(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ・システムに対して送信装置（ＴＲＡ−ＡＰＰ）を運用し、無線セル（ＲＣ）で移動局（ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３）にサービスを提供するための送信方法（ＭＥＴ１、ＭＥＴ２、ＭＥＴ３）であって、
−  第１の送信電力を用いて第１の数のアンテナ要素から第１の送信信号（ＴＳ１−１、．．．、ＴＳ１−ａ、．．．、ＴＳ１−Ａ、ＴＳ４−１、．．．、ＴＳ４−ｎ、．．．、ＴＳ４−Ｎ）を送信することによって、第１の運用モードで少なくとも１つのアンテナ・アレー（ＡＡ１、ＡＡ２）を運用するステップ（Ｓ５）と、
−  前記第１の送信電力より大きい少なくとも１つの第２の送信電力を用いて前記第１の数のアンテナ要素（ＡＥＧ１、ＡＡ１）より少ない少なくとも１つの第２の数のアンテナ要素（ＡＥＧ２、ＡＥＧ３、ＡＡ２）から、少なくとも第２の送信信号（ＴＳ２−１、．．．、ＴＳ２−ｂ、．．．、ＴＳ２−Ｂ、ＴＳ３−１、．．．、ＴＳ３−ｃ、．．．、ＴＳ３−Ｃ、ＴＳ５−１、ＴＳ５−２、ＴＳ５−３、ＴＳ５−４）を送信することによって、少なくとも１つの第２の運用モードで前記少なくとも１つのアンテナ・アレー（ＡＡ１、ＡＡ２）を運用するステップ（Ｓ５）と、
少なくとも１つの出力増幅器（ＡＭＰ１、ＡＭＰ１−３、ＡＭＰ１−４、ＡＭＰ１−５）の出力電力を適応させることによって（Ｓ４−１−１、Ｓ４−３−１）、前記第１の運用モードと前記少なくとも１つの第２の運用モードの間で切り替えるステップ（Ｓ４−１、Ｓ４−３）と、
第１の周波数範囲（ＦＣ１）で前記第１の送信信号（ＴＳ１−１、．．．、ＴＳ１−ａ、．．．、ＴＳ１−Ａ）を送信することによって、前記第１の運用モードで前記少なくとも１つのアンテナ・アレー（ＡＡ１、ＡＡ２）を運用するステップ（Ｓ５）と、前記第１の周波数範囲（ＦＣ１）とは異なる少なくとも１つの第２の周波数範囲（ＦＣ２）で、前記少なくとも１つの第２の送信信号（ＴＳ２−１、．．．、ＴＳ２−ｂ、．．．、ＴＳ２−Ｂ、ＴＳ３−１、．．．、ＴＳ３−ｃ、．．．、ＴＳ３−Ｃ、ＴＳ４−１、ＴＳ４−２、ＴＳ４−３、ＴＳ４−４）を送信することによって、前記少なくとも１つの第２の運用モードで前記少なくとも１つのアンテナ・アレー（ＡＡ１、ＡＡ２）を同時に運用するステップ（Ｓ５）と、
を含み、
前記第１の数のアンテナ要素（ＡＥＧ１、ＡＡ１）および前記少なくとも１つの第２の数のアンテナ要素（ＡＥＧ２、ＡＥＧ３、ＡＡ２）の各々は、専用かつ別個の送信サブユニット（ＴＲＡ−ＳＵＢ１、．．．、ＴＲＡ−ＳＵＢＮ、ＴＲＡ−ＳＵＢ−Ａ、ＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｂ、ＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｃ、ＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｄ）に接続されており、
前記切り替えるステップにおいて前記少なくとも１つの出力増幅器の出力電力を適応させることは、
前記送信サブユニットに具備され、前記第１の数のアンテナ要素および／または前記少なくとも１つの第２の数のアンテナ要素に接続されている前記少なくとも１つの出力増幅器（ＡＭＰ１、ＡＭＰ１−４）の入力信号の振幅レベルを適応させること（Ｓ４−１−１−１）、
および／または、
前記第１の送信電力または前記少なくとも１つの第２の送信電力を得るために、前記送信サブユニットの前記少なくとも１つの出力増幅器の利得を適応させること、（Ｓ４−１−１−２）
を含むことを特徴とする、
送信方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つのアンテナ・アレー（ＡＡ１）は、前記第１の数のアンテナ要素を含み、少なくとも１つの他のアンテナ・アレー（ＡＡ２）は、前記少なくとも１つの第２の数のアンテナ要素を含み、または前記少なくとも１つアンテナ・アレーおよび少なくとも１つの他のアンテナ・アレーのアンテナ要素は、前記第１の数のアンテナ要素に追加し、前記少なくとも１つのアンテナ・アレーまたは前記少なくとも１つの他のアンテナ・アレーの１つのアンテナ要素は、前記少なくとも１つの第２の数のアンテナ要素に追加する
請求項１に記載の送信方法（ＭＥＴ１、ＭＥＴ２、ＭＥＴ３）。
【請求項３】
前記第１の数のアンテナ要素は、前記少なくとも１つのアンテナ・アレー（ＡＡ１）のアンテナ要素の第１の群（ＡＥＧ１）であり、前記少なくとも第２の数のアンテナ要素は、前記少なくとも１つのアンテナ・アレー（ＡＡ１）のアンテナ要素の少なくとも１つの第２の群（ＡＥＧ２、ＡＥＧ３）である請求項１に記載の送信方法（ＭＥＴ１、ＭＥＴ２、ＭＥＴ３）。
【請求項４】
前記第１の運用モードは、事前定義されたしきい値を上回るデータ転送速度に対して適用され、前記少なくとも１つの第２の運用モードは、基本的な信号送信手順および前記事前定義されたしきい値を下回るデータ転送速度に対して適用される請求項１に記載の送信方法（ＭＥＴ３）。
【請求項５】
前記第１の数のアンテナ要素に接続され、前記第１の運用モードで効率的な運用のために最適化されている前記送信サブユニット（ＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｂ）の第１の出力増幅器（ＡＭＰ１−２）を選択することによって（Ｓ４−２−１）、前記第１の運用モードと前記少なくとも１つの第２の運用モードの間で切り替えるステップ（Ｓ４−２）、または前記少なくとも１つの第２の数のアンテナ要素に接続され、前記少なくとも１つの第２の運用モードで効率的な運用のために最適化されている前記送信サブユニット（ＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｂ）の少なくとも１つの第２の出力増幅器（ＡＭＰ２−２）を選択するステップをさらに含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載の送信方法（ＭＥＴ２）。
【請求項６】
前記選択するステップ（Ｓ４−２−１）は、前記第１の出力増幅器（ＡＭＰ１−２）の入力と、前記少なくとも１つの第２の出力増幅器（ＡＭＰ２−２）の入力の間を切り替えるステップ（Ｓ４−２−１−１）と、前記第１の出力増幅器（ＡＭＰ１−２）の出力と、前記少なくとも１つの第２の出力増幅器（ＡＭＰ２−２）の出力の間を切り替えるステップ（Ｓ４−２−１−１）とを含み、両方は前記第１の運用モードまたは前記少なくとも１つの第２の運用モードの将来的な運用に依存している請求項５に記載の送信方法（ＭＥＴ２）。
【請求項７】
前記第１の運用モードまたは前記少なくとも１つの第２の運用モードを選択するために（Ｓ２）、少なくとも１つの運用パラメータおよび／または少なくとも１つの送信条件を評価するステップ（Ｓ１）をさらに含み、前記少なくとも１つの運用パラメータまたは前記少なくとも１つの送信条件は、
−  前記送信装置（ＴＲＡ）によってサービスが提供される有効範囲（ＲＣ）の現在のデータ負荷、
−  前記送信装置（ＴＲＡ）のネットワーク・ノード（ＮＮ）と他のネットワーク・ノード（ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３）の間の送信チャネルの現在のチャネル条件、
−  前記他のネットワーク・ノード（ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３）の現在のアクティビティ状態、
−  前記他のネットワーク・ノード（ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３）への無線送信のための前記ネットワーク・ノード（ＮＮ）における現在のバッファ状態、
−  前記送信チャネルを介して送信されているデータの現在のトラフィック・タイプ、
−  前記送信装置（ＴＲＡ）の現在のバッテリ状態、
−  前記他のネットワーク・ノード（ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３）のデバイス・タイプ、
−  現在の時刻、
−  前記送信装置（ＴＲＡ）を運用するための現在の事前定義されたルール、
−  前記他のネットワーク・ノード（ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３）の毎月のデータ量の現在の消費、
−  前記他のネットワーク・ノード（ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３）の加入タイプ
の少なくとも１つである請求項１乃至６のいずれか１項に記載の送信方法（ＭＥＴ１、ＭＥＴ２、ＭＥＴ３）。
【請求項８】
複数のアンテナ・システムに対して、および無線セル（ＲＣ）において移動局（ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３）にサービスを提供するための送信装置（ＴＲＡ−ＡＰＰ）であって、
第１の送信電力を用いて第１の数のアンテナ要素（ＡＥＧ１、ＡＡ１）から第１の送信信号（ＴＳ１−１、．．．、ＴＳ１−ａ、．．．、ＴＳ１−Ａ、ＴＳ４−１、．．．、ＴＳ４−ｎ、．．．、ＴＳ４−Ｎ）を送信することによって、第１の運用モードにおいて少なくとも１つのアンテナ・アレー（ＡＡ１、ＡＡ２）を運用し、前記第１の送信電力より大きい少なくとも１つの第２の送信電力を用いて前記第１の数のアンテナ要素（ＡＥＧ１、ＡＡ１）より少ない少なくとも１つの第２の数のアンテナ要素（ＡＥＧ２、ＡＥＧ３、ＡＡ２）から、少なくとも第２の送信信号（ＴＳ２−１、．．．、ＴＳ２−ｂ、．．．、ＴＳ２−Ｂ、ＴＳ３−１、．．．、ＴＳ３−ｃ、．．．、ＴＳ３−Ｃ、ＴＳ５−１、Ｔ５５−２、ＴＳ５−３、ＴＳ５−４）を送信することによって、少なくとも１つの第２の運用モードで前記少なくとも１つのアンテナ・アレー（ＡＡ１、ＡＡ２）を運用するための手段（ＣＣＵ、ＴＲＡ−ＳＵＢ１、．．．、ＴＲＡ−ＳＵＢ４、ＴＲＡ−ＳＵＢ５、．．．、ＴＲＡ−ＳＵＢＮ、ＴＲＡ−ＳＵＢ−Ａ、ＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｂ、ＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｃ、ＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｄ）と、
少なくとも１つの出力増幅器（ＡＭＰ１、ＡＭＰ１−３、ＡＭＰ１−４、ＡＭＰ１−５）の出力電力を適応させることによって、前記第１の運用モードと前記少なくとも１つの第２の運用モードの間で切り替える手段と、
第１の周波数範囲（ＦＣ１）で前記第１の送信信号（ＴＳ１−１、．．．、ＴＳ１−ａ、．．．、ＴＳ１−Ａ）を送信することによって、前記第１の運用モードで前記少なくとも１つのアンテナ・アレー（ＡＡ１、ＡＡ２）を運用し、前記第１の周波数範囲（ＦＣ１）とは異なる少なくとも１つの第２の周波数範囲（ＦＣ２）で、前記少なくとも１つの第２の送信信号（ＴＳ２−１、．．．、ＴＳ２−ｂ、．．．、ＴＳ２−Ｂ、ＴＳ３−１、．．．、ＴＳ３−ｃ、．．．、ＴＳ３−Ｃ、ＴＳ４−１、ＴＳ４−２、ＴＳ４−３、ＴＳ４−４）を送信することによって、前記少なくとも１つの第２の運用モードで前記少なくとも１つのアンテナ・アレー（ＡＡ１、ＡＡ２）を同時に運用する手段と、
を含む送信装置（ＴＲＡ−ＡＰＰ）において、
前記第１の数のアンテナ要素（ＡＥＧ１、ＡＡ１）および前記少なくとも１つの第２の数のアンテナ要素（ＡＥＧ２、ＡＥＧ３、ＡＡ２）の各々は、専用かつ別個の送信サブユニット（ＴＲＡ−ＳＵＢ１、．．．、ＴＲＡ−ＳＵＢＮ、ＴＲＡ−ＳＵＢ−Ａ、ＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｂ、ＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｃ、ＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｄ）に接続されており、
