(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御プレーン・エンティティにおいて実施される、複数の基地局から少なくとも１つの移動ユニットへのダウンリンク伝送を調整する方法であって、
前記制御プレーン・エンティティにおいて、前記複数の基地局のそれぞれから、前記複数の基地局と前記少なくとも１つの移動ユニットの間の複数の無線通信チャネルに関するチャネル状態情報を受信するステップと、
前記制御プレーン・エンティティにおいて、前記チャネル状態情報に基づいて、前記複数の基地局から前記少なくとも１つの移動ユニットへの同期されたダウンリンク伝送のための伝送フォーマットを決定するステップと、
前記伝送フォーマットが使用される場合、前記複数の基地局からの同期されたダウンリンク伝送が、前記少なくとも１つの移動ユニットにおいてコヒーレントに合成されるように、前記複数の基地局に前記伝送フォーマットを供給するステップとを備える方法。
【請求項２】
前記制御プレーン・エンティティにおいて、前記複数の基地局のそれぞれから、前記複数の基地局のそれぞれによって前記少なくとも１つの移動ユニットにダウンリンクを介して伝送されるべきデータのためのキューのステータスを示すキュー状態情報を受信するステップを備え、同期されたダウンリンク伝送のための前記伝送フォーマットを決定するステップは、前記キュー状態情報に基づいて、同期されたダウンリンク伝送のための前記伝送フォーマットを決定するステップを備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記制御プレーン・エンティティにおいて、前記チャネル状態情報に基づいて、前記複数の基地局のそれぞれに関するタイミング情報を決定するステップと、
前記制御プレーン・エンティティから前記複数の基地局に、前記タイミング情報を供給するステップとを備え、前記複数の基地局は、前記複数の基地局からの伝送された情報が、前記少なくとも１つの移動ユニットにおいてコヒーレントに合成されるように、前記供給されたタイミング情報によって示される時点で前記ダウンリンクを介して前記情報を伝送することができる請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記制御プレーン・エンティティにおいて、前記複数の基地局から前記少なくとも１つの移動ユニットへの同期されたダウンリンク伝送を一緒にスケジュールし、さらに前記制御プレーン・エンティティにおいて、前記同期されたダウンリンク伝送のための伝送フォーマットを決定するステップを備える請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記制御プレーン・エンティティにおいて、前記少なくとも１つの移動ユニットに調整された同期されたダウンリンク伝送を供給する前記複数の基地局を選択するステップと、
前記制御プレーン・エンティティからＩＰ（インターネット・プロトコル）ゲートウェイに、前記ＩＰゲートウェイが前記選択された複数の基地局のそれぞれにパラレル・ダウンリンク・データ・ストリームを供給することができるように、前記選択された複数の基地局を示す情報を供給するステップとを備える請求項１に記載の方法。
【請求項６】
複数の基地局の１つである第１の基地局において実施される、前記複数の基地局から少なくとも１つの移動ユニットへの調整されたダウンリンク伝送の方法であって、
制御プレーン・エンティティに前記第１の基地局から、前記第１の基地局に関連する少なくとも１つのアンテナと、前記少なくとも１つの移動ユニットに関連する少なくとも１つのアンテナとの間の少なくとも１つの無線通信チャネルに関するチャネル状態情報を供給するステップと、
前記制御プレーン・エンティティから前記第１の基地局において、前記第１の基地局から前記少なくとも１つの移動ユニットへの同期されたダウンリンク伝送のための伝送フォーマットを受信し、前記伝送フォーマットは、前記制御プレーン・エンティティに伝送された前記チャネル状態情報、および前記複数の基地局からの少なくとも１つの第２の基地局によって前記制御プレーン・エンティティに供給されたさらなるチャネル状態情報に基づいて、前記複数の基地局に関して前記制御プレーン・エンティティによって決定されるステップと、
前記複数の基地局から伝送された前記同期されたダウンリンク伝送が、前記少なくとも１つの移動ユニットにおいてコヒーレントに合成されるように、前記受信された伝送フォーマットを使用して前記複数の基地局と協調して前記ダウンリンクを介して前記データを伝送するステップとを備える方法。
【請求項７】
前記制御プレーン・エンティティに、前記第１の基地局によって前記少なくとも１つの移動ユニットにダウンリンクを介して伝送されるべきデータのためのキューのステータスを示すキュー状態情報を供給するステップを備える請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記チャネル状態情報に基づいて前記制御プレーン・エンティティによって決定されたタイミング情報を受信するステップと、
伝送された情報が、前記少なくとも１つの移動ユニットにおいて、前記複数の基地局によってダウンリンクで伝送された情報とコヒーレントに合成されるように、前記第１の基地局から、前記供給されたタイミング情報によって示される時点でダウンリンクを介して前記情報を伝送するステップを備える請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記制御プレーン・エンティティから、前記第１の基地局から前記少なくとも１つの移動ユニットへの同期されたダウンリンク伝送のためのスケジューリング情報を受信するステップと、
同期されたダウンリンク伝送のために前記少なくとも１つの移動ユニットをスケジュールし、スケジューリング情報を前記制御プレーン・エンティティに供給し、前記伝送フォーマットを受信するステップは、前記スケジュールされ、同期されたダウンリンク伝送のために前記制御プレーン・エンティティによって決定された伝送フォーマットを受信するステップを備えるステップとを備える請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの移動ユニットに調整された、同期されたダウンリンク伝送を供給すべき前記第１の基地局を、前記制御プレーン・エンティティが選択していることを示す情報を受信するステップと、ＩＰ（インターネット・プロトコル）ゲートウェイから、調整され、同期されたダウンリンク伝送を供給するように選択されたことに応答して、少なくとも１つのダウンリンク・データ・ストリームを、前記ＩＰゲートウェイによって前記複数の基地局に供給される他のダウンリンク・データ・ストリームと同時に受信するステップとを備える請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記制御プレーン・エンティティにおいて、前記制御プレーン・エンティティと前記複数の基地局に関連する複数のアンテナとの間のバックホール・リンクの複数のレッグの間の相対時間遅延を動的に判定するステップを更に備え、前記伝送フォーマットを決定するステップが、該相対時間遅延に基づいて前記伝送フォーマットを決定するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記相対時間遅延を動的に判定するステップが、前記制御プレーン・エンティティから前記複数のアンテナにタイミング信号を送信するステップと、前記制御プレーン・エンティティにおいて該タイミング信号のエコーを前記複数のアンテナから受信するステップを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００７年７月１６日に出願した、「ＡＮ  ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ  ＴＯ  ＳＵＰＰＯＲＴ  ＮＥＴＷＯＲＫ−ＷＩＤＥ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ−ＩＮ−ＭＵＬＴＩＰＬＥ−ＯＵＴ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ」という名称の米国特許出願第１１／７７８，２８２号、および２００８年９月１８日に出願した、「ＡＮ  ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ  ＴＯ  ＳＵＰＰＯＲＴ  ＮＥＴＷＯＲＫ−ＷＩＤＥ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ−ＩＮ−ＭＵＬＴＩＰＬＥ−ＯＵＴ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＯＶＥＲ  ＡＮ  ＵＰＬＩＮＫ」という名称の米国特許出願第１２／２３３，１５０号と関連する。
