(57)【要約】  ＭＩＭＯ対応基地局は、最大送信電力容量を各アンテナに割り振る。１つまたは複数のＭＩＭＯユーザおよび非ＭＩＭＯユーザのそれぞれにサービス提供するために、１つまたは複数の搬送波が割り振られる。各搬送波について、搬送波に関連する、割り振られたＭＩＭＯユーザ資源および非ＭＩＭＯユーザ資源の量についての情報が使用されて、係数が導出される。各係数は、アンテナのうちの重複しない１つに対応し、搬送波の最大電力容量の割合を表す。各搬送波について、搬送波の係数および最大送信電力容量が使用されて、各アンテナの最大送信電力容量が導出される。各アンテナについて、アンテナの総合最大送信電力容量が、アンテナで送信された搬送波の導出された最大送信電力容量を結合することにより、導出される。アンテナの総合最大電力容量は、アンテナの限度を超えるべきではない。
2010532951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信アンテナを備え、多入力／多出力（ＭＩＭＯ）処理を使用して、１つまたは複数のＭＩＭＯユーザにサービス提供することが可能であると共に、１つまたは複数の非ＭＩＭＯユーザにもサービス提供可能な基地局（３００）の動作方法であって、前記アンテナの各々は、コロケート搬送波のセットから選択される１つまたは複数の搬送波上で送信し、各非ＭＩＭＯユーザは、前記アンテナのうちの１つのみによりサービス提供され、各ＭＩＭＯユーザは、前記アンテナのうちの２つ以上によりサービス提供され、前記方法は、最大送信電力容量を前記アンテナのそれぞれに割り振る方法であって、
各ＭＩＭＯユーザについて、前記コロケート搬送波のセットから選択される１つまたは複数の搬送波を、前記ＭＩＭＯユーザへのサービス提供に使用するために割り振ること（３０１）、
各非ＭＩＭＯユーザについて、前記コロケート搬送波のセットから選択される１つまたは複数の搬送波を、前記非ＭＩＭＯユーザへのサービス提供に使用するために割り振ること（３０１）、
前記コロケート搬送波のセットのうちの各搬送波について、前記搬送波に関連する、割り振られたＭＩＭＯユーザ資源の量および前記搬送波に関連する、割り振られた非ＭＩＭＯユーザ資源の量についての情報を使用して、各係数が前記アンテナのうちの重複しない１つに対応し、かつ各係数が前記搬送波の最大電力容量の割合を表す、１組の係数を導出すること（３０３）、
前記コロケート搬送波のセットのうちの各搬送波について、前記搬送波の前記係数および前記最大送信電力容量を使用して、前記アンテナのそれぞれの最大送信電力容量を導出すること（３０５）、および
前記複数の送信アンテナのそれぞれ（３１１）について、
前記アンテナで送信された前記搬送波の前記導出された最大送信電力容量を結合することにより、前記アンテナの総合最大送信電力容量を導出すること（３０９）、および
前記アンテナの前記総合最大送信電力容量が、前記アンテナの送信電力限度を超えているか否かを決定すること（３１５）
を実行することを含む、方法。
【請求項２】
前記搬送波の割り振りは、ＭＩＭＯユーザおよび非ＭＩＭＯユーザがすべての搬送波に均等に分布するようなものである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記割り振られたＭＩＭＯユーザ資源の量は、セル内の前記ＭＩＭＯユーザの送信電力または使用チャネルの量を含み、
前記割り振られた非ＭＩＭＯユーザ資源の量は、セル内の前記非ＭＩＭＯユーザの送信電力または使用チャネルの量を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記チャネルは、符号分割多元接続無線アクセスネットワークのチャネル化コードである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記チャネルは、直交周波数分割多元接続無線アクセスネットワーク内の副搬送波のセットまたは資源ブロックのセットである、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記コロケート搬送波のセットのうちの各搬送波について、前記アンテナのうちの１つは、１つまたは複数のＭＩＭＯユーザおよび１つまたは複数の非ＭＩＭＯユーザにサービス提供する主アンテナであり、前記アンテナのうちの残りのアンテナは、１つまたは複数のＭＩＭＯユーザにサービス提供する補助アンテナである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記アンテナのうちの同じアンテナが、すべての前記搬送波の前記主アンテナである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記アンテナのうちの異なるアンテナが、それぞれの前記搬送波の前記主アンテナである、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
搬送波の前記主アンテナの前記総合最大送信電力容量が、前記搬送波の前記主アンテナの前記送信電力限度を超えると決定することを含み、それに対応して
非ＭＩＭＯユーザの無線状況が１つまたは複数の所定の基準を満たすか否かを決定すること（４０３）、および
前記非ＭＩＭＯユーザの無線状況が前記１つまたは複数の所定の基準を満たす場合、前記搬送波の前記補助アンテナのうちの１つに、前記非ＭＩＭＯユーザにサービス提供させること
を実行することを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記非ＭＩＭＯユーザにサービス提供するために使用される前記補助アンテナの識別子を前記非ＭＩＭＯユーザに通信すること（４０９）を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記搬送波のうちの１つまたは複数のそれぞれについて、
前記搬送波の前記１つの前記アンテナの前記導出された最大送信電力容量を結合することにより、前記搬送波の総合最大送信電力容量を導出すること、
前記搬送波の前記総合最大送信電力容量が、前記搬送波の送信電力限度を超えるか否かを決定すること（５０１）、および
前記搬送波の前記総合最大送信電力容量が、前記搬送波の前記送信電力限度を超える場合、現在、前記搬送波でサービスを受信している１つまたは複数の非ＭＩＭＯユーザに、利用可能なターゲット搬送波でサービスを受信させること（５０３〜５０５）
を実行することを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記サービスにより、前記主アンテナの総合送信電力が前記主アンテナの前記総合最大送信電力を超えない場合、前記非ＭＩＭＯユーザが、前記ターゲット搬送波の主アンテナでサービスを受信し（５０９）、
前記サービスにより、前記主アンテナの総合送信電力が前記主アンテナの前記総合最大送信電力を超える場合、前記非ＭＩＭＯユーザは、前記ターゲット搬送波の前記補助アンテナのうちの１つでサービスを受信する（５１１）、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記係数は、
【数１】
2010532951.tif 000050
を満たす基地局最大送信電力行列
【数２】
2010532951.tif 000051
を形成し、
前記基地局最大送信電力行列内の各行は、前記搬送波のうちの異なる１つに対応し、
前記基地局最大送信電力行列内の各列は、前記アンテナのうちの異なる１つに対応し、
Ｌは送信アンテナの数を表し、
【数３】
2010532951.tif 000052
は、前記搬送波に関連する割り振られたＭＩＭＯユーザ資源の量の関数である平均ＭＩＭＯ係数であり、
【数４】
2010532951.tif 000053
は、前記搬送波に関連する割り振られた非ＭＩＭＯユーザ資源の量の関数である平均非ＭＩＭＯ係数であり、
【数５】
2010532951.tif 000054
は、搬送波毎の前記最大送信電力容量を表す、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記係数は、
【数６】
2010532951.tif 000055
を満たす基地局最大送信電力行列
【数７】
2010532951.tif 000056
を形成し、
前記基地局最大送信電力行列内の各行は、前記搬送波のうちの異なる１つに対応し、
前記基地局最大送信電力行列内の各列は、前記アンテナのうちの異なる１つに対応し、
Ｌは送信アンテナの数を表し、
【数８】
2010532951.tif 000057
は、前記搬送波に関連する割り振られたＭＩＭＯユーザ資源の量の関数である平均ＭＩＭＯ係数であり、
【数９】
2010532951.tif 000058
は、前記搬送波に関連する割り振られた非ＭＩＭＯユーザ資源の量の関数である平均非ＭＩＭＯ係数であり、
【数１０】
