(57)【要約】  少なくとも1つのアンテナを各々が有する複数の送信サイトを有するセルラ通信ネットワークにおいて、所与のデータストリームをターゲットの移動端末に提供する方法は、複数の送信サイトの内の少なくとも2つを連携サイトとして指定し、連携サイトに関連するサブバンドの中で送信サイト各々にトーンを割り当て、データストリームを、選択されたトーンによりそれぞれ送信される少なくとも2つのサブデータストリームに分割し、時間スイッチング送信ダイバーシチ方式及び周波数スイッチング送信ダイバーシチ方式の内の選択されたものに従って連携サイトのトーンをインタレースする。
2013505605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも1つのアンテナを各々が有する複数の送信サイトを有するセルラ通信ネットワークにおいて、所与のデータストリームをターゲットの移動端末に提供する方法であって、
前記複数の送信サイトの内の少なくとも2つを連携サイトとして指定するステップと、
前記連携サイトに関連するサブバンドの中で送信サイト各々にトーンを割り当てるステップと、
前記データストリームを、選択されたトーンによりそれぞれ送信される少なくとも2つのサブデータストリームに分割するステップと、
時間スイッチング送信ダイバーシチ方式及び周波数スイッチング送信ダイバーシチ方式の内の選択されたものに従って前記連携サイトのトーンをインタレースするステップと
を有する方法。
【請求項２】
前記連携サイトが、少なくとも1つの基地局及び少なくとも1つの中継局の中から選択された少なくとも2つを含む、請求項1記載の方法。
【請求項３】
時間スイッチング送信ダイバーシチ方式に従って前記連携サイトのトーンをインタレースする場合において、時間領域において前記トーンをインタレースする、請求項1記載の方法。
【請求項４】
周波数スイッチング送信ダイバーシチ方式に従って前記連携サイトのトーンをインタレースする場合において、周波数において前記トーンをインタレースする、請求項1記載の方法。
【請求項５】
前記連携サイトの各々が少なくとも2つのアンテナを有し、前記連携サイトの各々におけるアンテナは、送信ダイバーシチ方式又は空間多重方式の内の選択されたものに従って送信を行う、請求項1記載の方法。
【請求項６】
前記送信ダイバーシチ方式が時空間周波数ダイバーシチ方式である、請求項5記載の方法。
【請求項７】
前記送信ダイバーシチ方式がアラモチ(Alamouti)符号化アルゴリズムに従うものである、請求項5記載の方法。
【請求項８】
複数の送信サイトを有するセルラ通信ネットワークにおいて、データストリームをターゲットの移動端末に提供する方法であって、
第1の送信サイト及び第2の送信サイトを連携サイトとして指定するステップと、
前記第1の送信サイトが、ビームフォーミング技術により前記データストリームを前記移動端末に送信するステップと、
前記第2の送信サイトが、ビームフォーミング技術により前記データストリームを前記移動端末に送信するステップと
を有し、前記第2の送信サイトから送信されるビームは、前記ターゲットの移動端末において、前記第1及び第2の送信サイトから到来するビームが建設的に合成されるように調整されている、方法。
【請求項９】
前記第1及び第2の送信サイトの内の何れかはアンテナアレイを有し、前記送信するステップにおいて、前記アンテナアレイの各アンテナから同じデータストリームを送信する、請求項8記載の方法。
【請求項１０】
前記アンテナアレイの中のプライマリアンテナが、前記ターゲットの移動端末からチャネル品質情報(CQI)フィードバックを受信し、該CQIフィードバックに応答して、線形位相調整のインジケータを前記アンテナアレイの中の他のアンテナ各々に与えるステップと、
前記ターゲットの移動端末において前記アンテナアレイから到来するビームが建設的に合成されるように、前記他のアンテナ各々から送信されるビームを指定された量だけ位相シフトさせるステップと
を更に有する請求項9記載の方法。
【請求項１１】
前記位相シフトさせるステップにおいて、前記データストリームの成分を、選択された周波数においてのみシフトさせる、請求項10記載の方法。
【請求項１２】
前記位相シフトさせるステップがコードブック位相調整を行う、請求項11記載の方法。
【請求項１３】
前記位相シフトさせるステップにおいて、ノマディックターゲット移動端末に対して便宜位相補正を行う、請求項12記載の方法。
【請求項１４】
前記便宜位相調整が、各アンテナにおいてランダム位相シーケンスを適用し、受信したCQIフィードバックに基づいて最良の位相の組み合わせを選択する、請求項13記載の方法。
【請求項１５】
前記第1及び第2の送信サイトの何れかがMIMOサイトであり、該MIMOサイトによるビームはプリコーディングを用いて形成されている、請求項8記載の方法。
【請求項１６】
受信したCQIフィードバックに基づいてプリコーダを選択するステップを更に有する、請求項15記載の方法。
【請求項１７】
前記インジケータが、前記ターゲットの移動端末に到来する個々のビームの時間差のインジケータを含む、請求項10記載の方法。
【請求項１８】
前記時間差のインジケータが、到着時間推定技術及びチャネル推定技術の内の選択されたものを用いて生成されている、請求項17記載の方法。
【請求項１９】
複数の送信サイトを有するセルラ通信ネットワークにおいて、ターゲットの移動端末にサービスを提供する方法であって、
複数の送信サイトの内の少なくとも2つを連携サイトとして指定するステップと、
前記連携サイトの内の1つの送信サイトをサービングサイトとして指定するステップと、
サービングサイトでない送信サイトを位相参照サイトとして指定するステップと、
前記位相参照サイトに対して一定のプリコーダを指定するステップと、
前記サービングサイトのみにおいて、位相調整のためのプリコーダのインジケータを受信し、該インジケータが示すプリコーダを用いて前記ターゲットの移動端末への送信信号をエンコードするステップと
を有する方法。
【請求項２０】
前記連携サイトが2つの送信サイトを含み、前記プリコーダが2送信機定振幅コードブックから選択される、請求項19記載の方法。
【請求項２１】
前記連携サイトがM個の送信サイトを含み、Mは2より大きな数であり、前記プリコーダがM送信機定振幅コードブックから選択される、請求項19記載の方法。
【請求項２２】
前記プリコーダは仮想アンテナプリコーダコードブックから選択される、請求項19記載の方法。
【請求項２３】
選択された前記仮想アンテナプリコーダは仮想アンテナ閉ループプリコーダである、請求項22記載の方法。
【請求項２４】
複数の送信サイトを有するセルラ通信ネットワークにおいて、ターゲットの移動端末にサービスを提供する方法であって、
送信サイトの2つの固有のサブセットを第1及び第2の連携サイトとして指定するステップと、
連携サイト各々において閉ループ技術を使用するステップと、
連携サイト同士の間で開ループ連携技術を使用するステップと
を有する方法。
【請求項２５】
前記開ループ連携技術を使用する際に、ある送信ダイバーシチ方式に従って前記第1の連携サイト及び前記第2の連携サイトから同じデータストリームを送信する、請求項24記載の方法。
【請求項２６】
前記送信ダイバーシチ方式は周波数スイッチング方式又はアラモチ(Alamouti)方式の内の選択されたものである、請求項25記載の方法。
【請求項２７】
前記開ループ連携技術を使用する際に、空間多重方式に従って前記第1の連携サイト及び前記第2の連携サイトから異なるデータストリームを送信する、請求項24記載の方法。
【請求項２８】
前記連携サイト各々において閉ループ技術を使用する際に、MIMOチャネル係数、MIMOプリコーダ及びビームフォーミングの内の選択されたものを使用する、請求項24記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願はセルラ通信システムに関連する。特に、本願はセルラサイト同士の間におけるMIMO通信技術に関連する。
