(57)【要約】複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムにおいてランダム・アクセス・シグナリングを提供する装置および方法が提供される。この装置および方法は、システム内の送信アンテナ数に少なくとも部分的に基づいて、ＭＩＭＯ通信システムのためのランダム・アクセス送信スキームを決定する。ランダム・アクセス信号は、ランダム・アクセス送信スキームを用いて、ランダム・アクセス・チャネルで送信される。ランダム・アクセス・チャネルの電力制御は、ランダム・アクセス送信スキームに少なくとも部分的に基づいて実行される。
2013509845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信のための方法であって、
複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信のために利用されるべき送信アンテナの数に少なくとも部分的に基づいて、前記ＭＩＭＯ通信のためのランダム・アクセス送信スキームを決定することと、
前記ランダム・アクセス送信スキームを用いてランダム・アクセス信号を送信することと、
を備える方法。
【請求項２】
前記送信することはさらに、前記ランダム・アクセス信号を、競合ベースのランダム・アクセス・チャネルで送信することを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ランダム・アクセス送信スキームは、ビームフォーミングを適用する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記決定することは、
プリコーディング・ベクトルのセットからプリコーディング・ベクトルを選択することと、
前記ランダム・アクセス信号を生成するために、前記プリコーディング・ベクトルを用いることと、
を備える請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記決定することはさらに、前記ランダム・アクセス・チャネルが、反復されたプリアンブルに関連付けられたフォーマットを用いる場合、前記ランダム・アクセス・チャネルによるバースト毎ベースでの通信のために、前記プリコーディング・ベクトルのうちの少なくとも１つを選択することを備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記フォーマットは、物理ランダム・アクセス・チャネル（ＰＲＡＣＨ）フォーマット２またはＰＲＡＣＨフォーマット３のうちの少なくとも１つを備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ＭＩＭＯ通信は、ランダム・アクセス再送信を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記決定することは、前記ランダム・アクセス・チャネルのフォーマットに少なくとも部分的に基づく、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記ランダム・アクセス送信スキームは、送信ダイバーシティ・スキームを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記送信ダイバーシティ・スキームは、時間切換送信ダイバーシティ（ＴＳＴＤ）を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記決定することは、前記ランダム・アクセス送信スキームを示すインジケーションを受信することを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ランダム・アクセス送信スキームは、非競合ベースの送信スキームを備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記決定することは、前記インジケーションを含むランダム・アクセス応答（ＲＡＲ）許可メッセージを受信することを備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記決定することは、前記インジケーションを伝送する制御チャネルを受信することを備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記インジケーションは、１または複数のゼロ・パディング・ビットを用いて伝送される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ランダム・アクセス送信スキームに少なくとも部分的に基づいて、物理ランダム・アクセス・チャネルのための送信電力制御を実行すること、をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
無線通信のための方法であって、
ＭＩＭＯ通信のために、複数のユーザ・デバイスによって利用されるべきランダム・アクセス送信スキームを決定することと、
前記ランダム・アクセス送信スキームにしたがって、前記複数のユーザ・デバイスのうちの１つからランダム・アクセス要求を受信することと、
を備える方法。
【請求項１８】
前記ランダム・アクセス送信スキームを示すインジケーションを、前記複数のユーザ・デバイスへ提供することをさらに備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記提供することは、前記インジケーションを含むランダム・アクセス応答（ＲＡＲ）許可メッセージを送信することを備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記インジケーションは、前記ＲＡＲ許可メッセージのうちの少なくとも１ビットを再使用することによって、または、前記ＰＡＲ許可メッセージに少なくとも１ビットを追加することによって伝送される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記提供することは、前記インジケーションを伝送する制御チャネルを送信することを備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記インジケーションは、１または複数のゼロ・パディング・ビットを用いて伝送される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記提供することはさらに、前記ランダム・アクセス送信スキームにしたがって、前記複数のユーザ・デバイスとのランダム・アクセス手順を開始することを備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記ランダム・アクセス送信スキームは、非競合ベースのランダム・アクセス・シグナリングのために用いられる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
無線通信のための装置であって、
複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信のために利用されるべき送信アンテナの数に少なくとも部分的に基づいて、前記ＭＩＭＯ通信のためのランダム・アクセス送信スキームを決定する手段と、
前記ランダム・アクセス送信スキームを用いてランダム・アクセス信号を送信する手段と、
を備える装置。
【請求項２６】
前記送信する手段はさらに、前記ランダム・アクセス信号を、競合ベースのランダム・アクセス・チャネルで送信する手段を備える、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記送信する手段は、ビームフォーミングのための手段、または送信ダイバーシティのための手段のうちの少なくとも１つを備える、請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
前記ビームフォーミングのための手段は、
プリコーディング・ベクトルのセットからプリコーディング・ベクトルを選択する
手段と、
前記ランダム・アクセス信号を生成するために、前記プリコーディング・ベクトルを用いる手段と、