【０００２】
本発明は、一般に、通信システムに関し、より詳細には、無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
無線通信システムにおける基地局は、基地局に関連する地理的区域内、つまり、セル内のユーザに無線接続を提供する。一部の事例において、セルは、選択された開き角度に対し、異なるアンテナが役目を果たす複数のセクタ（例えば、３つの１２０度セクタまたは６つの６０度セクタ）に分割されることが可能である。基地局とユーザの各々の間の無線通信リンクは、通常、基地局から移動ユニットに情報を伝送するための１つまたは複数のＤＬ（ダウンリンク）（または順方向）チャネルと、移動ユニットから基地局に情報を伝送するための１つまたは複数のＵＬ（アップリンク）（または逆方向）チャネルとを含む。基地局が複数のアンテナを含み、さらに、オプションとして、ユーザ端末装置が複数のアンテナを含む場合、ＭＩＭＯ（多入力多出力）技術が使用されることが可能である。例えば、複数のアンテナを含む基地局は、セル／セクタ内の同一のユーザまたは複数のユーザに同一の周波数帯域上で独立した複数の異なる信号を同時に送信することができる。ＭＩＭＯ技術は、基地局において利用可能なアンテナの数にほぼ比例して無線通信システムのスペクトル効率を高めることができる。
【０００４】
従来のＭＩＭＯ技術は、調整基地局と並置された複数のアンテナの動作を調整する。例えば、ＢＳ（基地局）に関連する複数のアンテナは、それらのアンテナが基地局から１０メートル未満であるように通常、構成される。基地局からそれらのアンテナに伝送され、次いで、無線インタフェースを介してＤＬでＭＳ（移動局）に伝送される信号は、それらの信号が受信側、例えば、移動局においてコヒーレントに合成されることが可能であるように、位相が揃えられていることが可能である。したがって、複数のアンテナからのコヒーレントな放射の強め合う干渉および／または弱め合う干渉が、選択された方向で信号を増幅するのに、さらに／またはその他の方向で信号を無効にするのに使用されることが可能である。また、コヒーレントな信号を処理することを使用して、複数の送信機間の相互干渉が最小限に抑えられることも可能である。同様にＵＬで、複数のアンテナから受信された信号が、最大比合成（ＭＲＣ）、最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）、および最尤系列推定器（ＭＬＳＥ）などのよく知られたアルゴリズムを介して、信号強度を最大にし、ＳＩＮＲを最大にし、複数の信号を同時に検出するように組み合わされることが可能である。しかし、従来のＭＩＭＯは、隣接セルにおけるアップリンク伝送および／またはダウンリンク伝送によってもたらされるセル間干渉に対処しない。
【０００５】
もたらされる相互干渉が除去されるように、異なる基地局における複数のアンテナから重畳された信号波形を１つまたは複数の移動端末装置に同時に伝送することを可能にすることによって無線インタフェース・パフォーマンスを向上させる、ＩＢＳ−ＭＩＭＯ（基地局間ＭＩＭＯ）と呼ばれる新しいクラスのマルチアンテナ技術が提案されている。ダウンリンクで、異なるＢＳが、もたらされる相互干渉が除去され、複数のＢＳからの信号が各ＭＳにおいてコヒーレントに合成されることが可能であるように、それらのＢＳのアンテナから１つまたは複数のＭＳに重畳された信号波形を同時に送信する（調整された仕方で）。このプロセスにおいて、或る特定のＭＳに向けられた信号は、様々なＢＳから送信され得る。無線アクセス網が、それらのＢＳの伝送がコヒーレントに合成され得るように、それらのＢＳを調整する制御シグナリングおよび／またはデータ・プレーン交換を提供する。
【０００６】
調整は、多様なＩＢＳ  ＭＩＭＯ技術をもたらす様々な仕方で実現されることが可能である。例えば、同一の、または複数の異なる基地局によるサービスを受ける他のＭＳへの伝送によってもたらされる干渉を除去しながら、複数の基地局による伝送に関して、ＭＳにおいてコヒーレントな受信を実現するという目的を有する調整は、「ネットワークＭＩＭＯ」と呼ばれる。ネットワークＭＩＭＯは、短い時間尺度で（例えば、数ミリ秒から数十ミリ秒のオーダーで）複数のＢＳにわたる調整を要求する。実際の時間尺度は、サポートされることが見込まれる最大移動端末装置速度に基づいて決定されることが可能である。他方、ＭＳにおけるコヒーレントでない合成を実現する調整は、「協調ＭＩＭＯ」と呼ばれ、数百ミリ秒のオーダーの、より長い時間尺度で実行されることが可能である。ネットワークＭＩＭＯと協調ＭＩＭＯをサポートするのに、この２つのアプローチは、ＢＳを接続するネットワークに異なる遅延要件および帯域幅要件を課すものの、同様のアーキテクチャが使用されることが可能である。
【０００７】
ＩＢＳ−ＭＩＭＯ技術の実施は、既存のネットワーク・アーキテクチャ、およびネットワーク・アーキテクチャにおける見込まれる将来の開発によって強く制約される。多くのネットワーク・アーキテクチャは、制御プレーン動作およびベアラ・プレーン動作をサポートする。例えば、基地局は、物理層動作や媒体アクセス制御層動作などのベアラ・プレーン動作を扱うように構成されることが可能である。一部の事例では、ベアラ（またはデータ）プレーンは、以下の２つのレベル、すなわち、ＩＰゲートウェイ・ルータにおいて実施される上位レベルと、ＩＰ対応の基地局において実施される下位レベルとに分離されることが可能である。また、スケジューリングやリソース割当てなどの制御プレーン動作が、基地局において実施されることも可能である。ＩＢＳ−ＭＩＭＯ技術は、これらの技術の実施によってもたらされる混乱を最小限に抑えるように、可能な最大限度まで、これらのアーキテクチャ上の制約に合致するような仕方で実施されなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願第１１／７７８，２８２号
【特許文献２】米国特許出願第１２／２３３，１５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
開示される主題は、前述した問題の１つまたは複数の影響に対処することを対象とする。以下に、開示される主題のいくつかの態様の基本的理解をもたらすために、開示される主題の簡略化された概要を提示する。この概要は、開示される主題の網羅的な概観ではない。この概要は、開示される主題の重要な要素、または不可欠な要素を特定することも、開示される主題の範囲を線引きすることも意図していない。この概要の唯一の目的は、後段で述べられる、より詳細な説明の前置きとして、いくつかの概念を簡略化された形態で提示することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施形態において、複数の基地局から少なくとも１つの移動ユニットへのダウンリンク伝送を調整するための方法が提供される。この方法は、制御プレーン・エンティティにおいて実施され、この制御プレーン・エンティティにおいて、複数の基地局のそれぞれから、その複数の基地局と１つまたは複数の移動ユニットの間の複数の無線通信チャネルに関するチャネル状態情報を受信することを含む。また、この方法は、この制御プレーン・エンティティにおいて、そのチャネル状態情報に基づいて、その複数の基地局から、それらの移動ユニットへのダウンリンク伝送のための伝送フォーマットを決定することも含む。この方法は、その複数の基地局にそれらの伝送フォーマットを提供することをさらに含む。
