(57)【要約】  無線通信システムにおける基地局と移動局との間の通信のダウンリンクを最適化する方法は、システムの登録されたユーザに関連する移動局についてユーザ識別子とジオメトリ値とを取得し、各ジオメトリ値に応答して各ユーザとＭＣＳパワー値とを関連付け、パワープールを初期化し、リファレンスＭＣＳパワー値より大きなＭＣＳパワー値を有するユーザを高パワーユーザとして特定し、各高パワーユーザのパワー差を計算することに関する。パワー差は、各高パワーユーザに関連するジオメトリ値とリファレンスＭＣＳパワー値に関連するリファレンスジオメトリ値との差である。各高パワーユーザに関連するパワー差は、パワー差を合計することによってパワープールに蓄積される。リファレンスＭＣＳパワー値以下のＭＣＳパワー値を有するユーザは、低パワーユーザとして特定され、増加されたジオメトリ値が、パワープールが枯渇するまで対応する量だけ減少される間、低パワーユーザの少なくとも一部に関連付けされる。その後、増加されたジオメトリ値に基づき、新たなＭＣＳが低パワーユーザの少なくとも一部について決定され、新たなＭＣＳに関連するパワーレベルにより対応する新たなＭＣＳにより特定されるＭＣＳを利用して、制御情報が低パワーユーザに送信される。
2013527631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおいて基地局と移動局との間のダウンリンク通信を最適化する方法であって、
前記システムの登録されたユーザに関連する前記移動局についてユーザ識別子とジオメトリ値とを取得するステップと、
前記各ジオメトリ値に応答して前記各ユーザとＭＣＳパワー値とを関連付けるステップと、
パワープールを初期化するステップと、
リファレンスＭＣＳパワー値より大きなＭＣＳパワー値を有するユーザを高パワーユーザとして特定するステップと、
前記高パワーユーザのそれぞれについて、該高パワーユーザに関連するジオメトリ値と前記リファレンスＭＣＳパワー値に関連するリファレンスジオメトリ値との間の差であるパワー差を計算するステップと、
前記パワー差を合計することによって、前記高パワーユーザのそれぞれに関するパワー差を前記パワープールに蓄積するステップと、
前記リファレンスＭＣＳパワー値以下のＭＣＳパワー値を有するユーザを低パワーユーザとして特定するステップと、
前記パワープールが枯渇するまで、対応する量だけ前記パワープールを使用しながら、増加されたジオメトリ値と前記低パワーユーザの少なくとも一部とを関連付けるステップと、
前記増加されたジオメトリ値に基づき、前記低パワーユーザの少なくとも一部について新たなＭＣＳを決定するステップと、
前記新たなＭＣＳに関連するパワーレベルにより対応する前記新たなＭＣＳにより特定されるＭＣＳを利用して、前記低パワーユーザに制御情報を送信するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記ジオメトリ値はＳＮＲ値を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ＳＮＲは、移動局から受信される信号対ノイズ値により表される、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記ＭＣＳパワー値を関連付けるステップは、前記ジオメトリ値があるレンジに従ってＭＣＳパワー値を割り当てることを含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
ジオメトリ値の昇順又は降順によりユーザ識別子をソートするステップをさらに有する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記増加されたジオメトリ値と前記低パワーユーザの少なくとも一部とを関連付けるステップは、ジオメトリ値の昇順により前記リファレンスジオメトリ値と前記低パワーユーザとを関連付けることを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記リファレンスＭＣＳパワー値は、ダウンリンク制御に必要とされる最も高いＭＣＳパワー値である、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記低パワーユーザに制御情報を送信するステップは、前記基地局の制御システムに、前記新たなＭＣＳに関連するパワーロードにより前記新たなＭＣＳに従って前記登録されたユーザに送信するための制御パッチを有するフレームを生成させることを含む、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記リファレンスＭＣＳパワー値に対応するリファレンスＭＣＳを前記高パワーユーザに割当て、前記リファレンスＭＣＳを利用して前記高パワーユーザとの通信を実行させるステップをさらに有する、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９何れか一項記載の方法をプロセッサ回路に実行させるためのコードにより符号化されたコンピュータ可読媒体。
【請求項１１】
無線通信システムにおいて基地局と移動局との間のダウンリンク通信を最適化する装置であって、
前記システムの登録されたユーザに関連する前記移動局についてユーザ識別子とジオメトリ値とを受信する入力と、
前記入力と通信するプロセッサ回路であって、前記プロセッサ回路は、前記各ジオメトリ値に応答して前記各ユーザとＭＣＳパワー値とを関連付け、
パワープールを初期化し、
リファレンスＭＣＳパワー値より大きなＭＣＳパワー値を有するユーザを高パワーユーザとして特定し、
前記高パワーユーザのそれぞれについて、該高パワーユーザに関連するジオメトリ値と前記リファレンスＭＣＳパワー値に関連するリファレンスジオメトリ値との間の差であるパワー差を計算し、
前記パワー差を合計することによって、前記高パワーユーザのそれぞれに関するパワー差を前記パワープールに蓄積し、
前記リファレンスＭＣＳパワー値以下のＭＣＳパワー値を有するユーザを低パワーユーザとして特定し、
前記パワープールが枯渇するまで、対応する量だけ前記パワープールを使用しながら、増加されたジオメトリ値と前記低パワーユーザの少なくとも一部とを関連付け、
前記増加されたジオメトリ値に基づき、前記低パワーユーザの少なくとも一部について新たなＭＣＳを決定する、よう動作構成される前記プロセッサ回路と、
前記プロセッサ回路と通信し、前記新たなＭＣＳに関連するパワーレベルにより対応する前記新たなＭＣＳにより特定されるＭＣＳを利用して、前記低パワーユーザに制御情報を送信するための信号を提供する出力と、
を有する装置。
【請求項１２】
前記ジオメトリ値はＳＮＲ値を含む、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記ＳＮＲは、移動局から受信される信号対ノイズ値により表される、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記プロセッサ回路は、前記ジオメトリ値があるレンジに従ってＭＣＳパワー値をユーザと関連付けるよう動作構成される、請求項１１記載の装置。
【請求項１５】
前記プロセッサ回路は、ジオメトリ値の昇順又は降順によりユーザ識別子をソートするよう動作構成される、請求項１１記載の装置。
【請求項１６】
前記増加されたジオメトリ値と前記低パワーユーザの少なくとも一部との関連付けは、ジオメトリ値の昇順により前記リファレンスジオメトリ値と前記低パワーユーザとを関連付けることを含む、請求項１１記載の装置。