を備える請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記ビームフォーミングのための手段はさらに、ランダム・アクセス・チャネルが、反復されたプリアンブルに関連付けられたフォーマットを用いる場合、前記ランダム・アクセス・チャネルによるバースト毎ベースでの通信のために、前記プリコーディング・ベクトルのうちの少なくとも１つを選択する手段を備える、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記送信ダイバーシティのための手段は、時間切換送信ダイバーシティ（ＴＳＴＤ）スキームを実施する手段を備える、請求項２７に記載の装置。
【請求項３１】
前記ランダム・アクセス送信スキームに少なくとも部分的に基づいて、物理ランダム・アクセス・チャネルのための送信電力制御を実行する手段をさらに備える、請求項２５に記載の装置。
【請求項３２】
無線通信のための装置であって、
複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信のために複数のユーザ・デバイスによって利用されるべきランダム・アクセス送信スキームを決定する手段と、
前記ランダム・アクセス送信スキームにしたがって、前記複数のユーザ・デバイスのうちの１つからランダム・アクセス要求を受信する手段と、
を備える装置。
【請求項３３】
前記ＭＩＭＯ通信は、競合ベースのランダム・アクセス・チャネルで実施される、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記ランダム・アクセス送信スキームを示すインジケーションを、前記複数のユーザ・デバイスへ提供する手段をさらに備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項３５】
前記インジケーションは、ランダム・アクセス応答（ＲＡＲ）許可メッセージのうちの少なくとも１ビットを再使用することによって、または、前記ＰＡＲ許可メッセージに少なくとも１ビットを追加することによって伝送される、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記インジケーションは、１または複数のゼロ・パディング・ビットを用いて伝送される、請求項３４に記載の装置。
【請求項３７】
前記ランダム・アクセス送信スキームにしたがって、前記複数のユーザ・デバイスとのランダム・アクセス手順を開始する手段をさらに備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項３８】
無線通信のための装置であって、
複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信のために利用されるべき送信アンテナの数に少なくとも部分的に基づいて、前記ＭＩＭＯ通信のためのランダム・アクセス送信スキームを決定し、
前記ランダム・アクセス送信スキームを用いてランダム・アクセス信号を送信する、
ように構成されたプロセッサを備える装置。
【請求項３９】
前記プロセッサはさらに、前記ランダム・アクセス送信スキームに少なくとも部分的に基づいて、物理ランダム・アクセス・チャネルのための送信電力制御を実行するように構成された、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
無線通信のための装置であって、
複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信のために複数のユーザ・デバイスによって利用されるべきランダム・アクセス送信スキームを決定し、
前記ランダム・アクセス送信スキームにしたがって、前記複数のユーザ・デバイスのうちの１つからランダム・アクセス要求を受信する、
ように構成されたプロセッサを備える装置。
【請求項４１】
前記プロセッサはさらに、前記ランダム・アクセス送信スキームを示すインジケーションを、前記複数のユーザ・デバイスへ提供するように構成された、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記インジケーションは、ランダム・アクセス応答（ＲＡＲ）許可メッセージのうちの少なくとも１ビットを再使用することによって、または、前記ＰＡＲ許可メッセージに少なくとも１ビットを追加することによって伝送される、請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
前記インジケーションは、１または複数のゼロ・パディング・ビットを用いて伝送される、請求項４１に記載の装置。
【請求項４４】
無線通信システムにおける複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信を容易にするコンピュータ・プログラム製品であって、
少なくとも１つのコンピュータに対して、前記ＭＩＭＯ通信のために利用されるべき送信アンテナの数に少なくとも部分的に基づいて、前記ＭＩＭＯ通信のためのランダム・アクセス送信スキームを決定させるための命令群と、
前記少なくとも１つのコンピュータに対して、前記ランダム・アクセス送信スキームを用いてランダム・アクセス信号を送信させるための命令群と、
を備えるコンピュータ読取可能な記憶媒体を備える、コンピュータ・プログラム製品。
【請求項４５】
前記ランダム・アクセス送信スキームは、ビームフォーミングを適用する、請求項４４に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項４６】
前記ランダム・アクセス送信スキームは、送信ダイバーシティ・スキームを備える、請求項４４に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項４７】
前記コンピュータ読取可能な記憶媒体はさらに、前記少なくとも１つのコンピュータに対して、前記ランダム・アクセス送信スキームに少なくとも部分的に基づいて、物理ランダム・アクセス・チャネルのための送信電力制御を実行させるための命令群を備える、請求項４４に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項４８】
無線通信システムにおける複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信を容易にするコンピュータ・プログラム製品であって、
少なくとも１つのコンピュータに対して、前記ＭＩＭＯ通信のために複数のユーザ・デバイスによって利用されるべきランダム・アクセス送信スキームを決定させるための命令群と、
前記少なくとも１つのコンピュータに対して、前記ランダム・アクセス送信スキームにしたがって、前記複数のユーザ・デバイスのうちの１つからランダム・アクセス要求を受信させるための命令群と、
を備えるコンピュータ読取可能な記憶媒体を備える、コンピュータ・プログラム製品。
【請求項４９】
前記コンピュータ読取可能な記憶媒体はさらに、前記少なくとも１つのコンピュータに対して、前記ランダム・アクセス送信スキームを示すインジケーションを、前記複数のユーザ・デバイスへ提供させるための命令群を備え、
前記インジケーションは、ランダム・アクセス応答（ＲＡＲ）許可メッセージのうちの少なくとも１ビットを再使用することによって、または、前記ＰＡＲ許可メッセージに少なくとも１ビットを追加することによって伝送される、請求項４８に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項５０】
前記コンピュータ読取可能な記憶媒体はさらに、前記少なくとも１つのコンピュータに対して、前記ランダム・アクセス送信スキームを示すインジケーションを、前記複数のユーザ・デバイスへ提供させるための命令群を備え、
前記インジケーションは、１または複数のゼロ・パディング・ビットを用いて伝送される、請求項４８に記載のコンピュータ・プログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【関連出願に対する相互参照】
【０００１】
本願は、全体が参照によって本明細書に組み込まれている２００９年１１月２日出願の米国仮特許出願６１／２５７，４１１号および２０１０年５月５日出願の米国仮特許出願６１／３３１，７９２号の優先権を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本願は、一般に、多元接続無線通信に関する。さらに詳しくは、限定されないが、本願は、多元接続無線通信システムにおけるランダム・アクセス・シグナリングをサポートするための技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
