(57)【要約】  本明細書の教示による、１つまたは複数の、方法および装置の実施形態によれば、複数のネットワーク基地局（１０）が、ネットワーク（６０）内で動作している複数の移動局（１２）によって感知される干渉の時間変動を低減するために、送信する直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号に適用する線形プリコーディング設定を変更もしくは更新する頻度を、基地局（１０）がリンク適応を行う頻度より少なくする。すなわち、複数の移動局（１２）における測定された干渉（たとえば、他のセルの干渉）のプリコーディング関連成分は、各基地局（１０）で使用するプリコーディング設定を、チャネル報告／リンク適応間隔よりかなり長い時間間隔にわたって固定することにより、チャネル品質報告およびリンク適応間隔に対して準定常になる。
2010538577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワーク（６０）における干渉の時間変動を低減する方法であって、１つまたは複数の基地局（１０）のそれぞれにおいて、
固定数の線形プリコーディング重みセット（３６）に従って２つ以上の送信アンテナ（１４）から送信される、複数（３０）の副搬送波（３２）を含む直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号により、データを複数の移動局（１２）へ送信することと、
各副搬送波を前記線形プリコーディング重みセット（３６）のうちの１つのセットに割り当てることによって複数の副搬送波セット（３４）を形成することと、
各移動局（１２）を前記副搬送波セット（３４）のうちの１つのセットに割り当てることと、
前記副搬送波セット（３４）を変更するタイミングをスーパフレーム間隔の境界に限定することと、を含み、
スーパフレーム間隔が、前記移動局（１２）に関連付けられたチャネル品質測定サイクル時間の少なくとも数倍として定義されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記チャネル品質測定サイクル時間は、前記移動局（１２）から受信するチャネル品質報告に応じて、前記移動局（１２）の個々の移動局（１２）に対する送信データレートを更新する前記基地局（１０）に関連付けられたリンク適応遅れであることをさらに特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記副搬送波セット（３４）を、必要に応じて、スーパフレーム間隔の境界において、負荷状態の変化への応答として変更することと、さらに前記副搬送波セット（３４）の前記変更を、１つのプリコーディング重みセット（３６）から別のプリコーディング重みセット（３６）へ変更される副搬送波（３２）の数を最小にするように行うことと、をさらに特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記１つまたは複数の基地局（１０）は、前記無線通信ネットワーク（６０）内の複数の基地局（１０）を含み、前記方法はさらに、前記複数の基地局（１０）の全体にわたって前記スーパフレーム間隔の境界を同期させることを含むことをさらに特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
各副搬送波（３２）を前記線形プリコーディング重みセット（３６）のうちの１つのセットに割り当てることによって複数の副搬送波セット（３４）を形成することは、前記複数の移動局（１２）の中で、前記線形プリコーディング重みセット（３６）の各セットによって最適なサービスを提供される移動局（１２）の数を決定し、各線形プリコーディング重みセット（３６）に割り当てられた副搬送波（３２）の数を比例的に重み付けすることを含むことをさらに特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
どの線形プリコーディング重みセット（３６）によってどの移動局（１２）に最適なサービスを提供するかを、前記線形プリコーディング重みセット（３６）で表される送信ビーム方向を、前記基地局（１０）に対する前記移動局（１２）の位置の幾何学的配置に関連付けることにより決定することをさらに特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
各副搬送波セット（３４）ごとに、前記副搬送波セット（３４）に用いられているものと同じ線形プリコーディング重みセット（３６）を用いたパイロット情報を送信することをさらに特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記固定数の線形プリコーディング重みセット（３６）は、前記ＯＦＤＭ信号のビーム形成を、複数の固定ビーム角度の、固定数のビームに限定する、いくつかのビーム形成行列を含むことをさらに特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
各副搬送波（３２）を前記線形プリコーディング重みセット（３６）のうちの１つのセットに割り当てることによって複数の副搬送波セット（３４）を形成することは、各副搬送波（３２）を前記固定数のビームの１つに割り当てることを含み、前記副搬送波セット（３４）の変更のタイミングをスーパフレーム間隔の境界に限定することは、どの副搬送波（３２）をどのビームに割り当てるかの変更をスーパフレーム間隔でのみ行うことを含むことをさらに特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記スーパフレーム（２０）の継続時間にわたって各副搬送波セット（３４）に割り当てられている前記移動局（１２）に対するサービスをスケジューリングすることをさらに特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記副搬送波セット（３４）を変更するタイミングをスーパフレーム間隔の境界に限定することは、前記複数のネットワーク基地局（１０）の全体にわたる線形プリコーディング設定の変更を、スーパフレーム間隔の境界においてのみ同時に行うことを含み、スーパフレーム間隔が、前記移動局（１２）の個々の移動局（１２）に対して、前記ネットワーク基地局（１０）によって実行されている、進行中のリンク適応に存在するリンク適応遅れ時間の少なくとも数倍として定義されることをさらに特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数のネットワーク基地局（１０）の全体にわたる前記線形プリコーディング設定の変更を、スーパフレーム間隔の境界においてのみ同時に行うことは、各ネットワーク基地局（１０）において、どの複数の副搬送波（３２）を、前記ネットワーク基地局（１０）で使用されている前記線形プリコーディング重みセット（３６）のうちのどの線形プリコーディング重みセット（３６）で線形プリコーディングするかを、必要に応じて、変更することを含むことをさらに特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
各ネットワーク基地局（１０）ごとに、かつ、各スーパフレーム間隔ごとに、前記ネットワーク基地局（１０）から送信される前記ＯＦＤＭ信号に含まれる複数（３０）の副搬送波（３２）の中の各副搬送波（３２）を、前記ネットワーク基地局（１０）で使用される複数の線形プリコーディング重みセット（３６）の一式（３８）の中の１つのセットに割り当てることと、前記ネットワーク基地局（１０）によってサポートされている複数の移動局（１２）の中の個々の移動局（１２）を、それぞれ、前記副搬送波セット（３４）の１つのセットに割り当てることと、によって複数の副搬送波セット（３４）を形成することをさらに特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数のネットワーク基地局（１０）の全体にわたる前記線形プリコーディング設定の変更を、スーパフレーム間隔の境界においてのみ同時に行うことは、各ネットワーク基地局（１０）において、前記副搬送波セット（３４）と、複数の移動局（１２）の、複数の副搬送波セット（３４）への割り当てとを、少なくとも、各スーパフレーム間隔の継続時間の間、維持することを含むことをさらに特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
基地局（１０）の送信に起因する干渉の時間変動を低減するように構成された基地局（１０）であって、
固定数の線形プリコーディング重みセット（３６）に従って２つ以上の送信アンテナ（１４）から送信される、複数（３０）の副搬送波（３２）を含む直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号により、データを複数の移動局（１２）へ送信するように構成された送信回路（１８）と、
１つまたは複数の処理回路（１６）であって、
各副搬送波（３２）を前記線形プリコーディング重みセット（３６）のうちの１つのセットに割り当てることによって複数の副搬送波セット（３４）を形成することと、
各移動局（１２）を前記副搬送波セット（３４）のうちの１つのセットに割り当てることと、
前記副搬送波セット（３４）を変更するタイミングをスーパフレーム間隔の境界に限定することと、を行うように構成され、
スーパフレーム間隔が、前記移動局（１２）に関連付けられたチャネル品質測定サイクル時間の少なくとも数倍として定義される、１つまたは複数の処理回路（１６）と、
を特徴とする基地局（１０）。
【請求項１６】
前記移動局（１２）から受信するチャネル品質報告に応じて、前記移動局（１２）の個々の移動局（１２）に対する送信データレートを更新するように構成されたレート制御装置（５２）を含み、前記チャネル品質測定サイクル時間は、所与の移動局（１２）からチャネル品質報告を受信してから、これに対応して、前記所与の移動局（１２）に対して送信を行う送信データレートを更新するまでの遅れ時間であることをさらに特徴とする、請求項１５に記載の基地局（１０）。
【請求項１７】
前記副搬送波セット（３４）を、必要に応じて、スーパフレーム間隔の境界において、負荷状態の変化への応答として変更するように構成され、さらに、任意の所与のスーパフレーム間隔の境界において、１つの線形プリコーディング重みセット（３６）から別の線形プリコーディング重みセット（３６）へ変更される副搬送波（３２）の数を最小にするように前記副搬送波セット（３４）を変更するように構成されていることをさらに特徴とする、請求項１６に記載の基地局（１０）。
【請求項１８】
前記基地局（１０）は、無線通信ネットワーク（６０）内の複数の基地局（１０）の中の１つを構成し、前記複数の基地局（１０）は、前記複数の基地局（１０）の全体にわたって前記スーパフレーム間隔の境界を同期させるように構成されていることをさらに特徴とする、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の基地局（１０）。
【請求項１９】
前記１つまたは複数の処理回路（１６）は、割り当て処理装置（５０）を含み、前記割り当て処理装置（５０）は、前記複数の移動局（１２）の中で、前記線形プリコーディング重みセット（３６）の各セットによって最適なサービスを提供される移動局（１２）の数を決定し、この数に比例して、複数の副搬送波（３２）を各線形プリコーディング重みセット（３６）に割り当てることによって、前記副搬送波セット（３４）を形成するように構成されていることをさらに特徴とする、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の基地局（１０）。
【請求項２０】
前記割り当て処理装置（５０）または前記基地局（１０）内で関連している処理装置は、前記線形プリコーディング重みセット（３６）で表される送信ビーム方向を、前記基地局（１０）に対する前記移動局（１２）の位置の幾何学的配置に関連付けることにより、どの複数の移動局（１２）がどの線形プリコーディング重みセット（３６）によって最適なサービスを提供されるかを決定するように構成されていることをさらに特徴とする、請求項１９に記載の基地局（１０）。
【請求項２１】
各副搬送波セット（３４）ごとに、前記副搬送波セット（３４）に用いられているものと同じ線形プリコーディング重みセット（３６）を用いたパイロット情報を送信するように構成されていることをさらに特徴とする、請求項１５〜２０のいずれか一項に記載の基地局（１０）。
【請求項２２】
前記固定数の線形プリコーディング重みセット（３６）は、前記基地局（１０）におけるビーム形成を、複数の固定ビーム角度の、固定数のビームに限定する、固定数のビーム形成行列を含むことをさらに特徴とする、請求項１５〜２１のいずれか一項に記載の基地局（１０）。
【請求項２３】
各副搬送波（３２）を前記固定数のビームの１つに割り当てることにより、前記副搬送波セット（３４）を形成することと、どの複数の副搬送波（３２）をどのビームに割り当てるかの変更をスーパフレーム間隔でのみ行うことにより、前記副搬送波セット（３４）を変更するタイミングをスーパフレーム間隔の境界に限定することと、を行うように構成されていることをさらに特徴とする、請求項２２に記載の基地局（１０）。
【請求項２４】
前記１つまたは複数の処理回路（１６）は、スケジューリング処理装置（５４）をさらに含み、前記スケジューリング処理装置（５４）は、前記スーパフレーム（２０）の継続時間にわたって各副搬送波セット（３４）に割り当てられている前記移動局（１２）に対するサービスをスケジュールするように構成されていることをさらに特徴とする、請求項１５〜２３のいずれか一項に記載の基地局（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
技術分野
本発明は、一般に無線通信ネットワークに関し、特に、干渉の時間変動を低減するための、ダウンリンク送信を線形プリコーディングする方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
異なる信号成分に異なる重みベクトルを適用することにより、それらの信号成分の、複数の送信アンテナからの送信を制御する線形プリコーディングは、無線通信ネットワークのダウンリンクスループットを改善できることが示されている。しかしながら、この改善は、受信側移動局に関する瞬時チャネル品質情報が利用可能かどうかに大きく依存する。瞬時チャネル品質情報は、所与の移動局における現在の優勢な干渉条件に基づいて、１つまたは複数のサポート側ネットワーク送信機がそれぞれの送信をその移動局に適応させることを可能にする。
【０００３】
しかしながら、実際には、ネットワーク送信機は、瞬時チャネル情報では動作しない。それは、移動局が干渉を測定してチャネル品質を報告するタイミングと、送信機が、最後に報告されたチャネル品質に応答して所与の移動局への送信リンクを適応させるタイミングとの間に、いくらかの遅延が必ず存在するためである。この遅延は、送信機のリンク適応が、移動局の実際の受信状態より遅れることを意味し、その遅れが、その間に移動局の受信状態が変化してしまうほどであれば、送信機のリンク適応は適切ではないことになる。
【０００４】
所与の基地局で使用する特定の線形プリコーディング設定（すなわち、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）副搬送波のプリコーディングに用いる重みセットの線形プリコーディング設定）は、基地局の近傍の移動局における、基地局の送信によって引き起こされる干渉の特性に強く影響する。したがって、これらのプリコーディング設定を頻繁に変更すると、個々の移動局における干渉状態も頻繁に変化する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
概要