【００１１】
他の実施形態において、複数の基地局から少なくとも１つの移動ユニットへの調整されたダウンリンク伝送のための方法が提供される。この方法は、その複数の基地局の１つである第１の基地局において実施される。この方法は、制御プレーン・エンティティに第１の基地局から、第１の基地局に関連する少なくとも１つのアンテナと、移動ユニットに関連する少なくとも１つのアンテナとの間の無線通信チャネルに関するチャネル状態情報を供給することを含む。また、この方法は、制御プレーン・エンティティおよび第１の基地局から、第１の基地局から移動ユニットへのダウンリンク伝送のための伝送フォーマットを受信することも含む。これらの伝送フォーマットは、制御プレーン・エンティティに伝送されたチャネル状態情報、ならびにその複数の基地局からの少なくとも１つの第２の基地局によって制御プレーン・エンティティに供給されたさらなるチャネル状態情報に基づいて、その複数の基地局に関する制御プレーン・エンティティによって決定される。この方法は、それらの受信された伝送フォーマットを使用して、その複数の基地局と協調してダウンリンクでデータを伝送することをさらに含む。
【００１２】
開示される主題は、同様の参照符号により同様の要素が識別される、添付の図面と併せて解釈される以下の説明を参照することによって理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】無線通信システムの１つの例示的な実施形態を概念的に示す図である。
【図２】図１に示される無線通信システムにおける制御プレーン・エンティティを動作させる方法の１つの例示的な実施形態を概念的に示す図である。
【図３】ベアラ・プレーン・エンティティ、および図１に示される無線通信システムを動作させる方法の１つの例示的な実施形態を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
開示される主題は、様々な変形形態および代替形態が可能であるが、開示される主題の特定の実施形態が、例として図面に示されており、本明細書で詳細に説明される。しかし、特定の実施形態の本明細書の説明は、開示される主題を、開示されるそれらの特定の形態に限定することは意図しておらず、意図されるのは、本発明は、添付の特許請求の範囲に含まれるすべての変形形態、均等形態、および代替形態を範囲に含むことであることを理解されたい。
【００１５】
例示的な実施形態が以下に説明される。簡明のため、実際の実施形態のすべての特徴が本明細書で説明されるわけではない。もちろん、いずれのそのような実際の実施形態の開発においても、実施形態ごとに異なる、システム関連の制約、およびビジネス関連の制約の順守などの開発者の特定の目標を実現するように、多数の実施形態固有の決定が行われなければならないことが認識されよう。さらに、そのような開発努力は、複雑で、時間がかかる可能性があるが、それでも、本開示を利用する当業者には日常業務的な取組みであることが認識されよう。
【００１６】
次に、開示される主題を、添付の図を参照して説明する。様々な構造、システム、およびデバイスは、説明の目的に限って、当業者によく知られている詳細で本発明を不明瞭にしないように、図面に概略で示される。それでも、添付の図面は、開示される主題の例示的な実施例を示し、説明するように含められる。本明細書で使用される語および句は、当業者によるそれらの語および句の理解と合致する意味を有するように理解され、解釈されなければならない。語および句の特別な定義、すなわち、当業者によって理解される通常の、慣習的な意味と異なる定義が、本明細書における語または句の一貫した用法によって暗示されることは意図していない。語または句が或る特別な意味、すなわち、当業者によって理解される以外の意味を有することが意図される限りで、そのような特別な定義は、その語または句に関する、その特別な定義を直接に、明確に与える定義の仕方で本明細書に明記される。
【００１７】
図１は、無線通信システム１００の１つの例示的な実施形態を概念的に示す。この図示される実施形態において、無線通信システム１００は、無線通信システム１００の様々な要素の間で情報を伝送するのに使用されることが可能なバックホール・ネットワーク１０５を含む。本明細書の用法、および当技術分野における一般的な用法により、「バックホール・ネットワーク」とは、基地局と無線ネットワーク・コントローラなどの制御エンティティとの間で無線ネットワーク関連のデータおよび制御を伝送するトランスポート・ネットワークを指す。バックホール・ネットワーク１０５は、有線通信および／または無線通信の標準および／またはプロトコルの任意の組合せに準拠して動作することが可能である。バックホール・ネットワーク１０５を実施するのに使用され得る例示的な標準および／またはプロトコルには、フレーム・リレー、ＡＴＭ、イーサネットなど、ならびにＡＴＭ、ＩＰなどの、より上位の層のプロトコルが含まれる。バックホール・ネットワーク１０５にアクセスするため、および／またはネットワーク１０５を介して情報を通信するための技術は、当技術分野で知られており、簡明のため、本技術に関係がある、これらの技術の態様に限って、本明細書で説明される。
【００１８】
無線通信システム１００は、１つまたは複数の移動ユニット１１０（１つだけを図１に示す）に、移動ユニット１１０がネットワーク１０５にアクセスすることができるように無線接続を提供するのに使用される。例示的な移動ユニット１１０には、セルラ電話機、携帯情報端末、スマートフォン、ポケットベル、テキスト・メッセージング・デバイス、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）デバイス、ネットワーク・インタフェース・カード、ノートブック・コンピュータ、デスクトップ・コンピュータなどが含まれることが可能である。様々な代替の実施形態において、移動ユニット１１０は、無線通信システム１００と通信するための単一のアンテナ、または複数のアンテナを含むことが可能である。
【００１９】
図示される実施形態において、無線通信システム１００は、移動ユニット１１０に無線接続を提供するのに使用される複数のＢＳ（基地局）１１５を含む。各基地局１１５は、ダウンリンク情報を受信し、この情報を、無線インタフェース１２０を介して移動ユニット１１０に伝送され得るフォーマットに変換するように構成される。基地局１１５は、ＰＨＹ（物理）層処理およびＭＡＣ（媒体アクセス制御）層機能を実行するように構成される。物理層機能および／または媒体アクセス制御層機能は、無線インタフェース１２０に関連する無線ベアラをサポートするのに使用されるので、基地局１１５において実施される機能は、通常、「ベアラ・プレーン」機能と呼ばれる。ベアラ・プレーン機能を実施するのに、基地局１１５は、本明細書で説明されるとおり、制御プレーン・エンティティによって提供される伝送フォーマット、伝送時間、およびパケットを使用する。基地局１１５において物理層機能および／または媒体アクセス制御層機能などのベアラ・プレーン機能を実施するための技術は、当技術分野において知られており、簡明のため、本発明に関係がある技術に限って、本明細書で説明される。各局１１５は、無線インタフェース１２０を介して変調された無線周波数信号を送受信するのに使用されることが可能な１つまたは複数のアンテナ１２５に通信するように結合される。
【００２０】
