(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散アンテナシステムのための遠隔無線ヘッドユニットであって、
送信デバイスから無線周波数信号を受信するように構成されたアンテナと、
受信信号強度しきい値を記憶するための記憶モジュールと、
前記送信デバイスから送信され、前記アンテナによって受信された前記無線周波数信号の受信信号強度を前記受信信号強度しきい値と比較するように構成された比較モジュールと、
前記送信デバイスから受信された前記無線周波数信号の前記受信信号強度が前記受信信号強度しきい値より大きい場合、受信された前記無線周波数信号から導出される信号を前記分散アンテナシステムの中央ユニットに送るように構成されたバックホール通信モジュールと、
を備え、
前記受信信号強度しきい値は、当該遠隔無線ヘッドユニットが、前記送信デバイスから受信された前記無線周波数信号を前記中央ユニットに転送する確率に基づき計算される、
遠隔無線ヘッドユニット。
【請求項２】
前記分散アンテナシステムの前記中央ユニットから受信された前記確率の情報から前記受信信号強度しきい値を計算するように構成されたしきい値計算モジュールをさらに備える、請求項１に記載の遠隔無線ヘッドユニット。
【請求項３】
前記受信信号強度しきい値は、前記分散アンテナシステムの前記中央ユニットにおいて、前記確率に基づき計算されたものであり、
前記遠隔無線ヘッドユニットが、前記中央ユニットから受信される、計算された前記受信信号強度しきい値を記憶モジュールに記憶する、
請求項１に記載の遠隔無線ヘッドユニット。
【請求項４】
前記分散アンテナシステムの前記中央ユニットから、計算された前記受信信号強度しきい値のインジケーションを受信するようにさらに構成される、請求項３に記載の遠隔無線ヘッドユニット。
【請求項５】
前記送信デバイスから受信された前記無線周波数信号からベースバンド信号を生成するように構成された無線周波数モジュールをさらに備え、
前記無線周波数信号から導出される前記信号は、前記ベースバンド信号である、
請求項１に記載の遠隔無線ヘッドユニット。
【請求項６】
分散アンテナシステムの遠隔無線ヘッドユニットにおける信号処理方法であって、
送信デバイスから無線周波数信号を受信することと、
前記送信デバイスから受信された前記無線周波数信号の受信信号強度を受信信号強度しきい値と比較することと、
前記送信デバイスから受信された前記無線周波数信号の前記受信信号強度が前記受信信号強度しきい値より大きい場合、受信された前記無線周波数信号から導出される信号を前記分散アンテナシステムの中央ユニットに送ることと、
を備え、
前記受信信号強度しきい値は、当該遠隔無線ヘッドユニットが、前記送信デバイスから受信された前記無線周波数信号を前記中央ユニットに転送する確率に基づき計算される、
信号処理方法。
【請求項７】
前記中央ユニットから前記確率の情報を受信することと、
前記確率の情報から前記受信信号強度しきい値を計算することと、
をさらに備える、請求項６に記載の信号処理方法。
【請求項８】
前記分散アンテナシステムの前記中央ユニットから、前記確率に基づき計算された前記受信信号強度しきい値を受信することをさらに備える、請求項６に記載の信号処理方法。
【請求項９】
前記中央ユニットから、前記受信信号強度しきい値として、前記受信信号強度しきい値のインジケーションを受信することをさらに備える、請求項８に記載の信号処理方法。
【請求項１０】
前記送信デバイスから受信された前記無線周波数信号からベースバンド信号を決定することと、前記ベースバンド信号から前記無線周波数信号の前記受信信号強度を決定することとをさらに備える、請求項６に記載の信号処理方法。
【請求項１１】
受信された前記無線周波数信号から導出される前記信号は、前記ベースバンド信号である、請求項１０に記載の信号処理方法。
【請求項１２】
複数の遠隔無線ヘッドユニットを備える分散アンテナシステムのための中央ユニットであって、前記中央ユニットは、
前記複数の遠隔無線ヘッドユニットが、送信デバイスから受信された無線周波数信号から導出される信号を前記中央ユニットに送信すべきかどうかを、受信された前記無線周波数信号の受信信号強度と受信信号強度しきい値との比較により決定するために、前記複数の遠隔無線ヘッドユニットが、送信デバイスから受信された無線周波数信号を前記中央ユニットに転送する確率を生成するか、または、前記確率を生成するとともに、前記遠隔無線ヘッドユニットが使用するための前記受信信号強度しきい値を前記確率に基づき生成するように構成された制御情報生成モジュールと、
前記受信信号強度しきい値または前記確率の情報を前記遠隔無線ヘッドユニットに送るための通信モジュールと、
を備える、中央ユニット。
【請求項１３】
複数の遠隔無線ヘッドユニットを備える分散アンテナシステムの中央ユニットにおける方法であって、前記方法は、