本明細書の教示による、１つまたは複数の、方法および装置の実施形態によれば、複数のネットワーク基地局が、ネットワーク内で動作している複数の移動局によって感知される干渉の時間変動を低減するために、送信する直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号に適用する線形プリコーディング設定を変更もしくは更新する頻度を、基地局がリンク適応を行う頻度より少なくする。すなわち、複数の移動局における測定された干渉のプリコーディング関連成分は、各基地局で使用するプリコーディング設定を、チャネル報告／リンク適応間隔よりかなり長い時間間隔にわたって固定することにより、チャネル品質報告およびリンク適応間隔に対して準定常になる。
【０００６】
少なくとも一実施形態では、無線通信ネットワークにおける干渉の時間変動を低減する方法を、ネットワーク内の１つまたは複数のセルのそれぞれにおいて実施する。本方法は、各セルにおいて、固定数の線形プリコーディング重みセットに従って２つ以上の送信アンテナから送信される、複数の副搬送波を含む直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号により、データを複数の移動局へ送信することを含む。本方法はさらに、各セルにおいて、各副搬送波を重みセットのうちの１つのセットに割り当てることによって複数の副搬送波セットを形成することと、各移動局を複数の副搬送波セットのうちの１つのセットに割り当てることと、複数の副搬送波セットを変更するタイミングをスーパフレーム間隔境界に限定することと、を含む。
【０００７】
このコンテキストでは、用語「スーパフレーム間隔」は、複数の移動局に関連付けられたチャネル品質測定サイクル時間の少なくとも数倍として定義された時間間隔を表す。このサイクル時間は、たとえば、移動局から受信するチャネル品質報告に応じて、複数の移動局の個々の移動局に対する送信データレートを更新する複数の基地局に関連付けられたリンク適応遅れを表す。
【０００８】
したがって、本明細書の教示による１つまたは複数の他の実施形態では、基地局が、基地局の送信に起因する干渉の時間変動を低減するように構成されている。基地局は、送信回路と、１つまたは複数のサポート処理回路とを含む。送信回路は、各セルにおいて、固定数の線形プリコーディング重みセットに従って２つ以上の送信アンテナから送信される、複数の副搬送波を含む直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号により、データを複数の移動局へ送信するように構成されている。一方、１つまたは複数の処理回路は、各副搬送波を線形プリコーディング重みセットのうちの１つのセットに割り当てることによって複数の副搬送波セットを形成することと、各移動局を複数の副搬送波セットのうちの１つのセットに割り当てることと、複数の副搬送波セットを変更するタイミングをスーパフレーム間隔境界に限定することと、を行うように構成されている。
【０００９】
１つまたは複数の他の実施形態は、無線通信ネットワーク内で動作している移動局によって感知される干渉の時間変動を低減する方法を提供する。本方法は、線形プリコーディングされたＯＦＤＭ信号を複数のネットワーク基地局から送信することと、各基地局における線形プリコーディングを、規定数の線形プリコーディング重みセットに限定することと、複数のネットワーク基地局の全体にわたる線形プリコーディング設定の変更を、スーパフレーム間隔の境界においてのみ同時に行うことと、を含む。スーパフレーム間隔は、少なくとも１つのそのような実施形態では、複数の移動局の個々の移動局に対して、ネットワーク基地局によって実行されている、進行中のリンク適応に存在するリンク適応遅れ時間の少なくとも数倍として定義されている。
【００１０】
１つまたは複数の他の実施形態は、無線通信ネットワーク内で動作している複数の移動局によって感知される干渉の時間変動を低減する方法を提供し、この方法は、複数の基地局の各基地局において、スーパフレーム間隔にわたって、線形プリコーディング設定を固定したままにすることに基づく。スーパフレーム間隔は、リンク適応間隔よりかなり長い。前述のように、リンク適応間隔は、チャネル状態および干渉状態の変化に応じて、複数の移動局の個々の移動局に対する送信データレートを更新することに関連する遅れである。本方法はさらに、必要に応じて、各基地局における固定された線形プリコーディング設定を、スーパフレーム間隔の境界において同時に変更することを含む。
【００１１】
当然ながら、本発明は、上述の特徴および利点に限定されない。実際、当業者であれば、以下の詳細説明および添付図面から、さらなる特徴および利点が認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
図面の簡単な説明
【図１】基地局の送信に起因する干渉の時間変動を低減するように、線形プリコーディングされたＯＦＤＭ信号をダウンリンク送信するように構成された基地局の一実施形態のブロック図である。
【図２】送信時間間隔（ＴＴＩ）を基本単位とするスーパフレーム間隔の定義の一実施形態を示すタイミング図である。
【図３】基地局からの線形プリコーディングされた送信に起因する干渉の時間変動を低減する方法の一実施形態の処理論理を示す論理フロー図である。
【図４】図３の論理フロー図のさらなる処理詳細の一実施形態を示す論理フロー図である。
【図５】図３の論理フロー図のさらなる処理詳細の一実施形態を示す論理フロー図である。
【図６】複数の線形プリコーディング重みセットに個々のＯＦＤＭ副搬送波を割り当てることによって複数の副搬送波セットを形成する方法の一実施形態のブロック図である。
【図７】固定数の線形プリコーディング重みセットに従って、無線通信ネットワークセルを複数の固定ビーム方向に分離することのブロック図である。
【図８】定義されたスーパフレーム間隔内で行われるユーザスケジューリングを表すタイミング図である。
【図９】たとえば、図１の基地局に関して示された処理回路の機能処理回路の一実施形態のブロック図である。
【図１０】スーパフレーム間隔の境界におけるプリコーディング設定の調節を示すタイミング図である。
【図１１】簡略化して示した、無線通信ネットワークの一実施形態のブロック図であり、この無線通信ネットワークは、いくつかの基地局／ネットワークセルを含み、これら全体で、線形プリコーディングの調節がスーパフレーム間隔の境界で同時に行われる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
詳細な説明
限定ではない例として、図１は、複数の移動局１２にサービスを提供している基地局１０を示す。このサービス提供は、線形プリコーディングした直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を、２つ以上の送信アンテナ１４を介して移動局１２へ送信することによって行われている。基地局１０は、線形プリコーディング設定を変更する頻度を制限することにより、移動局１２（および基地局１０の送信範囲にある他の移動局）が感知する干渉の時間変動を低減するように構成されている。この目的のために、基地局１０は、１つまたは複数の処理回路１６を含んでおり、処理回路１６は、基地局の送信回路１８を経て送信されるＯＦＤＭ信号の線形プリコーディングを制御するように構成されている。
【００１４】
基地局１０は、無線回路および対応する送信制御回路を含む無線基地局（ＢＴＳ）であってよく、１つまたは複数の「セクタ」（あるいは「セル」）にわたるサービスカバレッジを提供する。説明を簡単にするために、基地局１０は、無線通信ネットワーク（図示せず）における１つのセルに対応するものとし、かつ、いくつかのそのような基地局１０が、より広いエリアにわたるカバレッジを提供する、部分的に重なり合っているセルのセットを提供するために、地理的に分散していてよいものとする。
【００１５】
本明細書に記載の少なくとも１つの実施形態では、各セルのダウンリンク送信に用いるプリコーディング設定の変更を、スーパフレーム間隔の境界において行うことにより、基地局送信に起因する、干渉の時間変動を低減する。スーパフレーム間隔は、基地局１０がユーザのスケジューリング、送信レートの適応、その他に用いる、必要な数の送信時間間隔（ＴＴＩ）または他の送信時間基本単位にまたがるように定義することが可能である。さらに、基地局から送信されるＯＦＤＭ信号の中の各副搬送波に適用されたプリコーディング重みセットの影響を受ける干渉状態が、各スーパフレーム内で変化しないように、スーパフレーム間隔を、セルの集まりの全体にわたって同期させることが可能である。これらの操作によって、後述するように、リンク適応が改善される（それによってスループットが改善される）。
【００１６】
当業者であれば理解されるように、基地局１０は、たとえば、マルチセクタ送信を提供する場合などに、（いくつかの実施形態では）追加のアンテナ１４のセットを有してよく、本明細書の教示によるプリコーディングを、任意の数の送信ＯＦＤＭ副搬送波に適用してよい。同じく当業者であれば理解されるように、基地局１０のアーキテクチャは、その動作が依存する特定のネットワーク規格およびプロトコルに応じて異なってよい。たとえば、基地局１０は、広帯域符号分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ）のＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）として３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃ）規格を実装している無線通信ネットワークで動作するように構成可能である。当然ながら、これは限定ではない例であり、本明細書の教示による各種実施形態は、本質的には、ＯＦＤＭ信号のダウンリンクプリコーディングを使用するあらゆる無線通信ネットワークに当てはまる。
【００１７】
このような柔軟さを念頭に置いて、図２は、スーパフレーム２０を、必要な数の連続する送信時間間隔（ＴＴＩ）にまたがる時間の間隔として定義するコンテキスト例を示す。たとえば、所与のタイプの通信システムにおいて、１ＴＴＩは、個々の移動局１２に対するサービスがスケジュールされる最短の時間間隔を表すことが可能であり、移動局１２が、それぞれのサポート側基地局１０によるリンク適応のためのチャネル品質報告を生成する頻度を表すことが可能である。限定ではない例として、ＴＴＩ  ２２は０．５ｍｓであってよく、スーパフレーム２０は、５０〜６０個のＴＴＩ  ２２にまたがるように定義可能である。当然ながら、各スーパフレーム２０の実際の範囲に含まれるＴＴＩ  ２２の数は、より少なくてもよい（特に、各ＴＴＩ  ２２が１〜２ｍｓのように長い場合）。さらに、他の送信間隔（たとえば、サブフレームのスロット数）を用いてスーパフレームの範囲を定義することも可能であることを理解されたい。一般には、スーパフレーム間隔を、チャネル測定サイクル時間／リンク適応遅れ時間の少なくとも数倍に定義することが有利である。
【００１８】
説明の対象である特定の通信ネットワークの細部に対してスーパフレーム間隔が適切に定義されているとして、図３は、１つまたは複数の通信ネットワークセルからなる群の各セルにおいて（たとえば、１つまたは複数の基地局１０からなる群の各基地局１０において）実装可能な方法の一実施形態を示す。図示した処理は、各基地局１０において継続される送信および基地局制御の処理という、より大きな処理セットの一部であってよく、または他の処理と並行して実行されてもよい。さらに、当業者であれば理解されるように、図３の処理は、ハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの任意の組み合わせで実装されてよい。たとえば、図示した処理は、１つまたは複数の汎用または専用マイクロプロセッサ（たとえば、図１に示した処理回路１６）で、図示した処理アクションに対応する蓄積コンピュータプログラム命令を実行することにより、実行可能である。
【００１９】
図示した処理アクションは、データを複数の移動局１２に送信することから「開始される」。一般に、所与の基地局１０が、そのカバレッジエリア（セル）内にある所与の数の移動局１２にサービスを提供する。より具体的には、基地局１０は、線形プリコーディングされたＯＦＤＭ信号を、複数の移動局１２に送信する（ブロック１００）。
【００２０】
基地局がＯＦＤＭ信号を送信することによって、以下で述べる処理アクションに沿った操作が継続的に行われる。そのコンテキストでは、図示した処理は、送信ＯＦＤＭ信号に用いる線形プリコーディングを変更するタイミングを、定義されているスーパフレーム間隔の境界に限定することを示している。より具体的には、基地局１０によってサポートされている複数の移動局１２にデータをサービスするために利用可能ないくつかの副搬送波が、ＯＦＤＭ信号内にある。この複数の副搬送波のうちの異なるいくつかの副搬送波を、基地局１０において使用される別々の線形プリコーディング重みセットに従って線形プリコーディングする。
【００２１】
そのようなプリコーディングを変更する頻度を減らすために、本処理は、複数の副搬送波の各副搬送波を、複数の線形プリコーディング重みセットのうちの１つに割り当てることによって複数の副搬送波セットを形成すること（ブロック１０２）と、複数の移動局の各移動局を、複数の副搬送波セットのうちの１つに割り当てること（ブロック１０４）と、を含む。そして、本方法は、副搬送波セットを変更するタイミングをスーパフレーム間隔境界に限定すること（ブロック１０６）によって、各スーパフレーム間隔内では線形プリコーディング設定を変化させないようにする。
【００２２】
すなわち、図４に示すように、副搬送波セットの変更（たとえば、どの副搬送波をどの線形プリコーディング重みセットでプリコーディングするかを変更すること）は、スーパフレーム間隔の境界においてのみ許可されている。より詳細には、図４に示すように、基地局１０は、スーパフレーム間隔の境界の有無を（たとえば、タイマを用いて）監視することが可能である。代替として、（たとえば、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ、図示せず）を用いて）スーパフレーム間隔の境界を基地局１０に信号で知らせることが可能である。いずれの場合でも、基地局１０は、スーパフレーム間隔の境界の検出を行い（ブロック１１０）、境界が検出されない場合は現在のプリコーディング設定を維持する（ブロック１１２）。
【００２３】
一方、ブロック１１０でスーパフレーム間隔の境界が検出された場合は、必要に応じてプリコーディング設定を変更して処理を続行する（ブロック１１４）。基地局１０は、たとえば、線形プリコーディング重みセットの１つに割り当てられた副搬送波の数を減らして、線形プリコーディング重みセットの別の１つに割り当てられた副搬送波の数を増やすことが可能である。
【００２４】
たとえば、図５に示すように、基地局１０は、基地局１０において使用されているどの線形プリコーディング重みセットが、基地局１０によってサポートされている各移動局１２にサービスを提供することに最適かを決定すること（ブロック１２０）により、スーパフレーム間隔の境界においてプリコーディング調節を行うことが可能である。したがって、この実施形態での処理は、各線形プリコーディング重みセットに割り当てられた副搬送波の数を比例的に重み付けすることにより、複数の副搬送波セットを形成して続行される。ここで、「形成する」は、最初に副搬送波セットを形成することと、既存の副搬送波セットをスーパフレーム間隔の境界において調節することと、を包含する。このアプローチの一実施形態について、本明細書では後で詳細に説明するが、これは、ビーム形成のコンテキストで設定され、線形プリコーディング重みセットは、様々な送信ビーム方向を定義し、基地局１０に対する個々の移動局の位置の幾何学的配置によって、基地局１０によってサポートされている各移動局１２にサービスを提供することに、どの線形プリコーディング重みセットが最適かが決まる。
【００２５】