基地局１１５は、基地局１１５と移動ユニット１１０の間の通信に関連する状態情報を収集することもできる。１つのタイプの状態情報が、無線インタフェース１２０によってサポートされる無線通信チャネルの現在の状態を示す無線チャネル状態情報である。基地局１１５は、パイロット信号利得およびパイロット信号位相、信号対干渉雑音比、Ｃ／Ｉ比などの測定などの知られている技術を使用して無線チャネル状態情報を決定することができる。これらのタイプのダウンリンク・チャネル状態情報は、ＭＳ（移動局）によって、各送信アンテナから各受信アンテナまで測定され、アップリンクを介してＢＳにフィードバックされる、あるいはアップリンク信号に基づいて、ＢＳによって直接に測定されて、ＴＤＤ（時分割複信）の場合と同様に使用される、または適切な信号処理に基づいて、ダウンリンク量に変換されることが可能である。別のタイプの状態情報が、データを、このデータがダウンリンクを介して移動ユニット１１０に伝送される前に、格納するための、基地局１１５によって保持されるキューまたはバッファの現在状態を示すキュー状態情報である。例えば、キュー状態情報は、現在のバッファ占有率、オーバフロー条件、アンダフロー条件などを示すことが可能である。この状態情報は、バックホール・リンク１３０を介して基地局１１５から様々な制御プレーン・エンティティに伝送されることが可能である。また、基地局１１５は、バックホール・リンク１３０を介して制御シグナリングを受信するようにも構成される。
【００２１】
無線通信システム１００における制御プレーン・エンティティは、移動性管理−ページング要素１３３を含む。移動性管理−ページング制御要素１３３は、以下の例の場合のとおり、論理的であっても、物理的であってもよい。１ｘＥＶ−ＤＯおよびＵＭＴＳ−ＨＳＰＡにおいて、ＲＮＣ（無線ネットワーク・コントローラ）と呼ばれる物理ネットワーク要素が、ＩＰ層および層２にわたる制御機能およびベアラ・プレーン機能を果たす。ＲＮＣは、ＩＰゲートウェイと基地局１１５の間に配置される。ＷｉＭＡＸプロファイルＣにおいて、ＡＳＮ−ＧＷ（アクセス・サービス・ノード・ゲートウェイ）と呼ばれる物理ネットワーク要素により、制御機能がベアラ・プレーンＩＰゲートウェイ機能と並置される。ＡＳＮ−ＧＷは、すべての層１（物理層）機能、およびほとんどの層２ベアラ・プレーン機能を果たす基地局１１５に接続される。ＬＴＥ−ＳＡＥおよびＵＭＢは、層１〜３にベアラ・プレーン機能を分散させる点でＷｉＭＡＸプロファイルＣと同様である。しかし、制御機能は、ＩＰゲートウェイおよび基地局１１５に対する指定されたインタフェースを有する、シグナリングＲＮＣまたはＭＭＥ（移動性管理エンティティ）と呼ばれる別個の制御要素上に配置されてもよい。移動性やページングなどの重要な機能を管理することにより、移動性管理−ページング要素１３３は、ネットワークにおける各移動ユニット１１０の位置、ならびに移動ユニット１１０に関連する「レッグ」、すなわち、異なる基地局１１５に対する使用可能な無線接続を認識している。
【００２２】
また、無線通信システム１００は、重畳された信号波形が移動ユニット１１０においてコヒーレントに合成されるように、アンテナ１２５から重畳された信号波形を同時に伝送することをサポートするのに使用される制御プレーン・エンティティ１３５も含む。このように信号波形の伝送を調整することにより、それらの信号波形の間の相互干渉が低減される、または除去されることが可能である。図示される実施形態において、この制御プレーン・エンティティは、ＤＬ−ＮＭＣ（ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯ（多入力多出力）コントローラ）１３５と呼ばれる。一実施形態において、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、移動性管理−ページング要素１３３と並置されることが可能である。別の実施形態において、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、１つまたは複数の基地局１１５と並置されることが可能である。さらに別の実施形態において、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、ＮＭＣ機能に専用である別個の１つまたは複数の物理ネットワーク・ノードであることが可能である。したがって、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、集中エンティティとして実施されても、分散された機能として実施されてもよい。
【００２３】
図示される実施形態において、基地局１１５は、収集された状態情報をダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５に供給し、すると、コントローラ１３５は、移動ユニット１１０とのダウンリンク通信を調整するように基地局１１５に供給される制御シグナリングを生成する。例えば、ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、無線チャネル状態情報および／またはキュー状態情報を使用して、各基地局１１５から移動ユニット１１０にダウンリンク情報を伝送するために使用されるべき伝送フォーマットを計算することができる。次に、計算された伝送フォーマットが、バックホール・リンク１３０を介して基地局に通信されることが可能である。この伝送フォーマットは、情報ブロック・サイズ、誤り制御符号、符号レート、変調次数、アンテナ・ビーム形成重み、送信電力、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重化）トーンもしくはＯＦＤＭタイルなどのパラメータを含むことが可能である。多くの事例で、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５によって実行される制御プレーン動作は、これらのチャネル状態についての情報、ならびに（オプションとして）基地局１１５において保持される移動体固有のキューの状態についての情報だけを使用する。その結果、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、ダウンリンク伝送キューの実際のパケット・コンテンツへのアクセスを必ずしも有さなくてもよい。
【００２４】
また、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、各移動ユニット１１０に関するダウンリンク調整クラスタの一部である基地局１１５を選択することに参加することも可能である。一実施形態において、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、様々な基地局１１５によって供給される情報に基づいて、各移動ユニット１１０に関して調整クラスタにおけるメンバシップを決定する。メンバシップは、事前決定される、さらに／またはダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５によって動的に決定されることが可能である。代替として、クラスタ・メンバシップは、基地局１１５などのネットワーク１００における他のエンティティによって決定されてもよい。調整クラスタにおけるメンバシップが決定されると、状態情報が基地局１１５からダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５に伝送されることが可能であり、さらに制御情報が基地局１１５に送り返されることが可能であるように、通信チャネルがバックホール・リンク１３０を介してセットアップされることが可能である。
【００２５】