前記複数の遠隔無線ヘッドユニットが、送信デバイスから受信された無線周波数信号から導出される信号を前記中央ユニットに送信すべきかどうかを、受信された前記無線周波数信号の受信信号強度と受信信号強度しきい値との比較により決定するために、前記複数の遠隔無線ヘッドユニットが、送信デバイスから受信された無線周波数信号を前記中央ユニットに転送する確率を生成するか、または、前記確率を生成するとともに、前記遠隔無線ヘッドユニットが使用するための前記受信信号強度しきい値を前記確率に基づき生成することと、
前記受信信号強度しきい値または前記確率の情報を前記遠隔無線ヘッドユニットに送ることと、
を備える、方法。
【請求項１４】
プロセッサ上で実行されると、前記プロセッサに請求項６に記載の方法を実行させるプロセッサ実行可能命令を運ぶ、非一時的コンピュータ可読キャリア媒体。
【請求項１５】
プロセッサ上で実行されると、前記プロセッサに請求項１３に記載の方法を実行させるプロセッサ実行可能命令を運ぶ、非一時的コンピュータ可読キャリア媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で説明される実施形態は、分散アンテナシステム、および分散アンテナシステムにおけるアップリンクのための遠隔無線ヘッドの分散選択に関する。
【背景技術】
【０００２】
スペクトル効率およびエネルギー効率と性能とを改善するための方法としてのワイヤレス通信システムにおける協調（cooperation）は、文献において広く研究されてきた。技法は、他の専門用語の中でも、ネットワーク多入力および多出力（ＭＩＭＯ）とも呼ばれる、多地点協調（ＣｏＭＰ）通信と、分散入力分散出力（ＤＩＤＯ）とを含み、ここで、異なる基地局は全体のネットワーク性能を改善するために協調する。情報の復号およびプリコーディングなどの信号処理動作は、個々のアンテナロケーションにおいて分散方式で行われることも、または、すべての処理が、すべてのアンテナ／基地局が接続されている中央ユニットによって行われることもある。
【０００３】
他方、マッシブＭＩＭＯ（massive MIMO）は、通信システムの一端または両端において過剰なアンテナを提供する別の通信戦略である。このスキームの背後にある動機は、雑音、小規模フェーディングなどの影響を低減し、ネットワークのエネルギー効率およびスペクトル効率を改善することである。さらに、システムにおけるチャネル行列のサイズが増加するにつれて、単純な整合受信機（a simple matched receiver）の性能が、より計算的に強い（最小平均二乗誤差）ＭＭＳＥまたはゼロフォーシング（ＺＦ：Zero Forcing）受信機の性能に近づくことが、理論的に示されることが可能である。しかしながら、これらの恩恵は、異なるアンテナ間のチャネルが無相関であることに頼る。大きいアンテナアレイのコロケーションに起因して、マッシブＭＩＭＯの恩恵は、実際には制限されることがある。
【０００４】
大規模分散アンテナシステム（Ｌ−ＤＡＳ）は、コロケーションに起因する制限なしに大きいアンテナアレイの利点を利用するためのフレームワークを提供する。この設定では、多数のアンテナ、または遠隔無線ヘッド（ＲＲＨｓ）は、環境内に分配され、全体のネットワーク性能を高めるためにそれらの送信／受信戦略を調整する。
【０００５】
下記において、付随する図面を参照して実施形態が説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一実施形態による分散アンテナシステム（ＤＡＳ）を示す図。
【図２】異なる数の遠隔無線ヘッド（ＲＲＨｓ）を有するアップリンクＤＡＳシステムのビット誤り率（ＢＥＲ）の比較を示す図。
【図３】一実施形態による遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）ユニットを示す図。
【図４】一実施形態による、受信された信号をＲＲＨから中央ユニット（ＣＵ）に転送する方法を示す図。
【図５】一実施形態によるＤＡＳのＣＵを示す図。
【図６】一実施形態によるＤＡＳにおける方法を示す図。
【図７】一実施形態によるＤＡＳにおける方法を示す図。
【図８】一実施形態におけるＲＲＨ選択の例を示す図。
【図９】実施形態について信号対雑音比（ＳＮＲ）に対するビット誤り率（ＢＥＲ）を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
一実施形態において、分散アンテナシステムのための遠隔無線ヘッドユニットが開示される。遠隔無線ヘッドユニットは、無線周波数信号を受信するように構成されたアンテナと、信号強度しきい値を記憶するための記憶モジュールと、無線周波数信号の信号強度を信号強度しきい値と比較するように構成された比較モジュールと、無線周波数信号の信号強度が信号強度しきい値より大きい場合、受信された信号から導出される信号を分散アンテナシステムの中央ユニットに送るように構成されたバックホール通信モジュールとを備える。
【０００８】
一実施形態において、遠隔無線ヘッドユニットは、分散アンテナシステムの中央ユニットから受信された制御情報から信号強度しきい値を計算するように構成されたしきい値計算モジュールをさらに備える。
【０００９】