【背景技術】
【０００２】
セルラネットワークは、セル又はサイトと呼ばれる多数の小さな地理的領域に分割されている。各々のセルは1つ以上のセルに隣接している。セルは全体として大きな地理的領域にセルラサービスを提供する。各々のセルは典型的には1つ以上の対応する基地局によって管理されている。各セルの中で1つ以上の関連する基地局はセル内に位置する1つ以上の移動端末(又は移動局)と通信する。以下において詳細に説明するように、中継局又はリレーのような他の装置が基地局-移動端末間の通信を支援し、中継局もセルを管理してもよい。
【０００３】
所与のセルを介して伝搬する信号は、(例えば、セル内の移動端末や基地局のような)セル内の装置からの送信信号を含み、隣接するセルから送信された信号も含んでいるかもしれない。すなわち、場合によっては移動端末は複数の送信機から比較的強い信号を受信するかもしれない。例えば、あるセルと隣接セルの境界付近に位置していた場合、移動端末は、その移動端末が在圏しているセルを管理する基地局(サービング基地局)から送信された信号と、隣接セルを管理する基地局から送信された信号とを両方とも受信する。更に、移動端末は中継局や他の基地局等のような所与のセルの中にある複数のソースから信号を受信するかもしれない。これら様々なソースからの信号は、例えば様々なサイトからの信号の建設的な重ね合わせ(constructive  superposition)によって、移動端末で受信される予想される又は期待される信号と干渉してしまうかもしれない。
【０００４】
従って移動端末の観点から有用な信号に変換するように(さもなくば干渉となってしまう)、移動端末が受信した様々な信号が合成できるならば、極めて有用である。そのようなことを行う様々な技術が提案されており、概してそれらは、同一のセルの中で、分散されたアンテナを備える基地局及び中継局の間、基地局及び中継局の間、そして2つ以上の異なるセルの基地局同士の間で協同することを含む。
【０００５】
協同する装置同士の間のオープンループ的な協同は、一般に、送信ダイバーシチ方式/技術及び空間多重方式を使用する。送信ダイバーシチ方式は、協同するサイトにおける特定の移動端末に異なるサブバンドが割り当てられるバンド切り替え送信ダイバーシチ方式や、順方向誤り訂正による空間ダイバーシチを行うために位相遅延又はサイクリック遅延が信号に適用される位相遅延ダイバーシチ(PDD)/ショートサイクリックディレイダイバーシチ(CDD)方式や、様々な協同するサイトが空間トーン符号を用いて同じリソースを使用する時空間周波数送信ダイバーシチ方式等を含む。空間多重方式の場合、様々な協同するサイトが独立したデータストリームを受信機に送信する。この種の既存のオープンループ協同方式の欠点は、協同するサイトへのチャネル状態情報(Channel  State  Information：CSI)のフィードバックを活用していないことである。従ってこの方式は、高速及び中程度の速度のユーザにとっては有用であるかもしれないが、良好な品質をもたらすようにチャネル状態情報を使用できる低速ユーザにとっては(それが使用されないので)有用でない。
【０００６】
別の技術である干渉アライメント方式(interference  alignment)はマルチサイトマルチユーザMIMO(MU-MIMO)を使用し、MIMO方式の様々な協同するサイトが同じ共有されるリソースを用いて一群の独立したデータを様々なユーザに送信する。協同するサイトは全てのノードにおいて生じる干渉に対して調整される。この方式の欠点は、多数配置されたユーザにのみ適用されること、同じ基地局によって管理される2つ以上のユーザのペアを形成しなければならないこと、及び送信サイト(例えば、基地局)がチャネル状態の情報を必要とすること等である。チャネル状態データ、又は送信サイトがチャネル状態を算出する際の基礎となる情報が、移動端末から送信されなければならないので、この方式は多くのフィードバックオーバーヘッドを生じる結果となってしまう。従ってこの方式は固定された一定の又は低速のユーザに主に適用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、複数の送信サイトが協同するのに適した改善された方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態による方法は、
少なくとも1つのアンテナを各々が有する複数の送信サイトを有するセルラ通信ネットワークにおいて、所与のデータストリームをターゲットの移動端末に提供する方法であって、
前記複数の送信サイトの内の少なくとも2つを連携サイトとして指定するステップと、
前記連携サイトに関連するサブバンドの中で送信サイト各々にトーンを割り当てるステップと、
前記データストリームを、選択されたトーンによりそれぞれ送信される少なくとも2つのサブデータストリームに分割するステップと、
時間スイッチング送信ダイバーシチ方式及び周波数スイッチング送信ダイバーシチ方式の内の選択されたものに従って前記連携サイトのトーンをインタレースするステップと
を有する方法である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】セルラ通信システムのブロック図。
【図２】本発明の実施形態を実現する際に使用されてもよい基地局の一例を示すブロック図。
【図３】本発明の実施形態を実現する際に使用されてもよい無線端末の一例を示すブロック図。
【図４】本発明の実施形態を実現する際に使用されてもよい中継局の一例を示すブロック図。
【図５】本発明の実施形態を実現する際に使用されてもよいOFDM送信機アーキテクチャの論理的なブロック図。
【図６】本発明の実施形態を実現する際に使用されてもよいOFDM受信機アーキテクチャの論理的なブロック図。
【図７Ａ】本発明の実施形態によるシングルインプットシングルアウトプット(SISO)形式におけるSC-FDMA送信機の一例を示す図。
【図７Ｂ】本発明の実施形態によるシングルインプットシングルアウトプット(SISO)形式におけるSC-FDMA受信機の一例を示す図。
【図８Ａ】連携送信サイトを含む本発明の実施形態が使用されてもよいセルラ通信システムの一例を示すブロック図。
【図８Ｂ】連携送信サイトを含む本発明の実施形態が使用されてもよいセルラ通信システムの一例を示すブロック図。
【図８Ｃ】連携送信サイトを含む本発明の実施形態が使用されてもよいセルラ通信システムの一例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の第1形態においては、少なくとも1つのアンテナを有する複数の送信サイトを有するセルラ通信ネットワークにおいて、所与のデータストリームをターゲットの移動端末に提供する方法が提供される。本方法は、
前記複数の送信サイトの内の少なくとも2つを連携サイト(cooperating  site)として指定するステップと、
前記連携サイトに関連するサブバンドの中で送信サイト各々にトーンを割り当てるステップと、
前記データストリームを、選択されたトーンにより送信される少なくとも2つのサブデータストリームに分割するステップと、
時間スイッチング送信ダイバーシチ方式及び周波数スイッチング送信ダイバーシチ方式の内の選択されたものに従って前記連携サイトのトーンをインタレースするステップと
を有する方法である。
【００１１】
本発明の第2形態においては、複数の送信サイトを有するセルラ通信ネットワークにおいて、データストリームをターゲットの移動端末に提供する方法は、
第1の送信サイト及び第2の送信サイトを連携サイトとして指定するステップと、
前記第1の送信サイトが、ビームフォーミング技術により前記データストリームを前記移動端末に送信するステップと、
前記第2の送信サイトが、ビームフォーミング技術により前記データストリームを前記移動端末に送信するステップと
