(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムであって、
協調マルチポイント（ＣｏＭＰ）通信のために通信装置に対して協同して通信を行うＣｏＭＰ協調群が形成されるように配備された複数の基地局と、
前記ＣｏＭＰ協調群と共に併存するホットスポットと
を有し、前記複数の基地局は、１つのマクロセルに含まれる隣接する第１及び第２のセクタを少なくとも形成し、前記第１のセクタにおいては第１のリソースを用いて通信装置との通信が行われ、前記第２のセクタにおいては前記第１のリソースとは異なる第２のリソースを用いて通信装置との通信が行われ、
前記ＣｏＭＰ協調群に配備される前記ホットスポットは、前記ＣｏＭＰ協調群の一部を形成して前記ＣｏＭＰ協調群の他のメンバと協働し、前記ホットスポットは前記ＣｏＭＰ協調群とは異なるリソースを用い、
前記第１及び第２のセクタのそれぞれは、該セクタの中心に向いた第１のコンポーネントキャリアと、該セクタの端部に沿った第２のコンポーネントキャリアとを含む複数のコンポーネントキャリアを有する、通信システム。
【請求項２】
前記第１及び第２のセクタにそれぞれ配備される第１及び第２のホットスポットがそれぞれ異なるリソースを用いる、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記ホットスポットは、当該通信システムのオペレータによらずに配備されている、請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
前記第１のセクタがマクロ基地局のセクタであり、前記ホットスポットは、フェムトセル、ピコセル、中継ノード、分散アンテナシステム又はそれらの組み合わせをなす基地局により形成される、請求項１に記載の通信システム。
【請求項５】
前記ホットスポットにより形成されるネットワークがマルチレベル又は複数階層構造を有する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項６】
前記第１のセクタ及び前記第２のセクタが１つの基地局により制御される、請求項１に記載の通信システム。
【請求項７】
少なくとも前記複数の基地局は、当該通信システムのオペレータにより配備されている、請求項１に記載の通信システム。
【請求項８】
協調マルチポイント（ＣｏＭＰ）協調群が形成されるように配備された複数の基地局が、通信装置に対して協同して通信を行うステップを有する通信方法であって、
前記複数の基地局は、１つのマクロセルに含まれる隣接する第１及び第２のセクタを少なくとも形成し、前記第１のセクタにおいては第１のリソースを用いて前記通信装置との通信が行われ、前記第２のセクタにおいては前記第１のリソースとは異なる第２のリソースを用いて通信装置との通信が行われ、
前記ＣｏＭＰ協調群の一部をなすようにホットスポットが配備され、
前記ＣｏＭＰ協調群に配備される前記ホットスポットは、前記ＣｏＭＰ協調群の一部を形成して前記ＣｏＭＰ協調群の他のメンバと協働し、前記ホットスポットは前記ＣｏＭＰ協調群とは異なるリソースを用い、
前記第１及び第２のセクタのそれぞれは、該セクタの中心に向いた第１のコンポーネントキャリアと、該セクタの端部に沿った第２のコンポーネントキャリアとを含む複数のコンポーネントキャリアを有する、通信方法。
【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連し、特に協調ヘテロジーニアス通信システム(cooperative  heterogeneous  communication  system)のためのシステム及び方法等に関連する。
【背景技術】
【０００２】
協調マルチポイント(Cooperative  multi−point：CoMP)通信は、ヘテロジーニアス通信システムにおける全体的な通信システムパフォーマンス(例えば、充分なデータレートによるカバレッジ、セル端のスループット、システム全体のスループット等)を改善するようにかなり研究されている。一般に、下りリンク(DL)CoMP送信の場合、セル(例えば、一般的には、基地局、ノードB(NodeB)、エンハンストノードB(eNB)等として言及される)や中継ノード等のような地理的に離れた複数の信号源が、単独のユーザに対して送信を行い、通信システム全体のパフォーマンスを向上させる。上りリンク(UL)CoMP送信の場合、ユーザからの送信は地理的に離れ場複数の地点(例えば、セル、中継ノード等)で受信される。
【０００３】
しかしながら、ヘテロジーニアス通信システムの場合、異なる送信電力のセル、様々なバックホール手段及び/又は異なる加入者群が存在する場合があり、CoMP通信を実行することは困難であり、かつ多大な評価を得るほど充分なパフォーマンスの改善はもたらされない。一般に、ヘテロジーニアス通信システムはセル分割によるゲインをもたらすが、所望の干渉パフォーマンスやセル端でのパフォーマンスを確保するには追加的な作業を必要とする。
【０００４】
従って、ヘテロジーニアス通信システムにおける全体的なパフォーマンスを改善するシステム及び方法等が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
開示される実施の形態の課題は、ヘテロジーニアス通信システムにおける全体的なパフォーマンスを改善するシステム及び方法等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施の形態による通信システムは、
複数の協調群を有し、
前記複数の協調群の各々は少なくとも２つの情報源を含み、該少なくとも２つの情報源は、前記協調群のカバレッジ領域内で動作している通信装置に対して協同して送信を行うように動作し、
協調群同士の間の協調は限られており、
前記複数の協調群に属する協調群のカバレッジ領域同士の間では限られたオーバーラップしかない或いは全くオーバーラップがない、通信システムである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１ａ】通信システムのセクタを示す図。