無線通信システムは、例えば、音声、データ等のようなさまざまなタイプのコンテンツを提供するために広く開発されてきた。これらのシステムは、（例えば、帯域幅、送信電力等のような）利用可能なシステム・リソースを共有することにより、複数のユーザとの通信をサポートすることができる多元接続システムでありうる。このような多元接続システムの例は、符号分割多元接続（“ＣＤＭＡ”）システム、時分割多元接続（“ＴＤＭＡ”）システム、周波数分割多元接続（“ＦＤＭＡ”）システム、３ＧＰＰロング・ターム・イボリューション（“ＬＴＥ”）システム、および直交周波数分割多元接続（“ＯＦＤＭＡ”）システム等を含む。
【０００４】
一般に、無線多元接続通信システムは、複数の無線端末のための通信を同時にサポートすることができる。端末はおのおのの、順方向リンクおよび逆方向リンクによる送信を介して１または複数の基地局と通信することができる。順方向リンク（すなわちダウンリンク）は、基地局から端末への通信リンクを称し、逆方向リンク（すなわちアップリンク）は、端末から基地局への通信リンクを称する。この通信リンクは、単数入力単数出力システム、複数入力単数出力システム、あるいは複数入力複数出力（“ＭＩＭＯ”）システムによって確立されうる。
【０００５】
ＭＩＭＯシステムは、データ送信のために、複数（“ＮＴ”個）の送信アンテナと複数（“ＮＲ”個）の受信アンテナとを適用する。ＮＴ個の送信アンテナおよびＮＲ個の受信アンテナによって形成されるＭＩＭＯチャネルは、空間チャネルとも称されるＮＳ個の独立チャネルへ分割される。ここでＮＳ≦ｍｉｎ｛ＮＴ、ＮＲ｝である。ＮＳ個の独立チャネルのおのおのは、ディメンションに相当する。複数の送信アンテナおよび受信アンテナによって生成される追加のディメンションが利用される場合、ＭＩＭＯシステムは、（例えば、より高いスループット、および／または、より高い信頼性のような）向上されたパフォーマンスを与える。
【０００６】
ＭＩＭＯシステムは、時分割デュプレクス（“ＴＤＤ”）システムと周波数分割デュプレクス（“ＦＤＤ”）システムとの両方をサポートする。ＴＤＤシステムでは、相互原理によって、逆方向リンク・チャネルから順方向リンク・チャネルを推定できるように、順方向リンク送信および逆方向リンク送信が、同じ周波数領域にある。これによって、アクセス・ポイントにおいて複数のアンテナが利用可能である場合、アクセス・ポイントは、順方向リンクで送信ビーム・フォーミング・ゲインを抽出できるようになる。
【０００７】
一般に、無線セルラ通信ネットワークは、多くのモバイル・ユーザ機器（“ＵＥ”）および多くの基地局（“ノードＢ”）を組み込む。ノードＢは一般に固定局であり、基地トランシーバ・システム（“ＢＴＳ”）、アクセス・ポイント（“ＡＰ”）、基地局（“ＢＳ”）、あるいは他のいくつかの同等な専門用語でも称されうる。ネットワークに対する改良がなされると、ノードＢ機能も進展し、ノードＢはしばしば、イボルブド・ノードＢ（“ｅＮＢ”）とも称される。一般に、ノードＢハードウェアは、適用される場合、固定され据え置かれる一方、ＵＥハードウェアは、ポータブルである。
【０００８】
ノードＢとは対照的に、モバイルＵＥは、ポータブル・ハードウェアを備えうる。端末または移動局とも一般に称されるＵＥは、固定式またはモバイル式のデバイスであり、無線デバイス、セルラ電話、携帯情報端末（“ＰＤＡ”）、無線モデム・カード等とも称される。アップリンク通信（“ＵＬ”）は、モバイルＵＥからノードＢへの通信を称する一方、ダウンリンク（“ＤＬ”）は、ノードＢからモバイルＵＥへの通信を称する。
【０００９】
おのおののノードＢは、自由に移動するモバイルＵＥと直接的に通信するために使用されるラジオ周波数送信機（単数または複数）および受信機（単数または複数）を含んでいる。同様に、おのおののモバイルＵＥは、ノードＢと直接的に通信するために使用されるラジオ周波数送信機（単数または複数）および受信機（単数または複数）を含んでいる。セルラ・ネットワークでは、モバイルＵＥは、互いに直接的に通信することはできないが、ノードＢと通信せねばならない。
【００１０】
従来、ＵＥからノードＢへのアップリンク送信のために、１つの送信アンテナしかサポートされていない。いくつかの従来の通信システムは、アンテナ切換を可能にする機能を提供しているが、一般には、例えば、ランダムおよび初期アクセス機能のために使用される競合ベースの物理ランダム・アクセス・チャネル（“ＰＲＡＣＨ”）のような物理アップリンク・チャネルに関するものを含む、アップリンク送信のために、ＳＩＭＯしかサポートされていない。
【００１１】
しかしながら、複数の送信アンテナによってＭＩＭＯ送信を可能にすることによって、例えばビームフォーミング、ＭＵ−ＭＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ等のようなさまざまな動作が実行され、通信システムの全体的なスループットを高められることが認識される。したがって、必要とされるものは、ＵＥがビームフォーミング、送信ダイバーシティ、および／または、スループットを高めるためのその他任意の適切な措置を利用できるように、競合ベースのチャネルのために複数のアンテナを使用することをサポートする方式である。本願は、これらの問題に対処する。
【発明の概要】
【００１２】
本開示は、一般に、ＭＩＭＯ無線通信システムにおいてランダム・アクセス・シグナリングを提供するための装置および方法に関する。ＭＩＭＯ通信システムのために使用されるべきランダム・アクセス送信スキームは、このシステムにおける送信アンテナの数に少なくとも部分的に基づいて決定される。ランダム・アクセス信号は、ランダム・アクセス送信スキームを用いて、ランダム・アクセス・チャネル（例えば、ＰＲＡＣＨ）で送信される。ランダム・アクセス・チャネルにおける電力制御は、ランダム・アクセス送信スキームに少なくとも部分的に基づいて実行される。
【００１３】
１つの態様では、この開示は、無線通信システムにおけるＭＩＭＯ通信を容易にする方法に関する。ＭＩＭＯ通信のために使用されるべきランダム・アクセス送信スキームは、ＭＩＭＯ通信のために利用されるべき送信アンテナの数に、少なくとも部分的に基づいて決定される。その後、ランダム・アクセス信号は、ランダム・アクセス送信スキームを用いて送信される。
【００１４】
態様では、本開示は、無線通信のための装置に関する。この装置は、ＭＩＭＯ通信のために利用されるべき送信アンテナの数に少なくとも部分的に基づいて、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信のためのランダム・アクセス送信を決定する手段と、ランダム・アクセス送信スキームを用いてランダム・アクセス信号を送信する手段とを含む。
【００１５】
別の態様では、本開示は、無線通信システムにおいてＭＩＭＯ通信を容易にする方法に関する。ＭＩＭＯ通信のために複数のユーザ・デバイスによって利用されるべきランダム・アクセス送信スキームが決定される。その後、複数のユーザ・デバイスのうちの１つによって送信されたランダム・アクセス要求が、ランダム・アクセス送信スキームにしたがって受信される。
【００１６】
態様では、本開示は、無線通信のための装置に関する。この装置は、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信のために複数のユーザ・デバイスによって利用されるべきランダム・アクセス送信スキームを決定する手段と、ランダム・アクセス送信スキームにしたがって、複数のユーザ・デバイスのうちの１つからランダム・アクセス要求を受信する手段とを含む。
【００１７】
さらに別の態様では、本開示は、無線通信システムにおいてＭＩＭＯ通信を容易にする方法に関する。ＭＩＭＯ通信のために利用されるべきランダム・アクセス送信スキームが、ＭＩＭＯ通信のために利用されるべき送信アンテナの数に少なくとも部分的に基づいて決定される。その後、送信スキームに応じて、物理ランダム・アクセス・チャネル（“ＰＲＡＣＨ”）で、送信電力制御が実行される。
【００１８】
さらなる態様では、本開示は、無線通信システムにおいてＭＩＭＯ通信を容易にする装置に関する。この装置は、ＭＩＭＯ通信のために利用されるべき送信アンテナの数に少なくとも部分的に基づいて、ＭＩＭＯ通信のためのランダム・アクセス送信スキームを決定し、ランダム・アクセス送信スキームを用いてランダム・アクセス信号を送信するように構成されたプロセッサを含む。