を有し、前記第2の送信サイトから送信されるビームは、前記ターゲットの移動端末において、前記第1及び第2の送信サイトから到来するビームが建設的に合成(constructive  addition)されるように調整されている、方法である。
【００１２】
本発明の第3形態においては、複数の送信サイトを有するセルラ通信ネットワークにおいて、ターゲットの移動端末にサービスを提供する方法は、
複数の送信サイトの内の少なくとも2つを連携サイトとして指定するステップと、
前記連携サイトの内の1つの送信サイトをサービングサイト(serving  site)として指定するステップと、
サービングサイトでない送信サイトを位相参照サイト(phase  reference  site)として指定するステップと、
前記位相参照サイトに対して固定プリコーダを指定するステップと
を有する方法である。前記サービングサイトのみにおいて、位相調整のためのプリコーダのインジケータを受信し、該インジケータが示すプリコーダを用いて前記ターゲットの移動端末への送信信号をエンコードする。
【００１３】
本発明の第4形態においては、複数の送信サイトを有するセルラ通信ネットワークにおいて、ターゲットの移動端末にサービスを提供する方法は、
送信サイトの2つの固有のサブセットを第1及び第2の連携サイトとして指定するステップと、
連携サイト各々において閉ループ技術を使用するステップと、
連携サイト同士の間で開ループ連携技術を使用するステップと
を有する方法。
【００１４】
開示内容に対する特定の実施形態の以下の説明を添付図面と共に参照することで、本発明の特徴及び他の形態は当業者にとって更に明らかになるであろう。
【００１５】
図面は開示される実施形態の具体例を示しているに過ぎない。
【００１６】
図中、同様な参照番号は同様な要素を示す。
【００１７】
＜詳細な説明＞
図1を参照するに、複数のセル12における無線通信を制御する基地局コントローラ(BSC)10が示されており、セルは対応する基地局(BS)14により管理される。
【００１８】
一実施形態において、セルの各々は複数のセクタ13又はゾーン(図示せず)に更に分割されてもよい。概して、基地局14の各々は、移動端末及び/又は無線端末16とOFDM方式で通信を行うことを支援し、その移動端末及び/又は無線端末は対応する基地局14に関連するセルの中に存在する。基地局14に対する移動端末16の移動は、チャネル状態の大幅な変動をもたらす。図示されているように基地局14及び移動端末16は通信の際に空間ダイバーシチを行うために複数のアンテナを有する。一実施形態において、中継局15は基地局14及び無線端末16の間の通信を支援する。無線端末16は、セル12、セクタ13、ゾーン(図示せず)、基地局14又は中継局15の内の任意のものから、セル12、セクタ13、ゾーン(図示せず)、基地局14又は中継局15の内の他のものへハンドオフすることができる(18)。一実施形態において、基地局14は各自との間で及びバックホールネットワーク11を介して他のネットワーク(例えば、コアネットワーク、インターネット等であるが、何れも図示されていない)との間で通信を行う。一実施形態において基地局コントローラ10は不要である。
【００１９】
図2を参照するに、基地局14の一例が示されている。基地局14は概して制御システム20、ベースバンドプロセッサ22、送信回路24、受信回路26、アンテナ28及びネットワークインタフェース30を含む。受信回路26は移動端末16(図3に示されている)及び中継局15(図4に示されている)に備わっている1つ以上のリモート送信機から、情報を運ぶ無線周波数信号を受信する。低雑音増幅器及びフィルタ(図示せず)が、処理する信号を増幅すること及び処理する信号からブロードバンド干渉を除去することのために協同する。ダウンコンバージョン及びディジタル化回路(図示せず)は、フィルタリングされた受信信号を、中間周波数信号又はベースバンド周波数信号にダウンコンバートし、その後の信号は1つ以上のディジタルストリームにディジタル化される。
【００２０】
ベースバンドプロセッサ22はディジタル化された受信信号を処理し、受信信号により搬送されて来た情報又はデータビットを抽出する。この処理は典型的には復調、復号及び誤り訂正等の処理を含む。従ってベースバンドプロセッサ22は一般的には1つ以上のディジタル信号プロセッサ(DSP)又は特定用途向け集積回路(ASIC)により実現される。受信した情報は、ネットワークインタフェース30により無線ネットワークを介して送信される、或いは中継局15を経由せずに直接的に又は経由して基地局14が管理している他の移動端末16へ送信される。
【００２１】
送信側においては、ベースバンドプロセッサ22は、制御システム20による制御の下で、音声、データ又は制御情報を表すディジタルデータをネットワークインタフェース30から受信し、そのデータを送信用にエンコードする。エンコードされたデータは送信回路24に出力され、所望の1つ以上の送信周波数を有する1つ以上のキャリア信号によって変調される。電力増幅器(図示せず)は、変調されたキャリア信号を送信に適したレベルまで増幅し、その変調されたキャリア信号をマッチング回路(図示せず)を経てアンテナ28に与える。変調及び処理の詳細については後述する。
【００２２】
図3を参照するに、移動端末16の一例が示されている。基地局14と同様に、移動端末16は、制御システム32、ベースバンドプロセッサ34、送信回路36、受信回路38、複数のアンテナ40及びユーザインタフェース回路42を含む。受信回路38は情報を運ぶ無線周波数信号を1つ以上の基地局14及び中継局15から受信する。低雑音増幅器及びフィルタ(図示せず)が、処理する信号を増幅すること及び処理する信号からブロードバンド干渉を除去することのために協同する。ダウンコンバージョン及びディジタル化回路(図示せず)は、フィルタリングされた受信信号を、中間周波数信号又はベースバンド周波数信号にダウンコンバートし、その後の信号は1つ以上のディジタルストリームにディジタル化される。
【００２３】
ベースバンドプロセッサ34はディジタル化された受信信号を処理し、受信信号により搬送されて来た情報又はデータビットを抽出する。この処理は典型的には復調、復号及び誤り訂正等の処理を含む。従ってベースバンドプロセッサ34は一般的には1つ以上のディジタル信号プロセッサ(DSP)又は特定用途向け集積回路(ASIC)により実現される。
【００２４】
送信側においては、ベースバンドプロセッサ34は、音声、データ又は制御情報を表すディジタルデータを制御システム32から受信し、それを送信用にエンコードする。エンコードされたデータは送信回路36に出力され、所望の1つ以上の送信周波数における1つ以上のキャリア信号を変調器により変調する。電力増幅器(図示せず)は、変調されたキャリア信号を送信に適したレベルまで増幅し、その変調されたキャリア信号をマッチング回路(図示せず)を経てアンテナ40に与える。当業者が利用可能な様々な変調方式及び処理が、中継局を経由しない直接的な又は経由する移動端末及び基地局の間の信号伝送に使用される。
【００２５】
OFDM変調の場合、送信帯域は複数の直交する搬送波(キャリア波)に分割される。各搬送波は送信されるディジタルでエータに従って変調される。OFDMは送信帯域を複数のキャリアに分割するので、キャリア当たりの帯域幅は減少し、キャリア当たりの変調時間は増加する。複数のキャリアが並列的に(同時に)送信されるので、所与の任意のキャリアにおけるディジタルデータ又はシンボルの伝送レートは、単一のキャリアしか使用されていなかった場合に比べて低い。
【００２６】