【請求項１７】
前記リファレンスＭＣＳパワー値は、ダウンリンク制御に必要とされる最も高いＭＣＳパワー値である、請求項１１記載の装置。
【請求項１８】
前記プロセッサ回路は、前記新たなＭＣＳに関連するパワーレベルにより前記新たなＭＣＳに従って前記登録されたユーザに送信するための制御パッチを有するフレームを表す信号を生成するよう動作構成される、請求項１１記載の装置。
【請求項１９】
前記プロセッサ回路は、前記リファレンスＭＣＳパワー値に対応するリファレンスＭＣＳを前記高パワーユーザに割当て、前記リファレンスＭＣＳ及び関連するパワーレベルを利用して前記高パワーユーザに制御パッチを送信するよう動作構成される、請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
請求項１１乃至１９何れか一項記載の装置を有する無線通信システムの基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００８年７月７日に出願されたＵＳ６１／０７８，５２０及び２００９年７月６日に出願されたＵＳ６１／２２３，１４８からの優先権を主張する。
【０００２】
本出願は、無線通信システムにおけるパワー共有による基地局とリモート端末との間のダウンリンク通信の最適化に関し、より詳細には、ダウンリンク通信最適化のための基地局により制御されたパワー共有に関する。
【背景技術】
【０００３】
２００８年４月１５日付けのＤｒａｆｔ  ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ，ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ−０８／００３ｒ１は、ライセンスされた帯域における処理のための先進的な無線インタフェースを提供するため、ＩＥＥＥ８０２．１６  ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ−ＯＦＤＭＡ仕様書を補正することが意図された。このドラフトは、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ次世代モバイルネットワークのセルラレイヤ要件を満たし、レガシーＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ−ＯＦＤＭＡ設備のための継続的なサポートを提供する規定を記述することが意図された。さらに、ドラフトの目的は、ＩＴＵによりＲｅｐｏｒｔ  ＩＴＵ−Ｒ  Ｍ．２０７２において記述されるものなど、以降の先進的なサービス及びアプリケーションをサポートするのに必要なパフォーマンスの向上を提供することであった。
【０００４】
しかしながら、ドラフトにおいて提供される提案は、多くの事柄を所望されるままにしている。例えば、規格による１つの課題は、基地局毎にトータルのパワー制御及びスケジューリングされたユーザの最小信号対雑音要求を受けるトータルパワーリソースユニットを最小化することである。この課題の充足は、解くことが困難な非線形最適化問題を提供する。特に、実現可能性と最適性との２つの主要な問題が生じる。すなわち、最適なパワープランは実現可能である必要がある。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の一態様によると、無線通信システムにおける基地局と移動局との間の通信のダウンリンクを最適化する方法が提供される。本方法は、システムの登録されたユーザに関連する移動局についてユーザ識別子とジオメトリ値とを取得することに関する。本方法はまた、各ジオメトリ値に応答して各ユーザとＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｃｈｅｍｅ）パワー値とを関連付け、パワープールを初期化し、リファレンスＭＣＳパワー値より大きなＭＣＳパワー値を有するユーザを高パワーユーザとして特定し、各高パワーユーザについてパワー差を計算することに関する。パワー差は、各高パワーユーザに関連するジオメトリ値とリファレンスＭＣＳパワー値に関連するリファレンスジオメトリ値との間の差である。本方法はさらに、パワー差を合計することによって、各高パワーユーザに関連するパワー差をパワープールに蓄積することに関する。本方法はさらに、リファレンスＭＣＳパワー値以下のＭＣＳパワー値を有するユーザを低パワーユーザとして特定し、パワープールが枯渇するまで対応する量だけパワープールを使用ながら、増加されたジオメトリ値と低パワーユーザの少なくとも一部とを関連付け、増加されたジオメトリ値に基づき低パワーユーザの少なくとも一部について新たなＭＣＳを決定し、新たなＭＣＳに関連するパワーレベルにより対応する新たなＭＣＳにより特定されるＭＣＳを利用して、低パワーユーザに制御情報を送信することに関する。
【０００６】
ジオメトリ値は、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）値を含むものであってもよい。
【０００７】
ＳＮＲは、移動局から受信される信号対ノイズ値により表されてもよい。
【０００８】
ＭＣＳパワー値の関連付けは、ジオメトリ値があるレンジに従ってＭＣＳパワー値を割り当てることに関するものであってもよい。
【０００９】
本方法はさらに、ジオメトリ値の昇順又は降順にユーザ識別子をソートすることに関するものであってもよい。
【００１０】
増加されたジオメトリ値を低パワーユーザの少なくとも一部に関連付けることは、ジオメトリの昇順にリファレンスジオメトリ値を低パワーユーザに関連付けることに関するものであってもよい。
【００１１】
リファレンスＭＣＳパワー値は、ダウンリンク制御に必要とされる最も高いＭＣＳパワー値であってもよい。
【００１２】
低パワーユーザへの制御情報の送信は、基地局の制御システムに新たなＭＣＳと関連するパワーレベルとを利用して登録されたユーザに送信するための制御パッチに関するフレームを生成されることに関するものであってもよい。
【００１３】
本方法はさらに、リファレンスＭＣＳパワー値に対応するリファレンスＭＣＳを高パワーユーザに割当て、リファレンスＭＣＳを利用して高パワーユーザとの通信を実行させることに関するものであってもよい。
【００１４】
本発明の他の態様によると、上述した方法の何れかをプロセッサ回路に実行するよう指示するためのコードにより符号化されたコンピュータ可読媒体が提供される。
【００１５】
本発明の他の態様によると、無線通信システムにおいて基地局と移動局との間のダウンリンク通信を最適化する装置が提供される。本装置は、システムの登録されたユーザに関連する移動局についてユーザ識別子とジオメトリ値とを受信するための入力を有する。本装置はまた、入力と通信するプロセッサ回路を有し、プロセッサ回路は、各ジオメトリ値に応答して各ユーザとＭＣＳパワー値とを関連付け、パワープールを初期化し、リファレンスＭＣＳパワー値より大きなＭＣＳパワー値を有するユーザを高パワーユーザと特定し、各高パワーユーザについてパワー差を計算するよう動作構成される。パワー差は、各高パワーユーザに関連するジオメトリ値とリファレンスＭＣＳに関連するリファレンスジオメトリ値との間の差である。プロセッサ回路はまた、パワー差を合計することによって、各高パワーユーザに関連するパワー差をパワープールに蓄積し、リファレンスＭＣＳパワー値以下のＭＣＳパワー値を有するユーザを低パワーユーザとして特定し、パワープールが枯渇するまで対応する量だけパワープールを使用しながら、低パワーユーザの少なくとも一部と増加されたジオメトリ値とを関連付けるよう動作構成される。プロセッサ回路はまた、増加されたジオメトリ値に基づき低パワーユーザの少なくとも一部について新たなＭＣＳを決定するよう動作構成される。本装置はさらに、新たなＭＣＳに関連するパワーレベルにより対応する新たなＭＣＳにより特定されるＭＣＳを利用して、低パワーユーザに制御情報を送信するための信号を提供する、プロセッサ回路と通信する出力を有する。