一実施形態において、分散アンテナシステムの中央ユニットから受信された制御情報は、遠隔無線ヘッドユニットが信号を分散アンテナシステムの中央ユニットに転送することになる確率を示す。
【００１０】
一実施形態において、バックホール通信モジュールは、分散アンテナシステムの中央ユニットから信号強度しきい値のインジケーションを受信するようにさらに構成される。
【００１１】
一実施形態において、遠隔無線ヘッドユニットは、無線周波数信号からベースバンド信号を生成するように構成された無線周波数モジュールをさらに備え、無線周波数信号から導出される信号は、ベースバンド信号である。
【００１２】
一実施形態において、分散アンテナシステムの遠隔無線ヘッドユニットにおける信号処理方法が開示される。本方法は、送信機から無線周波数信号を受信することと、無線周波数信号の信号強度を信号強度しきい値と比較することと、無線周波数信号の信号強度が信号強度しきい値より大きい場合、無線周波数信号から導出される信号を分散アンテナシステムの中央ユニットに送ることとを備える。
【００１３】
一実施形態において、信号処理は、中央ユニットから制御情報を受信することと、制御情報から信号強度しきい値を計算することとをさらに備える。
【００１４】
一実施形態において、信号処理は、中央ユニットからしきい値のインジケーションを受信することをさらに備える。
【００１５】
一実施形態において、信号処理は、無線周波数信号からベースバンド信号を決定することと、ベースバンド信号から無線周波数信号の信号強度を決定することとをさらに備える。
【００１６】
一実施形態において、無線周波数信号から導出される信号は、ベースバンド信号である。
【００１７】
一実施形態において、分散アンテナシステムのための中央ユニットが開示される。分散アンテナシステムは、複数の遠隔無線ヘッドユニットを備える。中央ユニットは、受信された信号から導出される信号を中央ユニットに送信すべきかどうかを決定するために遠隔無線ヘッドユニットが使用するための制御情報を生成するように構成された制御情報生成モジュールと、制御情報を遠隔無線ヘッドユニットに送るための通信モジュールとを備える。
【００１８】
一実施形態において、制御情報は、遠隔無線ヘッドが受信された信号から導出される信号を制御ユニットに送信することになる確率を備える。
【００１９】
一実施形態において、制御情報は、受信信号強度しきい値を備える。
【００２０】
一実施形態において、分散アンテナシステムの中央ユニットにおける方法が開示される。分散アンテナシステムは、複数の遠隔無線ヘッドユニットを備える。本方法は、受信された信号から導出される信号を中央ユニットに送信すべきかどうかを決定するために遠隔無線ヘッドユニットが使用するための制御情報を生成することと、制御情報を遠隔無線ヘッドユニットに送ることとを備える。
【００２１】
一実施形態において、制御情報は、遠隔無線ヘッドが受信された信号から導出される信号を制御ユニットに送信することになる確率を備える。
【００２２】
一実施形態において、制御情報は、受信信号強度しきい値を備える。
【００２３】
図１は、一実施形態による分散アンテナシステム（ＤＡＳ）を示す。ＤＡＳは、Ｎ個の分散遠隔無線ヘッド（ＲＲＨｓ）２０−１、２０−２、２０−３、２０−４・・・２０−Ｎを備える。ＲＲＨ  ２０−１、２０−２、２０−３、２０−４・・・２０−Ｎの各々は、アンテナ２２−１、２２−２、２２−３、２２−４・・・２２−Ｎを備える。ＲＲＨ  ２０−１、２０−２、２０−３、２０−４・・・２０−Ｎは、バックホール接続部２４−１、２４−２、２４−３、２４−４、２４−Ｎによって中央ユニット（ＣＵ）３０に接続される。
【００２４】
送信デバイス１０は、Ｋ個のアンテナ１２−１、１２−２・・・１２−Ｋを備える。送信デバイス１０は、信号をＮ個のＲＲＨ  ２０−１、２０−２、２０−３、２０−４・・・２０−Ｎに送信する。ＲＲＨ  ２０−１、２０−２、２０−３、２０−４・・・２０−Ｎは、受信された信号をＣＵ  ３０にバックホール接続部２４−１、２４−２、２４−３、２４−４、２４−Ｎを介して転送する。ＣＵ  ３０は、Ｎ個のＲＲＨｓから受信された組み合わされた信号（combined signal）を復号する。この実施形態において、送信デバイス１０は、空間多重化を使用してＫ個の独立したストリームを送り、ＲＲＨｓの各々は、単一アンテナを有すると仮定される。ＣＵ  ３０は、ＲＲＨ  ２０−１、２０−２、２０−３、２０−４・・・２０−Ｎから受信された信号から送信デバイス１０によって送信される信号を回復するために、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）、ゼロフォーシング（ＺＦ）、または最大尤度（ＭＬ）などの復号技法を使用する。
【００２５】
送信される信号が、
【数１】
0006373483.tif 000002
であり、ここで、ｘjは、送信デバイス１０のｊ番目のアンテナから送信される信号ストリームである場合、ｉ番目のＲＲＨにおいて受信される信号は、
【数２】
0006373483.tif 000003
として表され得る。ここで、
【数３】
0006373483.tif 000004