前記切り替える手段において前記少なくとも１つの出力増幅器の出力電力を適応させることは、
前記送信サブユニットに具備され、前記第１の数のアンテナ要素および／または前記少なくとも１つの第２の数のアンテナ要素に接続されている前記少なくとも１つの出力増幅器（ＡＭＰ１、ＡＭＰ１−４）の入力信号の振幅レベルを適応させること、および／または、
前記第１の送信電力または前記少なくとも１つの第２の送信電力を得るために、前記送信サブユニットの前記少なくとも１つの出力増幅器の利得を適応させること、
を含むことを特徴とする、
送信装置（ＴＲＡ−ＡＰＰ）。
【請求項９】
前記送信装置（ＴＲＡ−ＡＰＰ）は、前記第１の運用モードまたは前記少なくとも１つの第２の運用モードに適応可能である送信サブユニット（ＴＲＡ−ＳＵＢ１、．．．、ＴＲＡ−ＳＵＢ４、ＴＲＡ−ＳＵＢ５、．．．、ＴＲＡ−ＳＵＢＮ、ＴＲＡ−ＳＵＢ−Ａ、ＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｂ、ＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｃ、ＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｄ）の群を含む請求項８に記載の送信装置（ＴＲＡ−ＡＰＰ）。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の送信装置（ＴＲＡ−ＡＰＰ）を含むネットワーク・ノード（ＮＮ）。
【請求項１１】
前記ネットワーク・ノード（ＮＮ）は、前記送信装置（ＴＲＡ−ＡＰＰ）に接続された少なくとも１つのアンテナ・アレー（ＡＡ、ＡＡ１）をさらに含み、前記少なくとも１つのアンテナ・アレー（ＡＡ、ＡＡ１）は、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーである請求項１０に記載のネットワーク・ノード（ＮＮ）。
【請求項１２】
スイッチ（ＳＷ３）をさらに含み、前記スイッチ（ＳＷ３）は、前記送信装置（ＴＲＡ−ＡＰＰ）の送信サブユニット（ＴＲＡ−ＳＵＢ１、．．．、ＴＲＡ−ＳＵＢ４）の群を前記大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレー（ＡＡ１）のアンテナ要素の群または他のアンテナ・アレー（ＡＡ２）のアンテナ要素に接続するように適応された請求項１１に記載のネットワーク・ノード（ＮＮ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナ・システムを介した無線送信に関し、より具体的には、限定しないが、異なる組または群のアンテナ要素を用いる無線送信に関する。
【背景技術】
【０００２】
この節では、本発明の理解を深めるのに役立つ可能性がある態様について紹介する。したがって、本節の記述は、これを考慮して読むべきであり、従来技術にあるものに関する認識として理解するべきではない。
【０００３】
多数（たとえば２０より多く）のアンテナ要素からなる、いわゆる大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーは、急激に増加しているモバイル・データ・トラフィックを処理するための解決策として見られている。大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーの各アンテナ要素は、対応する送信信号をアンテナ要素に提供する、専用の低電力トランシーバ（たとえば数十ミリワット範囲）に接続され得る。
【０００４】
一方では、そのような大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーは、ビット／ｓ／Ｈｚに関して大きな容量を提供する。しかし、他方では、専用の低電力トランシーバを用いて各アンテナ要素を運用することは、従来の２×２または４×４のアンテナ・アレーと比較して、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーのエネルギ消費を増やす可能性がある。したがって、各低電力トランシーバで効率的な信号生成が必要とされる場合がある。この状況で重要な基準は、全体的なエネルギ効率であり、これは、たとえば、ジュール当たりのビットで測定され得る。
【０００５】
現在のデータ・スループットが非常に低い場合でも、事前構成された送信パターン（セル範囲）を維持し、セル範囲のすべての位置で最小信号強度を達成するために、大規模ＭＩＭＯアンテナの運用では、すべてのアンテナ要素から送信信号を送ることが必要な場合がある。
【０００６】
さらに、基地局が大規模ＭＩＭＯビームを送信するために、それぞれの移動局への無線チャネルを調べなければいけないという制限のために、大規模なＭＩＭＯアンテナ・アレーは、移動局の取り付け手順に容易に使用され得ないため、現在意図されている大規模ＭＩＭＯ展開は、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーによって提供される無線セルに加えて、シグナリング・セルまたはオーバーレイ・セルを必要とする。
【０００７】
大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーの全体的なエネルギ効率は、ＤＡＣ（ＤＡＣ＝デジタル／アナログ変換器）、変調器、ＬＯ（ＬＯ＝局部発振器）、駆動装置、前置増幅器、出力増幅器など、電気的に駆動された構成部分を用いる低電力トランシーバのオーバーヘッド・エネルギ消費のために、低負荷の状況では大きく減少する。そのようなオーバーヘッド・エネルギ消費は、通常、かなりの範囲で、現在の出力電力に無関係である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の実施形態の目的は、全体的なエネルギ効率を上昇させながら、より低い負荷／アイドル・モードの状況で大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーの無線セル特性を維持するための解決策を提供し、コストおよびエネルギの効率が良い方法で、オーバーレイ無線セルまたはシグナリング無線セル（制御およびシグナリングの情報を届け、基本的な負荷に対処するため）および大規模ＭＩＭＯ無線セル（高負荷のための）を運用するための解決策を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
目的は、複数のアンテナ・システムに対する送信方法によって達成される。送信方法は、第１の送信電力を用いて第１の数のアンテナ要素から第１の送信信号を送信することによって、第１の運用モードで少なくとも１つのアンテナ・アレーを運用するステップと、第１の送信電力より大きい少なくとも１つの第２の送信電力を用いて、第１の数のアンテナ要素より少ない少なくとも１つの第２の数のアンテナ要素から、少なくとも第２の送信信号を送信することによって、少なくとも１つの第２の運用モードで少なくとも１つのアンテナ・アレーを運用するステップとを含む。
【００１０】
目的は、複数のアンテナ・システムに対する送信装置によってさらに達成される。送信装置は、第１の送信電力を用いて第１の数のアンテナ要素から第１の送信信号を送信することによって、第１の運用モードで少なくとも１つのアンテナ・アレーを運用し、第１の送信電力より大きい少なくとも１つの第２の送信電力を用いて、第１の数のアンテナ要素より少ない少なくとも１つの第２の数のアンテナ要素から少なくとも第２の送信信号を送信することによって、少なくとも１つの第２の運用モードで少なくとも１つのアンテナ・アレーを運用するための手段を含む。
【００１１】
実施形態では、少なくとも１つのアンテナ・アレーを運用するための手段は、任意の運用ユニット、運用モジュールなどに対応する場合がある。したがって、実施形態では、少なくとも１つのアンテナ・アレーを運用するための手段は、送信サブユニットからなる場合があり、送信サブユニットの各々は、送信されるデータ信号のための入力と、デジタル信号のための振幅平滑化ユニットなど、送信信号を得るためにデータ信号を終えるための複数のサブユニットと、ＤＡＣ（ＤＡＣ＝デジタル／アナログ変換器）と、局部発振器を用いる変調器と、出力増幅器と、振幅平滑化ユニットおよび／または出力増幅器などの利得を制御するための制御ユニットと、受動的に結合される、アンテナ要素またはアンテナ要素の群に適用される送信信号のための出力とを含むことができる。一部の実施形態では、少なくとも１つのアンテナ・アレーを運用するための手段は、ＤＳＰ（ＤＳＰ＝デジタル信号プロセッサ）、ＡＳＩＣ（ＡＳＩＣ＝特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（ＦＰＧＡ＝フィールド・プログラマブル・ゲート・アレー）、または他の任意のプロセッサなど、コンピュータ・プログラムおよびコンピュータ・プログラムが実行されるハードウェア・コンポーネントの面で、部分的に実装され得る。
【００１２】
目的は、送信装置を含むネットワーク・ノードによってさらに達成される。ネットワーク・ノードは、たとえば、基地局または移動局である場合がある。
【００１３】
実施形態は、効率的な大規模ＭＩＭＯ運用を必ずしも可能にしない変化する低負荷または変化するチャネル条件の状況において、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーによってサービスが提供される、無線セルの全体的なエネルギ効率を改善するという第１の利点を提供する。実施形態は、従来の基地局装置を用いるように異なる運用モードによって、同じ一般的な無線有効範囲を維持するという第２の利点を提供する。さらに、実施形態は、永久的かつ安定した無線セル有効範囲を保証するために大規模ＭＩＭＯ運用と並行して、移動局の取り付け手順および他の共通の信号送信手順を可能にし、大規模ＭＩＭＯ無線セルの隣接する無線セルの観点から安定し信頼できるセルの振る舞いを可能にする。これが意味するのは、大規模ＭＩＭＯ無線セルの運用の間に、アンテナ要素の数が変更されたとしても、大規模ＭＩＭＯ無線セルは、永久的な方法でハンドオーバ手順および／または負荷バランシング手順に関係し得るということである。さらに、実施形態は、基地局における共通の信号送信に対して、大規模ＭＩＭＯ無線セルおよびオーバーレイ無線セルのための別個のハードウェア・デバイスを避けるという他の利点を提供する。
【００１４】
本発明の実施形態の他の有利な特徴は、従属請求項で定義されており、以下の詳細な内容に記述される。
【００１５】
本発明の実施形態は、以下の詳細な説明で明白になり、限定を目的としない例示のための添付の図面に示されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】代表的な実施形態により無線セルにおいて移動局のための無線有効範囲を提供する、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーを概略的に示す図である。
【図２】他の代表的な実施形態により、無線セルにおいて高負荷に対する無線有効範囲を提供する、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレー、および無線セルにおいて信号送信および基本的な負荷に対する無線有効範囲を提供する、他のアンテナ・アレー、を概略的に示す図である。
【図３】第１の代表的な実施形態により、第１のＭＩＭＯ運用モードおよび／または少なくとも１つの第２のＭＩＭＯ運用モードで送信装置を運用するための送信方法を概略的に示す流れ図である。
