(57)【要約】本発明の１つの実施形態にしたがう装置は、送信機を含む。送信機は、第１の利得係数にしたがって無線周波数信号を変調し、第１の出力信号を生成するように構成され、配置された第１の利得素子と；第２の利得係数にしたがって無線周波数信号を変調し、第２の出力信号を生成するように構成され、配置された第２の利得素子とを含み、第１の利得係数の大きさが、時間にしたがって変化し、第２の利得係数の大きさが、第１の利得係数の大きさに対して、時間にしたがって変化する。被変調信号の各々は、各アンテナに接続される。アンテナの合成放射パターンは、時間にしたがって角方向において変化する。本発明の１つの実施形態にしたがうシステムにおいて、このような装置を含む基地局は、移動体からチャネル品質指標を受信し、それにしたがって移動体へのデータ伝送をスケジュールする。
2005528019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の利得係数にしたがって無線周波数信号を変調して、第１の出力信号を生成するように構成され、配置された第１の利得素子と、
第２の利得係数にしたがって無線周波数信号を変調して、第２の出力信号を生成するように構成され、配置された第２の利得素子とを含む送信機であって、
第１の利得係数の大きさが、時間にしたがって変化し、
第２の利得係数の大きさが、第１の利得係数の大きさに対して、時間にしたがって変化する送信機。
【請求項２】
第１の利得係数の大きさが、周期関数にしたがって、時間にしたがって変化する請求項１記載の送信機。
【請求項３】
第１および第２の利得係数における少なくとも一方の位相が、時間にしたがって変化する請求項１記載の送信機。
【請求項４】
第１および第２の利得係数における少なくとも一方の大きさおよび位相の少なくとも一方が、周期関数にしたがって、時間にしたがって変化し、
周期関数の期間が、２分の１秒以上であり、
周期関数の期間が、４秒以下である請求項１記載の送信機。
【請求項５】
前記送信機が、第１および第２の利得係数を生成するように構成され、配置された値生成器をさらに含む請求項１記載の送信機。
【請求項６】
値生成器が、第１および第２の利得係数の中の少なくとも一方の値を記憶するように構成され、配置されたルックアップテーブルを含む請求項５記載の送信機。
【請求項７】
アンテナ列をさらに含む送信機であって、アンテナ列が、
第１の出力信号に基づく信号を放射するように構成され、配置された第１のアンテナと、
第２の出力信号に基づく信号を放射するように構成され、配置された第２のアンテナとを含み、
一方のアンテナの放射パターンが他方のアンテナの放射パターンと実質的にオーバーラップするように、第１および第２のアンテナが構成され、配置された請求項１記載の送信機。
【請求項８】
第１および第２の利得係数における少なくとも一方の値が、アンテナ列の照準合せ方位角に基づいている請求項７記載の送信機。
【請求項９】
アンテナ列をさらに含む送信機であって、アンテナ列が、
第１の出力信号に基づく信号を放射するように構成され、配置された第１のアンテナと、
第２の出力信号に基づく信号を放射するように構成され、配置された第２のアンテナとを含み、
第１および第２のアンテナが、無線周波数信号の数波長に等しい距離分、離れている請求項１記載の送信機。
【請求項１０】
第１および第２の利得係数の大きさの和が、時間上で実質的に一定である請求項１記載の送信機。
【請求項１１】
前記送信機が、少なくとも１つの追加の利得素子を含み、各追加の利得素子が、対応する追加の利得係数にしたがって無線周波数信号を変調して、対応する追加の出力信号を生成するように構成され、配置され、
第１、第２、および追加の利得係数の大きさの和が、時間上で実質的に一定である請求項１記載の送信機。
【請求項１２】
第１の利得係数にしたがって無線周波数信号を変調して、第１の出力信号を生成するように構成され、配置された第１の利得素子と、
第２の利得係数にしたがって第１の出力信号を変調して、第２の出力信号を生成するように構成され、配置された第２の利得素子とを含む送信機であって、
第１の利得係数の大きさが、時間にしたがって変化し、
第２の利得係数の大きさが、第１の利得係数の大きさに対して、時間にしたがって変化する送信機。
【請求項１３】
第１および第２の利得係数の大きさが、周期関数にしたがって、時間にしたがって変化する請求項１２記載の送信機。
【請求項１４】
第１および第２の利得係数における少なくとも一方の位相が、時間にしたがって変化する請求項１２記載の送信機。
【請求項１５】
第１および第２の利得係数における少なくとも一方の大きさおよび位相の中の少なくとも一方が、周期関数にしたがって、時間にしたがって変化し、
周期関数の期間が、２分の１秒以上であり、
周期関数の期間が、４秒以下である請求項１２記載の送信機。
【請求項１６】
前記送信機が、第１および第２の利得係数を生成するように構成され、配置された値生成器をさらに含む請求項１２記載の送信機。
【請求項１７】
値生成器が、第１および第２の利得係数の中の少なくとも一方の値を記憶するように構成され、配置されたルックアップテーブルを含む請求項１６記載の送信機。
【請求項１８】
アンテナ列をさらに含む送信機であって、アンテナ列が、
第１の出力信号に基づく信号を放射するように構成され、配置された第１のアンテナと、
第２の出力信号に基づく信号を放射するように構成され、配置された第２のアンテナとを含み、
一方のアンテナの放射パターンが他方のアンテナの放射パターンと実質的にオーバーラップするように、第１および第２のアンテナが構成され、配置された請求項１２記載の送信機。
【請求項１９】
第１および第２の利得係数における少なくとも一方の値が、アンテナ列の照準合せ方位角に基づいている請求項１８記載の送信機。
【請求項２０】
アンテナ列をさらに含む送信機であって、アンテナ列が、
第１の出力信号に基づく信号を放射するように構成され、配置された第１のアンテナと、
第２の出力信号に基づく信号を放射するように構成され、配置された第２のアンテナとを含み、
第１および第２のアンテナが、無線周波数信号の搬送波信号の数波長に等しい距離分、離れている請求項１２記載の送信機。
【請求項２１】
第１および第２の利得係数の大きさの和が、時間上で実質的に一定である請求項１２記載の送信機。
【請求項２２】
少なくとも１つの追加の利得素子を含む送信機であって、各追加の利得素子が、対応する追加の利得係数にしたがって第１の出力信号を変調して、対応する追加の出力信号を生成するように構成され、配置され、
第１、第２、および追加の利得係数の大きさの和が、時間上で実質的に一定である請求項１２記載の送信機。
【請求項２３】
無線周波数信号を出力するように構成され、配置されたＲＦ装置、無線周波数信号に基づいて第１の増幅信号を出力するように構成され、配置された第１の電力増幅器、および無線周波数信号に基づいて第２の増幅信号を出力するように構成され、配置された第２の電力増幅器とを含む送信機と、
第１の増幅信号を受信して放射するように構成され、配置された第１のアンテナ、および第２の増幅信号を受信して放射するように構成され、配置された第２のアンテナを含むアンテナ列とが構成されているデータ伝送装置であって、
第１および第２のアンテナ間の距離が、無線周波数信号の搬送波信号の数波長分であり、
第１の増幅信号の電力の大きさが、時間にしたがって変化し、
第２の増幅信号の電力の大きさが、第１の信号の電力の大きさに対して、時間にしたがって変化するデータ伝送装置。
【請求項２４】
前記送信機が、アンテナ列に中心を置く水平面の角度に対して時間にしたがって周期的に変化する電界強度をもつ信号を放射するようにも構成され、配置された請求項２３記載のデータ伝送装置。
【請求項２５】
電界強度の変化の期間が、２分の１秒以上、４秒以下である請求項２４記載のデータ伝送装置。
【請求項２６】
ＣＤＭＡ方式を使用して、無線周波数信号を符号化する請求項２３記載のデータ伝送装置。
【請求項２７】
データを記憶するように構成され、配置されたデータ待ち行列をさらに含むデータ伝送装置であって、
データ待ち行列が、移動体に宛てられたデータを記憶するとき、ＲＦ装置が、移動体に宛てられたページングメッセージを出力するようにも構成され、配置された請求項２３記載のデータ伝送装置。
【請求項２８】
移動体からチャネル品質指標を受信するように構成され、配置された受信機をさらに含むデータ伝送装置であって、
チャネル品質指標の値に基づいて、移動体に宛てられたデータを伝送するようにも構成され、配置された請求項２３記載のデータ伝送装置。
【請求項２９】
（Ａ）チャネル品質指標に基づく値を、（Ｂ）移動体へのデータ伝送の履歴に基づく値によって正規化するように構成され、配置されたスケジューラをさらに含む請求項２８記載のデータ伝送装置。
【請求項３０】
チャネル品質指標から、少なくともほぼ直交している所定の符号を取り除くように構成され、配置された復号器をさらに含む請求項２８記載のデータ伝送装置。
【請求項３１】
第１の利得係数を無線周波数信号に適用して、第１の出力信号を生成することと、
第２の利得係数を無線周波数信号に適用して、第２の出力信号を生成することとを含むデータ伝送方法であって、
第１の利得係数の前記適用が、第１の利得係数の大きさが時間にしたがって変化することを含み、
第２の利得係数の前記適用が、第２の利得係数の大きさが第１の利得係数の大きさに対して時間にしたがって変化することを含むデータ伝送方法。
【請求項３２】
第１の利得係数の前記適用および第２の利得係数の前記適用の少なくとも一方が、対応する利得係数の大きさおよび位相の少なくとも一方を、周期関数にしたがって、時間にしたがって変化させることを含むデータ伝送方法であって、