OFDM変調方式は、送信される情報について逆高速フーリエ変換(IFFT)を実行する。復調の場合、受信信号について高速フーリエ変換(FFT)を実行することで、送信された情報が復元される。実際には、IFFT及びFFTは、逆離散フーリエ変換(IDFT)及び離散フーリエ変換(DFT)を実行するディジタル信号処理によりそれぞれ行われる。従って、OFDM変調方式の特徴は、送信チャネル内の複数のバンドに対して、直交する複数の搬送波が生成されることである。変調された信号は、比較的低い伝送レートを有しかつ各自のバンド内に収まることが可能なディジタル信号である。個々の搬送波がディジタル信号によって直接的に変調されるのではない。そうではなく、全ての搬送波がIFFT処理によって一度に変調される。
【００２７】
動作の際、OFDMは基地局14から移動端末16への少なくともダウンリンク通信に使用されることが好ましい。基地局14の各々には「n」個の送信アンテナ28(n≧1)が備わっており、移動端末16の各々には「m」個の受信アンテナ40(m≧1)が備わっている。留意すべきことに、個々のアンテナは適切なデュプレクサ又はスイッチを用いて受信及び送信に使用可能であり、単なる簡明化のためにそのように言及されている。
【００２８】
中継局15が使用される場合、好ましくはOFDMは基地局14から中継局15へ及び中継局15から移動端末16へのダウンリンク通信に使用される。
【００２９】
図4を参照するに、中継局15の一例が示されている。基地局14及び移動端末16と同様に、中継局15は、制御システム132、ベースバンドプロセッサ134、送信回路136、受信回路138、複数のアンテナ130及び中継回路142を含む。中継回路142は基地局16及び移動端末16の間の通信を中継局15が支援できるようにする。受信回路138は情報を運ぶ無線周波数信号を1つ以上の基地局14及び移動端末16から受信する。低雑音増幅器及びフィルタ(図示せず)が、処理する信号を増幅すること及び処理する信号からブロードバンド干渉を除去することのために協同する。ダウンコンバージョン及びディジタル化回路(図示せず)は、フィルタリングされた受信信号を、中間周波数信号又はベースバンド周波数信号にダウンコンバートし、その後の信号は1つ以上のディジタルストリームにディジタル化される。
【００３０】
ベースバンドプロセッサ134はディジタル化された受信信号を処理し、受信信号により搬送されて来た情報又はデータビットを抽出する。この処理は典型的には復調、復号及び誤り訂正等の処理を含む。従ってベースバンドプロセッサ134は一般的には1つ以上のディジタル信号プロセッサ(DSP)又は特定用途向け集積回路(ASIC)により実現される。
【００３１】
送信側においては、ベースバンドプロセッサ134は、音声、データ又は制御情報を表すディジタルデータを制御システム132から受信し、それを送信用にエンコードする。エンコードされたデータは送信回路136に出力され、所望の1つ以上の送信周波数における1つ以上のキャリア信号を変調器により変調する。電力増幅器(図示せず)は、変調されたキャリア信号を送信に適したレベルまで増幅し、その変調されたキャリア信号をマッチング回路(図示せず)を経てアンテナ130に与える。上述したように、当業者が利用可能な様々な変調方式及び処理が、中継局を経由しない直接的な又は経由する移動端末及び基地局の間の信号伝送に使用される。
【００３２】
図5を参照しながらOFDM送信機の論理的なアーキテクチャを説明する。先ず、基地局コントローラ10は、中継局15による支援を受けながら又は受けずに直接的に様々な移動端末16に送信するデータを、送信部に送る。基地局14は、移動端末に関連付けられているチャネル品質インジケータ(CQI)を用いて、送信するデータをスケジューリングする(送信の計画又は予定を立てる)ことに加えて、スケジューリングされたデータを送信する際の適切な符号化方式及び変調方式を選択する。CQIは、移動端末16から直接的に取得されてもよいし、或いは移動端末16から提供された情報に基づいて基地局14により決定されても良い。何れにせよ、各移動端末16のCQIは、チャネル振幅(又はチャネル応答)がOFDM周波数バンドの中で変動している程度を表す関数である。
【００３３】
ビットストリームであるスケジューリングされたデータ44は、データスクランブリング論理部46を用いてそのデータに関するピーク対平均電力比を減らすようにスクランブルされる(並べ替えられる)。スクランブルデータに対する巡回冗長検査(CRC)が行われ、CRC付加論理部48によりスクランブルデータに付加される。次に、移動端末16における復元及び誤り訂正を促すように、データに冗長性を効果的に付加するためにチャネルエンコーダ論理部50を用いてチャネル符号化が行われる。なお、特定の移動端末16に対するチャネル符号化はCQIに基づいている。一実施形態において、チャネル符号化論理部50は既存のターボ符号化を行ってもよい。そして、符号化されたデータはレートマッチング論理部52により処理され、符号化によるデータ伸張を補償する。
【００３４】
ビットインタリーバ論理部54は、符号化されたデータに属するビットを所定の方式で又は組織的に(systematically)並べ替え、連続的なデータビットの欠落のおそれを最小化する。結果のデータビットは、マッピング論理部56により選択されたベースバンド変調方式に従って対応するシンボルに組織的にマッピングされる(対応付けられる)。好ましくは、直交振幅変調(QAM)又は直交位相シフトキー(QPSK)変調方式が使用される。変調の程度は、好ましくは、特定の移動端末のCQIに基づいて選択される。周波数選択性フェージングに起因する周期的なデータ欠落に対する送信信号の耐性を更に高めるために、シンボルはシンボルインタリーバ論理部58を用いて組織的に並べ替えられる。
【００３５】
この段階において、ビット群は、振幅及び位相のコンステレーションにおける或る場所(ロケーション)を表すシンボルにマッピングされる(対応づけられる)。空間ダイバーシチが望まれる場合、シンボルの複数のブロックが時空間ブロック符号(STC)エンコーダ論理部60により更に処理され、送信される信号を、干渉に対して更に高い耐性を示すように及び移動端末16において更に簡易にデコードできるように、STCエンコーダ論理部60がシンボルを修正する。STCエンコーダ論理部60は、到来するシンボルを処理し、基地局14の送信アンテナ28の数に対応する「n」個の出力を提供する。図5に示されている制御システム20及び/又はベースバンドプロセッサ22は、STC符号化処理を制御するようにマッピング制御信号を提供する。この段階において、「n」個の出力に関するシンボルは、送信されるデータを表現し、かつ移動端末16により復元可能であると仮定する。
【００３６】
目下の例に関し、基地局14は2つのアンテナ28(n=2)を有し、STCエンコーダ論理部60は2つの出力シンボルストリームを提供するものと仮定する。従って、STCエンコーダ論理部60が出力するシンボルストリームの各々は、対応するIFFTプロセッサ62に送られ、理解を容易にするために別個に図示されている。1つ以上のプロセッサが、単独で又は本願で説明される他のプロセッサとの組み合わせにより、そのようなディジタル信号処理を行うように使用されてもよいことを、当業者は認めるであろう。IFFTプロセッサ62は、好ましくは、個々のシンボルについて逆フーリエ変換を行うように動作する。IFFTプロセッサ62の出力は時間領域のシンボルである。この時間領域シンボルはフレームにグループ化され、それらにはプレフィックス挿入論理部64によりプレフィックスが関連付けられる。その結果の信号の各々は、ディジタル領域において中間周波数までアップコンバートされ、関連するディジタルアップコンバージョン(DUC)及びディジタルアナログ(D/A)変換回路66によりアナログ信号に変換される。結果の(アナログ)信号はRF回路68及びアンテナ28を介して所望のRF周波数に同時に変調され、増幅され、送信される。留意すべきことに、意図されている移動端末16にとって既知のパイロット信号(複数)が、サブキャリア群の中に分散されている。以下において詳細に説明する移動端末16は、そのパイロット信号を用いてチャネル推定等を行う。
【００３７】