2010532951.tif 000059
は、搬送波毎の前記最大送信電力容量を表す、請求項１〜６および８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記係数は、
【数１１】
2010532951.tif 000060
を満たす基地局最大送信電力行列
【数１２】
2010532951.tif 000061
を形成し、
Ｋは搬送波の数を表し、
Ｌは送信アンテナの数を表し、
前記基地局最大送信電力行列内の各行は、前記搬送波のうちの異なる１つに対応し、
前記基地局最大送信電力行列内の各列は、前記アンテナのうちの異なる１つに対応し、
【数１３】
2010532951.tif 000062
は、前記搬送波に関連する割り振られたＭＩＭＯユーザ資源の量の関数である平均ＭＩＭＯ係数であり、
【数１４】
2010532951.tif 000063
は、前記搬送波に関連する割り振られた非ＭＩＭＯユーザ資源の量の関数である平均非ＭＩＭＯ係数であり、
【数１５】
2010532951.tif 000064
は、搬送波ｉの前記最大送信電力容量を表し、１≦ｉ≦Ｋである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記係数は、
【数１６】
2010532951.tif 000065
を満たす基地局最大送信電力行列
【数１７】
2010532951.tif 000066
を形成し、
Ｋは搬送波の数を表し、
Ｌは送信アンテナの数を表し、
前記基地局最大送信電力行列内の各行は、前記搬送波のうちの異なる１つに対応し、
前記基地局最大送信電力行列内の各列は、前記アンテナのうちの異なる１つに対応し、
【数１８】
2010532951.tif 000067
は、前記搬送波に関連する割り振られたＭＩＭＯユーザ資源の量の関数である平均ＭＩＭＯ係数であり、
【数１９】
2010532951.tif 000068
は、前記搬送波に関連する割り振られた非ＭＩＭＯユーザ資源の量の関数である平均非ＭＩＭＯ係数であり、
【数２０】
2010532951.tif 000069
は、搬送波ｉの前記最大送信電力容量を表し、１≦ｉ≦Ｋである、
請求項１〜６および８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
基地局装置（３００）であって、
複数の送信アンテナと、
多入力／多出力（ＭＩＭＯ）処理を実行して、１つまたは複数のＭＩＭＯユーザにサービス提供するように構成された論理と、
１つまたは複数の非ＭＩＭＯユーザにサービス提供するように構成された論理と
を備え、
前記アンテナのそれぞれは、コロケート搬送波のセットから選択される１つまたは複数の搬送波上で送信し、
各非ＭＩＭＯユーザは、前記アンテナのうちの１つのみによりサービス提供され、各ＭＩＭＯユーザは、前記アンテナのうちの２つ以上によりサービス提供され、
前記基地局は、
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法を実行することにより、前記アンテナのそれぞれに最大送信電力容量を割り振るように構成された論理
を特徴とする、基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
本発明は、移動通信システムに関し、特に、移動通信システムの複数のアンテナを有する基地局において最大電力パラメータを設定する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多入力／多出力（ＭＩＭＯ）処理は、スペクトル効率を向上させ、それにより、通信システムの全体システム容量を増大させる高度なアンテナ技法である。ＭＩＭＯ処理の使用は、基地局およびユーザ装置の両方が複数のアンテナを利用することを暗に示す。多種多様なＭＩＭＯ技法（またはモード）が存在する。これらのうちの２〜３は、アンテナ別レート制御（ＰＡＲＣ）、選択的ＰＡＲＣ（Ｓ−ＰＡＲＣ）、送信ダイバーシチ、受信ダイバーシチ、および二重送信アンテナアレイ（Ｄ−ＴｘＡＡ）である。Ｄ−ＴｘＡＡ技法は、汎用移動通信システム（ＵＭＴＳ）の地上波無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）に使用される送信ダイバーシチの高度なバージョンである。
【０００３】
適用されるＭＩＭＯ技法に関わりなく、表記（Ｍ×Ｎ）が一般に、送信アンテナ数（Ｍ）および受信アンテナ数（Ｎ）についてＭＩＭＯ構成を表すために使用される。様々な技術に使用されているか、または現在議論されている一般的なＭＩＭＯ構成は、（２×１）、（１×２）、（２×２）、（４×２）、（８×２）、および（８×４）である。（２×１）および（１×２）で表される構成は、ＭＩＭＯの特殊なケースであり、送信ダイバーシチおよび受信ダイバーシチのそれぞれに対応する。
【０００４】
上述したＭＩＭＯモードならびに他のＭＩＭＯ技法により、様々な種類の空間処理を送信信号および受信信号に適用することが可能になる。空間ダイバーシチが使用可能なことにより、一般に、スペクトル効率が向上し、セルカバレッジが拡張され、ユーザデータレートが増大し、マルチユーザ干渉が軽減する。本質的には、各ＭＩＭＯ技法はそれぞれの恩恵を有する。例えば、受信ダイバーシチ技法（１×２）は、特に、カバレッジを向上させる。これとは対照的に、Ｄ−ＴｘＡＡ等の（２×２）ＭＩＭＯ技法は、ピークユーザビットレートの増大をもたらす。
【０００５】
ＭＩＭＯは、データレートを増大させるために使用することができるが、ＭＩＭＯ伝送には処理の複雑性の増大も伴い、非ＭＩＭＯ伝送よりも大きなユーザ装置（ＵＥ）バッテリ電力を消費する。したがって、ＭＩＭＯ処理は、高データレート伝送に対して特に実現可能である。ＵＴＲＡＮでは、高データレートがダウンリンク共有チャネル（ＨＳ−ＤＳＣＨ）にマッピングされる。したがって、ＭＩＭＯを使用して、ＨＳ−ＤＳＣＨ上で多重化され得る、埋め込まれたまたは帯域内上位レイヤのシグナリングを伝送することができる。
【０００６】
これとは対照的に、従来のアンテナ技法（例えば、単一アンテナの事例）を使用して、好ましくは、専用の物理的な、または上位レイヤのシグナリングを含む別個のシグナリングまたはチャネルが伝送されるべきである。一例は、電力制御を実行するための関連する専用チャネルのＵＴＲＡＮでの使用であり、時としてこのチャネルは上位レイヤシグナリングも搬送する。同様に、ソフトハンドオーバでは、依然として低ビットレート専用チャネルを１つのアンテナを介して伝送することができる。
【０００７】
ＭＩＭＯの使用は、単一の送信アンテナおよび受信アンテナの基本シナリオと比較して、かなりよい性能をもたらす。しかし、ネットワークはＭＩＭＯおよび非ＭＩＭＯのユーザ装置の両方をサポートする必要があり得るため、ＭＩＭＯをサポートするユーザ装置は、呼セットアップ時または登録処理を実行するときに、その能力についてネットワークに通知する。特定の技術は、２つ以上のＭＩＭＯモードをサポートし得る。これは、一シナリオでは、特定の基地局が、対応する規格により許されたすべての可能なＭＩＭＯモードをサポートし得る一方で、別のシナリオでは、基地局がＭＩＭＯモードのうちのサブセットのみを提供し得ることを意味する。基本構成では、基地局はいかなるＭＩＭＯ動作も提供し得ない。すなわち、単一送信アンテナ動作しかサポートすることができない。したがって、特定のＭＩＭＯ技法を実際に使用することは、サービス提供する基地局およびユーザ装置の両方が同じＭＩＭＯ能力を有するシナリオにおいて可能である。
【０００８】
２つの基本的なＭＩＭＯ導入シナリオがある。「ＭＩＭＯのみ」のシナリオでは、サービス提供する基地局ならびにその基地局によりサービス提供されるすべてのユーザ装置が、同じＭＩＭＯ技法、例えば、ＵＴＲＡＮの場合にはＤ−ＴＸＡＡをサポートするものと想定される。実際には、ＭＩＭＯをサポートしないローエンドユーザ装置が略常にあることになるため、このシナリオはあまり現実的ではない。しかし、時により、セル内のすべてのユーザがＭＩＭＯ能力を有することがあり得る。任意の所与の瞬間に、ＵＴＲＡＮ内のサービス提供する基地局または対応する無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）は、サービス提供しているユーザ装置のマルチアンテナ能力を十分に認識する。しかし、すべてのユーザがＭＩＭＯ対応であった場合であっても、依然として、ネットワークが、データおよび／またはユーザ固有のシグナリングの伝送に単一のアンテナを使用し得るシナリオおよび場合があり得る。例えば、低データレートは依然として、単一の送信アンテナを使用して送信することができる。輻輳により、ネットワークが、高データレートサービスに対してであっても単一アンテナ伝送のみを使用せざるを得ないこともある。
【０００９】