であり、ｈi,jは、ｉ番目の受信アンテナとｊ番目の送信アンテナとの間のチャネルであり、ｎiは、分散（variance）
【数４】
0006373483.tif 000005
を有する付加的なガウス雑音項である。
【００２６】
すべてのＲＨＨｓからの信号が、復号のためにＣＵ  ３０に送られる場合、組み合わされた受信信号は、
【数５】
0006373483.tif 000006
として定式化されることが可能であり、ここで、
【数６】
0006373483.tif 000007
は、トール（tall）チャネル行列であり、
【数７】
0006373483.tif 000008
は、雑音項のベクトルである。
【数８】
0006373483.tif 000009
は、チャネル行列
【数９】
0006373483.tif 000010
のｉ番目の行を表す。
【００２７】
例えばＭＭＳＥ処理が行われる場合、回復された信号は、
【数１０】
0006373483.tif 000011
によって与えられ、ただし、
【数１１】
0006373483.tif 000012
である。この式における上付き文字†は、行列のエルミート転置を指す。
【００２８】
図１に示されるようなアップリンクＤＡＳシステムのビット誤り率（ＢＥＲ）性能は、ＲＲＨｓの数に依存する。この依存の例は、図２に示される。
【００２９】
図２は、異なる数のＲＲＨｓを有するアップリンクＤＡＳシステムのビット誤り率（ＢＥＲ）の比較を示す。プロットは、送信アンテナの数、Ｎ＝２０、４０、および６０についての信号対雑音比（ＳＮＲ）に対するＢＥＲを示す。このプロットにおいて、ＲＲＨｓは送信デバイスから１〜３ｍの間にランダムに位置しており、送信デバイス上のアンテナの数はＫ＝４と仮定される。
【００３０】
図２から分かるように、より多くのアクティブなＲＲＨｓを信号回復に参加させることは、ＳＮＲの低下をもたらす。しかしながら、アクティブなＲＲＨｓの数がＮ＝２０からＮ＝４０に増加するときのＳＮＲの減少は、アクティブなＲＲＨｓの数がＮ＝４０からＮ＝６０に増加するときのＳＮＲの減少よりもかなり大きい。より多くのＲＲＨｓからの信号をＣＵにおいて使用することは、より高いバックホールトラフィックおよび潜在的にＣＵにおける処理／復号の遅延につながる。この問題に対処するために、実施形態において、ＣＵは、すべての送信インスタンスについてアクティブなバックホールリンクの平均数に制約を課し得る。言い換えれば、利用可能なＲＲＨｓのサブセットだけが、それらが受信する信号をＣＵに復号のために転送することになる。下記の説明において、アクティブなバックホールリンクの数は平均すると、Ｎ’によって示される。
【００３１】
送信デバイス１０は、モバイルデバイスとすることができ、その動きは、ＲＲＨｓまでのその相対距離を変え、従って、受信信号パワーを変えることに留意する。
【００３２】
実施形態において、受信された信号を中央ユニットに転送する決定は、各ＲＲＨデバイスにおいてローカルになされる。ＲＲＨデバイスはそれぞれ、受信信号強度インジケーションをしきい値と比較し、受信信号強度インジケーションが、そのしきい値を上回る場合、ＲＲＨは、信号をＣＵに転送する。受信信号強度インジケーションが、しきい値を下回る場合、ＲＲＨは、信号をＣＵに転送しない。一実施形態において、ＣＵは、しきい値を計算し、しきい値をＲＲＨデバイスに送信する。別の実施形態において、しきい値は、ＲＲＨｓにおいてローカルに計算される。しきい値は、ＣＵによってＲＲＨｓに送られる制御情報に基づいて計算され得る。この制御情報は、送信機が移動するときは再び必要とされないこともある。
【００３３】
図３は、一実施形態による遠隔無線ヘッドユニットを示す。遠隔比ヘッド（ＲＲＨ）ユニット２０は、アンテナ２２と、無線周波数モジュール２５と、記憶装置２６と、比較モジュール２８と、バックホール通信モジュール２９とを備える。記憶装置は、しきい値ｔi  ２７を記憶する。バックホール通信モジュールは、ＲＲＨユニット２０を中央ユニット（ＣＵ）に接続するバックホール接続部２４に結合される。アンテナ２２は、ＲＦチャネル上で送信される無線周波数（ＲＦ）信号を受信するように構成される。無線周波数（ＲＦ）モジュール２５は、受信されたＲＦ信号をデジタル領域においてベースバンド信号に変換するように構成される。
【００３４】
図４は、一実施形態による、受信された信号をＲＲＨからＣＵに転送する方法を示す。図４に示される方法は、図３に示されるようなＲＲＨ  ２０によって実行される。ステップＳ４０２において、アンテナ２２は、送信デバイスによって送信されるＲＦ信号を受信する。ＲＦモジュール２５は、受信されたＲＦ信号をベースバンド信号に変換する。ステップＳ４０４において、比較モジュール２８は、ベースバンドにおける受信された信号の信号強度を記憶装置２６に記憶されたしきい値ｔi  ２７と比較する。受信されたＲＦ信号の信号強度が、しきい値ｔｉより大きい場合、ステップＳ４０６において、バックホール通信モジュール２９は、アンテナ２２によって受信されたＲＦ信号から導出されるベースバンド信号を、バックホール接続部２４を介してＣＵに転送する。