周期関数の期間が、２分の１秒以上であり、
周期関数の期間が、４秒以下である請求項３１記載のデータ伝送方法。
【請求項３３】
ルックアップテーブルから、第１および第２の利得係数の中の少なくとも一方の値を検索することをさらに含む請求項３１記載のデータ伝送方法。
【請求項３４】
アンテナ列の第１のアンテナを用いて、空間領域において、第１の出力信号に基づく信号を放射することと、
アンテナ列の第２のアンテナを用いて、実質的に空間領域において、第２の出力信号に基づく信号を放射することとをさらに含む請求項３１記載のデータ伝送方法。
【請求項３５】
第１の利得係数の前記適用および第２の利得係数の第２の適用の少なくとも一方が、アンテナ列の照準合せ方位角に基づいて、対応する利得係数の大きさを変化させることを含む請求項３４記載のデータ伝送方法。
【請求項３６】
第１のアンテナを用いて、第１の出力信号に基づく信号を放射することと、
第２のアンテナを用いて、第２の出力信号に基づく信号を放射することとを含むデータ伝送方法であって、
第１および第２のアンテナが、無線周波数信号の搬送波信号の数波長に等しい距離分、離れている請求項３１記載のデータ伝送方法。
【請求項３７】
第１および第２の利得係数の大きさの和が、時間上で実質的に一定である請求項３１記載のデータ伝送方法。
【請求項３８】
ＣＤＭＡ方式を使用して、無線周波数信号を符号化することをさらに含む請求項３１記載のデータ伝送方法。
【請求項３９】
移動体へ宛てられたデータを記憶することと、
移動体へ宛てられたページングメッセージを出力することとをさらに含む請求項３１記載のデータ伝送方法。
【請求項４０】
移動体からチャネル品質指標を受信することと、
チャネル品質指標の値に基づいて、移動体へ宛てられたデータを送信することとをさらに含む請求項３１記載のデータ伝送方法。
【請求項４１】
（Ａ）チャネル品質指標に基づく値を、（Ｂ）移動体へのデータ伝送の履歴に基づく値によって正規化することをさらに含む請求項４０記載のデータ伝送方法。
【請求項４２】
チャネル品質指標から、少なくともほぼ直交している所定の符号を取り除くことをさらに含む請求項４０記載のデータ伝送方法。
【請求項４３】
無線周波数信号を出力するように構成され、配置されたＲＦ装置と、無線周波数信号に基づいて第１の増幅信号を出力するように構成され、配置された第１の電力増幅器と、第１の増幅信号に基づいて第２の増幅信号を出力するように構成され、配置された第２の電力増幅器とを含む送信機と、
第１の増幅信号を受信して放射するように構成され、配置された第１のアンテナ、および第２の増幅信号を受信して放射するように構成され、配置された第２のアンテナを含むアンテナ列とが構成されているデータ伝送装置であって、
第１および第２のアンテナ間の距離が、無線周波数信号の搬送波信号の数波長分であり、
第１の増幅信号の電力の大きさが、時間にしたがって変化し、
第２の増幅信号の電力の大きさが、第１の信号の電力の大きさに対して、時間にしたがって変化するデータ伝送装置。
【請求項４４】
前記送信機が、アンテナ列に中心を置く水平面の角度に対して、時間にしたがって周期的に変化する電界強度をもつ信号を放射するようにも構成され、配置された請求項４３記載のデータ伝送装置。
【請求項４５】
電界強度の変化の期間が、２分の１秒以上、４秒以下である請求項４４記載のデータ伝送装置。
【請求項４６】
ＣＤＭＡ方式を使用して、無線周波数信号を符号化する請求項４３記載のデータ伝送装置。
【請求項４７】
データを記憶するように構成され、配置されたデータ待ち行列をさらに含むデータ伝送装置であって、
データ待ち行列が、移動体に宛てられたデータを記憶するとき、ＲＦ装置が、移動体に宛てられたページングメッセージを出力するようにも構成され、配置された請求項４３記載のデータ伝送装置。
【請求項４８】
移動体からチャネル品質指標を受信するように構成され、配置された受信機をさらに含むデータ伝送装置であって、
チャネル品質指標の値に基づいて、移動体に宛てられたデータを伝送するようにも構成され、配置された請求項４３記載のデータ伝送装置。
【請求項４９】
（Ａ）チャネル品質指標に基づく値を、（Ｂ）移動体へのデータ伝送の履歴に基づく値によって正規化するように構成され、配置されたスケジューラをさらに含む請求項４８記載のデータ伝送装置。
【請求項５０】
チャネル品質指標から、少なくともほぼ直交している所定の符号を取り除くように構成され、配置された復号器をさらに含む請求項２８記載のデータ伝送装置。
【請求項５１】
第１の利得係数を無線周波数信号に適用して、第１の出力信号を生成することと、
第２の利得係数を第１の出力信号に適用して、第２の出力信号を生成することとを含むデータ伝送方法であって、
第１の利得係数の前記適用が、第１の利得係数の大きさが、時間にしたがって変化することを含み、
第２の利得係数の前記適用が、第２の利得係数の大きさが第１の利得係数の大きさに対して、時間にしたがって変化することを含むデータ伝送方法。
【請求項５２】
第１の利得係数の前記適用および第２の利得係数の前記適用の少なくとも一方が、対応する利得係数の大きさおよび位相の少なくとも一方を、周期関数にしたがって、時間にしたがって変化させることを含むデータ伝送方法であって、
周期関数の期間が、２分の１秒以上であり、
周期関数の期間が、４秒以下である請求項５１記載のデータ伝送方法。
【請求項５３】
ルックアップテーブルから、第１および第２の利得係数の中の少なくとも一方の値を検索することをさらに含む請求項５１記載のデータ伝送方法。
【請求項５４】
アンテナ列の第１のアンテナを用いて、空間領域において、第１の出力信号に基づく信号を放射することと、
アンテナ列の第２のアンテナを用いて、実質的に空間領域において、第２の出力信号に基づく信号を放射することとをさらに含む請求項５１記載のデータ伝送方法。
【請求項５５】
第１の利得係数の前記適用および第２の利得係数の第２の適用の少なくとも一方が、アンテナ列の照準合せ方位角に基づいて、対応する利得係数の大きさを変化させることを含む請求項５４記載のデータ伝送方法。
【請求項５６】
第１のアンテナを用いて、第１の出力信号に基づく信号を放射することと、
第２のアンテナを用いて、第２の出力信号に基づく信号を放射することとを含むデータ伝送方法であって、
第１および第２のアンテナが、無線周波数信号の搬送波信号の数波長に等しい距離分、離れている請求項５１記載のデータ伝送方法。
【請求項５７】
第１および第２の利得係数の大きさの和が、時間上で実質的に一定である請求項５１記載のデータ伝送方法。
【請求項５８】
ＣＤＭＡ方式を使用して、無線周波数信号を符号化することをさらに含む請求項５１記載のデータ伝送方法。
【請求項５９】
移動体へ宛てられたデータを記憶することと、
移動体へ宛てられたページングメッセージを出力することとをさらに含む請求項５１記載のデータ伝送方法。
【請求項６０】
移動体からチャネル品質指標を受信することと、
チャネル品質指標の値に基づいて、移動体へ宛てられたデータを送信することとをさらに含む請求項５１記載のデータ伝送方法。
【請求項６１】
（Ａ）チャネル品質指標に基づく値を、（Ｂ）移動体へのデータ伝送の履歴に基づく値によって正規化することをさらに含む請求項６０記載のデータ伝送方法。
【請求項６２】
チャネル品質指標から、少なくともほぼ直交している所定の符号を取り除くことをさらに含む請求項６０記載のデータ伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の通信システムは、種々の応用を支援することが要求されている。例えば、システムは、地上リンクによりユーザ間の音声およびデータの通信を可能にする。１つのこのような通信システムは、“TIA/EIA/IS-95 Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System”（以下では、IS-95標準規格と呼ぶ）に準拠する符号分割多元接続（code division multiple access, CDMA）システムである。他のこのようなシステムには、six part  TIA/EIA/IS-2000シリーズ（1xとしても知られている）に準拠するＣＤＭＡシステムがある。高データレートの通信を支援する別のＣＤＭＡシステムは、高レートパケットデータエアーインターフェイス仕様“TIA/EIA/IS-856”（1x Evolution - Data Optimized (1xEV-DO)としても知られている）に準拠している。
【０００３】
無線データ通信を支援するネットワークは、データを多数のユーザへ無線で供給する。いくつかの例では、ネットワークは、一度に一人のユーザへデータを供給する。一部のユーザは、良好な品質の伝送チャネルを観測し、高レートでデータを受信する。他のユーザは、劣悪な品質のチャネルを観測し、より低いレートのみでデータを受信する。伝送チャネルの観測品質は、時間にしたがって変化し、ユーザは、データを、異なるレートで、対応する異なる時間期間において受信する。
【０００４】
データ通信システムの性能を測定するのに使用される２つのパラメータは、（１）データパケットを転送するのに必要な伝送遅延、および（２）システムの平均スループットである。伝送遅延の影響は、一般に、音声通信とデータ通信とでは異なるが、それにも関らず、データ通信システムの性能を測定するのに重要な尺度である。例えば、伝送遅延が短くなると、実時間の応用を使用する可能性がより大きくなる。平均スループットは、通信システムのデータ伝送能力の効率基準としての役割を果たす。
【０００５】