第２のＭＩＭＯ導入シナリオは、ＭＩＭＯユーザおよび非ＭＩＭＯユーザの混合、すなわち、ＭＩＭＯ可能なユーザおよび基本構成（すなわち、単一アンテナ伝送）のみをサポートするユーザの混合が関わる。これはより現実的なシナリオである。基本ユーザ（すなわち、非ＭＩＭＯユーザ）は、規格の初期リリースからのレガシーユーザであるか、またはローエンドユーザでありがちである。
【００１０】
ホットスポット等の多くの人口が密集したエリアでは、事業者は、同じ地理的エリア内に２つ以上のセル（例えば、１セクタ内にいくつかのセル）を配備する。各基地局、すなわちノードＢは、通常、３つのセクタにカバレッジを提供する。一例として、ノードＢ毎に２つの搬送波を有する配備は、セクタ毎に同じ場所に配置された２つのセルおよびノードＢ毎に６つのセルを暗に示す。図１は、ＵＴＲＡＮシステムでのノードＢの概略図である。ユーザ装置１０１は、ノードＢ１００によりサービス提供され得る１つまたは複数のユーザ装置の代表である。６つのいわゆる「コロケートセル（co-located cell）」は、ノードＢがコロケート搬送波１０３（co-located carrier）を使用することによりサポートされ、図１に示すように、コロケート搬送波１０３は、ＵＴＲＡＮシステムではそれぞれ５ＭＨｚである。
【００１１】
同様の構成が、進化型ＵＴＲＡＮ（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）システムでも考えられる。図２は、Ｅ−ＵＴＲＡＮシステムでのｅノードＢ２００の概略図である。ユーザ装置２０１は、ｅノードＢ２００によりサービス提供され得る１つまたは複数のユーザ装置の代表である。ｅノードＢがコロケート搬送波２０３を使用することにより、６つのコロケートセルがサポートされる。Ｅ−ＵＴＲＡＮでの可変搬送波周波数により、コロケートセルは、異なる帯域幅ひいては異なる最大送信電力レベルを有し得る。異なる帯域幅を有するコロケート搬送波２０３を図２に示す。しかし、Ｅ−ＵＴＲＡＮであっても、最も一般的な導入シナリオは、互いに同じ帯域幅を有するコロケート搬送波２０３を含む。
【００１２】
ＵＴＲＡＮシステムでは、コロケートセルは、同じ最大送信電力レベルを有する可能性が高い。しかし、最大送信電力レベルの値は、基地局のクラスに依存する。例えば、マクロセル内の最大送信電力は４３ｄＢｍであることができる一方で、より小さなセル（例えば、ピコセル）内では、最大電力容量ははるかに低い（例えば、２４ｄＢｍ）。
【００１３】
セルの周波数帯域幅が１．４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚであることができるＥ−ＵＴＲＡＮシステムの場合、２０ＭＨｚ帯域幅での最大セル電力は、マクロセルでは最高で４６ｄＢｍであることができる。これと比較して、より小さな帯域幅を有するセルでは、最大送信電力は低くなる。コロケートセル内の送信は、複数搬送波電力増幅器（ＭＣＰＡ）によりサービス提供される。ＭＣＰＡは、基地局（またはノードＢもしくはｅノードＢ）毎の最大総合送信電力ならびに搬送波（またはコロケートセル）毎の最大送信電力に制限を課す。便宜上、「基地局」なる語が本明細書全体を通して使用され、従来の基地局、例えば、移動通信グローバルシステム（ＧＳＭ）規格に従ってシステムに利用される基地局のみならず、ノードＢ、ｅノードＢ、および通信システム内の等価の他のあらゆるノードも示すことを主張する。
【００１４】
セル毎の総合送信電力は制限される。したがって、セル内で利用可能な最大電力は、送信アンテナに分配される。Ｋ個のコロケートセル（または同等に周波数搬送波）があり、基地局（例えば、ノードＢまたはｅノードＢ）内にＬ個のアンテナがあり、基地局ＢＳでの所与の搬送波周波数「ｉ」でのアンテナ「ｊ」のアンテナ毎の最大電力設定がＰｉｊで示されるものと仮定した場合、これら項を使用して、線形スケールでの基地局「ＢＳ」の基地局最大電力行列
【数１】
2010532951.tif 000003
を形成することができる。最大総合基地局電力
【数２】
2010532951.tif 000004
は、以下：
【数３】
2010532951.tif 000005
のように導出することができ、式中、各項ｐｉｊ（１≦ｉ≦Ｋかつ１≦ｊ≦Ｌ）は、係数ｃｉｊと搬送波ｉの最大送信電力容量
【数４】
2010532951.tif 000006
とを乗算したものであるとみなすことができる。
【００１５】
したがって、特定の搬送波周波数「ｉ」のすべてのアンテナの総合最大送信電力は、
【数５】
2010532951.tif 000007
として表すことができる。すると、基地局「ＢＳ」内のすべてのアンテナおよびすべての利用可能な搬送波周波数の総合最大送信電力は、
【数６】
2010532951.tif 000008
として表すことができる。基地局の最大送信電力は、上記式に従って設定し維持される。しかし、これらは、実際の最大送信電力設定を決定する方法に関してガイダンスを提供しない一般式である。最先端技術（例えば、ＵＴＲＡＮ、Ｅ−ＵＴＲＡＮ等）に使用される設定について以下に説明する。
【００１６】
セルダウンリンクカバレッジの程度は、共通チャネル電力レベルの設定により決まる。ＭＩＭＯが基地局において使用される場合、共通チャネル（ＢＣＨ、ＳＣＨ、またはパイロットシーケンスを含むチャネル）が、一般に、すべてまたは少なくとも２つ以上のアンテナから送信される。しかし、それらの電力設定は、アンテナによって異なり得る。例えば、アンテナのうちの１つを主アンテナとみなすことができる。共通パイロットシーケンス（例えば、ＵＴＲＡＮでは共通パイロットチャネル「ＣＰＩＣＨ」上で送信される）の送信電力は、残りのいかなるアンテナよりも主アンテナで大きくあり得る。例えば、（２×２）ＭＩＭＯの場合、ＵＴＲＡＮでの典型的なアンテナでは、主アンテナ上のＣＰＩＣＨ電力は、補助アンテナに設定されるＣＰＩＣＨ電力の２倍であることができる。これにより、一般に主アンテナによりサービス提供される非ＭＩＭＯユーザの良好なセルカバレッジが保証される。
【００１７】
ＵＥは、共通チャネル（例えば、ＳＣＨ、ＣＰＩＣＨ電力等）上で送信されるパイロットシーケンスからセルを識別し、チャネルを推定する。さらに、セル再選択、ハンドオーバ決定等のような重要な無線資源機能も、共通チャネルを介して送信される信号に対して実行される測定に基づく。したがって、一貫性のあるセルカバレッジを保証するために、すべてのアンテナの共通チャネルの電力は、アンテナ毎の最大電力が変動する場合であっても固定されたままである。
【００１８】
ＵＴＲＡＮ最大電力設定に関して、セル毎の利用可能な送信電力容量
【数７】
2010532951.tif 000009
は、複数のアンテナに等しく割り振られる。同じ帯域幅（例えば、５ＭＨｚ）が、すべてのコロケートセルに使用されるため、基地局最大送信電力行列
【数８】
2010532951.tif 000010
は、
【数９】
2010532951.tif 000011
として表すことができる。
【００１９】
値
【数１０】
2010532951.tif 000012
は、ＭＩＭＯユーザおよび非ＭＩＭＯユーザの共通チャネルの電力を含む。基地局毎にＫ個のセルがあるため、基地局最大総合電力
【数１１】
2010532951.tif 000013
は、
【数１２】
2010532951.tif 000014
として表すことができる。
【００２０】
要点を示すために、マクロセル環境での（２×２）ＭＩＭＯの場合、基地局毎の２つの搬送波周波数が仮定される場合、基地局最大電力行列は、
【数１３】
2010532951.tif 000015
として表すことができる。
【００２１】
Ｅ−ＵＴＲＡＮの最大電力設定に関して、セル「ｉ」内の利用可能な送信電力容量
【数１４】
2010532951.tif 000016
も複数のアンテナに等しく割り振られる。しかし、同じ基地局（例えば、ｅノードＢ）内のセル毎の最大電力は、互いに異なる搬送波周波数を有する場合、異なるセルで異なり得る。同じ帯域幅がすべてのコロケートセルに使用される場合、基地局最大電力行列
【数１５】
2010532951.tif 000017
は、ＵＴＲＡＮの場合について上述したものと同じである。しかし、異なる搬送波帯域幅がコロケートセルに使用される場合、基地局最大電力行列
【数１６】
2010532951.tif 000018
は、
【数１７】
2010532951.tif 000019
により与えられる。
【００２２】
前と同様に、行列の各要素
【数１８】
2010532951.tif 000020
は、ＭＩＭＯユーザおよび非ＭＩＭＯユーザの共通チャネルの電力を含む。基地局毎にＫ個のセルがあるため、基地局最大総合電力
【数１９】
2010532951.tif 000021
は、
【数２０】
2010532951.tif 000022
として表すことができる。
【００２３】