【００１６】
ジオメトリ値は、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）値を含むものであってもよい。
【００１７】
ＳＮＲは、移動局から受信される信号対ノイズ値により表されてもよい。
【００１８】
プロセッサ回路は、ジオメトリ値があるレンジに従ってユーザとＭＣＳパワー値とを関連付けるよう動作構成されてもよい。
【００１９】
プロセッサ回路は、ジオメトリ値の昇順又は降順にユーザ識別子をソートするよう動作構成されてもよい。
【００２０】
増加されたジオメトリ値と低パワーユーザの少なくとも一部との関連付けは、ジオメトリ値の昇順にリファレンスジオメトリ値を低パワーユーザに関連付けることを含むものであってもよい。
【００２１】
リファレンスＭＣＳパワー値は、ダウンリンク制御に必要とされる最も高いＭＣＳパワー値であってもよい。
【００２２】
プロセッサ回路は、新たなＭＣＳに関連するパワーレベルにより新たなＭＣＳに従って登録されたユーザに送信する制御パッチを含むフレームを表す信号を生成するよう動作構成されてもよい。
【００２３】
プロセッサ回路は、リファレンスＭＣＳパワー値に対応するリファレンスＭＣＳを高パワーユーザに割当て、リファレンスＭＣＳ及び関連するパワーレベルを利用して制御パッチを高パワーユーザに送信するよう動作構成されてもよい。
【００２４】
本装置はさらに、無線通信システムの基地局を含むものであってもよい。
【００２５】
本発明の他の態様及び特徴は、添付した図面に関して本発明の特定の実施例の以下の説明を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の各態様が実現可能な汎用的なセルラ通信システムのブロック図である。
【図２】図２は、図１に示される基地局のブロック図である。
【図３】図３は、図１に示される無線端末のブロック図である。
【図４】図４は、図１に示される一例となる中継局のブロック図である。
【図５】図５は、図２に示される基地局の一例となるＯＦＤＭ送信機の論理的分解のブロック図である。
【図６】図６は、図３に示される無線端末の一例となるＯＦＤＭ受信機の論理的分解のブロック図である。
【図７】図７は、図１に示されるセルラ通信システムにより実現されるネットワークアーキテクチャの概略図であり、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ−０８／００３ｒ１に対応する。
【図８】図８は、図４に示され、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ−０８／００３ｒ１の図２に対応する中継局のアーキテクチャの概略図である。
【図９】図９は、図１に示されるセルラ通信システムのシステムリファレンスモデルの概略図であり、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ−０８／００３ｒ１の図３に対応する。
【図１０】図１０は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍによるプロトコル構成の概略図であり、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ−０８／００３ｒ１の図４に対応する。
【図１１】図１１は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍによるＭＳ／ＢＳデータプレーンの処理フロー図であり、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ−０８／００３ｒ１の図５に対応する。
【図１２】図１２は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍによるＭＳ／ＢＳ制御プレーンの処理フロー図であり、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ−０８／００３ｒ１の図６に対応する。
【図１３】図１３は、マルチキャリアシステムをサポートする汎用プロトコルアーキテクチャの概略図であり、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ−０８／００３ｒ１の図７に対応する。
【図１４】図１４は、本発明の第１実施例による図１に示される通信システムの基地局と移動局との間のダウンリンク最適化に影響を与える基地局の制御プロセッサにより実行される処理のフローチャートである。
【図１５】図１５は、図１４に示される処理に入力されるデータのテーブル表現である。
【図１６】図１６は、図１４に示される処理の実行においてプロセッサにより使用される参照テーブルである。
【図１７】図１７は、図１６に示される参照テーブルによる図１４に示される入力に割り当てられるＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｃｈｅｍｅ）パワー値のテーブル表現である。
【図１８】図１８は、降順にソートされた図１７のテーブルである。
【図１９】図１９は、パワー差を決定し、当該差をパワープールに累積するテーブル表現である。
【図２０】図２０は、パワープールからのパワーを低パワーユーザに再配分するテーブル表現である。
【図２１】図２１は、図２０に示される新たなジオメトリによる新たなＭＣＳパワー値を関連付けるテーブル表現である。
【図２２】図２２は、図２０に示される新たなジオメトリによるターゲット変調制御スキームの割当てのテーブル表現である。
【図２３】図２３は、図１４に示される処理による生成されるデータのテーブル表現である。
【図２４】図２４は、移動局に対するパワー使用を最適化するため図２３に示されるデータを含むＯＦＤＭＡフレームの概略図である。
【図２５】図２５は、本発明の第２実施例によるパワー差を計算し、当該パワー差をパワープールに累積するテーブル表現である。
【図２６】図２６は、第２実施例による低パワーユーザのジオメトリを増大させるため、パワープールからのパワーを低パワーユーザに割り当てるテーブル表現である。
【図２７】図２７は、第２実施例による各ユーザに関連する新たなターゲットジオメトリ値のテーブル表現である。
【図２８】図２８は、図２７の新たなジオメトリ値と新たなＭＣＳパワー値と関連付け、新たなＭＣＳパワー値によるターゲット変調制御スキームを関連づけるテーブル表現である。
【図２９】図２９は、本発明の第２実施例による図１４の処理を実行することにより生成され、移動局に対するパワー使用を最適化する新たな変調制御スキームを通信するため本発明の第２実施例による図２４に示されるＯＦＤＭＡフレーム内に含まれる図２９に示される出力データのテーブル表現である。  同様の参照番号は、同様の要素を示すため異なる図において使用される。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図面を参照して、図１は、対応する基地局（ＢＳ）１４により提供される複数のセル１２内の無線通信を制御する基地局コントローラ（ＢＳＣ）１０を示す。ある構成では、各セルはさらに複数のセクタ１３又はゾーン（図示せず）に分割される。一般に、各基地局１４は、対応する基地局１４に関連するセル１２内の移動局（ＭＳ）及び／又は無線端末１６と直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）デジタル変調方式を用いた通信を実行する。