【図４】例示的な実施形態により、複数の送信サブユニットを用いる送信装置を含む、アンテナ・アレーおよびネットワーク・ノードを概略的に示すブロック図である。
【図５】第１の代表的な実施形態により、第１のＭＩＭＯ運用モードで第１の送信信号または少なくとも第２のＭＩＭＯ運用モードで少なくとも第２の送信信号を提供するための送信サブユニットを概略的に示すブロック図である。
【図６】第２の代表的な実施形態により、第１のＭＩＭＯ運用モードおよび／または少なくとも１つの第２のＭＩＭＯ運用モードで、送信装置を運用するための送信方法を概略的に示す流れ図である。
【図７】第２の代表的な実施形態により、第１のＭＩＭＯ運用モードで第１の送信信号または少なくとも第２のＭＩＭＯ運用モードで少なくとも第２の送信信号を提供するための送信サブユニットを概略的に示すブロック図である。
【図８】第３の代表的な実施形態により、第１のＭＩＭＯ運用モードおよび／または少なくとも１つの第２のＭＩＭＯ運用モードで送信装置を運用するための送信方法を概略的に示す流れ図である。
【図９】第３の代表的な実施形態により、第１のＭＩＭＯ運用モードで第１の送信信号または少なくとも第２のＭＩＭＯ運用モードで少なくとも第２の送信信号を提供するための送信サブユニットを概略的に示すブロック図である。
【図１０】代表的な実施形態により、第１の周波数範囲において第１の送信電力を用いる第１の送信信号および第２の周波数範囲において第２の送信電力を用いる第２の送信信号を含む、マルチバンド・スペクトルを示す図である。
【図１１】第４の代表的な実施形態により、第１のＭＩＭＯ運用モードで第１の送信信号および少なくとも第２のＭＩＭＯ運用モードで少なくとも第２の送信信号を提供するための送信サブユニットを概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
記述および図面は、単に本発明の原理を示すものである。本明細書に明示的に記述され、または示されていないが、本発明の原理を具体化し、その精神および範囲に含まれるさまざまな配置を当業者であれば考案できることを理解されるであろう。さらに、本明細書に詳述したすべての例は、原則として、読者が本発明の原理、およびその技術を推進する発明者らによって提供された概念を理解するのを支援するために、教育のみを目的とすることを明確に意図するものであり、そのような具体的に詳述された例および条件に限定しないものとして解釈するべきである。さらに、本明細書において、本発明の原理、態様、および実施形態を詳述するすべての記述、およびその特定の例は、その等価物を包含することを意図するものである。
【００１８】
図１は、代表的な実施形態により無線セルＲＣにおいて移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３に対する無線有効範囲を提供する、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１を概略的に示している。大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１に接続される基地局は、単純化のために図示していない。また、無線セルＲＣに位置する場合がある他の移動局は、単純化のために図示していない。
【００１９】
「基地局」という用語は、無線基地局、アクセス・ポイント基地局、アクセス・ポイント、マクロ基地局、マクロ・セル、ミクロ基地局、ミクロ・セルなどと同意語と考えられ、かつ／または呼ぶことができ、１つまたは複数の無線リンクを介して１つまたは複数の移動局にワイヤレス接続を提供する装置を記述することができる。基地局は、たとえば、ＬＴＥノードＢ（ＬＴＥ＝ロング・ターム・アドバンス）、ＩＥＥＥ８０２．１１  ＷＬＡＮアクセス・ポイント（ＩＥＥＥ＝米国電気電子学会、ＷＬＡＮ（ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク））、ＷｉＭＡＸ基地局（ＷｉＭＡＸ＝ワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス）などの場合がある。
【００２０】
「マクロ基地局」という用語は、基地局と同意義と考えられ、かつ／または呼ぶことができ、数百メートルから数キロメートルの範囲のサイズを持つ無線セルを提供する。マクロ基地局は、通常、典型的には数十ワットの最大出力電力を持つ。
【００２１】
「ミクロ基地局」という用語は、基地局と同意語と考えられ、かつ／または呼ぶことができ、数十メートルから数百メートルの範囲のサイズを持つ無線セルを提供する。ミクロ基地局は、通常、典型的には数ワットの最大出力電力を持つ。
【００２２】
「マクロ・セル」という用語は、無線セルと同意語と考えられ、かつ／または呼ぶことができ、すべての無線セル・サイズの最も広い範囲を提供する。マクロ・セルは、通常、農村部または主要道路に沿って見られる。
【００２３】
「ミクロ・セル」という用語は、低電力のセルラー基地局によってサービスが提供されるセルラー・ネットワークにおける無線セルと同意語と考えられ、かつ／または呼ぶことができ、モール、ホテル、または輸送ハブなど（マクロ・セルの領域より小さい）限定された領域を対象としている。ミクロ・セルは、ピコ・セルおよびフェムト・セルを含む無線セルの群を指している。
【００２４】
「ピコ・セル」という用語は、建築物（オフィス、ショッピング・モール、駅、株式取引所など）、またはより最近の航空機内など、典型的には小さい領域を対象とする小さいセルラー基地局と同意語と考えられ、かつ／または呼ぶことができる。セルラー・ネットワークにおいて、ピコ・セルは、典型的には、屋外の信号がよく届かない屋内の領域に有効範囲を拡張するため、または駅など非常に密集した電話使用の領域でネットワーク容量を追加するために使用される。
【００２５】
「フェムト・セル」という用語は、典型的には自宅または小規模ビジネスでの使用のために設計された、小規模で低電力のセルラー基地局と同意語と考えられ、かつ／または呼ぶことができる。業界でより広く使われている上位概念はスモール・セルであり、フェムト・セルはサブセットである。
【００２６】
「移動局」という用語は、移動ユニット、モバイル・ユーザ、アクセス端末、ユーザ機器、加入者、ユーザ、遠隔局などと同意語であると考えられ、今後、場合によってはそのように呼ぶことがある。移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３の各々は、たとえば、携帯電話、スマートフォン、ポータブル・コンピュータ、ポケット・コンピュータ、ハンドヘルド・コンピュータ、パーソナル・デジタル・アシスタント、スマート・ウォッチ、スマート・グラスなどヘッド・マウント・ディスプレイ（たとえばＧｏｏｇｌｅグラス）、または自動車に取り付けられたモバイル・デバイスの場合がある。
【００２７】
「無線セル」という用語は、無線セル、セル、無線セクタ、セクタなどと同意語と考えられ、かつ／または呼ぶことができる。
【００２８】
図１に示した大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１は、６×６の配置で３６のアンテナ要素を含む。あるいは、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１は、たとえば、５×５の配置で２５のアンテナ要素、８×５の配置（８列および５行）で４０のアンテナ要素、５×１０の配置（５列および１０行）で５０のアンテナ要素、または８×８の配置で６４のアンテナ要素を含むことができる。確かに、列および行の他の配置において他の数のアンテナ要素を用いる大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーが本発明のために使用され得る。
【００２９】
他の実施形態によると、記述した実施形態により２つ以上の運用モードを用いるいわゆるユーザ中心ネットワークが適用され得る。そのため、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーは、スモール・セルなど分散された基地局の群のアンテナ・システムによって表され得る。つまり、分散された基地局の群のアンテナ・システムのアンテナ要素は、少なくとも１つの第１の数のアンテナ要素へと累積されるか、または分散された基地局の群の単一のアンテナ・システムのアンテナ要素は、少なくとも１つの第１の数のアンテナ要素より少ない少なくとも１つの第２の数のアンテナ要素へと累積される。これがさらに意味するのは、分散された基地局の群は、適用された少なくとも１つの第１の数のアンテナ要素により、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーを得て、少なくとも１つの第１の送信電力を用いて第１の送信信号を送信するために少なくとも１つ第１の運用モードで協働するか、または分散された基地局の群の各々１つは、第１の送信電力より大きい少なくとも１つの第２の送信電力を用いて適用された少なくとも１つの第２の数のアンテナ要素により、第２の送信信号を送信するために大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーに関して、少なくとも１つの第２の運用モードでのみ運用することができ、より少ない数のアンテナ要素を用いてそれ自身のアンテナ・システムにサービスを提供することができる。
【００３０】
大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１のアンテナ要素の最も低い３行は、この例では、アンテナ要素の第１の群ＡＥＧ１に割り当てられ、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１の最も低い３行の直接上のアンテナ要素の他の２行は、アンテナ要素の第２の群ＡＥＧ２に割り当てられ、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１のアンテナ要素の最も高い行は、アンテナ要素の第３の群ＡＥＧ３に割り当てられる。そのため、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１の３６のアンテナ要素は、３つの重なり合わないアンテナ要素の群ＡＥＧ１、ＡＥＧ２、ＡＥＧ３に分かれている。あるいは、アンテナ要素の群は、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１のアンテナ要素の異なる列に割り当てられ得るか、またはアンテナ要素の群は、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１の好ましくは隣接したアンテナ要素をアンテナ要素の群に割り当てることによって、任意に選択され得る。
【００３１】
あるいは、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１の３６のアンテナ要素は、アンテナ要素の２つの重なり合わない群へとのみ分けられ得るか、またはアンテナ要素の２つの重なり合う群に分けられ得る。たとえば、アンテナ要素の第１の群は、３６のアンテナ要素すべてによって提供され得て、アンテナ要素の第２の群は、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１のアンテナ要素の最も高い２行によって提供され得る。アンテナ要素の重なり合う群は、第１の送信電力を用いる第１の周波数範囲における第１の数のアンテナ要素から第１の送信信号を送信することによって、少なくとも１つのアンテナ・アレーが第１の運用モードで運用されるとき、および同時に、第１の送信電力より大きい第２の送信電力を用いる第１の周波数範囲とは異なる少なくとも１つの第２の周波数範囲における第１の数のアンテナ要素より少ない第２の数のアンテナ要素から、少なくとも第２の送信信号を送信することによって、少なくとも１つアンテナ・アレーが少なくとも１つの第２の運用モードで運用されるとき、好ましくは適用され得る（図９から図１１に関する記述も参照）。