図6を参照するに、基地局14から中継局15を経ずに直接的に又は中継局15を経て移動端末16が、送信された信号を受信する様子が示されている。送信された信号が移動端末16のアンテナ140の各々に到来すると、個々の信号は関連するRF回路70により復調及び増幅される。図示の簡明化のため、2つの受信経路の内の一方のみが詳細に説明及び図示される。アナログディジタル(A/D)コンバータ及びダウンコンバージョン回路72は、ディジタル処理を行うためにアナログ信号をディジタル化及びダウンコンバートする。結果のディジタル信号は、受信信号レベルに基づいてRF回路70内の増幅器の利得を制御する自動利得制御回路(AGC)74により使用される。
【００３８】
先ず、ディジタル信号は粗同期論理部78を含む同期論理部76に提供され、粗同期論理部はいくつかのOFDMシンボルをバッファリング(蓄積)し、2つの連続するOFDMシンボル同士の自己相関(auto-correlation)を算出する。相関の結果による最大値に対応する結果の時間インデックスは微細同期サーチウィンドウを決定し、これは微細同期論理部80がヘッダに基づいて正確なフレーム開始位置を決定するために使用される。微細同期論理部80の出力は、フレーム調整論理部84によるフレームの捕捉を促す。以後のFFT処理が時間領域から周波数領域への正確な変換を実行できるように、適切なフレーム調整を行うことが重要である。微細同期アルゴリズムは、ヘッダにより搬送された受信パイロット信号と既知のパイロットデータのローカルコピーとの相関に基づく。フレーム調整が行われると、OFDMシンボルのプレフィックスがプレフィックス除去論理部86により除去され、結果のサンプルは周波数オフセット相関論理部88に与えられ、周波数オフセット相関論理部88は、送信機及び受信機における整合していないローカル発振器に起因するシステム周波数オフセットを補償する。好ましくは、同期論理部76は周波数オフセット及びクロック推定論理部82を有し、これはヘッダに基づいて送信信号に対する影響を推定することを促し、その推定結果を補償論理部88に提供し、OFDMシンボルを適切に処理できるようにする。
【００３９】
この段階において、時間領域のOFDMシンボルは、FFT処理論理部90による周波数領域への変換の準備が整う。結果の信号は、処理論理部92に与えられる周波数領域シンボルである。処理論理部92は、スキャタ配置パイロット抽出論理部94を用いて分散しているパイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号に基づいてチャネル推定論理部96を用いてチャネル推定値を決定し、チャネル再構築論理部98を用いて全てのサブキャリアに対するチャネル応答を提供する。サブキャリア各々に対するチャネル応答を判定するため、パイロット信号は、時間及び周波数の双方向に既知のパターンに従って、OFDMサブキャリアのデータシンボルの中で分散させられている本質的に複数のパイロットシンボルである。更に図6を参照するに、処理論理部は受信したパイロットシンボルと所定の時点で所定のサブキャリアに有ることが予定されているパイロットシンボルとを比較し、パイロットシンボルが送信されたサブキャリアについてのチャネル応答を判定する。それらの結果は補間され、(全てでなかった場合)パイロットシンボルが挿入されていなかった残りのサブキャリア全体に対するチャネル応答を推定する。実際のチャネル応答及び補間されたチャネル応答は全体のチャネル応答を推定するために使用され、それは(全部でなかった場合)OFDMチャネルのサブキャリアのほとんどに対するチャネル応答を含む。
【００４０】
受信経路各々についてのチャネル応答から導出されるチャネル再構築情報及び周波数領域シンボルは、STCデコーダ100に与えられ、STCデコーダは双方の受信経路についてSTCデコード処理を行い、送信されたシンボルを復元する。個々の周波数領域シンボルを処理する際に、チャネル再構築情報は、送信チャネルの影響を除去するのに充分な等化情報をSTCデコーダ100に提供する。
【００４１】
復元されたシンボルは、送信機のシンボルインタリーバ論理部58に対応するシンボルデインタリーバ論理部102を用いて、元の順序に戻される。デインタリーブされたシンボルは、デマッピング論理部104を用いて、対応するビットストリームに対応付けられる又は復調される。ビットは、送信機のアーキテクチャにおけるビットインタリーバ論理部54に対応するビットデインタリーバ論理部106を用いてデインタリーブされる。デインタリーブされたビットは、レートデマッチング論理部108により処理され、チャネルデコーダ論理部110に与えられ、当初スクランブルされたデータ及びCRCチェックサムを復元する。従ってCRC論理部112は、CRCチェックサムを除去し、スクランブルされたデータを従来の方法で検査し、その結果をデスクランブルを行うデスクランブル論理部114に与え、デスクランブル論理部は既存の基地局デスクランブルコードを用いて当初送信されたデータ116を復元する。
【００４２】
データ116を復元する処理と並列して、CQI又は少なくともCQIを基地局14で求めるのに充分な情報が決定され、基地局14に送信される。上述したように、CQIは、キャリア対干渉比(CR)の関数であるだけでなく、OFDM周波数バンドの様々なサブキャリアにおいてチャネル応答が変動する程度の関数でもある。目下の実施形態の場合、情報を送信するのに使用されるOFDM周波数バンド内の各サブキャリアのチャネルゲインは、互いに比較され、チャネルゲインがOFDM周波数バンドにおいて変動する程度を判定する。変動の程度を測定する多数の技法が利用可能であるが、1つの技法は、データを送信するのに使用されるOFDM周波数バンド内の各サブキャリアに対して、チャネルゲインの標準偏差を計算することである。
【００４３】
図7A及び7Bを参照するに、本発明の実施形態によるシングルインプットシングルアウトプット(SISO)形式におけるSC-FDMA送信機(図7A)及び受信機(図7B)の一例が示されている。SISOの場合、移動端末は1つのアンテナで送信し、基地局及び/又は中継局は1つのアンテナで受信する。図7はLETのSC-FDMAによるアップリンクの場合に送信機及び受信機に必要な基本的な単独の信号処理ステップを示す。一実施形態において、SC-FDMA(シングルキャリア周波数分割多重接続)方式が使用される。SC-FDMA方式は、3GPPロングタームエボリューション(LTE)ブロードバンド無線第4世代(4G)エアインタフェース等において使用されている。SC-FDMAはDFTプレコード化OFDMA方式と考えることができる、或いはシングルキャリア(SC)の多重接続方式と考えることもできる。SC-FDMA及びOFDMの全体的な通信処理においていくつかの類似点がある。OFDM及びSC-FDMAのこれらの共通点は、OFDMA送信回路及びOFDMA受信回路に示されており、この点については本願の技術分野における通常の知識を有する者にとって自明である。SC-FDMAは、変調シンボルのDFTプレコード化(DFT  pre-cording)及び変調シンボルの対応するIDFTにおいてOFDMAと相違する。プレコーディングに起因して、SC-FDMAサブキャリアはOFDMAサブキャリアの場合のように独立には変調されない。その結果、SC-FDMA信号のPAPRはOFDMA信号のPAPRの場合よりも低い。PARPが低いことは、概して、送信電力効率の観点から移動端末にとって有利である。
【００４４】
図1-7は本願による実施形態に使用可能な通信システムの具体的な一例を示す。本願による実施形態はその具体的な形態とは異なるアーキテクチャの通信システムと共に実現可能であるが、本願において説明されている実施形態と矛盾しないよう動作することが理解されるべきである。
【００４５】