例を使用してこれを示すために、マクロセルラ環境内で使用される基地局（例えば、ｅノードＢ）毎に２つの搬送波を有する（２×２）ＭＩＭＯの場合、搬送波＃１および搬送波＃２がそれぞれ１０ＭＨｚおよび２０ＭＨｚの帯域幅を有すると想定すると、搬送波＃１および搬送波＃２の搬送波毎の対応する最大電力容量はそれぞれ、４０Ｗおよび２０Ｗである。したがって、アンテナ毎の総合最大電力は、
【数２１】
2010532951.tif 000023
である。
【００２４】
ＵＴＲＡＮ、Ｅ−ＵＴＲＡＮの両方において、基地局が基地局送信電力資源を完全に利用することができるのは、同じ基地局によりサービス提供されるすべてのユーザがＭＩＭＯをサポートし、かつこれらすべてのユーザがＵＥおよびサービス提供する基地局の完全なＭＩＭＯ能力を使用することによりサービス提供される場合のみであることが事実である。しかし、実際には、セル内にＭＩＭＯユーザおよび非ＭＩＭＯユーザ（単一の送信アンテナを使用する）の混合があり、後者のユーザは主アンテナによりサービス提供される可能性が高いため、これら条件が頻繁に満たされる可能性は低い。第２に、すべてのユーザがＭＩＭＯ可能である場合であっても、ユーザのうちの幾人かは、可能なすべてのアンテナを使用して常にサービス提供されるわけではないことがある。少なくともこれらの理由により、最大送信電力容量を複数のアンテナに等しく割り振る戦略は、最適ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
したがって、基地局が総合送信電力資源をよりよく利用可能なように、最大送信電力容量を複数の基地局アンテナに割り振る方法および装置を有することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
概要
「備える」および「含む」なる語が、本明細書において使用される場合、記された特徴、整数、ステップ、または構成要素の存在を特定するものと解釈されるが、これら語の使用が、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、構成要素、またはその群の存在または追加を除外しないことが強調されるべきである。
【００２７】
本発明の一態様によれば、上記および他の目的は、いくつかの各送信アンテナへの最大送信電力の割り振りを達成するような基地局の動作方法および装置において達成される。基地局は、複数の送信アンテナを備え、多入力／多出力（ＭＩＭＯ）処理を使用して、１つまたは複数のＭＩＭＯユーザにサービス提供することが可能であると共に、１つまたは複数の非ＭＩＭＯユーザにもサービス提供可能である。各アンテナは、コロケート搬送波のセットから選択される１つまたは複数の搬送波上で送信し、各非ＭＩＭＯユーザは、アンテナのうちの１つのみによりサービス提供され、各ＭＩＭＯユーザは、アンテナのうちの２つ以上によりサービス提供される。最大送信電力容量を各送信アンテナに割り振ることは、各ＭＩＭＯユーザについて、コロケート搬送波のセットから選択される１つまたは複数の搬送波を、各ＭＩＭＯユーザへのサービス提供への使用に割り振ることを含む。各非ＭＩＭＯユーザについても、コロケート搬送波のセットから選択される１つまたは複数の搬送波が、非ＭＩＭＯユーザへのサービス提供への使用に割り振られる。
【００２８】
コロケート搬送波のセットのうちの各搬送波について、搬送波に関連する、割り振られたＭＩＭＯユーザ資源の量および搬送波に関連する、割り振られた非ＭＩＭＯユーザ資源の量についての情報が使用されて、１組の係数が導出され、各係数は各アンテナに対応し、各係数は、搬送波の最大電力容量の割合を示す。コロケート搬送波のセット内の各搬送波について、搬送波の係数および最大電力容量が使用されて、各アンテナの最大送信電力容量が導出される。複数の送信アンテナのうちの各アンテナについて、各アンテナの総合最大送信電力容量が、アンテナ上で送信される搬送波に導出された最大送信電力容量を結合することにより導出される。アンテナの総合最大送信電力容量が、アンテナの送信電力限度を超えるか否かも決定される。
【００２９】
いくつかの実施形態では、搬送波の割り振りは、ＭＩＭＯユーザおよび非ＭＩＭＯユーザがすべての搬送波に均等に分布するようなものである。
【００３０】
いくつかの実施形態では、割り振られたＭＩＭＯユーザ資源の量は、セル内のＭＩＭＯユーザの送信電力または使用チャネルの量を含み、割り振られた非ＭＩＭＯユーザ資源の量は、セル内の非ＭＩＭＯユーザの送信電力または使用チャネルの量を含む。これら実施形態のうちのいくつかでは、チャネルは、符号分割多元接続無線アクセスネットワークのチャネル化符号である。あるいは、チャネルは、直交周波数分割多元接続無線アクセスネットワーク内の副搬送波セットまたは資源ブロックセットであってもよい。
【００３１】
いくつかの実施形態では、コロケート搬送波のセットのうちの各搬送波について、アンテナのうちの１つは、１つまたは複数のＭＩＭＯユーザおよび１つまたは複数の非ＭＩＭＯユーザにサービス提供する主アンテナであり、アンテナのうちの残りは、１つまたは複数のＭＩＭＯユーザにサービス提供する補助アンテナである。場合によっては、アンテナのうちの同じアンテナが、すべての搬送波の主アンテナである。あるいは、アンテナのうちの異なるアンテナが、各搬送波の主アンテナである。
【００３２】
本発明による実施形態の別の態様では、搬送波の主アンテナの総合最大送信電力が、搬送波の主アンテナの送信電力限度を超えると決定された場合、非ＭＩＭＯユーザの無線状況が１つまたは複数の所定の基準を満たすか否かが決定され、その場合、非ＭＩＭＯユーザの無線状況が１つまたは複数の所定の基準を満たす場合、搬送波の補助アンテナのうちの１つが、非ＭＩＭＯユーザにサービス提供するために使用される。これら実施形態のうちのいくつかでは、非ＭＩＭＯユーザへのサービス提供に使用される補助アンテナの識別子が、非ＭＩＭＯユーザに通信される。
【００３３】
本発明による実施形態のさらに別の実施形態では、搬送波のうちの１つまたは複数のそれぞれについて、搬送波の総合最大送信電力容量が、搬送波の上記１つに導出された最大送信電力容量を結合することにより導出される。搬送波の総合最大送信電力容量が、搬送波の送信電力限度を超えると決定された場合、現在、搬送波上でサービスを受信している１つまたは複数の非ＭＩＭＯユーザは、その搬送波に代えて、利用可能なターゲット搬送波上でサービスを受信するようにさせられる。これら実施形態のうちの一態様では、サービスにより、主アンテナの総合送信電力が主アンテナの総合最大送信電力容量を超えない場合、非ＭＩＭＯユーザは、ターゲット搬送波の主アンテナ上でサービスを受信する（５０９）。しかし、サービスにより、主アンテナの総合送信電力が主アンテナの総合最大送信電力容量を超える場合、非ＭＩＭＯユーザは、ターゲット搬送波の補助アンテナのうちの１つでサービスを受信する。
【００３４】
本発明の目的および利点は、図面と併せて以下の詳細な説明を読むことにより理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ＵＴＲＡＮシステムでのノードＢの概略図である。
【図２】Ｅ−ＵＴＲＡＮシステムでのｅノードＢの概略図である。
【図３】特に、本発明の態様による基地局装置において実行される例示的なステップ／処理のフローチャートである。
【図４】特に、１つまたは複数の送信アンテナへの電力の非最適な割り振りが行われた事例に対応する、基地局装置において実行される例示的なステップ／処理のフローチャートである。
【図５】特に、１つまたは複数の送信アンテナへの電力の非最適な割り振りが行われた事例に対応する、基地局装置において実行される例示的なステップ／処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
詳細な説明
本発明の様々な特徴を、同様の部分が同じ参照符号で識別される図を参照してこれより説明する。
【００３７】
本発明の様々な態様を、いくつかの例示的な実施形態と併せてより詳細にこれより説明する。本発明の理解を容易にするために、本発明の多くの態様は、コンピュータシステムの要素またはプログラムされた命令を実行可能な他のハードウェアにより実行される動作シーケンスに関して説明される。各実施形態では、専用回路（例えば、特殊な機能を実行するように相互接続された離散論理ゲート）、プログラム命令が１つまたは複数のプロセッサにより実行されることにより、またはこれら両方の組み合わせにより、様々な動作を実行できることが認識されるであろう。さらに、本発明はさらに、全体的に、プロセッサに本明細書において説明される技法を実行させる適切なコンピュータ命令セットを含む固体メモリ、磁気ディスク、または光ディスク等の任意の形態のコンピュータ可読担体内で具現されると考えることもできる。したがって、本発明の様々な態様は、多くの異なる形態で具現することができ、このようなすべての形態は、本発明の範囲内にあることが意図される。本発明の様々な態様のそれぞれについて、実施形態のこのようなあらゆる形態は、本明細書では、説明された動作を実行する「ように構成された論理」または代替として、説明された動作を実行する「論理」と呼ぶことができる。