【００３２】
大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーのアンテナ要素の全体的な数に依存して、アンテナ要素は、また、３つを超える異なる送信電力レベルを用いて３つを超える異なる送信信号を送信するために３つを超える運用モードで、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーおよび対応する送信装置を運用するために、アンテナ要素の３つを超える群に分けられ得る（以下の記述も参照）。
【００３３】
原則として、アンテナ要素の群の選択は、事前定義された利得または事前定義されたビーム・パターンが得られるような方法で行われる。アンテナ要素の対応する群は、たとえば、当業者に知られているアンテナ・シミュレーション・アルゴリズムによって決定され得る。
【００３４】
アンテナ要素の第１の群ＡＥＧ１は、第１の移動局ＭＳ１にサービスを提供し、第１の群ＡＥＧ１のアンテナ要素から第１の移動局ＭＳ１へと第１の送信信号ＴＳ１−１、．．．、ＴＳ１−ａ、．．．、ＴＳ１−Ａを送信するために適用される（Ａは、代表的な実施形態により１８に等しく、単純化のために、すべての第１の送信信号ＴＳ１−１、．．．、ＴＳ１−ａ、．．．、ＴＳ１−Ａが図１に示されているわけではない）。これが意味するのは、第１の送信信号ＴＳ１−１、．．．、ＴＳ１−ａ、．．．、ＴＳ１−Ａの第１の１つのＴＳ１−１が第１の群ＡＥＧ１の第１のアンテナ要素から送信され、各ケースで、第１の送信電力を用いる第１の運用モードで、第１の群ＡＥＧ１の他のアンテナ要素の１つから、他の第１の送信信号が送信されるということである。たとえば、第１の送信電力は、たとえば２５ｍＷである場合がある。
【００３５】
類似の方法で、アンテナ要素の第２の群ＡＥＧ２は、第２の移動局ＭＳ２にサービスを提供し、第２の群ＡＥＧ２のアンテナ要素から第２の移動局ＭＳ２へと、第２の送信信号ＴＳ２−１、．．．、ＴＳ１−ｂ、．．．、ＴＳ１−Ｂを送信するために適用される（代表的な実施形態によるとＢは１２に等しい。単純化のために、すべての第２の送信信号ＴＳ２−１、．．．、ＴＳ１−ｂ、．．．、ＴＳ１−Ｂが図１に示されているわけではない）。これが意味するのは、第２の送信信号ＴＳ２−１、．．．、ＴＳ２−ｂ、．．．、ＴＳ２−Ｂの第１の１つのＴＳ２−１は、第２の群ＡＥＧ２の第１のアンテナ要素から送信され、他の第２の送信信号は、各ケースにおいて、第１の送信電力より大きい第２の送信電力を用いて第２の運用モードで第２の群ＡＥＧ２の他のアンテナ要素の１つから送信される。たとえば、第２の送信電力は、たとえば５０ｍＷである場合がある。
【００３６】
同様に、アンテナ要素の第３の群ＡＥＧ３は、第３の移動局ＭＳ３にサービスを提供し、第３の群ＡＥＧ３のアンテナ要素から第３の移動局ＭＳ３へと第３の送信信号ＴＳ３−１、．．．、ＴＳ３−ｃ、．．．、ＴＳ３−Ｃを送信するために適用される（代表的な実施形態によるとＣは６に等しい。単純化のために、すべての第３の送信信号ＴＳ３−１、．．．、ＴＳ３−ｃ、．．．、ＴＳ３−Ｃが図１に示されているわけではない）。
【００３７】
これが意味するのは、第３の送信信号ＴＳ３−１、．．．、ＴＳ３−ｃ、．．．、ＴＳ３−Ｃの第１の１つのＴＳ３−１は、第３の群ＡＥＧ３の第１のアンテナ要素から送信され、他の第３の送信信号は、各ケースにおいて、第２の送信電力より大きい第３の送信電力を用いて第３の運用モードで第３の群ＡＥＧ３の他のアンテナ要素の１つから送信される。たとえば、第３の送信電力は、たとえば７５ｍＷである場合がある。
【００３８】
各ケースにおいて、適用された数のアンテナ要素に適応される、異なる数のアンテナ要素および異なる送信電力を用いた移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３に同時にサービスを提供することによって、移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３の受信電力は、事前定義された受信電力範囲内に維持され得る。
【００３９】
異なる数のアンテナ要素を用いる移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３にサービスを提供する理由は、たとえば、移動ネットワーク・オペレータと異なる加入タイプまたは移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３に現在送信されたデータ・トラフィックの異なるタイプの場合がある。特定の運用モードを選択するために使用され得る他のパラメータについて、図３に関して以下に記述している。
【００４０】
図１に関する他の実施形態において（単純化のために図示せず）、無線セルＲＣに対するトラフィック負荷が高い日中には、移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３は、第１の運用モードで第１の送信電力（たとえば１０ｍＷ）を用いてアンテナ・アレーＡＡ１のすべてのアンテナ要素から第１の送信信号によってサービスを提供され得る。無線セルＲＣに対するトラフィック負荷が低い夜の間には、移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３の１つまたは少数は、第２の運用モードで他の第１の送信電力より大きい第２の送信電力（アンテナ要素の選択された群に基づく）を用いて群ＡＥＧ１、ＡＥＧ２、ＡＥＧ３のすべてのアンテナ要素から第２の送信信号によってサービスを提供され得る。そのため、使用されていないアンテナ要素に接続される出力増幅器（たとえば図５を参照）がオフにされ得る。
【００４１】
夜の間、または日中のある時点で、移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３のいずれも接続済みモードにない場合があり、したがって、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１および対応する接続された送信装置は、たとえば６つのアンテナ要素のみを使用してアイドル・モードにある場合がある。アイドル・モードでは、たとえば、ＬＴＥで適用されるようにＢＣＨ（ＢＣＨ＝ブロードキャスト・チャネル）、ＰＤＣＣＨ（ＰＤＣＣＨ＝物理ダウンリンク制御チャネル）、および／またはＰＣＦＩＣＨ（ＰＣＦＩＣＨ＝物理制御フォーマット・インジケータ・チャネル）など、無線セルＲＣ制御チャネルおよびシグナリング・チャネルの有効範囲内に維持するために、無線セルＲＣの最大電力消費量の約５％がまだ送信される必要がある。このような場合、残りの６つのアンテナ要素に対する送信される送信信号の送信電力は、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１のすべてのアンテナ要素の運用の間に使用される１つのアンテナ要素の送信電力の最高６倍まで増加され得る。
【００４２】
さらに他の代替実施形態では（単純化のために図１に図示せず）、移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３の１つまたは複数は、移動局に基づく大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーを含むことができ、第１のアップリンク送信電力を用いて第１の運用モードで基地局に基づく大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１に移動局に基づく大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーの第１の数のアンテナ要素によって第１のアップリンク送信信号を送信することができるか、または第１のアップリンク送信電力より大きい第２のアップリンク送信電力を用いて第２の運用モードで基地局に基づく大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１に移動局に基づく大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーの第１の数のアンテナ要素より少ない移動局に基づく大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーの第２の数のアンテナ要素によって第２のアップリンク送信信号を送信することができる。
【００４３】
第１のアップリンク送信電力および第２のアップリンク送信電力は、たとえば以下の近似値により決定され得る（より正確な決定は、当業者に知られている対応するシミュレーションによって得られ得る）。従来のアンテナに関する移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３のアンテナ利得は、たとえば９ｄＢに等しい場合があり、移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３の送信電力Ｐｔｘは、たとえば２４ｄＢｍに等しい場合がある。アンテナ利得が変化する場合、移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３の送信電力は、以下の想定により適応され得る。使用されるアンテナ要素の数が２倍になると、３ｄｂのアンテナ利得が得られ、次の式が得られる。
ｇＭＭ＝３・ｌｏｇ２（Ｎａｎｔｅｎｎａｓ）  （１）
ここで
ｇＭＭ：ＭＩＭＯアンテナ利得、
Ｎａｎｔｅｎｎａｓ：適用されたアンテナ要素の数。
【００４４】
たとえば６４のアンテナ要素が適用された場合、１８ｄＢのＭＩＭＯアンテナ利得が得られ、これは従来のアンテナより９ｄＢ高い。そのため、最小送信電力Ｐｔｘ’の上限（最適な利得の場合）は、以下の式によって得られる。
Ｐｔｘ’＝Ｐｔｘ−９ｄＢｍ＝１５ｄＢｍ＝３２ｍＷ  （２）
【００４５】
他の代替実施形態では、移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３は、たとえば、第１の移動局ＭＳ１から第３の移動局ＭＳ３（第１の移動局ＭＳ１の隣に位置する）に無線周波数信号を直接的に送信することによって、データを直接交換することができる。そのため、第１の移動局ＭＳ１は、移動局に基づく大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーの第１の数のアンテナ要素から第３の移動局ＭＳ３に第１の短距離送信信号を送信することによって、第１の短距離送信電力（たとえば１０μＷ）を用いて第１の運用モードを適用することができるか、または移動局に基づく大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーの第１の数のアンテナ要素より少ない移動局に基づく大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーの第２の数のアンテナ要素から第３の移動局ＭＳ３に第２の短距離送信信号を送信することによって、第１の短距離送信電力より大きい第２の短距離送信電力（たとえば２５μＷ）を用いて第２の運用モードを適用することができる。
【００４６】
