(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおいて一部使用型サブチャネル（ＰＵＳＣ）メジャーグループをスケジューリングする方法において、
複数のＰＵＳＣメジャーグループの各メジャーグループに対して複数のビーム行列のうちの１つのビーム行列を割り当てる第１ビーム行列割当工程と、
複数のユーザ装置の各ユーザ装置から、該ユーザ装置と関連付けられたチャネル応答の指標を提供するアップリンク信号を受信するアップリンク信号受信工程と、
前記複数のユーザ装置の各ユーザ装置について、前記ユーザ装置から受信されたチャネル品質の指標に基づいて、前記メジャーグループに割り当てられた複数のビーム行列から１つのビーム行列を選択するとともに、前記複数のメジャーグループから、選択した１つのビーム行列が割り当てられた関連するメジャーグループを選択して、それらを前記ユーザ装置に割り当てる、ビーム行列及びメジャーグループ選択工程と、
前記複数のユーザ装置の各ユーザ装置を割り当てるビーム行列及びメジャーグループの選択結果に基づいて、前記複数のユーザ装置のうちの２つ以上のユーザ装置を同じ１つのタイムスロット中に同じ１つのビーム行列及び１つのメジャーグループに対して割り当てる第２ビーム行列割当工程とを含み、情報が符号化されて前記ビーム行列を通じて送信される、方法。
【請求項２】
前記複数のＰＵＳＣメジャーグループの各メジャーグループに対するビーム行列の割り当ては、１つのメジャーグループ・タイムストライプについて固定されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数のＰＵＳＣメジャーグループの各メジャーグループに対するビーム行列の割り当ては、１つ以上のタイムスロットについて固定されているが、１つのメジャーグループ・タイムストライプ内で変化する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第２ビーム行列割当工程は、前記２つ以上のユーザ装置のそれぞれに対して前記１つのメジャーグループの１つ以上のサブチャネルを割り当てる工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記１つのタイムスロット中に１つのユーザ装置に対して複数のメジャーグループのサブチャネルを割り当てる工程をさらに含み、複数のメジャーグループのサブチャネルは、前記１つのタイムスロット中に同じ１つのビーム行列を通じて送信される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記１つのビーム行列は第１のビーム行列であり、前記１つのメジャーグループは第１のメジャーグループであり、前記２つ以上のユーザ装置は第１のユーザ装置及び第２のユーザ装置を含み、前記第１のビーム行列は前記複数のユーザ装置のうちの第３のユーザ装置に対するユーザデータのダウンリンク送信についての最良のビーム行列であり、前記方法は、前記１つのタイムスロット中に第３のユーザ装置を第２のビーム行列及び第２のメジャーグループに対して割り当てる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
第２ビーム行列割当工程は、前記２つ以上のユーザ装置のそれぞれについて、
複数の重み付けベクトル集合の各重み付けベクトル集合に関連してビーム形成メトリックを計算する工程であって、各重み付けベクトル集合は、それぞれ複数の重み付けベクトルを含み、前記複数のビーム行列のうちの１つのビーム行列と関連付けられている、前記工程と、
前記２つ以上のユーザ装置の各ユーザ装置を該ユーザ装置について計算された前記ビーム形成メトリックに基づいて１つのビーム行列及びメジャーグループに対して割り当てる工程とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
第２ビーム行列割当工程は、前記２つ以上のユーザ装置の各ユーザ装置を前記１つのメジャーグループの１つ以上のサブチャネルに対して割り当てる工程を含み、前記方法は、前記２つ以上のユーザ装置のうちの少なくとも１つのユーザ装置に対し、前記１つのメジャーグループにおいて該ユーザ装置に対して割り当てられたサブチャネル以外の基準信号を監視するように指示する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
無線通信システムにおいて一部使用型サブチャネル（ＰＵＳＣ）メジャーグループをスケジューリングするように構成される装置であって、
複数のＰＵＳＣメジャーグループの各メジャーグループに対して複数のビーム行列のうちの１つのビーム行列を割り当て、複数のユーザ装置の各ユーザ装置から、該ユーザ装置と関連付けられたチャネル応答の指標を提供するアップリンク信号を受信し、前記複数のユーザ装置の各ユーザ装置について、前記ユーザ装置から受信されたチャネル品質の指標に基づいて、前記メジャーグループに割り当てられた複数のビーム行列から１つのビーム行列を選択するとともに、前記複数のメジャーグループから、選択したビーム行列が割り当てられた関連する１つのメジャーグループを選択して、それらを前記ユーザ装置に割り当て、前記複数のユーザ装置の各ユーザ装置を割り当てるビーム行列及びメジャーグループの選択結果に基づいて、前記複数のユーザ装置のうちの前記２つ以上のユーザ装置を同じ１つのタイムスロット中に同じ１つのビーム行列及び１つのメジャーグループに対して割り当てるように構成されたプロセッサを備え、情報が符号化されて前記ビーム行列を通じて送信される、装置。
【請求項１０】
前記複数のＰＵＳＣメジャーグループの各メジャーグループに対するビーム行列の割り当ては、１つのメジャーグループ・タイムストライプについて固定されている、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記複数のＰＵＳＣメジャーグループの各メジャーグループに対するビーム行列の割り当ては、１つ以上のタイムスロットについて固定されているが、１つのメジャーグループ・タイムストライプ内で変化する、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記プロセッサが、前記２つ以上のユーザ装置のそれぞれに対して前記１つのメジャーグループの１つ以上のサブチャネルを割り当てることにより、同じ１つのタイムスロット中に同じ１つのビーム行列及びメジャーグループに対して前記複数のユーザ装置のうちの２つ以上のユーザ装置を割り当てるように構成されている、請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記プロセッサが、前記１つのタイムスロット中に１つのユーザ装置に対して複数のメジャーグループのサブチャネルを割り当てるようにさらに構成されており、複数のメジャーグループのサブチャネルは、前記タイムスロット中に同じ１つのビーム行列を通じて送信される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記１つのビーム行列は第１のビーム行列であり、前記１つのメジャーグループは第１のメジャーグループであり、前記２つ以上のユーザ装置は第１のユーザ装置及び第２のユーザ装置を含み、前記第１のビーム行列は前記複数のユーザ装置のうちの第３のユーザ装置に対するユーザデータのダウンリンク送信についての最良のビーム行列であり、前記プロセッサが、前記１つのタイムスロット中に第３のユーザ装置を第２のビーム行列及び第２のメジャーグループに対して割り当てるようにさらに構成されている、請求項９に記載の装置。
【請求項１５】
前記プロセッサが、前記２つ以上のユーザ装置の各々について、
複数の重み付けベクトル集合の各重み付けベクトル集合に関連してビーム形成メトリックを計算することであって、各重み付けベクトル集合は、それぞれ複数の重み付けベクトルを含み、前記複数のビーム行列のうちの１つのビーム行列と関連付けられていることと、
前記２つ以上のユーザ装置の各ユーザ装置を該ユーザ装置について計算された前記ビーム形成メトリックに基づいて１つのビーム行列及びメジャーグループに対して割り当てることとにより、
前記複数のユーザ装置の２つ以上のユーザ装置を、同じ１つのタイムスロット中に同じ１つのビーム行列及びメジャーグループに対して割り当てるように構成されている、請求項９に記載の装置。
【請求項１６】