【００２８】
基地局１４に関する移動局１６の移動は、チャネル状態の有意な変動をもたらす。図示されるように、基地局１４及び移動局１６は、通信について空間ダイバーシチを提供するための複数のアンテナを有してもよい。ある構成では、中継局１５は、基地局１４と移動局１６との間の通信を支援してもよい。移動局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の何れかから、セル１２、セクタ１３、ゾーン（図示せず）、基地局１４又は中継局１５の他の何れかにハンドオフすることが可能である。ある構成では、基地局１４は、バックホールネットワーク１１を介し互いに及び他のネットワーク（コアネットワーク又はインターネット（何れも図示せず）など）と通信する。ある構成では、基地局コントローラ１０は必要とされない。
［基地局］
図２を参照して、基地局１４の一例が示される。基地局１４は、一般に制御システム２０、ベースバンドプロセッサ２２、送信回路２４、受信回路２６、複数の送信アンテナ２８及びネットワークインタフェース３０を有する。受信回路２６は、移動局１６（図３に図示）及び中継局１５（図４に図示）により提供される１以上のリモート送信機から、情報を担持する無線周波数信号を受信する。低ノイズアンプ及びフィルタ（図示せず）が、処理のため受信した信号からのベースバンド干渉を増幅及び除去するため連係してもよい。その後、ダウン変換及びデジタル化回路（図示せず）が、フィルタリングされた受信信号を中間又はベースバンド周波数信号にダウン変換し、その後、１以上のデジタルストリームにデジタル化する。
【００２９】
ベースバンドプロセッサ２２は、受信信号により伝送された情報又はデータビットを抽出するため、デジタル化されたストリームを処理する。この処理は、典型的には、復調、復号化及び誤り訂正処理からなる。また、ベースバンドプロセッサ２２は、一般に１以上のＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）又はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）により実現される。その後、情報は、中継局１５の１つを利用して又は直接的に、ネットワークインタフェース３０を介し無線ネットワークに送信され、又は基地局１４によるサービスを受ける他の移動局１６に送信される。
【００３０】
送信機能を実行するため、ベースバンドプロセッサ２２は、制御システム２０の制御の下でネットワークインタフェース３０から音声、データ又は制御情報を表しうるデジタル化されたデータを受信し、送信用の符号化されたデータを生成する。符号化されたデータは、送信回路２４に出力され、所望の送信周波数を有する１以上のキャリア信号と変調される。パワーアンプ（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に増幅し、マッチするネットワーク（図示せず）を介し送信アンテナ２８に変調されたキャリア信号を送信する。変調及び処理の詳細は、以降において詳細に説明される。
［移動局］
図３を参照して、移動局１６の一例が示される。基地局１４と同様に、移動局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、複数の受信アンテナ４０及びユーザインタフェース回路４２を有する。受信回路３８は、基地局１４及び中継局１５の１以上から、情報を担持する無線周波数信号を受信する。低ノイズアンプ及びフィルタ（図示せず）は、処理のため信号からのブロードバンド干渉を増幅及び除去するため連係してもよい。その後、ダウン変換及びデジタル化回路（図示せず）は、フィルタリングされた受信信号を中間又はベースバンド周波数信号にダウン変換し、その後、１以上のデジタルストリームにデジタル化する。
【００３１】
ベースバンドプロセッサ３４は、当該信号に伝送される情報又はデータビットを抽出するため、デジタル化されたストリームを処理する。この処理は、典型的には、復調、復号化及び誤り訂正処理からなる。ベースバンドプロセッサ３４は、一般に１以上のＤＳＰ及びＡＳＩＣにより実現される。
【００３２】
送信のため、ベースバンドプロセッサ３４は、制御システム３２から音声、ビデオ、データ又は制御情報を表しうるデジタル化されたデータを受信し、送信のため符号化する。符号化されたデータは、送信回路３６に出力され、所望の送信周波数において１以上のキャリア信号を変調するため変調手段により利用される。パワーアンプ（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に増幅し、マッチしたネットワーク（図示せず）を介し受信アンテナ４０に変調されたキャリア信号を送信する。当業者に利用可能な各種変調及び処理技術が、直接的に又は中継局１５を介し移動局１６と基地局１４との間の信号送信に利用されてもよい。
［ＯＦＤＭ変調］
ＯＦＤＭ変調では、送信帯域は複数の直交したキャリア波に分割される。各キャリア波は、送信されるデジタルデ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ため、キャリア毎の帯域幅は減少し、キャリア毎の変調時間が増大する。複数のキャリアがパラレルに送信されるため、何れか所与のキャリアによるデジタルデータ又はシンボルの送信レートは、単一のキャリアしか使用されないときより低くなる。
【００３３】
ＯＦＤＭ変調は、送信対象の情報に対する逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）の利用を含む。復調のため、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が、送信された情報を復元するため受信信号に対して実行される。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（ＤＦＹ）にそれぞれ関するデジタル信号処理により提供される。従って、ＯＦＤＭ変調の特徴は、直交キャリア波が送信チャネル内の複数の帯域について生成されることである。変調された信号は、相対的に低い送信レートを有し、各自の帯域内に留まることが可能なデジタル信号である。個々のキャリア波は、デジタル信号によって直接的には変調されない。代わりに、すべてのキャリア波はＩＦＦＴ処理により一度に変調される。
【００３４】
動作について、ＯＦＤＭは、好ましくは、基地局１４から移動局１６への少なくともダウンリンク送信に利用される。各基地局１４にはｎ個（ｎ≧１）の送信アンテナ２８が設けられ、各移動局１６にはｍ個（ｍ≧１）の受信アンテナ４０が設けられる。特に、各アンテナは、適切なデュプレクサ又はスイッチを用いて送受信に利用可能であり、簡単化のためそのようにラベル付けされる。
【００３５】
中継局１５が使用されるとき、ＯＦＤＭは、好ましくは、基地局１４から中継局へのダウンリンク送信及び中継局から移動局１６へのダウンリンク送信に利用される。
［中継局］