しかしながら、ビーム形成の詳細を説明する前に、図６は、前述のプリコーディングによる副搬送波セットの形成ならびに移動局割り当て処理の大まかな一実施形態を示す。図６は、基地局１０に関する限定でない一例を示しており、基地局１０から送信されるＯＦＤＭ信号には、個別の副搬送波３２からなる群３０が含まれ、群３０は、複数の副搬送波セット３４に細分される。たとえば、このＯＦＤＭ信号は、基地局１０によってサポートされている複数の移動局１２にデータを送信することに使用可能な複数のＯＦＤＭ副搬送波を含むことが可能であり、この複数の副搬送波は、複数の副搬送波セット３４に細分することが可能である。
【００２６】
図示したように、各副搬送波セット３４は、重みセットの、ある定義された集まり３８の中の複数の線形プリコーディング重みセット３６のうちの１つに各副搬送波３２を割り当てることにより、形成される。各重みセット（図中の「Ｗ１」、「Ｗ２」、「Ｗ３」、および「Ｗ４」）を同じ参照符号「３６」で示しているが、各重みセットは、数値的に異なるものであることを理解されたい。すなわち、各重みセット３６は、（図１に示した）基地局１０の２つ以上の送信アンテナ１４からの送信のために、対応する副搬送波セット３４に含まれる複数の副搬送波３２に適用される、別々の線形プリコーディング重みセット（線形プリコーディング行列）を定義している。本明細書の教示によれば、これらの副搬送波セット３４は、副搬送波の境界の間隔をおいて形成される。このことは、副搬送波３２の、線形プリコーディング重みセット３６へのそれぞれの割り当てを、スーパフレームの間は変更しないことにより、基地局１０での１つのスーパフレームの継続時間の間はプリコーディング設定が固定であることを意味している。
【００２７】
図６はさらに、基地局１０によってサポートされている複数の移動局１２から複数の群４０を形成することが可能であることを示しており、これは、そのような各移動局１２をいずれかの副搬送波セット３４に割り当てること（言い換えれば、そのような各移動局１２をいずれかの線形プリコーディング重みセット３６に割り当てること）によって可能である。少なくとも１つの実施形態では、移動局１２の、副搬送波セット３４への割り当ては、基地局１０のプリコーディング設定の一部と見なされ、これらの割り当ても、スーパフレーム間隔の間は維持される。当然ながら、そのような処理は、個々の移動局に対するサービスを必要に応じて終了または停止すること、および必要に応じて新しい移動局を承認することに対応可能である。新たに追加した移動局に対応するために、既存の副搬送波セット３４に新しい移動局を割り当てることが可能であり、かつ／または、スーパフレーム境界の間隔で新しい副搬送波セット３４を形成することが可能である。
【００２８】
さらに、基地局１０は、各副搬送波セット３４ごとに、同じ線形プリコーディング重みセットを使用したパイロット情報を送信するように構成可能である。すなわち、基地局１０は、パイロット情報をプリコーディングし（たとえば、副搬送波セット３４のプリコーディングに用いるものと同じプリコーディング重みセット３６を用いるいくつかのパイロット副搬送波を含め）、それによって、所与の移動局１２が、自身に用いられている特定のプリコーディングに対してチャネル状態をよりよく推定することを可能にするように構成可能である。
【００２９】
その目的のために、そのような各移動局１２は、ＯＦＤＭ副搬送波の、副搬送波セット３４への論理的群分けに関して、それぞれのチャネル推定を調節するように構成可能である。たとえば、移動局１２は、共通の制御シグナリング副搬送波およびオーバヘッド副搬送波を含む、ＯＦＤＭ信号のすべての副搬送波を受信することが可能であり、その移動局１２へデータトラフィックを搬送するために、いずれかの重みセット３６で線形プリコーディングされた副搬送波は、そのうちのごくわずかである。
【００３０】
その意味では、移動局１２のチャネル推定処理は、パイロット副搬送波の周波数位置の間にある周波数にわたるチャネル応答を内挿することに基づいてよいが、別のプリコーディングがなされている（またはプリコーディングがなされていない）副搬送波にまたがらないようにすべきことを認識するように、移動局１２を構成することが可能である。したがって、移動局のチャネル推定処理の分解能は、少なくとも、副搬送波を群にまとめる際の分解能と同等でなければならない。代替として（または追加で）、移動局１２は、どのトラフィック副搬送波および制御副搬送波がその移動局１２の注目対象であるかに関して、どのパイロット副搬送波をチャネル推定の生成に用いるかを決定する（または、通知される）ことが可能である。
【００３１】
再び図面を参照すると、図７は、どの線形プリコーディング重みセットによってどの移動局に最適なサービスを提供するかについての、前述の、幾何学的配置に基づく決定に関して補足説明を行うものである。図７は、線形プリコーディング重みセット３６がビーム形成行列として動作可能であり、各セットが別々のビーム方向に対応することを示している。したがって、複数の基地局１０のうちの所与の基地局１０がセル４２を定義しているとすると、線形プリコーディング重みセット３６の集まり３８は、いくつかの異なるビーム方向を定義している。限定ではない例としての線形プリコーディング重みセットＷ１、Ｗ２、Ｗ３、およびＷ４の場合は、セクタ４２を４つのビーム方向に分割することが可能である。セル４２内で移動局１２をドットで表すと、この例の図では、セル４２内に移動局１２が不均一に分布している。
【００３２】
したがって、基地局１０は、複数の副搬送波３０のより大きな部分を占める副搬送波３２を、より多くの移動局１２をカバーするビーム方向に割り当てることが可能であり、かつ／または、基地局１０は、複数の副搬送波３０の各部分を占める副搬送波３２を、各ビーム方向ごとのユーザ負荷の総計に応じて、各ビーム方向に割り当てることが可能である。いずれの場合も、基地局１０は、各副搬送波３２を、複数の線形プリコーディング重みセット３６のうちの対応する複数の線形プリコーディング重みセット３６で表される、固定数のビームの１つに割り当てることによって複数の副搬送波セット３４を形成することと、それらの副搬送波セットを変更するタイミングを、スーパフレーム間隔の境界に限定することと、を行うように構成可能である。すなわち、基地局１０は、スーパフレーム間隔の境界においてのみ、ビーム割り当て（どの副搬送波３２を、どの線形プリコーディング重みセット３６でプリコーディングするか）を変更するように構成可能である。
【００３３】
したがって、複数の副搬送波セット３４を決定する１つの方法では、個々の移動局１２のサポート側基地局１０に対する、個々の移動局１２の幾何学的配置を特定し、各線形プリコーディング重みセット３６に割り当てる副搬送波の部分（数）を、その重みセットで表される送信ビームの範囲に移動局１２がいくつ含まれるかに基づいて計算する。この計算は、移動局の数そのものを使用してもよいが、相対的な数あるいは比率で行ってもよく、ユーザ特性（たとえば、サービス品質（ＱｏＳ）の考慮、サービスタイプ（ストリーミングメディアなど）、他の様々な負荷／性能の考慮など）に基づいて修正あるいは重み付けを行ってもよい。１つの方法では、まず、副搬送波３２のごく形式的な割り当て（たとえば、均等に分割した割り当て）を複数の送信ビームに対して行い、次に、そのような割り当てを、セル内の実際の状態に合わせて変更する。
【００３４】
たとえば、図８に示す、説明のために簡略化したケースでは、９つの移動局（ユーザ「Ｕ１」〜「Ｕ９」で表す）が線形プリコーディング重みセットＷｊによって最適なサービスを提供されており、１つの移動局（「Ｕ１０」）が線形プリコーディング重みセットＷｋによって最適なサービスを提供されている。そして、基地局１０は、所与のスーパフレーム間隔の間に、９つの副搬送波を重みセットＷｊに割り当て、１つの副搬送波を重みセットＷｋに割り当てることが可能である。スーパフレーム間隔の間に、これらの異なるユーザを、スケジュールに基づいてサービスを提供することが可能であり、たとえば、重みセットＷｊでプリコーディングされている９つの副搬送波すべてを、スーパフレームの一部分においてそれらの副搬送波を共有する各ユーザの専用とし、重みセットＷｋでプリコーディングされている１つの副搬送波を、スーパフレーム全体にわたってその副搬送波を有する単独ユーザに用いるように、サービスを提供することが可能である。
【００３５】
なお、９つの副搬送波を共有するユーザと、１つの副搬送波を有するユーザとで、全体のスループットは、スケジュールされたサービス時間が異なっていれば、スーパフレーム間隔の間、同じであることが可能である。また、当業者であれば理解されるように、副搬送波の実際の割り当て、ならびに、割り当てた副搬送波の、スーパフレーム間隔内でのスケジュールされた利用を、必要または要望に応じて緻密にすることが可能であり、各スーパフレーム間隔の中でＴＴＩ単位で、複数の移動局１２の個々の移動局１２に送信するデータの量およびタイプを変えて行うことが可能である。
【００３６】
いずれの場合も、基地局１０の１つまたは複数の処理回路１６が、いくつかのサポート機能により、プリコーディングをスーパフレーム間隔単位で管理することが可能であることを理解されたい。たとえば、図９に示す一実施形態では、処理回路１６の機能性は、少なくとも割り当て処理装置５０を含んでいる。割り当て処理装置５０は、たとえば、基地局１０によってサポートされている複数の移動局１２の中で、複数の線形プリコーディング重みセット３６のそれぞれによって最適なサービスを提供される移動局１２の数を決定し、その数に比例して、群３０から副搬送波３２を各線形プリコーディング重みセット３６に割り当てることにより、複数の副搬送波セット３４を形成するように構成されている（前述のように、割り当ては、ユーザ数そのものによってではなく、複数の線形プリコーディング重みセット３６のそれぞれによって最適なサービスを提供されていると識別されている移動局１２の群４０に関して認識または予想されているトラフィック負荷の総計に基づいて行うことも可能である）。
【００３７】
割り当て処理装置５０は、基地局１０において使用されているどの線形プリコーディング重みセット３６が、基地局１０によってサポートされている各移動局１２にサービスを提供することに最適かを決定するように構成可能である。代替として、基地局１０にある、１つまたは複数の他の、作用的に関連付けられた処理装置が、その決定を行うことも可能である。割り当て処理装置５０はまた、レート制御処理装置５２およびスケジューリング処理装置５４と作用的に関連付けられてもよい。これらの追加の処理装置は、処理回路１６の一部であってよく、あるいは、処理回路１６と作用的に関連付けられていてもよい。
【００３８】
スケジューリング処理装置５４は、１つまたは複数の実施形態では、基地局１０によってサポートされている移動局１２に対するサービスをスケジュールするように構成されている。そのようなスケジューリングには、各線形プリコーディング重みセット３６に割り当てられている移動局１２の各群４０に適用する、各スーパフレーム間隔内のスケジューリング構成を決定することが含まれる。たとえば、図８は、簡略化したスケジューリングを表している。スケジューリング処理装置５４は、レート制御処理装置５２とも連携することが可能であり、この連携は、たとえば、所与の複数の移動局１２が、所与のスーパフレームにおいて、どれだけの頻度で（または、どの程度まで）サービスをスケジュールされるべきかを、送信データのキューサイズに基づいて、かつ／または、それらの移動局１２がサービスを提供されることが可能な送信データレートに基づいて（すなわち、それらの移動局１２の相対的なチャネル状態に基づいて）決定することなどにより行われる。
【００３９】
当業者であれば理解されるように、スケジューリング処理装置５４は、この点において、基地局１０のダウンリンクスループットの総計が最大になるように移動局１２をスケジュールすることを企図する最大スループットスケジューリングを目的として、あるいは、公平性スケジューラに従って（たとえば、異なる複数の移動局１２のそれぞれ異なるチャネル状態を考慮して、それらの移動局１２を公平にスケジュールすることを企図する比例的公平スケジューリングを目的として）動作可能である。当然ながら、必要または要望に応じて他のスケジューリングアルゴリズムを用いてよく、それらのスケジューリングアルゴリズムは、基地局１０において、時間、負荷などに応じて変更されてよい。
【００４０】
このようなスケジューリング処理装置５４に対し、一方のレート制御処理装置５２は、基地局１０内でリンク適応回路のすべてまたは一部分を含むことが可能であり、複数の移動局１２の個々の移動局１２にサービスを提供するために用いる送信レートを、個々の移動局１２から受信するチャネル品質報告（たとえば、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ））に応じて調節する。これに限らず、レート制御処理装置５２は、とにかく、複数の移動局１２から受信するチャネル品質報告に応じて、複数の移動局１２の個々の移動局１２に対する送信データレートを更新するように構成されている。
【００４１】
本明細書において既に言及しているように、一般に、リンク適応は遅れる。この遅れは、たとえば、所与の移動局１２においてチャネル品質が測定された時点から、基地局１０が、その移動局１２から送信されたチャネル品質報告への応答として、その移動局１２への送信に用いている送信データレートを調節する時点までの遅延として定義できる。
【００４２】
各移動局１２で測定される干渉状態は、その移動局１２で生成されるチャネル品質報告に直接影響する。さらに、その移動局のサポート側基地局１０で使用するプリコーディング設定、ならびに隣接する基地局１０で用いるプリコーディング設定は、その測定される干渉の特性に直接影響する。そこで、有利なことに、移動局のチャネル品質測定サイクルの多数倍になりうるスーパフレーム間隔にわたってプリコーディング設定を固定すると、移動局１２で観測される干渉のプリコーディング関連成分は、実質的に、スーパフレーム間隔にわたって準定常過程になる。すなわち、基地局１０で使用するプリコーディング設定が各スーパフレーム間隔の間は固定されていることから、移動局１２における基地局干渉の統計は、後続のチャネル測定サイクルにわたって正確に推定されることが可能である。それによって、プリコーディング設定がリンク適応の遅れ時間に対して頻繁に変更された場合には発生するであろうリンク適応の誤差が排除される。
【００４３】
図１０は、本明細書の教示によるプリコーディング方法に関して企図されている、干渉の時間変動を低減する追加態様を示す。基本的なアプローチによれば、所与の基地局１０が、そのプリコーディング設定を変更するタイミングをスーパフレーム間隔の境界に限定する。たとえば、その基地局１０は、どの複数の副搬送波３２をどの複数の線形プリコーディング重みセット３６でプリコーディングするかを、必要に応じて、スーパフレーム間隔の境界において変更する（これらの変更は、たとえば、負荷状態および受信状態を変更することによって行うことが可能である）。しかしながら、図１０で提案するように、基地局１０は、必要な変更を、任意の所与のスーパフレーム間隔の境界で、１つのプリコーディング重みセットから別のプリコーディング重みセットに変更される副搬送波の数を最小にするように行うことによって、干渉の時間変動をさらに低減することが可能である。
【００４４】
より詳細には、図１０では、図示したスーパフレーム間隔の境界の左側の第１のスーパフレームが、重みセットＷ１に割り当てされた３つの副搬送波３２と、重みセットＷ２に割り当てされた１つの副搬送波３２と、重みセットＷ３に割り当てされた１つの副搬送波３２と、を含んでいる。境界において必要とされる変更に応じて、基地局１０は、第１のスーパフレームにあって、周波数的にはＷ２副搬送波と隣接しているＷ１副搬送波を選択し、その線形プリコーディング重みセット割り当てをＷ２に変更する。したがって、基地局１０（たとえば、割り当て処理装置５０）は、不連続な副搬送波を選択したり、２つ以上の副搬送波割り当てを並べ替えたりするのではなく、スーパフレーム間隔の境界において変更する副搬送波対重みセットの割り当ての全体数が最小になるように、どの副搬送波割り当てを変更するかを戦略的に選択する。