【図１ｂ】図1aに示すような通信システムにおいてCoMP送信を行わない場合のロングタームの信号対干渉プラス雑音比(SINR)に関する累積分布関数(CDF)をプロットした図。
【図１ｃ】図1aに示すような通信システムにおいてCoMP送信を行わない場合の通信システムのパフォーマンスのグラフを示す図。
【図１ｄ】図1aに示すような通信システムにおいてCoMP送信を行う場合と行わない場合を比較したロングタームSINRのCDFをプロットしたグラフを示す図。
【図１ｅ】図1aに示すような通信システムに関し、2つの異なるCoMP送信方式の場合とCoMP送信を行わない場合とを比較したパフォーマンスのグラフを示す図。
【図１ｆ】図1aに示すような通信システムに関し、3つの異なるCoMP送信方式の場合とCoMP送信を行わない場合とを比較したパフォーマンスのグラフを示す図。
【図２ａ】通信システムのセクタを示す図(通信システムは回転ステアリングと共にキャリアアグリゲーション(CA)及びCoMPを組み合わせている)。
【図２ｂ】通信システムのロングタームSINRのCDFをプロットした図。
【図２ｃ】MU−MIMOを使用して通信を行う第1の通信システム、SDMAとCoMP送信の組み合わせを使用して通信を行う第2の通信システム、及びSDMAと2つコンポーネントキャリアによるCAとをCoMP送信に組み合わせて通信に使用する第3の通信システムを比較した通信システムの相対的なパフォーマンスのグラフを示す図。
【図３】SDMAとCoMP送信との組み合わせを使用して通信する第1の通信システム、理想的なFFRを使用して通信する第2の通信システム、SDMAとCoMP送信との組み合わせを使用して通信する第3の通信システム、及び理想的なFFRとCAとを使用して通信する第4の通信システムを比較した通信システムの相対的なパフォーマンスのグラフを示す図。
【図４】クローズドスペース群がヘテロジーニアスネットワーク装置を使用して形成されている通信システムのセクタを示す図。
【図５】異なる電力レベルの方式及び異なる範囲拡張値を使用して全体的なパフォーマンスを改善する通信システムの相対的なパフォーマンスのグラフを示す図。
【図６】通信システムの相対的なパフォーマンスのグラフを示す図。
【図７】DASを使用している通信システムの相対的なパフォーマンスのグラフを示す図。
【図８】クローズドスペース群を形成するためにRNが使用されている通信システムの相対的なパフォーマンスのグラフを示す図。
【図９】アドバンストマルチレイヤ協調群と共に形成される通信システムのセクタを示す図。
【図１０】クローズドスペース群のカバレッジ領域内に位置するUEに対して送信信号を送信する際のセルの動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜発明の概要＞
概して上記及びその他の課題は実施の形態により解決又は回避され、技術的な効果又は利点は、協調ヘテロジーニアス通信システムのためのシステム及び方法をもたらす本発明の好適な実施形態により得られる。
【０００９】
（Ａ）
本発明の好適な実施形態により提供される通信システムは、
複数の協調群又は協調セット又はコーポレーション群(cooperation  set)を有し、
前記複数の協調群の各々は少なくとも２つの情報源を含み、該少なくとも２つの情報源は、前記協調群のカバレッジ領域内で動作している通信装置に対して協同して送信を行うように動作し、
協調群同士の間の協調は限られており、
前記複数の協調群に属する協調群のカバレッジ領域同士の間では限られたオーバーラップしかない或いは全くオーバーラップがない(少し重複している又は全く重複していない)、通信システムである。
【００１０】
（Ｂ）
本発明の別の好適な実施形態により提供される通信システムは、
複数の協調群を含む予定されているネットワーク(planned  network)と、
前記予定されているネットワークと共に併存している予定されてないネットワーク(unplanned  network)と
を有し、前記複数の協調群の各々は、少なくとも１つのリソース群により第１の通信装置に対して協同して送信する動作を行うように形成された少なくとも１つの第１のセル及び少なくとも１つの第２のセルを有し、前記第１の通信装置は前記協調群のカバレッジ領域の中で動作し、隣接する協調群は異なるリソース群で送信を行い、
前記予定されてないネットワークは少なくとも１つの第３のセルを含み、前記予定されてないネットワークの前記少なくとも１つの第３のセルは第２のリソース群で送信を行い、前記第２のリソース群は、前記第３のセルを含む協調群により使用されている少なくとも１つのリソース群とは異なる、通信システム。
【００１１】
（Ｃ）
本発明の別の好適な実施形態による情報送信方法は、
少なくとも２つの情報源を含むクローズドスペース群のカバレッジ領域で動作している通信装置宛の送信情報を受信するステップと、
前記クローズドスペース群に属する他のメンバと共に、前記通信装置に対する前記送信情報の送信の仕方を決定するステップと、
前記クローズドスペース群のメンバの一部から前記送信情報を前記通信装置に送信するステップと
を有する情報送信方法である。
【００１２】
実施の形態による効果又は利点は、複雑な実現手段を必要とすることなしに、ヘテロジーニアスシステムにおいて全体的なパフォーマンスをかなり改善できることである。
【００１３】
実施の形態による別の効果又は利点は、ヘテロジーニアス通信システムの非常に広範囲に及ぶ形態及び構成を使用又はサポートできることである。
【００１４】
上記は、以下の実施の形態の詳細な説明の十分な理解を促すために、本発明の特徴及び技術的効果又は利点について広く言及している。実施の形態による更なる特徴及び効果又は利点は、本発明の特許請求の範囲をサポートする明細書の説明から明らかになるであろう。説明される具体的な実施の形態及び概念は、本発明と同じ目的で行われる他の構造又は処理を設計又は修正する際の基礎として容易に使用できることを、当業者は理解すべきである。そのような等価な構造は添付の特許請求の範囲に規定されている本発明の範囲及び精神から逸脱しないことも、当業者に理解されるであろう。