システムのスループットを最大化することが望ましい。この条件は、任意の一時点において最良のチャネル品質を観測しているユーザへ供給することを示唆している。しかしながら、公平であることも望ましく、したがって劣悪なチャネル品質を観測しているユーザも、依然として時々は供給される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
都合の悪いことに、全体的なシステムのスループットにとって、低データレートでのユーザへの供給は好ましくない。ネットワークが一度に一人のユーザへデータを供給する場合に、低データレートでユーザへ供給すると、ネットワークが同一時間期間により多くのデータを別のユーザに供給すること（すなわち、より高いデータレートでの供給）が妨害される。したがって、全ユーザがデータを少なくとも時々待つように供給することが望ましい一方で、高データレートで各ユーザに供給することも望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの実施形態にしたがう送信機は、第１の利得素子および第２の利得素子を含む。第１の利得素子は、第１の利得係数にしたがって無線周波数信号を変調して、第１の出力信号を生成するように構成され、配置される。第２の利得素子は、第２の利得係数にしたがって無線周波数信号を変調して、第２の出力信号を生成するように構成され、配置される。第２の利得係数の大きさが、第１の利得係数の大きさに対して、時間にしたがって変化するとき、両者の利得係数の大きさは、時間にしたがって変化する。この実施形態の他の実行は、利得係数を生成するように構成され、配置された値生成器、または第１および第２の出力信号に基づく信号を放射するように構成され、配置されたアンテナ、あるいはこの両者を含む。
【０００８】
本発明の別の実施形態にしたがう送信機も、第１の利得素子および第２の利得素子を含む。既に記載したように、第１の利得素子は、第１の利得係数にしたがって無線周波数信号を変調して、第１の出力信号を生成するように構成され、配置される。この場合に、第２の利得素子は、第２の利得係数にしたがって第１の出力信号を変調して、第２の出力信号を生成するように構成され、配置される。ここでも、第２の利得係数の大きさが、第１の利得係数の大きさに対して、時間にしたがって変化するとき、両者の利得係数の大きさは、時間にしたがって変化し、この実施形態の他の実行も、値生成器またはアンテナ、あるいはこの両者を含む。ここでは、別の実施形態にしたがう送信機および他の装置、方法、並びにシステムも開示する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
ここでは、“例示的”という用語は、“例、実例、または例示としての役割を果たす”ことを意味することのみに使用されている。ここに“例示的”として記載されている実施形態、実行、または応用は、他の実施形態、実行、または応用よりも好ましい、または効果的であると必ずしも解釈されるとは限らない。
【００１０】
（例えば、無線データ通信におけるネットワークの）送信機と通信する受信機において、観測チャネル品質の多様性を増すことが望ましい。例えば、送信機によって放射される電力分布を、空間に関して時間にしたがって変えることが望ましく、その結果、送信機から放射方向では同様に位置するが、送信機から角方向では異なって位置する受信機が、チャネル品質の変化の異なるパターンを観測する。
【００１１】
図１は、全方向性送信アンテナA10から放射方向には同様に位置しているが、アンテナA10から角方向には異なって位置している２つの受信機R1、R2の例を示している。この例において経路損失の予想差を無視すると、各受信機は、アンテナA10からのチャネル品質を、常に、他の受信機と同様に観測する。この観測されたチャネル品質が、（例えば、放射距離が長いために、または１つ以上の他の送信機からの干渉のために）比較的に劣悪である場合は、データを送信アンテナA10を介して何れかの受信機へ供給するのに、比較的に長い時間期間が必要とされる。
【００１２】
多様性を増すことによる予想される効果は、スケジューリングアルゴリズムの働きが向上し、システムのスループットが増すことである。図１に示されている場合において、例えば、アンテナA10からの伝送チャネルの品質（例えば、受信電力）が、ある時点では受信機R1が高くなり、別の時点では受信機R2が高くなるとき、システムのスループットが増す可能性がある。各受信機が最良（例えば、以前の２倍）のチャネル品質を確認すると、多様性のない例において各受信機へ同量のデータを供給するのにかかる時間とほぼ同じ時間で、両方の受信機に、より高いレートで（例えば、高チャネル品質の各期間の間に）データが供給される。送信機が、一度に全受信機よりも少ない数（例えば、１台のみ）の受信機へ伝送するシステムにおいて、このようなやり方で供給タスクを迅速に処理すると、送信機は、より数多くの受信機からのデータ要求に応えること（または、単位時間当たりに、より多くのデータを供給すること、あるいはこの両者）ができる。
【００１３】
図２は、本発明の１つの実施形態にしたがう送信機100のブロック図を示している。利得素子110aおよび110bは、無線周波数（radio-frequency, RF）信号S10を受信する。ＲＦ信号S10は、送信機100内で生成されるか、または他の装置またはシステムから入力または受信されるか、あるいはこの両者である。例示的な実行において、ＲＦ信号S10は、Ｉ（同相）およびＱ（直角位相）成分を含む複素数値の被変調搬送波信号である。例えば、ＲＦ信号S10は、位相シフトキーイング（phase-shift keying, PSK）変調方式を使用して変調される搬送波信号を示す。ＰＳＫ変調方式には、例えば、二値ＰＳＫ（binary PSK, BPSK）、直角位相ＰＳＫ(quadrature PSK, QPSK)、８−ＰＳＫ、またはオフセットＱＰＳＫ(offset QPSK, OQPSK)がある。別の例において、ＲＦ信号S10は、直角位相振幅変調（quadrature amplitude modulation, QAM）方式（例えば、１６-ＱＡＭ）を使用して変調される搬送波信号を示す。
【００１４】
利得素子110aは、第１の利得係数G110aを信号S10に適用して、第１の出力信号S110aを生成する。第１の利得係数の大きさは、時間にしたがって変化する。利得素子110bは、第２の利得係数G110bをＲＦ信号に適用して、第２の出力信号S110bを生成する。第２の利得係数の大きさは、第１の利得係数の大きさに対して、時間にしたがって変化する。
【００１５】
利得素子110の各々は、バイポーラ接合または電界効果トランジスタのような、１つ以上のアクティブな装置を使用して実行される。送信機100は、追加の利得素子110を含み、追加の利得素子110は、利得係数G110をＲＦ信号に適用して、追加の出力信号S110を生成する。このような場合に、追加の利得係数の大きさは、利得係数G110aの大きさに対して、時間にしたがって変化する。
【００１６】
利得係数G110の１つ以上の大きさは、周期的に変化する。例えば、これらの大きさの1つ以上は、シヌソイド関数にしたがって変化する[例えば、cos（ωt＋θ）、なお、ω＝２π／Ｔ、Ｔは所定の期間であり、θは（例えば、時間ｔの）所定の位相ずれの値または関数である]。いくつかの例示的な応用において、この最長期間は、５秒未満であり、この最短期間は、１０ミリ秒よりも長い。IS-856準拠のシステムの１つの特定の応用において、Ｔは１ないし２秒の値である。期間パラメータＴは、（別途記載するように）順方向リンクスケジューリングアルゴリズムの時間定数と同等の値をもつことが望ましい。
【００１７】
いくつかの実行において、利得係数G110の1つ以上は複素数値であり、このような利得係数の位相は、時間にしたがって（例えば、周期的に）変化する。１つのこのような実行において、利得係数の大きさの和は、定数（例えば、１）であり、利得係数の少なくとも1つの位相は、時間にしたがって変化する。
【００１８】
送信機100の実行のいくつかの応用では、（例えば、制限された時間期間の間に）１つ以上の利得素子G110は、別の利得素子G110が受信していない信号を受信して、利得係数を適用する。
図３は、送信機100の実行102のブロック図を示している。この実行において、値生成器120は、利得係数G110を生成する。値生成器120は、１つ以上の所定の時間関数にしたがって、利得係数の１つ以上を計算するアナログまたはディジタルの論理回路（例えば、一連の命令を実行する論理素子の配列）を含む。その代りに（または、加えて）、値生成器120は、予め計算された値を記憶する1つ以上のルックアップテーブルを含んでもよい。
【００１９】
図４は、送信機100の実行200のブロック図を示している。電力増幅器210aおよび210bは、既に記載したように、それぞれ利得素子110aおよび110bを含む。いくつかの応用において、送信機200内の信号経路の１つ以上は、フィルター（例えば、セラミック、空洞、または表面弾性波フィルター）のような、1つ以上の処理要素も含む。図５は、値生成器120を含む送信機100の実行202のブロック図を示している。
【００２０】
図６は、本発明の別の実施形態にしたがう送信機150のブロック図を示している。この構成において、利得素子160は、ＲＦ信号S10を受信し、第１の利得係数G160をＲＦ信号に適用して、第１の出力信号S160を生成する。利得素子170は、第１の出力信号S160を受信し、第２の利得係数G170を出力信号S160に適用して、第２の出力信号S170を生成する。
【００２１】