【００４５】
当然ながら、図１０の強化策を実施するかどうかに関係なく、無線通信ネットワーク内のすべての基地局１０にわたって、あるいは、少なくとも、ネットワークの所与の範囲内のすべての基地局１０にわたって、スーパフレームに基づいたプリコーディング方法を調整することにより、所与のネットワークにおいてダウンリンク全体のスループットを大幅に向上させることが可能である。図１１は、このような拡張の、限定ではない例を示す。
【００４６】
図１１では、無線通信ネットワーク６０が、複数の基地局１０を含んでおり、各基地局１０は、ネットワーク６０内で、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）６２または他のエンティティを介して、互いに通信可能に結合されることが可能である。ＲＮＣ  ６２は、すべての基地局１０においてスーパフレームのプリコーディングを同期させるように構成可能である。追加で（または代替として）、基地局１０は、基地局１０間のサイドホール接続を含むことが可能であり、この接続は、基地局１０全体にわたるプリコーディングスーパフレームの同期をサポートする。さらに、各基地局１０は、（明示的には図示していない）同じ基準タイミングソースにアクセスすることが可能であり、これは、たとえば、共通タイミング基準ソースを有すること、および／または、時間情報を引き出す共通手段（たとえば、ＧＰＳに基づくタイミング回路）を含むことによって可能である。いずれの場合でも、本明細書で企図した１つまたは複数の、無線通信ネットワークの実施形態は、プリコーディングの変更がスーパフレーム間隔の境界において行われ、それらの境界がすべての基地局１０の間で共通になるように、それぞれのスーパフレーム間隔の境界を同期させるように構成された複数の基地局１０を含むことを理解されたい。
【００４７】
上述のように複数の局が同期している場合、基地局１０の１つによって定義されている、各セル４２内のプリコーディング設定は、各スーパフレーム間隔内では固定である。さらに、スーパフレーム間隔の境界は、すべてのセル４２にわたって同期している。このアプローチにより、各セル４２内で動作している移動局１２から見れば、プリコーディング関連の干渉特性は、各スーパフレーム間隔における準定常過程に変換される。したがって、プリコーディングの変更に起因して他のセルの干渉が大きく変化する可能性は、少なくともスーパフレーム間隔内では排除される。
【００４８】
たとえば、各基地局１０に４個の送信アンテナ１４があり、各移動局１２に２個の受信アンテナがある場合には、線形プリコーディングにより、ネットワーク６０のスループットを、プリコーディングを行わない場合に比べて、５０％も高めることが可能である。ただし、この増加は、各移動局１２に関する瞬時チャネル情報が基地局１０にあることを前提としたものであり、これは実際には不可能である。したがって、本明細書の教示のように、いくつかのセル４２にある基地局１０は、各スーパフレーム内ではそれぞれのプリコーディング設定を固定しているが、スーパフレーム間隔の境界においては、これらの設定の変更を可能にしている。
【００４９】
このアプローチは、プリコーディング重みの切り替えによる、他のセルの干渉の時間変動を排除するものとして示すことが可能である。この種の固定重み再利用は、いくらかの統計多重化損失をもたらすが、少なくとも、基地局のセル４２における中負荷から高負荷に関しては、固定重み再利用で得られる恩恵は、その統計多重化損失より大きい。たとえば、シミュレーションによれば、４アンテナの基地局と２アンテナの移動局の場合、本明細書の教示による固定プリコーディングアプローチは、セルのスループットを、このアプローチを用いない同一システムの場合に比べて、約４４％高めることが可能である。
【００５０】
これらの利点のよりよい理解のために、所与の移動局１２が、そのサポート側基地局１０から受信する信号に注目し、これを添え字「０」で表す。この信号は、次式で表される。
【数１】
2010538577.tif 000003
ここで、ｆは、副搬送波周波数の添え字であり（ｆ＝１，．．．，Ｎｆ）、Ｎｆは、副搬送波の数であり、ｎは、送信間隔の添え字（たとえば、ＴＴＩの添え字）を表し、Ｇ０［ｆ；ｎ］は、０番目の基地局１０と移動局１２との間のチャネル行列であり、Ｗ０［ｆ；ｎ］は、移動局１２への送信を行うために０番目の基地局１０で用いるプリコーディング重みセットであり、ｓ０［ｆ；ｎ］は、０番目の基地局１０から移動局１２へ送信されるシンボルのベクトルである。さらに、他の基地局１０に関しては、Ｇｋ［ｆ；ｎ］は、ｋ番目の基地局と移動局１２との間の（ｎＲ，ｎＴ）チャネル行列であり、ｓｋ［ｆ；ｎ］は、ｋ番目の基地局１２から送信されるシンボルのベクトルであり、Ｗｋ［ｆ；ｎ］は、ｋ番目の移動基地局１２で使用される（ｎＴ，ｎＳ）プリコーディング行列であり、ｖ０［ｆ；ｎ］は、移動局１２に存在するガウス熱雑音であって、これはどの副搬送波にも依存しない。
【００５１】
（複数の線形プリコーディング重みセット３６で定義された）複数の異なる送信ビームで送信される複数のシンボルが独立であると仮定すると、シンボルの期待値は、次式で表される。
【数２】
2010538577.tif 000004
式（１）の他のセルの干渉項を表すために、次式のようにｉ［ｆ；ｎ］を用いる。
【数３】
2010538577.tif 000005
さらに、移動局１２における雑音プラス干渉を次式で表す。
【数４】
2010538577.tif 000006
したがって、
【数５】
2010538577.tif 000007
を仮定すると、移動局１２における雑音プラス干渉の共分散行列は、次式で与えられることがわかる。
【数６】
2010538577.tif 000008
【００５２】
一般に、Ｗｋ［ｆ；ｎ］は、ｎ番目のＴＴＩにおける、ｋ番目の基地局１０と、ｋ番目の基地局１０によってサービスを提供されている移動局１２との間のチャネルの長期統計に依存する。各移動局１２のチャネルの統計は、変化が非常にゆっくりであるため、移動局の最適線形プリコーディング行列は、時間とともに非常にゆっくり変更される。言い換えると、所与の移動局１２にとって最適な線形プリコーディング重みセットは、移動局にサービスを提供している基地局１０を基準とする移動局の位置の幾何学的配置にほとんど依存し、この幾何学的配置は、高速フェージングに比べるとまったくゆっくり変更される。
【００５３】
従来のアプローチでは、ＯＦＤＭダウンリンクに線形プリコーディングを採用している所与の基地局が、サポートしている複数の移動局の個々の移動局をＴＴＩ単位でスケジュールし、これに対応して、その１つまたは複数の線形プリコーディング行列を、ＴＴＩごとと同等に頻繁に、サービスを提供されている移動局の様々な幾何学的配置に合うように適応させていた。すなわち、あるＴＴＩにおいてサービスを提供されている移動局の方向が、次のＴＴＩにおいてサービスを提供されている移動局の方向と異なっていた場合、線形プリコーディング行列は、それらの異なる方向を反映するために、それらのＴＴＩの間で変更されていた。
【００５４】
一方、線形プリコーディング行列を頻繁に（たとえば、ＴＴＩごとに）変更すると、干渉状態が、頻繁に、かつ、場合によっては大幅に変化する。干渉が頻繁に変化することは、近傍の移動局がそのチャネル品質を報告する時点と、その移動局のサポート側基地局が、そのチャネル品質報告に従って設定されたデータレートで、その移動局にサービスを提供しようとする時点との間で、干渉状態が大幅に変化する可能性があることを意味する。この遅延は、リンク適応遅れの形をとり、所与の基地局の送信データレート調節が、その基地局がサービスを提供している移動局における干渉の変化に追いつかない可能性があることを意味する。
【００５５】
これに対し、本明細書の教示によれば、１つまたは複数の基地局１０からなる群の各基地局１０が、リンク適応遅れよりかなり長い時間間隔にわたって、それぞれの線形プリコーディング設定を固定する。たとえば、１ＴＴＩより長いスーパフレーム間隔にわたって、副搬送波の、線形プリコーディング重みセットへの割り当てを固定することにより、式（５）で与えられる干渉共分散計算の中のプリコーディング関連要素は、スーパフレームの継続時間の間、固定される。たとえば、ＴＴＩが０．５ｍｓである一実施形態では、スーパフレーム間隔は、５０〜６０ＴＴＩ、あるいはそれ以上であってよい。具体的にスーパフレーム間隔の継続時間をどれほどにするかは、実装に関する問題であって、ネットワークの種類に応じて様々であってよい。
【００５６】
より詳細には、１つまたは複数の実施形態において、１つまたは複数の基地局１０の各基地局１０は、それぞれの線形プリコーディング重みを、有限な数の固定値をとるように制限する。そのような一例では、各基地局１０は、ビーム形成行列を、有限な数の固定値をとるように制限する（すなわち、基地局１０は、固定ビームのみを使用するように自身を制限する）。各基地局１０から送信されるＯＦＤＭ信号に対して割り当てられた固定ビームの数をＮＢで表し、割り当てられたビーム形成角度を
【数７】
2010538577.tif 000009
で表す。各基地局１０では、複数の副搬送波の（たとえば、トラフィック送信に用いられている複数の副搬送波の）各副搬送波を、固定ビームの１つに割り当てる。複数の基地局１０のうちのｋ番目の基地局１０において、ｆ番目の副搬送波に対して使用されるビーム形成角度を、Ｂｋ［ｆ］で表す。これらの割り当ては、スーパフレーム間隔の間は固定され、スーパフレーム間隔の境界において、必要に応じて変更が可能である。
【００５７】
上述の構成では、式（５）のＷｋ［ｆ；ｎ］成分は、スーパフレーム間隔の間は不変であり、スーパフレーム間隔は、基地局１０のリンク適応遅れの少なくとも数倍として定義されており、多数の（たとえば、５０〜６０個の）ＴＴＩにまたがってよい。さらに、チャネル状態Ｇｋ［ｆ；ｎ］の変化も、１ＴＴＩに対してゆっくりであるため、各移動局１２で観測される雑音プラス干渉共分散Ｋνν［ｆ；ｎ］は、一般に、１つのＴＴＩから次のＴＴＩまでの間にあまり大きく変化しないことがわかる。干渉状態がより安定していれば、送信リンク適応遅れは小さくなる。すなわち、サポート側基地局が、干渉に基づくチャネル品質報告を受信してから、報告側移動局１２への送信について、対応する送信データレートを調節するまでの遅延は、２〜３ＴＴＩになる可能性があるが、これは、この遅延の間に干渉状態がほぼ不変であれば、格段に小さくなる。
【００５８】
ｋ番目の基地局１０において用いるマッピングＢｋ［ｆ］に関しては、様々な選択肢があることに留意されたい。図１１に示した無線通信ネットワーク６０において、各基地局１０が「セル」に対応するとすれば、各セルごとに、いくつかの隣接する副搬送波を同じビームに割り当てることが可能である。たとえば、ＯＦＤＭ「チャンク」内にあるすべての副搬送波を同じビームに割り当てることが可能である。さらに、副搬送波のうちの、所与のビームに割り当てられる分の数は、このビーム内に入る移動局１２の総平均負荷に比例してよい。この構成では、規則的に定義された時期（たとえば、毎スーパフレーム）に、すべてのセルが、それぞれのビーム割り当てを同時に変更することが可能である。
【００５９】
当然、ビーム割り当ての変更が、スーパフレーム間隔の境界において行われる限り、報告されたチャネル品質と実際のチャネル品質との間に若干の不一致がある可能性がある。しかしながら、こうしたことは、ＴＴＩ間隔時間に対してまれにしか起こらず、したがって、それらの影響は小さく、自動再送要求（ＡＲＱ）によって、必要な程度の対処が可能である。たとえば、特定のセルにおいて、急に大きなファイルをターゲット移動局１２へダウンリンク送信することが必要になった場合は、そのセル内のほとんどの副搬送波を、そのターゲット移動局１２に最適なビームに一時的に割り当てることが可能である。あるいは、セル内で動作している移動局が１つだけの場合は、そのセルのすべての（データ）副搬送波を、その１つの移動局１２に最適なビームに割り当てることが可能である。
【００６０】
したがって、本明細書の教示によれば、１つまたは複数の基地局１０からなる群の各基地局１０は、長時間の間隔にわたってそれぞれの線形プリコーディング設定を固定することによって、各基地局１０のカバレッジエリアの中または周囲で動作している移動局において各基地局１０の送信が引き起こす干渉の時間変動を低減する。この長時間の間隔（たとえば、スーパフレーム）は、基地局のリンク適応遅れの少なくとも数倍として定義され、多数のＴＴＩを含むことが可能である。
【００６１】
一例として、セルの群の各セルは、各スーパフレームにわたってセル内の各副搬送波に用いるビーム形成重み（すなわち、プリコーディング行列）を固定し、これらの重み割り当てを、スーパフレームの境界において変更することが可能である。このアプローチにより、基地局１０におけるプリコーディング設定の変更に起因する、個々の移動局１２での他のセルの干渉の時間変動は、少なくともスーパフレーム間隔内では完全に排除可能である。このアプローチでは、チャネル品質情報が正確かつ瞬時であれば得られる統計多重化利得は得られないが、本明細書で提案している固定ビーム再利用により、少なくとも中度から高度のトラフィック負荷に関しては、実際的な性能は向上すると考えられている。
【００６２】
別の例として、無線通信ネットワーク６０で動作している移動局１２で感知される干渉の時間変動を低減する方法が、線形プリコーディングされたＯＦＤＭ信号を、複数のネットワーク基地局１０から送信することと、各基地局１０における線形プリコーディングを、複数の線形プリコーディング重みセットからなる定義済みセットに限定することと、スーパフレーム間隔の境界においてのみ、各線形プリコーディング設定を、前記複数のネットワーク基地局１０の全体にわたって同時に変更することと、を含む（この場合、スーパフレーム間隔は、複数の移動局の個々の移動局に対して、ネットワーク基地局によって実行されている、進行中のリンク適応に存在するリンク適応遅れ時間の少なくとも数倍として定義されている）。
【００６３】
プリコーディング設定を変更することは、少なくとも一実施形態では、どの複数の副搬送波を、各ネットワーク基地局１０で使用されている複数の線形プリコーディング重みセットのうちのどの線形プリコーディング重みセットで線形プリコーディングするかを変更することを含む。さらに、複数の副搬送波セットを形成することは、各基地局１０において、基地局１０から送信されるＯＦＤＭ信号に含まれる複数の副搬送波の中の各副搬送波を、基地局１０で使用される複数の線形プリコーディング重みセットの一式の中の１つのセットに割り当てることと、基地局１０によってサポートされている複数の移動局１２の中の個々の移動局を、それぞれ、複数の副搬送波セットの１つのセットに割り当てることと、を含むことが可能である。その構成により、複数の基地局１０にわたる複数の線形プリコーディング設定の変更を、スーパフレーム間隔の境界においてのみ同時に行うことは、各基地局１０において、複数の副搬送波セットと、複数の移動局１２の、複数の副搬送波セットへの割り当てとを、少なくとも、各スーパフレーム間隔の継続時間の間、維持することを含む。
【００６４】
大まかに言えば、本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態は、無線通信ネットワーク内で動作している移動局によって感知される干渉の時間変動を低減する。この有利な作用を実現するためには、チャネル状態および干渉状態の変化に応じて、複数の移動局１２の個々の移動局１２に対する送信データレートを更新する複数の基地局１０に関連付けられたリンク適応間隔よりかなり長いスーパフレーム間隔にわたって、複数の基地局１０の中の各基地局１０における線形プリコーディング設定を固定したままにすることと、さらに、必要に応じて、各基地局における固定された線形プリコーディング設定を、スーパフレーム間隔の境界において同時に変更することと、を行う。