図２は、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１およびかなり少数のアンテナ要素を用いる他のアンテナ・アレーＡＡ２を概略的に示している（たとえば、図２に示す３６のアンテナ要素と比較して４つのアンテナ要素）。大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１は、地球の表面に関して第１の高さに位置することができ、他のアンテナ・アレーＡＡ２は、地球の表面に関して第２の高さに好ましくは位置することができ、第２の高さは第１の高さより大きい場合がある（たとえば、他のアンテナ・アレーＡＡ２は、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１の上部に位置する場合がある）。他の代替では、他のアンテナ・アレーＡＡ２は、たとえば、地球の表面に関してアンテナ・アレーＡＡ１、ＡＡ２の両方の同じ平均高さで、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１に隣接する左側または右側で、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１の隣に位置することができる。
【００４７】
無線セルＲＣに対するトラフィック負荷が高い日中には、移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３は、第１の運用モードで第１の送信電力（たとえば１０ｍＷ）を用いてアンテナ・アレーＡＡ１のすべてのアンテナ要素から、第１の送信信号ＴＳ４−１、．．．、ＴＳ４−ｎ、．．．、ＴＳ４−Ｎによってサービスが提供され得る（単純化のために、すべての第１の送信信号ＴＳ４−１、．．．、ＴＳ４−ｎ、．．．、ＴＳ４−Ｎが図２に図示されているわけではない）。無線セルＲＣに対するトラフィック負荷が低い夜の間には、移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３の１つまたは少数のみが第２の送信信号ＴＳ５−１、ＴＳ５−２、ＴＳ５−３、ＴＳ５−４によってサービスを提供され得て、それぞれは、第２の運用モードの第１の送信電力より大きい第２の送信電力（たとえば８０ｍＷ）を用いて他のアンテナ・アレー・ＡＡ２のアンテナ要素の１つから送信される。運転モードの１つを選択するために、代わりにまたは加えて評価され得る他のパラメータについて、図３に関して以下に記述する。
【００４８】
図２に関する他の実施形態において（単純化のために図示せず）、たとえば、移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３の２つは、第１の送信信号ＴＳ４−１、．．．、ＴＳ４−ｎ、．．．、ＴＳ４−Ｎによってサービスを提供され得て、移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３の１つのみが、第２の送信信号ＴＳ５−１、ＴＳ５−２、ＴＳ５−３、ＴＳ５−４によって同時にサービスを提供され得る。
【００４９】
図３は、第１の代表的な実施形態により、第１のＭＩＭＯ運用モードおよび少なくとも１つの第２のＭＩＭＯ運用モードで、送信装置ＴＲＡ（図４参照）を運用するための第１の送信方法ＭＥＴ１の流れ図を示している。第１の方法ＭＥＴ１を実行するためのステップの数は重要ではなく、当業者に理解され得るように、ステップの数およびステップの順序は、添付された請求項に規定される本発明の範囲から逸脱することなく変えることができる。
【００５０】
第１の方法ＭＥＴ１は、たとえば、送信装置ＴＲＡ（図４を参照）を含むネットワーク・ノードＮＮがオンにされたときもしくは定期的に、タイマの期限が切れたときもしくはトリガによって、データ負荷、送信チャネルの送信特性など無線セル内の送信条件、接続された移動局または静止局などデバイス・タイプなどの運用パラメータ、またはバッテリ状態などネットワーク・ノードＮＮ自身の運用パラメータが事前定義されたしきい値に達したときに開始され得る。ネットワーク・ノードＮＮは、たとえば基地局または移動局である場合がある。
【００５１】
第１のステップＳ１で、たとえば、第２の移動局ＭＳ２が無線セルＲＣ中でオンにされたとき（図１参照）、またはハンドオーバによって無線セルＲＣに移されたとき、送信装置ＴＲＡ−ＡＰＰ（図４参照）の一部として中央制御ユニットＣＣＵは、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１から移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３への無線送信のための１つまたは複数の送信条件、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１に接続された基地局の１つまたは複数の運用パラメータ、または移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３の１つまたは複数の運用パラメータ、無線送信のための他の運用パラメータ、または他の送信条件を評価することができる。他の代替実施形態に関する評価のために、等しいまたは同様のパラメータが使用される場合があり、これらについては、概略を述べて記述するか（図２参照）、または上に記述するのみである。
【００５２】
大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１から移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３への無線送信のための送信条件は、たとえば、以下である場合がある。
−  経路損失
−  受信された信号強度
【００５３】
たとえばチャネル特性が、たとえば、現在の運用モードによって、事前定義された利得（たとえば空間マルチプレキシングのための事前定義されたチャネル・ランク）を提供しない可能性がある場合、他の現在使用されていない運用モードは、事前定義された利得に等しいか、またはそれを上回る利得を提供することができる。
【００５４】
基地局の運用パラメータは、たとえば以下の場合がある。
−  移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３へのダウンリンク送信のための保留中のデータ負荷またはバッファ状態
−  基地局が、たとえばソーラー・パネルまたは風力機関によって電力を供給されているときの充電可能バッテリの電荷状態
−  基地局が、たとえばディーゼル発電機によって電力を供給されているときの燃料の量
【００５５】
移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３の運用パラメータは、たとえば以下の場合がある。
−  標準的なユーザ、または、たとえば、図１に示した実施形態に関して第２の運用または第３の運用モードによって基本的にサービスされる場合がある、標準的なユーザと比較して、第１の運用モードによってサービスを提供されることによって、より大きいデータ転送速度またはより大きい毎月の均一量を得るために加入に対してより多く支払う意志があるいわゆるゴールド・ユーザなどの加入タイプ
−  移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３の毎月のデータ量の現在の消費。たとえば毎月の均一量を超えたときに、ユーザは、第１の運用モードから第２の運用モードまたは第３の運用モードに切り替えられる場合がある。
−  いわゆるアイドル状態またはいわゆる接続された状態などのアクティビティ状態。たとえば接続された状態の移動局は、第１の運用モードによってサービスが提供される場合があり、アイドル状態の他の移動局は、第２または第３の運用モードによって信号送信する目的でサービスが提供される場合がある。
−  いわゆるスマートフォン、ノートブック、センサ、機械対機械の通信のためのデバイス、ワイヤレス・プロバイダのハードウェア・ラインアップで中間価格帯のいわゆるフィーチャー・フォン、自動車に取り付けられたモバイル・デバイスなど移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３のデバイス・タイプ
【００５６】
他の運用パラメータは、たとえば以下である場合がある。
−  移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３に送信されているビデオ、Ｗｅｂブラウジング、ＶｏＩＰ（ＶｏＩＰ＝Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  ＩＰ、ＩＰ＝インターネット・プロトコル）などデータの現在のトラフィック・タイプ
−  基地局を運用するための現在の事前定義されたルール、たとえば、異なるモバイル・ネットワーク・オペレータの間のスペクトル・マスクもしくは合意に関係する法的ルール（ｌｅｇｉｓｌａｔｏｒ  ｒｕｌｅ）または同じモバイル・ネットワーク・オペレータの異なる基地局の間で対話処理を管理するルール
【００５７】
他の送信条件は、たとえば以下である場合がある。
−  朝の時間、ランチタイム、午後、日中、夕方の時間、夜など現在の時刻
−  地方または都市など地理的な環境
【００５８】
単一の運用パラメータまたは送信条件のみがステップＳ１によって評価される場合、運用パラメータまたは送信条件の値の範囲は、たとえば、一方ではエネルギ効率が良い送信、他方では好ましくは高いデータ・スループットを提供するために、対応する運用モードに単に割り当てられる場合がある。
【００５９】
２つ以上の運用パラメータおよび／または送信条件が評価されるであろう場合、運用パラメータおよび送信条件は、異なる優先度が与えられる場合がある。たとえば、第１の運用パラメータまたは第１の送信条件が第１の優先度を持ち、第１のパラメータの現在の値または第１の条件のために第１の運用モードを示し、第２の運用パラメータまたは第２の送信条件は、第１の優先度より大きい第２の優先度を持ち、第２のパラメータの現在の値または第２の条件のために、第２の運用モードを示している場合、第２の運用モードが評価の結果である場合がある。
【００６０】
あるいは、２つ以上の運用パラメータおよび／または送信条件が評価されるであろう場合、異なる数のポイントが運用パラメータの値の異なる範囲および送信条件に割り当てられる場合があり、運用パラメータのポイントおよび／または送信条件が全体的なスコアに追加され得る。たとえば、第１、第２、および第３の運用モードなど、テーブルが、全体的なスコアの異なる範囲の間でマッピングを提供することができる。このマッピングから運用モードが評価の結果として提供され得る。
【００６１】
次のステップＳ２で、中央制御ユニットＣＣＵは、第２の移動局ＭＳ２に対して第１、第２、または第３の運用モードの１つを選択することができる。図１に示した実施形態に関して、第２の運用モードは、第２の移動局ＭＳ２に対する新しい運用モードとして選択され得る。
【００６２】
他のステップＳ３では、中央制御ユニットＣＣＵは、新しい運用モードが第２の移動局ＭＳ２に対する現在使用されている運用モードとは異なるかどうか検証することができる。たとえば、他の移動局がアンテナ要素の第２の群ＡＥＧ２によってすでにサービスを提供されている場合、第２の移動局ＭＳ２に対する運用モードは、現在適用されている運用モードに等しい。このような場合、第２の移動局ＭＳ２へのデータの送信が、アンテナ要素の第２の群ＡＥＧ２を介して、他の移動局に対する他のデータの他の送信に重ねられる場合があり、第１の方法ＭＥＴ１に関して他のステップが必要とされない場合がある。
【００６３】
他の移動局は、アンテナ要素の第２の群ＡＥＧ２によって、現在サービスが提供されていない場合、第２の運用モードは、現在適用されない場合があり、アンテナ要素の群ＡＥＧ２は、現在、無線周波数信号を送信および／または受信しない場合がある。その理由は、アンテナ要素の第２の群ＡＥＧ２に接続されている、送信装置および／または受信装置は、低い電力消費量を用いるアイドル状態にあるか、またはオフにされているからである。
【００６４】
したがって、次のステップＳ４−１で、中央制御ユニットＣＣＵは、たとえば以下の方法で第２の運用モードをオンにすることができる。
【００６５】