利得素子160、170の各々は、バイポーラ接合または電界効果トランジスタのような、1つ以上のアクティブな装置を使用して実行される。送信機150は、追加の利得素子を含み、利得係数を第1の出力信号S160に適用して、追加の出力信号を生成してもよい。
【００２２】
上述の利得係数G110に関して、利得係数G160の大きさは、時間にしたがって変化し、利得係数G170（および、もしあれば、追加の利得素子の利得係数）の大きさは利得係数G160の大きさに対して、時間にしたがって変化し、これらの大きさの１つ以上は、周期的に変化する。いくつかの実行では、１つ以上の利得係数は、複素数値であり、このような利得係数の位相は、時間にしたがって（例えば、周期的に）変化する。１つのこのような実行において、利得係数の大きさの和は、定数（例えば、１）であり、利得係数の少なくとも１つの位相は、時間にしたがって変化する。
【００２３】
送信機150の例示的な実行において、利得係数G160の大きさは、cos(ωｔ−θ)のように周期的に変化する（θは、システム内の送信機150の１つの実例を他と区別する位相値である）。１つの応用において、例えば、θの値は、送信機のアンテナまたはアンテナ列の照準合せ方位角によって判断される。このような実行では、利得係数G170は、cos(ωｔ−ψ)のように変化する（ψは、時間ｔの所定の位相ずれ関数である）。
【００２４】
図７は、値生成器220を含む送信機150の実行152のブロック図を示している。値生成器220は、利得係数G160およびG170を生成し、値生成器120に関して既に記載したように実行される。
図８は、送信機150の実行250のブロック図を示している。電力増幅器260は、出力信号S160を受信し、それを増幅して、増幅信号S260を生成する。電力増幅器270は、出力信号170を受信し、それを増幅して、増幅信号S270を生成する。
【００２５】
図９は、送信機150の実行300のブロック図を示している。電力増幅器310および320は、上述の利得素子160および170をそれぞれ含む。いくつかの応用において、送信機300内の信号経路の1つ以上は、フィルター（例えば、セラミック、空洞、または表面弾性波フィルター）のような、１つ以上の他の処理要素も含む。送信機300の別の実行は、値生成器220を含む。
【００２６】
送信機150の実行の１つの予想される長所は、利得素子160、または電力増幅器260か310、あるいはこの両者が、システムの既存の構成要素であることである。このような場合に、送信機は、対応する既存の出力信号を追加の構成要素（例えば、利得素子170、または電力増幅器270か320、あるいはこの両者）へタップオフすることによって構成される。その代りに、このようなシステムでは、利得素子160、または電力増幅器310か260、あるいはこの両者を置換してもよい。
【００２７】
１つの応用において、ここで開示される送信機は、無線通信のためのセルラシステムの基地局の一部である。例えば、送信機は、基地局トランシーバの一部またはアクセスポイント、あるいはこの両者である。このようなセルラシステムは、上述で参照したIS-95、IS-2000、およびIS-856の標準規格の１つ以上に準拠する。このような送信機と通信する受信機は、セルラ電話、アクセス端末、ポータブルディジタルアシスタント（portable digital assistant, PDA）、（例えば、デスクトップ、ラップトップ、またはノートブックコンピュータに接続される）無線モデム、および／または無線加入者回線（wireless local loop, WLL）機構のような装置内に含まれる。
【００２８】
その代りに、送信機は、無線ローカルエリアネットワーク（local-area network, LAN）のネットワークアクセスポイントの一部であってもよい。このような送信機と通信する受信機は、ＰＤＡ、無線モデム、および／または他の装置内に含まれる。このような応用では、ＲＦ信号S10を、ＣＤＭＡまたは直交周波数分割多重（orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM）方式を使用して変調してもよい。
【００２９】
図１０は、送信機100の実行400のブロック図を示している。ＲＦ装置130は、ＲＦ信号S10を生成する。ＲＦ装置130は、１本以上のデータストリームまたは制御情報ストリーム、あるいはこの両者にベースバンド処理動作を行う要素を含んでもよい。ベースバンド処理動作は、例えば、個々の応用に適した符号化（例えば、ボコーディング、巡廻冗長符号化、および／またはターボ符号化）、インターリービング、パンクチャリング、（例えば、１つ以上の疑似雑音系列による）拡散、利得基準化、および／または（例えば、ウオルシュまたは他の直交またはほぼ直交する符号を用いた）カバリングである。ＲＦ装置130は、1つ以上のＲＦ処理動作を行う要素も含んでもよい。ＲＦ処理動作は、例えば、搬送波の生成、（例えば、1つ以上の局部発振器およびミキサーによる）変調、およびフィルタリングである。送信機の別の実行400は、値生成器120を含む。
【００３０】
図１１は、ＲＦ装置130および電力増幅器210、220を含む送信機100の実行450のブロック図を示す。ＲＦ装置130は、図５ないし９に示されている送信機へ信号S10を供給するのにも使用されるか、または送信機内にあってもよい。
図１２は、本発明の実施形態にしたがう装置A100のブロック図を示している。装置A100は、上述の送信機と、２本以上のアンテナ420の配列とを含み、各アンテナ420は、送信機の出力信号の一方に接続される。この例において、装置A100は送信機200を含むが、装置A100の他の実行は、上述の送信機100または150の実行の何れかを含んでもよい。
【００３１】
アンテナ420は、全方向性または指向性の放射パターンをもつ。いくつかの実行において、装置A100の個々のアンテナ420は、放射パターンが一致するか、または少なくとも実質的にオーバーラップするように配置される。
アンテナ420は、物理的に互いに離れている。装置A100の１つの実行において、アンテナ420は、信号S20の数波長の距離分、離れている。例えば、周波数１．９ギガヘルツの搬送波信号（波長１５．８センチメートル）において、このような実行におけるアンテナ420は、３０センチメートル（およそ２波長分）ないし１３０センチメートル（およそ８波長分）の距離分、離れている。
【００３２】
出力信号によって駆動されるアンテナ420の配列の合成放射パターン（すなわち、空間における放射電力の分布）は、時間にしたがって変化する。ここに記載されている方法または装置の少なくともいくつかの実行では、アンテナ420によって放射される個々の信号が互いに建設的および破壊的に干渉することを考慮することによって、異なる位置および時間にしたがって観測される複合放射信号の電力の変化をモデル化または予測、またはこの両者を行なう。このような干渉は、弱いおよび強い電界強度パターン（例えば、１本以上のビームをもつパターン）であって、その角分布は、利得係数の値の変化にしたがって、時間にしたがって変化するものを形成すると考えられる。
【００３３】
図１３は、特定の瞬間における（上述で考察した）１つの予想されるこのような合成放射パターンを示している。この制限のない例において、アンテナ420は全方向性であり、これらのアンテナ間の距離は、複合放射信号の有効範囲と比較すると、極僅かであると考えられる。図１３のローブは、強い電界強度（または‘ビーム’）の領域を示し、それらの間の区域は、弱い（または‘ナル’の）電界強度の領域を示す。利得係数が時間にしたがって変化するので、合成放射パターンは変化（例えば、回転し）、したがって装置A100の領域内の静止受信機によって観測される伝送チャネル品質は、時間にしたがって変化する。
【００３４】
無線データ通信のためのシステム（例えば、セルラシステム）は、近接した幾つかの送信機を含む。いくつかのこのようなシステムにおいて、１つの送信機に接続されたアンテナの配列は、他の送信機に接続されたアンテナの配列と、一緒に位置している（例えば、同じ塔上に装着されている）が、主として異なる方向に放射する。１つの応用において、指向性アンテナをもつ装置A100のいくつかの実例は、各装置A100のアンテナ420の受信可能区域が（例えば、図１４に示されているように）異なるセクターを含むように配置される。
【００３５】
システム内の１つの送信機からの伝送チャネルの、受信機が観測する品質は、（例えば、一緒に配置されているか、隣り合うセルのように異なる位置にある）近傍の送信機からの干渉によって制限される。このような状況は、とくに、受信機が送信機のアンテナの放射パターンの交点に、またはその近くに位置するときに生じる。一方の送信機が、他方の送信機の通信を干渉する程度を制限することが望ましい。例えば、いくつかの応用では、送信機の放射電力を制限することが望ましい。
【００３６】
図１３の点線の円は、このような電力制限を表わす（例えば、この半径を越えると、放射された電界強度は、所定の大きさ以下になる）。一例において、各利得係数が０デシベルの定数値である場合に、この制限は、装置A100の効果的な、または望ましい出力を示す。その代りに、利得係数が一定の（恐らくは等しい）位相と１の全体の大きさとをもつ場合は、この制限は、装置A100の効果的または望ましい出力を示す。
【００３７】