【００１９】
別の態様では、本開示は、無線通信システムにおいてＭＩＭＯ通信を容易にする装置に関する。この装置は、ＭＩＭＯ通信のために複数のユーザ・デバイスによって利用されるべきランダム・アクセス送信スキームを決定し、ランダム・アクセス送信スキームにしたがって、複数のユーザ・デバイスのうちの１つによって送信されたランダム・アクセス要求を受信するように構成されたプロセッサを含む。
【００２０】
また別の態様では、本開示は、無線通信システムにおいてＭＩＭＯ通信を容易にし、コンピュータ読取可能な記憶媒体を含む、コンピュータ・プログラム製品に関する。このコンピュータ読取可能な記憶媒体は、少なくとも１つのコンピュータに対して、ＭＩＭＯ通信のために利用されるべき送信アンテナの数に少なくとも部分的に基づいて、ＭＩＭＯ通信のために使用されるべきランダム・アクセス送信スキームを決定させる
ための命令群と、少なくとも１つのコンピュータに対して、ランダム・アクセス送信スキームを用いてランダム・アクセス信号を送信させるための命令群とを含む。
【００２１】
また別の態様では、本開示は、無線通信システムにおいてＭＩＭＯ通信を容易にし、コンピュータ読取可能な記憶媒体を含む、コンピュータ・プログラム製品に関する。このコンピュータ読取可能な記憶媒体は、少なくとも１つのコンピュータに対して、ＭＩＭＯ通信のために複数のユーザ・デバイスによって利用されるべきランダム・アクセス送信スキームを決定させるための命令群と、少なくとも１つのコンピュータに対して、ランダム・アクセス送信スキームにしたがって、複数のユーザ・デバイスのうちの１つからランダム・アクセス要求を受信させるための命令群とを含む。
【００２２】
本開示はさらに、上述された方法のみならず、本明細書に記載された他のものを実現するためのコンピュータ・プログラム製品、デバイス、装置およびシステムに関する。追加のさまざまな態様が、添付図面とともに以下にさらに説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本願は、同一の参照符号が全体を通じて同一部位を示す添付図面と連携して採用された以下の詳細記述に関連してより十分に理解されうる。
【図１】図１は、典型的な実施形態が実現される多元接続無線通信システムを例示する。
【図２】図２は、ＭＩＭＯ通信システムの実施形態のブロック図を例示する。
【図３】図３は、無線通信システムにおいてＰＲＡＣＨ通信をサポートするシステムのブロック図を例示する。
【図４】図４は、マルチ・アンテナ通信システムにおいてアップリンクＰＲＡＣＨ送信を容易にするためのフローチャートを例示する。
【図５】図５は、無線通信システムにおいて可変レベルのＰＲＡＣＨサポートを容易にするシステムのブロック図を例示する。
【図６】図６は、関連付けられたユーザ・デバイスへの選択されたＰＲＡＣＨ送信スキームのシグナリングを容易にするためのフローチャートを例示する。
【図７】図７は、ＭＩＭＯ通信システムにおいてＰＲＡＣＨ電力制御を実行するためのフローチャートを例示する。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
無線通信を容易にするためのシステムおよび方法が開示される。これらシステムおよび方法は、ＵＥがビームフォーミング、送信ダイバーシティ、および／または、スループットを高めるためのその他任意の適切な措置を利用できるように、例えばＭＩＭＯシステムにおけるＰＲＡＣＨのように、競合ベースのチャネルのために複数のアンテナを使用することをサポートする。これらシステムおよび方法によって、ＵＥは、選択されたＰＲＡＣＨ送信スキームが通知され、選択された送信スキームに応じて、ＰＲＡＣＨ電力制御を実施することが可能となる。
【００２５】
さまざまな実施形態では、ビームフォーミングは、ＵＥに、プリコーディング・ベクトルの予め定義されたセットから、プリコーディング・ベクトルを選択させることにより実施される。例えば、ＵＥは、(例えば、ビーム・スイープによって）予め定義されたプリコーディング・ベクトルを循環するか、および／または、その他任意の適切な方式でプリコーディング・ベクトルを選択しうる。反復されるプリアンブルを備えるＰＲＡＣＨフォーマット（例えば、フォーマット２、フォーマット３等）の場合、プリコーディング・ベクトルの選択は、ダイバーシティを最大にするために、バースト毎に適用されうる。送信ダイバーシティは、例えば、アンテナ選択、時間切換送信ダイバーシティ（“ＴＳＴＤ”）等のように、さまざまな方式で提供されうる。そして、ｅノードＢに透過的であることも、透過的ではないこともありうる。
【００２６】
その他の実施形態では、非透過的なＰＲＡＣＨ送信スキームの場合、ＵＥは、例えば、送信スキームを示すゼロ・パディング・ビットのうちの１または複数を再解釈することのように、送信スキームを示す１または複数のビットを再使用または追加することによって、あるいは、ダウンリンク・データ到着のためにＰＤＣＣＨを用いることによって、例えばＲＡＲ許可によって、ＰＲＡＣＨ送信スキームの選択が通知されうる。あるいは、ＰＲＡＣＨのために利用されるべき送信スキームは、予め指定されうるか、（例えば、関連付けられたネットワーク仕様において）ハード・コードされうるか、および／または、それ以外の場合には、演繹的に選択されうる。
【００２７】
さらに、ＰＲＡＣＨ電力制御が、選択された送信スキームに応じて実施されうる。したがって、例えば、ＰＲＥＡＭＢＬＥ＿ＲＥＣＥＩＶＥＤ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＰＯＷＥＲのようなパラメータが、選択された送信スキームを考慮しうる。さらに、または、その代わりに、初期ＰＵＳＣＨ電力制御が、選択された送信スキームに応じうる。別の例では、再送信中の電力ランプ・ステップ・サイズが、利用されている送信スキームに応じうる。
【００２８】
さまざま実施形態では、本明細書に記載された技術は、例えば、符号分割多元接続（“ＣＤＭＡ”）ネットワーク、時分割多元接続（“ＴＤＭＡ”）ネットワーク、周波数分割多元接続（“ＦＤＭＡ”）ネットワーク、直交ＦＤＭＡ（“ＯＦＤＭＡ”）ネットワーク、シングル・キャリアＦＤＭＡ（“ＳＣ−ＦＤＭＡ”）ネットワークのみならず、その他の通信ネットワークのような無線通信ネットワークのために使用されうる。本明細書で説明されるように、「システム」、「ネットワーク」という用語は、しばしば置換可能に使用される。
【００２９】
ＣＤＭＡネットワークは、例えば、ユニバーサル地上ラジオ・アクセス（“ＵＴＲＡ”）、ＣＤＭＡ２０００等のようなラジオ技術を実現しうる。ＵＴＲＡは、広帯域ＣＤＭＡ（“Ｗ−ＣＤＭＡ”）および低チップ・レート（“ＬＣＲ”）を含む。ＣＤＭＡ２０００は、ＩＳ−２０００規格、ＩＳ−９５規格、およびＩＳ−８５６規格をカバーする。ＴＤＭＡネットワークは、例えばグローバル移動体通信システム（“ＧＳＭ（登録商標）”）のようなラジオ技術を実現しうる。
【００３０】
ＯＦＤＭＡネットワークは、例えば、イボルブドＵＴＲＡ（“Ｅ−ＵＴＲＡ”）、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＩＥＥＥ８０２．１６、ＩＥＥＥ８０２．２０、フラッシュ−ＯＦＤＭ（登録商標）等のようなラジオ技術を実現する。ＵＴＲＡ、Ｅ−ＵＴＲＡ、およびＧＳＭは、ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（“ＵＭＴＳ”）の一部である。特に、ロング・ターム・イボリューション（“ＬＴＥ”）は、Ｅ−ＵＴＲＡを使用するＵＭＴＳの最新のリリースである。ＵＴＲＡ、Ｅ−ＵＴＲＡ、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ、およびＬＴＥは、「第３世代パートナシップ計画」（“３ＧＰＰ”）と命名された組織からの文書に記載されており、ｃｄｍａ２０００は、「第３世代パートナシップ計画２」（“３ＧＰＰ２”）と命名された組織からの文書に記載されている。
【００３１】
これらさまざまなラジオ技術および規格は、当該技術分野において知られている。明確化のために、これら装置および方法のある態様は、以下において、ＬＴＥ実施のために記載されており、ＬＴＥ用語が以下の説明の多くで使用される。しかしながら、この説明は、ＬＴＥアプリケーションに限定されるようには意図されていない。したがって、本明細書で記載された装置および方法は、その他さまざまな通信システムおよびアプリケーションに適用されうることが、当業者によって認識される。