図４を参照して、一例となる中継局１５が示される。基地局１４及び移動局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を有する。中継回路１４２は、中継局１５が基地局１４の１つと移動局１６の１つとの間の通信を支援することを可能にする。受信回路１３８は、基地局１４及び移動局１６の１以上から、情報を担持する無線周波数信号を受信する。低ノイズアンプ及びフィルタ（図示せず）は、処理のため信号からブロードバンド干渉を増幅及び除去するよう連係してもよい。その後、ダウン変換及びデジタル化回路（図示せず）は、フィルタリングされた受信信号を中間又はベースバンド周波数信号にダウン変換し、その後、１以上のデジタルストリームにデジタル化する。
【００３６】
ベースバンドプロセッサ１３４は、当該信号に伝送される情報又はデータビットを抽出するため、デジタルストリームを処理する。この処理は、典型的には、復調、復号化及び誤り訂正処理からなる。ベースバンドプロセッサ１３４は、一般に１以上のＤＳＰ及びＡＳＩＣにより実現される。
【００３７】
送信のため、ベースバンドプロセッサ１３４は、制御システム１３２から音声、ビデオ、データ又は制御情報を表しうるデジタル化されたデータを受信し、送信用に符号化する。符号化されたデータは送信回路１３６に出力され、所望の送信周波数により１以上のキャリア信号を変調するため変調手段により利用される。パワーアンプ（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に増幅し、マッチしたネットワーク（図示せず）を介しアンテナ１３０に変調されたキャリア信号を送信する。当業者に利用可能な各種変調及び処理技術が、上述されるように、直接的に又は中継局１５を介し間接的に移動局１６と基地局１４との間の信号送信に利用されてもよい。
【００３８】
図５を参照して、ＯＦＤＭ送信の論理アーキテクチャが説明される。まず図１を参照して、基地局コントローラ１０は、中継局１５の１つの支援により又は直接的に、各種移動局１６に送信されるデータを基地局１４に送信する。基地局１４は、移動局１６に関するＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を利用して、送信用のデータをスケジューリングし、スケジューリングされたデータを送信するのに適した符号化及び変調を選択するようにしてもよい。例えば、本発明の一実施例によると、スケジューリングされたユーザ及びユーザのジオメトリ又はＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）の知識は、所与のＯＦＤＭフレームにＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）を割り当てるのに利用される。ＣＱＩは、移動局１６により直接的に提供されてもよいし、又は移動局により提供される情報に基づき基地局１４により決定されてもよい。何れのケースでも、各移動局１６のＣＱＩは、ＯＦＤＭ周波数帯域においてチャネル振幅（又はレスポンス）が変動する程度の関数である。ＣＱＩは、例えば、移動局１６の１つにおいて受信された信号のＳＮＲを表すなど、ＳＮＲなどのジオメトリ値を含むものであってもよい。
【００３９】
図５を参照して、制御システム２０、ベースバンドプロセッサ２２及び送信回路２４がより詳細に機能的に示される。制御システム２０は、通信システムの物理レイヤとネットワークレイヤとのインタフェースをとるため、図１０に概略的に示されるＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）機能を実現する。従って、制御システム２０は、ネットワークレイヤデータ入力２００とユーザＩＤ／ジオメトリ入力２０２とを有する。これらの入力は、インタフェースプロセッサ（図示せず）が制御システム２０による使用のためにデータを配置するレジスタ（図示せず）を含むものであってもよい。ネットワークレイヤデータ入力２００において受信されるデータは、無線システムを介しユーザ間でわたされるビデオ、オーディオなどのデータを含む。ユーザＩＤ／ジオメトリ入力２０２において受信されるデータは、受信回路２６から受信され、無線システムに登録される対応する識別されたユーザに関するユーザ識別データ及びジオメトリデータを含む。
【００４０】
無線システムへの登録は、例えば、基地局１４の１つにより提供されるセル１２へのユーザのエントリを記録するなどによる従来の方法により行われてもよい。ジオメトリデータは、移動局１６の１つにより提供されるＳＮＲ情報を含むものであってもよく、又は移動局のＧＰＳ受信機などの位置修正機能によって若しくは基地局１４により実行される位置推定技術を介し提供される位置情報を含むものであってもよい。何れのイベントにおいても、ジオメトリデータは、移動局の１つに信号を送信するのに利用されるパワーを実質的に表す。
【００４１】
制御システム２０は、制御システムの上述されたＭＡＣ態様の機能を実行し、本発明の一実施例によると、ダウンリンク最適化を実行するため付加的な機能を実行するプロセッサ回路２１を有する。一実施例では、これら付加的機能は、図１０に示される無線リソース管理及び／又はスケジューリング並びにリソース多重化を実行するため提供される機能を拡張することによって提供されてもよい。
【００４２】
一実施例では、プロセッサ回路２１は、コンピュータ可読媒体に格納され、プロセッサ回路により実行可能なコードにより制御される。これらのコードは、図１４に示されるような機能ブロックにより表現されてもよい。
【００４３】
図１４を参照して、本発明の一実施例によると、１つの基地局１４のプロセッサ回路２１により実行される処理が、２１０により全体表示される。
【００４４】
当該処理は、プロセッサ回路２１に図５に示されるユーザＩＤ／ジオメトリ入力２０２からユーザＩＤ及びジオメトリ値を取得させるブロック２１２から開始される。図１５を参照して、ユーザＩＤ及びジオメトリ値は、本来的にユーザＩＤ及び対応するジオメトリが数字のペアとして提供される、２１４により全体表示されるテーブルなどにより表されてもよい。図１４を再び参照して、ブロック２１６は、プロセッサ回路に各自のジオメトリ値に応答して各ユーザとＭＣＳパワー値とを関連付けさせる。
【００４５】
これを実行するため、図１６を参照して、プロセッサ回路２１は、ジオメトリレンジカラム２２０、ＭＣＳパワー値カラム２２２及びＭＣＳカラム２２４からなるリファレンステーブル２１８を維持する。ジオメトリレンジカラム２２０は、ＭＣＳパワー値カラム２２２の同一のローの対応するＭＣＳパワー値に関連付けされるジオメトリ値の範囲を表す数字のペアを含むローを含む。従って、例えば、ジオメトリレンジ０〜１．９がＭＣＳパワー値１に関連付けされる。さらに、ＭＣＳカラム２２４は、同じローのジオメトリレンジ及びＭＣＳパワー値とＭＣＳとを関連付ける。従って、例えば、ジオメトリ値０〜１．９及びＭＣＳパワー値１は、ＱＰＳＫ１／１６のＭＣＳに関連付けされる。従って、２１４に示されるテーブルからジオメトリが与えられると、ジオメトリが属するレンジが、ローを決定するためジオメトリレンジカラム２２０において検出でき、当該ローから対応するＭＣＳパワー値がＭＣＳパワー値カラム２２２から検出可能であり、ＭＣＳカラム２２４から対応するＭＣＳが検出可能である。
【００４６】
図１７を参照して、図１５に示される８人のユーザのそれぞれのジオメトリ値を利用して、ＭＣＳパワー値が、図１７の２２６において示されるように割り当てられる。