図４に概要を示したように、大規模ＭＩＭＯアンテナ・システムＡＡのアンテナ要素ＡＥ１、．．．、ＡＥｎ、．．．、ＡＥＮの各々は、専用かつ別個の送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ１、．．．、ＴＲＡ−ＳＵＢ４、ＴＲＡ−ＳＵＢ５、．．．、ＴＲＡ−ＳＵＢＮに接続され得る。あるいは、２、４、またはそれ以上の隣接するアンテナ要素の群は、ハードウェアの複雑度を下げるために単一の送信サブユニットに接続され、受動的に結合され得る。
【００６６】
大規模ＭＩＭＯアンテナ・システムＡＡは、たとえば、図１に示すように大規模ＭＩＭＯシステムＡＡ１か、または図２に示すように２つのアンテナ・システムＡＡ１、ＡＡ２の群である場合がある（たとえば、大規模ＭＩＭＯアンテナ・システムＡＡのアンテナ要素のより上の行は、アンテナ・アレーＡＡ２を表し、大規模ＭＩＭＯアンテナ・システムＡＡのアンテナ要素のより下の行は、大規模ＭＩＭＯアンテナ・システムＡＡ１を表す）。
【００６７】
１つまたは複数の運用モードの用途に依存して、第１の送信信号ＴＳ１−１は、第１の送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ１から第１のアンテナ要素ＡＥ１に送信される場合があり、第１の送信信号ＴＳ１−２は、第２の送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ２から第２のアンテナ要素ＡＥ２に送信される場合があるというように続き、第３の送信信号ＴＳ３−Ｃは、Ｎ番目の送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢＮからＮ番目のアンテナ要素ＡＥＮに送信される場合がある（図１に関する）。
【００６８】
オプションとして、図２に関して、アンテナ・アレーＡＡ１、ＡＡ２の１つのみが常に運用されるであろう場合、ハードウェア・デバイスは、各ケースにおいて、同じ送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ１、．．．、ＴＲＡ−ＳＵＢ４に、アンテナ・アレーＡＡ２の４つのアンテナ要素の１つおよび大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１の４つのアンテナ要素の１つを接続することによって減らすことができ、ネットワーク・ノードＮＮは、アンテナ・アレーＡＡ２のアンテナ要素または大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１のアンテナ要素ＡＥ１、．．．、ＡＥ４に、送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ１、．．．、ＴＲＡ−ＳＵＢ４の出力から来る送信信号を切り替えるためにスイッチＳＷ３を含むことができる（図４を参照）。
【００６９】
送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ１、ＴＲＡ−ＳＵＢ２、．．．、ＴＲＡ−ＳＵＢＮの各々は、中央制御ユニットＣＣＵに、対応する信号送信線によって接続され得る。これにより、運用モードの１つに第１の送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ１を設定するために、中央制御ユニットＣＣＵが、第１の送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ１に第１の制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−ＳＵＢ１を送信することが可能になる。同様に、中央制御ユニットＣＣＵは、運用モードの１つに第２の送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ２を設定するために、第２の送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ２に第２の制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−ＳＵＢ２を送信することができるというように続き、中央制御ユニットＣＣＵは、運用モードの１つにＮ番目の送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢＮを設定するために、Ｎ番目の送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢＮにＮ番目の制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−ＳＵＢＮを送信することができる。
【００７０】
送信装置ＴＲＡは、あるいは、ネットワーク・ノードＮＮの一部でない場合があり（図４に図示）、代わりに、ネットワーク・ノードＮＮにＲＲＨ（ＲＲＨ＝リモート・ラジオ・ヘッド）としてリモートに接続され得る。
【００７１】
一代替実施形態によると、切り替えステップＳ４−１は、対応する出力増幅器の出力電力を適応させることによって、群ＡＥＧ２に接続される（図１を参照）、送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ１、ＴＲＡ−ＳＵＢ２、．．．、ＴＲＡ−ＳＵＢＮのいくつかの出力電力を適応させるために、サブステップＳ４−１−１を含むことができる（図３を参照）。そのような送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ａの例示的な実施形態を図５に示している。
【００７２】
送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ａは、中央制御ユニットＣＣＵから制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−ＳＵＢを受信するように適応された、制御ユニットＣＯＮ−Ｕ１を含む。送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ａは、デジタル信号ＤＩＧ−ＳＩＧを受信するように適応された、オプションの平滑化ユニットＬＵをさらに含む。デジタル信号ＤＩＧ−ＳＩＧは、たとえばデータ信号の実部および虚部を含むことができる。平滑化ユニットＬＵは、たとえば、実部および虚部に利得値をかける、デジタル・モジュールの場合がある。そのため、サブステップＳ４−１−１−１で、出力増幅器ＡＭＰ１の入力信号の振幅は、制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−１による命令により、送信信号ＴＳの事前定義された、または必要とされる送信電力を得るように適応され得る。送信信号ＴＳの送信電力の動的範囲は、第１のレベルと、第１のレベルのＸ倍である第２のレベルの間にある場合がある。たとえば、Ｘが８に等しい場合、１０ｍＷと８０ｍＷの間である。
【００７３】
制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−１は、制御ユニットＣＯＮ−Ｕ１が、送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ａによって生成されている送信信号ＴＳの送信電力を減少または増加させるために、中央制御ユニットＣＣＵから制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−ＳＵＢを受信したときに、制御ユニットＣＯＮ−Ｕ１から平滑化ユニットＬＵに送られる場合がある。代替実施形態では、送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ａは、制御ユニットＣＯＮ−Ｕ１を含まない場合があり、制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−ＳＵＢは、平滑化ユニットＬＵに直接的に提供され得る。平滑化ユニットＬＵは、振幅が平滑化されたデジタル信号ＡＬ−ＤＩＧ−ＳＩＧを生成する。
【００７４】
送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ１は、振幅が平滑化されたデジタル信号ＡＬ−ＤＩＧ−ＳＩＧを受信し、振幅が平滑化されたデジタル信号ＡＬ−ＤＩＧ−ＳＩＧのデジタル値をアナログ信号ＡＮＧ−ＳＩＧに変換する、デジタル／アナログ変換器ＤＡＣをさらに含む。
【００７５】
送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ１は、たとえばＭＨｚまたはＧＨｚの範囲にある場合がある周波数範囲を用いて、アップコンバートされた信号ＵＣ−ＳＩＧにアナログ信号ＡＮＧ−ＳＩＧをアップコンバートする、変調器および局部発振器ユニットＭ−ＬＯ−Ｕをさらに含む。
【００７６】
送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ１は、送信信号ＴＳの運用モードに対応する、送信電力へとアップコンバートされた信号ＵＣ−ＳＩＧを増幅する、出力増幅器ＡＭＰ１をさらに含む。
【００７７】
出力増幅器ＡＭＰ１が一定の利得によって運用される場合、送信信号ＴＳの送信電力は、平滑化ユニットＬＵを使用してデジタル信号ＤＩＧ−ＳＩＧの振幅値を平滑化にすることによって適応される。
【００７８】
代替実施形態によると、送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ａは、平滑化ユニットＬＵの代わりに、利得制御ユニットＧＣＵを含むことができる。利得制御ユニットＧＣＵは、制御ユニットＣＯＮ−Ｕ１から制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−２を受信するように適応され得る。制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−２は、他のサブステップＳ４−１−１−２によって、出力増幅器ＡＭＰ１の利得を増やすため、または出力増幅器ＡＭＰ１の利得を減らすために命令を含むことができる。命令に依存して、利得制御ユニットＧＣＵは、たとえば出力増幅器ＡＭＰ１のバイアス電流をデジタル方式で制御することによって、出力増幅器ＡＭＰ１で利得値Ｇ−Ｖを調整する。他の代替では、制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−ＳＵＢは、中央制御ユニットＣＣＵから利得制御ユニットＧＣＵに直接的に提供され得て、そのため、制御ユニットＣＯＮ−Ｕ１は、送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ａの一部である必要がない。
【００７９】
他の一代替実施形態では、制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−１および制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−２は、運用モードの１つにより、平滑化ユニットＬＵおよび出力増幅器ＡＭＰ１の利得を調整し、送信信号ＴＳの送信電力を適応させるために、平滑化ユニットＬＵおよび利得制御ユニットＧＣＵに同時に提供され得る。
【００８０】
第１の送信方法ＭＥＴ１の他のステップＳ５では、ネットワーク・ノードＮＮの送信装置ＴＲＡは、たとえば、図１に示した実施形態に関して第２の移動局ＭＳ２に対する第２の運用モードである、新しい運用モードで運用される。
【００８１】