【００３２】
単一のキャリア変調および周波数領域等値化を利用するシングル・キャリア周波数分割多元接続（“ＳＣ−ＦＤＭＡ”）は、興味のある１つの通信技術である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、ＯＦＤＭＡと同様の性能および実質的に同じ全体的な複雑さを有する。しかしながら、ＳＣ−ＦＤＭＡ信号は、固有のシングル・キャリア構造のために、ＯＦＤＭＡ信号よりも低い平均ピーク対電力比（“ＰＡＰＲ”）を有する。その結果、ＳＣ−ＦＤＭＡは、送信電力効率に関して、より低いＰＡＰＲがモバイル端末に大いに有益となるアップリンク通信において特に、最近、大きな注目を集めた。ＳＣ−ＦＤＭＡを用いることは、現在、３ＧＰＰロング・ターム・イボリューション（“ＬＴＥ”）またはＥ−ＵＴＲＡにおけるアップリンク多元接続スキームのための動作前提となっている。
【００３３】
無線通信システムにおける論理チャネルは、制御チャネルおよびトラフィック・チャネルに分類されうる。論理制御チャネルは、システム制御情報をブロードキャストするためのダウンリンク（“ＤＬ”）チャネルであるブロードキャスト制御チャネル（“ＢＣＣＨ”）と、ページング情報を転送するＤＬチャネルであるページング制御チャネル（“ＰＣＣＨ”）と、１またはいくつかのマルチキャスト・トラフィック・チャネル（単数または複数）（“ＭＴＣＨ”）のためのマルチメディア・ブロードキャストおよびマルチキャスト・サービス（“ＭＢＭＳ”）スケジューリングおよび制御情報を送信するために使用されるポイント・トゥ・マルチポイントＤＬチャネルであるマルチキャスト制御チャネル（“ＭＣＣＨ”）と、を備えうる。一般に、ラジオ・リソース制御（“ＲＲＣ”）接続を確立した後、このチャネルは、ＭＢＭＳを受信するＵＥによってのみ使用される。さらに、専用制御チャネル（“ＤＣＣＨ”）は、専用制御情報を送信するポイント・トゥ・ポイント双方向チャネルであり、ＲＲＣ接続を有するＵＥによって使用される。
【００３４】
論理トラフィック・チャネルは、ユーザ情報の転送のために１つのＵＥに特化されたポイント・トゥ・ポイント双方向チャネルである専用トラフィック・チャネル（“ＤＴＣＨ”）と、トラフィック・データを送信するためのポイント・トゥ・マルチポイントＤＬチャネルであるＭＴＣＨと、を備える。
【００３５】
伝送チャネルは、ダウンリンク（“ＤＬ”）とアップリンク（“ＵＬ”）に分類される。ＤＬ伝送チャネルは、ブロードキャスト・チャネル（“ＢＣＨ”）、ダウンリンク共有データ・チャネル（“ＤＬ−ＳＤＣＨ”）、およびページング・チャネル（“ＰＣＨ”）を備えうる。ＰＣＨは、セル全体にわたってブロードキャストされることによって、および、他の制御／トラフィック・チャネルのために使用されうる物理レイヤ（“ＰＨＹ”）リソースにマップされることによって、（例えば、ＤＲＸサイクルがネットワークによってＵＥへ示される場合、）ＵＥ節電をサポートするために使用されうる。ＵＬ伝送チャネルは、ランダム・アクセス・チャネル（“ＲＡＣＨ”）、要求チャネル（“ＲＥＱＣＨ”）、アップリンク共有データ・チャネル（“ＵＬ−ＳＤＣＨ”）、および複数のＰＨＹチャネルを備えうる。
【００３６】
ＰＨＹチャネルは、ＤＬチャネルおよびＵＬチャネルのセットを備えうる。
【００３７】
さらに、ＤＬ  ＰＨＹチャネルは、以下のチャネルを備える。
【００３８】
共通パイロット・チャネル（“ＣＰＩＣＨ”）
同期チャネル（“ＳＣＨ”）
共通制御チャネル（“ＣＣＣＨ”）
共有ＤＬ制御チャネル（“ＳＤＣＣＨ”）
マルチキャスト制御チャネル（“ＭＣＣＨ”）
共有ＵＬ割当チャネル（“ＳＵＡＣＨ”）
アクノレッジメント・チャネル（“ＡＣＫＣＨ”）
ＤＬ物理共有データ・チャネル（“ＤＬ−ＰＳＤＣＨ”）
ＵＬ電力制御チャネル（“ＵＰＣＣＨ”）
ページング・インジケータ・チャネル（“ＰＩＣＨ”）
負荷インジケータ・チャネル（“ＬＩＣＨ”）
一方、ＵＬ  ＰＨＹチャネルは、以下のチャネルのセットを備える。
【００３９】
物理ランダム・アクセス・チャネル（“ＰＲＡＣＨ”）
チャネル品質インジケータ・チャネル（“ＣＱＩＣＨ”）
アクノレッジメント・チャネル（“ＡＣＫＣＨ”）
アンテナ・サブセット・インジケータ・チャネル（“ＡＳＩＣＨ”）
共有要求チャネル（“ＳＲＥＱＣＨ”）
ＵＬ物理共有データ・チャネル（“ＵＬ−ＰＳＤＣＨ”）、
ブロードキャスト・パイロット・チャネル（“ＢＰＩＣＨ”）
さまざまな実施形態の説明の目的のために、次の用語および略語が本明細書で使用されうる。
【００４０】
ＡＭ：アクノレッジ・モード
ＡＭＤ：アクノレッジ・モード・データ
ＡＲＱ：自動反復要求
ＢＣＣＨ：ブロードキャスト制御チャネル
ＢＣＨ：ブロードキャスト・チャネル
Ｃ−：制御−
ＣＣＣＨ：共通制御チャネル
ＣＣＨ：制御チャネル
ＣＣＴｒＣＨ：符号化された合成伝送チャネル
ＣＰ：サイクリック・プレフィクス
ＣＲＣ：巡回冗長検査
ＣＴＣＨ：共通トラフィック・チャネル
ＤＣＣＨ：専用制御チャネル
ＤＣＨ：専用チャネル
ＤＬ：ダウンリンク
ＤＳＣＨ：ダウンリンク共有チャネル
ＤＴＣＨ：専用トラフィック・チャネル
ＤＣＩ：ダウンリンク制御情報
ＦＡＣＨ：順方向リンク・アクセス・チャネル
ＦＤＤ：周波数分割デュプレクス
Ｌ１：レイヤ１（物理レイヤ）
Ｌ２：レイヤ２（データ・リンク・レイヤ）
Ｌ３：レイヤ３（ネットワーク・レイヤ）
ＬＩ：長さインジケータ
ＬＳＢ：最下位ビット
ＭＡＣ：媒体アクセス制御
ＭＢＭＳ：マルチメディア・ブロードキャスト・マルチキャスト・サービス
ＭＣＣＨ：ＭＢＭＳポイント・トゥ・マルチポイント制御チャネル
ＭＲＷ：動き受信ウィンドウ
ＭＳＢ：最上位ビット
ＭＳＣＨ：ＭＢＭＳポイント・トゥ・マルチポイント・スケジューリング・チャネル
ＭＴＣＨ：ＭＢＭＳポイント・トゥ・マルチポイント・トラフィック・チャネル
ＰＣＣＨ：ページング制御チャネル
ＰＣＨ：ページング・チャネル
ＰＤＵ：プロトコル・データ・ユニット
ＰＨＹ：物理レイヤ
ＰｈｙＣＨ：物理チャネル
ＲＡＣＨ：ランダム・アクセス・チャネル
ＲＬＣ：ラジオ・リンク制御
ＲＲＣ：ラジオ・リソース制御
ＳＡＰ：サービス・アクセス・ポイント
ＳＤＵ：サービス・データ・ユニット
ＳＨＣＣＨ：共有チャネル制御チャネル
ＳＮ：シーケンス番号
ＳＵＦＩ：スーパ・フィールド
ＴＣＨ：トラフィック・チャネル
ＴＤＤ：時分割デュプレクス
ＴＦＩ：伝送フォーマット・インジケータ
ＴＭ：透過モード
ＴＭＤ：透過モード・データ
ＴＴＩ：送信時間インタバル
Ｕ−：ユーザ−
ＵＥ：ユーザ機器
ＵＬ：アップリンク
ＵＭ：非アクノレッジ・モード
ＵＭＤ：非アクノレッジ・モード・データ
ＵＭＴＳ：ユニバーサル・モバイル通信システム
ＵＴＲＡ：ＵＭＴＳ地上ラジオ・アクセス
ＵＴＲＡＮ：ＵＭＴＳ地上ラジオ・アクセス・ネットワーク
ＭＢＳＦＮ：マルチキャスト・ブロードキャスト単一周波数ネットワーク
ＭＣＥ：ＭＢＭＳ調整エンティティ
ＭＣＨ：マルチキャスト・チャネル
ＤＬ−ＳＣＨ：ダウンリンク共有チャネル
ＭＳＣＨ：ＭＢＭＳ制御チャネル
ＰＤＣＣＨ：物理ダウンリンク制御チャネル
ＰＤＳＣＨ：物理ダウンリンク共有チャネル
ＰＣＦＩＣＨ：物理制御フォーマット・インジケータ・チャネル
本明細書において「典型的な」という用語は、「例、事例あるいは例示として役立つ」ことを意味するために使用されると認識される。本明細書で「典型的である」と記載されたあらゆる実施形態は、他の実施形態によりも好適であるとか有利であるとか解釈される必要は必ずしもない。
【００４１】
図１に示すように、１つの典型的な実施形態にしたがう多元接続無線通信システムが例示される。さまざまな実施では、図１のＡＰ１００のようなアクセス・ポイント（“ＡＰ”）は、アクセス端末と通信するために使用される固定局でありうる。そして、アクセス・ポイント、ノードＢ、ｅノードＢ、ホームｅノードＢ（“ＨｅＮＢ”）、またはその他の用語で称されうる。図１のＡＴ１１６またはＡＴ１２２のようなアクセス端末（“ＡＴ”）は、アクセス端末、ユーザ機器（“ＵＥ”）、無線通信デバイス、端末、アクセス端末、またはその他の用語で称されうる。ＡＴ１１６、ＡＴ１２２、およびＵＥ１００は、本明細書で記載されるような実施形態のさまざまな態様を実現するように構成されうる。