装置A100の多数の実例を含む応用において、装置A100の実例は、装置A100の他の実例と比較して、伝送電力を時間にしたがってランダムに、または同期して変える。いくつかのこのような応用では、装置A100の各実例は、他の実例とは無関係に、伝送電力を変える。このような場合に、各実例のアンテナ列によって放射される合成放射パターンは、周期的（例えば、シヌソイドパターンか、または三角パターン）であっても、または非周期的であってもよい。装置A100の多数の実例を含むシステム内で、各実例は、他の実例と同じタイプの合成放射パターンをもっていても、または異なるタイプの合成放射パターンをもっていてもよい。
【００３８】
装置A100の多数の実例を含む他の応用では、装置A100の近傍の実例における利得係数の変化を同期させる。いくつかのこのような応用では、個々の実例において最大電力出力が発生する瞬間が、その実例のいくつかの特徴に依存するように、装置A100の各実例の出力を電力制御する。
【００３９】
装置A100の１つの実例が、個々の空間領域に関して伝送電力を増加するとき、装置A100の他の近傍の実例が、その領域に関してその伝送電力を低減するように、利得係数の変化を調整することが望ましい。いくつかの場合において、このようなアプローチは、固定受信機によって確認されるハンドオフ境界を動的に動かす処理であると考えられる。
【００４０】
図１４に示されている応用において、少なくとも１つの利得係数の変化は、装置A100の各実例におけるアンテナ420の配列の照準合せ方位角に基づく。個々の場合において、装置A100の各個々の実例の一方のアンテナ420によって放射される電力は、次の式によって示される。
【００４１】
【数１】
2005528019.tif 000003
この場合に、装置A100の各個々の実例の他方のアンテナ420によって放射される電力は、次の式によって表わされる。
Ｐ１（ｔ）＝Ｐ０１*（ωｔ−ψ）
なお、Ｐ０１は、（例えば、利得素子170、または電力増幅器270か320へ入力される）タップされた伝送電力であり、ψは、時間にしたがって変化する位相ずれ関数である。個々の応用において、Ｐ０１の値は、範囲（２０ないし１００％）＊Ｐ０から選択され、一例において、位相ずれ関数ψは、Ｔに等しいか、またはＴと同等の期間をもつ。別の例において、位相ずれ関数ψは定数値をもち、一方のアンテナ420によって放射された信号の電力と、装置A100の他方のアンテナ420によって放射された信号の電力との間で、一定の位相差が維持される。このような場合に、放射信号の電力間の位相差がほぼ一定の特徴であるという特徴が変わらないならば、位相ずれ関数ψは実質的に一定であり、その結果、位相差は、（例えば、較正またはシグナリングのために）小さく、または一時的に、あるいはこの両者で変動する。
【００４２】
図１５は、装置A100の２つの実例の各々の合成放射電力が、いくつかの方向において平均放射電力よりも大きいといった応用の例を示している。このような応用では、装置A100の種々の（例えば、隣り合う）実例間で、利得係数の変化は同期する。例えば、装置A100の２つの実例の放射パターンは、時間にしたがって、同じ角速度で、あるいは、関係するまたは異なる角速度で、同じか、または対向する方向に回転する。１つの例において、時間にしたがう利得係数の変化は、（例えば、上述の例のように）アンテナ列の照準合せ方位角に関係する。
【００４３】
これらの、または他のこのような場合では、（例えば、予め選択された積分関数に応じて）時間にしたがって装置A100によって放射される平均電力の測定値が、上述の一定の利得の場合と同じになるように、装置A100の利得係数を調整する。さもなければ、図１５に示されているように、（内側の点線の円によって示されている）平均電力は、（外側の点線の円によって示されている）一定の利得の場合の平均電力と比較して低い。
【００４４】
図１３および１５に示されているように、異なる位置にあるが、装置A100から同じ放射距離にある受信機は、異なる時間に異なるチャネル品質を観測する。このような場合に、チャネル品質が高いと観測されるか、または高くなると予測されるか、あるいはこの両者であるときに、装置A100が各受信機へデータを供給することが望ましい。
【００４５】
装置A100は、スケジュールまたは他の開始イベントにしたがって、受信機R100へ宛てられたデータを受信する。このようなデータは、装置A100に接続された１つの記憶素子または記憶素子の配列のような源から受信される。その代りに、このようなデータは、インターネットのようなデータネットワークから、パケットデータ供給ノード（packet data serving node, PDSN）P100のようなインターフェイスを介して受信されることもある。（例えば、図１６に示されているような）装置A100の２つ以上の実例を含むシステムでは、データ制御装置C100は、受信機R100への予想される伝送において、データトラヒックを１つ以上のこのような実例へルート設定してもよい。
【００４６】
装置A100の別の実行は、データ待ち行列を含み、ＲＦ装置130およびアンテナ420を経由して１つ以上の受信機へ送られる予想される伝送データを記憶する。このような装置A100は、データ待ち行列からデータを順次に伝送する。伝送されると、データ単位は、データ待ち行列から削除されるか、またはその代りに、伝送されたデータ単位は、受信機R100から肯定応答を受信するまで、保持される。
【００４７】
装置A100によって伝送されるデータは、一部のデータファイル、画像、ビデオ、メッセージング情報、音声またはサウンド情報、ウエブページ、または他の通信を含む。装置A100は、例えば、個々の受信機R100に固有の拡散符号を使用することによって、その受信機へのデータ伝送を固有に識別する。個々の応用において、装置A100は、上述のIS-95に規定されている長い疑似雑音（pseudonoise, PN）符号である拡散符号を使用する。
【００４８】
データは、所定のサイズのパケットとして伝送される。データパケットのサイズは、データレートにしたがって（またはデータレートとは無関係に）変化してもよく、パケット内に含まれる制御情報（例えば、源および宛先の識別子）に依存してもよい。いくつかの応用において、データパケットの異なる部分は、２つの異なる時間に（例えば、２つの異なる時間スロット中に）伝送される。これらの、または他の応用において、（例えば、各ストリームが、異なる周波数または周波数帯域上で伝送されるか、または異なるウオルシュ、他の直交符号、もしくはほぼ直交の符号によってカバーされるか、あるいはこの両者の場合）パケットはいくつかの並列ストリームにおいて多重化される。
【００４９】
１つの応用では、装置A100は静止しており、装置A100に関係する受信機R100の位置は分かっており、環境は（例えば、分散または減衰事象に関して）比較的に一定であると予測される。このような状況は、例えば、（とくに、地方における）無線加入者回線（wireless local loop, WLL）の設置、またはある特定の無線ＬＡＮにおいて維持される。このような場合に、装置A100は、時間にしたがって、（例えば、利得係数の変化および受信機の位置によって判断されるように）各受信機によって観測されると予測されるチャネル品質にしたがって、異なる受信機へデータを供給する。
【００５０】
別の応用では、装置A100または１つ以上の受信機R100、あるいはこの両者が移動しているか、または環境が変化すると予測されるか、あるいはこの両者である。このような場合に、装置A100は、時間にしたがって、受信機によって観測されるチャネル品質にしたがって、異なる受信機へデータを供給する。例示的な応用において、受信機R100を含む移動体は、（例えば、無線逆方向データリンク上で）観測されたチャネル品質の指標を、装置A100の実例を含む１つ以上の基地局へ伝送する。
【００５１】
図１７は、本発明の実施形態にしたがうシステムS100のブロック図を示している。基地局B100は、装置A100および受信機BR100を含む。移動体M100は、受信機R100および送信機T100を含む。特定の実行では、装置A100および受信機BR100を１つのトランシーバへ統合することが望ましい。同様に、特定の実行では、受信機R100および送信機T100を１つのトランシーバへ統合することが望ましい。
【００５２】
‘順方向リンク’という用語は、基地局から１つ以上の移動体への伝送を指し、‘逆方向リンク’という用語は、移動体から１つ以上の基地局への伝送を指す。いくつかのシステム（例えば、IS-95準拠のシステム）において、順方向リンク伝送は、ある周波数帯域または帯域の組上で行われ、逆方向リンク伝送は、異なる周波数帯域または帯域の組上で行われる。
【００５３】
上述の例に加えて、基地局B100は、移動体M100によって伝送された要求（例えば、移動体M100上で実行されるウエブブラウザまたは他のアプリケーションによって生成され、恐らくは、基地局B100または基地局B100の別の実例、あるいはこの両者によって受信され、データネットワークへ送られる要求）に応答して、移動体M100へ宛てられたデータを受信する。その代りに、基地局B100は、移動体M100の別の実例から、移動体M100へ宛てられたデータを受信してもよい。
【００５４】
システム100の１つの実行において、移動局M100は、基地局B100の少なくとも１つからの伝送チャネルの品質を観測し、基地局B100の実例の少なくとも１つへ、対応するチャネル品質指標を伝送する。個々の応用に依存して、移動体M100は、チャネル品質を、常に、周期的に、スケジュールにしたがって、所定のイベント（例えば、ユーザアクティビティ）のときに、および／または基地局B100の１つ以上の実例から受信した伝送（例えば、ページングメッセージ）に応答して観測する。
【００５５】