【００６５】
しかしながら、当業者であれば理解されるように、前述の説明および添付図面は、本明細書の教示による方法および装置の限定ではない例を示している。したがって、本発明は、前述の説明および添付図面に限定されない。その代わりに、本発明は、後述の特許請求の範囲ならびにそれらの法的均等物によってのみ限定される。
【図１】
2010538577.tif 000010
【図２】
2010538577.tif 000011
【図３】
2010538577.tif 000012
【図４】
2010538577.tif 000013
【図５】
2010538577.tif 000014
【図６】
2010538577.tif 000015
【図７】
2010538577.tif 000016
【図８】
2010538577.tif 000017
【図９】
2010538577.tif 000018
【図１０】
2010538577.tif 000019
【図１１】
2010538577.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成22年4月6日(2010.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
技術分野
本発明は、一般に無線通信ネットワークに関し、特に、干渉の時間変動を低減するための、ダウンリンク送信を線形プリコーディングする方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
異なる信号成分に異なる重みベクトルを適用することにより、それらの信号成分の、複数の送信アンテナからの送信を制御する線形プリコーディングは、無線通信ネットワークのダウンリンクスループットを改善できることが示されている。しかしながら、この改善は、受信側移動局に関する瞬時チャネル品質情報が利用可能かどうかに大きく依存する。瞬時チャネル品質情報は、所与の移動局における現在の優勢な干渉条件に基づいて、１つまたは複数のサポート側ネットワーク送信機がそれぞれの送信をその移動局に適応させることを可能にする。
【０００３】
しかしながら、実際には、ネットワーク送信機は、瞬時チャネル情報では動作しない。それは、移動局が干渉を測定してチャネル品質を報告するタイミングと、送信機が、最後に報告されたチャネル品質に応答して所与の移動局への送信リンクを適応させるタイミングとの間に、いくらかの遅延が必ず存在するためである。この遅延は、送信機のリンク適応が、移動局の実際の受信状態より遅れることを意味し、その遅れが、その間に移動局の受信状態が変化してしまうほどであれば、送信機のリンク適応は適切ではないことになる。
【０００４】
所与の基地局で使用する特定の線形プリコーディング設定（すなわち、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）副搬送波のプリコーディングに用いる重みセットの線形プリコーディング設定）は、基地局の近傍の移動局における、基地局の送信によって引き起こされる干渉の特性に強く影響する。したがって、これらのプリコーディング設定を頻繁に変更すると、個々の移動局における干渉状態も頻繁に変化する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
概要
本明細書の教示による、１つまたは複数の、方法および装置の実施形態によれば、複数のネットワーク基地局が、ネットワーク内で動作している複数の移動局によって感知される干渉の時間変動を低減するために、送信する直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号に適用する線形プリコーディング設定を変更もしくは更新する頻度を、基地局がリンク適応を行う頻度より少なくする。すなわち、複数の移動局における測定された干渉のプリコーディング関連成分は、各基地局で使用するプリコーディング設定を、チャネル報告／リンク適応間隔よりかなり長い時間間隔にわたって固定することにより、チャネル品質報告およびリンク適応間隔に対して準定常になる。
【０００６】
少なくとも一実施形態では、無線通信ネットワークにおける干渉の時間変動を低減する方法を、ネットワーク内の１つまたは複数のセルのそれぞれにおいて実施する。本方法は、各セルにおいて、固定数の線形プリコーディング重みセットに従って２つ以上の送信アンテナから送信される、複数の副搬送波を含む直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号により、データを複数の移動局へ送信することを含む。本方法はさらに、各セルにおいて、各副搬送波を重みセットのうちの１つのセットに割り当てることによって複数の副搬送波セットを形成することと、各移動局を複数の副搬送波セットのうちの１つのセットに割り当てることと、複数の副搬送波セットを変更するタイミングをスーパフレーム間隔境界に限定することと、を含む。
【０００７】
このコンテキストでは、用語「スーパフレーム間隔」は、複数の移動局に関連付けられたチャネル品質測定サイクル時間の少なくとも数倍として定義された時間間隔を表す。このサイクル時間は、たとえば、移動局から受信するチャネル品質報告に応じて、複数の移動局の個々の移動局に対する送信データレートを更新する複数の基地局に関連付けられたリンク適応遅れを表す。
【０００８】
したがって、本明細書の教示による１つまたは複数の他の実施形態では、基地局が、基地局の送信に起因する干渉の時間変動を低減するように構成されている。基地局は、送信回路と、１つまたは複数のサポート処理回路とを含む。送信回路は、各セルにおいて、固定数の線形プリコーディング重みセットに従って２つ以上の送信アンテナから送信される、複数の副搬送波を含む直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号により、データを複数の移動局へ送信するように構成されている。一方、１つまたは複数の処理回路は、各副搬送波を線形プリコーディング重みセットのうちの１つのセットに割り当てることによって複数の副搬送波セットを形成することと、各移動局を複数の副搬送波セットのうちの１つのセットに割り当てることと、複数の副搬送波セットを変更するタイミングをスーパフレーム間隔境界に限定することと、を行うように構成されている。
【０００９】
１つまたは複数の他の実施形態は、無線通信ネットワーク内で動作している移動局によって感知される干渉の時間変動を低減する方法を提供する。本方法は、線形プリコーディングされたＯＦＤＭ信号を複数のネットワーク基地局から送信することと、各基地局における線形プリコーディングを、規定数の線形プリコーディング重みセットに限定することと、複数のネットワーク基地局の全体にわたる線形プリコーディング設定の変更を、スーパフレーム間隔の境界においてのみ同時に行うことと、を含む。スーパフレーム間隔は、少なくとも１つのそのような実施形態では、複数の移動局の個々の移動局に対して、ネットワーク基地局によって実行されている、進行中のリンク適応に存在するリンク適応遅れ時間の少なくとも数倍として定義されている。
【００１０】
１つまたは複数の他の実施形態は、無線通信ネットワーク内で動作している複数の移動局によって感知される干渉の時間変動を低減する方法を提供し、この方法は、複数の基地局の各基地局において、スーパフレーム間隔にわたって、線形プリコーディング設定を固定したままにすることに基づく。スーパフレーム間隔は、リンク適応間隔よりかなり長い。前述のように、リンク適応間隔は、チャネル状態および干渉状態の変化に応じて、複数の移動局の個々の移動局に対する送信データレートを更新することに関連する遅れである。本方法はさらに、必要に応じて、各基地局における固定された線形プリコーディング設定を、スーパフレーム間隔の境界において同時に変更することを含む。
【００１１】
当然ながら、本発明は、上述の特徴および利点に限定されない。実際、当業者であれば、以下の詳細説明および添付図面から、さらなる特徴および利点が認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
図面の簡単な説明
【図１】基地局の送信に起因する干渉の時間変動を低減するように、線形プリコーディングされたＯＦＤＭ信号をダウンリンク送信するように構成された基地局の一実施形態のブロック図である。
【図２】送信時間間隔（ＴＴＩ）を基本単位とするスーパフレーム間隔の定義の一実施形態を示すタイミング図である。
【図３】基地局からの線形プリコーディングされた送信に起因する干渉の時間変動を低減する方法の一実施形態の処理論理を示す論理フロー図である。
【図４】図３の論理フロー図のさらなる処理詳細の一実施形態を示す論理フロー図である。
【図５】図３の論理フロー図のさらなる処理詳細の一実施形態を示す論理フロー図である。
【図６】複数の線形プリコーディング重みセットに個々のＯＦＤＭ副搬送波を割り当てることによって複数の副搬送波セットを形成する方法の一実施形態のブロック図である。
【図７】固定数の線形プリコーディング重みセットに従って、無線通信ネットワークセルを複数の固定ビーム方向に分離することのブロック図である。
【図８】定義されたスーパフレーム間隔内で行われるユーザスケジューリングを表すタイミング図である。
【図９】たとえば、図１の基地局に関して示された処理回路の機能処理回路の一実施形態のブロック図である。
【図１０】スーパフレーム間隔の境界におけるプリコーディング設定の調節を示すタイミング図である。
【図１１】簡略化して示した、無線通信ネットワークの一実施形態のブロック図であり、この無線通信ネットワークは、いくつかの基地局／ネットワークセルを含み、これら全体で、線形プリコーディングの調節がスーパフレーム間隔の境界で同時に行われる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
詳細な説明
限定ではない例として、図１は、複数の移動局１２にサービスを提供している基地局１０を示す。このサービス提供は、線形プリコーディングした直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を、２つ以上の送信アンテナ１４を介して移動局１２へ送信することによって行われている。基地局１０は、線形プリコーディング設定を変更する頻度を制限することにより、移動局１２（および基地局１０の送信範囲にある他の移動局）が感知する干渉の時間変動を低減するように構成されている。この目的のために、基地局１０は、１つまたは複数の処理回路１６を含んでおり、処理回路１６は、基地局の送信回路１８を経て送信されるＯＦＤＭ信号の線形プリコーディングを制御するように構成されている。
【００１４】
基地局１０は、無線回路および対応する送信制御回路を含む無線基地局（ＢＴＳ）であってよく、１つまたは複数の「セクタ」（あるいは「セル」）にわたるサービスカバレッジを提供する。説明を簡単にするために、基地局１０は、無線通信ネットワーク（図示せず）における１つのセルに対応するものとし、かつ、いくつかのそのような基地局１０が、より広いエリアにわたるカバレッジを提供する、部分的に重なり合っているセルのセットを提供するために、地理的に分散していてよいものとする。
【００１５】
本明細書に記載の少なくとも１つの実施形態では、各セルのダウンリンク送信に用いるプリコーディング設定の変更を、スーパフレーム間隔の境界において行うことにより、基地局送信に起因する、干渉の時間変動を低減する。スーパフレーム間隔は、基地局１０がユーザのスケジューリング、送信レートの適応、その他に用いる、必要な数の送信時間間隔（ＴＴＩ）または他の送信時間基本単位にまたがるように定義することが可能である。さらに、基地局から送信されるＯＦＤＭ信号の中の各副搬送波に適用されたプリコーディング重みセットの影響を受ける干渉状態が、各スーパフレーム内で変化しないように、スーパフレーム間隔を、セルの集まりの全体にわたって同期させることが可能である。これらの操作によって、後述するように、リンク適応が改善される（それによってスループットが改善される）。
【００１６】
当業者であれば理解されるように、基地局１０は、たとえば、マルチセクタ送信を提供する場合などに、（いくつかの実施形態では）追加のアンテナ１４のセットを有してよく、本明細書の教示によるプリコーディングを、任意の数の送信ＯＦＤＭ副搬送波に適用してよい。同じく当業者であれば理解されるように、基地局１０のアーキテクチャは、その動作が依存する特定のネットワーク規格およびプロトコルに応じて異なってよい。たとえば、基地局１０は、広帯域符号分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ）のＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）として３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃ）規格を実装している無線通信ネットワークで動作するように構成可能である。当然ながら、これは限定ではない例であり、本明細書の教示による各種実施形態は、本質的には、ＯＦＤＭ信号のダウンリンクプリコーディングを使用するあらゆる無線通信ネットワークに当てはまる。
【００１７】
このような柔軟さを念頭に置いて、図２は、スーパフレーム２０を、必要な数の連続する送信時間間隔（ＴＴＩ）にまたがる時間の間隔として定義するコンテキスト例を示す。たとえば、所与のタイプの通信システムにおいて、１ＴＴＩは、個々の移動局１２に対するサービスがスケジュールされる最短の時間間隔を表すことが可能であり、移動局１２が、それぞれのサポート側基地局１０によるリンク適応のためのチャネル品質報告を生成する頻度を表すことが可能である。限定ではない例として、ＴＴＩ  ２２は０．５ｍｓであってよく、スーパフレーム２０は、５０〜６０個のＴＴＩ  ２２にまたがるように定義可能である。当然ながら、各スーパフレーム２０の実際の範囲に含まれるＴＴＩ  ２２の数は、より少なくてもよい（特に、各ＴＴＩ  ２２が１〜２ｍｓのように長い場合）。さらに、他の送信間隔（たとえば、サブフレームのスロット数）を用いてスーパフレームの範囲を定義することも可能であることを理解されたい。一般には、スーパフレーム間隔を、チャネル測定サイクル時間／リンク適応遅れ時間の少なくとも数倍に定義することが有利である。
【００１８】
説明の対象である特定の通信ネットワークの細部に対してスーパフレーム間隔が適切に定義されているとして、図３は、１つまたは複数の通信ネットワークセルからなる群の各セルにおいて（たとえば、１つまたは複数の基地局１０からなる群の各基地局１０において）実装可能な方法の一実施形態を示す。図示した処理は、各基地局１０において継続される送信および基地局制御の処理という、より大きな処理セットの一部であってよく、または他の処理と並行して実行されてもよい。さらに、当業者であれば理解されるように、図３の処理は、ハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの任意の組み合わせで実装されてよい。たとえば、図示した処理は、１つまたは複数の汎用または専用マイクロプロセッサ（たとえば、図１に示した処理回路１６）で、図示した処理アクションに対応する蓄積コンピュータプログラム命令を実行することにより、実行可能である。
【００１９】
図示した処理アクションは、データを複数の移動局１２に送信することから「開始される」。一般に、所与の基地局１０が、そのカバレッジエリア（セル）内にある所与の数の移動局１２にサービスを提供する。より具体的には、基地局１０は、線形プリコーディングされたＯＦＤＭ信号を、複数の移動局１２に送信する（ブロック１００）。
【００２０】