【００１５】
＜実施の形態についての詳細な説明＞
本発明及び本発明の利点の完全な理解を促すため、以下、添付図面を参照しながら説明を行う。
【００１６】
以下、好適な実施形態を詳細に説明する。しかしながら本発明は広範囲に及ぶ具体的な状況で実施可能である多数の適用可能な発明概念をもたらすことに留意を要する。説明される実施の形態は本発明を実施する具体的な方法の一例を示すに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１７】
マクロセル及びピコ/フェムトセル、セル(マクロ、ピコ、フェムト等)及び中継ノードを含む通信システムのようなヘテロジーニアス通信システム、分散アンテナシステム、マルチレイヤシステム等のような具体的な状況における好ましい実施形態と共に説明され、そのようなシステムは特に第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)のロングタームエボリューション(LTE)標準仕様により使用される。
【００１８】
CoMP送信は協同して動作する小規模のコーディネーション地点共に、それらの群中で相互作用が最小である場合に最も適切に機能するという研究結果がある。すなわち、一般的な通信システムの場合、CoMP送信(例えば、ジョイント処理(joint  processing：JP)、協調ビームフォーミング(coordinated  beamforming：CB)/協調スケジューリング(CS)、協調ビームスイッチング(CBS))は、厳密な解決手段ではなく、全体的なパフォーマンスを改善する解決手段の一部をなす。解決しなければならない問題は、どのようにJP又はCB/CSを行うかであり、比較的局所的な性質に起因してマクロCoMPと考えてもよく、そのまま通信システムに拡張されてもよい。比較的孤立した一群のマクロCoMPの中で通信システムを最適化する方法は、マクロCoMPと言及されてもよい。
【００１９】
図1aは通信システムのセクタ100を示す。セクタ100は、領域又はエリア105、106、107のようなCoMP協調のための3つの領域を示し、各々の領域は3つの基地局のセクタを表す。各々の領域はクローズドスペース群(closed−space  set)と言及されてもよい。クローズドスペース群は協調群(cooperation  set)と言及されてもよい。領域105の中のUE110のような領域内のUEに対する3つの矢印(矢印115、116、117)は、協調群として動作しかつUEに対してCoMP送信を実行する3つの異なる基地局からの送信信号を表す。言い換えれば、3つの異なる基地局からの3つの送信信号は、UE110に1つの送信を行うように一緒に合成される。本願で説明されるように、マクロセルは3つのセクタを伴う又は管理するマクロ基地局の1つのセクタを指す。マクロ基地局当たりのセクタ数/セル数は異なっていてもよい。
【００２０】
別の実施形態では、異なる基地局からの3つの送信(送信信号)は、UE110が被る干渉を緩和するように調整されていてもよい。協調する基地局の数は合理的な任意の数であってよく、クローズドスペース群の協調領域(cooperation  area)の形状は異なっていてもよい。クローズドスペース群を形成するために、基地局は協調領域の端に位置する一方、CoMP協調群の基地局の送信ステアリング方向(送信ビームの指向方向)は協調領域の中心に向かっている。CoMPの隣接するクローズドスペース群の協調領域は、重複する領域が全くない又は有ったとしても最小限である境界を共有している。追加的な基地局が、協調群に追加されかつ協調領域の中心に設けられてもよい。
【００２１】
図1bは、図1aに示すような通信システムにおいてCoMP送信を行わない場合のロングタームの信号対干渉プラス雑音比(ロングタームSINR又は位置パラメータ(geometry))に関する累積分布関数(CDF)をプロットした図を示す。位置パラメータに対するCDFは、システム内でUEの存在が予想されるロングタームチャネル品質の分布を表す。小さな位置パラメータ(0dB)において大きなテールが存在し、これはセル端のパフォーマンスが悪いことを示す。
【００２２】
図1cは図1aに示すような通信システムにおいてCoMP送信を行わない場合のパフォーマンスのグラフを示す。棒グラフ125は全体的なスペクトル効率を示し、棒グラフ126はセル端のUEの5パーセンタイルのスループット(percentile  throughput)を示す。
【００２３】
図1dは図1aに示すような通信システムにおいてCoMP送信を行う場合と行わない場合を比較したロングタームSINRのCDFをプロットしたグラフを示す。第1のグラフ又はトレース135はCoMP送信を行わない場合のCDF(図1bに示すグラフと同じ)を示し、第2のトレース136はCoMP送信を行った場合のCDFを示し、CoMP送信は、例えば領域105のような1つの領域の中で3つの基地局からの送信を合成している。CoMP送信(第2のトレース136)の場合、位置パラメータが小さい場合にテールが顕著に減少しており、すなわちセル端のSINRが改善している。
【００２４】
図1eは図1aに示すような通信システムに関し、2つの異なるCoMP送信の場合とCoMPを行わない場合を比較したパフォーマンスのグラフを示す。第1のCoMP送信方式は「組み合わせ」と言及されており、例えば3つである複数の基地局からの送信が、UEに単独の送信を行うように一緒に組み合わせられている。第2のCoMP送信方式は、空間分割多重接続(SDMA)又はマルチユーザ複数入力複数出力(MU−MIMO)方式との組み合わせとして言及されている。図1eに示されているように、組み合わせ方式の場合スペクトル効率が顕著に落ち込んでおり、これは3つのリソースが単独の送信に使用されているがSINRを改善していることから予想される。同様に、SDMAとの組み合わせはSINRを改善する一方、良好なスペクトル効率を示す。しかしながら、全体的に見れば、全体的なパフォーマンスが劣化している。