【００４７】
図１４を再び参照して、ブロック２２８は、プロセッサにパワープールを初期化させる。パワープールは、単にプロセッサ回路２１にメモリのパワープールバッファを確立させることによって実現されてもよい。パワープールバッファは、図１９の２４０により示される。
【００４８】
次に、ブロック２３０は、リファレンスＭＣＳパワー値より大きなＭＣＳパワー値を有するユーザを特定するようプロセッサ回路２１に指示する。リファレンスＭＣＳパワー値は、複数の方法により選択されてもよい。例えば、それは、異なるアルゴリズムの制御下で他のプロセッサ回路又は同一のプロセッサ回路２１により再プログラム又は供給されてもよい。図示された実施例では、リファレンスＭＣＳパワー値は、図１６に示されるリファレンステーブルにリストされるＭＣＳパワー値の１つである。本実施例では、ダウンリンク通信に適した所定の最も高いＭＣＳパワー値が選択され、本実施例では、ＭＣＳパワー値は、ＱＰＳＫ１／４のＭＣＳと５．２〜６．４のジオメトリレンジとに対応して４であることが仮定される。本実施例では、ジオメトリレンジのエンドポイントは、リファレンスジオメトリ値を確定する。例えば、リファレンスジオメトリ値は、４のＭＣＳパワー値について５．２であってもよい。
【００４９】
図１４及び図１８を参照して、リファレンスＭＣＳパワー値より大きなＭＣＳパワー値を有するユーザの容易な特定を実現するため、ユーザＩＤ及びジオメトリを表す数字のペアが、ジオメトリの降順又は昇順によりソートされてもよい。図１８に示される実施例では、ジオメトリ値は降順にソートされる。
【００５０】
図１４を参照して、ブロック２３２は、所与の高パワーユーザに関連するジオメトリ値とリファレンスジオメトリ値との間の差分であるパワー差を高パワーユーザのそれぞれについてプロセッサ回路２１に計算させる。これは、高パワーユーザのソートされたユーザＩＤ、ＭＣＳパワー値及びジオメトリのタプルがリファレンスジオメトリ値の一部のカラムに隣接して示され、さらにこのようなパワー差の値を求めるのに用いられる計算の指示及びパワー差の値とのカラム２３６が隣接する図１９に最も良く示される。
【００５１】
図１４を再び参照して、ブロック２３８は、パワー差をパワープールに蓄積するようプロセッサ回路２１に指示する。図１９を参照して、パワープールのコンテンツは、２４０により全体表示されるパワープールバッファにおいてソートされ、本実施例では、トータルで１１．９のジオメトリ単位に達する。これは、１１．９のジオメトリ単位が基地局１４により提供される高パワーユーザにより使用される超過パワーを表し、高パワーユーザがリファレンスジオメトリ値に関連するパワー及びＭＣＳを利用するよう指示され、低パワーユーザが制御送信信頼性及びパワー効率性を向上させるため、より良いジオメトリ値を提供するパワー及びＭＣＳを利用するよう指示される場合、自らのジオメトリを向上させるように同一の基地局によるサービスを受ける他のユーザにより利用可能である。従って、図１４を再び参照して、ブロック２４２は、プロセッサ回路２１にリファレンスＭＣＳパワー値より小さなＭＣＳパワー値を有するユーザを特定するよう指示する。図１８〜２０を参照して、図示されるテーブルの下半分の４人のユーザは低パワーユーザであることが確認できる。図１４を参照して、ブロック２４４は、パワープールが枯渇するまで、対応する量だけパワープールを使用しながら、低パワーユーザの少なくとも一部と増大するジオメトリ値とを関連付けるようプロセッサ回路２１に指示する。これは、低パワーユーザのジオメトリ値が当該ユーザの差引量を取得するため、リファレンスジオメトリ値から差し引かれ、当該差引量は当該ユーザのジオメトリをリファレンスジオメトリ値まで引き上げようとするために当該ユーザに割当て可能なパワープールの部分を表す図２０において最も良く確認される。従って、例えば、ユーザ７，３，５，４のそれぞれは、各自の差引量を有し、その合計は図１９に示されるパワープールバッファ２４０においてソートされる１１．９より小さな７．５まで加算される。従って、高パワーユーザがリファレンスジオメトリ（５．２）に対応する新たなターゲットジオメトリを有するようにされる場合、低パワーユーザはまた、リファレンスジオメトリ値に対応するターゲットジオメトリを有するようにすることが可能であり、留保されるパワーがあってもよいことが確認できる。従って、図１４を再び参照して、ブロック２４６は、増加されたジオメトリ値、すなわち、低パワーユーザに現在関連するターゲットジオメトリ値（５．２）に基づき、低パワーユーザの新たなＭＣＳ及び関連するパワーを決定するようプロセッサ回路２１に指示する。従って、５．２のターゲットジオメトリが４のＭＣＳパワー値に関連付けされるため、ＭＣＳパワー値４は、図２１に示されるように、各ユーザに関連付けされる。各ユーザに関連するＭＣＳパワー値を知ると、対応するター別途ＭＣＳは、図１６に示されるリファレンステーブル２１８から決定可能であり、対応する新たなＭＣＳが、図２２に示されるように、対応するユーザに関連付けされる。従って、ユーザＩＤ、対応する新たなＭＣＳ及び関連するＭＣＳパワーレベルを表す出力データは、図２３に示されるように表すことができる。
【００５２】
図１４を再び参照して、ブロック２４８は、図２２に示されるように、新たなＭＣＳに関連するパワーレベルにおいて対応する新たなＭＣＳにより特定されるＭＣＳを利用して、低パワーユーザ（及び高パワーユーザ）に制御情報を送信するための信号を生成するようプロセッサ回路に指示する。これらの信号は、図２４に示されるような従来のサブマップバーストフレームのフォーマットにより生成されてもよく、図２４の２５０により示されるような少なくとも１つの制御パッチは、移動局１６との制御通信のため基地局１４により使用される対応するＭＣＳとユーザとを特定する情報を含む。図５を再び参照して、当該フレームはスケジューリングされたデータ４４として送信回路２４に提供される。
【００５３】
上述された実施例では、リファレンスジオメトリ値、リファレンスＭＣＳパワー値及び対応するリファレンスＭＣＳが予め規定された。しかしながら、本発明の第２実施例によると、後述されるように、ユーザのジオメトリに従ってリファレンスジオメトリ値、リファレンスＭＣＳ及びリファレンスＭＣＳパワー値を設定することも可能である。例えば、ジオメトリ値によるユーザＩＤ、ジオメトリ値及びＭＣＳパワー値のタプルのソート後、図１８に示されるように、最も高いジオメトリ値１０が、ＭＣＳパワー値が５であり、対応するＭＣＳがＱＰＳＫ１／２であり、当該ＭＣＳパワー値のジオメトリレンジの下限が６．５であることを決定するため、図１６に示されるリファレンステーブル２１８と比較できる。従って、図１４のブロック２１６を実行した後、例えば、ＭＣＳ及びＭＣＳパワー値が各ユーザに関連付けされる場合、プロセッサ回路２１は、ジオメトリレンジを決定するため図１６に示されるリファレンステーブルのジオメトリレンジの値とユーザの最も高いジオメトリ値とを比較することによって、最も高いＭＣＳを求めるようプロセッサ回路に指示する任意的なブロック２１７を実行するよう指示されてもよい。その後、ジオメトリ値が既知になると、対応するＭＣＳパワー値が既知となり、対応する最も高いＭＣＳがリファレンステーブル２１８から既知となる。
【００５４】