図２に関する他の応用シナリオでは、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡ１のみが、移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３にサービスを提供するために日中に第１の運用モードで運用され得る。おそらく午後１０時など固定された時点において、送信装置ＴＲＡは、ステップＳ１によって、現在の時刻が午後１０時の瞬間に達したと決定することができる。事前定義されたルールにより、送信装置ＴＲＡは、ステップＳ２によって、無線セルＲＣに対する新しい運用モードとして第２の運用モードを選択することができる。ステップＳ３の間に、送信装置ＴＲＡは、第２の運用モードは、現在適用されていない、新しい運用モードであることを断定することができる。したがって、ステップＳ４−１の間に、送信装置ＴＲＡは、たとえば、対応する送信サブユニットの出力増幅器をオンにすることによって、アイドル状態からオン状態に、アンテナ・アレーＡＡ２のアンテナ要素に接続されている、送信サブユニットを切り替えることができ、他の対応する送信サブユニットの出力増幅器をオフにすることによって、オン状態からアイドル状態に、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーのアンテナ要素に接続されている、他の送信サブユニットを切り替えることができる。
【００８２】
図６は、第２の代表的な実施形態により、第１のＭＩＭＯ運用モードおよび少なくとも１つの第２のＭＩＭＯ運用モードにおいて、送信装置ＴＲＡ−ＡＰＰ（図４参照）を運用するための第２の送信方法ＭＥＴ２の流れ図を示している。第２の送信方法ＭＥＴ２を実行するためのステップの数は重要ではなく、当業者には理解されるように、ステップの数およびステップの順序は、添付された請求項に規定される本発明の範囲から逸脱することなく変えることができる。図３の要素に対応する図６の要素は、同じ参照番号で示されている。
【００８３】
第１の送信方法ＭＥＴ１に関する第２の送信方法ＭＥＴ２の違いのみを、以下に記述する。送信装置ＴＲＡ−ＡＰＰの運用モードを切り替えるために、第１の送信方法ＭＥＴ１のステップＳ４−１は、ステップＳ４−２によって第２の送信方法ＭＥＴ２により置き換えられる。ステップＳ４−２は、選択された運用モードにより、送信信号の送信電力を提供するために出力増幅器を選択するサブステップＳ４−２−１を含む。
【００８４】
図７は、この切り替えステップＳ４−２が送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｂによってどのように実現され得るか、例示的な実施形態に示している。図５の要素に対応する図７の要素は、同じ参照番号で示されている。送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｂは、図４に示した送信装置ＴＲＡの送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ１、ＴＲＡ−ＳＵＢ２、．．．、ＴＲＡ−ＳＵＢＮに対応することができる。
【００８５】
送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｂは、制御ユニットＣＯＮ−Ｕ２と、デジタル／アナログ変換器ＤＡＣと、変調器および局部発振器ユニットＭ−ＬＯ−Ｕと、２つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２と、２つの切り替え可能な出力増幅器ＡＭＰ１、ＡＭＰ２とを含む。送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｂは、あるいは、２つ以上の運用モードに対して２つ以上の出力増幅器を含むことができる。第１のスイッチＳＷ１は、変調器および局部発振器ユニットＭ−ＬＯ−Ｕの出力と２つの出力増幅器ＡＭＰ１、ＡＭＰ２の入力の間に位置する。第２のスイッチＳＷ２は、２つの出力増幅器ＡＭＰ１、ＡＭＰ２の出力と、送信信号ＴＳに対する送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｂの出力の間に位置する。運用モードの１つに切り替えるために、制御ユニットＣＯＮ−Ｕ２が、制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−ＳＵＢを受信する場合、制御ユニットＣＯＮ−Ｕ２は、対応する運用モードに対応する、送信信号ＴＳの送信電力のエネルギ効率が良い生成のために最適化された、２つの電力増幅器ＡＭＰ１、ＡＭＰ２の１つを選択することができる。サブステップＳ４−２−１は、アップコンバートされた信号ＵＣ−ＳＩＧを２つの出力増幅器ＡＭＰ１、ＡＭＰ２の１つの入力に切り替えるサブステップＳ４−２−１−１を含むことができる。これは、新しい選択された運用モードに必要な送信電力を用いて送信信号ＴＳを生成し、対応する出力増幅器の出力から送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｂの出力に送信信号ＴＳを切り替えるように最適化されている。図７に関して、両方の切り替えプロセスは、スイッチＳＷ１、ＳＷ２によって実現され得る。したがって、制御ユニットＣＯＮ−Ｕ２は、制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−３を第１のスイッチＳＷ１に、他の制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−４を第２のスイッチＳＷ２に送信することができる。
【００８６】
図８は、第３の代表的な実施形態により、第１のＭＩＭＯ運用モードおよび少なくとも１つの第２のＭＩＭＯ運用モードにおいて、送信装置ＴＲＡ−ＡＰＰ（図４を参照）を運用するための第３の送信方法ＭＥＴ３の流れ図を示している。第３の送信方法ＭＥＴ３を実行するためのステップの数は重要ではなく、当業者には理解されるように、ステップの数およびステップの順序は、添付された請求項に規定される本発明の実施形態の範囲から逸脱することなく変えることができる。図３の要素に対応する図８の要素は、同じ参照番号によって示されている。
【００８７】
第１の送信方法ＭＥＴ１に関する第３の送信方法ＭＥＴ３の違いのみを、以下に記述する。送信装置ＴＲＡ−ＡＰＰの運用モードを切り替えるために、第１の送信方法ＭＥＴ１のステップＳ４−１は、ステップＳ４−３によって第３の送信方法ＭＥＴ３により置き換えられる。ステップＳ４−３は、新しい選択された運用モードによって必要とされるように送信信号の送信電力が事前定義された送信電力に対応するような方法で出力増幅器の出力電力を適応させる第１のサブステップＳ４−３−１を含む。第１のサブステップＳ４−３−１は、事前定義された送信電力を得るために出力増幅器によって増幅される信号の振幅レベルを適応させるサブステップＳ４−１−１−１を含むことができる。第１のサブステップＳ４−３−１は、少なくとも１つの出力増幅器の利得を適応させる他のサブステップＳ４−１−１−２を含むことができる。
【００８８】
ステップＳ４−３は、送信信号に対する周波数範囲を選択する第２のサブステップＳ４−３−２をさらに含むため、新しい選択された運用モードによって必要とされるように、選択された周波数範囲は事前定義された周波数範囲に等しい。第２のサブステップＳ４−３−２は、事前定義された周波数範囲に送信信号を変調およびアップコンバートするために、局部発振器の周波数を適応させるサブステップＳ４−３−２−１を含むことができる。
【００８９】
周波数範囲の１つは、端末の接続および同期など基本的なシグナリング手順のため、および事前定義されたデータ転送速度を下回るデータ転送速度のために適用され得る。１つまたは複数の他の周波数範囲は、たとえば、大規模ＭＩＭＯデータ配送を可能にするために、事前定義されたデータ転送速度を上回るデータ転送速度に対して適用され得る。移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３は、たとえば、第２の数のアンテナ要素から第２の送信電力を用いて第２の送信信号の送信を用いて第２の運用モードで、無線セルＲＣに接続することができ、第２の数のアンテナ要素より多い第１の数のアンテナ要素から第２の送信電力より小さい第１の送信電力を用いて第１の送信信号の送信を用いて第１の運用モード（たとえば、大規模ＭＩＭＯ運用モード）への接続を終えた後に渡される場合がある。移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３へのデータ配送が終了しているか、または減少している場合、移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３は、第２の運用モードに戻される場合がある。
【００９０】
図９は、送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｃによって、事前定義された送信電力および事前定義された周波数範囲を用いる送信信号ＴＳを得るためのこの切り替えステップＳ４−３がどのように実現されるか、例示的な実施形態を示している。図５の要素に対応する図９の要素は、同じ参照番号によって示されている。送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｃは、図４に示したネットワーク・ノードＮＮの送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ１、ＴＲＡ−ＳＵＢ２、．．．、ＴＲＡ−ＳＵＢＮに対応することができ、制御ユニットＣＯＮ−Ｕ３と、平滑化ユニットＬＵ２と、デジタル／アナログ変換器ＤＡＣと、変調器および局部発振器ユニットＭ−ＬＯ−Ｕと、出力増幅器ＡＭＰ１−４とを含む。出力増幅器ＡＭＰ１−４は、たとえば、デュアル・バンドの出力増幅器の場合がある。
【００９１】
シングル・キャリアのデジタル信号ＤＩＧ−ＳＩＧの代わりに、マルチキャリアのデジタル信号またはマルチバンドのデジタル信号ＤＩＧ−ＳＩＧ−Ｍが平滑化ユニットＬＵ２に適用され得る。
【００９２】
制御ユニットＣＯＮ−Ｕ３が、中央制御ユニットＣＣＵから、制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−ＳＵＢを受信した場合、制御ユニットＣＯＮ−Ｕ３は、第１の最大値に第１の周波数サブキャリアまたは第１の周波数帯の振幅値を平滑化するため、および少なくとも１つの第２の最大値に少なくとも１つの第２の周波数キャリアまたは少なくとも１つの第２の周波数帯の振幅値を平滑化するために、平滑化ユニットＬＵ２に制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−Ｍを送信し、平滑化ユニットＬＵ２は、振幅が平滑化された信号ＡＬ−ＤＩＧ−ＳＩＧ−Ｍを出力する。そのため、送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｃは、たとえば、第１の送信電力を用いて第１の送信信号ＴＳ１−１および第２の送信電力を用いて第２の送信信号ＴＳ２−１を送信するように適応される。
【００９３】
振幅が平滑化された信号ＡＬ−ＤＩＧ−ＳＩＧ−Ｍは、アナログ信号ＡＮＧ−ＳＩＧ−Ｍへのデジタル／アナログ変換器ＤＡＣによってアナログ信号ＡＮＧ−ＳＩＧ２に変換される。
【００９４】
さらに制御ユニットＣＯＮ−Ｕ３が制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−ＳＵＢによってトリガされた場合、制御ユニットＣＯＮ−Ｕ３は、新しい運用モードによって必要とされるように、事前定義された周波数範囲にアナログ信号ＡＮＧ−ＳＩＧ−Ｍをアップコンバートするために、変調器および局部発振器ユニットＭ−ＬＯ−Ｕに他の制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−５を送信する。そのため、送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｃは、たとえば、図１０に示すように、第１の送信信号ＴＳ１−１および第２の送信信号ＴＳ２−１を生成する（図１も参照）。第１の送信信号ＴＳ１−１は、第１の周波数範囲ＦＲ１に位置し、第１の最大送信電力Ｐ１（任意の単位）を持っている。第２の送信信号ＴＳ２−１は、第２の周波数範囲ＦＲ２に位置し、第１の最大送信電力Ｐ１より大きい第２の最大送信電力Ｐ２（任意の単位）を持っている。第１の周波数範囲ＦＲ１は、たとえば、ＬＴＥ  ＰＲＢ（ＰＲＢ＝物理リソース・ブロック）の第１のサブキャリアの場合があり、第２の周波数範囲ＦＲ２は、たとえば、ＬＴＥ  ＰＲＢのまたは他のＬＴＥ  ＰＲＢの第２のサブキャリアの場合がある。あるいは、第１の周波数範囲ＦＲ１は、たとえば、８１１から８２１ＭＨｚの周波数範囲にある周波数キャリアの場合があり、第２の周波数範囲ＦＲ２は、たとえば、１７１０から１７３０ＭＨｚの周波数範囲にある他の周波数キャリアの場合がある。