【００２５】
図1fは図1aに示すような通信システムに関し、3つの異なるCoMP送信方式の場合とCoMP送信を行わない場合とを比較したパフォーマンスのグラフを示す。図1fに示されている最初の2つのCoMP送信方式は図1eで言及したものと同じである。第3のCoMP送信方式はSDMAとの選択的な組み合わせを行う。
【００２６】
選択的な組み合わせは、UEに信号を送信する3つの基地局に対するUEの位置の関数に基づいてもよい(UEの位置に応じて選択されてもよい)。例えば、UEが何れかの基地局に他の2つの基地局よりも非常に接近していた場合、最も近い基地局からの信号のみが使用される一方、他の基地局からの信号は他のUEのために使用されるようにスケジューリングされる。同様に、UEが基地局の内の2つに3つ目の基地局よりも近かった場合、相対的に近い2つの基地局からの信号が組み合わせられる。第3のCoMP送信方式はSDMAとの選択的な組み合わせを利用している。
【００２７】
図1fに示されているように、SDMAとの選択的な組み合わせは、CoMP送信を行わない場合よりも良いスペクトル効率を示し、改善されたセル端でのパフォーマンスを示す。
【００２８】
図2aは通信システムのセクタ200を示し、通信システムはリソースの再利用を行うこととCoMPとの組み合わせを利用する。リソースを再利用する場合に、隣接するCoMP協調領域(CoMP協調を行う場合のクローズドスペース群)は異なる一群のリソース(リソース群)を使用し、CoMP協調の隣接するクローズドスペース群同士の干渉を回避する又は最小化する。リソースを再利用する具体例は、部分的な再利用(fractional  reuse)又はソフト再利用(soft  reuse)を含む。重複しないリソース群の数は、再利用数又は再利用度として言及される。例えば、直交する2つのリソース群が異なるCoMP群に使用される場合、再利用数は2になる。
【００２９】
リソースの再利用は時間領域で行われてもよく、異なる時間リソース(サブフレーム、スロット、フレーム、シンボル等)が隣接するクローズドスペース群に使用されてよい。別の実施形態では、隣接するCoMP協調領域/群に異なる符号領域のりソースが使用され、直交する時間/周波数/空間コードがそれらの領域/群に割り当てられる。更に別の実施形態では、異なる周波数リソース(例えば、リソースブロック、サブバンド、帯域幅の一部分、コンポーネントキャリア、キャリア等)が隣接するクローズドスペース群に使用されてもよい。図2aに示されているように、回転ステアリング(rotated  steering)を伴うキャリアアグリゲーション(CA)を使用して周波数領域の再利用を実行してもよい。
【００３０】
典型的には、回転ステアリングを伴うCAの場合、1つのセクタの中で2つ以上のコンポーネントキャリアが存在してよく、コンポーネントキャリアの各々は異なる指向角度を有する。例えば図2aに示されているように、1つの基地局の3つのセクタの各々は2つのコンポーネントキャリアを有し、第1のコンポーネントキャリア205のような第1のコンポーネントキャリア(コンポーネントキャリア1)はセクタの中心に向いており、第2のコンポーネントキャリア206のような第2のコンポーネントキャリア(コンポーネントキャリア2)はセクタの端部に沿っている。異なる指向角度を持たせることで、セクタのコンポーネントキャリアは異なる電力レベル、異なるビーム形状等を有することができる。更に、異なるセクタの異なるコンポーネントキャリアは、異なる電力レベル、異なるビーム形状等を有してもよい。
【００３１】
別の実施形態の場合、6つのセクタセルが使用され、それらのセクタは2つの交互のグループに分割され、それらの各々が固有のリソース群(例えば2つのコンポーネントキャリアのうちの1つ)を使用する。2とは異なる再利用数又は再利用度が使用されてもよい。例えば、図1aに示す例の場合、3の再利用数が使用されてもよく、その場合3つの直交するリソース群が利用可能であり、それらの各々が隣接するCoMPクローズドスペース群のうちの1つに使用される。更に、ソフト再利用も可能であり、その場合、部分的に重複したリソース群が隣接するCoMP協調領域/群に使用されてもよい。部分的に重複するリソース群は、時間領域、周波数領域、符号領域、電力レベル及び/又は空間領域におけるものであってもよい。
【００３２】
図2aに示されているように、セクタのセル中心に向かう又はその付近に位置するUEはコンポーネントキャリア1により通信する一方、セクタのセル端又はその付近に位置するUEはコンポーネントキャリア2により通信してもよい。すなわち、第1のコンポーネントキャリアは通信システムの中でセル中心付近のUEに対するカバレッジを提供し、第2のコンポーネントキャリアはセル端のUEに対するカバレッジを提供する。その結果、1つのリソース群に関連付けられるCoMP協調領域/群の各々のカバレッジ領域は小さくなり、この例の場合、三角形の領域になる。
【００３３】
図示のセクタ200はセクタ当たり2つのコンポーネントキャリアを使用する通信システムを示しているが、本願により提示される実施形態は2より大きな任意の数のコンポーネントキャリアと共に使用されてもよい。すなわち2つのコンポーネントキャリアに関する説明は実施の形態の範囲又は精神を限定するように解釈してはならない。
【００３４】
図2bは通信システムの位置パラメータ又はロングタームSINRのCDFをプロットした図を示す。第1の曲線215はCoMP送信を行わない通信システムの場合の位置パラメータとCDFとの関係を示し、第2の曲線216は、1つのUEに対して送信を行うために単独の領域内の個々の基地局からの送信信号を組み合わせたCoMP送信方式を使用した場合の通信システムの位置パラメータとCDFとの関係を示す。第3の局線217は、図2aに示されているように再利用数が2である組み合わせのCoMP送信方式を使用する場合(例えば、2つのコンポーネントキャリアを使用するCAの場合)の通信システムの位置パラメータとCDFとの関係示す。
【００３５】