前記プロセッサが、前記２つ以上のユーザ装置の各ユーザ装置を前記１つのメジャーグループの１つ以上のサブチャネルに対して割り当てることにより、同じ１つのタイムスロット中に同じ１つのビーム行列及びメジャーグループに対して前記複数のユーザ装置のうちの２つ以上のユーザ装置を割り当てるように構成されており、前記プロセッサは、前記２つ以上のユーザ装置のうちの少なくとも１つのユーザ装置に対し、前記１つのメジャーグループにおいて該ユーザ装置に対して割り当てられたサブチャネル以外の基準信号を監視するように指示するようにさらに構成されている、請求項９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、無線通信システムに関し、特に、固定ビームを使用した無線通信システムにおけるユーザのスケジューリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、マルチアンテナを含む送信技術は、大抵は、送信アルゴリズムによって使用されるチャネル応答情報のレベル又は程度に応じて、開ループ又は閉ループとして分類される。開ループ技術は、送信装置と受信装置との間の空間チャネル応答の情報に依存しない。それらは、通常、フィードバックを含まないか、基地局ユニットが異なる開ループ技術間で選択に使用することができる長期統計情報のフィードバックを含む。
【０００３】
閉ループ送信技術は、マルチアンテナから送信される情報を重み付けするためにチャネル応答の情報を利用する。閉ループ送信アンテナアレイが適応的に動作するのを可能とするために、アレイは、チャネル応答、その統計量若しくは特性、又は、それらの組み合わせを含む送信機のアンテナの各々と受信機のアンテナの各々との間のチャネル状態情報（ＣＳＩ）から得られる送信重み付けを適用する必要がある。ＣＳＩを得るための１つの方法は、受信機（例えば移動局（ＭＳ）又はユーザ装置（ＵＥ））と送信機（例えば基地局（ＢＳ））との間のフィードバックチャネルによるものある。このＣＳＩフィードバックチャネルは、例えば、チャネルのアナログフィードバック、統計量のアナログフィードバック（例えば共分散行列若しくは１つの固有ベクトル／複数の固有ベクトル）、統計量の量子化フィードバック、チャネルの量子化フィードバック、又は、コードブックフィードバック等、当該技術分野において公知の任意の技術から構成されてもよい。時分割複信（ＴＤＤ）システムにおいてＣＳＩを得るための他の方法は、マルチパスチャネル相反性を利用すること及び所望の受信機から受信された前の送信から必要なＣＳＩを計算することである。
【０００４】
閉ループ送信に必要とされるＣＳＩがフィードバックチャネルを介して得られたとき、送信機は、受信機が送信機のアンテナと受信機のアンテナとの間のチャネルを推定するのを可能とする方法を有する必要がある。送信機のアンテナと受信機アンテナとの間のチャネル推定はまた、開ループ及び閉ループ送信の双方に適用可能な変調及び符号化率（ＭＣＳ）、サブバンド選択を含む非空間フィードバック情報の計算に必要とされる。受信機によるチャネル推定を可能とするための通常の方法は、本質的にチャネルを測定する送信アンテナの各々からパイロット信号（基準シンボルとしても知られる）を送る送信機によるものである。パイロット信号は、送信機及び受信機の双方によって既知の一連のシンボルである。そして、移動局は、ＣＳＩフィードバックを決定するために使用されることができるチャネル推定値を計算するためにパイロット信号を使用する。
【０００５】
ＴＤＤシステムにおいて、閉ループ送信に必要とされるＣＳＩがマルチパスチャネル相反性を利用することによって得られる場合、移動局は、ＢＳがアップリンク（ＵＬ）チャネルを計算するのを可能とする特殊なサウンディング波形を送ることができる。そして、ＢＳ送信アンテナとＭＳ受信アンテナとの間のダウンリンクチャネルは、相反性の仮定のもとに推定される。場合によっては、特殊なサウンディング波形は必要とされず、ＢＳは、単に以前のＵＬ送信信号（例えばデータ又は制御送信信号）を利用することができる。
【０００６】
例えば、ここで図１を参照すると、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）周波数帯域幅の時間−周波数の図１００は、ＯＦＤＭＡ周波数帯域幅内のメジャーグループ分布の一部使用型サブチャネル（ＰＵＳＣ）の分布を図示している。図１００の時間−周波数の縦軸は、周波数帯域幅の周波数（周波数サブキャリア）の複数のブロックを表している。時間−周波数図１００の横軸は、割り当てられ得るサブフレーム、例えばタイムスロット・インターバル１０１〜１０３等の時間の複数のブロックを表している。メジャーグループ・スケジューリング期間は、メジャーグループ・タイムストライプとしても知られており、通常、１つのフレームを含む。フレームは、複数のタイムスロット・インターバルを含み、各タイムスロット・インターバルは、１つ以上のタイムスロットを含む。
【０００７】
ＷｉＭＡＸ  ２０ＭＨｚ（メガヘルツ）帯域幅は、１２０個の物理クラスタを含み、クラスタは、ＯＦＤＭＡシンボルを通じて、１４個の連続したサブキャリア、すなわち、１２個のデータサブキャリア及び２個のパイロットサブキャリアを含む。１２０個のクラスタは、論理クラスタを形成するように再付番されており、論理クラスタは、複数のメジャーグループを形成するようにグループ化されている。そして、ＷｉＭＡＸダウンリンク（ＤＬ）は、図１００の時間−周波数のメジャーグループ１、メジャーグループ２、及びメジャーグループ３等、６個のメジャーグループを含み、各メジャーグループは、６又は８個の論理クラスタを含む。メジャーグループ内のサブキャリアはサブチャネルにまとめられており、サブチャネルは、割り当ての最小単位を形成している。そして、ユーザ又はユーザ装置（ＵＥ）は、メジャーグループ内の１つ以上のサブチャネル上でデータ送信を受信するように割り当てられている。
【０００８】
メジャーグループのパイロットは、メジャーグループの周波数帯域幅にわたって分配され、ＵＥが送信されたデータを復調するのを可能とするために基地局（ＢＳ）とＵＥとの間のチャネルを推定するようにＵＥによって使用される。ＤＬにおける閉ループ送信を可能とするために、ＵＥはまた、割り当てられたメジャーグループのパイロットを監視することもでき、例えば、共分散行列若しくは任意の他のタイプの行列、固有ベクトル、チャネル品質の平均及び分散、受信信号品質情報、チャネル周波数応答、又は、当該技術分野において公知の任意の他のタイプのチャネルフィードバック等の統計的フィードバック等、パイロットの測定に基づいて判定されたチャネル状態情報（ＣＳＩ）をＢＳに対してフィードバックすることができる。一方、相反性が利用されるＴＤＤにおいて、閉ループＤＬ送信を可能とするためのＣＳＩは、サウンディング、データ送信又は制御送信信号等、ＵＬ送信信号から判定することができる。そして、ＣＳＩに基づいて、ＢＳは、メジャーグループにわたってＵＥに対する送信用のＤＬ信号をビーム形成するために、最適なビーム形成重み付けを決定することができる。
【０００９】
ＰＵＳＣサブチャネル化によるＯＦＤＭＡ送信についてのＩＥＥＥ８０２．１６−２００９規格において、１つのメジャーグループのパイロットは、そのメジャーグループに属する全てのサブチャネル間で共有される。１つのメジャーグループ内でサブチャネル上のデータを受信するように割り当てられた全てのＵＥは、それらの受信データを復調するために同じパイロットの組を利用する。適応型閉ループ送信が相反性を利用することによって可能とされるＴＤＤ配置において、１つのメジャーグループ内及びタイムスロット・インターバル（図１を参照）内のパイロットは、パイロット及びデータの双方が同一チャネル集合を経由するように、データと同様にビーム形成される必要がある。データ送信において使用される送信重み付けのＭＳを情報として与える用意がないことから、パイロットは、この状況において「ブロードキャスト」又は「送信アンテナ毎」とすることができない。（ブロードキャスト又はアンテナ毎のパイロットを用いた場合、ＵＥは、アンテナ毎のＤＬチャネル及び送信重み付けの双方を知る必要がある。）この共有パイロット制約の結果として、１つのメジャーグループの全てのサブチャネルは、同様にしてビーム形成される必要がある。さらなる結果として、したがって、異なる組の送信重み付けを用いて異なるサブチャネル上で他のユーザに対してビーム形成することとともに、１組の送信重み付けを用いて１つのサブチャネル上で単一ユーザに対して１つのメジャーグループ内及びタイムスロット内でビーム形成することは不可能である。用語「メジャーグループ・タイムスロット」が、周波数における１つのメジャーグループ且つ時間における１つのタイムスロット・インターバルから構成される時間−周波数リソースの部分を称して使用されるということに留意されたい。さらにまた、用語「メジャーグループ・タイムストライプ」が、周波数における１つのメジャーグループ且つ時間における１つのタイムストライプ全体から構成される時間−周波数リソースの部分を示すということに留意されたい（タイムストライプは、複数の連続したタイムスロット・インターバルから構成される１つのフレームを称する）。