一実施形態において、各移動ユニット１１０に関連する調整クラスタは、移動ユニット１１０がネットワーク１００に最初にアクセスした際に、最初に決定されることが可能である。例えば、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５（および／またはネットワーク１００における他のエンティティ）が、或る特定の移動ユニット１１０がネットワークＭＩＭＯ技術の適用から利益を得ることができるかどうかを判定することが可能である。その移動ユニット１１０がネットワークＭＩＭＯを使用して扱われる場合、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、その移動ユニット１１０に関する調整クラスタを選択することができる。一部の事例において、移動ユニット１１０は、調整クラスタに関連付けられる代わりに、単一の基地局１１５によって扱われることが可能である。また、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５が、移動ユニット１１０のステータスを定期的に更新することも可能である。更新することは、移動ユニット１１０に関連付けられた調整クラスタにおける基地局メンバシップを変更すること、ネットワークＭＩＭＯ技術が適用されるべき移動ユニット１１０のステータスを変更すること、ネットワークＭＩＭＯ技術の適用を不活性化するように移動ユニット１１０のステータスを変更することなどを含むことが可能である。
【００２６】
無線通信システム１００は、異なるダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５によって制御される複数の調整クラスタを含むことが可能である。一実施形態において、各クラスタは、１つまたは複数のダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５と、空間的にカバレッジが隣接する基地局１１５のセットとから成る。これらの地理的に隣接するクラスタは、異なるクラスタに異なる周波数セットまたは時間間隔セットが割り当てられるならば、重なり合わないことが可能である。この分離により、重なり合いが生じた場合に同一の基地局１１５を制御しようと試みるダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５間の競合条件が防止されることが可能である。周波数セットまたは時間間隔割当ての点で分離が存在する場合（空間的重なり合いが存在しても）、そのような競合条件は、回避される。実際、複数の周波数セットまたは時間間隔セットをサポートすることができる基地局１１５は、複数の基地局１１５のように振舞い、或る所与の周波数または時間間隔を有する基地局１１５をそれぞれが制御する複数のダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５によって同時に調整されることが可能である。実際、複数の周波数または時間間隔をサポートする基地局１１５に関して、空間的重なり合いは、複数のクラスタの内側に入る移動ユニット１１０は、これらのクラスタのそれぞれから同時に、複数のＩＢＳ−ＭＩＭＯ利益を得ることができるため、非常に有利であることが判明する可能性がある。
【００２７】
また、無線通信システム１００は、ＩＰ−ＧＷ（インターネット・プロトコル・ゲートウェイ）１４０も含む。ＩＰゲートウェイ１４０は、バックホール・リンク１４５を介して基地局１１５にダウンリンク・パケットを供給することなどの、ＩＰ層機能を実行するように構成された、主としてベアラ・プレーン・デバイスである。しかし、一部の実施形態において、ＩＰゲートウェイ１４０は、ＥＶ−ＤＯおよびＨＳＰＡなどのいくつかの展開された標準における制御プレーン機能を果たすことも可能である。ＩＰゲートウェイ１４０およびダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、インタフェース１５０を介して通信することができる。例えば、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５が、インタフェース１５０を使用して、各移動ユニット１１５に関するクラスタ・メンバシップについてＩＰゲートウェイ１４０に通知することが可能である。すると、ＩＰゲートウェイ１４０は、この情報を使用して、適切な基地局１１５が、その移動ユニット１１０に向けられたパケットを受信することを予期していることを確実にすることが可能である。次に、複製のパケット・フローが、その移動ユニット１１０に関連付けられた調整クラスタに入っている基地局１１５に伝送されることが可能である。基地局１１５は、受信されたデータ・パケットを１つまたは複数のバッファもしくはキューの中に格納することが可能である。一実施形態において、移動性管理−ページング要素１３３は、ＩＰゲートウェイ１４０と並置される（ＷｉＭＡＸの場合と同様に）ことが可能である。代替として、移動性管理−ページング要素１３３は、ＩＰゲートウェイ１４０から物理的に分離されるように実装されてもよい（ＳＡＥおよびＵＭＢの場合のように）。
【００２８】
無線インタフェース１２０を介して伝送される信号は、アンテナ１２５によって送信された信号のコヒーレントな合成を円滑にするように厳密に同期されなければならない。一実施形態において、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５が、基地局１１５に関するタイミング情報を決定し、基地局１１５は、このタイミング情報を使用して、無線インタフェース１２０を介する信号の伝送を調整することができる。例えば、このタイミング情報は、選択された情報が無線インタフェース１２０を介して伝送されるべき時点を示すことが可能である。基地局１１５は、基地局１１５からアンテナ１２５に至るバックホール・リンクの異なるブランチ間の相対時間遅延の知識を使用して、アンテナ１２５にいつ信号を送るべきかを決定することができる。複数の異なるバックホール・リンクに関連する相対時間遅延が知られており、固定であるように、基地局１１５、アンテナ１２５、およびバックホール・リンクが構成される場合、基地局１１５は、構成情報に基づいて、それらの相対時間遅延を算出することができる。しかし、アンテナ１２５によって送信される信号、および／または受信される信号がコヒーレントであることを要求することによって課される厳密なタイミング制約により、それらの相対時間遅延の動的な算出が要求される可能性が高い。一実施形態において、基地局１１５は、アンテナ１２５にタイミング信号を送信すること、アンテナ１２５から戻されるエコーを受信すること、およびアンテナ１２５がタイミング信号を受信した際に、アンテナ１２５によって送信される応答信号に基づいて、基地局１１５とアンテナ１２５の間の往復遅延と片道遅延の両方を算出することによって、バックホール・リンクの複数のレッグの間の相対時間遅延を動的に算出することができる。これらのタイミング信号は、周期的に、移動ユニット１１０を相手にした通信セッションの開始に応答して、さらに／または他の任意の時点で送信されることが可能である。
【００２９】
また、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、インタフェース１５０を介してＩＰゲートウェイ１４０にタイミング情報を供給することも可能である。一実施形態において、ＩＰゲートウェイ１４０は、この情報を使用して、バックホール・リンク１４５を介する適切な基地局１１５へのパケット伝送をスケジュールすることができる。このようにして、ＩＰゲートウェイ１４０は、移動ユニット１１０へのダウンリンク伝送のためにスケジュールされたパケットが、物理層処理、ならびに無線インタフェース１２０を介する最終的な伝送に必要とされる前に、基地局１１５において利用可能であることを確実にすることができる。
【００３０】
ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、無線インタフェース１２０を介する伝送をスケジュールするように構成されることが可能である。例えば、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、様々なダウンリンク伝送時間間隔中にデータを受信すべき移動ユニット１１０をスケジュールすることが可能である。一実施形態において、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、それらの移動ユニット１１０を一緒に選択し、それらの選択された移動ユニット１１０に情報を送信するのに使用される送信フォーマットを計算することができる。しかし、代替の実施形態において、移動ユニット１１０のスケジューリングは、基地局１１５によって実行されてもよく、基地局１１５は、次に、それらの選択された移動ユニット１１０についてダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５に通知する。すると、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、送信フォーマットを計算することができ、スケジュールされたダウンリンク伝送にリソースを割り当てる。また、このスケジューリング機能は、いくつかの移動ユニット１１０が基地局１１５によってスケジュールされることが可能であり、残りの移動ユニット１１０がダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５によってスケジュールされ得るように、基地局１１５とダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５の間で分担されることも可能である。
【００３１】
図１は、単一のダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５を示すものの、実際には、無線通信システム１００は、制御の区域をそれぞれが有する複数のダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５を含んでもよいことが、本開示を利用する当業者には認識されよう。ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５区域は、いくつかの基地局１１５（都市または郊外などの）を範囲に含むように空間的に画定されること、または使用される搬送波またはトーン周波数または時間間隔などの他の点で画定されることが可能である。展開および／またはリソース管理における選好に応じて、これらのゾーンは、適宜、重なり合ってもよい。さらに、移動ユニット１１０がネットワークの中を移動するにつれ、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、これらのローミングする移動ユニット１１０についての情報を交換するように互いに通信しなければならない可能性がある。
【００３２】
図２は、図１に示される無線通信システムにおける制御プレーン・エンティティを動作させる方法２００の１つの例示的な実施形態を概念的に示す。制御プレーン・エンティティの一例には、図１に示されるダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５が含まれる。しかし、方法２００の他の実施形態は、他の１つまたは複数の制御プレーン・エンティティにおいて実施されてもよいことが、本開示を利用する当業者には認識されよう。図示される実施形態において、制御プレーン・エンティティは、基地局などのベアラ・プレーン・エンティティから状態情報を受信する（２０５で）。この状態情報は、無線通信チャネル状態情報、および／または基地局におけるキューに関連するキュー状態情報を含むことが可能である。
【００３３】
次に、制御プレーン・エンティティは、１つまたは複数の移動ユニットにダウンリンクで情報を伝送するのに基地局によって使用され得る伝送フォーマットを決定する（２１０で）。これらの伝送フォーマットは、変調および符号化、送信電力、アンテナ重み、リソース・ブロック（時間、周波数、拡散符号など）などを含むが、以上には限定されない。これらの伝送フォーマットは、ベアラ・プレーン・エンティティによって供給される状態情報を使用して決定され、基地局が、これらの異なる基地局によって伝送される信号間の相互干渉を低減する、または除去する調整された仕方でダウンリンク情報を伝送することができるように選択される（２１０で）。一実施形態において、制御プレーン・エンティティはまた、伝送を調整するように基地局および／または基地局に対する（ｓｕｂｔｅｎｄｉｎｇ）アンテナによって使用される個別のタイミング情報を決定する（２１５で）。次に、これらの伝送フォーマット、および（利用可能な場合）タイミング情報は、１つまたは複数のバックホール・リンクを介して基地局に伝送される（２２０で）。
【００３４】
図３は、ベアラ・プレーン・エンティティ、および図１に示される無線通信システムを動作させる方法３００の１つの例示的な実施形態を概念的に示す。図示される実施形態において、ベアラ・プレーン・エンティティは、図１に示される基地局１１５などの基地局である。しかし、他のベアラ・プレーン・エンティティが他の実施形態において使用されてもよいことが、本開示を利用する当業者には認識されよう。ベアラ・プレーン・エンティティは、チャネル状態情報および／またはキュー状態情報などの状態情報を収集し、その状態情報を制御プレーン・エンティティに送信する（３０５で）。次に、ベアラ・プレーン・エンティティは、１つまたは複数の移動ユニットに情報を伝送するための伝送フォーマットを受信する（３１０で）。また、ベアラ・プレーン・エンティティは、制御プレーン・エンティティからタイミング情報を受信することも可能である（３１５で）。次に、ベアラ・プレーン・エンティティは、制御プレーン・エンティティによって供給された伝送フォーマットおよび／またはタイミング情報を使用して、無線インタフェースを介してデータを伝送する（３２０で）。
【００３５】
図１を再び参照すると、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、集中エンティティとして実施されても、通信システム１００内の複数の要素（例えば、基地局１１５）全体にわたって分散された機能として実施されてもよい。集中実施形態をサポートする通信システム１００の実施形態と、分散実施形態をサポートする通信システム１００の実施形態は、異なる手順、異なるインタフェース、異なるプロトコル、および／または異なるメッセージを利用することが可能である。
【００３６】
集中ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、基地局１１５とダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５の間、基地局１１５とベアラ・プレーン・ゲートウェイ１４０の間、およびダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５とベアラ・プレーン・ゲートウェイ１４０の間でインタフェースを使用することが可能である。さらに、これらのインタフェースを介して異なるタイプのＩＢＳ−ＭＩＭＯ関連のメッセージを伝送するためのプロトコルが確立されることが可能である。一部の事例において、既存の標準によって定義された基本インタフェース／メッセージが、本明細書で説明されるＩＢＳ−ＭＩＭＯ目的で拡張され、さらに／または変形されることが可能である。
【００３７】
例えば、基地局１１５と制御プレーン要素の間のインタフェースは、ＬＴＥ／ＳＡＥにおいてＳ１ｃとして知られ、ＵＭＢにおいてＵ２として知られている。ＷｉＭＡＸプロファイルＣは、制御要素をゲートウェイと並置するので、制御プレーンのためのそのような別個のインタフェースを規定しない。移動ユニットの位置についての情報、活性のレッグについての情報、およびその他の情報を伝送するメッセージを形成するのに、知られているプロトコルが利用可能であることが、当業者には認識されよう。一実施形態において、これらの知られているプロトコルは、新たなＩＢＳ−ＭＩＭＯ関連のメッセージを含めるように、これらの知られているプロトコルを変形することによって、再使用されることも可能である。例えば、これらの知られているプロトコルは、基地局１１５から制御要素１３５にチャネル状態情報およびスケジューリング・パラメータを伝送するのに使用されることが可能なメッセージを追加することによって、変形されることも可能である。また、これらの知られているプロトコルは、制御要素１３５から基地局１１５にスケジュール許可および伝送フォーマット情報を伝送するためのメッセージを含むように変形されることも可能である。
【００３８】