図2bに示されているように、組み合わせのCoMP送信を使用しかつ(例えば、2つのコンポーネントキャリアを使用するCAのように)再利用数が2である通信システムは、(第3の曲線又はグラフがほとんどテールを有していないことから分かるように)ほとんどセル端を伴わないUEカバレッジを提供する。
【００３６】
図2cは単独セルのMU−MIMOを使用して通信を行う第1の通信システム(如何なる形式のCoMPも行わない)、SDMA/MU−MIMOとCoMP送信の組み合わせを使用して通信を行う第2の通信システム、及びSDMA/MU−MIMOと再利用数が2の方式(例えば、2つコンポーネントキャリアによるCA)とをCoMP送信に組み合わせて通信に使用する第3の通信システムを比較した通信システムの相対的なパフォーマンスのグラフを示す。棒グラフ225及び226は第1の通信システムに対するスペクトル効率及びセル端パフォーマンスを示し、棒グラフ230及び231は第2の通信システムに対するスペクトル効率及びセル端パフォーマンスを示す。棒グラフ235及び236は両方のコンポーネントキャリアに関する第3の通信システムに対するスペクトル効率及びセル端パフォーマンスを示し、棒グラフ240及び241は2つのコンポーネントキャリアに対して補償を行う第3の通信システムに対するスペクトル効率及びセル端パフォーマンスを示す。
【００３７】
2つのコンポーネントキャリアに対して補償がなされる場合でさえ、2つのコンポーネントキャリアのCA及びSDMAとCoMP送信との組み合わせによるスペクトル効率(第3の通信システム、棒グラフ240)はMU−MIMOの場合(第1の通信システム、棒グラフ225)に近く、2つのコンポーネントキャリアのCA及びSDMAとCoMP送信との組み合わせによるセル端パフォーマンス(棒グラフ241)はMU−MIMOの場合を大きく上回っている。
【００３８】
一般に、如何なるCoMP送信方式も、JP、CB/CS及びCBSを含むクローズドスペース群に属する基地局間で使用されてよい。更に、部分的周波数再利用(fractional  frequency  reue：FFR)及びソフト周波数再利用(soft  frequency  reuse：SFR)のようなセル間干渉コーディネーション(inter−cell  interference  coordination：ICIC)技術も、クローズドスペース群の中で使用されてよい。適切に決定されたクローズドスペース群の場合、ミクロCoMP(micro−CoMP)はパフォーマンスゲインを実現及び達成することが比較的容易である。
【００３９】
図3は、SDMA/MU−MIMOとCoMP送信との組み合わせを使用して通信する第1の通信システム、理想的なFFRを使用して通信する第2の通信システム、SDMA/MU−MIMOとCoMP送信との組み合わせを使用しかつCoMP協調群又はCoMPコーディネーション群(CoMP  coordination  set)の中で2である再利用数を使用して通信を行う第3の通信システム、及び理想的なFFRを使用しかつCoMPコーディネーション群の中で2である再利用数を使用して通信を行う第4の通信システムを比較した通信システムの相対的なパフォーマンスのグラフを示す。図3に示されているように、SDMA/MU−MIMOと組み合わせたCoMP送信のパフォーマンスは(スペクトル効率及びセル端パフォーマンスの双方共に)理想的なFFRに非常に近い。同様に、SDMA/MU−MIMO及び2である再利用数を組み合わせたCoMP送信のパフォーマンスは、CoMPコーディネーション群の中で2である再利用数と共に理想的なFFRに非常に近い。
【００４０】
通信システムにおける全体的なパフォーマンスを改善することを促すために通常使用される技術は、(例えば、ピコセル、フェムトセル、中継ノード等のような)低電力ノードを、通信システムの基地局(高電力セルはしばしばマクロセルと言及される)のカバレッジ領域の中に設けることである。低電力セルは、セクタの中でカバレッジ領域が劣化している又は貧弱である領域に設けられ、貧弱なカバレッジ領域の大きさを小さくする或いはそれらを排除することで全体的なパフォーマンスを改善することを促す。
【００４１】
図4は、クローズドスペース群がヘテロジーニアスネットワーク装置を使用して形成されている通信システムのセクタ400を示す。図4に示されているように、ピコセル、フェムトセル、中継ノード等のような低電力セルがマクロセルに追加され、クローズドスペース群となるCoMPコーディネーション群を形成する。例えば、2つの低電力セル405及び406がマクロセル610のセクタに追加され、クローズドスペース群を形成している(領域415として示されている)。この実施形態の場合、3つのマクロセル/セクタがマクロ基地局を共有しているのと同様に、3つの低電力セルが基地局(小さな円で表現されている)を共有していることに留意を要する。基地局を共有する異なる数の低電力セルが使用されてもよい。更に、マクロセル410(又は他の何らかのネットワーク装置)は、CoMP送信を実行するように多数のクローズドスペース群の中で通信を制御すること等を実行する責務を有するコーディネータであってもよい。マクロセル410がコーディネータでなかった場合、クローズドスペース群の中の何れかのメンバ又は別のネットワーク装置が、クローズドスペース群に対するコーディネータとして機能してもよい。分離したネットワーク装置がコーディネータであった場合、単独のコーディネータが複数のクローズドスペース群の動作を制御又は調整してもよい。制御、調整又はコーディネーションは分散型により実行されてもよく、その場合、1つの要素が他の要素を制御/調整するのではなく、全てのセル、マクロセル及び/又はLPNが制御/調整に関して等価な要素となる。
【００４２】
一実施形態によれば、ヘテロジーニアス通信システムで形成されるクローズドスペース群の中で任意の形式のCoMP送信が行われてもよく、例えば全てのノードが同じタイプであるヘテロジーニアス通信システムで形成されたクローズドスペース群が使用されてもよい。
【００４３】