【００１０】
これらの制約の結果として、ＰＵＳＣサブチャネル化を使用するＷｉＭＡＸシステムにおいて、ダウンリンクデータをビーム形成するのに使用される送信重み付けは、少なくともメジャーグループ・タイムスロットにわたって固定される必要がある。さらにまた、ビーム形成送信重み付けが、各ユーザについて適応的且つ一意に計算される場合には、ユーザのＣＳＩにしたがってメジャーグループ・タイムスロット全体がビーム形成されることから、単一ユーザのみが１つのメジャーグループ・タイムスロットに対して割り当てられることができる。結果として、各ユーザについて適応的且つ一意に送信重み付けを使用する８０２．１６ｅ−ＯＦＤＭＡシステムは、１つのメジャーグループ・タイムスロットの最小割り当て制約を有する。あいにく、小さいサイズのパケットを用いた場合、この最小割り当て制約は、大抵、割り当てられない（無駄になる）リソースをもたらし得る。例として図１を参照すると、図示されたタイムスロット・インターバルにおいて、第１のＵＥを対象としたＤＬ信号は、メジャーグループ１及びビーム１にわたってＵＥに対して送信され、第２のＵＥを対象としたＤＬ信号は、メジャーグループ２及びビーム２にわたって第２のＵＥに対して伝送され、第３のＵＥを対象としたＤＬ信号は、メジャーグループ３及びビーム３にわたって第３のＵＥに対して送信され、以下同様である。
【００１１】
この状況においてＵＥがダウンリンク上でデータを受信したとき、これらの制約は、ＵＥが使用できるチャネル推定アルゴリズムにおいて追加の制約を生じさせる。その割り当てについてチャネルを推定したとき、ＵＥは、一般に、復号を試みているデータとして同一チャネルを経由するパイロットのみを使用する必要がある（さもなければチャネル推定性能は低下することになる）。結果として、各ＵＥについて適応的且つ一意に送信重み付けを使用する８０２．１６ｅ−ＯＦＤＭＡシステムにおいて、ＵＥは、チャネル推定のためにその割り当てのほかにパイロットを使用しなくてもよい。したがって、上述した制約の結果として、各メジャーグループ・タイムストライプについて、ＵＥ毎のＤＬチャネル割り当て粒度は、メジャーグループ・タイムスロット全体であり、各ビームは、１つのＵＥと一意に関連付けられる。ユーザのデータがメジャーグループの全帯域幅を消費しない場合、例えば、ユーザトラフィックがＶｏＩＰ（ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル）送信等における多数の小さいデータパケットから構成される場合には、そのメジャーグループの残りの部分は、使用されずに残り、帯域幅は無駄になる。特定サイズのデータパケットについての帯域幅の必要条件（すなわち、必要とされる時間−周波数割り当てサイズ）が、ＭＩＭＯ−マトリクスＢ送信スキームが使用されないときよりもさらに小さいことから、この問題は、ＭＩＭＯ−マトリクスＢ送信スキームが使用されるときに悪化する。さらに、ＵＥについて適応的且つ一意に計算される送信重み付けを使用する閉ループＷｉＭＡＸシステムにおいて、ＵＥは、ＤＬ復調についてチャネルを推定するためのその割り当てに属するパイロットのみを使用してもよいが、その割り当て以外のパイロットがＵＥによって使用可能である状況と比較して準最適なＤＬチャネル推定性能をもたらし得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、従来の無駄になるシステム能力を有さず且つ従来の閉ループ・フィードバック・スキームよりも改善されたＤＬチャネル推定を提供する、ビーム形成及びＤＬスケジューリングの改善されたシステムについての必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
従来の無駄になるシステム能力を有さず且つ従来の閉ループ・フィードバック・スキームを通じて改善されたＤＬチャネル推定を提供するビーム形成及びＤＬスケジューリングの改善されたシステムを提供する方法及び装置についての必要性に対処するために、サブチャネルの一部を使用する、サブチャネル一部使用型（ＰＵＳＣ）メジャーグループをスケジューリングするＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、複数のＰＵＳＣメジャーグループの各メジャーグループに対して複数のビームのうちの１つのビーム行列を割り当て、複数のユーザ装置の各ユーザ装置から、ユーザ装置と関連付けられたチャネル応答の指標を提供するアップリンク信号を受信し、複数のユーザ装置の各ユーザ装置について、ユーザ装置から受信されたチャネル品質の指標に基づいて、ユーザ装置を割り当てるようにビーム行列及びメジャーグループを判定し、複数のユーザ装置の各ユーザ装置を割り当てるビーム行列及びメジャーグループの判定結果に基づいて、複数のユーザ装置のうちの２つ以上のユーザ装置を同じ１つのタイムスロット中に同じ１つのビーム行列及びメジャーグループに対して割り当てることによるＯＦＤＭＡ通信システムが提供される。ここで、情報は、ビーム行列を通じてユーザ装置に対して送信される。さらにまた、情報は、空間ダイバーシチ送信スキーム（例えばＷｉＭＡＸにおける行列Ａ）を介して又は空間多重化送信スキーム（例えばＷｉＭＡＸにおける行列Ｂ）を介してビーム行列を通じて送信されてもよい。
【００１４】
一般に、本発明の実施形態は、無線通信システムにおけるＰＵＳＣメジャーグループをスケジューリングする方法を包含する。本方法は、複数のＰＵＳＣメジャーグループの各メジャーグループに対して複数のビームのうちの１つのビーム行列を割り当てることと、複数のユーザ装置の各ユーザ装置から、ユーザ装置と関連付けられたチャネル応答の指標を提供するアップリンク信号を受信することと、複数のユーザ装置の各ユーザ装置について、ユーザ装置から受信されたチャネル品質の指標に基づいて、ユーザ装置を割り当てるようにビーム行列及びメジャーグループを判定することと、複数のユーザ装置の各ユーザ装置を割り当てるビーム行列及びメジャーグループの判定結果に基づいて、複数のユーザ装置のうちの２つ以上のユーザ装置を同じ１つのタイムスロット中に同じ１つのビーム行列及びメジャーグループに対して割り当てることとを含み、情報がビーム行列を通じてユーザ装置に対して送信される。さらにまた、情報は、空間ダイバーシチ送信スキーム（例えばＷｉＭＡＸにおける行列Ａ）を介して又は空間多重化送信スキーム（例えばＷｉＭＡＸにおける行列Ｂ）を介してビーム行列を通じて送信されてもよい。
【００１５】
本発明の他の実施形態は、無線通信システムにおけるＰＵＳＣメジャーグループをスケジューリングすることができる装置において、複数のＰＵＳＣメジャーグループの各メジャーグループに対して複数のビームのうちの１つのビーム行列を割り当て、複数のユーザ装置の各ユーザ装置から、ユーザ装置と関連付けられたチャネル応答の指標を提供するアップリンク信号を受信し、複数のユーザ装置の各ユーザ装置について、ユーザ装置から受信されたチャネル品質の指標に基づいて、ユーザ装置を割り当てるビーム行列及びメジャーグループを判定し、複数のユーザ装置の各ユーザ装置を割り当てるビーム行列及びメジャーグループの判定結果に基づいて、複数のユーザ装置のうちの２つ以上のユーザ装置を同じ１つのタイムスロット中に同じ１つのビーム行列及びメジャーグループに対して割り当てるように構成されたプロセッサを含み、情報がビーム行列を通じてユーザ装置に対して送信される装置を包含する。さらにまた、情報は、空間ダイバーシチ送信スキーム（例えばＷｉＭＡＸにおける行列Ａ）を介して又は空間多重化送信スキーム（例えばＷｉＭＡＸにおける行列Ｂ）を介してビーム行列にわたって送信されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）周波数帯域幅の時間−周波数の図。