基地局がＯＦＤＭ信号を送信することによって、以下で述べる処理アクションに沿った操作が継続的に行われる。そのコンテキストでは、図示した処理は、送信ＯＦＤＭ信号に用いる線形プリコーディングを変更するタイミングを、定義されているスーパフレーム間隔の境界に限定することを示している。より具体的には、基地局１０によってサポートされている複数の移動局１２にデータをサービスするために利用可能ないくつかの副搬送波が、ＯＦＤＭ信号内にある。この複数の副搬送波のうちの異なるいくつかの副搬送波を、基地局１０において使用される別々の線形プリコーディング重みセットに従って線形プリコーディングする。
【００２１】
そのようなプリコーディングを変更する頻度を減らすために、本処理は、複数の副搬送波の各副搬送波を、複数の線形プリコーディング重みセットのうちの１つに割り当てることによって複数の副搬送波セットを形成すること（ブロック１０２）と、複数の移動局の各移動局を、複数の副搬送波セットのうちの１つに割り当てること（ブロック１０４）と、を含む。そして、本方法は、副搬送波セットを変更するタイミングをスーパフレーム間隔境界に限定すること（ブロック１０６）によって、各スーパフレーム間隔内では線形プリコーディング設定を変化させないようにする。
【００２２】
すなわち、図４に示すように、副搬送波セットの変更（たとえば、どの副搬送波をどの線形プリコーディング重みセットでプリコーディングするかを変更すること）は、スーパフレーム間隔の境界においてのみ許可されている。より詳細には、図４に示すように、基地局１０は、スーパフレーム間隔の境界の有無を（たとえば、タイマを用いて）監視することが可能である。代替として、（たとえば、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ、図示せず）を用いて）スーパフレーム間隔の境界を基地局１０に信号で知らせることが可能である。いずれの場合でも、基地局１０は、スーパフレーム間隔の境界の検出を行い（ブロック１１０）、境界が検出されない場合は現在のプリコーディング設定を維持する（ブロック１１２）。
【００２３】
一方、ブロック１１０でスーパフレーム間隔の境界が検出された場合は、必要に応じてプリコーディング設定を変更して処理を続行する（ブロック１１４）。基地局１０は、たとえば、線形プリコーディング重みセットの１つに割り当てられた副搬送波の数を減らして、線形プリコーディング重みセットの別の１つに割り当てられた副搬送波の数を増やすことが可能である。
【００２４】
たとえば、図５に示すように、基地局１０は、基地局１０において使用されているどの線形プリコーディング重みセットが、基地局１０によってサポートされている各移動局１２にサービスを提供することに最適かを決定すること（ブロック１２０）により、スーパフレーム間隔の境界においてプリコーディング調節を行うことが可能である。したがって、この実施形態での処理は、各線形プリコーディング重みセットに割り当てられた副搬送波の数を比例的に重み付けすることにより、複数の副搬送波セットを形成して続行される。ここで、「形成する」は、最初に副搬送波セットを形成することと、既存の副搬送波セットをスーパフレーム間隔の境界において調節することと、を包含する。このアプローチの一実施形態について、本明細書では後で詳細に説明するが、これは、ビーム形成のコンテキストで設定され、線形プリコーディング重みセットは、様々な送信ビーム方向を定義し、基地局１０に対する個々の移動局の位置の幾何学的配置によって、基地局１０によってサポートされている各移動局１２にサービスを提供することに、どの線形プリコーディング重みセットが最適かが決まる。
【００２５】
しかしながら、ビーム形成の詳細を説明する前に、図６は、前述のプリコーディングによる副搬送波セットの形成ならびに移動局割り当て処理の大まかな一実施形態を示す。図６は、基地局１０に関する限定でない一例を示しており、基地局１０から送信されるＯＦＤＭ信号には、個別の副搬送波３２からなる群３０が含まれ、群３０は、複数の副搬送波セット３４に細分される。たとえば、このＯＦＤＭ信号は、基地局１０によってサポートされている複数の移動局１２にデータを送信することに使用可能な複数のＯＦＤＭ副搬送波を含むことが可能であり、この複数の副搬送波は、複数の副搬送波セット３４に細分することが可能である。
【００２６】
図示したように、各副搬送波セット３４は、重みセットの、ある定義された集まり３８の中の複数の線形プリコーディング重みセット３６のうちの１つに各副搬送波３２を割り当てることにより、形成される。各重みセット（図中の「Ｗ１」、「Ｗ２」、「Ｗ３」、および「Ｗ４」）を同じ参照符号「３６」で示しているが、各重みセットは、数値的に異なるものであることを理解されたい。すなわち、各重みセット３６は、（図１に示した）基地局１０の２つ以上の送信アンテナ１４からの送信のために、対応する副搬送波セット３４に含まれる複数の副搬送波３２に適用される、別々の線形プリコーディング重みセット（線形プリコーディング行列）を定義している。本明細書の教示によれば、これらの副搬送波セット３４は、副搬送波の境界の間隔をおいて形成される。このことは、副搬送波３２の、線形プリコーディング重みセット３６へのそれぞれの割り当てを、スーパフレームの間は変更しないことにより、基地局１０での１つのスーパフレームの継続時間の間はプリコーディング設定が固定であることを意味している。
【００２７】
図６はさらに、基地局１０によってサポートされている複数の移動局１２から複数の群４０を形成することが可能であることを示しており、これは、そのような各移動局１２をいずれかの副搬送波セット３４に割り当てること（言い換えれば、そのような各移動局１２をいずれかの線形プリコーディング重みセット３６に割り当てること）によって可能である。少なくとも１つの実施形態では、移動局１２の、副搬送波セット３４への割り当ては、基地局１０のプリコーディング設定の一部と見なされ、これらの割り当ても、スーパフレーム間隔の間は維持される。当然ながら、そのような処理は、個々の移動局に対するサービスを必要に応じて終了または停止すること、および必要に応じて新しい移動局を承認することに対応可能である。新たに追加した移動局に対応するために、既存の副搬送波セット３４に新しい移動局を割り当てることが可能であり、かつ／または、スーパフレーム境界の間隔で新しい副搬送波セット３４を形成することが可能である。
【００２８】
さらに、基地局１０は、各副搬送波セット３４ごとに、同じ線形プリコーディング重みセットを使用したパイロット情報を送信するように構成可能である。すなわち、基地局１０は、パイロット情報をプリコーディングし（たとえば、副搬送波セット３４のプリコーディングに用いるものと同じプリコーディング重みセット３６を用いるいくつかのパイロット副搬送波を含め）、それによって、所与の移動局１２が、自身に用いられている特定のプリコーディングに対してチャネル状態をよりよく推定することを可能にするように構成可能である。
【００２９】
その目的のために、そのような各移動局１２は、ＯＦＤＭ副搬送波の、副搬送波セット３４への論理的群分けに関して、それぞれのチャネル推定を調節するように構成可能である。たとえば、移動局１２は、共通の制御シグナリング副搬送波およびオーバヘッド副搬送波を含む、ＯＦＤＭ信号のすべての副搬送波を受信することが可能であり、その移動局１２へデータトラフィックを搬送するために、いずれかの重みセット３６で線形プリコーディングされた副搬送波は、そのうちのごくわずかである。
【００３０】
その意味では、移動局１２のチャネル推定処理は、パイロット副搬送波の周波数位置の間にある周波数にわたるチャネル応答を内挿することに基づいてよいが、別のプリコーディングがなされている（またはプリコーディングがなされていない）副搬送波にまたがらないようにすべきことを認識するように、移動局１２を構成することが可能である。したがって、移動局のチャネル推定処理の分解能は、少なくとも、副搬送波を群にまとめる際の分解能と同等でなければならない。代替として（または追加で）、移動局１２は、どのトラフィック副搬送波および制御副搬送波がその移動局１２の注目対象であるかに関して、どのパイロット副搬送波をチャネル推定の生成に用いるかを決定する（または、通知される）ことが可能である。
【００３１】
再び図面を参照すると、図７は、どの線形プリコーディング重みセットによってどの移動局に最適なサービスを提供するかについての、前述の、幾何学的配置に基づく決定に関して補足説明を行うものである。図７は、線形プリコーディング重みセット３６がビーム形成行列として動作可能であり、各セットが別々のビーム方向に対応することを示している。したがって、複数の基地局１０のうちの所与の基地局１０がセル４２を定義しているとすると、線形プリコーディング重みセット３６の集まり３８は、いくつかの異なるビーム方向を定義している。限定ではない例としての線形プリコーディング重みセットＷ１、Ｗ２、Ｗ３、およびＷ４の場合は、セクタ４２を４つのビーム方向に分割することが可能である。セル４２内で移動局１２をドットで表すと、この例の図では、セル４２内に移動局１２が不均一に分布している。
【００３２】
したがって、基地局１０は、複数の副搬送波３０のより大きな部分を占める副搬送波３２を、より多くの移動局１２をカバーするビーム方向に割り当てることが可能であり、かつ／または、基地局１０は、複数の副搬送波３０の各部分を占める副搬送波３２を、各ビーム方向ごとのユーザ負荷の総計に応じて、各ビーム方向に割り当てることが可能である。いずれの場合も、基地局１０は、各副搬送波３２を、複数の線形プリコーディング重みセット３６のうちの対応する複数の線形プリコーディング重みセット３６で表される、固定数のビームの１つに割り当てることによって複数の副搬送波セット３４を形成することと、それらの副搬送波セットを変更するタイミングを、スーパフレーム間隔の境界に限定することと、を行うように構成可能である。すなわち、基地局１０は、スーパフレーム間隔の境界においてのみ、ビーム割り当て（どの副搬送波３２を、どの線形プリコーディング重みセット３６でプリコーディングするか）を変更するように構成可能である。
【００３３】
したがって、複数の副搬送波セット３４を決定する１つの方法では、個々の移動局１２のサポート側基地局１０に対する、個々の移動局１２の幾何学的配置を特定し、各線形プリコーディング重みセット３６に割り当てる副搬送波の部分（数）を、その重みセットで表される送信ビームの範囲に移動局１２がいくつ含まれるかに基づいて計算する。この計算は、移動局の数そのものを使用してもよいが、相対的な数あるいは比率で行ってもよく、ユーザ特性（たとえば、サービス品質（ＱｏＳ）の考慮、サービスタイプ（ストリーミングメディアなど）、他の様々な負荷／性能の考慮など）に基づいて修正あるいは重み付けを行ってもよい。１つの方法では、まず、副搬送波３２のごく形式的な割り当て（たとえば、均等に分割した割り当て）を複数の送信ビームに対して行い、次に、そのような割り当てを、セル内の実際の状態に合わせて変更する。
【００３４】
たとえば、図８に示す、説明のために簡略化したケースでは、９つの移動局（ユーザ「Ｕ１」〜「Ｕ９」で表す）が線形プリコーディング重みセットＷｊによって最適なサービスを提供されており、１つの移動局（「Ｕ１０」）が線形プリコーディング重みセットＷｋによって最適なサービスを提供されている。そして、基地局１０は、所与のスーパフレーム間隔の間に、９つの副搬送波を重みセットＷｊに割り当て、１つの副搬送波を重みセットＷｋに割り当てることが可能である。スーパフレーム間隔の間に、これらの異なるユーザを、スケジュールに基づいてサービスを提供することが可能であり、たとえば、重みセットＷｊでプリコーディングされている９つの副搬送波すべてを、スーパフレームの一部分においてそれらの副搬送波を共有する各ユーザの専用とし、重みセットＷｋでプリコーディングされている１つの副搬送波を、スーパフレーム全体にわたってその副搬送波を有する単独ユーザに用いるように、サービスを提供することが可能である。
【００３５】
なお、９つの副搬送波を共有するユーザと、１つの副搬送波を有するユーザとで、全体のスループットは、スケジュールされたサービス時間が異なっていれば、スーパフレーム間隔の間、同じであることが可能である。また、当業者であれば理解されるように、副搬送波の実際の割り当て、ならびに、割り当てた副搬送波の、スーパフレーム間隔内でのスケジュールされた利用を、必要または要望に応じて緻密にすることが可能であり、各スーパフレーム間隔の中でＴＴＩ単位で、複数の移動局１２の個々の移動局１２に送信するデータの量およびタイプを変えて行うことが可能である。
【００３６】
いずれの場合も、基地局１０の１つまたは複数の処理回路１６が、いくつかのサポート機能により、プリコーディングをスーパフレーム間隔単位で管理することが可能であることを理解されたい。たとえば、図９に示す一実施形態では、処理回路１６の機能性は、少なくとも割り当て処理装置５０を含んでいる。割り当て処理装置５０は、たとえば、基地局１０によってサポートされている複数の移動局１２の中で、複数の線形プリコーディング重みセット３６のそれぞれによって最適なサービスを提供される移動局１２の数を決定し、その数に比例して、群３０から副搬送波３２を各線形プリコーディング重みセット３６に割り当てることにより、複数の副搬送波セット３４を形成するように構成されている（前述のように、割り当ては、ユーザ数そのものによってではなく、複数の線形プリコーディング重みセット３６のそれぞれによって最適なサービスを提供されていると識別されている移動局１２の群４０に関して認識または予想されているトラフィック負荷の総計に基づいて行うことも可能である）。
【００３７】
割り当て処理装置５０は、基地局１０において使用されているどの線形プリコーディング重みセット３６が、基地局１０によってサポートされている各移動局１２にサービスを提供することに最適かを決定するように構成可能である。代替として、基地局１０にある、１つまたは複数の他の、作用的に関連付けられた処理装置が、その決定を行うことも可能である。割り当て処理装置５０はまた、レート制御処理装置５２およびスケジューリング処理装置５４と作用的に関連付けられてもよい。これらの追加の処理装置は、処理回路１６の一部であってよく、あるいは、処理回路１６と作用的に関連付けられていてもよい。
【００３８】
スケジューリング処理装置５４は、１つまたは複数の実施形態では、基地局１０によってサポートされている移動局１２に対するサービスをスケジュールするように構成されている。そのようなスケジューリングには、各線形プリコーディング重みセット３６に割り当てられている移動局１２の各群４０に適用する、各スーパフレーム間隔内のスケジューリング構成を決定することが含まれる。たとえば、図８は、簡略化したスケジューリングを表している。スケジューリング処理装置５４は、レート制御処理装置５２とも連携することが可能であり、この連携は、たとえば、所与の複数の移動局１２が、所与のスーパフレームにおいて、どれだけの頻度で（または、どの程度まで）サービスをスケジュールされるべきかを、送信データのキューサイズに基づいて、かつ／または、それらの移動局１２がサービスを提供されることが可能な送信データレートに基づいて（すなわち、それらの移動局１２の相対的なチャネル状態に基づいて）決定することなどにより行われる。
【００３９】
当業者であれば理解されるように、スケジューリング処理装置５４は、この点において、基地局１０のダウンリンクスループットの総計が最大になるように移動局１２をスケジュールすることを企図する最大スループットスケジューリングを目的として、あるいは、公平性スケジューラに従って（たとえば、異なる複数の移動局１２のそれぞれ異なるチャネル状態を考慮して、それらの移動局１２を公平にスケジュールすることを企図する比例的公平スケジューリングを目的として）動作可能である。当然ながら、必要または要望に応じて他のスケジューリングアルゴリズムを用いてよく、それらのスケジューリングアルゴリズムは、基地局１０において、時間、負荷などに応じて変更されてよい。
【００４０】