ＲＦ信号S10は、パイロット信号を含む。このような場合に、移動体は、受信パイロット信号の観測された強度に基づいて、チャネル品質指標を伝送する。１つの応用において、パイロットデータは、全てゼロ（または、全て１）の数列を含む。パイロット信号は、符号化され（例えば、所定の疑似雑音系列で拡散され）または（例えば、ウオルシュ、他の直交符号、またはほぼ直交の符号で）カバーされるか、あるいは符号化およびカバーされる。１つ以上のこのような拡散またはカバリング符号は、（装置A100の個々の実例によって伝送された）１つのパイロット信号を識別するか、またはさもなければ、それを他と区別するように働く。装置A100は、直ぐに伝送に使用可能なデータがないときでも、パイロット信号を伝送することが望ましい。
【００５６】
パイロット信号は、連続信号として伝送されるか、またはデータまたは制御信号、あるいはこの両者と時間にしたがって多重化される。例えば、ＲＦ信号S10は、図１８に示されているように、データまたは制御信号バースト、あるいはこの両者（data and/or control signal burst, D/C）と時間において多重化されるパイロット信号バーストを含む。データまたは制御信号の情報を符号化して、特定の受信機または１組の受信機R100のみがそれを復号するか、その代りに、このような情報を符号化して、システム内の全受信機がそれを復号してもよい。
【００５７】
ＲＦ信号S10上の伝送は、固定継続期間のスロットへ時分割される。一例において、各スロットは、１．６６７ミリ秒の継続期間をもつ。このような応用では、このような１スロット内の所定の位置に、１つ以上のパイロット信号バーストが現れる。一例において、各時間スロットは、２つのパイロットバーストを含み、各々は継続期間内の６４チップを占め、時間スロットの４分の１および４分の３の最後に現れる。
【００５８】
パイロット信号を含むシステムにおいて使用するための装置A100の１つの実行では、全伝送電力が制御される。別の実行では、パイロット信号およびデータ信号が電力制御される。別の実行では、データ信号のみが電力制御される。
一例において、チャネル品質を観測することは、各観測チャネルにおける信号対干渉および雑音比（signal-to-interference-and-noise ratio, SINR）を測定することを含む。受信機によって観測されるＳＩＮＲは、経路損失の関数であり、これは、地上セルラシステムにおいて、ｒ３ないしｒ５（ｒは、放射源までの距離）で増加する。経路損失は、無線波の経路内の人工または自然の障害のために、ランダムな変化も受ける。これらのランダムな変化は、一般に、対数正規シャドウイングランダムプロセスとして、８デシベルの標準偏差でモデル化される。図１９は、ＳＩＮＲ分布の一例を示しており、これは、典型的な六角形のセルラのレイアウトに全方向性アンテナを用いて配置された送信機、ｒ４伝搬法、および８デシベルの標準偏差のシャドウイングプロセスを含むシステムにおいて観測される。経路損失のランダムな性質のために、最大ＳＩＮＲ値をもつ信号は、移動体よりも遠くに位置する基地局によって伝送され、それ以外の基地局によっては伝送されない。
【００５９】
次の式にしたがって、データレートは、観測されたＳＩＮＲに関係する。
【００６０】
【数２】
2005528019.tif 000004
なお、Ｒｂは、個々のチャネルにおける情報レートを表わし、Ｗは、信号によって占められる全バンド幅であり、Ｅｂ／Ｉｏは、所与のレベルの性能を実現するのに必要な干渉密度における１ビット当りのエネルギーである。例えば、放射信号が１．２２８８メガヘルツのバンド幅Ｗを占め、確実な通信に３デシベルに等しい平均Ｅｂ／Ｉｏを必要とするとき、チャネル上で３デシベルのＳＩＮＲを観測する受信機は、そのチャネル上で１．２２８８メガビット秒のレートでデータを受信する。他方で、これらのパラメータ値が与えられると、受信機が、（例えば、隣り合う送信機から）相当な干渉を受け、かつ−７デシベルのＳＩＮＲのみを観測できるとき、１２２．８８キロビット秒よりも高いレートでは、確実な通信が支援されない。
【００６１】
１つの応用では、受信パイロット信号を逆拡散することによって、ＳＩＮＲの測定値を得る。（移動体M100へのデータ伝送が始まると、別のＳＩＮＲの測定値がデータ信号から得られる。）チャネル品質指標は、現在のチャネル品質の観測（例えば、ＳＩＮＲの測定値）並びに１つ以上の過去のチャネル品質の観測に基づく。チャネル指標が伝送される前に、チャネル状態が変化すると、チャネル品質指標は不正確になり、対応するチャネル品質の観測に非常に近い時間に（例えば、１時間スロット内で）チャネル品質指標を伝送することが望ましい。
【００６２】
基地局B100の２つ以上の実例を含む１つのシステムにおいて、移動体M100は、最良の観測チャネル品質のようなパラメータに基づいて、基地局B100の１つ以上の実例を選択する。システムS100の例示的な実行では、移動体M100は、チャネル品質指標を、基地局B100の少なくとも1つの選択された実例へ送る。例えば、移動体M100は、チャネル品質指標を、最良の観測チャネル品質に相当する基地局B100の実例へ送る。個々の応用に依存して、移動体M100は、常に；周期的に；スケジュールにしたがって；および／または（例えば、所定の閾値と比較して）高い観測チャネル品質を測定したときか、もしくは基地局B100の１つ以上の実例から伝送を受信したときような所定のイベントに応答して；チャネル品質指標を送する。
【００６３】
移動体M100は、位相シフトキーイング（ＰＳＫ）変調方式を使用してチャネル品質指標を伝送する。ＰＳＫ変調方式には、例えば、二値ＰＳＫ（ＢＰＳＫ）、直角位相ＰＳＫ(ＱＰＳＫ)、またはオフセットＱＰＳＫ(ＯＰＱＳＫ)がある。移動体M100は、パイロット信号も伝送する。１つの実行において、同じ逆方向リンクチャネルは、（例えば、異なる時間スロット中か、または時間スロットの異なる部分中に）パイロット信号およびチャネル品質指標を搬送する。移動体M100は、他の制御情報（例えば、基地局B100が、その伝送電力を低減するために適用する超過のＳＩＮＲ指標）を基地局B100にも伝送する。
【００６４】
いくつかの応用において、順方向リンクおよび逆方向リンクの両者のデータ伝送は、時間スロットによって行われる。このような場合に、移動体M100は、各時間スロットにおいてチャネル品質指標を送る。時間スロットは、順方向リンクの場合も、逆方向リンクの場合も同じ継続期間（例えば、１．６６７ミリ秒）をもつ。その代りに、逆方向リンク上では低いデータレートでデータを伝送し、逆方向リンク上で基地局を使用する時間をより長くして、効率を上げてもよい。
【００６５】
１つの応用において、移動体M100は、ＳＩＮＲ測定値の量子化された値を表現するＳＩＮＲ指標を伝送する。ＳＩＮＲ指標を表現するのに使用するビット数を増やすと、より複雑になるか、または伝送オーバーヘッドが大きくなるか、あるいはこの両者の予想される犠牲を払うが、ＳＩＮＲ測定値の量子化をより精密にすることができる。指標マッピングは、線形であっても、または予め歪められていてもよい。線形マッピングでは、ＳＩＮＲ指標における各インクリメントに対して、ＳＩＮＲ測定値の増加は、対応する一定量（例えば、２．０デシベル）である。予め歪められたマッピングでは、ＳＩＮＲ指標の各インクリメントに対して、ＳＩＮＲ測定値の増加は異なる。例えば、予め歪められたマッピングを使用して、ＳＩＮＲ測定値を量子化して、図１９に示されているような、ＳＩＮＲの分布を累積分布関数（cumulative distribution function, CDF）の曲線に整合させてもよい。
【００６６】
別の応用において、移動体M100は、チャネル品質指標をデータレート要求として伝送する。例えば、移動体M100は、測定されたＳＩＮＲが確実に支援できる最高データレートで伝送要求を送る。データレート要求は、異なる形をとってもよい。１つの実施形態において、要求は、要求データレートを示す。別の実施形態において、要求は、要求データレートを示す多数の他のシンボルまたはシンボルの組であり、例えば、データレートの予め設定された表への指標である。さらに別の実施形態において、要求は、順方向リンクの品質（例えば、ＳＩＮＲ指標）を示し、受信側基地局B100はこれを評価して、適切なデータレートを判断する。
【００６７】
基地局B100の２つ以上の実例を含むシステムでは、移動体M100がチャネル品質指標を伝送して、基地局B100の選択された１つ以上の実例のみが要求を受信することが望ましい。１つのこのような実施形態において、基地局B100の各実例は、少なくとも、移動体M100と通信している基地局B100の実例間における固有の符号（例えば、ウオルシュ、直交、またはほぼ直交の符号）を割り当てられ、移動体M100は、基地局B100の選択された実例に対応する符号でチャネル品質指標をカバーする。例えば、チャネル品質指標のシンボルと固有の符号との排他的論理和（exclusive-OR, XOR）をとり、（例えば、正しい符号を使用して）同じＸＯＲ演算を行なう基地局B100の唯一の実例が、伝送を復号する。特定の例において、固有の符号は、ウオルシュ符号の１２８チップ長である。
【００６８】
システムS100の1つの実行において、移動体M100は、観測されたチャネル品質を考慮して、確実に支援される最大データレートを計算し、このレートを使用可能な（例えば、指標付き）データレートへ量子化し、この使用可能データレートの指標をチャネル品質指標として伝送する。１つのこのような応用において、最低使用可能データレートは３８．４キロビット秒であり、最高使用可能データレートは２．４５７６メガビット秒である。最低使用可能データレートは、システムにおける最悪な場合のＳＩＮＲ測定値、システムの処理利得、誤り訂正符号の設計、および所望の性能レベルのような係数に基づいて選択される。