【図２】本発明の個々の実施形態にかかるＯＦＤＭＡ通信システムのブロック図。
【図３】本発明の個々の実施形態にかかる図２の通信システムのユーザ装置のブロック図。
【図４】本発明の個々の実施形態にかかる図２の通信システムの基地局のブロック図。
【図５】本発明の実施形態にかかる図４の基地局のプロセッサのアーキテクチャのブロック図。
【図６】本発明の個々の実施形態にかかる図２の基地局のデュアルアンテナ・アクセスポイント（「デュアルＤＡＰ」）基地局アンテナ構成のブロック図。
【図７】本発明の実施形態にかかる図６のペアを成す「デュアルＤＡＰ」構成内の第１のアンテナ組み合わせ及び順序を示す図。
【図８】本発明の実施形態にかかる図６のペアを成す「デュアルＤＡＰ」構成内の第２のアンテナ組み合わせ及び順序を示す図。
【図９】本発明の実施形態にかかる図２の基地局のフルアレイ送信ミキシングモードに対する重み付けを適用するための概略図。
【図１０】本発明の実施形態にかかる図２の基地局のサブアレイ送信ミキシングモードに対する重み付けを適用するための概略図。
【図１１】本発明の個々の実施形態にかかる図２の通信システムによって使用され得るＯＦＤＭＡ周波数帯域幅の時間−周波数の図。
【図１２】本発明の個々の実施形態にかかるダウンリンク送信についてのユーザ装置のスケジューリング及びそれらの送信のビーム形成において図２の通信システムによって実行される方法を図示する論理フロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
当業者は、図面における要素が簡明化のために図示されており、必ずしも縮尺どおりに描かれてはいないということを理解するはずである。例えば、図面における一部の要素の寸法は、本発明の個々の実施形態の理解の向上に役立つために他の要素に対して誇張され得る。また、商業的に実現可能な実施形態において有益又は必要な一般的でよく理解されている要素は、大抵、これらの本発明の個々の実施形態の障害となる表示を少なくして容易にするために図示されない。
【００１８】
本発明は、図２〜図１２を参照してより詳細に記載され得る。図２は、本発明の個々の実施形態にかかる無線通信システム２００のブロック図である。通信システム２００は、携帯電話機、無線電話機、無線周波数（ＲＦ）能力を有する携帯情報端末機（ＰＤＡ）、又は、ラップトップコンピュータ等のディジタル端末装置（ＤＴＥ）に対するＲＦアクセスを提供する無線モデム等の複数のユーザの装置（ＵＥ）２０１〜２０８（８個示されている）を含むが、これらに限定されない。様々な技術において、ＵＥは、移動局（ＭＳ）、加入者ユニット（ＳＵ）、加入者局（ＳＳ）、アクセス端末装置（ＡＴ）等と称され得る。通信システム２００は、さらに、マルチ入力・マルチ出力（ＭＩＭＯ）通信をサポートし、且つ、ＢＳのセル又はセルのセクタ等のサービスエリア２１２内に存在するＵＥ２０１〜２０８等のユーザの装置（ＵＥ）に対して対応する無線インターフェース２１４を介して通信サービスを提供するノードＢ、ｅノードＢ、アクセスポイント（ＡＰ）、又は、ベーストランシーバ基地局（ＢＴＳ）等の少なくとも１つの基地局（ＢＳ）２１０を含む。無線インターフェース２１４は、パイロットチャネルや複数のトラフィックチャネルを含む複数の制御／信号チャネルを含む複数の通信チャネルを同様に各々備えるダウンリンク（ＤＬ）２１６及びアップリンク（ＵＬ）２１８を含む。
【００１９】
ＢＳ２１０は、さらに、ＢＳによって提供されるＵＥ２０１〜２０８等のＵＥについてのＤＬ及びＵＬデータ送信をスケジューリングし、そのような送信についてメジャーグループ及びビーム行列に対してＵＥを割り当てる等、ＢＳによって実行されるものとして本願明細書において記載されるスケジューリング機能を実行するスケジューラ２２０を含む。しかしながら、本発明の他の実施形態において、スケジューラ２２０は、ＢＳ２１０から分離していてＢＳ２１０と通信する他のネットワーク要素内に存在してもよい。
【００２０】
通信システム２００は、無線インターフェースを介してデータを送信する直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）変調スキームを使用する広帯域通信システムを含み、通信システムによって使用される周波数帯域幅は、所定の期間、複数の周波数サブチャネルに分割される。サブチャネルは、ＢＳ２１０によって割り当てられ得る最小周波数リソース単位である。各サブチャネルは、複数の直交周波数サブキャリアを含み、サブキャリアは、トラフィック及び信号チャネルがＴＤＭ若しくはＴＤＭ／ＦＤＭの方法で送信される物理層チャネルである所定数のＯＦＤＭシンボル又はタイムスロットを通じて、帯域幅にわたって連続的であってもよく分散していてもよい。
【００２１】
さらに、通信システム２００は、好ましくは、無線システムパラメータ並びに呼び出しセットアップ及び処理手順を含む無線通信システム動作プロトコルを規定するＩＥＥＥ８０２．１６ｅ規格にしたがって動作するＷｉＭＡＸ通信システムを含む。ＷｉＭＡＸ  ２０ＭＨｚ（メガヘルツ）帯域幅は、１２０個の物理クラスタを含み、クラスタは、ＯＦＤＭＡシンボルを通じて、１４個の連続したサブキャリア、すなわち、１２個のデータサブキャリア及び２個のパイロットサブキャリアを含む。１２０個のクラスタは、論理クラスタを形成するように再付番されており、論理クラスタは、一部使用型サブチャネル（ＰＵＳＣ）メジャーグループを複数形成するようにグループ化されている。そして、ＷｉＭＡＸダウンリンク（ＤＬ）は、６個のメジャーグループを含み、各メジャーグループは、６又は８個の論理クラスタを含み、したがって、帯域幅にわたって分散しているサブキャリアを含む。そして、サブキャリアは、各メジャーグループ内でサブチャネルにマッピングされている。しかしながら、当業者は、通信システム２００が、他のＷｉＭＡＸ通信システム（例えば５ＭＨｚ若しくは１０ＭＨｚ  ＷｉＭＡＸシステム）、３ＧＰＰ（第３世代パートナーシップ・プロジェクト）のＬＴＥ（ロング・ターム・エボリューション）若しくは３ＧＰＰ２エボリューション、又は、例えばＣＤＭＡ（符号分割多元接続）２０００  １ＸＥＶ−ＤＶ通信システム等のフェーズ２通信システム、例えば、８０２．１１ａ／ハイパーＬＡＮ２、８０２．１１ｇ、若しくは、８０２．１６規格等のＩＥＥＥ（電気電子技術者協会）８０２．ｘｘ規格によって表される無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）通信システム、又は、多数提案されている超広帯域無線（ＵＷＢ）通信システム等、ＯＦＤＭＡ変調スキームを使用する任意の無線遠隔通信システムにしたがって動作してもよいということを理解する。
【００２２】
ここで図３及び図４を参照すると、本発明の個々の実施形態にかかるＵＥ２０１〜２０８等のＵＥ３００と、ＢＳ２１０とのブロック図が提供される。ＵＥ３００及びＢＳ２１０の各々は、１つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）、それらの組み合わせ、又は、当業者にとって公知の他の装置等の各プロセッサ３０２、４０２を含む。プロセッサ３０２及び４０２、したがって、ＵＥ３００及びＢＳ２１０の各々の特定の動作／機能は、データ及び対応するプロセッサによって実行され得るプログラムを格納するランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）、及び／又は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、又は、それらの等価物等、プロセッサと関連付けられた少なくとも１つの各記憶装置３０４、４０４に格納されたソフトウェア命令及びルーチンの実行によって決定される。少なくとも１つの記憶装置３０４及び４０４の各々は、さらに、コードブックベースのフィードバックの実装のために各コードブック３０５、４０５を保持してもよい。
【００２３】