このようなスケジューリング処理装置５４に対し、一方のレート制御処理装置５２は、基地局１０内でリンク適応回路のすべてまたは一部分を含むことが可能であり、複数の移動局１２の個々の移動局１２にサービスを提供するために用いる送信レートを、個々の移動局１２から受信するチャネル品質報告（たとえば、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ））に応じて調節する。これに限らず、レート制御処理装置５２は、とにかく、複数の移動局１２から受信するチャネル品質報告に応じて、複数の移動局１２の個々の移動局１２に対する送信データレートを更新するように構成されている。
【００４１】
本明細書において既に言及しているように、一般に、リンク適応は遅れる。この遅れは、たとえば、所与の移動局１２においてチャネル品質が測定された時点から、基地局１０が、その移動局１２から送信されたチャネル品質報告への応答として、その移動局１２への送信に用いている送信データレートを調節する時点までの遅延として定義できる。
【００４２】
各移動局１２で測定される干渉状態は、その移動局１２で生成されるチャネル品質報告に直接影響する。さらに、その移動局のサポート側基地局１０で使用するプリコーディング設定、ならびに隣接する基地局１０で用いるプリコーディング設定は、その測定される干渉の特性に直接影響する。そこで、有利なことに、移動局のチャネル品質測定サイクルの多数倍になりうるスーパフレーム間隔にわたってプリコーディング設定を固定すると、移動局１２で観測される干渉のプリコーディング関連成分は、実質的に、スーパフレーム間隔にわたって準定常過程になる。すなわち、基地局１０で使用するプリコーディング設定が各スーパフレーム間隔の間は固定されていることから、移動局１２における基地局干渉の統計は、後続のチャネル測定サイクルにわたって正確に推定されることが可能である。それによって、プリコーディング設定がリンク適応の遅れ時間に対して頻繁に変更された場合には発生するであろうリンク適応の誤差が排除される。
【００４３】
図１０は、本明細書の教示によるプリコーディング方法に関して企図されている、干渉の時間変動を低減する追加態様を示す。基本的なアプローチによれば、所与の基地局１０が、そのプリコーディング設定を変更するタイミングをスーパフレーム間隔の境界に限定する。たとえば、その基地局１０は、どの複数の副搬送波３２をどの複数の線形プリコーディング重みセット３６でプリコーディングするかを、必要に応じて、スーパフレーム間隔の境界において変更する（これらの変更は、たとえば、負荷状態および受信状態を変更することによって行うことが可能である）。しかしながら、図１０で提案するように、基地局１０は、必要な変更を、任意の所与のスーパフレーム間隔の境界で、１つのプリコーディング重みセットから別のプリコーディング重みセットに変更される副搬送波の数を最小にするように行うことによって、干渉の時間変動をさらに低減することが可能である。
【００４４】
より詳細には、図１０では、図示したスーパフレーム間隔の境界の左側の第１のスーパフレームが、重みセットＷ１に割り当てされた３つの副搬送波３２と、重みセットＷ２に割り当てされた１つの副搬送波３２と、重みセットＷ３に割り当てされた１つの副搬送波３２と、を含んでいる。境界において必要とされる変更に応じて、基地局１０は、第１のスーパフレームにあって、周波数的にはＷ２副搬送波と隣接しているＷ１副搬送波を選択し、その線形プリコーディング重みセット割り当てをＷ２に変更する。したがって、基地局１０（たとえば、割り当て処理装置５０）は、不連続な副搬送波を選択したり、２つ以上の副搬送波割り当てを並べ替えたりするのではなく、スーパフレーム間隔の境界において変更する副搬送波対重みセットの割り当ての全体数が最小になるように、どの副搬送波割り当てを変更するかを戦略的に選択する。
【００４５】
当然ながら、図１０の強化策を実施するかどうかに関係なく、無線通信ネットワーク内のすべての基地局１０にわたって、あるいは、少なくとも、ネットワークの所与の範囲内のすべての基地局１０にわたって、スーパフレームに基づいたプリコーディング方法を調整することにより、所与のネットワークにおいてダウンリンク全体のスループットを大幅に向上させることが可能である。図１１は、このような拡張の、限定ではない例を示す。
【００４６】
図１１では、無線通信ネットワーク６０が、複数の基地局１０を含んでおり、各基地局１０は、ネットワーク６０内で、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）６２または他のエンティティを介して、互いに通信可能に結合されることが可能である。ＲＮＣ  ６２は、すべての基地局１０においてスーパフレームのプリコーディングを同期させるように構成可能である。追加で（または代替として）、基地局１０は、基地局１０間のサイドホール接続を含むことが可能であり、この接続は、基地局１０全体にわたるプリコーディングスーパフレームの同期をサポートする。さらに、各基地局１０は、（明示的には図示していない）同じ基準タイミングソースにアクセスすることが可能であり、これは、たとえば、共通タイミング基準ソースを有すること、および／または、時間情報を引き出す共通手段（たとえば、ＧＰＳに基づくタイミング回路）を含むことによって可能である。いずれの場合でも、本明細書で企図した１つまたは複数の、無線通信ネットワークの実施形態は、プリコーディングの変更がスーパフレーム間隔の境界において行われ、それらの境界がすべての基地局１０の間で共通になるように、それぞれのスーパフレーム間隔の境界を同期させるように構成された複数の基地局１０を含むことを理解されたい。
【００４７】
上述のように複数の局が同期している場合、基地局１０の１つによって定義されている、各セル４２内のプリコーディング設定は、各スーパフレーム間隔内では固定である。さらに、スーパフレーム間隔の境界は、すべてのセル４２にわたって同期している。このアプローチにより、各セル４２内で動作している移動局１２から見れば、プリコーディング関連の干渉特性は、各スーパフレーム間隔における準定常過程に変換される。したがって、プリコーディングの変更に起因して他のセルの干渉が大きく変化する可能性は、少なくともスーパフレーム間隔内では排除される。
【００４８】
たとえば、各基地局１０に４個の送信アンテナ１４があり、各移動局１２に２個の受信アンテナがある場合には、線形プリコーディングにより、ネットワーク６０のスループットを、プリコーディングを行わない場合に比べて、５０％も高めることが可能である。ただし、この増加は、各移動局１２に関する瞬時チャネル情報が基地局１０にあることを前提としたものであり、これは実際には不可能である。したがって、本明細書の教示のように、いくつかのセル４２にある基地局１０は、各スーパフレーム内ではそれぞれのプリコーディング設定を固定しているが、スーパフレーム間隔の境界においては、これらの設定の変更を可能にしている。
【００４９】
このアプローチは、プリコーディング重みの切り替えによる、他のセルの干渉の時間変動を排除するものとして示すことが可能である。この種の固定重み再利用は、いくらかの統計多重化損失をもたらすが、少なくとも、基地局のセル４２における中負荷から高負荷に関しては、固定重み再利用で得られる恩恵は、その統計多重化損失より大きい。たとえば、シミュレーションによれば、４アンテナの基地局と２アンテナの移動局の場合、本明細書の教示による固定プリコーディングアプローチは、セルのスループットを、このアプローチを用いない同一システムの場合に比べて、約４４％高めることが可能である。
【００５０】
これらの利点のよりよい理解のために、所与の移動局１２が、そのサポート側基地局１０から受信する信号に注目し、これを添え字「０」で表す。この信号は、次式で表される。
【数１】
2010538577.tif 000021
ここで、ｆは、副搬送波周波数の添え字であり（ｆ＝１，．．．，Ｎｆ）、Ｎｆは、副搬送波の数であり、ｎは、送信間隔の添え字（たとえば、ＴＴＩの添え字）を表し、Ｇ０［ｆ；ｎ］は、０番目の基地局１０と移動局１２との間のチャネル行列であり、Ｗ０［ｆ；ｎ］は、移動局１２への送信を行うために０番目の基地局１０で用いるプリコーディング重みセットであり、ｓ０［ｆ；ｎ］は、０番目の基地局１０から移動局１２へ送信されるシンボルのベクトルである。さらに、他の基地局１０に関しては、Ｇｋ［ｆ；ｎ］は、ｋ番目の基地局と移動局１２との間の（ｎＲ，ｎＴ）チャネル行列であり、ｓｋ［ｆ；ｎ］は、ｋ番目の基地局１２から送信されるシンボルのベクトルであり、Ｗｋ［ｆ；ｎ］は、ｋ番目の移動基地局１２で使用される（ｎＴ，ｎＳ）プリコーディング行列であり、ｖ０［ｆ；ｎ］は、移動局１２に存在するガウス熱雑音であって、これはどの副搬送波にも依存しない。
【００５１】
（複数の線形プリコーディング重みセット３６で定義された）複数の異なる送信ビームで送信される複数のシンボルが独立であると仮定すると、シンボルの期待値は、次式で表される。
【数２】
2010538577.tif 000022
式（１）の他のセルの干渉項を表すために、次式のようにｉ［ｆ；ｎ］を用いる。
【数３】
2010538577.tif 000023
さらに、移動局１２における雑音プラス干渉を次式で表す。
【数４】
2010538577.tif 000024
したがって、
【数５】
2010538577.tif 000025
を仮定すると、移動局１２における雑音プラス干渉の共分散行列は、次式で与えられることがわかる。
【数６】
2010538577.tif 000026
【００５２】
一般に、Ｗｋ［ｆ；ｎ］は、ｎ番目のＴＴＩにおける、ｋ番目の基地局１０と、ｋ番目の基地局１０によってサービスを提供されている移動局１２との間のチャネルの長期統計に依存する。各移動局１２のチャネルの統計は、変化が非常にゆっくりであるため、移動局の最適線形プリコーディング行列は、時間とともに非常にゆっくり変更される。言い換えると、所与の移動局１２にとって最適な線形プリコーディング重みセットは、移動局にサービスを提供している基地局１０を基準とする移動局の位置の幾何学的配置にほとんど依存し、この幾何学的配置は、高速フェージングに比べるとまったくゆっくり変更される。
【００５３】
従来のアプローチでは、ＯＦＤＭダウンリンクに線形プリコーディングを採用している所与の基地局が、サポートしている複数の移動局の個々の移動局をＴＴＩ単位でスケジュールし、これに対応して、その１つまたは複数の線形プリコーディング行列を、ＴＴＩごとと同等に頻繁に、サービスを提供されている移動局の様々な幾何学的配置に合うように適応させていた。すなわち、あるＴＴＩにおいてサービスを提供されている移動局の方向が、次のＴＴＩにおいてサービスを提供されている移動局の方向と異なっていた場合、線形プリコーディング行列は、それらの異なる方向を反映するために、それらのＴＴＩの間で変更されていた。
【００５４】
一方、線形プリコーディング行列を頻繁に（たとえば、ＴＴＩごとに）変更すると、干渉状態が、頻繁に、かつ、場合によっては大幅に変化する。干渉が頻繁に変化することは、近傍の移動局がそのチャネル品質を報告する時点と、その移動局のサポート側基地局が、そのチャネル品質報告に従って設定されたデータレートで、その移動局にサービスを提供しようとする時点との間で、干渉状態が大幅に変化する可能性があることを意味する。この遅延は、リンク適応遅れの形をとり、所与の基地局の送信データレート調節が、その基地局がサービスを提供している移動局における干渉の変化に追いつかない可能性があることを意味する。
【００５５】
これに対し、本明細書の教示によれば、１つまたは複数の基地局１０からなる群の各基地局１０が、リンク適応遅れよりかなり長い時間間隔にわたって、それぞれの線形プリコーディング設定を固定する。たとえば、１ＴＴＩより長いスーパフレーム間隔にわたって、副搬送波の、線形プリコーディング重みセットへの割り当てを固定することにより、式（５）で与えられる干渉共分散計算の中のプリコーディング関連要素は、スーパフレームの継続時間の間、固定される。たとえば、ＴＴＩが０．５ｍｓである一実施形態では、スーパフレーム間隔は、５０〜６０ＴＴＩ、あるいはそれ以上であってよい。具体的にスーパフレーム間隔の継続時間をどれほどにするかは、実装に関する問題であって、ネットワークの種類に応じて様々であってよい。
【００５６】
より詳細には、１つまたは複数の実施形態において、１つまたは複数の基地局１０の各基地局１０は、それぞれの線形プリコーディング重みを、有限な数の固定値をとるように制限する。そのような一例では、各基地局１０は、ビーム形成行列を、有限な数の固定値をとるように制限する（すなわち、基地局１０は、固定ビームのみを使用するように自身を制限する）。各基地局１０から送信されるＯＦＤＭ信号に対して割り当てられた固定ビームの数をＮＢで表し、割り当てられたビーム形成角度を
【数７】
2010538577.tif 000027
で表す。各基地局１０では、複数の副搬送波の（たとえば、トラフィック送信に用いられている複数の副搬送波の）各副搬送波を、固定ビームの１つに割り当てる。複数の基地局１０のうちのｋ番目の基地局１０において、ｆ番目の副搬送波に対して使用されるビーム形成角度を、Ｂｋ［ｆ］で表す。これらの割り当ては、スーパフレーム間隔の間は固定され、スーパフレーム間隔の境界において、必要に応じて変更が可能である。
【００５７】
上述の構成では、式（５）のＷｋ［ｆ；ｎ］成分は、スーパフレーム間隔の間は不変であり、スーパフレーム間隔は、基地局１０のリンク適応遅れの少なくとも数倍として定義されており、多数の（たとえば、５０〜６０個の）ＴＴＩにまたがってよい。さらに、チャネル状態Ｇｋ［ｆ；ｎ］の変化も、１ＴＴＩに対してゆっくりであるため、各移動局１２で観測される雑音プラス干渉共分散Ｋνν［ｆ；ｎ］は、一般に、１つのＴＴＩから次のＴＴＩまでの間にあまり大きく変化しないことがわかる。干渉状態がより安定していれば、送信リンク適応遅れは小さくなる。すなわち、サポート側基地局が、干渉に基づくチャネル品質報告を受信してから、報告側移動局１２への送信について、対応する送信データレートを調節するまでの遅延は、２〜３ＴＴＩになる可能性があるが、これは、この遅延の間に干渉状態がほぼ不変であれば、格段に小さくなる。
【００５８】
ｋ番目の基地局１０において用いるマッピングＢｋ［ｆ］に関しては、様々な選択肢があることに留意されたい。図１１に示した無線通信ネットワーク６０において、各基地局１０が「セル」に対応するとすれば、各セルごとに、いくつかの隣接する副搬送波を同じビームに割り当てることが可能である。たとえば、ＯＦＤＭ「チャンク」内にあるすべての副搬送波を同じビームに割り当てることが可能である。さらに、副搬送波のうちの、所与のビームに割り当てられる分の数は、このビーム内に入る移動局１２の総平均負荷に比例してよい。この構成では、規則的に定義された時期（たとえば、毎スーパフレーム）に、すべてのセルが、それぞれのビーム割り当てを同時に変更することが可能である。
【００５９】
当然、ビーム割り当ての変更が、スーパフレーム間隔の境界において行われる限り、報告されたチャネル品質と実際のチャネル品質との間に若干の不一致がある可能性がある。しかしながら、こうしたことは、ＴＴＩ間隔時間に対してまれにしか起こらず、したがって、それらの影響は小さく、自動再送要求（ＡＲＱ）によって、必要な程度の対処が可能である。たとえば、特定のセルにおいて、急に大きなファイルをターゲット移動局１２へダウンリンク送信することが必要になった場合は、そのセル内のほとんどの副搬送波を、そのターゲット移動局１２に最適なビームに一時的に割り当てることが可能である。あるいは、セル内で動作している移動局が１つだけの場合は、そのセルのすべての（データ）副搬送波を、その１つの移動局１２に最適なビームに割り当てることが可能である。
【００６０】
したがって、本明細書の教示によれば、１つまたは複数の基地局１０からなる群の各基地局１０は、長時間の間隔にわたってそれぞれの線形プリコーディング設定を固定することによって、各基地局１０のカバレッジエリアの中または周囲で動作している移動局において各基地局１０の送信が引き起こす干渉の時間変動を低減する。この長時間の間隔（たとえば、スーパフレーム）は、基地局のリンク適応遅れの少なくとも数倍として定義され、多数のＴＴＩを含むことが可能である。