基地局１１５とゲートウェイ１４０の間のインタフェースの例には、ＬＴＥ／ＳＡＥにおけるＳ１ｕ、ＵＭＢにおけるＵ１、およびＷｉＭＡＸにおけるＲ６が含まれる。Ｒ６は、ＷｉＭＡＸにおける制御情報も伝送することに留意されたい。一部の実施形態において、これらの知られているインタフェースおよびプロトコルは、基地局１１５とゲートウェイ１４０の間でデータ・パケットを伝送するメッセージを含むように変形されることが可能である。一部の事例では、既存のメッセージが、この新たな情報を伝送するのに使用されることが可能であり、したがって、これらのデータ・パケットの前処理は、ゲートウェイ１４０において全く実行されないので、新たなメッセージは必要ない可能性がある。しかし、これらの事例において、ゲートウェイ１４０が、移動局１１０を宛先とするデータ・パケットを、移動局１１０を相手にレッグを形成する基地局１１５のそれぞれに配信することができるように、新たな機能が実施されることが可能である。
【００３９】
ゲートウェイ１４０と制御要素１３５の間のインタフェースの例は、ＬＴＥ／ＳＡＥにおけるＳ１１、およびＵＭＢにおけるＵ６を含むことが可能である。これらのインタフェースは、ＷｉＭＡＸプロファイルＣにおいてＡＳＮ−ＧＷ内に並置されるので、そのようなインタフェースは、ＡＳＮ−ＧＷ内部にあることが可能である。一部の実施形態において、これらの知られているインタフェースおよびプロトコルは、各移動端末装置１１０のレッグについてゲートウェイ１４０に知らせるメッセージを含むように変形されることが可能であり、したがって、ゲートウェイ１４０は、データ・パケットを適切に配信することができる。この目的で新たなメッセージが定義されることが可能である。
【００４０】
動作の際、集中ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、様々な移動端末装置１１０の位置、ならびに対応するレッグを適切な基地局１１５に最初に伝送することが可能である。移動性およびページングを管理するコア制御要素１３３／１３５が、各移動端末装置１１０の位置、ならびに各移動端末装置１１０のレッグ（すなわち、或る閾値を上回るリンク品質などの或る所定の基準を満たす、基地局１１５に至る無線リンク）を認識している。このため、コア制御要素１３３／１３５は、基地局１１５においてレッグを有するすべての移動端末装置１１０について各基地局１１５に知らせて、移動端末装置１１０が基地局１１５と通信することができるようにすることが可能である。本明細書で説明されるＩＢＳ−ＭＩＭＯ技術とソフト・ハンドオフの１つの違いは、ソフト・ハンドオフとＩＢＳ−ＭＩＭＯに関する異なる測定閾値により、ハンドオフに関するレッグの数が、ＩＢＳ−ＭＩＭＯに関して使用される可能性があるレッグの数とは異なることが生じる可能性があり得ることである。このシナリオにおいて、移動性マネージャは、ＩＢＳ−ＭＩＭＯレッグとソフト・ハンドオフ・レッグに関して別のレコードを保持し、基地局１１５に適切に通知するように拡張されることが可能である。
【００４１】
また、集中ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５は、無線通信システム１００内のベアラ・パケット配信を制御することも可能である。一実施形態において、制御要素１３５は、ベアラ・プレーン・ゲートウェイ１４０（１ｘＥＶ−ＤＯおよびＨＳＰＡにおいてＲＮＣ内で、ＬＴＥ／ＳＡＥおよびＵＭＢにおいてＩＰ−ＧＷ内で、さらにＷｉＭＡＸにおいてＡＳＮ−ＧＷ内で実施されることが可能な）に、移動端末装置１１０と基地局１１５の間の関連付けについて通知する。すると、各移動ユニット１１０に関して、ゲートウェイ１４０は、関連付けられたすべての基地局１１５にパケットを事前配信することができる。通常、これらの関連付けは、急には変化せず、したがって、パケットを事前配信することにより、スケジューリングおよび伝送フォーマット情報が提供されるとすぐに、基地局１１５が移動ユニット１１０に送信できることが確実にされることが可能である。しかし、制御エンティティ１３５が、ゲートウェイ１４０がそれぞれの基地局１１５にパケットを配信することができるように、ゲートウェイ１４０に、スケジュールされた移動ユニット１１０について通知することも可能である。
【００４２】
次に、基地局１１５は、サポートされたレッグに関連するチャネル状態情報（ＣＳＩ）を集める、または収集することが可能である。一実施形態において、各基地局１１５は、その基地局１１５がレッグを有する相手である各移動ユニット・アンテナに至る、チャネル利得および位相などのアンテナごとのＣＳＩパラメータを獲得する。ＣＳＩは、基地局１１５によって直接に測定されることが可能であり（ＴＤＤ（時分割複信）動作の場合のように）、あるいは代替として、ＣＳＩは、ＦＤＤ（周波数分割複信）動作の場合、移動ユニット１１０によって基地局１１５に報告されてもよい。別の代替は、ＣＳＩが、アップリンクＩＢＳ−ＭＩＭＯプロセッサなどの別個の要素によって推定され得ることである。また、基地局１５０は、キュー深度パラメータ、トラフィック・タイプ・パラメータ、およびＱｏＳパラメータなどを含む他のスケジューリング・パラメータを収集してもよい。収集された情報は、次に、集中ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５に伝送されることが可能である。一実施形態において、伝送される情報の量は、ＩＢＳ−ＭＩＭＯから利益を得ると考えられる移動ユニット１１０の数に基づいて最適化されることが可能である。このことは、以下に説明される、スケジューリングおよび伝送フォーマットの計算のプロセスと密接に関係する。
【００４３】
伝送のスケジューリングおよび/または伝送フォーマットの計算は、様々なオプションを使用して達せられることが可能である。第１のオプションは、基地局１１５から集中ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５にチャネル状態情報および他のスケジューリング情報のすべてを伝送することであり、すると、コントローラ１３５は、移動ユニット１１０をスケジュールし、対応する伝送フォーマットを計算する。次に、それらの伝送フォーマットおよびスケジューリング情報が、本明細書で説明されるとおり、後の伝送のために基地局１１５に伝送される。第２のオプションは、集中ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５において基地局間で計算を分担させることである。この場合、移動ユニット１１０の選択されたサブセットに関するスケジューリング・パラメータおよびチャネル状態情報は、集中ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５に伝送され、すると、コントローラ１３５は、伝送フォーマットを計算し、移動ユニット１１０の、このサブセットに関するスケジューリングを行う。次に、基地局１１５が、他の移動ユニット１１０をスケジュールすること、およびそれらの移動ユニット１１０のそれぞれの伝送フォーマットを計算する責任を担う。第３のオプションは、基地局１１５が移動ユニット１１０のスケジューリングを実行することを許すことである。その場合、基地局１１５は、スケジュールされた移動ユニットのＩＤ、および対応するチャネル状態情報を集中ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５に送信することができ、コントローラ１３５は、対応する伝送フォーマットを計算し、この情報を基地局１１５に伝送する。
【００４４】