【００３５】
図５は、一実施形態による中央ユニット（ＣＵ）を示す。中央ユニット３０は、ＲＲＨｓへのバックホール接続部２４−１、２４−２、・・・２４−Ｎに結合されるバックホール通信モジュール３２と、組み合わせ／復号モジュール３４と、ＲＲＨ制御情報生成モジュール３６とを備える。組み合わせ／復号モジュール３４は、アクティブなＲＲＨｓの各々から受信された信号を組み合わせ、送信機１０によって送信される情報を復号するためにこれらの信号を使用する。ＲＲＨ制御情報生成モジュール３６は、ＲＲＨｓについての制御情報を生成する。一実施形態において、この制御情報は、各ＲＲＨがそのＲＲＨ上で受信された無線周波数信号から導出される信号をＣＵ  ３０に送ることになる、各ＲＲＨについての確率である。この実施形態において、ＲＲＨｓは、信号強度しきい値を計算するために制御情報を使用する。一実施形態において、ＣＵ  ３０によってＲＲＨｓに送られる制御情報は、ＲＲＨｓの各々についての信号強度しきい値である。
【００３６】
次いで、しきい値を設定する方法が説明される。一実施形態において、しきい値は、ＣＵによって各ＲＲＨについて計算される。一実施形態において、ＣＵは、例えばすべてのＲＲＨについて送信確率を指定する制御データを送り、しきい値は、ＲＲＨｓにおいてローカルに計算される。どちらの場合も、ＣＵが制御情報をＲＲＨｓに送るという単一のインスタンスがある。この制御情報は、送信機が移動するときは再び必要とされないこともある。
【００３７】
下記において、実施形態の詳細が説明される。例示目的のために、チャネルフェーディング分布はレーリー分布であり、ＲＲＨｓはρの密度を有して、指定された環境内に一様に分配されると仮定される。多数のＲＲＨｓを用いた大規模設定においては、レーリーフェーディング仮定が有効であることに留意すべきである。
【００３８】
ＲＲＨｓは、送信機の周りにランダムに分配されるので、
【数１２】
0006373483.tif 000013
の各行は、異なる経路損失に起因して異なる分散を有する。分析および設計において大規模フェーディングを考慮に入れるために、
【数１３】
0006373483.tif 000014
のｊ番目の列は、
【数１４】
0006373483.tif 000015
として書かれる。ここで、
【数１５】
0006373483.tif 000016
のエントリは、独立しており、同等に分配される（ｉｉｄ）ゼロ平均、単位分散（unit variance）、複素ガウス確率変数（complex Gaussian random variables）であり、
【数１６】
0006373483.tif 000017
であり、ｄi,jは、ｊ番目の送信アンテナとｉ番目の受信アンテナとの間の距離であり、ηは、経路損失指数である。送信アンテナは、この説明図では同じデバイス上に位置しているので、我々は、一般性を失うことなく、
【数１７】
0006373483.tif 000018
であると仮定することができる。
【００３９】
ｉ番目のＲＲＨにおける受信信号強度インジケーションの指標（a measure）として、
【数１８】
0006373483.tif 000019
であるとしよう。前に述べられたように、
【数１９】
0006373483.tif 000020
は、長さＫ行のベクトルである。ｉ番目のＲＲＨが送信機から距離ｒiにある場合、ｚiは、２Ｋの自由度および確率密度関数（ｐｄｆ）
【数２０】
0006373483.tif 000021
を有するカイ二乗確率変数（Chi-squared random variable）であり、ここで、
【数２１】
0006373483.tif 000022
は、
【数２２】
0006373483.tif 000023
によって与えられるｚiの分散であり、送信機からのｉ番目のＲＲＨの距離ｒiに関連付けられる。累積密度関数は次いで、
【数２３】
0006373483.tif 000024
によって与えられ、ただしγ（・，・）は、下側不完全ガンマ関数（lower incomplete gamma function）である。説明される実施形態において、特定のＲＲＨにおいて受信される信号を考えると、受信された信号を中央ユニットに転送すべきかどうかについての決定は、受信信号強度を所与のしきい値ｔiと比較することによってローカルに行われる。上述の条件下では、距離ｒにあるＲＲＨがその受信された信号を中央ユニットに転送するこの確率は、
【数２４】
0006373483.tif 000025
として表されることができる。
【００４０】
一実施形態において、中央ユニットは、すべてのＲＲＨがその受信された信号をＣＵに処理のために転送することになる確率を指定する。
【００４１】
ｉ番目のＲＲＨがその受信された信号をＣＵに転送する確率をｐiとしよう。ｐiのこの値は、すべてのｉについてＣＵからｉ番目のＲＲＨに伝えられる。
【００４２】
ｉ番目のＲＲＨにおいて、ｐiの値は、所望のしきい値ｔiを導出するために使用されることができる。特に、
【数２５】
0006373483.tif 000026