その後、プロセッサ回路２１は、ブロック２１７において求められた最も高いＭＣＳをリファレンスＭＣＳとして割当て、リファレンステーブル２１８からの対応するＭＣＳパワー値をリファレンスＭＣＳパワー値として割当て、当該最も高いＭＣＳパワー値に関連するジオメトリレンジの下限をリファレンスジオメトリ値として割り当てさせるブロック２２９に移行される。その後、処理は、ブロック２３０において上述されるように継続される。図１４及び図２５を参照して、リファレンスジオメトリ（６．５）が第１実施例の初期の所定のリファレンスジオメトリ５．２よりはるかに大きく、従って、パワープールへの加算がはるかに小さく、パワープールバッファ２４０において示されるような６．７のトータルパワープール値に達することが確認できる。
【００５５】
図１４及び図２６を参照して、プロセッサ回路２１は、パワープールが枯渇するまで、増大したジオメトリ値と低パワーユーザの少なくとも一部とと関連付けるようブロック２４４に移行されると、プロセッサ回路は、最小のジオメトリ値（このケースでは、１．５）を有するユーザからスタートし、６．５のリファレンスジオメトリ値に等しいターゲットジオメトリを対応するユーザ（ユーザ４）に提供しようとするため、図２５に示されるパワープールバッファ２４０にソートされるパワープールから取得される必要がある量（５．０）を計算する。パワープールから５．０のジオメトリ単位を取得した後、パワーユニットは使い切ることになり、これらは次に最も高いジオメトリ値を有するユーザ、このケースではユーザ５に割り当てられてもよい。しかしながら、ユーザ５は、現在は２．８のジオメトリ値しか有さず、パワープールからの１．７がこの２．８に追加される場合、４．５となる。この新たなジオメトリ値４．５は、当初のジオメトリ値２．８に対して依然として増加しており、４．５の新たなターゲットジオメトリ値がユーザ５に関連付けされる。従って、ユーザ４，５には増加したターゲットジオメトリ値が与えられる。
【００５６】
図２７を参照して、リファレンスジオメトリ値が高パワーユーザに関連付けされ、ユーザ７，３のターゲットジオメトリが４．７を維持する間、２人の最も低い低パワーユーザのジオメトリ値が増大される。従って、様々なユーザは異なるターゲットジオメトリを有するが、低パワーユーザの少なくとも２人のターゲットジオメトリは増大される。これらの新たなターゲットジオメトリと図１６に示されるリファレンステーブル２１８とを利用して、図１４のブロック２４６は新たなターゲットジオメトリとリファレンステーブルのジオメトリレンジとを比較するため実行される。対応するＭＣＳパワー値は、高パワーユーザと、低パワーユーザの最も低いものであったユーザ４とについて５となり、ユーザ７，３については３のＭＣＳパワー値が維持され（すなわち、変更なし）、当初のＭＣＳパワー値に対して１だけＭＣＳパワー値が増加したユーザ５にＭＣＳパワー値３が関連付けされることが確認できる。従って、これらのユーザの新たなＭＣＳは、高パワーユーザについて同一に維持され、低パワーユーザの最も低いユーザについて高パワーユーザのものと同じまで増加され、低パワーユーザの２番目に低いユーザ（すなわち、ユーザ５）について１カテゴリだけ増加され、ユーザ７，３についてＭＣＳは同じに維持される。従って、低パワーユーザの少なくとも一部はＭＣＳが増加される。
【００５７】
図２９を参照して、各ユーザに新たなＭＣＳ及び新たなＭＣＳパワー値を関連付ける出力データテーブルが示され、図２４に示されるフレームの制御パッチ２５０を規定する信号を生成するのに利用され、新たなＭＣＳに関連する新たなＭＣＳ及びパワー値を用いて制御パッチを送信回路に送信させるため、図５に示される制御システム２０から送信回路２４に送信される。図２４に示されるフレームは、スケジューリングされたデータ４４と呼ばれてもよい。
［スケジューリングされたデータの移動局への送信］
図１及び５を参照して、スケジューリングされたデータ４４はビットストリームであり、当該ストリームはデータスクランブリングロジック４６を用いてデータに関連するＰＡＰＲ（Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）を低減するようにスクランブル化される。スクランブル化されたデータのＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）が決定され、ＣＲＣ付加ロジック４８を用いてスクランブル化されたデータに付加される。次に、チャネルエンコーダ５０を用いて移動局１６における復元及び誤り訂正を実現するため、データに冗長性を効果的に加えることによって、チャネル符号化が実行される。移動局１６の１つに対するチャネル符号化は、当該移動局に関連するＣＱＩに基づく。ある実現形態では、チャネルエンコーダ５０は、既知のターボ符号化技術を利用する。符号化されたデータは、その後にレートマッチングロジック５２により処理され、符号化に関連するデータ拡張を補償する。
【００５８】
ビットインタリーバロジック５４は、連続するデータビットのロスを最小限にするため、符号化されたデータのビットをシステマティックにリオーダする。リオーダされたデータビットは、マッピングロジック５６により選択されたベースバンド変調に依存して対応するシンボルにシステマティックにマッピングされる。好ましくは、ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）又はＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙ）変調が利用される。変調の程度は、図１４〜２９に関して上述されるように、移動局に関連するＣＱＩに基づき選択される。シンボルは、シンボルインタリーバロジック５８を用いて周波数選択フェージングにより生じる定期的なデータロスを送信信号の耐性をさらに強化することによって、システマティックにリオーダされてもよい。
【００５９】
この時点では、ビットグループは、振幅及び位相コンステレーションの位置を表すシンボルにマッピングされている。空間ダイバーシチが所望されるとき、シンボルのブロックは、その後に空間時間ブロックコード（ＳＴＣ）エンコーダロジック６０により処理され、移動局１６においてより容易に復号化され、送信信号を干渉により耐性のあるものにするようにシンボルを修正する。ＳＴＣエンコーダロジック６０は、入力シンボルを処理し、基地局１４の送信アンテナ２８の個数に対応して“ｎ”個の出力を提供する。図５に関して上述されたような制御システム２０及び／又はベースバンドプロセッサ２２は、ＳＴＣエンコーダを制御するためのマッピング制御信号を提供する。この時点で、“ｎ”個の出力のためのシンボルは送信対象のデータを表し、移動局１６により復元可能であることが仮定される。
【００６０】
本例では、基地局（図１の１４）は２つの送信アンテナ２８を有し（ｎ＝２）、ＳＴＣエンコーダロジック６０は２つの出力シンボルストリームを提供することが仮定される。各出力シンボルストリームは、理解の簡単化のため別々に示される対応する出力パス６１，６３に送信される。当業者は、１以上のプロセッサがこのようなデジタル信号処理を単独で又はここに開示される他の処理との組み合わせにより提供するのに利用可能であることを認識するであろう。各出力パスでは、ＩＦＦＴプロセッサ６２は、逆フーリエ変換を実行するため、それに提供されたシンボルに対して実行される。ＩＦＦＴプロセッサ６２の出力は、時間ドメインにおいてシンボルを提供する。ＯＦＤＭシンボルとしても知られる時間ドメインシンボルは、プリフィックス単位挿入機能６４を割り当てることによって、フレームにグループ化される。結果としてのフレームは、デジタルドメインにおいて中間周波数にアップ変換され、各自のデジタルアップ変換（ＤＵＣ）及びデジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換回路６６を介しアナログ信号に変換される。その後、各出力パスからの結果としての（アナログ）信号は、所望のＲＦ周波数に同時に変調され、ＲＦ回路６８及び送信アンテナ２８を介し１つの移動局１６に増幅及び送信される。特に、意図される移動局１６により知られるパイロット信号は、サブキャリアに分散される。以下で詳細に説明される移動局１６は、チャネル推定のためパイロット信号を利用する。