【００６１】
一例として、セルの群の各セルは、各スーパフレームにわたってセル内の各副搬送波に用いるビーム形成重み（すなわち、プリコーディング行列）を固定し、これらの重み割り当てを、スーパフレームの境界において変更することが可能である。このアプローチにより、基地局１０におけるプリコーディング設定の変更に起因する、個々の移動局１２での他のセルの干渉の時間変動は、少なくともスーパフレーム間隔内では完全に排除可能である。このアプローチでは、チャネル品質情報が正確かつ瞬時であれば得られる統計多重化利得は得られないが、本明細書で提案している固定ビーム再利用により、少なくとも中度から高度のトラフィック負荷に関しては、実際的な性能は向上すると考えられている。
【００６２】
別の例として、無線通信ネットワーク６０で動作している移動局１２で感知される干渉の時間変動を低減する方法が、線形プリコーディングされたＯＦＤＭ信号を、複数のネットワーク基地局１０から送信することと、各基地局１０における線形プリコーディングを、複数の線形プリコーディング重みセットからなる定義済みセットに限定することと、スーパフレーム間隔の境界においてのみ、各線形プリコーディング設定を、前記複数のネットワーク基地局１０の全体にわたって同時に変更することと、を含む（この場合、スーパフレーム間隔は、複数の移動局の個々の移動局に対して、ネットワーク基地局によって実行されている、進行中のリンク適応に存在するリンク適応遅れ時間の少なくとも数倍として定義されている）。
【００６３】
プリコーディング設定を変更することは、少なくとも一実施形態では、どの複数の副搬送波を、各ネットワーク基地局１０で使用されている複数の線形プリコーディング重みセットのうちのどの線形プリコーディング重みセットで線形プリコーディングするかを変更することを含む。さらに、複数の副搬送波セットを形成することは、各基地局１０において、基地局１０から送信されるＯＦＤＭ信号に含まれる複数の副搬送波の中の各副搬送波を、基地局１０で使用される複数の線形プリコーディング重みセットの一式の中の１つのセットに割り当てることと、基地局１０によってサポートされている複数の移動局１２の中の個々の移動局を、それぞれ、複数の副搬送波セットの１つのセットに割り当てることと、を含むことが可能である。その構成により、複数の基地局１０にわたる複数の線形プリコーディング設定の変更を、スーパフレーム間隔の境界においてのみ同時に行うことは、各基地局１０において、複数の副搬送波セットと、複数の移動局１２の、複数の副搬送波セットへの割り当てとを、少なくとも、各スーパフレーム間隔の継続時間の間、維持することを含む。
【００６４】
大まかに言えば、本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態は、無線通信ネットワーク内で動作している移動局によって感知される干渉の時間変動を低減する。この有利な作用を実現するためには、チャネル状態および干渉状態の変化に応じて、複数の移動局１２の個々の移動局１２に対する送信データレートを更新する複数の基地局１０に関連付けられたリンク適応間隔よりかなり長いスーパフレーム間隔にわたって、複数の基地局１０の中の各基地局１０における線形プリコーディング設定を固定したままにすることと、さらに、必要に応じて、各基地局における固定された線形プリコーディング設定を、スーパフレーム間隔の境界において同時に変更することと、を行う。
【００６５】
以下、いくつかの実施形態の例を述べる。
【００６６】
基地局１０はさらに、複数の移動局１２から受信するチャネル品質報告に応じて、複数の移動局１２の個々の移動局１２に対する送信データレートを更新するように構成されたレート制御装置５２を含むことが可能である。チャネル品質測定サイクル時間は、所与の移動局１２からチャネル品質報告を受信してから、これに対応して、その所与の移動局１２に対して送信を行う送信データレートを更新するまでの遅れ時間である。
【００６７】
無線基地局は、複数の副搬送波セット３４を、必要に応じて、スーパフレーム間隔の境界において、負荷状態の変化への応答として変更するように構成可能であり、さらに、任意の所与のスーパフレーム間隔の境界において、１つの線形プリコーディング重みセット（３６）から別の線形プリコーディング重みセット（３６）へ変更される副搬送波３２の数を最小にするように複数の副搬送波セット３４を変更するように構成可能である。
【００６８】
基地局１０は、無線通信ネットワーク６０内の複数の基地局１０の１つであり、この複数の基地局１０は、この複数の基地局１０の全体にわたってスーパフレーム間隔の境界を同期させるように構成されている。１つまたは複数の処理回路１６は、いくつかの実施形態では、割り当て処理装置５０を含んでおり、割り当て処理装置５０は、複数の線形プリコーディング重みセット３６のそれぞれによって最適なサービスを提供される、複数の移動局（１２）の中の移動局１２の数を決定し、その数に比例して、複数の副搬送波３２を各線形プリコーディング重みセット３６に割り当てることにより、複数の副搬送波セット３４を形成するように構成されている。
【００６９】
さらに、割り当て処理装置５０または基地局１０内で関連している処理装置は、複数の線形プリコーディング重みセット３６で表される送信ビーム方向を、基地局１０に対する複数の移動局１２の位置の幾何学的配置に関連付けることにより、どの複数の移動局１２がどの線形プリコーディング重みセット３６によって最適なサービスを提供されるかを決定するように構成可能である。
【００７０】
基地局１０は、各副搬送波セット３４ごとに、その副搬送波セット３４に用いているものと同じ線形プリコーディング重みセット３６を使用したパイロット情報を送信するように構成可能である。
【００７１】
固定数の線形プリコーディング重みセット３６は、基地局１０におけるビーム形成を、複数の固定ビーム角度の、固定数のビームに限定する、固定数のビーム形成行列を含むことが可能である。
【００７２】
基地局１０は、各副搬送波３２を固定数のビームの１つに割り当てることにより、複数の副搬送波セット３４を形成することと、どの複数の副搬送波３２をどのビームに割り当てるかの変更をスーパフレーム間隔でのみ行うことにより、複数の副搬送波セット３４を変更するタイミングをスーパフレーム間隔の境界に限定することと、を行うように構成可能である。
【００７３】
１つまたは複数の処理回路１６はさらに、スケジューリング処理装置５４を含むことが可能であり、スケジューリング処理装置５４は、スーパフレーム２０の継続時間にわたって各副搬送波セット３４に割り当てられている移動局１２に対するサービスをスケジュールするように構成されている。
【００７４】
しかしながら、当業者であれば理解されるように、前述の説明および添付図面は、本明細書の教示による方法および装置の限定ではない例を示している。したがって、本発明は、前述の説明および添付図面に限定されない。その代わりに、本発明は、後述の特許請求の範囲ならびにそれらの法的均等物によってのみ限定される。
【手続補正２】
【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】
無線通信ネットワーク（６０）における干渉の時間変動を低減する方法であって、１つまたは複数の基地局（１０）のそれぞれにおいて、
固定数の線形プリコーディング重みセット（３６）に従って２つ以上の送信アンテナ（１４）から送信される、複数（３０）の副搬送波（３２）を含む直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号により、データを複数の移動局（１２）へ送信することと、
各副搬送波を前記線形プリコーディング重みセット（３６）のうちの１つのセットに割り当てることによって複数の副搬送波セット（３４）を形成することと、
各移動局（１２）を前記副搬送波セット（３４）のうちの１つのセットに割り当てることと、
前記副搬送波セット（３４）を変更するタイミングをスーパフレーム間隔の境界に限定することと、を含み、
スーパフレーム間隔が、前記移動局（１２）に関連付けられたチャネル品質測定サイクル時間の少なくとも数倍として定義されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記チャネル品質測定サイクル時間は、前記移動局（１２）から受信するチャネル品質報告に応じて、前記移動局（１２）の個々の移動局（１２）に対する送信データレートを更新する前記基地局（１０）に関連付けられたリンク適応遅れであることをさらに特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記副搬送波セット（３４）を、必要に応じて、スーパフレーム間隔の境界において、負荷状態の変化への応答として変更することと、さらに前記副搬送波セット（３４）の前記変更を、１つのプリコーディング重みセット（３６）から別のプリコーディング重みセット（３６）へ変更される副搬送波（３２）の数を最小にするように行うことと、をさらに特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記１つまたは複数の基地局（１０）は、前記無線通信ネットワーク（６０）内の複数の基地局（１０）を含み、前記方法はさらに、前記複数の基地局（１０）の全体にわたって前記スーパフレーム間隔の境界を同期させることを含むことをさらに特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
各副搬送波（３２）を前記線形プリコーディング重みセット（３６）のうちの１つのセットに割り当てることによって複数の副搬送波セット（３４）を形成することは、前記複数の移動局（１２）の中で、前記線形プリコーディング重みセット（３６）の各セットによって最適なサービスを提供される移動局（１２）の数を決定し、各線形プリコーディング重みセット（３６）に割り当てられた副搬送波（３２）の数を比例的に重み付けすることを含むことをさらに特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
どの線形プリコーディング重みセット（３６）によってどの移動局（１２）に最適なサービスを提供するかを、前記線形プリコーディング重みセット（３６）で表される送信ビーム方向を、前記基地局（１０）に対する前記移動局（１２）の位置の幾何学的配置に関連付けることにより決定することをさらに特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
各副搬送波セット（３４）ごとに、前記副搬送波セット（３４）に用いられているものと同じ線形プリコーディング重みセット（３６）を用いたパイロット情報を送信することをさらに特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記固定数の線形プリコーディング重みセット（３６）は、前記ＯＦＤＭ信号のビーム形成を、複数の固定ビーム角度の、固定数のビームに限定する、いくつかのビーム形成行列を含むことをさらに特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
各副搬送波（３２）を前記線形プリコーディング重みセット（３６）のうちの１つのセットに割り当てることによって複数の副搬送波セット（３４）を形成することは、各副搬送波（３２）を前記固定数のビームの１つに割り当てることを含み、前記副搬送波セット（３４）の変更のタイミングをスーパフレーム間隔の境界に限定することは、どの副搬送波（３２）をどのビームに割り当てるかの変更をスーパフレーム間隔でのみ行うことを含むことをさらに特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記スーパフレーム（２０）の継続時間にわたって各副搬送波セット（３４）に割り当てられている前記移動局（１２）に対するサービスをスケジューリングすることをさらに特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記副搬送波セット（３４）を変更するタイミングをスーパフレーム間隔の境界に限定することは、前記複数のネットワーク基地局（１０）の全体にわたる線形プリコーディング設定の変更を、スーパフレーム間隔の境界においてのみ同時に行うことを含み、スーパフレーム間隔が、前記移動局（１２）の個々の移動局（１２）に対して、前記ネットワーク基地局（１０）によって実行されている、進行中のリンク適応に存在するリンク適応遅れ時間の少なくとも数倍として定義されることをさらに特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数のネットワーク基地局（１０）の全体にわたる前記線形プリコーディング設定の変更を、スーパフレーム間隔の境界においてのみ同時に行うことは、各ネットワーク基地局（１０）において、どの複数の副搬送波（３２）を、前記ネットワーク基地局（１０）で使用されている前記線形プリコーディング重みセット（３６）のうちのどの線形プリコーディング重みセット（３６）で線形プリコーディングするかを、必要に応じて、変更することを含むことをさらに特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
各ネットワーク基地局（１０）ごとに、かつ、各スーパフレーム間隔ごとに、前記ネットワーク基地局（１０）から送信される前記ＯＦＤＭ信号に含まれる複数（３０）の副搬送波（３２）の中の各副搬送波（３２）を、前記ネットワーク基地局（１０）で使用される複数の線形プリコーディング重みセット（３６）の一式（３８）の中の１つのセットに割り当てることと、前記ネットワーク基地局（１０）によってサポートされている複数の移動局（１２）の中の個々の移動局（１２）を、それぞれ、前記副搬送波セット（３４）の１つのセットに割り当てることと、によって複数の副搬送波セット（３４）を形成することをさらに特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数のネットワーク基地局（１０）の全体にわたる前記線形プリコーディング設定の変更を、スーパフレーム間隔の境界においてのみ同時に行うことは、各ネットワーク基地局（１０）において、前記副搬送波セット（３４）と、複数の移動局（１２）の、複数の副搬送波セット（３４）への割り当てとを、少なくとも、各スーパフレーム間隔の継続時間の間、維持することを含むことをさらに特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
基地局（１０）の送信に起因する干渉の時間変動を低減するように構成された基地局（１０）であって、
固定数の線形プリコーディング重みセット（３６）に従って２つ以上の送信アンテナ（１４）から送信される、複数（３０）の副搬送波（３２）を含む直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号により、データを複数の移動局（１２）へ送信するように構成された送信回路（１８）と、
１つまたは複数の処理回路（１６）であって、
各副搬送波（３２）を前記線形プリコーディング重みセット（３６）のうちの１つのセットに割り当てることによって複数の副搬送波セット（３４）を形成することと、
各移動局（１２）を前記副搬送波セット（３４）のうちの１つのセットに割り当てることと、
前記副搬送波セット（３４）を変更するタイミングをスーパフレーム間隔の境界に限定することと、を行うように構成され、
スーパフレーム間隔が、前記移動局（１２）に関連付けられたチャネル品質測定サイクル時間の少なくとも数倍として定義される、１つまたは複数の処理回路（１６）と、
を特徴とする基地局（１０）。
【国際調査報告】
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