である場合、遠隔ヘッドは、ｔiを求めるためにガンマ関数の逆数（inverse）を計算することができる。そのような計算は、ニュートン法などの数値法を使用することによって、または不完全ガンマ関数の近似もしくは境界を使用することによって達成されることができる。
【００４３】
Ｋおよび
【数２６】
0006373483.tif 000027
が、固定されるとき、ｐiの所与の値とｔiの所与の値との間に１対１のマッピングがあることに留意する。すべてのＲＲＨは、送信機までのその距離および経路損失指数を知っており、従って、
【数２７】
0006373483.tif 000028
を計算することができると仮定される。
【００４４】
一実施形態において、中央ユニットは、すべてのＲＲＨｓが、同じ確率で、すなわちすべてのｉについてｐi＝ｐで、それらの信号を転送することを指定することができる。アクティブなバックホールリンクの所与の平均数Ｎ’については、
【数２８】
0006373483.tif 000029
である。この例において、しきい値の計算は、個々のＲＲＨｓにおいて行われる。
【００４５】
代替的に、ｐiは、より遠く離れたＲＲＨよりも、平均して任意の送信機により近いＲＲＨｓに、より高い送信確率を割り当てるなどの、最適化基準に基づいて選択されることができる。例えば、ＲＲＨが、すぐ近くに送信機を有する可能性が高い場所に位置している場合、ＣＵは、他のものと比べられるとき、より高い送信確率をそのＲＲＨに割り当てることができる。その場合、送信機により近いＲＲＨｓほど、より頻繁に信号をＣＵに転送することになる。
【００４６】
図６は、一実施形態によるＤＡＳにおける方法を示す。図６に示される実施形態において、ＣＵは、各ＲＲＨが、ＲＲＨが受信するＲＦ信号から導出される信号をＣＵに送ることになる確率などの、制御情報をＲＲＨｓに送る。ＣＵによって実行されるステップは、図６の左側に示され、ＲＲＨｓによって実行されるステップは、図６の右側に示される。
【００４７】
ステップＳ６０２において、ＣＵは、信号強度しきい値を決定するためにＲＲＨｓが使用すべき制御情報を生成する。制御情報は、上で論じられたように、各ＲＲＨが信号をＣＵに送信することになる確率であり得る。ステップＳ６０４において、ＣＵは、制御情報をＲＲＨｓに送信する。ＣＵは、制御情報をＲＲＨｓに送信するためにバックホール接続部２４−１、２４−２、・・・２４−Ｎを使用する。
【００４８】
ステップＳ６０６において、ＲＲＨｓは、ＣＵから制御情報を受信する。ステップＳ６０８において、各ＲＲＨは、制御情報から信号強度しきい値を決定する。
【００４９】
ステップＳ４０２、Ｓ４０４およびＳ４０６については、図４を参照して上で説明されている。ステップＳ４０２において、ＲＲＨは、送信機からＲＦ信号を受信する。ステップＳ４０４において、ＲＲＨは、受信信号強度をしきい値と比較する。ステップＳ４０６において、ＲＲＨは、受信信号強度が、しきい値より大きい場合、ＲＦ信号から導出される信号をＣＵに送る。ステップＳ４０２、Ｓ４０４およびＳ４０６は、同じしきい値を使用して繰り返され得ることに留意する。加えて、しきい値は、ＲＲＨに対する送信機のロケーションおよびチャネル条件に依存することもあるので、送信機が、ＲＲＨに対して移動する場合、ステップＳ６０８は、同じ制御情報を使用して何回か繰り返され得る。
【００５０】
ステップＳ６１０において、ＣＵは、アクティブなＲＲＨｓから信号を受信する。上で論じられたように、平均するとＮ’個のＲＲＨｓが、アクティブであり、信号をＣＵに送ることになる。ステップＳ６１２において、ＣＵは、ステップＳ６１０において受信された信号を組み合わせ、送信機からの送信を復号するために組み合わされた情報を使用する。
【００５１】
一実施形態において、中央ユニットは、各ＲＲＨのしきい値を計算するためにＲＲＨｓの密度および分布の知識を利用する。同じしきい値が、すべてのＲＲＨに割り当てられることができる。大規模システム設定において、Ｎ個のＲＲＨｓは、送信機の周りに均一に分配されると考えられることができる。この議論は、たとえユーザが環境内で移動しても、有効である。
【００５２】
すべてのｉについて、ｔi＝ｔであるとしよう。
【００５３】
送信機から距離Ｄ内の選択されたＲＲＨｓの平均数は、下記の方程式、
【数２９】
0006373483.tif 000030
を使用して計算されることができる。ここで、Ｄは、ＲＲＨｓが広がっている大きさ（dimension）に関連付けられ、中央ユニットで知られている。
【００５４】
上記の式におけるｐ（ｒ）は、送信機から距離ｒにあるＲＲＨが、それが受信する信号を中央ユニットに転送する確率を指す。次の二重積分は、式
【数３０】
0006373483.tif 000031
をもたらす。
【００５５】
ニュートン法などの数値法を使用すると、上記の式、またはその近似は、すべてのＲＲＨｓについてｔのグローバルなしきい値を計算するために使用されることができる。所与のｔiについて、
【数３１】
0006373483.tif 000032
は、ｒとともに単調に減少することを観察する。
【００５６】