【００４２】
アクセス・ポイント１００は、１つは１０４および１０６を含み、別の１つは１０８および１１０を含み、さらに別の１つは１１２および１１４を含む複数のアンテナ・グループを含む。図１では、２本のアンテナだけが各アンテナ・グループのために示されている。しかしながら、さまざまな実施形態では、２より多い、または、２より少ないアンテナも、おのおののグループのために利用されうる。
【００４３】
アクセス端末１１６はアンテナ１１２およびアンテナ１１４と通信している。アンテナ１１２およびアンテナ１１４は、順方向リンク１２０によってＡＴ１１６へ情報を送信し、逆方向リンク１１８によってＡＴ１１６から情報を受信しうる。アクセス端末１２２はアンテナ１０６およびアンテナ１０８と通信している。アンテナ１０６およびアンテナ１０８は、順方向リンク１２６によってＡＴ１２２へ情報を送信し、逆方向リンク１２４によってＡＴ１２２から情報を受信しうる。ＦＤＤシステムでは、通信リンク１１８、１２０、１２４、１２６は、ＡＰ１００とＡＴ１１６、１２２との間の通信のために、異なる周波数を利用しうる。例えば、順方向リンク１２０は、逆方向リンク１１８によって使用されるものとは異なる周波数を使用しうる。同様に、リンク１２４、１２６は、互いに異なる、および／または、リンク１１８、１２０とは異なる周波数を使用しうる。
【００４４】
通信するように設計された領域および／またはアンテナのおのおののグループは、アクセス・ポイントのセクタと称されうる。例示された典型的な実施形態では、アンテナ・グループはおのおの、アクセス・ポイント１００によってカバーされたエリアの、設計されたセクタ内のアクセス端末と通信するように設計される。例えば、アンテナ１１２、１１４を含むアンテナ・グループは、図１のセクタ１として指定されるセクタに割り当てられる一方、アンテナ１０６、１０８を含むアンテナ・グループは、セクタ２として指定されたセクタに割り当てられる。
【００４５】
順方向リンク１２０、１２６による通信では、アクセス・ポイント１００の送信アンテナは、その他のアクセス端末（図示せず）のみならず、別のアクセス端末１１６、１２２のための順方向リンクの信号対雑音比を改善するために、ビームフォーミングを用いるように構成されうる。さらに、典型的な実施では、有効通信範囲エリアにわたってランダムに分布しているアクセス端末へ送信するためにビームフォーミングを用いるアクセス・ポイントは、すべてのアクセス端末に対して単一のアンテナによって送信しているアクセス・ポイントよりも、近隣セル内のアクセス端末に対して少ない干渉しかもたらさない。送信信号のプリコーディングが、ビームフォーミングを容易にするために使用されうることが認識される。
【００４６】
典型的なＭＩＭＯシステム２００における送信機システム２１０（すなわち、アクセス・ポイント２１０）および受信機システム２５０（すなわち、アクセス端末２５０）の実施形態のブロック図を例示している図２に注目されたい。送信機システム２１０および受信機システム２５０は、図１のＡＰ１００およびＡＴ１１６に相当しうることが認識される。
【００４７】
動作中、送信機システム２１０では、多くのデータ・ストリームのトラフィック・データが、データ・ソース２１２から送信（“ＴＸ”）データ・プロセッサ２１４に提供され、ここで処理され、１または複数の受信機システム２５０へ送信される。１つの実施形態では、各データ・ストリームは、処理され、それぞれの送信アンテナ（例えば、アンテナ２２４ａ−２２４ｔ）によって送信される。ＴＸデータ・プロセッサ２１４は、おのおののデータ・ストリームのトラフィック・データを受信し、フォーマットし、このデータ・ストリームのために選択された特定の符号化スキームに基づいて符号化し、インタリーブして、符号化されたデータを提供する。
【００４８】
おのおののデータ・ストリームの符号化されたデータは、ＯＦＤＭ技術を用いてパイロット・データと多重化されうる。パイロット・データは一般に、既知の手法で処理される既知のデータ・パターンであり、チャネル応答を推定するために受信機システムにおいて使用されうる。パイロット・データは、図２に示されるようなＴＸデータ・プロセッサ２１４に提供され、符号化されたデータと共に多重化されうる。データ・ストリームのおのおのの多重化されたパイロットおよび符号化されたデータは、その後、変調シンボルを提供するために、このデータ・ストリームのために選択された特定の変調スキーム（例えば、ＢＰＳＫ、ＱＳＰＫ、Ｍ−ＰＳＫ、Ｍ−ＱＡＭ等）に基づいて変調（すなわち、シンボル・マップ）されうる。各データ・ストリームのデータ・レート、符号化および変調は、メモリ２３２、または、その他のメモリ、あるいは、送信システム２５０の（図示しない）命令格納媒体に格納された命令群に基づいて、プロセッサ２３０によって実行される命令群によって決定されうる。
【００４９】
すべてのデータ・ストリームの変調シンボルは、その後、ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ２２０に提供される。ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ２２０は、この変調シンボルを（例えば、ＯＦＤＭのために）さらに処理する。ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ２２０はその後、Ｎｔ個の変調シンボル・ストリームを、Ｎｔ個の送信機（“ＴＭＴＲ”）２２２ａ乃至２２２ｔへ提供する。ある実施形態では、ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ２２０は、データ・ストリームのシンボル、および、このシンボルが送信されている１または複数のアンテナへ、ビームフォーミング重みを適用しうる。
【００５０】
おのおのの送信機サブシステム２２２ａ乃至２２２ｔは、１または複数のアナログ信号を提供するために、それぞれのシンボル・ストリームを受信して処理し、さらには、ＭＩＭＯチャネルを介した送信に適切な変調信号を提供するために、このアナログ信号を調整（例えば、増幅、フィルタ、およびアップコンバート）する。送信機２２２ａ乃至２２２ｔからのＮｔ個の変調信号は、その後、Ｎｔ個のアンテナ２２４ａ乃至２２４ｔからそれぞれ送信される。
【００５１】
受信機システム２５０では、送信された変調信号がＮｒ個のアンテナ２５２ａ乃至２５２ｒによって受信され、おのおののアンテナ２５２からの受信信号が、それぞれの受信機（“ＲＣＶＲ”）２５４ａ乃至２５４ｒへ提供される。おのおのの受信機２５４は、受信したそれぞれの信号を調整（例えば、フィルタ、増幅、およびダウンコンバート）し、この調整された信号をデジタル化してサンプルを提供し、さらにこのサンプルを処理して、対応する「受信された」シンボル・ストリームを提供する。
【００５２】
ＲＸデータ・プロセッサ２６０は、Ｎｒ個の受信機２５４ａ乃至２５４ｒからＮｒ個のシンボル・ストリームを受信し、受信されたこれらシンボル・ストリームを、特定の受信機処理技術に基づいて処理して、Ｎｔ個の「検出された」シンボル・ストリームを提供する。ＲＸデータ・プロセッサ２６０は、その後、検出されたおのおののシンボル・ストリームを復調し、デインタリーブし、復号して、そのデータ・ストリームのためのトラフィック・データを復元する。ＲＸデータ・プロセッサ２６０による処理は、一般に、送信機システム２１０におけるＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ２２０およびＴＸデータ・プロセッサ２１４によって実行されるものと相補的である。
【００５３】
プロセッサ２７０は、上述したように、利用可能などの技術を利用するのかを定期的に決定しうる。プロセッサ２７０は、その後、行列インデクス部およびランク値部を備える逆方向リンク・メッセージを定式化することができる。ある実施形態では、これら逆方向リンク・メッセージは、通信リンクおよび／または受信データ・ストリームに関するさまざまなタイプの情報を含みうる。その後、逆方向リンク・メッセージは、多くのデータ・ストリームのトラフィック・データをデータ・ソース２３６から受け取るＴＸデータ・プロセッサ２３８によって処理され、変調器２８０によって変調され、送信機２５４ａ乃至２５４ｒによって調整され、基地局２１０へ送り戻される。
【００５４】