図8A-8Cは、協同又は連携(cooperation)を行う場合の3つの例を示す。具体的には、図8Aは、所与のセル12の中で基地局14及び中継局15の間の連携の様子を示す。図8Bは、基地局14が2つの中継局15へ送信を行い、所与のセル12における移動端末16に対する中継局15同士の連携の様子を示す。図8Cはセル12aに在圏している移動端末16に対するセル12aの基地局14a及びセル12bの基地局14bの間の連携の様子を示す。以下、協同又は連携する装置は一般的に「連携サイト(cooperating  site)」と言及される。
【００４６】
以下において詳細に説明されるように、連携サイトは様々な方法で連携又は協同する。しかしながら少なくとも連携又は協同は、(例えば、特定のターゲット移動端末16への送信に協力するために)連携サイト同士の間で何らかの情報が共有されることを要する。この場合において、連携サイトは、連携サイトと通信している基地局コントローラ(例えば、基地局コントローラ10)により制御されてもよい。或いは、連携サイトは例えばバックホールネットワーク11又はインターネットのような他のネットワークを介して相互に接続されていてもよい。説明の便宜上、連携サイト間で連携を要する以下に説明する技法において、そのような連携は基地局コントローラ10及び/又はその他のネットワークにより行われる。
【００４７】
上述したようにセルラネットワークは複数の基地局14及び中継局15を福井、複数のセルの中の複数の移動端末16を管理する又はそれらにサービス提供する。従って所与の移動端末16は多数の基地局14及び中継局15の送受信範囲内にある。更に所与の基地局14又は中継局15は1つ以上の他の基地局の送受信範囲内にあってもよい。従って2つ以上の基地局14及び/又は中継局15(以下、「送信サイト」と言及する)が移動端末16の役に立つことが望ましい。以下において更に説明するように、そのような連携又は協同は移動端末に対するサービス品質を向上させる。すなわち、本願は基地局及び中継局が1つ以上の移動端末16に対して連携するいくつもの手法を開示する。
【００４８】
概して、閉ループの連携方式及び準閉ループ(semi-closed  loop)の連携方式の双方が本願において開示されている。開示される閉ループ方式において、連携する送信機(例えば、基地局14又は中継局15)は、チャネル状態情報(CSI)の全部又は一部の情報を有する。それらのターゲット(例えば、移動端末16)はいくつもの送信サイトから受信した通信信号を建設的に合成(constructively  add)する。開示される準閉ループ方式の場合、連携サイトの全部又は一部が各サイトの中で閉ループ方式を実行するが、送信サイト間の連携は開ループ方式である。
【００４９】
本願の第1の実施形態において、連携サイト(例えば、基地局14及び中継局15)は時間/周波数(トーン)切り替え方式の送信ダイバーシチによる開ループの連携を使用する。上述したように、OFDMの場合送信バンドを複数のキャリア/バンドに分割し、その各々はサブキャリア又はサブバンドと言及される。様々な隣接するサブキャリアが様々なサイトにより使用される(すなわち、ある基地局14/中継局15には、送信のために特定のサブキャリアが割り当てられる)。或いは、全ての送信サイトが同じサブキャリアで送信するが、連携サイトの各々は指定されたサブキャリアの一部のトーンのみで送信を行ってもよい。異なる連携サイトに割当又は指定された特定のトーンは、時間及び/又は周波数領域においてインタレースされてもよい。連携サイト各々におけるアンテナ(すなわち、送信機)は、カイループ方式(例えば、送信ダイバーシチ又は空間多重化等)を使用してもよい。本実施形態は(例えば、アラモチ(Alamouti)符号のような)時空間周波数ダイバーシチ方式(空間-時間-周波数送信ダイバーシチ方式)のような他の送信ダイバーシチ連携方式と組み合わせられてもよいことが理解されるであろう。
【００５０】
本願の第2の実施形態において、全ての連携サイトが同じ信号をターゲットの移動端末16に送信してもよい。連携サイトの1つは典型的にはターゲット移動端末16が在圏せいているセルを管理する基地局14のような装置であり、その連携サイトの1つはサービングサイトと言及される。所与のサービング基地局14及びターゲット移動端末16の間の経路の相違に起因して、連携サイトは時間/距離の調整を行う必要がある。より具体的には以下において詳細に説明されるが、サイトは、マルチサイトビームフォーミング方式、マルチサイト閉ループプレコーディング方式、及びヘテロジーニアス閉ループ方式の内の1つ以上の技術を用いて協同又は連携する。
【００５１】
マルチサイトビームフォーミング方式を実行する際、2つ以上のサイト(例えば、基地局14/中継局15)はアレー(array)として送信してもよい。各々のサイトは同じデータを含む信号のビームを送信する。FDDの場合、ビームは宛先の移動端末のアップリンクの到来角(Angle  of  Arival：AoA)を用いて形成される。ターゲットの移動装置16において、受信した信号を合成する際に建設的な重ね合わせ(constructive  superposition)が行われる。このため、重畳個別パイロット信号(superposition  dedicated  pilot  signal)がチャネル推定に使用されてもよい。理解されるように、異なる連携サイトからの個々の信号はターゲット移動端末までの経路特性(例えば、物理的な距離)の相違に起因して異なる時間にターゲット移動端末16に届くので、建設的な重ね合わせをするには、連携サイト間でタイミング及び距離の調整を行う必要がある。従って、送信された信号は線形に位相シフトされてもよい。補償を行うため、有利なことに、ターゲット移動端末16は何れかの送信サイトを基準サイトとし、タイミング差を他の送信サイトに報告する。他の送信サイトの各々は、各自の送信タイミングを調整し、ターゲット移動端末16に到達する信号が建設的に合成されるようにする。信号周波数が異なると異なる位相シフト量になることが分かっている。従ってそのような位相差を検出するために、直交パイロット信号が使用されてもよい。位相差を検出すると、ターゲット移動端末16はその位相差を従来の方法で対応する送信サイトに報告する。このフィードバックに基づいて、送信サイトは(例えば、コードブック位相補正法等のような)従来の位相補正法を用いて適切な位相補正を行う。更に、様々な送信サイトがランダム位相シーケンスを適用する場合、送信サイトはノマディック(nomadic)ターゲット移動端末16に対して便宜位相補正(opportunistic  phase  correction)を実行してもよい。CQI報告に基づいて、最良の位相の組み合わせが算出され、以後使用される。
【００５２】
マルチサイト閉ループプレコーディングを実行するため、異なるMIMO送信サイトがプリコーダを用いてターゲット移動端末16に対する同じビームを形成する。FDDを利用する場合、ターゲット移動端末16は、どのプリコーダを送信サイトに使用するかを報告/指定し、異なる送信サイトには異なるプリコーダを報告する。所与のサイトにおいて、プリコーダのセット又は集合(precoder  set)が再利用されてもよい。この場合、上述の何れかの方法例による位相補正により信号品質が改善される。或いは、全ての送信サイトを考慮してプリコーダが選択され、別の位相補正を必要としないようにしてもよい。タイミング及び距離の調整が必要であるが、この方法で送信される信号は、上記の従来のマルチサイトビームフォーミングを用いて送信される場合よりも、タイミング差に敏感でない。留意すべきことに、この方式を実行する際、直交共通パイロットがプリコーダの選択に必要とされ、直交共通パイロット又は重畳個別パイロットが復調に必要とされる。
【００５３】
ヘテロジーニアス(heterogeneous)マルチサイト閉ループ/ビームフォーミング方式の場合、アレイ及びMIMOサイトは同じデータストリームをターゲット移動端末16に送信する。プリコーダの選択はMIMOサイトに対して使用される。(上記のマルチサイトビームフォーミング方式の場合と同様に)タイミング及び距離の調整だけでなく位相補正もサイト間に必要とされる。有利なことに、MIMOサイトは外部データストリームを搬送し、システムのスループットを向上させる。復調の際に重畳個別パイロットに加えて、FDDプリコーダの共通パイロットが使用されてもよい。