【００９５】
あるいは、送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｃは、２つ以上の送信信号を生成することができ、各送信信号は、別個の周波数範囲に位置し、各送信信号は、異なる送信電力を用いる異なる運用モードに属する。図１に関して、第１の送信信号ＴＳ１−１、．．．、ＴＳ１−ａ、．．．、ＴＳ１−Ａは、第１の周波数範囲で送信され得て、第２の送信信号ＴＳ２−１、．．．、ＴＳ２−ｂ、．．．、ＴＳ２−Ｂは、第２の周波数範囲で送信され得て、第３の送信信号ＴＳ３−１、ＴＳ３−ｃ、．．．、ＴＳ３−Ｃは、第３の周波数範囲で送信され得て、周波数範囲の各々は、たとえば、無線セルＲＣの異なる領域を対象とすることができる。
【００９６】
図１１は、両方の周波数範囲ＦＲ１、ＦＲ２で、図４に示した大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡの単一のアンテナ要素から同時に、図１０に示すマルチキャリア・スペクトルまたはマルチバンド・スペクトルを送信するように適応された送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｄの他の例示的な実施形態を概略的に示している。送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｄは、制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−ＳＵＢを受信および処理するように適応された、制御ユニットＣＯＮ−Ｕ４を含む。送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｄは、２つの別個の処理経路をさらに含み、各々が、第１のデジタル信号ＤＩＧ−ＳＩＧ１または第２のデジタル信号ＤＩＧ−ＳＩＧ２を処理するために、デジタル／アナログ変換器ＤＡＣ１、ＤＡＣ２と、変調器および局部発振器ユニットＭ−ＬＯ−Ｕ１、Ｍ−ＬＯ−Ｕ２と、出力増幅器ＡＭＰ１−４、ＡＭＰ１−５とを含む。送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｄは、増幅器ＡＭＰ１−４、ＡＭＰ１−５に対する利得制御ユニットＧＣＵ２をさらに含む。
【００９７】
第１のデジタル信号ＤＩＧ−ＳＩＧ１は、第１のデジタル／アナログ変換器ＤＡＣ１によって第１のアナログ信号ＡＮＧ−ＳＩＧ１に変換され、第１の変調器および局部発振器ユニットＭ−ＬＯ−Ｕ１によって第１のアップコンバートされた信号ＵＣ−ＳＩＧ１にさらにアップコンバートされ、たとえば、第１の出力増幅器ＡＭＰ１−４によって第１の送信信号ＴＳ１−１に増幅される。同じ方法で、第２のデジタル信号ＤＩＧ−ＳＩＧ２は、第２のデジタル／アナログ変換器ＤＡＣ２によって第２のアナログ信号ＡＮＧ−ＳＩＧ２に変換され、第２の変調器および局部発振器ユニットＭ−ＬＯ−Ｕ２によって第２のアップコンバートされた信号ＵＣ−ＳＩＧ２にさらにアップコンバートされ、たとえば、第２の出力増幅器ＡＭＰ１−４によって第２の送信信号ＴＳ２−１に増幅される。
【００９８】
制御ユニットＣＯＮ−Ｕ４が、たとえば、図１０に示すように、両方の運用モードの送信信号に対して異なる周波数範囲を用いて、第１の運用モードおよび第２の運用モードで、大規模ＭＩＭＯアンテナ・アレーＡＡのアンテナ要素の群を同時に運用するために、中央制御ユニットＣＣＵから命令を受信した場合、制御ユニットＣＯＮ−Ｕ４は、第１の周波数範囲ＦＲ１にアナログ信号ＡＮＧ−ＳＩＧ１をアップコンバートするために、第１の変調器および局部発振器ユニットＭ−ＬＯ−Ｕ１に制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−５−１を送信することができ、第２の周波数範囲ＦＲ２にアナログ信号ＡＢＧ−ＳＩＧ２をアップコンバートするために、第２の変調器および局部発振器ユニットＭ−ＬＯ−Ｕ２に制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−５−２をさらに送信することができる。さらに制御ユニットＣＯＮ−Ｕ４は、利得制御ユニットＧＣＵ２に、第１の送信電力を用いて第１の送信信号ＴＳ１−１を得るために、第１の利得値Ｇ−Ｖ１を第１の出力増幅器ＡＭＰ１−４に適用し、第２の送信電力を用いて第２の送信信号ＴＳ２−１を得るために、第２の利得値Ｇ−Ｖ２を第２の出力増幅器ＡＭＰ１−５に適用するように指示するために、利得制御ユニットＧＣＵ２に制御信号ＣＯＮ−ＳＩＧ−６を送信することができる。
【００９９】
送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｄは、送信サブユニットＴＲＡ−ＳＵＢ−Ｄの全体的な出力信号ＴＳ１−１、ＴＳ２−１を得るために、第１の処理経路からの送信信号ＴＳ−１−１と第２の処理経路からの送信信号ＴＳ２−１を結合するために、ＲＦ結合器、結合器、または方向性結合器などの結合器をさらに含む。
【０１００】
記述および図面は、単に本発明の原理を示すものである。本明細書に明示的に記述され、または示されていないが、本発明の原理を具体化し、その精神および範囲に含まれるさまざまな配置を当業者であれば考案できることを理解されるだろう。さらに、本明細書に詳述したすべての例は、原則として、読者が本発明の原理、およびその技術を推進する発明者（ら）によって提供された概念を理解するのを支援するために、教育のみを目的とすることを明確に意図するものであり、そのような具体的に詳述された例および条件に限定しないものとして解釈するべきである。さらに、本明細書において、本発明の原理、態様、および実施形態を詳述するすべての記述、ならびにその特定の例は、その等価物を包含することを意図するものである。
【０１０１】
「送信するための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ）」、「受信するための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ  ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ）」、「決定するための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ  ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ）」など（ある機能を実行する）示した機能ブロックはそれぞれ、ある機能を実行するために適応された回路を含む機能ブロックと理解されるべきである。よって、「〜のための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ  ｓ．ｔｈ．）」は、「〜のために適応されたか、または適している手段（ｍｅａｎｓ  ｂｅｉｎｇ  ａｄａｐｔｅｄ  ｏｒ  ｓｕｉｔｅｄ  ｆｏｒ  ｓ．ｔｈ．）」として理解するべきである。したがって、ある機能を実行するために適応された手段は、そのような手段が必ずしも（所定の時間において）前述の機能を実行していることを暗示しているものではない。
【０１０２】
任意の機能ブロックを含む、図に示すさまざまな要素の機能は、プロセッサなどの専用ハードウェア、および適切なソフトウェアと連携してソフトウェアを実行することができるハードウェアの利用を通じて提供することができる。プロセッサによって提供される場合、機能は、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、またはその一部を共有できる、複数の個々のプロセッサによって提供され得る。さらに「プロセッサ」または「コントローラ」という用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することができるハードウェアを排他的に示していると解釈されるべきではなく、限定することなく暗黙的に、ＤＳＰハードウェア、ネットワーク・プロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ソフトウェアを格納するための読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、および不揮発性記憶装置を含むことができる。従来型および／またはカスタムの他のハードウェアも含むことができる。
【０１０３】
本明細書に示すブロック図は、本発明の原理を具体化する実例となる回路についての概念的な視点を表していることは当業者には自明であろう。同様に、そのようなコンピュータまたはプロセッサが明示的に示されているかどうかに関わりなく、任意のフロー・チャート、流れ図、状態遷移図、擬似コードなどは、コンピュータ可読媒体において本質的に表され、したがって、コンピュータまたはプロセッサによって実行できるさまざまなプロセスを表していることを理解されるであろう。
【０１０４】
さらに、以下の請求項は、本書によって詳細な説明に組み込まれ、各請求項は、それ自体で個別の実施形態として有効である。各請求項が個別の実施形態として有効であるが、特許請求の範囲において、従属請求項は１つまたは複数の他の請求項との特定の組合せを言及する場合があるが、他の実施形態は、また、他の各従属請求項の主題との従属請求項の組合せを含むことができることに注意されたい。特定の組合せを意図しないと述べられていない限り、そのような組合せは本明細書で提案されている。さらに、この請求項が独立請求項に直接的に依存しない場合でも、他の独立請求項に請求項の特徴を含めることを意図する。
【０１０５】
明細書または特許請求の範囲に開示された第１の送信方法ＭＥＴ１、第２の送信方法ＭＥＴ２、および第３の送信方法ＭＥＴ３は、これらの方法のそれぞれのステップの各々を実行するための手段を持つデバイスによって実装され得ることに注意されたい。好ましくは、コンピュータ・プログラム製品が、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、またはＦＰＧＡなど、プログラム可能なハードウェア・デバイスで実行されたとき、コンピュータ・プログラム製品は、方法ＭＥＴ１、ＭＥＴ２、ＭＥＴ３の１つを実行するためのコンピュータで実行可能な命令を含むことができる。好ましくは、デジタル・データ記憶デバイスは、方法ＭＥＴ１、ＭＥＴ２、ＭＥＴ３の１つを実行するために機械で実行可能な命令のプログラムをコード化することができる。
【０１０６】
さらに、明細書または請求項で開示された複数のステップまたは機能の開示は、特定の順序であるものと解釈されないことを理解されるであろう。したがって、そのようなステップまたは機能が技術的な理由から交換可能ではない限り、複数のステップまたは機能の開示によって、これらを特定の順序に制限するものではない。さらに、一部の実施形態では、単一のステップは、複数のサブステップを含むことも、または複数のサブステップに分解することもできる。そのようなサブステップは、明示的に除外されていない限り、この単一のステップの開示に含めることができ、またその一部となることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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