【００３８】
本発明による実施形態の態様では、ＭＩＭＯベースの通信システムの実際の導入は、アンテナ最大送信電力容量を動的に設定することにより、利用可能な送信電力をよりよく利用する。すべての搬送波にわたるアンテナ毎の総合最大送信電力の制限があるため、様々な実施形態では、同じアンテナからの搬送波毎に電力を変更することが可能である。
【００３９】
一態様では、複数の送信アンテナが備えられた基地局は、同じ搬送波上のすべての送信アンテナの総合電力が特定の限度内にありながら、同時に、各アンテナ上のすべての搬送波の総合最大電力が特定の限度内にあることを保証するように、アンテナ毎の最大電力を動的に設定するように動作する。最大アンテナ送信電力の動的な設定は、ＭＩＭＯユーザおよび非ＭＩＭＯユーザの分布に基づく。必ずしもすべてではないが、いくつかの実施形態では、最大電力は、すべてのユーザ（所与の時間に単一送信アンテナを使用している非ＭＩＭＯユーザまたはＭＩＭＯユーザ）がダウンリンク内に同じ所望のカバレッジを維持することを保証するように設定される。これは、例えば、セクタ内のすべての搬送波上のＭＩＭＯユーザおよび非ＭＩＭＯユーザの負荷を均等に分布させることにより達成することができる。
【００４０】
アンテナ毎の最適な最大電力が達成できない場合には、良好なカバレッジを有するユーザ（特に、非ＭＩＭＯユーザ）（例えば、送信アンテナに近い非ＭＩＭＯユーザ）は、補助アンテナにより、または別の搬送波上の主アンテナもしくは補助アンテナによりサービス提供することができる。本発明は、特に、送信電力をより効率的に使用することの利点、すべてのユーザが良好なカバレッジを持てるようにすることの利点、および非ＭＩＭＯユーザがＭＩＭＯユーザによる悪影響を受けないことを保証することの利点を暗に示す。
【００４１】
本発明による実施形態のこれらおよび他の態様を、さらに詳細にこれより説明する。
【００４２】
本発明による実施形態の一態様は、セル内のすべてのユーザ（すなわち、ＭＩＭＯユーザおよび非ＭＩＭＯユーザ）に対して良好なカバレッジを保証するようにアンテナ毎の最大電力を動的に設定する能力である。したがって、アンテナ毎の最大電力容量を決定するために使用される基準を入念に考慮することが重要である。初期ステップにおいて、基地局は、ＭＩＭＯユーザおよび非ＭＩＭＯユーザにサービス提供するための搬送波を割り振る。いくつかの実施形態では、これは、基地局が、非ＭＩＭＯユーザおよびＭＩＭＯユーザを同じセクタ内のすべての搬送波（すなわち、コロケートセル間）に均等に分布させようとすることを含む。均等な分布を保つために、これは、入ってきた、または呼中の新たなユーザが使用する搬送波を選択する際にも考慮されるべき事柄である。非ＭＩＭＯユーザは、通常、主アンテナによりサービス提供される一方で、ＭＩＭＯユーザは、主アンテナおよび補助アンテナの両方でサービス提供される。
【００４３】
基地局は、各搬送波上の非ＭＩＭＯユーザおよびＭＩＭＯユーザの相対分布を追跡もする。この後者の情報は、各搬送波上のアンテナ毎の実際の最大電力を割り振るために使用することができる。
【００４４】
一般に、アンテナ毎の最大電力は、２つの係数に従って設定される。これら係数のうちの一方はＭＩＭＯユーザ係数（ΨＭＵ）であり、他方は非ＭＩＭＯユーザ係数（ΨＳＵ）である。これら係数ΨＭＵおよびΨＳＵは、セル内のアクティブユーザの使用無線資源（例えば、平均または特定の割合）すなわち搬送波周波数「ｉ」の関数であり、過去の測定間隔（Ｔ０）にわたって使用された無線資源の関数：
ΨＭＵ＝ｆ１（ＲＭＵ，ＲＳＵ）および
ΨＳＵ＝ｆ２（ＲＭＵ，ＲＳＵ）
として表すことができ、式中、ＲＭＵおよびＲＳＵは、すべての送信アンテナにわたる同じセル（または搬送波）内のすべてのＭＩＭＯユーザおよび非ＭＩＭＯユーザのそれぞれにより使用される無線資源を表す。そして、無線信号は、送信電力およびチャネル資源の関数である。
【００４５】
ＵＴＲＡＮまたは他の任意のＣＤＭＡベースのシステムでは、チャネル資源はチャネル化符号を表す。Ｅ−ＵＴＲＡＮまたは他の任意のＯＦＤＭＡベースのシステムでは、チャネル資源は、資源ブロックまたは１つもしくは複数の副搬送波セットを表す。したがって、ＲＭＵは、同じ搬送波上のすべてのアンテナのＭＩＭＯユーザにより使用される送信電力（ＰＭＵ）およびチャネル数（ＣＭＵ）に関して表すことができる：ＲＭＵ＝ｆ３（ＰＭＵ，ＣＭＵ）。同様に、ＲＳＵは、非ＭＩＭＯユーザにより使用される送信電力（ＰＳＵ）およびチャネル数（ＣＳＵ）に関して表すことができる：ＲＳＵ＝ｆ４（ＰＳＵ，ＣＳＵ）。
【００４６】
具体的な例と共に要点を示すために、ＭＩＭＯ係数ΨＭＵおよび非ＭＩＭＯ係数ΨＳＵを推定する一方法は、電力資源のみを考慮することを含む。すなわち、
【数２２】
2010532951.tif 000024
である。
【００４７】
別の例示的な実施形態では、チャネル使用（例えば、符号または資源ブロックに関して）のみが考慮される。すなわち、
【数２３】
2010532951.tif 000025
である。
【００４８】
さらに別の例示的な実施形態では、送信電力およびチャネル使用の両方が考慮され、係数は、
【数２４】
2010532951.tif 000026
を満たし、式中、α＋β＝１である。
【００４９】
ＭＩＭＯ係数および非ＭＩＭＯ係数は、搬送波毎に計算される。一基地局には、上述したように、２つ以上の搬送波があり得る。したがって、これら係数を使用するいくつかの可能な方法がある。
【００５０】
これらのうちの１つは、同じ基地局内の各セル内のＭＩＭＯ分布および非ＭＩＭＯ分布または負荷係数を独立して使用することである。この場合、セル「ｉ」のＭＩＭＯ係数および非ＭＩＭＯ係数は、
【数２５】
2010532951.tif 000027
および
【数２６】
2010532951.tif 000028
のそれぞれである。非ＭＩＭＯユーザおよびＭＩＭＯユーザの負荷がすべての搬送波上で均等に分布している場合、非ＭＩＭＯ分布係数およびＭＩＭＯ分布係数は、すべての搬送波上で同じである。すなわち、ΨＭＵおよびΨＳＵに１組の値がある。１組の値を有することは、計算されたＭＩＭＯ分布係数および非ＭＩＭＯ分布係数に従ってアンテナ毎の最適最大電力を設定するために有益である。
【００５１】
ＭＩＭＯ係数および非ＭＩＭＯ係数を使用する代替の方法は、同じ基地局内のすべてのセル内の１組の総計ＭＩＭＯ係数および総計非ＭＩＭＯ係数を使用することである。この場合、全体または総計係数は、例えば、すべての搬送波からのすべての係数の平均、最小、または最大であることができる。平均ＭＩＭＯ係数
【数２７】
2010532951.tif 000029
および非ＭＩＭＯ係数
【数２８】
2010532951.tif 000030
を表す関数は、
【数２９】
2010532951.tif 000031
および
【数３０】
2010532951.tif 000032
として表される。
【００５２】
同様に、すべての搬送波からのＭＩＭＯ係数の最小
【数３１】
2010532951.tif 000033
および非ＭＩＭＯ係数の最小
【数３２】
2010532951.tif 000034
に基づく関数は、
【数３３】
2010532951.tif 000035
および
【数３４】
2010532951.tif 000036
により表される。
【００５３】
上記のように導出されたＭＩＭＯ係数および非ＭＩＭＯ係数を使用して、ａ）同じ搬送波上のすべての送信アンテナの総合電力が特定の限度内にあり、かつｂ）各アンテナ上のすべての搬送波の総合最大電力が特定の限度内にあるという制約条件を満たしながら、アンテナ毎の搬送波毎の最大電力が導出される。
【００５４】
実際の電力割り振りは、いくつかの異なるベースで導出することができる。一導出は、同じ最大電力がすべての搬送波で使用される場合のための導出である。別の導出は、異なる最大電力値が様々な搬送波上で使用される場合のための導出である。
【００５５】
まず、同じ電力が同じ基地局内のすべての搬送波に使用される場合を考え、アンテナ毎の電力は、行列：
【数３５】
2010532951.tif 000037
に従って導出することができる。式１の例での原理は、第１のアンテナを主アンテナとして有し、それにより、ＭＩＭＯユーザおよび非ＭＩＭＯユーザの両方がサービス提供される。補助アンテナは、ＭＩＭＯユーザにより使用される。上記行列では、主アンテナは、同じ基地局内のすべての搬送波上の最初のアンテナ（またはより一般的な場合、アンテナのうちの同じ１つ）である。
【００５６】
主アンテナが各搬送波で異なると仮定した場合、アンテナ毎の最大送信電力は、