一実施形態では、ピコセルがLPNに追加され、マクロセルと共にCoMPコーディネーション群を形成してもよい。図5は、ピコセルが個々のノードとして考えられる第1の通信システム、マクロセルと協同するピコセルがマクロセルの一部分として考えられる第2の通信システム、ピコセルが個々のセルとして考えられかつ2つのコンポーネントキャリアによるCAにより2である再利用数が実現される第3の通信システム、マクロセルと協同するピコセルがマクロセルの一部分として考えられかつ2つのコンポーネントキャリアによるCAにより2である再利用数が実現される第4の通信システム、及び公平な比較に使用されるリソース量で結果のスループットが除算される点を除いて第4の通信システムと同じである第5の通信システムを比較した、マクロ基地局のセクタ毎に2つのピコセルが追加された通信システムの相対的なパフォーマンスのグラフを示す。
【００４４】
図5に示されているように、2つのピコセル/マクロセル当たりの追加は、一般に、スペクトル効率及びセル端のパフォーマンスの双方に関してパフォーマンスを改善している(棒グラフ505対棒グラフ510、棒グラフ506対棒グラフ511、棒グラフ515対棒グラフ520、棒グラフ516対棒グラフ521)。個々のコンポーネントキャリアに関する修正が適用される場合でさえ(棒グラフ525及び棒グラフ526)、2つのピコセル/マクロセル当たりの追加は依然として顕著な改善効果をもたらす。
【００４５】
通信システムにおける全体的なパフォーマンスを改善することを促すために一般的に使用される別の技術は、通信システムにおけるセルの電力レベル及び/又はセルの関連付けのルールを変更することである。レンジ拡張(range  expansion：RE)と言及される第1の技法は、あるタイプのセルのセル関連付けの偏り又は重み(bias)を増やすことを含み、その場合、セル及びUE間の状態が他のセルと同程度に良くない場合でさえ、UEは特定のセルに関連付けられる。レンジ拡張は、UEをLPNに関連付け、マクロセルからトラフィックをオフロード又は移すことでスループットを増やすが、UEは深刻な干渉を被ってしまうかもしれない。電力を低減すること(reducing  power：RP)に関連する第2の技法は、通信システム内のマクロセルの電力レベルを低減することを含む。マクロセルの電力レベルを低減することは、通常、カバレッジ領域の縮小及びカバレッジホールの増加を招くが、これらの問題はノード同士の間にLPN及びCoMPコーディネーションを加えることで解決又は緩和される。
【００４６】
図6は、通信システムの相対的なパフォーマンスのグラフを示し、様々なセルの関連付け及び/又は電力レベルの方式(RE及び/又はRP)が全体的なパフォーマンスを改善するために使用されている。棒グラフ605はREもRPも使用していないピコセルの場合の通信システムのスペクトル効率を示し、棒グラフ610はREもRPも使用していないCAを利用するピコセルの場合の通信システムのスペクトル効率を示し、棒グラフ615はREを使用するピコセルの場合(10dBのバイアス)の通信システムのスペクトル効率を示し、棒グラフ620はREを使用し(10dBのバイアス)かつCAによる2である再利用度を使用するピコセルの場合の通信システムのスペクトル効率を示し、棒グラフ625はRPを使用するピコセルの場合(10dBのバイアス)の通信システムのスペクトル効率を示し、棒グラフ630はRPを使用し(10dBのバイアス)かつCAによる2である再利用度を使用するピコセルの場合の通信システムのスペクトル効率を示し、棒グラフ635はRE(5dBのバイアス)及びRP(5dBのバイアス)の双方を使用するピコセルの場合の通信システムのスペクトル効率を示し、棒グラフ640はRE(5dBのバイアス)及びRP(5dBのバイアス)の双方を使用しかつCAによる2である再利用度を使用するピコセルの場合の通信システムのスペクトル効率を示す。同様に、斜交平行線又はクロスハッチングによる棒グラフは、同様な通信システムにおけるセル端でのパフォーマンスを表す。
【００４７】
図6に示されているように、REもRPもスペクトル効率の観点からは全体的なパフォーマンスの向上に寄与していないように見える。しかしながら、RPはセル端でのパフォーマンスには寄与し、特に、例えばCAを用いる通信システムにおいて1より大きな再利用度を使用する場合に顕著である。
【００４８】
通信システムにおいて全体的なパフォーマンスを改善することを促すために使用される別の技術は、分散アンテナシステム(distributed  antenna  system：DAS)を利用することである。一般に、DASは、基地局のような単独のソースに接続された空間的に隔たっているアンテナ群のネットワークである。その単独のソースは例えばCoMP処理に必要な制御機能を提供してもよい。DASの中の或るアンテナは全体的なパフォーマンスを改善するために設けられている又は位置決めされている。例えば、図6を再び参照するに、マクロセル及び/又は低電力セルは、DASのアンテナで置換されてもよい。
【００４９】
図7はDASを使用している通信システムの相対的なパフォーマンスのグラフを示す。棒グラフ705及び706はDASを使用する通信システムについてのスペクトル効率及びセル端のパフォーマンスを示し、棒グラフ710及び711はCAによる再利用と共にDASを使用する通信システムについてのスペクトル効率及びセル端のパフォーマンスを示し、棒グラフ715及び716はコンポーネントキャリアの補償が行われるCAによる再利用と共にDASを使用する通信システムについてのスペクトル効率及びセル端のパフォーマンスを示す。図7に示されているように、DASを利用すると全体的なパフォーマンスが向上し、CAによる再利用がDASと共に使用される場合、全体的なパフォーマンスの更なる改善が実現される。
【００５０】
