＦにする電力比較回路とを更に備える項目８に記載のリピータ。
［項目１０］
前記１以上のアンテナ経路における電力増幅器と結合されたスイッチを更に備え、
前記電力検出回路は、前記電力増幅器をＯＮ又はＯＦＦする前記スイッチを制御する項目９に記載のリピータ。
［項目１１］
前記１以上のアンテナ経路における電力増幅器と結合されたスイッチを更に備え、
前記比較回路は、前記電力増幅器をＯＮ又はＯＦＦする前記スイッチを制御する項目８に記載のリピータ。
［項目１２］
１以上の移動局と通信を行う基地局と、
複数入力複数出力通信を介して、前記１以上の移動局からのアップリンク信号を前記基地局に再送信するＭＩＭＯリピータとを備えるシステムであって、
前記ＭＩＭＯリピータは、
１以上の対応する受信アンテナと結合された１以上の受信機、及び、１以上の対応する送信アンテナと結合された１以上の送信機を含む１以上のアンテナ経路と、
前記１以上の受信アンテナと結合されて、前記１以上の受信機においてチャネル品質を測定するチャネル測定回路と、
前記１以上の受信機における前記チャネル品質を閾値と比較し、前記１以上の受信機における前記チャネル品質が第１閾値よりも低い場合には、十分な数の前記送信機をＯＦＦとし、前記１以上の受信機における前記チャネル品質が第２閾値を超える場合には、前記アンテナ経路における送信機をＯＮにする比較回路とを有するシステム。
［項目１３］
前記１以上の送信アンテナと結合され、電力レベルを測定する電力検出回路と、
前記送信アンテナにおける電力レベルが第３閾値を超える場合には、前記１以上の送信機をＯＦＦにする電力比較回路とを更に備える項目１２に記載のシステム。
［項目１４］
前記１以上のアンテナ経路における電力増幅器と結合されたスイッチを更に備え、
前記電力検出回路は、前記電力増幅器をＯＮ又はＯＦＦする前記スイッチを制御する項目１３に記載のシステム。
［項目１５］
前記１以上のアンテナ経路における電力増幅器と結合されたスイッチを更に備え、
前記比較回路は、前記電力増幅器をＯＮ又はＯＦＦする前記スイッチを制御する項目１２に記載のシステム。
［項目１６］
前記基地局は、無線ローカルエリアネットワーク、無線広域ネットワーク又はパーソナルエリアネットワーク、若しくは、これらの組み合わせの一部である項目１２に記載のシステム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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