【００６９】
より多数の使用可能データレートを支援すると、要求データレートを識別するのに、より多くのビットが必要であるが、（例えば、計算された最高データレートと、最近の使用可能データレートとの量子化の誤差がより小さくなるので）順方向リンクをより効率的に使用することもできる。使用可能データレート間のインクリメントは、いくつかの係数間の折り合いを表わし、このような係数には、移動体M100が実現できるチャネル品質測定値の精度、データレートの量子化によって生じる損失（または非効率）、およびデータレート要求を移動体M100から基地局B100へ伝えるのに必要なビット数がある。１つの応用において、３デシベルの線形のインクリメントは、隣り合う使用可能データレートを分ける。他の応用では、非線形のマッピングを使用してもよい。
【００７０】
同様に、使用可能データレート数と、チャネル品質指標を伝えるのに必要なビット数との間で折り合いをつけてもよい。１つの応用において、使用可能データレート数は７であり、チャネル品質指標に３ビットのレート指標を使用して、これらのデータレートの中から、要求される指標を識別する。
【００７１】
いくつかの実行では、チャンネル品質指標を冗長して伝送する。例えば、このような情報の伝送において低い誤り率を保証することが望ましい。このような場合に、移動体M100は、伝送前に、チャネル品質指標に誤り訂正符号化を適用してもよい。１つのこのような実施形態において、移動体M100は、３ビットのデータレートメッセージを８ビットのコードワードへ符号化するレート（８，４）巡回冗長検査（cyclic redundancy check, CRC）ブロックエンコーダを含み、基地局B100は適切なデコーダを含む。既に記載したように、いくつかの応用では、コードワードを、伝送前に、基地局B100の１つ以上の選択された実例に対応する固有の符号でカバーすることが望ましい。（１つの応用において、コードワードは、超過のＳＩＮＲ指標を含む）。
【００７２】
別の実行では、チャネル品質指標は、絶対基準および相対基準を使用して、基地局B100へ伝えられる。１つのこのような応用において、絶対基準は周期的に伝送される。絶対基準は、観測されたチャネル品質指標を、所定の精度に対して識別する。絶対基準の伝送間に、移動体M100は、（例えば、各時間スロットにおいて）相対基準を伝送する。相対基準は、現在要求されているデータレートが、以前に要求されたデータレートよりも、より高いか、より低いか、または同じであるかを示す。絶対基準を周期的に伝送すると、時々、要求データレートを既知の状態へ設定することができ、かつ（例えば、相対基準の誤った受信による）誤りの累積を低減するか、または防ぐことができる。相対基準を伝送するのに、より少ないビットを使用する応用では、逆方向リンクの伝送のオーバーヘッドを全体的に低減することができる。チャネル品質指標を伝送するための他のプロトコルが可能であり、本発明の技術範囲に含まれる。
【００７３】
１つの実行において、移動体M100は、各時間スロットの前半中に、チャネル品質指標を伝送する。このような構成により、受信側基地局は、時間スロットの残りの半分を使用して、（必要であれば）チャネル品質指標を復号またはデカバー、あるいはこの両者を行い、適切であれば（例えば、データが使用可能であるとき、および別の受信機への伝送が選択されないとき）、次の連続する時間スロットにおけるデータ伝送のために装置A100を構成することができる。次の連続する時間スロットが使用可能でないときは、時間スロットが使用可能になるまで、基地局B100は、いくつかのチャネル品質指標に対して、逆方向リンクチャネルを監視し続ける。
【００７４】
１つの応用において、上述のように移動体M100がデータ伝送を受信している時間期間中に、移動体M100は、各時間スロットにおいて、チャネル品質指標を伝送する。このような場合に、移動体M100は、時間スロットの残りの間に、パイロット信号を伝送しても、伝送しなくてもよい。移動体M100がこのようなデータ伝送を受信していない間に、移動体M100が、恐らくは全スロット中に、逆方向リンクチャネル上でパイロット信号を伝送することが望ましい。
【００７５】
上述のある特定の場合において、移動体M100は、要求データレートを含むチャネル品質指標を基地局B100へ伝送し、基地局B100は、要求データレートで移動体M100へデータを伝送する。このような場合には、基地局B100が、データ伝送レートで移動体M100を明らかに識別する必要はない。他の応用では、基地局B100に使用可能な資源（例えば、待ち行列サイズ、移動体M100へ伝送するのに使用可能なデータ量、使用可能な伝送電力）のような係数と、既に受信したチャネル品質指標とに基づいて、基地局B100は、要求データレートとは異なるレートで伝送する。このような場合に、使用されるデータレートは、別の順方向リンクチャネル上で移動体M100へ伝えられるか、または移動体M100によってデータ伝送自体から検出される。
【００７６】
例示的な実行において、基地局B100は、移動体M100へ宛てられたデータを受信すると、移動体M100へページング信号を伝送する。ページング信号は符号化されるか（例えば、特定の疑似雑音系列によって拡散されるか）、または、さもなければ、個々の移動体M100のみがそれを解釈できるようにフォーマットされる。基地局B100の２つ以上の実例を含むシステムにおいて、２つ以上の実例は、移動体M100へ宛てられたデータを受信し、ページング信号を移動体M100へ伝送する。
【００７７】
いくつかの応用では、基地局B100は、移動体M100の２つ以上のこのような実例へ宛てられたデータを受信して、ページング信号を移動体M100の２つ以上のこのような実例へ伝送するか、または移動体M100の２つ以上の実例からチャネル品質指標を受信するか、あるいはこの両者を行う。１つのこのような場合では、基地局B100は、１つの時間スロットから次の時間スロットへのデータ伝送において、移動体M100の１つ以上の異なる実例を選択する。
【００７８】
このような実行にしたがう基地局B100は、ページング信号の伝送後に、移動体M100からのチャネル品質指標のために逆方向リンクチャネルを監視する。チャネル品質指標を受信すると、基地局B100は、（例えば、次の使用可能な時間スロットから）移動体M100へデータを伝送する。逆方向リンクチャネル上でチャネル品質指標が検出されないときは、基地局B100は、ページング信号を所定回数、再送する。その代りに、基地局B100は、（例えば、基地局B100の別の実例が、移動体M100と通信中であるという理由で）（例えば、制御装置C100から）コマンドを受信して、処理を終了してもよい。
【００７９】
１つの応用において、移動体M100は、各時間スロットにおいて、（例えば、相対チャネル品質が変わるとき）基地局B100の異なる実例からデータ伝送を要求する。このような応用では、基地局B100の異なる実例間で、移動体M100へのデータ伝送を調整することが望ましい。
【００８０】
システムS100の１つのこのような実行において、基地局B100の実例は、移動体M100へのデータ伝送について制御装置C100に知らせる。その後で、制御装置C100は、伝送されたデータを識別する更新メッセージを、基地局B100の他の実例へ送る。例えば、制御装置C100は、このようなメッセージをこのような全実例へ送るか、または移動体M100と通信するように割り当てられた実例（例えば、移動体M100へ宛てられたデータをもつ基地局B100の実例）のみへ送る。その後で、移動体M100が、基地局B100の異なる実例からの（例えば、次に伝送されるチャネル品質指標における）データ伝送を要求するとき、新しい実例は、移動体M100へまだ伝送されていないデータ単位を送る。
【００８１】
１つの応用において、基地局B100の新しい実例は、制御装置C100からの最近の更新メッセージにしたがってデータを伝送する。その代りに、新しい実例は、平均伝送レートおよび前の更新メッセージのような尺度に基づく予測方式を使用して、伝送するデータ単位を選択してもよい。
【００８２】
制御装置C100または基地局B100、あるいはこの両者が、データ単位（例えば、パケット）を互いに識別できることが望ましい。１つの応用において、データ単位は、固有の順序番号を使用して識別される。このような場合に、移動体M100は、データ単位の受信順序が不完全であることを検出すると、失われたデータ単位を識別し、その再送を要求してもよい。
【００８３】
いくつかの応用では、装置A100の合成放射信号における変化の程度を制限することが望ましい。システムS100の実行において、例えば、基地局B100の実例の数（‘アクティブな組’）は、移動体M100によって識別されるチャネル品質に少なくとも部分的に基づいて、移動体M100と通信するように割り当てられる。受信パイロット信号の強度が、所定の追加閾値よりも高いか、または所定の低減閾値よりも低いときは、移動体M100はこの観測を報告して、その後の制御信号は、移動体M100に、基地局B100のこれらの実例を、そのアクティブな組に追加するか、またはそこから削除するように命令する。このような実行では、移動体M100のアクティブな組において高回転率を引き起こさないようにすることが望ましい。
【００８４】
別の例において、移動体M100と基地局B100の１つ以上の実例との間の通信は、１つ以上の制御ループを支援するフィードバック情報を含む（個々の例において、ＲＦ信号S10は、このような制御情報を含む）。１つのこのようなループにおいて、基地局B100は、移動体M100の伝送電力を制御するための情報を伝送する。移動体M100によって観測されるチャネル品質が非常に大きく変化し、基地局B100によって伝送される制御情報が受信されないときは、制御ループは希望するように機能しない。