【００５４】
上述したように、様々な送信サイトから送信された信号のタイミング/距離の差分は、周波数領域の信号の線形な位相シフトになる。従ってターゲット移動端末16に到来する信号の建設的な合成を行うため、送信された信号が補償される。すなわち本願の第3形態において、ターゲット移動端末16は、到着時間推定又はチャネル推定を行って、到来する信号のタイミングのずれ(mismatch)を測定する。ある送信サイトが基準サイトと考えられ、様々な到来信号のタイミング差がターゲット移動端末16によって基準サイトでない送信サイトに報告される。送信サイトの各々は、検出されたタイミング差を補償するように、周波数領域において線形な位相補正を実行する。具体的には、意図されているターゲット移動端末16に割り当てられているトーンのみが線形に位相の調整を受け、(例えば、基地局14等のような)送信機が他の移動端末にも送信する。その送信機により送信される全ての信号の位相調整は、他の移動端末宛の信号の劣化をもたらす。また、留意すべきことに、位相は時間領域ではなく周波数領域で調整される。なぜなら、時間領域における調整は、送信サイトが通信しているターゲット移動端末16以外の移動端末に対してタイミングのずれをもたらすからである。
【００５５】
上述したように位相補正は、様々な技法(特に、コードブックに基づく位相補正)によって行われてよい。本発明の第4の実施形態において、コードブックによる位相補正に関する変形例により連携サイト間の連携を実現する。後述するように、概して具体的な技法は多数の連携サイトによって異なってもよい。
【００５６】
連携送信サイトが2つである場合、2送信機定振幅コードブック(two  transmitter  constant  amplitude  codebook)が使用されてもよい。サービングサイトでない送信サイトはいそうリファレンスとして使用されてもよい。一定のプリコーダがサービングサイトでない送信サイトに指定されてもよい。ターゲット移動端末16は、位相補正に関し、好ましいプリコーダをサービング送信サイトに報告してもよい。この技法の場合、サービング送信サイトに位相補正フィードバックのみが必要とされる。
【００５７】
2より大きい数の送信サイト間の連携(すなわち、M>2、Mは送信サイト数)は、2送信機定振幅コードブックを使用することで達成されてもよい。具体的には、サービングサイトでない送信サイトが位相リファレンス(位相の基準)として使用され、一定のプリコーダがサービングサイトでない送信サイトに事前に指定されている。位相補正に関し、M-1個のプリコーダがサービング送信サイト及びサービングサイトでない他の全ての送信サイトに報告される。或いは、M個(M>2)のサイト間の連携は、M送信機定振幅コードブックを用いて達成されてもよい。具体的には、サービングサイトでない送信サイトが位相リファレンスとして使用され、一定のプリコーダが事前に割り当てられる。位相補正に関し、サービング送信サイト及びサービングサイトでない他の全ての送信サイトに或るプリコーダが報告される。
【００５８】
以下、2つの送信サイトが連携する場合における2送信機LTEコードブックの場合のコードベースのブック位相補正の具体例を説明する。2つのサイトの各々はアンテナアレイ又はMIMOアンテナを有する。プリコーダのセット又は集合は{[1,1]T，[1,j]T，[1,-1]T，[1,-j]T}であり、集合中の最初のものは0度の位相シフトを表現し、集合中の2番目は90度の位相シフトを表現し、集合中の3番目は180度の位相シフトを表現し、集合中の最後は270度の位相シフトを表現する。2つのサイトの位相に対する最良のプリコーダ(すなわち、信号の受信電力を最大にするもの)が決定される。決定されたプリコーダはサービング送信サイトに報告される。しかしながら支援サイト(helping  site)にプリコーダを報告する必要が無い場合がある(支援サイトはポート1で送信しており、プリコーディングマトリクスの最初の要素は常に「1」だからである)。理解されるように、コードブックに基づく技法は、位相シフト量を予め定められた量に制限するので、予め定められた多数の量で位相をシフトさせることを可能にする大規模なコードブックにより、システムパフォーマンスは改善されることが予想される。
【００５９】
以下に示すように、1レイヤデータXを送信する際のコードブックを用いて位相補正の別の例において、添え字の「2」によりサービングサイトを表現し、添え字の「1」により他の連携サイトを表現するとする。
【００６０】
Y=[H1P1H2P2]PpcX+n=HeqPpcX+n；
ここで、P1=argmax,P∈QM‖H1P‖；
P2=argmax,P∈QM‖H2P‖；
P3=argmax,P∈QM‖HeqP‖；及び
H1及びH2は連携サイトに対するチャネル行列であり；
Mは送信アンテナ数であり；
nはノイズであり；
QMは可能なプリコーダの∈であり；
P1及びP2は対応するプリコーダであり；及び
Ppcは2送信機プリコーダ集合中の位相補正プリコーダである。
【００６１】
上記の例において、P1、P2及びPpcの一括選択(ジョイント選択)は閉ループシステムのパフォーマンスを改善する。しかしながら、この技法の潜在的な欠点は、3つのコードブックが存在するので多くのコードブックのサーチ負担である(すなわち、3つのコードブックの最適な組み合わせを決定することは、よりいっそう複雑である)。更に、マルチレイヤデータ送信の場合、レイヤ毎に1つの位相補正プリコーダが移動端末から基地局へ報告される。
【００６２】
一実施形態において、フィードバックオーバーヘッド及びプリコーダ集合サイズを制限するため、仮想アンテナプリコーダ方式が適用されてもよい。留意すべきことに、マルチアンテナ送信機を形成するのに必要な情報を送受信できる程度に充分に接近して位置する送信サイト群(例えば、基地局14/中継局15)におけるアンテナにおいて、複数のアンテナアレイが形成されてもよい。すなわち本願の第5の実施形態において、あるデータストリームをターゲット移動端末16へ送信するために、4つの送信アンテナを各々が備えている2つのサイト間の連携が、以下の3つの技法の例により実現されてもよい。各々の技法はプリコーディングマトリクスインジケータ(PMI)の報告を含む。第1の技法の例の場合、PMI1が送信サイト1に送信され、PMI2が送信サイト2に送信され、PMI1及びPMI2の双方が4送信機コードブックを形成している。位相補正が必要になる。第2の技法の例の場合、8送信機コードブックの中から1つのPMIが双方の送信サイトに報告される。送信サイト1はプリコーダの上位半分を使用し、送信サイト2は下位半分を使用してもよい。第3の技法は仮想アンテナを使用する。各送信サイトは等価な2アンテナ送信機として取り扱われ、1つのPMIが双方のアンテナに送信される。仮想アンテナプリコーダはAoAを用いて導出されてもよい。第2の技法の例は最も高い利得を有し、第3の技法の例は最も少ないオーバーヘッドを有することが分かる。第2の技法の例は大きなコードブックを必要とし、その例は3つのPMIフィードバックを必要とすることに留意を要する(すなわち、連携コードブックに加えてサイト各々に1つ)。
【００６３】
上記の実施形態の各々において、閉ループ方式及び準閉ループ方式が使用されてもよい。それぞれに利点及び欠点があることが認められる。具体的に言えば、準閉ループ方式の利点は、留意すべきことに1つのサイトのフィードバックが再利用されてよい点、微細なタイミング調整を要しない点、ビームの位相方性を要しない点、MIMO及びアレイ送信サイト間の連携(すなわち、ヘテロジーニアス連携)が支援される点等において実現が容易なことを含む。更に、準閉ループ方式はチャネルの時間変動に対してロバスト性が高い。なぜなら、同じサイトからのチャネル係数は、特にLoS(見通し線)状況及び/又はアレイサイトにおいて同様に変化するからである。準閉ループ方式はキャリア周波数の同期エラーに対してもロバスト性が高い。閉ループ方式の利点は、送信サイト間でチャネル状態情報(CSI)を送受信することで、より良好なパフォーマンスになることを含む。