ＢＳ２１０のプロセッサ４０２は、ＢＳの少なくとも１つの記憶装置４０４に格納されたソフトウェア命令及びルーチンに基づいてスケジューラ２２０を実装する。しかしながら、例えばＢＳに対して結合された別個のスケジューリングモジュール（図示しない）又はアクセスネットワークコントローラ（図示しない）等、スケジューラ２２０がＢＳから分離していてＢＳと通信するネットワーク要素に含まれる場合、スケジューラは、それ自身のプロセッサと、データ及び対応するプロセッサによって実行され得るプログラムを格納する少なくとも１つの記憶装置とを備えていてもよく、又は、ネットワーク要素の少なくとも１つの記憶装置に格納されたソフトウェア命令及びルーチンに基づいてネットワーク要素のプロセッサによって実装されていてもよい。
【００２４】
ＵＥ３００及びＢＳ２１０の各々は、さらに、ＵＥ又はＢＳのプロセッサ３０２、４０２に対して結合された各トランシーバ３０６、４０６を含む。各トランシーバ３０６、４０６は、無線インターフェース２１４等の介在する無線インターフェースを介してＵＥ２０１〜２０８と信号を交換する受信回路（図示しない）及び送信回路（図示しない）を含む。ＵＥ３００は、１つ以上のアンテナ３０８を含み、ＵＥがマルチアンテナを含む場合には、ＭＩＭＯ通信をサポートしてもよい。例えば、ＵＥ３００は、２つのアンテナを含み、２つのアンテナのうちの第１のアンテナは、ＵＥ（送信アンテナ）による送信に使用される一方で、２つのアンテナのうちの第１のアンテナ及び第２のアンテナがＵＥ（受信アンテナ）による信号の受信に使用されてもよい。ＢＳ２１０は、トランシーバ４０６と通信し且つマルチアンテナ４１１〜４１４（４個示されている）を備えるアンテナアレイ４１０を含む。アンテナアレイによってサービス提供されるセル又はセクタ等、ＢＳのサービスエリア内に位置するＵＥに対する信号の送信にアンテナアレイを利用することにより、ＢＳは、信号の送信にＭＩＭＯ技術を利用することが可能となる。
【００２５】
ＢＳ２１０は、さらに、プロセッサ４０２によって実行され、信号をビーム形成するのに使用されるプリコーダ又は任意の他のタイプの信号重み付け装置等の重み付け回路４０３を含む。用語「ビーム」は、１つの信号経路をビーム形成するのに使用される重み付けベクトルを称するように本願明細書において使用される。用語「ビーム行列」は、複数の信号経路又はストリーム（各ビームについて１つの経路又はストリーム）をビーム形成する重み付け行列を称するように本願明細書において使用される。本発明の他の実施形態において、重み付け回路４０３は、プロセッサ４０２から分離していてプロセッサ４０２に対して結合されているＢＳ２１０内にあってもよい。重み付け回路４０３は、無線インターフェースを介在してダウンリンクを通じてＵＥに対する送信についての信号をビーム形成するために、例えば、共分散行列若しくは任意の他のタイプの行列、固有ベクトル、チャネル品質の平均及び分散、受信信号品質情報、チャネル周波数応答、又は、当該技術分野において公知の任意の他のタイプのチャネルフィードバック等の統計的フィードバック等、ＵＥによってフィードバックされたチャネル状態情報（ＣＳＩ）に基づいて、ＢＳのマルチアンテナ４１１〜４１４に適用される信号を重み付けする。代わりに、時分割複信（ＴＤＤ）システムにおいて、重み付け回路４０３は、ＵＬ−ＤＬ相反性を利用し、サウンディング、データ送信又は制御送信信号等、ＵＬ送信信号に基づいて、ＢＳのマルチアンテナ４１１〜４１４に適用される信号を重み付けしてもよい。
【００２６】
ここで図５を参照すると、本発明の実施形態にかかるＢＳ２１０のプロセッサ４０２のアーキテクチャが提供される。図５に図示されているように、ＢＳ２１０は、送信に先立って送信スキームが周波数領域で実行されるＯＦＤＭ等の周波数領域指向性送信システムを実装する。図５に図示されているように、プロセッサ４０２は、送信についてのデータストリーム５０２を受信してビーム形成する周波数領域重み付け回路４０３と、周波数領域重み付け回路に対して接続された１つ以上の逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部５０６と、ＩＦＦＴ部に対して接続されたサイクリック・プレフィクス（ＣＰ）加算器５０８と、ＣＰ加算器に対して結合された出力フィルタ５１０とを備える。しかしながら、本発明の他の実施形態において、重み付け回路４０３は、プロセッサ４０２から分離していてプロセッサ４０２に対して結合されているＢＳ２１０内にあってもよい。
【００２７】
プロセッサ４０２は、周波数領域重み付け回路４０３に対して１つ以上のデータストリーム５０２を送る。周波数領域重み付け回路４０３は、周波数領域において各サブキャリアに対して重み付け因子（ビーム又はビーム行列）を適用することにより、図９及び図１０に図示されているように重み付け機能を実行する。したがって、送信信号は、空間的に若しくは周波数として又はその双方の何れかとして調整されることができる。そして、周波数領域重み付け回路４０３の出力は、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部５０６によって時間領域に変換される。サイクリック・プレフィクスが、当該技術分野において公知のサイクリック・プレフィクス（ＣＰ）加算器５０８において加算され、その後、アンテナアレイ４１０のアンテナを介した無線周波数（ＲＦ）処理及び送信のためにトランシーバ４０６に対して出力信号を送る前に、送信フィルタリングが出力フィルタ５１０において実行される。
【００２８】
ここで図６〜図８を参照すると、本発明の個々の実施形態において、ＢＳ２１０のアンテナアレイ４１０は、線状アンテナアレイを有する又は２つの交差偏波対アンテナを有するデュアル・ダイバーシチ・アクセス・ポイント（「デュアルＤＡＰ」）として構成されていてもよい。
【００２９】
図６は、本発明の個々の実施形態にかかる２つのペアを成す交差偏波アンテナを有する「デュアルＤＡＰ」基地局アンテナ構成６００を図示している。図６〜図８に図示された「デュアルＤＡＰ」構成において、アンテナアレイ４１０は、２波長（２λ）だけ離隔された２ペアを成すの＋／−４５°傾斜偏波アンテナを備える。図６に図示されているように、２つのペアを成す交差偏波アンテナを有する「デュアルＤＡＰ」基地局アンテナ構成６００において、各アンテナペアは、交差偏波され、ペアを成すアンテナ間において２波長（λ）の間隔を有して配列されたペアを成すアンテナ、すなわち、アンテナ１及び２並びにアンテナ３及び４である。「アンテナ順序」は、ａ（ｉ）＝（１，２，４，３）又は（１，３，４，２）として定義されてもよい。ここで、リストａ（ｉ）は、アンテナインデックスｉに関して物理アンテナ数を規定する。この表記において、最初の２つのエントリは、第１のペアについての物理アンテナである一方で、次の２つのエントリは、第２のペアについてのアンテナである。奇数番目のエントリは、ペアを成す第１のアンテナを示す一方で、偶数番目のエントリは、ペアを成す第２のアンテナを示す。
【００３０】
図７は、図６の「デュアルＤＡＰ」構成についての第１のアンテナ組み合わせ及び順序７００を図示しており、図８は、図６の「デュアルＤＡＰ」構成についてのペアのうちの第２のアンテナ組み合わせ及び順序８００を図示している。「デュアルＤＡＰ」アンテナアレイ構成は、２つの異なるアンテナ順序のいずれかを用いて使用されてもよい。第１のアンテナ組み合わせ及び順序７００は、（１，２，４，３）アンテナ構成である。ここで、アンテナの第１のペアは、細線１、２によって図示されており、アンテナの第２のペアは、太線３、４によって図示されている。第１のアンテナ組み合わせ及び順序７００は、共同設置された交差偏波アンテナがビーム形成のために組み合わせられるようにアンテナ４１１〜４１４をグループ化する。第２のアンテナ組み合わせ及び順序８００は、同じ垂直配向、すなわち、傾斜偏波を有するアンテナがビーム形成のために組み合わせられるようにアンテナ４１１〜４１４をグループ化する（１，３，４，２）アンテナ構成である。第１のペアは、細線を有する（１，２）に対応し、第２の対は、太線を有する（３，４）に対応する。上述したペアのうち、第１のアンテナは実線であり、第２のアンテナは破線である。図７及び図８において、アンテナに付された番号は、どのアンテナインデックスが所定の物理アンテナに対して割り当てられるかを示している。図７において、アンテナ４１１は物理アンテナ１に対応し、アンテナ４１２は物理アンテナ２に対応し、アンテナ４１３は物理アンテナ４に対応し、アンテナ４１４は物理アンテナ３に対応しており、図８において、アンテナ４１１は物理アンテナ１に対応し、アンテナ４１２は物理アンテナ３に対応し、アンテナ４１３は物理アンテナ４に対応し、アンテナ４１４は物理アンテナ２に対応している。
【００３１】