【００８５】
別の例において、移動体M100は、既に記載したように基地局B100からページング信号を受信する。移動体M100によって観測されるチャネル品質が大きく変化し過ぎると、移動体M100は、ページング信号を受信しない。
装置A100のいくつかの実行では、放射信号レベルの変化は制限される。図２０は、装置A100のこのような実行によって放射される合成信号の１つの予想される放射パターンを示している。このパターンは、図１３に示されているパターンと比較して、変化の程度がより小さいことが分かるであろう（点線の円は、可変項がゼロまで低減したときの状態を表現し、さらに加えて、図１３の円と同じ電力制限も表現している）。
【００８６】
装置A100の１つのこのような実行において、１つ以上の利得係数の大きさは、[k＊α(t)]のように変化する。なお、kは、一定の係数であり、α(t)は、時間にしたがって変化する項である。図２１は、装置A100のこのような実行によって放射される合成信号の予想される放射パターンを示している（点線の円は、可変項がゼロまで低減したときの状況を表現し、さらに加えて、図１３の円と同じ電力制限も表現する）。この例において、kの値は、所望のピーク電力変化係数（例えば、１−４デシベル）に対応し、α(t)は、（例えば、ゼロ−平均の）確定過程または非確定過程であり、その値は、[−１，＋１]の範囲に制限される。１つのこのような例において、α(t)は、cos(ωｔ＋θ)をもつ。図１５に示され、かつ既に記載したように、装置A100の近傍の実例の利得係数の変化を同期させてもよい。
【００８７】
移動体M100によって観測されるチャネル品質が、時間にしたがって変化するとき、移動体M100は、ある期間の間は平均よりも高いチャネル品質を示し、別の期間の間は平均よりも低いチャネル品質を示す。示されたチャネル品質が平均よりも高い期間中に、移動体M100へのデータ伝送をスケジュールすることが望ましい。
【００８８】
いくつかの実行において、基地局B100は、移動体M100の各実例から受信した複数のチャネル品質指標の平均を（恐らくは、移動体M100のいくつかの異なる実例について）計算する。この平均の計算は、例えば、受信したチャネル品質の指標の履歴にローパスフィルターをかけることを含む。その後で、基地局B100は、平均よりも高いチャネル品質を示す移動体M100の実例へデータを伝送する。
【００８９】
別の例では、ローパスフィルターを、個々の実例へ供給したレートの履歴に適用し、その結果を現在のチャネル品質指標と比較する。１つのこのような実行では、移動体M100の実例に有利にデータ伝送にバイアスをかけ、そのチャネル品質指標が、以前に実例へ供給された平均データレートよりも高いデータレートを示すようにする。
【００９０】
データ伝送履歴によって正規化されたチャネル品質指標にしたがって、データ伝送をスケジュールすることが望ましい。個々の例において、スケジューラH100は、移動体Iへの次のデータ伝送を、要求データレートＤＲＣ対平均供給レートＲの最高比率をもつようにスケジュールする。
【００９１】
ＤＲＣＩ（ｎ）／ＲＩ（ｎ）
なお、ＲＩ（ｎ）＝（１−１／ｔｃ）＊ＲＩ（ｎ−１）＋（１／ｔｃ）である。
ＤＲＣＩは、移動体Ｉによって現在要求されているデータレートであり、ＲＩ（ｘ）は、スロット（ｘ）内の移動体Ｉの平均供給レートであり、ｔｃは、スケジューラの時間定数である。１つの実施形態において、ｔｃは値１０００時間スロットをもつが、時間定数は１よりも大きい正の整数であり、その個々の値は応用に依存する。
【００９２】
データ通信のスケジューリングは、ユーザのサービス保証（guarantee of service, GOS）、待ち行列サイズ、データタイプ、既に経験した遅延量、およびデータ伝送の誤り率のような追加の検討事項に基づくことができる。データ伝送のスケジューリングにおいて、他の係数（例えば、ロードまたは環境条件における変化）も検討することができ、このような変化は本発明の技術的範囲内に含まれる。
【００９３】
特定の応用におけるスケジューラH100の実行は、集中形のスケジューリング処理が望ましいか、または分散形のスケジューリング処理が望ましいかに依存する。分散形処理では、例えば、スケジューラH100の別の実例は、基地局B100の各実例に接続されるか、またはその中に含まれる。図２２は、基地局B100の実行B102のブロック図を示しており、スケジューラH100は、（例えば、伝送に使用可能なデータ量を示す待ち行列サイズを受信するための）データ待ち行列Q100、装置A100、および（例えば、チャネル品質指標を受信するための）受信機BR100に接続される。対照的に、集中形処理では、スケジューラH100は、基地局B100の多数の実例のデータ伝送を調整する。いくつかのこのような応用において、スケジューラH100は、制御装置C100内に含まれる。
【００９４】
既に記載したように、いくつかの場合において、利得係数の変化は周期的である。これらの変化の時間期間が、（例えば、チャネル品質の変化のレートを高めるために）比較的に短いことが望ましい一方で、これらの期間を短くし過ぎないことも望ましい。受信機R100がチャネル品質を観測すると、例えば、受信機は、チャネル品質指標を送って、チャネル品質における相当な変化が生じる前に、応答して、データを受信することが望ましい。さらに加えて、チャネル追跡アルゴリズム、制御ループ、および／またはアクティブな他の動作におけるこのようなチャネル品質の変化の影響を軽減することが望ましく、したがって、本発明の実施形態にしたがう方法または装置は、受信機を変更することなく、既存のシステムの送信機において行われる。
【００９５】
一例において、利得係数の変化の時間期間の値は、順方向リンクのスケジューラの時間定数内で選択される。いくつかの応用において、この期間の継続期間は、全利得係数において同じである。いくつかの応用において、大きさまたは位相変化、あるいはこの両者の時間期間は、チャネル品質に影響を与える環境係数（例えば、送信機に対する受信機の速度、近隣の反射器および妨害物の数および性質、など）にも基づく。
【００９６】
上述の実施形態は、当業者が、本発明を生成または使用できるようにするために与えられている。これらの実施形態に対する種々の変更が可能であり、ここに提示した全体的な原理は、他の実施形態にも適用される。例えば、本発明の実施形態は、ハードワイヤード回路として、特定用途向け集積回路へ組立てられる回路構成として、あるいは不揮発性メモリへロードされるファームウエアプログラムか、または機械読み出しコードのような、記憶媒体へロードされる、またはそこからロードされるソフトウエアプログラムとして、部分的に、または全体的に実行される。機械読み出しコードは、例えば、スタンドアローンか、または埋め込まれたマイクロプロセッサ、マイクロ制御装置、または他のディジタル信号処理装置のような論理素子の配列によって実行可能な命令のコードである。
【００９７】
別の実行において、１つ以上の利得係数の変化は、例えば、移動体M100から受信した伝送に応答して発生する。例えば、装置A100の合成放射パターンは、データ伝送が要求される方向に基づいて選択される。したがって、本発明は、上述の実施形態に制限されることを意図されず、むしろ、ここに任意のやり方で開示された原理および新奇な特徴に一致する最も幅広い範囲にしたがうことを意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】異なる位置であるが、送信アンテナA10から同じ放射距離にある２つの受信機R1およびR2のブロック図。
【図２】本発明の１つの実施形態にしたがう送信機100のブロック図。
【図３】送信機100の実行102のブロック図。
【図４】送信機100の実行200のブロック図。
【図５】送信機100の実行202のブロック図。
【図６】本発明の実施形態にしたがう送信機150のブロック図。
【図７】送信機100の実行152のブロック図。
【図８】送信機100の実行250のブロック図。
【図９】送信機150の実行300のブロック図。
【図１０】送信機100の実行400のブロック図。
【図１１】送信機100の実行450のブロック図。
【図１２】本発明の実施形態にしたがう装置A100のブロック図。
【図１３】合成放射パターンの図。
【図１４】装置A100の多数の実例の応用におけるアンテナの各受信可能区域の図。
【図１５】２つの合成された放射パターンの図。
【図１６】装置A100の多数の例を含むシステムのブロック図。
【図１７】本発明の実施形態にしたがうシステムS100のブロック図。
【図１８】順方向リンク信号の図。
【図１９】典型的な六角形のセルラのレイアウトにおけるＳＩＮＲ分布の累積分布関数（ＣＤＦ）の図。
【図２０】合成放射パターンの図。
【図２１】合成放射パターンの図。
【図２２】基地局B100の実行B102のブロック図。
【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】
2005528019.tif 000022
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
2005528019.tif 000027
2005528019.tif 000028
2005528019.tif 000029
2005528019.tif 000030
2005528019.tif 000031