【数３６】
2010532951.tif 000038
として表すことができる。いくつかの状況では、異なる搬送波上で主アンテナとして動作する、異なるアンテナの１つを有することで、すべての必要な条件を満たしながら電力を割り振ることが容易になる。
【００５７】
上記行列の値は、平均ＭＩＭＯ係数および非ＭＩＭＯ係数に基づくが、他の任意の適した関数、例えば、セル固有のＭＩＭＯ係数および非ＭＩＭＯ係数を使用することも可能である。さらに、ＭＩＭＯ係数および非ＭＩＭＯ係数
【数３７】
2010532951.tif 000039
は時間に伴って変化するため、行列の値は、電力の最適な割り振りを維持するために、動的に更新されなければならない。
【００５８】
最大電力が異なる搬送波で異なる事例は、項
【数３８】
2010532951.tif 000040
により表される。主アンテナが、同じ基地局内のすべての搬送波で最初、すなわち同じアンテナであると仮定した場合、基地局最大電力行列は、
【数３９】
2010532951.tif 000041
により表すことができる。主アンテナが、同じ基地局内の各搬送波で異なると仮定した場合、基地局最大電力行列は、
【数４０】
2010532951.tif 000042
により表すことができる。
【００５９】
前と同様に、ＭＩＭＯ係数および非ＭＩＭＯ係数
【数４１】
2010532951.tif 000043
は時間に伴って変化するため、行列の値を動的に更新することが有益である。上記行列の値は、総計ＭＩＭＯ係数および総計非ＭＩＭＯ係数に基づくが、他の任意の適した関数、例えば、セル固有のＭＩＭＯ係数および非ＭＩＭＯ係数を使用することも可能である。
【００６０】
以下に、最大送信電力割り振りの２つの例を示す。
【００６１】
【表１】
2010532951.tif 000044
【００６２】
上記表１による例は、すべての搬送波に導出された係数の平均化に基づく平均ＭＩＭＯ係数および平均非ＭＩＭＯ係数を考え、ＭＩＭＯ係数および非ＭＩＭＯ係数を使用して、各搬送波上のアンテナ毎に割り振られた電力を計算する。このシナリオは、ＭＩＭＯユーザおよび非ＭＩＭＯユーザがすべての搬送波に均等に分布している場合に有効であるが、ＭＩＭＯユーザおよび非ＭＩＭＯユーザの均等分布はすべての実施形態において要求されるわけではない。この解決策は、アンテナ毎の最大総合電力限度が少なくとも２０Ｗ（すなわち、搬送波毎の総合電力以上）である場合に上手く機能する。表１の値を式２に代入すると、以下の基地局最大電力行列：
【数４２】
2010532951.tif 000045
がもたらされる。
【００６３】
【表２】
2010532951.tif 000046
【００６４】
すべての搬送波に同じＭＩＭＯ係数および非ＭＩＭＯ係数を使用することに代えて、この例は、各セル（コロケート搬送波）のＭＩＭＯ係数および非ＭＩＭＯ係数を別個に考え、これらを表２中の他の情報と共に使用して、各搬送波上のアンテナ毎に割り当てられる電力を計算する。この結果、以下の基地局最大送信電力行列が得られる。
【数４３】
2010532951.tif 000047
この例では、この解決策は、アンテナ毎の最大総合電力限度が２２Ｗよりも大きい場合に上手く機能する。
【００６５】
図３は、本発明の態様による基地局装置において実行される例示的なステップ／処理のフローチャートである。図３は、様々に説明された機能を実行するように構成された論理を有する例示的な基地局装置３００を示すものとみなすこともできる。ここでならびに本明細書の残りの部分において（特許請求の範囲を含む）、搬送波へのあらゆる言及は、コロケートセルへの言及と等価であるとも考えられるべきであることを認識されたい。
【００６６】
処理は、ＭＩＭＯユーザおよび非ＭＩＭＯユーザにサービス提供する搬送波を割り振ることにより開始される（ステップ３０１）。これが完了すると、基地局最大送信電力行列
【数４４】
2010532951.tif 000048
を構成する係数が突き止められる。これは、例えば、一度に行列の１行（すなわち、一度に１搬送波）を検討することにより達成することができる。したがって、各搬送波について、その搬送波に関連するＭＩＭＯ資源および非ＭＩＭＯ資源の量についての情報を使用することにより、１組の係数が導出される（ステップ３０３）。これは、例えば、上述した様々なＭＩＭＯ係数および非ＭＩＭＯ係数の任意のものを突き止めること、および上述した様々な方法のうちの任意の方法でＭＩＭＯ係数および非ＭＩＭＯ係数を結合し、かつ／または調整して、検討中の搬送波上の特定のアンテナに割り振るべき最大電力容量の割合を表す係数を形成することを含むことができる。
【００６７】
次に、各搬送波について、搬送波の係数および最大送信電力容量が使用されて、各アンテナの最大送信電力容量が導出される（ステップ３０５）。例えば、各アンテナについて、所与の搬送波の対応する係数は、その搬送波の最大送信電力容量で乗算される。
【００６８】
次に、基地局最大送信電力行列
【数４５】
2010532951.tif 000049
の列が、一度に１つずつ処理されて、各アンテナの総合最大送信電力容量が導出される。この例示的な実施形態では、これは、アンテナのうちの１つを選択すること（ステップ３０７）、およびそのアンテナによりサービス提供される搬送波のそれぞれについて前に導出された最大送信電力容量を結合（例えば、合算）することにより、そのアンテナの総合最大送信電力容量を導出すること（ステップ３０９）を含む。処理すべきアンテナ（行列の列）がまだある場合（決定ブロック３１１からの「ＹＥＳ」パス）、さらなるアンテナ（行列の列）が選択され（ステップ３１３）、処理はステップ３０９に戻る。
【００６９】
最終的に、アンテナのそれぞれの総合最大送信電力容量が導出され（決定ブロック３１１からの「ＮＯ」パス）、この時点で、任意のアンテナの総合最大送信電力容量が、そのアンテナの送信電力限度を超えているか否かを調べられて決定される（決定ブロック３１５）。超えている場合（決定ブロック３１５から出た「ＹＥＳ」パス）、ＭＩＭＯユーザおよび非ＭＩＭＯユーザへの搬送波の別の（異なる）割り振りが行われ（ステップ３１７）、最大送信電力容量を導出する処理が、ステップ３０３から始まって繰り返される。搬送波の再割り振りは、例えば、非ＭＩＭＯユーザを（恐らく異なる）補助アンテナに再割り振りすることを含むことができる。
【００７０】
以下に、補助アンテナまたは別の搬送波への負荷シフトに関する本発明による実施形態のさらなる態様について説明する。
【００７１】
上述した原理は、すべてのシナリオでアンテナ毎の電力の最適な割り振りを常にもたらすわけではない。これには、いくつかの異なる方法で対応することができる。図４は、このような事例に対応する基地局装置において実行される例示的なステップ／処理のフローチャートである。図４は、様々に説明された機能を実行するように構成された論理を含む基地局装置４００であると考えることもできる。
【００７２】
したがって、様々なアンテナによりサービス提供される搬送波の最大送信電力容量の割り振りが、非最適であるか否かが決定される（決定ブロック４０１）。非ＭＩＭＯユーザは１つのみのアンテナを使用し、すべての非ＭＩＭＯユーザに主アンテナが好ましい。各搬送波のアンテナ毎の電力割り振りが最適な場合、すべての非ＭＩＭＯユーザは、同じアンテナ（例えば、主アンテナ）によりサービス提供される。この最適な状況を達成することは、電力を動的に割り振ることを含む。しかし、非ＭＩＭＯユーザおよびＭＩＭＯユーザの負荷に応じて、最適な状況を達成することが可能ではない場合もある。本明細書において説明した電力の動的な割り振りの目標は、可能な限り最適な状況を達成することである。したがって、様々なアンテナによりサービス提供される搬送波の最大送信電力容量の非最適な割り振りが存在しない（決定ブロック４０１からの「ＮＯ」パス）場合、さらなる動作をとる必要はない。
【００７３】
しかし、アンテナ電力の非最適な割り振りが検出された（決定ブロック４０１からの「ＹＥＳ」パス）場合、ネットワークが、補助アンテナにより非ＭＩＭＯユーザにデータを送信するように、１つまたは複数の非ＭＩＭＯユーザを主アンテナから補助アンテナにシフトさせる試みがなされる。これは、非ＭＩＭＯユーザの無線状況が十分によい場合に行うことができる。これは、補助アンテナが使用し得る共通チャネル電力が低いためである。したがって、基地局に近い非ＭＩＭＯユーザに補助アンテナによりサービス提供することができ、それでもなお、大きな劣化なしで信号を復調することが可能である。
【００７４】