集中構造の代替は、非集中型の、つまり、分散されたダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５を使用することである。分散アーキテクチャにおいて、システム１００は、基地局１１５とダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５の間のインタフェース、基地局１１５とベアラ・プレーン・ゲートウェイ１４０の間のインタフェース、およびダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５とベアラ・プレーン・ゲートウェイ１４０の間のインタフェースを含む。また、システム１００は、分散ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５が基地局１１５と並置されるため、基地局１１５のそれぞれの間のさらなるインタフェースも定義する。さらに、これらのインタフェースを介して様々なタイプのＩＢＳ−ＭＩＭＯ関連のメッセージを伝送するためのプロトコルが確立されることが可能である。一部の事例において、基本インタフェース／メッセージは、既存の標準において定義され、さらに、これらの標準は、本明細書で説明されるＩＢＳ−ＭＩＭＯ目的で拡張され、さらに／または変形されることが可能である。
【００４５】
基地局１１５間のさらなるインタフェースの例には、ＬＴＥ／ＳＡＥにおけるＸ２、およびＷｉＭＡＸにおけるＲ８が含まれる。ＩＢＳＭＣ１３５は、基地局１１５に配置され、分散アーキテクチャであるので、このインタフェースは、ＩＢＳ−ＭＩＭＯを使用可能にするように複数の基地局１１５にわたって制御情報とデータ情報の両方を伝送するのに使用されることが可能である。一部の実施形態において、このインタフェースの範囲は、ＩＢＳ−ＭＩＭＯを含むように拡張されることが可能であり、新たなメッセージが定義されることも可能である。例えば、各移動ユニット１１０に関して、基地局１１５は、このインタフェースを使用して、ＩＢＳ−ＭＩＭＯ制御情報をＩＢＳＭＣ１３５に伝送することができ、さらにＩＢＭＳＣ１３５は、このインタフェースを使用して、移動ユニット１１０に伝送を行うべきすべての基地局１１５に伝送フォーマットを伝送することができる。
【００４６】
動作の際、分散アーキテクチャは、集中アーキテクチャによって使用されるアルゴリズムと同様の仕方で動作することが可能である。しかし、分散ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５の動作は、分散アーキテクチャをサポートするように変形されてもよい。例えば、分散シナリオにおいて、移動性マネージャが、ＩＢＳ−ＭＩＭＯレッグに関して別個のレコードを保持し、基地局１１５に適切に通知するように拡張されることが可能である。移動ユニット１１０に至る「１次」レッグを有する基地局１１５、すなわち、最も強いレッグを有する基地局１１５が、その移動ユニット１１０に関する分散ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５として指定されることが可能である。それほど効率的でない可能性がある代替の技術において、基地局１１５は、基地局１１５がレッグを有する相手の移動ユニット１１０、ならびに適切なレッグ強度について隣接基地局に通知してもよい。その後、最も強いレッグを有する基地局１１５が、分散ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５として指定されることが可能である。移動ユニット１１０のそれぞれに関する分散ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５をサポートする基地局１１５が指定されると、その分散ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯコントローラ１３５の動作は、本明細書で説明されるとおり進むことが可能である。
【００４７】
本明細書で説明されるネットワーク・アーキテクチャの実施形態は、定義されつつある主要な次世代標準（例えば、３ＧＰＰにおけるＬＴＥ−ＳＡＥ、３ＧＰＰ２におけるＵＭＢ、およびＷｉＭＡＸフォーラムにおけるＷｉＭＡＸ）のアーキテクチャ原理に準拠する。したがって、本明細書で説明されるネットワーク・アーキテクチャの実施形態は、ネットワークＭＩＭＯが混乱を生じさせる物理層技術であり得るものの、既存のネットワーク・アーキテクチャに混乱をもたらさずに、ネットワーク事業者が、ダウンリンク・ネットワークＭＩＭＯの能力を利用することを可能にすることができる。さらに、本明細書で説明されるネットワーク・アーキテクチャは、ネットワークＭＩＭＯ関連の制御情報によるさらなるバックホール帯域幅消費を抑制しながら、以上のことを実現する。実際、このソリューションは、ネットワークＭＩＭＯ技術から利益を得る可能性が最も高いユーザに限って、ネットワークＭＩＭＯ技術を選択的に適用することを可能にし、このため、費用がさらに低減される。
【００４８】
開示される主題、および対応する詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータ・メモリ内のデータ・ビットに対する操作のソフトウェア、またはアルゴリズムおよび記号表現の点で提示される。これらの説明および表現は、当業者が、自身の作業の内容を他の当業者に効率的に伝えるのに用いる説明および表現である。本明細書の用法、および一般的な用法によるアルゴリズムという用語は、所望される結果につながる自己矛盾のない一連のステップであると考えられる。これらのステップは、物理量の物理的操作を要求するステップである。通常、ただし、必然的にではなく、これらの量は、格納される、転送される、組み合わされる、比較される、さらにそれ以外で操作せることが可能な光信号、電気信号、または磁気信号の形態をとる。主に一般的な用法の理由で、これらの信号をビット、値、要素、シンボル、文字、項、数などと呼ぶことが、ときとして好都合であることが分かっている。
【００４９】
しかし、これら、および類似する用語のすべては、適切な物理量に関連付けられるべきであり、単にこれらの量に付けられた便利なラベルに過ぎないことに留意されたい。特に明記しない限り、または説明から明白なとおり、「処理すること」、または「算出すること」、または「計算すること」、または「決定すること」、または「表示すること」などの用語は、コンピュータ・システムのレジスタおよびメモリの中の物理的な、電子的量として表されるデータを操作して、コンピュータ・システム・メモリもしくはコンピュータ・システム・レジスタ、あるいは他のそのような情報格納デバイス、情報伝送デバイス、または情報表示デバイスの中の物理量として同様に表される他のデータに変換する、コンピュータ・システム、または類似した電子コンピューティング・デバイスのアクションおよび処理を指す。
【００５０】
また、開示される主題のソフトウェアによって実施される態様は、通常、何らかの形態のプログラム記憶媒体の上に符号化される、または何らかのタイプの伝送媒体を介して実施されることに留意されたい。プログラム記憶媒体は、磁気媒体（例えば、フロッピー・ディスクもしくはハードディスク）であっても、光媒体（例えば、コンパクト・ディスク読取り専用メモリ、つまり、「ＣＤ−ＲＯＭ」）であってもよく、さらに読取り専用であっても、ランダム・アクセスであってもよい。同様に、伝送媒体は、より対線、同軸ケーブル、光ファイバ、または当技術分野で知られている他の何らかの適切な伝送媒体であることが可能である。開示される主題は、任意の所与の実施形態のこれらの態様によって制限されない。
【００５１】
以上に開示される特定の実施形態は、開示される主題が、本明細書の教示を利用する当業者には明白な、異なるが、均等な仕方で変形され、実施されることが可能であるので、単に例示的である。さらに、添付の特許請求の範囲で説明される以外、本明細書で示される構成または設計の詳細を制限することは、全く意図されていない。したがって、以上に開示される特定の実施形態は、変更される、または変形されることが可能であり、すべてのそのような変種が、開示される主題の範囲内にあるものと考えられることが明白である。したがって、本明細書で求められる保護は、添付の特許請求の範囲に記載されるとおりである。
【図１】
0005717635.tif 000002
【図２】
0005717635.tif 000003
【図３】
0005717635.tif 000004