従って、送信機からより遠く離れたＲＲＨｓは自動的に、それらの信号を転送するより低い確率を有する。ｔのこの値は中央で（centrally）一度だけ計算される必要があることに留意する。ｔiの所望の値は、例えば表検索（a table lookup）動作を通じて得られることができる。
【００５７】
図７は、一実施形態によるＤＡＳにおける方法を示す。図７に示される実施形態において、ＣＵは、ＲＲＨｓの各々についてしきい値を決定し、これらのしきい値またはしきい値のインジケーションをＲＲＨｓに送る。ＣＵによって実行されるステップは、図７の左側に示され、ＲＲＨｓによって実行されるステップは、図７の右側に示される。
【００５８】
ステップＳ７０２において、ＣＵは、ＲＲＨｓの各々について信号強度しきい値を計算する。しきい値は各ＲＲＨについて同じである場合があり、または異なる値が各ＲＲＨについて計算される場合がある。ステップＳ７０４において、ＣＵは、しきい値をＲＲＨｓに送信する。一実施形態において、ＲＲＨｓおよびＣＵはそれぞれ、しきい値のインデックス付きのセットを記憶する場合があり、ＣＵは、各ＲＲＨが使用すべきしきい値のインジケーションとしてインデックスをＲＲＨｓの各々に送信する場合がある。
【００５９】
ステップＳ４０２、Ｓ４０４およびＳ４０６については、図４を参照して上で説明されている。ステップＳ４０２において、ＲＲＨは、送信機からＲＦ信号を受信する。ステップＳ４０４において、ＲＲＨは、受信信号強度をしきい値と比較する。ステップＳ４０６において、ＲＲＨは、受信信号強度がしきい値より大きい場合、ＲＦ信号から導出される信号をＣＵに送る。ステップＳ４０２、Ｓ４０４およびＳ４０６は、同じしきい値を使用して繰り返され得ることに留意する。
【００６０】
ステップＳ６１０において、ＣＵは、アクティブなＲＲＨｓから信号を受信する。上で論じられたように、平均するとＮ’個のＲＲＨｓが、アクティブであり、信号をＣＵに送ることになる。ステップＳ６１２において、ＣＵは、ステップＳ６１０において受信された信号を組み合わせ、送信機からの送信を復号するために組み合わされた情報を使用する。
【００６１】
図８は、一実施形態におけるＲＲＨ選択の例を示す。図８において、送信機１０は、位置（０，０）にあり、ＲＲＨｓは、正方形によって表され、信号をＣＵに送るＲＲＨｓは、円形によって表される。図８に示される例では、一定のしきい値が、ＲＲＨｓのすべてについて設定される。図８に示されるように、この例ではしきい値は一定であるので、信号をＣＵに送るＲＲＨｓは、送信機により近いＲＲＨである。というのは、これらのＲＲＨｓが、送信機から最高の強度を有する信号を受信するためである。
【００６２】
図９は、固定確率がＲＲＨｓの各々に送られる実施形態および各ＲＲＨが固定しきい値を割り当てられる実施形態について、信号対雑音比（ＳＮＲ）に対するビット誤り率（ＢＥＲ）の比較を示す。図９はまた、信号をＣＵに送るＲＲＨｓが、中央でＣＵにおいて受信信号強度のすべてを比較することによって選択される、集中型システムの性能も示す。
【００６３】
図９に示されるように、固定しきい値がＲＲＨｓに送られる実施形態は、確率がしきい値を計算するために使用すべきＲＲＨｓに送られる実施形態よりも良好な性能を有する。さらに、固定しきい値を用いる実施形態の性能は、集中型システムの性能に近い。
【００６４】
実施形態において、ＲＲＨｓを選択することにかかわるバックホールへのオーバーヘッドは、固定される。いったん制御情報またはしきい値がＲＲＨｓに送られると、ＲＲＨｓは、受信された信号をＣＵに送るべきか否かを分散方式で決定する。
【００６５】
具体的な実施形態は、概略的に提示される。読者は、各実施形態の詳細な実施が、いくつかの方法で達成されることができると認識するであろう。例えば、専用のハードウェア実装が設計され、構築されることもあり得る。他方では、プロセッサが、実施形態に関連して上で説明された管理ユニットを実装するために、記憶媒体（例えば、磁気的、光学的または固体メモリベースのデバイス）またはコンピュータ受信可能信号（例えば、完全なプログラムのダウンロードまたは既存のプログラムへの「パッチ」更新）のいずれかを経由して配信されるようなコンピュータプログラムを用いて構成されることもあり得る。これらの２つの位置の他に、ＤＳＰ、ＦＰＧＡまたは類似のものなどの、多機能ハードウェアデバイスが、構成命令によって構成されることもあり得る。
【００６６】
ある特定の実施形態が説明されたが、これらの実施形態は、例として提示されただけであり、本発明の範囲を制限することを意図されていない。実際、本明細書で説明される新規のワイヤレス局、および方法は、いろいろな他の形で具体化されることができ、さらに、本明細書で説明されるデバイス、方法および製品の形における様々な省略、置換および変形は、本発明の趣旨から逸脱することなくなされ得る。付随する特許請求の範囲およびそれらの等価物は、本発明の範囲および趣旨内に入ることになるそのような形または変更をカバーすることを意図されている。
以下、本願出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