【００６４】
より具体的には、以下の準閉ループ(CL)方式は、第1の例の準CL方式により上記の実施形態に関連して使用され、マルチサイトCL送信ダイバーシチが使用され、その場合、アラモチ(Alomouti)のような送信ダイバーシチ方式を用いて様々なMIMOサイトが同じCLストリームをターゲット移動端末16へ送信する。代替例において、マルチサイトビームフォーミング(BF)送信ダイバーシチが使用され、その場合においてアラモチ(Alomouti)のような送信ダイバーシチ方式を用いて異なるアレイサイトが同じBFストリームをユーザに送信してもよい。別の代替例において、マルチサイトCL空間多重(SM)方式が使用され、異なるMIMOサイトが独立したCLストリームをターゲット移動端末16へ送信してもよい。この代替例の場合、プリコーダの選択によりレイヤ間の干渉を最小化し、同じプリコーダセットが再利用されてもよい。更に別の代替例の場合、マルチサイトBF空間多重方式が使用され、異なるアレイサイトが独立したビームをターゲット移動端末16へ送信してもよい。
【００６５】
以下のマルチサイト閉ループ送信ダイバーシチ方式は、上記の実施形態と共に使用されてよい。異なる送信MIMOサイトの各々がCLストリームをターゲット移動端末16へ送信してもよい。更に、異なる送信サイトはそれらの間で送信ダイバーシチを行う。この方式は、プリコーダの選択のために直交する共通パイロットを要することに加えて、復調のための直交共通パイロット又は直交個別パイロットを要する。送信ダイバーシチ方式は、バンド切り替え方式、トーン切り替え方式及びスペーストーン符号化方式(space-tone  coding)等を含む。例えば、4送信機FDDサイト2つの間の連携は次のようにして実行されてよい。ターゲット移動端末16は独立した2つのプリコーダを送信サイトに送信し、2つのサイトはアラモチ(SFBC又はSTBC)による2つのストリームをターゲット移動端末16に送信する。1つより多いレートの送信ダイバーシチ方式の場合に同じやり方が続いてもよい。
【００６６】
以下のマルチサイトビームフォーミング(BF)送信ダイバーシチ方式は、上記の実施形態において使用されてよい。異なるサイトの各々がビームをターゲット移動端末16へ送信し、異なるビームがそれらの間の送信ダイバーシチ方式(例えば、バンド切り替え方式、トーン切り替え方式及びスペーストーン符号化方式)に使用されてよい。この方式の場合、復調のために直交個別パイロットが使用される。
【００６７】
以下のマルチサイト閉ループSM方式は、上記の実施形態において使用されてもよい。異なるMIMOサイトが独立したCLストリームをターゲット移動端末16へ送信してもよい。異なるプリコーダが異なるサイトのために選択されてもよい。シングルサイトのプリコーダコードブックが再利用されてもよい。更に、プリコーダはレイヤ間干渉を最小化するように選択されてもよい。これはユーザが多数存在する場合のスペクトル効率を向上させる。FDDプリコーダ選択のために直交共通パイロットが使用され、復調のために直交共通パイロット又は直交個別パイロットが使用されてもよい。関連する代替例において、マルチサイトビームフォーミングSMが使用され、異なるアレイサイトが独立したビームをターゲット移動端末16へ送信してもよい。AoAがビームフォーミングに使用されてもよい。同様に直交個別パイロットが復調に使用されてもよい。
【００６８】
以下のヘテロジーニアスマルチサイトSM/送信ダイバーシチ方式は上記の実施形態において使用されてもよく、特にヘテロジーニアスマルチサイトSMの場合、アレイ及びMIMOサイトが独立したデータストリームをターゲット移動端末16へ送信してもよい。プリコーダの選択により2つのサイトの間におけるレイヤ間干渉を最小化してもよい。FDDプリコーダ選択のために共通パイロットが使用され、送信サイト間において直交パイロットが復調用に使用されてもよい。ヘテロジーニアスマルチサイト送信ダイバーシチを実行するため、アレイ及びMIMOサイトは送信ダイバーシチ方式のデータストリームをターゲット移動端末16へ送信してもよい。FDDプリコーダ選択のために共通パイロットが使用されてもよい。同様に復調のためにサイト間で直交パイロットが使用されてもよい。
【００６９】
要するに、上記の実施形態における注目すべき特徴は、1つ以上のターゲット移動端末16にサービスを提供するために(例えば、基地局14/中継局15等のような)2つ以上の送信サイト同士が連携又は協同することを含む。このため、送信サイトは、インタレースされた(すなわち、トーン切り替え送信ダイバーシチによる)様々な送信サイトからのトーンと共に開ループ連携方式を使用する。更に、送信サイトはデータをターゲット移動端末へ送信するために閉ループ方式で連携してもよい。ターゲット移動端末において、様々な受信信号の建設的な重ね合わせが生じる。閉ループ方式はMIMOチャネル推定、MIMOプリコーダ又はビームフォーミングに基づいていてもよい。
【００７０】
上述したように、送信サイトからターゲット移動端末への送信の際に、信号が周波数領域で線形に位相シフトされる。従って上述した実施形態の1つ以上は、周波数領域において線形位相補正技術を使用して、ターゲット端末に到来する信号のタイミングがずれる影響を相殺することを含む。更に、上述したように、位相補正はコードブック位相補正により行われてもよい。特に、2送信機コードブックが2つの送信サイトの間で連携のために使用され、2つの送信機又はM送信機コードブック(M＞1)がM個のサイト間の連携に使用されてもよい。
【００７１】
詳細に上述したように、仮想アンテナ閉ループプリコーディング方式が使用され、集約的なプリコーディングマトリクスの報告のためのフィードバックオーバーヘッドを抑制する。従って、仮想アンテナ方式を利用することで、送信サイト各々において多数のアンテナポートが削減される。
【００７２】
そして、上述したように、サイト間で準閉ループ連携方式が使用されてもよい。特にサイト各々の中で閉ループ方式が使用され、開ループ(OL)方式がサイト間で使用されてもよい。より具体的に言えば、周波数シフト又はアラモチ(Alamouti)(準CL送信ダイバーシチ)方式のような送信ダイバーシチ方式を利用して、OL連携方式が、異なる送信サイトから同じデータを送信する際に使用されてもよい。更に、OL方式は異なるサイトから異なるデータストリームを送信する際に使用されてもよい(準CL-SM)。各サイト内におけるCL連携方式は、MIMOチャネル係数、MIMOプリコーダ又はビームフォーミング等に基づいていてもよい。この場合、ヘテロジーニアスサイト間の連携が促される。
【００７３】
当然に、上記の実施形態は例示を意図しているに過ぎず、如何なる限定も意図されていない。本発明を使用する上記の実施形態は、形式、配置方式、動作の詳細及び動作の順序等に関する多くの変形例を受け入れる余地がある。本発明はそのような変形例を特許請求の範囲内に包含することを意図している。
【図１】
2013505605.tif 000003
【図２】
2013505605.tif 000004
【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７Ａ】
2013505605.tif 000009
【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【国際調査報告】
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