ＢＳ２１０は、さらに、「フルアレイ」送信ミキシングモード若しくはビーム形成構成、又は、「サブアレイ」送信ミキシングモード若しくはビーム形成構成において動作することができる。図９は、ＢＳ２１０がフルアレイ送信ミキシングモードにおいて動作するときの重み付け回路４０３による重み付け適用についての概略図９００である。フルアレイ送信ミキシングモードにおいて、複数の送信ストリーム、この実施例においてはＯＦＤＭサブキャリアｋについてｓ１（ｋ）及びｓ２（ｋ）として表された２つの送信ストリームは、ビーム行列をともに含む２つのビーム重み付けベクトルによって同時に送信される（ビーム形成される）。２つの送信ストリームｓ１（ｋ）及びｓ２（ｋ）は、それぞれ、アンテナアレイ４１０の複数のアンテナ経路の各々について複数のビーム重み付けベクトルに乗算される（ビーム形成される）。したがって、送信ストリームｓ１（ｋ）は、第１のビーム重み付けベクトル、すなわち、重みｖ１１（ｋ）、ｖ２１（ｋ）、ｖ３１（ｋ）及びｖ４１（ｋ）に、乗算器９０１〜９０４、すなわち、第１のアンテナ経路における乗算器９０１、第２のアンテナ経路における乗算器９０２、第３のアンテナ経路における乗算器９０３、及び、第４のアンテナ経路における乗算器９０４を介してそれぞれ乗算される。ここで、ｋは、サブキャリアであり、ｖｉｊ（ｋ）のインデックスｉは、送信アンテナ１、２、３又は４を表し、ｖｉｊ（ｋ）のインデックスｊ（ｊ＝１又は２）は、ストリームを表している。乗算器９０１〜９０４の出力は、それぞれ、加算器９２１〜９２４において合計される。送信ストリームｓ２（ｋ）は、第２のビーム重み付けベクトル、すなわち、重みｖ１２（ｋ）、ｖ２２（ｋ）、ｖ３２（ｋ）及びｖ４２（ｋ）に、乗算器９１１〜９１４、すなわち、第１のアンテナ経路における乗算器９１１、第２のアンテナ経路における乗算器９１２、第３のアンテナ経路における乗算器９１３、及び、第４のアンテナ経路における乗算器９１４を介してそれぞれ乗算される。乗算器９１１〜９１４の出力は、それぞれ、加算器９２１〜９２４において合計される。合計器９２１〜９２４の出力は、送信アレイ４１０の送信アンテナ４１１〜４１４上に出力ｘ１（ｋ）、ｘ２（ｋ）、ｘ３（ｋ）及びｘ４（ｋ）を生成する。
【００３２】
図１０は、ＢＳ２１０がサブアレイ送信ミキシングモードにおいて動作するときの重み付け回路４０３による重み付けの適用についての概略図１０００である。サブアレイ送信ミキシングモードにおいて、複数の送信ストリーム、この実施例においてはｓ１（ｋ）及びｓ２（ｋ）として表された２つの送信ストリームは、ビーム行列をともに備える２つのビーム重み付けベクトルによって同時に送信される（ビーム形成される）。２つの送信ストリームｓ１（ｋ）及びｓ２（ｋ）は、それぞれが、アンテナアレイ４１０の各サブアレイのアンテナ経路の各々について複数のビーム重み付けベクトルに掛け合わされる（ビーム形成される）。したがって、送信ストリームｓ１（ｋ）は、第１の重み付けベクトル、すなわち、重みｖ１１（ｋ）及びｖ１２（ｋ）に、アンテナアレイ４１０の第１のサブアレイのアンテナ４１１への第１のアンテナ経路における乗算器１００１と、アンテナ４１２への第２のアンテナ経路における乗算器１００２とを介して乗算される。ここで、ｋは、サブキャリアであり、ｖｉｊ（ｋ）のインデックスｉ（ｉ＝１又は２）は、ストリームを表し、ｖｉｊ（ｋ）のインデックスｊは、サブアレイのアンテナｊ＝１又は２を表している。アンテナ４１１及び４１２は、基地局２１０からの第１のストリーム送信信号を送信するためのアンテナアレイ４１０の第１のサブアレイである。送信ストリームｓ２（ｋ）は、第２の重み付けベクトル、すなわち、重みｖ２１（ｋ）及びｖ２２（ｋ）に、アンテナアレイ４１０の第２のサブアレイのアンテナ４１３への第１のアンテナ経路における乗算器１００３と、アンテナ４１４への第２のアンテナ経路における乗算器１００４とを介して乗算される。ここでも先と同様に、ｋは、サブキャリアであり、ｖｉｊ（ｋ）のインデックスｉは、ストリーム１又は２を表し、ｖｉｊ（ｋ）のインデックスｊは、サブアレイのアンテナｊ＝１又は２を表している。アンテナ４１３及び４１４は、基地局２１０からの第２のストリーム送信信号を送信するためのアンテナアレイ４１０の第２のサブアレイである。
【００３３】
本発明の実施形態は、好ましくは、ＵＥ２０１〜２０８、ＢＳ２１０、及びスケジューラ２２０の範囲内で、より具体的には、ＵＥ、ＢＳ及びスケジューラと関連付けられた少なくとも１つの記憶装置に格納され且つＵＥ、ＢＳ及びスケジューラと関連付けられたプロセッサによって実行されるソフトウェアプログラム及び命令を有して又はそれらの内部に実装される。しかしながら、当業者は、本発明の実施形態が、代わりに、例えば、集積回路（ＩＣ）、１つ以上のＵＥ２０１〜２０８、ＢＳ２１０、及びスケジューラ２２０内に実装されたＡＳＩＣ等の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及び同類のもの等のハードウェアで実装されてもよいということを理解する。本開示に基づいて、当業者は、過度な実験を行うことなく、ソフトウェア及び／又はハードウェア等を容易に作り出して実装することができる。さらにまた、本願明細書において別段の明記がなければ、ＢＳ２１０によって実行されるものとして本願明細書において記載された機能は、好ましくは、スケジューラ２２０によって実行されるか、あるいは、スケジューラとＢＳの他の要素との間で分散して実行してもよい。
【００３４】
図１１は、本発明の個々の実施形態にかかる通信システム２００によって使用されるＯＦＤＭＡ周波数帯域幅の時間−周波数の図１１００を示している。図１１００の時間−周波数の縦軸は、周波数帯域幅の周波数（周波数サブキャリア）の複数のブロックを表している。上述したように、ＷｉＭＡＸ  ２０ＭＨｚ（メガヘルツ）帯域幅は、１２０個の物理クラスタを含み、クラスタは、ＯＦＤＭＡシンボルを通じて、１４個の連続したサブキャリア、すなわち、１２個のデータサブキャリア及び２個のパイロットサブキャリアを含む。１２０個のクラスタは、論理クラスタを形成するように再付番されており、論理クラスタは、複数のメジャーグループを形成するようにグループ化されている。そして、ＷｉＭＡＸダウンリンク（ＤＬ）は、メジャーグループ１１１１〜１１１３（３個示されている）等の６個のメジャーグループを含み、各メジャーグループは、６又は８個の論理クラスタを含む。各メジャーグループについて、メジャーグループのパイロットは、メジャーグループの周波数帯域幅にわたって分散している。先に述べたように、パイロットは、データと同様にしてビーム形成され、ＵＥが送信プリコーディング又はビーム形成重み付け及びＲＦマルチパスチャネルの集合を含むＤＬチャネルを推定するのを可能とする。
【００３５】
図１１００の時間−周波数の横軸は、タイムスロット・インターバル１１０１〜１１０３等、割り当てられ得るサブフレームの時間の複数のブロックを表している。当該技術分野において公知のように、各タイムスロット・インターバルは、１つ以上のタイムスロット（すなわち、ＯＦＤＭシンボル）を含み、メジャーグループ・タイムストライプ１１０５は、通常、１フレームからなり、複数のタイムスロット・インターバルを含む。
【００３６】
タイムスロット・インターバルは、メジャーグループのスケジューリング及びビーム割り当てが固定され得る最小期間である。すなわち、各メジャーグループについて、メジャーグループ及びメジャーグループのＤＬ送信信号をビーム形成するのに使用される重み付け（すなわち、ビーム行列）についてスケジューリングされた、すなわち、メジャーグループ及び重みに対して割り当てられたＵＥは、タイムスロット・インターバル１１０１〜１１０３を通じて固定される。例えば、タイムスロット・インターバル１１０２について、複数のメジャーグループのうちの第１のメジャーグループ１１１１は、ビーム形成重み付けの第１の集合（又はベクトル）を使用してＢＳ２１０によって生成される第１のビーム行列１１２１を使用して送信され、複数のメジャーグループのうちの第２のメジャーグループ１１１２は、ビーム形成重み付けの第２の集合（又はベクトル）を使用してＢＳ２１０によって生成される第２のビーム行列１１２２を使用して送信され、複数のメジャーグループのうちの第３のメジャーグループ１１１３は、ビーム形成重み付けの第３の集合（又はベクトル）を使用してＢＳ２１０によって生成される第３のビーム行列１１２３を使用して送信され、以下同様である。しかしながら、１つのメジャーグループ・タイムストライプ内で、そのメジャーグループを送信するのに使用されるビーム形成重み付け及び対応するビーム行列は固定されていてもよく、タイムスロット・インターバル毎に変化してもよい。さらに、そのメジャーグループを伝達するのに使用されるビーム形成重み付け及び対応するビーム行列は、タイムストライプ毎に変化してもよく固定されてもよい。さらにまた、１つのメジャーグループのパイロット及びデータが全て同じ１つのチャネル集合を経由するのを確実にするために、１つのメジャーグループのパイロット及びデータは、全て同様にビーム形成される。