通信システムにおける全体的なパフォーマンスを改善することを促すのに使用されてよい広く使用されている技法は、中継ノード(Relay  Node：RN)を追加することである。一般に、バンド内RN又はインバンドRN(in−band  RN)は、クローズドスペース群を形成し、セル端のような信号品質が低い領域におけるカバレッジを改善するために追加される。更に、指向性アンテナを利用すると、ドナー基地局及びそのRN間の無線バックホールリンクに加えてRN及びUE間の無線アクセスリンクのパフォーマンスにも寄与する。マクロセル(ドナー基地局を含む)及びRNの間で制御、調整又はコーディネーションが行われてもよい。例えば、図6に示す例の場合、低電力セルが、特定のセクタ(又はクローズドスペース)のマクロセルで使用されているRNで置換されてもよい。
【００５１】
図8はクローズドスペース群を形成するためにRNが使用されている通信システムの相対的なパフォーマンスのグラフを示す。棒グラフ805は、(例えば、低電力セルがRNで置換される場合、図6に示すようなものである)クローズドスペース群に属するマクロセル毎に2つのRNを有する通信システムのスペクトル効率を示し、棒グラフ810は、マクロセル毎に2つのRNを有する通信システム及び再利用度が2であるCAを利用する通信システムのスペクトル効率を示し、棒グラフ815は、(10dBのバイアス(又は偏り又は重み)と共に)REを行うマクロセル当たり2つのRNを有する通信システムのスペクトル効率を示し、棒グラフ820は、(10dBのバイアス(又は偏り又は重み)と共に)REを行う再利用度が2であるCAを利用する通信システム及びマクロセル毎に2つのRNを有する通信システムのスペクトル効率を示し、棒グラフ825は、(10dBの)RPを行うマクロセル当たり2つのRNを有する通信システムのスペクトル効率を示し、棒グラフ830は、(10dBの)RPを行う再利用度が2であるCAを利用する通信システム及びマクロセル毎に2つのRNを有する通信システムのスペクトル効率を示す。同様に、斜交平行線又はクロスハッチングによる棒グラフは、同様な通信システムにおけるセル端でのパフォーマンスを表す。
【００５２】
図8に示されているように、通信システムにおいてRNを用いてクローズドスペース群を形成すると、通信システム全体のパフォーマンスを向上させる。特に、1より大きな再利用度が使用される場合(例えば、CAが使用される場合)、セル端のパフォーマンスはかなり改善される。更に、上述したように、セル端パフォーマンスの観点からはRPはREよりも優れた改善をもたらす。
【００５３】
ピコセル、RN、DAS又はフェムトセル等のような低電力セル及びマクロセルにより協調群(cooperative  set)を形成することに加えて、アドバンストマルチレイヤ協調群(advanced  multi−layered  cooperative  sets)が形成されてもよい。アドバンストマルチレイヤ協調群は、クローズドスペース群のメンバ同士の間及びクローズドスペース群同士の間更には(2より大きな数の)複数のタイプのメンバ同士の間で所定の方法により、時間、周波数、キャリア(コンポーネントキャリアの代わりに又はコンポーネントキャリアに加えて)等のような複数のリソース群を利用することを含む。例えば、アドバンストマルチレイヤ協調群は、2つのキャリア(コンポーネントキャリアを含んでいてもいなくてもよい)や、いくつかのタイプの低電力セル(例えば、フェムトセル、ピコセル、ホットスポット等)を含んでもよい。
【００５４】
図9はアドバンストマルチレイヤ協調群と共に形成される通信システムのセクタ900を示す。図9に示されているように、通信システムは、マクロセル905のような4分割されたマクロセル(4つにセクタ化されたマクロセル)を含む予定(又は計画又は設定)されているネットワーク(予定ネットワーク)(planned  network)を含む。マクロセル905の4つのセクタの各々は、領域910、911及び912として示されているクローズドスペース群を形成する。予定されているネットワークは、例えば通信システムのオペレータにより設計、設定及び形成されてもよい。
【００５５】
図9に示されている通信システムの予定されているネットワークは4分割されたセル(4つにセクタ化されたセル)から形成されているが、実施の形態は、3つ、4つ、5つ、6つ等の数に分割されたセルを含む任意のセル構成を使用できる。全てのセルが同じ方法で形成される必要はない。例えば、通信システムの中で、異なるセルは異なる仕方でセクタ化された構成を有していてもよい。従って、均等に形成された4分割セルに関する説明は、実施の形態の範囲や精神を限定するように解釈されてはならない。
【００５６】
更に、図9に示す通信システムの予定されているネットワークは、平坦な又は平面的なネットワークであるとして示されている。本願で説明される実施の形態はマルチレベル又は複数段構造又は複数階層構造のネットワークと共に使用されてもよい。従って、平坦なネットワークに関する説明も、実施の形態の範囲や精神を限定するように解釈されてはならない。
【００５７】
隣接するクローズドスペース群は異なるリソース群(例えば、異なるキャリア)を使用する。例えば、領域911はキャリアBを使用するが、領域910及び912はキャリアAを使用する。キャリアは、時間軸上で、周波数軸上で、コードにより、電力により又はそれらの組み合わせにより分離されてもよい。低電力ノードは、セクタ化されたマクロセルに関するクローズドスペース群のようなCoMP協調群を形成するために使用されてもよい。例えば、低電力ノード915、916及び917は、マクロセル905に関するクローズドスペース群を形成する(領域910を形成する)ために使用されてもよい。
【００５８】
実施の形態では、低電力ノード及び特定のクローズドスペース群のマクロセルが、クローズドスペース群と同じキャリアを使用してもよい。代替的な実施の形態では、低電力ノード及びマクロセルが異なるキャリアを使用してもよい。更に別の代替的な実施の形態では、クローズドスペース群の各々が1より多い数のキャリアを使用し、隣接するクローズドスペース群が、1より多い数のキャリアによる異なるキャリア群を使用してもよい。
【００５９】