［移動局における信号の受信］
基地局の１つ（図１の１４）から直接的に又は中継局の１つ（図１の１５）の支援により移動局１６の１つによる送信信号の受信を説明するため、図６が参照される。移動局１６の１つの各受信アンテナ４０における送信信号の到着に応答して、各信号は対応するＲＦ回路７０により復調及び増幅される。簡単化のため、２つの受信パスの１つのみが詳細に説明及び図示される。アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ及びダウン変換回路７２が、デジタル処理のためアナログ信号をデジタル化及びダウン変換する。結果として得られるデジタル化された信号は、受信信号レベルに基づきＲＦ回路７０のアンプのゲインを制御するため、自動ゲイン制御回路（ＡＧＣ）７４により利用されてもよい。
【００６１】
まず、デジタル化された信号は、７６により全体表示される同期ロジックに提供され、同期ロジックは粗同期機能７８を有し、複数のＯＦＤＭシンボルをバッファし、連続する２つのＯＦＤＭシンボルの間の自己相関を計算する。当該相関結果の最大値に対応する結果としての時間インデックスは、ヘッダに基づき正確なフレーミングスタート位置を決定するため同期機能８０により利用される詳細同期機能８０により利用される詳細同期サーチウィンドウを決定する。詳細同期機能８０の出力は、フレーム配置ロジック８４によるフレーム取得を実現する。適切なフレーミング配置は、以降のＦＦＴ処理が時間ドメインから周波数ドメインへの正確な変換を提供するように重要である。詳細同期アルゴリズムは、ヘッダにより搬送される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間の相関に基づく。フレーム配置取得が実行されると、ＯＦＤＭシンボルのプリフィックスが、プリフィックス除去ロジック８６により除去され、結果としてのサンプルが周波数オフセット／相関機能８８に送信され、送信機及び受信機における一致しないローカルオシレータにより生じたシステム周波数オフセットが補償される。好ましくは、同期ロジック７６は、ヘッダを利用して送信信号の周波数オフセット及びクロックオフセットを推定し、これらの推定を適切にＯＦＤＭシンボルを処理するために周波数オフセット／訂正機能８８に提供する周波数オフセット及びクロック推定機能８２を有する。
【００６２】
この時点で、時間ドメインのＯＦＤＭシンボルは、ＦＦＴ処理機能９０により周波数ドメインへの変換の準備ができている。この結果は、周波数ドメインシンボル群であり、処理機能９２に送信される。処理機能９２は、分散パイロット抽出機能９４を用いて分散されたパイロット信号を抽出し、チャネル推定機能９６を用いて抽出されたパイロット信号に基づくチャネル推定を決定し、チャネル再構成機能９８を用いてすべてのサブキャリアのチャネルレスポンスを提供する。各サブキャリアのチャネルレスポンスを決定するため、パイロット信号は、時間と周波数との双方において既知のパターンのＯＦＤＭサブキャリア全体のデータシンボル間に分散された実質的に複数のパイロットシンボルである。
【００６３】
図６に続き、処理ロジックは、パイロットシンボルが送信されたサブキャリアのチャネルレスポンスを決定するため、ある時間のあるサブキャリアにおいて期待されるパイロットシンボルと受信パイロットシンボルとを比較する。その結果は、パイロットシンボルが提供されない残りのサブキャリアのすべてではないが大部分についてチャネルレスポンスを推定するのに補間される。実際の及び補間されたチャネルレスポンスは、全体のチャネルレスポンスを推定するのに利用され、ＯＦＤＭチャネルのサブキャリアのすべてではないが大部分のチャネルレスポンスを含む。
【００６４】
周波数ドメインシンボルとチャネル再構成情報とは、各受信パスのチャネルレスポンスから導出され、ＳＴＣデコーダ１００に提供され、ＳＴＣデコーダ１００は、送信シンボルを復元するため受信パスの双方に対するＳＴＣ復号化を提供する。チャネル再構成情報は、各周波数ドメインシンボルを処理する際に送信チャネルの効果を削除するのに十分な等価情報をＳＴＣデコーダ１００に提供する。
【００６５】
復元されたシンボルは、送信機のシンボルインタリーバロジック５８に対応するシンボルデインタリーバロジック１０２を用いて順序が戻される。その後、デインタリーブされたシンボルは、デマッピングロジック１０４を用いて対応するビットストリームに復調又はデマッピングされる。その後、ビットは、送信機アーキテクチャのビットインタリーバロジック５４に対応するビットデインタリーバロジック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、その後にレートデマッチングロジック１０８により処理され、最初のスクランブル化されたデータとＣＲＣチェックサムを復元するため、チャネルデコーダロジック１１０に提供される。従って、ＣＲＣロジック１１２は、ＣＲＣチェックサムを削除し、従来方法によりスクランブル化されたデータをチェックし、既知の基地局デスクランブリングコードを用いて当初の送信データをデータとして再生成するデスクランブル化のため、デスクランブリングロジック１１４に提供する。
【００６６】
図６をさらに参照して、データ１１６の復元とパラレルに、ＣＱＩ又は各基地局１４においてＣＱＩを生成するのに十分な情報が決定され、各基地局に送信される。上述されるように、ＣＱＩは、キャリア対干渉レシオ（ＣＲ）の関数であると共に、チャネルレスポンスがＯＦＤＭ周波数帯の各サブキャリアにおいて変動する程度との関数であってもよい。本実施例については、情報を送信するのに利用されるＯＦＤＭ周波数帯域の各サブキャリアのチャネルゲインは、チャネルゲインがＯＦＤＭ周波数帯域において変化する程度を決定するため、互いに関して比較される。多数の技術が変動の程度を測定するのに利用可能であるが、１つの技術は、データを送信するのに利用されるＯＦＤＭ周波数帯域全体の各サブキャリアのチャネルゲインの標準偏差を計算することである。
【００６７】
ある実施例では、中継局が１つのみの無線を用いて、又は複数の無線を有した時間分割により動作してもよい。
【００６８】
本発明の実施例が実現される通信システムの具体例が上述されたが、本発明の実施例は、上述された具体例と異なるが、上述された実施例の実現形態と整合して動作するアーキテクチャを有する通信システムにより実現可能であることが理解されるべきである。
【００６９】
本発明の特定の実施例が説明及び図示されたが、このような実施例は、本発明の単なる例示であり、添付した請求項に従って解釈される本発明を限定するものでない。
【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】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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