【００３７】
１つのメジャーグループ上で送信するために「ビーム行列」を使用することについての上記説明において、用語「ビーム行列」は、１つのメジャーグループ上で２つ以上のストリームがビーム形成される場合を含むように本願明細書において使用されることに留意されたい。上記説明において、複数のデータストリームが１つのビーム行列によってビーム形成されるとき、データストリームは、空間ダイバーシチ送信方法（例えば、ＷｉＭＡＸにおける行列Ａ送信スキーム）を介して符号化される、又は、空間多重化方法（例えば、ＷｉＭＡＸにおける行列Ｂ送信スキーム）を介して符号化される情報からなっていてもよい。
【００３８】
メジャーグループ上でビーム形成するのに使用されるビーム又はビーム行列の集合は、システムの性能を最適化するように注意深く選択されなければならない。例えば、１つのストリームをビーム形成する場合（例えばメジャーグループが８０２．１６ｅにおけるＳＩＭＯ（シングル入力・マルチ出力）ゾーンの一部である場合）に関して、最良の性能のために、メジャーグループで送信するように選択されるビームは、セクタのサービスエリアにおける好ましくは全てのユーザが、セクタが全方向性アンテナを使用する場合よりも良好な性能を有するビームのうちの１つによって扱われることができるように選択される必要がある。一例として、セルのセクタに対するサービスエリアを提供する均一な線状アレイを考える。ビームを選択する１つの方法は、セクタをカバーするいくつかの疑似非重複(quasi-non-overlapping)ビームを選択することである。そのようなビームの集合を計算する方法は、当該技術分野において公知である。他の例として、メジャーグループ上でデータを送信するように選択されるビームは、コードブック・フィードバック・スキームの一部として従来使用されるランク１のビームのコードブックから選択されてもよい。そのようなビームの集合（ビームのコードブック）は、一般に、ユーザが経験し得るチャネル空間の良好なサービスエリアを提供するように選択される。結果として、そのようなコードブックは、一般に、異なるメジャーグループに対して割り当てるように適切なビームの集合を提供する。２つのストリームの場合（例えば８０２．１６ｅシステムにおけるＳＴＣ（時空間符号化）ゾーン）に関して、従来からのランク２のコードブックは、メジャーグループに対して割り当てられるビーム行列の集合として使用されてもよい（この例におけるビーム行列は、２つのストリームがそれによってビーム形成されるＭｘ２ビーム形成行列である）。
【００３９】
システム能力を維持するために、通信システム２００は、所定のメジャーグループ・タイムスロット・インターバルの間のユーザデータのＤＬ送信について、１つのメジャーグループ及び関連するビーム又はビーム行列に対して割り当てられるように複数のＵＥを提供する。すなわち、所定のメジャーグループ及び所定のタイムスロット・インターバルについて、複数のＵＥには、同じ１つのメジャーグループにおいてサブチャネルが割り当てられてもよく、さらに、同じ１つの一ビーム行列に対して割り当てられる。同様に、各ビーム行列は、そのビームに対して割り当てられた１つ以上のＵＥについて最適化されてもよい。例えば、同じ１つのメジャーグループ及びビームが割り当てられた複数のＵＥに対するＤＬ送信信号をビーム形成するのに選択された重みは、複数のＵＥのうちの１つについての最適な重み付けであってもよく、又は、２つ以上の複数のＵＥに対する送信について最適化されているが複数のＵＥのうちの任意の１つについては必ずしも最適でなくてもよい重み付けであってもよい。さらにまた、メジャーグループの周波数帯域幅が制限されていることから、所定のメジャーグループ・タイムスロット・インターバルの間に１つのメジャーグループ及び対応するビームに対して割り当てられたＵＥが全ての利用可能な帯域幅を消費するとき、ビームが「最良の」ビームである追加のＵＥは、所定のタイムスロット・インターバルの間、代わりに２番目に良好なビームに対して割り当てられてもよく、又は、その「最良の」ビームを介してさらに送信される異なるメジャーグループに対して割り当てられてもよい。
【００４０】
したがって、通信システム２００は、１つのＵＥに特に一致させるビームを作り出す従来技術とは対照的に、複数のＵＥを複数のビーム行列の集合のうちの最良の利用可能なビーム行列を一致させる。このビーム割り当てスキームによってもたらされ得る結果が、１つのＵＥに対するユーザデータのＤＬ送信信号をビーム形成するのに利用される重み付けがその特定のＵＥについての最適なビーム形成重み付けではなくてもよいというものである一方で、所定のメジャーグループ・タイムスロット・インターバルの間にユーザデータのＤＬ送信信号について複数のＵＥが１つのビーム及びメジャーグループを共有することから、トレードオフがシステム能力において増大する。結果として、メジャーグループ・リソースは、より効率的に使用される。
【００４１】
さらにまた、ＤＬチャネル推定性能を改善するために、通信システム２００は、サブチャネルが割り当てられた複数のＵＥ以外のパイロットと関連付けられたチャネル品質情報を検出してフィードバックするように１つのＵＥを提供する。この提供は、さらに以下に記載される。
【００４２】
ここで図１２を参照すると、本発明の個々の実施形態にかかるＤＬ送信についてのＵＥのスケジューリング及びそれらの送信のビーム形成において通信システム２００によって実行される方法を図示する論理フロー図１２００が提供される。論理フロー図１２００は、所定のスケジューリング期間、すなわち、ビーム行列及びＰＵＳＣメジャーグループの組み合わせが固定されたままであるメジャーグループ・タイムスロット・インターバル中に、ＢＳ２１０が複数のＰＵＳＣメジャーグループの各ＰＵＳＣメジャーグループに対してビーム行列を割り当てる（１２０４）ときに開始する（１２０２）。各メジャーグループに対するビーム行列の割り当てにおいて、ＢＳは、メジャーグループの割り当てが送信されることになるビーム行列を生成するのに使用されるビーム形成重み付けベクトル集合を選択し、メジャーグループと関連付ける。
【００４３】
すなわち、１つのメジャーグループ・タイムスロット・インターバルの範囲内で、１つ以上のタイムスロット（サブチャネル）を含み、ビーム行列は、固定された状態が継続する。さらにまた、同一のビーム行列がメジャーグループ・タイムストライプ全体の範囲内で同じ１つのメジャーグループによって使用されてもよく、タイムストライプは、複数のメジャーグループ・スロット・インターバルを含む。しかしながら、タイムストライプ中にであって且つ複数のメジャーグループ・タイムスロット・インターバルの間において、メジャーグループに対して割り当てられたビーム行列は、ユーザ、すなわち、ＵＥ要求割り当てをより良好に一致させるように変化してもよい。他の視点からは、ビーム行列は、タイムストライプの整数倍若しくはタイムストライプの一部の間に、又は、タイムストライプの整数倍とタイムストライプの一部との和の間に、メジャーグループに対して割り当てられてもよい。したがって、タイムストライプの間に同じ１つのビーム行列が２つ以上のメジャーグループによって再使用されてもよく、同様に、メジャーグループは、１つのタイムストライプの間に異なるビーム行列を使用してもよい。１つのメジャーグループ・タイムストライプ内の複数のビーム行列について、各メジャーグループには、ＵＥ割り当て要求に依存して、タイムストライプにわたって１つ以上のビーム行列が割り当てられてもよい。すなわち、ＢＳ２１０は、メジャーグループに対して割り当てられたＵＥをより良好に一致させる新たなビーム行列を計算することができる。
【００４４】