この例示的な実施形態では、これは、現在主アンテナによりサービス提供されている非ＭＩＭＯユーザのうちの１つを選択し（ステップ４０３）、選択された非ＭＩＭＯユーザの無線状況が、十分に良好な無線状況を生ぜしめると考えられる所定の基準を満たしているか否かを決定すること（決定ブロック４０５）により実行される。無線状況は、ＵＥダウンリンク測定リポートにより容易に決定することができる。例えば、ＵＴＲＡＮでは、チャネル品質インジケータ（「ＣＱＩ」）、ＣＰＩＣＨ参照シンボル受信電力（「ＣＰＩＣＨ  ＲＳＣＰ」）、または搬送波毎のＣＰＩＣＨエネルギーと雑音密度との比（ＣＰＩＣＨ  Ｅｃ／Ｎｏ」）ＣＰＩＣＨエネルギーを使用することができる。Ｅ−ＵＴＲＡＮでは、ＣＱＩおよびＲＳＰＰを使用することができる。これら測定は、スケジューリングまたはセル変更／ハンドオーバを行うためにネットワークにおいて入手可能であり、呼セットアップ時または呼中に行うことができる。
【００７５】
選択された非ＭＩＭＯユーザの無線状況が、所定の基準を満たさない（決定ブロック４０５からの「ＮＯ」パス）場合、処理はステップ４０３に戻り、現在主アンテナによりサービス提供されている非ＭＩＭＯユーザのうちの別の１つを選択し、テストすることができる。（明瞭にするために、このような任意の追加の非ＭＩＭＯユーザが存在するか否かを決定することおよび存在しない場合にルーチンを終了すること等の詳細は図から省かれている）。
【００７６】
現在主アンテナによりサービス提供されており、無線状況が所定の基準を満たす、選択された非ＭＩＭＯユーザが見つかる（決定ブロック４０５の「ＹＥＳ」パス）と、選択された非ＭＩＭＯユーザは、補助アンテナのうちの１つにシフトされる（ステップ４０７）。次に、非ＭＩＭＯユーザにサービス提供するために使用される補助アンテナの識別子が、非ＭＩＭＯユーザに通信される（ステップ４０９）。この情報を通信するために、何等かのシグナリングサポートが必要であろう。これにより、ＵＥが、受信信号を復調するために使用する必要があるのは、特定のアンテナからのパイロットシーケンスのみであることができる。しかし、ＵＥはやはり、ハンドオーバおよびセル再選択に使用される長期パイロット測定のために、主アンテナからのパイロットを使用することができる。上述した手法は、基地局毎に１つのセル（すなわち、１つの搬送波）がある場合であっても上手く機能する。
【００７７】
次に、処理は、決定ブロック４０１に戻り、新たな割り振りが現在最適であるか否か、またはさらなる負荷シフトを試みるべきか否かを決定する。
【００７８】
本発明による実施形態の別の態様では、ネットワークは、非ＭＩＭＯユーザの負荷を、全体トラフィックが低いか、またはＭＩＭＯユーザ数が少ない別の搬送波にシフトすることもできる。ネットワークでのこの負荷シフトを引き起こすトリガは、非ＭＩＭＯユーザの負荷またはセルの全体負荷に基づくことができる。この解決策の利点は、なお別の搬送波上の主アンテナを介して非ＭＩＭＯ  ＵＥにサービス提供できることである。これは、通常のハンドオーバ手順（すなわち、２つのコロケートセル間のハンドオーバ）を介して行われる。
【００７９】
図５は、このような事例に対応する、基地局装置において実行される例示的なステップ／処理のフローチャートである。図５は、様々に説明される機能を実行するように構成された論理を備えた基地局装置５００として考えることもできる。
【００８０】
したがって、負荷シフトが必要か否かが決定される（決定ブロック５０１）。この決定は、例えば、ＭＩＭＯ係数および非ＭＩＭＯ係数に基づくことができる。搬送波上でＭＩＭＯユーザおよび非ＭＩＭＯユーザの分布が不均等な場合、負荷シフトを実行することができる。例えば、非ＭＩＭＯユーザ係数が大きい場合、これらユーザのうちの何人かを別の搬送波に移すことができる。負荷シフトが必要ない（決定ブロック５０１からの「ＮＯ」パス）場合、さらなる動作をとる必要はない。
【００８１】
負荷シフトが必要である（決定ブロック５０１からの「ＹＥＳ」パス）場合、非ＭＩＭＯユーザは、過負荷搬送波によりサービス提供されている非ＭＩＭＯユーザから選択される。この選択を行う方法は、まず、高使用係数を有するユーザを移すことである。この選択技法には、負荷のかかった搬送波上の負荷を解放するために移す必要があるユーザ数がわずか数人であるという恩恵がある。
【００８２】
次に、ターゲット搬送波が選択される（ステップ５０５）。この選択を行う方法は、低負荷を有する搬送波を選択することである。例えば、非ＭＩＭＯユーザを、少数の非ＭＩＭＯユーザを有する搬送波に移すことができる。ターゲット搬送波の選択後、次に、ターゲット搬送波上の主アンテナにより、選択された非ＭＩＭＯユーザにサービス提供できるか否かが決定される（決定ブロック５０７）。できる（決定ブロック５０７からの「ＹＥＳ」パス）場合、選択された非ＭＩＭＯユーザは、ターゲット搬送波の主アンテナによりサービス提供されるように、再割り振りされる（ステップ５０９）。その他（決定ブロック５０７からの「ＮＯ」パス）の場合、選択された非ＭＩＭＯユーザは、ターゲット搬送波の補助アンテナのうちの１つによりサービス提供されるように再割り振りされる（ステップ５１１）。このシフトを行う前に、非ＭＩＭＯユーザの無線状況が、補助アンテナにより非ＭＩＭＯユーザにサービス提供するのに十分に良好であるか否かを決定することが有益である。
【００８３】
非ＭＩＭＯユーザへのサービス提供のために使用すべき新しいアンテナの識別子が、次に、非ＭＩＭＯユーザに通信される（ステップ５１３）。この情報を通信するために、何等かのシグナリングサポートが必要であろう。非ＭＩＭＯユーザが補助アンテナにシフトされた場合、このシグナリングにより、ＵＥが、受信信号を復調するために使用する必要があるのは、その特定のアンテナからのパイロットシーケンスのみであることができる。しかし、ＵＥはやはり、ハンドオーバおよびセル再選択に使用される長期パイロット測定のために、主アンテナからのパイロットを使用することができる。
【００８４】
本発明の様々な態様は、
・基地局送信電力のより効率的な使用、
・すべてのユーザが良好なカバレッジを有することを可能にすること、
・非ＭＩＭＯユーザがＭＩＭＯユーザによる悪影響を受けないようにすること
を含むいくつかの利点を可能にする。
【００８５】
本発明を特定の実施形態を参照して説明した。しかし、上述した実施形態以外の特定の形態で本発明を具現可能なことが当業者には容易に理解されるであろう。説明した実施形態は単なる例示であり、決して限定するものとして考えられるべきではない。本発明の範囲は、上記説明ではなく添付の特許請求の範囲により与えられ、特許請求の範囲内にあるすべての変形および等価物は、特許請求の範囲内に包含されることが意図される。
【図１】
2010532951.tif 000070
【図２】
2010532951.tif 000071
【図３】
2010532951.tif 000072
【図４】
2010532951.tif 000073
【図５】
2010532951.tif 000074
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月5日(2010.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信アンテナを備えた基地局（３００）の動作方法であって、前記アンテナの各々は、コロケート搬送波のセットから選択される１つまたは複数の搬送波上で送信し、前記アンテナのうちの１つのみにより、１つまたは複数の非ＭＩＭＯユーザのそれぞれにサービス提供し、前記アンテナのうちの２つ以上により１つまたは複数のＭＩＭＯユーザのそれぞれにサービス提供し、前記方法は、前記アンテナのそれぞれに最大送信電力容量を割り振る方法であって、
各ＭＩＭＯユーザにサービス提供するために、前記コロケート搬送波のセットから選択される１つまたは複数の搬送波を割り振ること（３０１）、
各非ＭＩＭＯユーザにサービス提供するために、前記コロケート搬送波のセットから選択される１つまたは複数の搬送波を割り振ること（３０１）、
前記コロケート搬送波のセットのうちの各搬送波について、前記搬送波に関連する、割り振られたＭＩＭＯユーザ資源の量および前記搬送波に関連する、割り振られた非ＭＩＭＯユーザの量についての情報を使用することにより、各係数が前記アンテナのうちの重複しない１つに対応し、かつ前記搬送波の最大電力容量の割合を表す、１組の係数を導出すること（３０３）、
前記コロケート搬送波のセットのうちの各搬送波について、前記搬送波の前記係数および前記最大送信電力容量を使用することにより、各アンテナの最大送信電力容量を導出すること（３０５）、
前記複数の送信アンテナの各アンテナ（３１１）について、前記アンテナで送信された前記搬送波の前記導出された最大送信電力容量を結合することにより、前記アンテナの総合最大送信電力容量を導出すること（３０９）、
前記アンテナの前記総合最大送信電力容量が前記アンテナの送信電力限度を超えるか否か、および搬送波の主アンテナの前記総合最大送信電力容量がその送信電力限度を超えるか否かを決定すること（３１５）、