送信機システム２１０では、受信機システム２５０からの変調信号が、アンテナ２２４によって受信され、受信機２２２によって調整され、復調器２４０によって復調され、ＲＸデータ・プロセッサ２４２によって処理されて、受信機システム２５０によって送信された逆方向リンク・メッセージを抽出する。さらに、プロセッサ２３０は、ビームフォーミング重みを決定するためにどのプリコーディング行列を使用するかを決定するために、この抽出されたメッセージを処理する。
【００５５】
シングル・キャリア波形の、低いＰＡＰＲ（例えば、所与の時間において、チャネルは周波数において隣接しているか、一様に配置されている）特性を保つチャネル構造が使用されうることが認識される。さらに、以下により詳細に説明されるように、送信機システム２１０および受信機システム２５０は（例えば、ＰＲＡＣＨおよび／またはその他の適切なチャネルを用いて、）ランダム・アクセス・シグナリングをサポートするように構成されうることも認識される。ある実施形態では、例えばビームフォーミング、送信ダイバーシティ、ＭＵ−ＭＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ等のようなさまざまな動作が実行されうる。これらは、システム２００の全体的なスループットを増加させうる。
【００５６】
図３に示すように、無線通信システムにおけるＰＲＡＣＨ通信をサポートするシステムのブロック図が例示される。システム３００は、それぞれのアンテナ３１８および／またはアンテナ３３６を介してアップリンクおよび／またはダウンリンクで１または複数のｅＮＢ３３０と通信しうる１または複数のＵＥ３１０を含みうる。１つの実施形態では、ＵＥ３１０は、データ、制御シグナリング、および／または、その他任意の適切な情報を、アップリンクでｅＮＢ３３０へ通信しうる。例えば、ＵＥ３１０は、ｅＮＢ３３０に情報を送信するために、ＰＲＡＣＨまたは類似のランダム・アクセス・チャネルを利用しうる。ＰＲＡＣＨは、時間、周波数等（例えば、６ＰＲＢ、または、１８０ｋＨｚ  ＰＲＢの場合にはおよそ１ＭＨｚ）において、任意の適切な量のリソースを占有しうることが認識される。
【００５７】
非競合ベースの送信、および／または、その他の類似のタイプの制御送信またはデータ送信（例えば、ＰＵＳＣＨ送信）は一般に、競合ベースのＰＲＡＣＨ送信とは異なることが認識される。例えば、ＰＵＳＣＨのような非競合ベースの送信では、ＵＥは、利用されるべき送信スキームに関する情報を、演繹的に通知され、これに基づいて、関連付けられたｅＮＢは、ＵＥに対して、指定された送信スキームを用いるように指示または命令しうる。しかしながら、例えばＰＲＡＣＨのような競合ベースの送信は、この方式では、プリ・コーディネーションを導入しないので、非競合ベースの送信のために従来利用されているＭＩＭＯ送信スキームを、競合ベースの送信に適応するさまざまな技術が望まれることが認識される。
【００５８】
ある実施形態では、例えばＰＲＡＣＨのような競合ベースのチャネルのため、複数のアンテナ３１８１−３１８ｋを使用することをサポートするために、ＵＥ３１０は、ビームフォーミング、送信ダイバーシティ、および／または、その他任意の適切な措置（単数または複数）を利用しうる。例えば、１つの実施形態では、ＵＥ３１０は、ビームフォーミング・モジュール３１２を含みうる。ビームフォーミング・モジュール３１２は、マルチ・アンテナＵＥ３１０におけるＰＲＡＣＨの使用を可能にするために、ビームフォーミングを適用することを容易にしうる。１つの実施形態では、ビームフォーミング・モジュール３１２は、例えば、ＵＥ３１０に関連付けられた送信アンテナ３１８１−３１８ｋの数に少なくとも部分的に基づいて、各プリコーディング・ベクトルを選択することによって、関連付けられたｅＮＢ３３０に透過的な方式で動作しうる。これら選択されたプリコーディング・ベクトルは、その後、プリコーディング・ベクトル・セット３１４に関連付けられうる。ビームフォーミング・モジュール３１２は、プリコーディング・ベクトル・セット３１４から、ＰＲＡＣＨ通信のために１または複数のベクトルを選択しうる。１つの実施形態では、ビームフォーミング・モジュール３１２は、さらに、プリコーディング・ベクトル・セット３１４におけるそれぞれのベクトルを循環またはビーム・スイープすることを容易にしうる。
【００５９】
ＵＥ３１０はまた、送信ダイバーシティ・モジュール３１６を含みうる。これは、ＵＥ３１０に関連付けられた複数の送信アンテナ３１８１−３１８ｋに基づいて、さまざまな形式の送信ダイバーシティの実施を容易にしうる。例えば、送信ダイバーシティ・モジュール３１６は、アンテナ選択、ＴＳＴＤ等によって、ダイバーシティを容易にしうる。１つの実施形態では、送信ダイバーシティは、例えば、ＵＥ３１０がｅＮＢ３３０からランダム・アクセス・シグナリングに対する応答を受信しない場合に生じうる、ＰＲＡＣＨ再送信の場合に適用されうる。
【００６０】
特に、送信ダイバーシティ・モジュール３１６は、ｅＮＢ３３０への再送信の効率を最大にするために、例えば、アンテナ選択調節、送信ダイバーシティ調節、電力レベル調節等のような、連続的な再送信のためのさまざまな調節を容易にしうる。このような調節は、ｅＮＢ３３０に透過的に、または、ｅＮＢ３３０の支援の下で、の何れかによって実行されうる。
【００６１】
したがって、マルチ・アンテナ通信システムにおけるアップリンクＰＲＡＣＨ送信を容易にするためのフローチャートが図４に例示される。まず、関連付けられた送信アンテナの数に少なくとも部分的に基づいて、ランダム・アクセス・チャネルによるＭＩＭＯ通信のためのランダム・アクセス送信スキームが決定される（４０２）。その後、ランダム・アクセス信号が、ランダム・アクセス送信スキームを用いて送信される（４０４）。
【００６２】
さらなる例では、ＰＲＡＣＨおよび／またはその他の適切なランダム・アクセス・チャネルの処理は、ランダム・アクセス・チャネル（単数または複数）に関連付けられたフォーマットに少なくとも部分的に基づいて実行されうる。例えば、図５におけるシステム５００に示すように、関連付けられたランダム・アクセス・チャネルによって利用されているフォーマットを分析、および／または、さもなくば識別するために、ランダム・アクセス・チャネル・フォーマット・アナライザ５１０が利用されうる。一方、ランダム・アクセス・チャネル・フォーマット・アナライザ５１０によって識別されたランダム・アクセス・チャネル・フォーマットに基づいて、例えば、ビームフォーミング・モジュール３１２によるビームフォーミング、送信ダイバーシティ・モジュール３１６によるアンテナ選択動作および／またはその他の送信ダイバーシティ動作等のように、本明細書で記載されたようなランダム・アクセス・チャネル処理のうちの１または複数の態様を制御するために、ランダム・アクセス・チャネル処理マネジャ５２０および／またはその他の適切な手段が利用されうる。例えば、（ＰＲＡＣＨフォーマット２、ＰＲＡＣＨフォーマット３等のように）反復されたプリアンブルを有するランダム・アクセス・チャネル（例えば、ＰＲＡＣＨ）フォーマットの場合、ダイバーシティを最大にするために、プリコーディング・ベクトルおよび／またはアンテナの選択、および／または、システム５００における１または複数のその他の適切な動作が、バースト毎に適用されうる。
【００６３】
図３に戻って、非透過的および／または非競合ベースのＰＲＡＣＨ送信スキームの場合、ｅＮＢ３３０が、ランダム・アクセス・シグナリングのためにＵＥ３１０に対してさまざまなリソースを再割当できるように、ＵＥ３１０は、ｅＮＢ３３０と同期するように構成されうる。したがって、例えば、ｅＮＢ３３０は、所与のＵＥ３１０によって利用されるべきＰＲＡＣＨ送信スキームを選択するための送信スキーム・セレクタ３３２と、選択された送信スキームをＵＥ３１０に示すための送信スキーム・インジケータ・モジュール３３４とを含みうる。
【００６４】
一例では、ＰＲＡＣＨ送信スキームが、ＰＡＲ許可（例えば、従来のランダム・アクセス手順におけるメッセージ２。ここで、メッセージ１は、ランダム・アクセス要求であり、メッセージ２はＰＡＲであり、メッセージ３は、スケジュールされたＵＥ送信であり、メッセージ４は、メッセージ３の確認である）を介して、ｅＮＢ３３０によってＵＥ３１０へ示されうる。１つの実施形態では、送信スキームは、例えば、送信スキームを示すＲＡＲ許可へ１または複数のビットを加えることによって、これと同じ方式で示されうる。
【００６５】