分散アンテナシステムのための遠隔無線ヘッドユニットであって、
無線周波数信号を受信するように構成されたアンテナと、
信号強度しきい値を記憶するための記憶モジュールと、
前記無線周波数信号の信号強度を前記信号強度しきい値と比較するように構成された比較モジュールと、
前記無線周波数信号の前記信号強度が前記信号強度しきい値より大きい場合、前記受信された信号から導出される信号を前記分散アンテナシステムの中央ユニットに送るように構成されたバックホール通信モジュールと、
を備える、遠隔無線ヘッドユニット。
［Ｃ２］
前記分散アンテナシステムの前記中央ユニットから受信された制御情報から前記信号強度しきい値を計算するように構成されたしきい値計算モジュールをさらに備える、［Ｃ１］に記載の遠隔無線ヘッドユニット。
［Ｃ３］
前記分散アンテナシステムの前記中央ユニットから受信された前記制御情報は、前記遠隔無線ヘッドユニットが信号を前記分散アンテナシステムの前記中央ユニットに転送することになる確率を示す、［Ｃ２］に記載の遠隔無線ヘッドユニット。
［Ｃ４］
前記バックホール通信モジュールは、前記分散アンテナシステムの前記中央ユニットから前記信号強度しきい値のインジケーションを受信するようにさらに構成される、［Ｃ１］に記載の遠隔無線ヘッドユニット。
［Ｃ５］
前記無線周波数信号からベースバンド信号を生成するように構成された無線周波数モジュールをさらに備え、前記無線周波数信号から導出される前記信号は、前記ベースバンド信号である、［Ｃ１］に記載の遠隔無線ヘッドユニット。
［Ｃ６］
分散アンテナシステムの遠隔無線ヘッドユニットにおける信号処理方法であって、
送信機から無線周波数信号を受信することと、
前記無線周波数信号の信号強度を信号強度しきい値と比較することと、
前記無線周波数信号の前記信号強度が前記信号強度しきい値より大きい場合、前記無線周波数信号から導出される信号を前記分散アンテナシステムの中央ユニットに送ることと、
を備える、信号処理方法。
［Ｃ７］
前記中央ユニットから制御情報を受信することと、
前記制御情報から前記信号強度しきい値を計算することと、
をさらに備える、［Ｃ６］に記載の信号処理方法。
［Ｃ８］
前記中央ユニットから前記しきい値のインジケーションを受信することをさらに備える、［Ｃ６］に記載の信号処理方法。
［Ｃ９］
前記無線周波数信号からベースバンド信号を決定することと、前記ベースバンド信号から前記無線周波数信号の前記信号強度を決定することとをさらに備える、［Ｃ６］に記載の信号処理方法。
［Ｃ１０］
前記無線周波数信号から導出される前記信号は、前記ベースバンド信号である、［Ｃ９］に記載の信号処理方法。
［Ｃ１１］
分散アンテナシステムのための中央ユニットであって、前記分散アンテナシステムは、複数の遠隔無線ヘッドユニットを備え、前記中央ユニットは、
受信された信号から導出される信号を前記中央ユニットに送信すべきかどうかを決定するために前記遠隔無線ヘッドユニットが使用するための制御情報を生成するように構成された制御情報生成モジュールと、
前記制御情報を前記遠隔無線ヘッドユニットに送るための通信モジュールと、
を備える、中央ユニット。
［Ｃ１２］
前記制御情報は、遠隔無線ヘッドが受信された信号から導出される信号を前記制御ユニットに送信することになる確率を備える、［Ｃ１１］に記載の中央ユニット。
［Ｃ１３］
前記制御情報は、受信信号強度しきい値を備える、［Ｃ１１］に記載の中央ユニット。
［Ｃ１４］
分散アンテナシステムの中央ユニットにおける方法であって、前記分散アンテナシステムは複数の遠隔無線ヘッドユニットを備え、前記方法は、
受信された信号から導出される信号を前記中央ユニットに送信すべきかどうかを決定するために前記遠隔無線ヘッドユニットが使用するための制御情報を生成することと、
前記制御情報を前記遠隔無線ヘッドユニットに送ることと、
を備える、方法。
［Ｃ１５］
前記制御情報は、遠隔無線ヘッドが受信された信号から導出される信号を前記制御ユニットに送信することになる確率を備える、［Ｃ１４］に記載の方法。
［Ｃ１６］
前記制御情報は、受信信号強度しきい値を備える、［Ｃ１４］に記載の方法。
［Ｃ１７］
プロセッサ上で実行されると、前記プロセッサに［Ｃ７］に記載の方法を実行させるプロセッサ実行可能命令を運ぶ、非一時的コンピュータ可読キャリア媒体。
［Ｃ１８］
プロセッサ上で実行されると、前記プロセッサに［Ｃ１４］に記載の方法を実行させるプロセッサ実行可能命令を運ぶ、非一時的コンピュータ可読キャリア媒体。
【図１】
0006373483.tif 000033
【図２】
0006373483.tif 000034
【図３】
0006373483.tif 000035
【図４】
0006373483.tif 000036
【図５】
0006373483.tif 000037
【図６】
0006373483.tif 000038
【図７】
0006373483.tif 000039
【図８】
0006373483.tif 000040
【図９】
0006373483.tif 000041