非ＭＩＭＯユーザの無線状況が１つまたは複数の所定の基準を満たすか否かを決定すること（４０３）、および前記非ＭＩＭＯユーザの無線状況が前記１つまたは複数の所定の基準を満たす場合、前記搬送波の前記補助アンテナのうちの１つを、前記非ＭＩＭＯユーザへのサービス提供に使用すること（４０７）
を含む、方法。
【請求項２】
前記搬送波の割り振りは、ＭＩＭＯユーザおよび非ＭＩＭＯユーザがすべての搬送波に均等に分布するようなものである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記割り振られたＭＩＭＯユーザ資源の量は、セル内の前記ＭＩＭＯユーザの送信電力または使用チャネルの量を含み、
前記割り振られた非ＭＩＭＯユーザ資源の量は、セル内の前記非ＭＩＭＯユーザの送信電力または使用チャネルの量を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記チャネルは、符号分割多元接続無線アクセスネットワークのチャネル化コードである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記チャネルは、直交周波数分割多元接続無線アクセスネットワーク内の副搬送波のセットまたは資源ブロックのセットである、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記コロケート搬送波のセットのうちの各搬送波について、前記アンテナのうちの１つは、１つまたは複数のＭＩＭＯユーザおよび１つまたは複数の非ＭＩＭＯユーザにサービス提供する主アンテナであり、前記アンテナのうちの残りのアンテナは、１つまたは複数のＭＩＭＯユーザにサービス提供する補助アンテナである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記アンテナのうちの同じアンテナが、すべての前記搬送波の前記主アンテナである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記アンテナのうちの異なるアンテナが、それぞれの前記搬送波の前記主アンテナである、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記非ＭＩＭＯユーザへのサービス提供に使用する前記補助アンテナの識別子を前記非ＭＩＭＯユーザに通信すること（４０９）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記搬送波のうちの１つまたは複数のそれぞれについて、
前記搬送波の前記１つの前記アンテナの前記導出された最大送信電力容量を結合することにより、前記搬送波の総合最大送信電力容量を導出すること、
前記搬送波の前記総合最大送信電力容量が、前記搬送波の送信電力限度を超えるか否かを決定すること（５０１）、および
前記搬送波の前記総合最大送信電力容量が、前記搬送波の前記送信電力限度を超える場合、現在、前記搬送波でサービスを受信している１つまたは複数の非ＭＩＭＯユーザに、利用可能なターゲット搬送波でサービスを受信させること（５０３〜５０５）
を実行することを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記サービスにより、前記主アンテナの総合送信電力が前記主アンテナの前記総合最大送信電力を超えない場合、前記非ＭＩＭＯユーザが、前記ターゲット搬送波の主アンテナでサービスを受信し（５０９）、
前記サービスにより、前記主アンテナの総合送信電力が前記主アンテナの前記総合最大送信電力を超える場合、前記非ＭＩＭＯユーザは、前記ターゲット搬送波の前記補助アンテナのうちの１つでサービスを受信する（５１１）、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記係数は、
【数１】
2010532951.tif 000075
を満たす基地局最大送信電力行列
【数２】
2010532951.tif 000076
を形成し、
前記基地局最大送信電力行列内の各行は、前記搬送波のうちの異なる１つに対応し、
前記基地局最大送信電力行列内の各列は、前記アンテナのうちの異なる１つに対応し、
Ｌは送信アンテナの数を表し、
【数３】
2010532951.tif 000077
は、前記搬送波に関連する割り振られたＭＩＭＯユーザ資源の量の関数である平均ＭＩＭＯ係数であり、
【数４】
2010532951.tif 000078
は、前記搬送波に関連する割り振られた非ＭＩＭＯユーザ資源の量の関数である平均非ＭＩＭＯ係数であり、
【数５】
2010532951.tif 000079
は、搬送波毎の前記最大送信電力容量を表す、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記係数は、
【数６】
2010532951.tif 000080
を満たす基地局最大送信電力行列
【数７】
2010532951.tif 000081
を形成し、
前記基地局最大送信電力行列内の各行は、前記搬送波のうちの異なる１つに対応し、
前記基地局最大送信電力行列内の各列は、前記アンテナのうちの異なる１つに対応し、
Ｌは送信アンテナの数を表し、
【数８】
2010532951.tif 000082
は、前記搬送波に関連する割り振られたＭＩＭＯユーザ資源の量の関数である平均ＭＩＭＯ係数であり、
【数９】
2010532951.tif 000083
は、前記搬送波に関連する割り振られた非ＭＩＭＯユーザ資源の量の関数である平均非ＭＩＭＯ係数であり、
【数１０】
2010532951.tif 000084
は、搬送波毎の前記最大送信電力容量を表す、請求項１〜６および８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記係数は、
【数１１】
2010532951.tif 000085
を満たす基地局最大送信電力行列
【数１２】
2010532951.tif 000086
を形成し、
Ｋは搬送波の数を表し、
Ｌは送信アンテナの数を表し、
前記基地局最大送信電力行列内の各行は、前記搬送波のうちの異なる１つに対応し、
前記基地局最大送信電力行列内の各列は、前記アンテナのうちの異なる１つに対応し、
【数１３】
2010532951.tif 000087
は、前記搬送波に関連する割り振られたＭＩＭＯユーザ資源の量の関数である平均ＭＩＭＯ係数であり、
【数１４】
2010532951.tif 000088
は、前記搬送波に関連する割り振られた非ＭＩＭＯユーザ資源の量の関数である平均非ＭＩＭＯ係数であり、
【数１５】
2010532951.tif 000089
は、搬送波ｉの前記最大送信電力容量を表し、１≦ｉ≦Ｋである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記係数は、
【数１６】
2010532951.tif 000090
を満たす基地局最大送信電力行列
【数１７】
2010532951.tif 000091
を形成し、
Ｋは搬送波の数を表し、
Ｌは送信アンテナの数を表し、
前記基地局最大送信電力行列内の各行は、前記搬送波のうちの異なる１つに対応し、
前記基地局最大送信電力行列内の各列は、前記アンテナのうちの異なる１つに対応し、
【数１８】
2010532951.tif 000092
は、前記搬送波に関連する割り振られたＭＩＭＯユーザ資源の量の関数である平均ＭＩＭＯ係数であり、
【数１９】
2010532951.tif 000093
は、前記搬送波に関連する割り振られた非ＭＩＭＯユーザ資源の量の関数である平均非ＭＩＭＯ係数であり、
【数２０】
2010532951.tif 000094
は、搬送波ｉの前記最大送信電力容量を表し、１≦ｉ≦Ｋである、
請求項１〜６および８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
基地局装置（３００）であって、
複数の送信アンテナと、
多入力／多出力（ＭＩＭＯ）処理を実行して、１つまたは複数のＭＩＭＯユーザにサービス提供するように構成された論理と、
１つまたは複数の非ＭＩＭＯユーザにサービス提供するように構成された論理と
を備え、
前記アンテナのそれぞれは、コロケート搬送波のセットから選択される１つまたは複数の搬送波上で送信し、
各非ＭＩＭＯユーザは、前記アンテナのうちの１つのみによりサービス提供され、各ＭＩＭＯユーザは、前記アンテナのうちの２つ以上によりサービス提供され、
前記基地局は、
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法を実行することにより、前記アンテナのそれぞれに最大送信電力容量を割り振るように構成された論理
を特徴とする、基地局装置。
【国際調査報告】
2010532951.tif 000095
2010532951.tif 000096
2010532951.tif 000097