別の例では、（例えば、ＰＤＣＣＨによって、）データが、関連付けられたＤＬデータ・バッファに到着することを、ｅＮＢ３３０が検出するイベントでは、ｅＮＢ３３０は、ＰＲＡＣＨ手順を開始しうる。この場合、ｅＮＢ３３０は、非競合ベースのＰＲＡＣＨを用いるようにＵＥ３１０に指示し、関連する送信スキーム割当をＵＥ３１０に提供しうる。このような例において、送信スキームは、送信スキームを示すために１または複数のゼロ・パディング・ビットを再解釈することにより、ＵＥ３１０へ示されうる。あるいは、送信スキームは、ハード・コードされうるか、および／または、さもなくば、（例えば、ネットワーク仕様等によって）システム３００内の実質的にすべてのデバイスへ演繹的に指定されうることが認識される。
【００６６】
選択されたＰＲＡＣＨ送信スキームの、関連付けられたユーザ・デバイスへのシグナリングを容易にするためのフローチャートが図６に例示される。まず、ＭＩＭＯ通信のために複数のユーザ・デバイスによって利用されるべきランダム・アクセス送信スキームが決定される（６０２）。ランダム・アクセス送信スキームにしたがって、複数のユーザ・デバイスのうちの１つによって送信されたランダム・アクセス要求が受信される（６０４）。
【００６７】
１つの実施形態では、ＰＲＡＣＨ電力制御が、選択された送信スキームに応じて、システム３００内で実行されうる。例えば、選択された送信スキームを考慮するように、ＰＲＥＡＭＢＬＥ＿ＲＥＣＥＩＶＥＤ＿ＴＡＲＧＥＴ＿ＰＯＷＥＲ、および／または、その他の適切なパラメータのようなＰＲＡＣＨパラメータが設定されうる。一例において、（例えば、関連付けられたＰＲＡＣＨ手順の完了後の）最初のＰＵＳＣＨ送信に関連付けられた電力制御がさらに、選択されたＰＲＡＣＨ送信スキームに応じて実行されうる。別の例では、（例えば、前述したような）連続的なＰＲＡＣＨ再送信のために利用される電力ランプ・ステップ・サイズが、利用されている送信スキームに応じうる。
【００６８】
したがって、ＭＩＭＯ通信システムにおいてＰＲＡＣＨ電力制御を実行するためのフローチャートが、図７に例示される。まず、関連付けられた送信アンテナの数に少なくとも部分的に基づいて、ランダム・アクセス・チャネルによるＭＩＭＯ通信のためのランダム・アクセス送信スキームが決定される（７０２）。その後、ランダム・アクセス送信スキームに少なくとも部分的に基づいて（ランダム・アクセス送信スキームに応じて）ＰＲＡＣＨ電力制御が実行される（７０４）。
【００６９】
図３に戻って、ある実施形態では、ＵＥ３１０は、前述した機能のうちのいくつかまたはすべてを実行するために利用されうるプロセッサ３２０および／またはメモリ３２２を含みうる。さらに、または、その代わりに、ｅＮＢ３３０は、前述した機能のうちのさまざまな態様を実施するためにプロセッサ３２０および／またはメモリ３２２を実装しうる。
【００７０】
開示された処理におけるステップの具体的な順序または階層は、典型的なアプローチの例であることが理解される。設計選択に基づいて、これら処理におけるステップの具体的な順序または階層は、本開示のスコープ内であることを保ちながら、再構成されうることが理解される。方法請求項は、さまざまなステップの要素を、サンプル順で示しており、示された具体的な順序または階層に限定されないことが意味される。
【００７１】
当業者であれば、情報および信号は、さまざまな異なる技術および技法のうちの何れかを用いて表されうることを理解するであろう。例えば、上記説明を通じて参照されうるデータ、命令群、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁性粒子、光学場または光学粒子、あるいはこれらの任意の組み合わせによって表現されうる。
【００７２】
当業者であればさらに、本明細書で開示された実施形態に関連して記載された例示的なさまざまな論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズム・ステップは、電子的なハードウェア、コンピュータ・ソフトウェア、あるいはこれら両方の組み合わせとして実現されることを認識するであろう。ハードウェアとソフトウェアとの相互置換性を明確に説明するために、さまざまな例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、それらの機能の観点から一般的に記載された。それら機能がハードウェアとしてまたはソフトウェアとして実現されるかは、特定のアプリケーションおよびシステム全体に課せられている設計制約に依存する。当業者であれば、特定のアプリケーションのおのおのに応じて変化する方式で、上述した機能を実現することができる。しかしながら、この適用判断は、本発明の範囲からの逸脱をもたらすものと解釈されるべきではない。
【００７３】
本明細書で開示された実施形態に関連して記述されたさまざまな例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（“ＤＳＰ”）、特定用途向け集積回路（“ＡＳＩＣ”）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（“ＦＰＧＡ”）あるいはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリート・ゲートあるいはトランジスタ・ロジック、ディスクリート・ハードウェア構成要素、または上述された機能を実現するために設計された上記何れかの組み合わせを用いて実現または実施されうる。汎用プロセッサは、マイクロ・プロセッサでありうるが、代わりに、従来技術によるプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、あるいは順序回路を用いることも可能である。プロセッサは、例えばＤＳＰとマイクロ・プロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロ・プロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１または複数のマイクロ・プロセッサ、またはその他任意のこのような構成であるコンピューティング・デバイスの組み合わせとして実現されうる。
【００７４】
本明細書で開示された実施形態に関して記述された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェアにおいて直接的に、プロセッサによって実行されるソフトウェア・モジュールによって、あるいはこれら２つの組み合わせによって具体化されうる。ソフトウェア・モジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュ・メモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハード・ディスク、リムーバブル・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいは当該技術分野で知られているその他の型式の記憶媒体に収納されうる。典型的な記憶媒体は、この記憶媒体から情報を読み取ったり、この記憶媒体に情報を書き込むことができるプロセッサのようなプロセッサに接続される。あるいは、この記憶媒体は、プロセッサに統合されうる。このプロセッサと記憶媒体とは、ＡＳＩＣ内に存在しうる。ＡＳＩＣは、ユーザ端末内に存在しうる。あるいは、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末内のディスクリート部品として存在しうる。
【００７５】
開示された実施形態の上記記載は、当業者をして、本開示の製造または利用を可能とするように提供される。これら実施形態に対するさまざまな変形例もまた、当業者には明らかであって、本明細書で定義された一般的な原理は、本開示の主旨または範囲から逸脱することなく他の例にも適用されうる。このように、本開示は、本明細書で示された実施形態に限定されるものではなく、本明細書で開示された原理および新規な特徴に一致した最も広い範囲に相当することが意図されている。
【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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【国際調査報告】
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