クローズドスペース群を形成する予定されているネットワークに加えて、通信システムは、予定されているネットワークと共に設けられた予定されていないネットワーク(非予定ネットワーク)(unplanned  network)を含んでもよい。予定されていないネットワークは、ネットワーク全体のパフォーマンスを改善することを促すように個人又は団体により配備又は配置されたホットスポットを含んでもよい。例えば、家屋の所有者や集合住宅(又はアパート)の大家(又は経営者)等が1つ以上のホットスポットを購入し、各自の施設や建物に配備し、全体的なネットワークのパフォーマンスを改善してもよい。実施の形態では、簡易な協調を促しつつ干渉を減らすために、ホットスポットは、それが配備されている場所のクローズドスペース群とは異なるキャリアを使用してもよい。ホットスポットはユーザが配置又は配備するので、それらの利用は通信システムのオペレータによっては予定又は計画されていない。ホットスポット基地局は、ピコセル、RN、フェムトセル、ホーム基地局等であってもよい。
【００６０】
例えば、ホットスポット920は領域910に配備され、ホットスポット925及び926は領域912に配備される。クローズドスペース群の中に配備されたホットスポットはクローズドスペース群の一部となり、クローズドスペース群の他のメンバと協同してもよいし、或いはホットスポットはクローズドスペース群の範囲外で動作してもよい。
【００６１】
図10はクローズドスペース群であってもよいCoMP協調群のカバレッジ領域内に位置するUEに対して送信情報を送信する際のセルの動作1000をフローチャートで示す。セルの動作1000は、クローズドスペース群のマクロセルのようなクローズドスペース群の協調群において生じる動作を示し、協調セルはクローズドスペース群の少なくとも幾つかのメンバ又は要素を用いてUEに対するCoMP送信を制御する。セルの動作1000は協調セルが通常の動作モード(ノーマル動作モード)である場合に行われる。
【００６２】
セルの動作1000は協調セルがUEのための送信情報を受信することから始まる(ブロック1005)。そして協調セルはUEに対する送信情報の送信を調整又は制御するためにクローズドスペース群のメンバ又は要素と共に協働する(ブロック1010)。例えば、協調セルは送信が行われるべき時間、適用されるべき何らかの符号化方式等を指定し、送信情報又は送信情報の一部をメンバ(又は要素)に提供してもよい。更に、協調セルは、クローズドスペース群のメンバにより選択される内容に影響を及ぼす情報(例えば、トラフィック負荷、キャリア利用度、使用される通信装置等)も共有する。
【００６３】
そして送信が行われる(ブロック1015)。実施の形態では、送信は、例えば、クローズドスペース群に属する全てのメンバで行われてもよいし、クローズドスペース群に属する一部のメンバで行われてもよい。更に、協調セルは、クローズドスペース群、クローズドスペース群で行う送信、クローズドスペース群の中で動作しているUE等についての情報を、他のクローズドスペース群と共有してもよい(ブロック1020)。クローズドスペース群同士の間で共有される情報の量は、クローズドスペース群の間で行う所望の協調の内容、所望の又は耐えられるオーバーヘッドの量、クローズドスペース群で行う協調のタイプ(又は種類)等のような要因に依存してもよい。そして、セルの動作1000は終了する。
【００６４】
代替的な実施の形態では、CoMP協調群のメンバ同士の協調(又は協働)は、如何なるセルも単独の統一的な協調要素として動作しない分散方式で実行されてもよい。分散方式で動作する場合、クローズドスペース群のメンバ、クローズドスペース群のメンバの一部等は、クローズドスペース群の他のメンバと情報を交換してもよい。そして、情報を交換するメンバは、協調のタイプ等を選択し、その選択した内容の情報を他のメンバと共有してもよい。
【００６５】
以上、本発明及び本発明の利点が詳細に説明されてきたが、特許請求の範囲で規定されているような本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、様々な変形例、様々な置換例及び様々な代替例が可能であることが理解されるべきである。
【００６６】
更に、本発明の範囲は、処理手順、装置、製造、構成要素、手段、方法及びステップ等の本明細書で説明されたものによる特定の実施の形態に限定されるようには意図されていない。本発明の開示内容から当業者は、現在存在又は実現されている或いは将来登場する処理手順、装置、製造、構成要素、手段、方法及びステップ等(本願で説明された対応する実施の形態は本発明に従って使用されてよいので、実質的に同一の機能を実行する又は実質的に同じ結果をもたらすもの)を認めるであろう。従って添付の特許請求の範囲はそのような処理手順、装置、製造、構成要素、手段、方法及びステップ等をその範囲内に包含するように意図されている。
【００６７】
本願は「System  and  Method  for  Cooperative  Heterogeneous  Communications  Systems」と題する西暦2010年10月29日付けで出願された米国出願(仮出願ではない)番号第12/916,202号に基づく優先的利益を享受し、その米国出願は本願のリファレンスに組み入れられる。
【図１ａ】
0005961615.tif 000002
【図１ｂ】
0005961615.tif 000003
【図１ｃ】
0005961615.tif 000004
【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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【図１ｆ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
0005961615.tif 000009
【図２ｃ】
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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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