複数のＵＥには、タイムスロット・インターバル中に同じ１つのメジャーグループが割り当てられてもよい。そのような各ＵＥには、従来のタイムスロット中に１つのＵＥに対するメジャーグループ全体の割り当てに代えて、タイムスロット・インターバル中にメジャーグループを有する複数のサブチャネルのうちの異なるサブチャネルが割り当てられてもよい。しかしながら、タイムスロット・インターバル中にメジャーグループのサブチャネルが割り当てられたＵＥは、チャネル品質フィードバックを提供する場合、メジャーグループの全てのパイロットを監視し、全ての監視されたパイロットに基づいてフィードバックを提供してもよい。
【００４５】
ビーム行列を生成するのに使用される重み付けベクトル集合の選択、及び、メジャーグループに対するビームの割り当ては、当業者が思い付く任意のアルゴリズム又は割り当てスキームにしたがってもよい。例えば、ビーム行列の各ビームベクトルを生成するのに使用される重み付けベクトル集合の選択は、ＢＳによって扱われるＵＥ２０１〜２０８等の１つ以上のＵＥから受信されたチャネル品質フィードバック又はＵＥからＢＳによって受信されたＵＬ信号に基づくスケジューリング期間、予め決められていてもよく（例えば先に述べたようにコードブックから形成される）、ランダムであってもよく、又は、適応的に決められてもよい。例えば、ビーム行列を生成するのに使用される重み付けベクトル集合の選択は、そのビーム行列を使用する１つのＵＥについてのビーム形成重み付けベクトルの最適な集合の１つ以上の判定、又は、そのビーム行列を使用する複数のＵＥの各々に良好であるが複数のＵＥのうちの任意の１つについては必ずしも最適ではないビーム形成重み付けベクトル集合の判定に基づいていてもよい。同様に、メジャーグループに対するビーム行列の割り当ては、ＢＳによって扱われるＵＥの数、ＢＳによって扱われるＵＥから受信されたチャネル品質フィードバック、ＵＥからＢＳによって受信されたＵＬ信号等の因子に基づいてスケジューリング期間としてもよく、予め決められていてもよく、ランダムであってもよく、又は、適応的に決められてもよい。
【００４６】
そして、ＢＳ２１０は、ユーザとビーム行列の一致を実行する。すなわち、ＢＳは、次のスケジューリング期間におけるユーザデータのＤＬ送信についてスケジューリングされる複数のＵＥ２０１〜２０８の各ＵＥについて、どのビーム行列／メジャーグループのペア、すなわち、どのビーム形成重み付けベクトル及び対応するメジャーグループの集合にＵＥを割り当てるかを判定する（１２０６）。ここで、複数のＵＥ２０１〜２０８のうちの２つ以上のＵＥは、同じ１つのビーム行列／メジャーグループのペアに対して割り当てられてもよい。例えば、ＵＥ２０１〜２０３は、メジャーグループ１１１１及びビーム行列１１２１に対して割り当てられ、ＵＥ２０４〜２０６は、メジャーグループ１１１２及びビーム行列１１２２に対して割り当てられ、ＵＥ２０７及び２０８は、メジャーグループ１１１３及びビーム行列１１２３に対して割り当てられてもよい。さらに、各ＵＥからＢＳ２１０によって受信されたチャネル品質フィードバック、又は、ＵＥからＢＳによって受信されたＵＬ信号に基づいて、ＢＳ２１０は、公知の様々なチャネル割り当てスキームのいずれかにしたがって、割り当てられたメジャーグループの１つ以上のサブチャネルをＵＥに対して割り当てる（１２０８）。
【００４７】
一般に、「最良の」ビーム行列、すなわち、あるメジャーグループ上の１つのＵＥについて最良のビーム形成重み付けベクトル集合はまた、他のメジャーグループについてのＵＥについて「最良の」ビーム行列であるとみなしてもよい。結果として、ビーム行列がメジャーグループに対して恒久的に割り当てられる場合、例えば、メジャーグループ１１１１が常にビーム行列１１２１において送信され、メジャーグループ１１１２が常にビーム行列１１２２において送信される等の場合には、どのメジャーグループが１つのＵＥについて最良であるかの判定は、どのビーム行列がそのＵＥについて最良であるかの判定と同じであり、どのメジャーグループをそのＵＥに対して割り当てるかの判定は、ビーム行列がそのＵＥについて選択されるとすぐに判定され、逆もまた同様である。
【００４８】
１つのＵＥについての「最良の」ビーム行列、すなわち、「最良の」ビーム形成重み付けベクトル集合は、全ての利用可能なビーム形成重み付けベクトル集合及び対応するビームのうち、そのＵＥに対するダウンリンク送信についてビームを最適に形成する、すなわち、そのＵＥに対するダウンリンク信号の送信について最も高い信号品質を提供するビーム又はビーム形成重み付けベクトル集合である。ＷｉＭＡＸシステム（及び他の同様のシステム）における以下の２つの特定の場合を考える。第１は、全ての送信が１つのストリーム送信であって、メジャーグループ・タイムストライプが通常のＳＩＭＯ（シングル入力・マルチ出力）ゾーンの一部である場合に、各メジャーグループが利用可能なビーム形成ベクトル集合から１つのビーム形成重み付けベクトルを割り当てられる場合である。第２は、全ての送信が２つの「仮想」アンテナから送信され、メジャーグループ・タイムストライプがＳＴＣ（時空間符号化）ゾーンの一部である場合に、メジャーグループに対して割り当てられたＵＥに対する２つのストリームをビーム形成するために各メジャーグループが（「仮想」アンテナが形成される数の）ペアを成すビーム形成重み付けベクトルを割り当てられる場合である。ＷｉＭＡＸシステムにおけるＳＴＣゾーンにおいて、時空間符号化スキームは、２つの仮想アンテナにおいて送信されるデータを符号化するように選択される（仮想アンテナは、ビーム行列によって形成される）。２つのＳＴＣスキームは、ＷｉＭＡＸシステム、すなわち、行列Ａ及び行列Ｂスキームにおいて利用可能である。ここで、ＩＥＥＥ８０２．１６−２００９規格において述べられているように、行列Ａスキームは、ランク１の空間ダイバーシチ方法であり、行列Ｂは、ランク２の空間多重化スキームである。本願明細書において記載される全てのスケジューリング方法論及びビーム形成オプションは、１つのビームベクトルが各メジャーグループに対して割り当てられるか（ＳＩＭＯゾーン、１つのストリーム送信）、ビームのペア（ビーム行列）が各メジャーグループに対して割り当てられるか（ＳＴＣゾーン、２つのストリーム送信）にかかわらず適用される。２を超える数のストリームへの拡張は、同様に実現可能である。
【００４９】
次のスケジュール期間におけるユーザデータのＤＬ送信についてスケジューリングされる複数のＵＥのうちの各ＵＥについて、ビーム行列及び対応するメジャーグループをＵＥに対して割り当てるためのステップ１２０６における判定において、ＢＳ２１０は、ＢＳによって扱われ且つ次のスケジューリング期間中にユーザデータのＤＬ送信についてスケジューリングされる複数のＵＥの各ＵＥ、すなわち、ＵＥ２０１〜２０８について、ＢＳとＵＥとの間のチャネル品質の指標を提供するＵＥから受信されたアップリンク信号に基づいて、ＵＥについてのビーム形成重みメトリックを判定する。すなわち、ＢＳ２１０は、各ＵＥについて、ＵＥからＢＳによって受信されたＵＬ信号に基づいて、又は、ＵＥから受信されたチャネル品質フィードバックに基づいて、そのＵＥに対するＤＬ送信をビーム形成するための少なくとも１つのビーム形成重み付けベクトル集合を判定する。例えば、ＢＳ２１０は、ＵＥについて、そのＵＥに対するＤＬ送信をビーム形成するための最適な、すなわち、最良のビーム形成重み付けベクトル集合、そのＵＥに対するＤＬ送信をビーム形成するための２番目に良好なビーム形成重み付けベクトルの集合、そのＵＥに対するＤＬ送信をビーム形成するための３番目に良好なビーム形成重み付けベクトル集合等を判定してもよい。そして、ＢＳ２１０は、ＵＥについて判定された１つ以上のビーム形成重み付けベクトル集合に基づくＵＥについてのビーム形成重みメトリックを判定する。
【００５０】
本発明の個々の実施形態において、１つのＵＥについてのビーム形成重み付けベクトル集合の判定は、コードブックベースであってもよく、又は、ＢＳ２１０、特にスケジューラ２２０によってアドホック基準で計算されてもよい。さらに、ＢＳは、複数のＵＥ２０１〜２０８からのチャネル品質フィードバックに基づいて、又は、ＵＥによるＵＬ送信に基づいて、ＵＥに対するユーザデータのＤＬ送信についてのビーム形成重み付けを計算してもよい。例えば、時分割複信（ＴＤＤ）において、チャネルサウンディングは、ＵＬ及びＤＬチャネルの相反性を前提とし、ＢＳ２１０がＢＳトランシーバハードウェア内にあってもよい任意の非相反性から成る手段を有することもまた前提とする。サウンディングインターバル中に、ＵＥは、周波数帯域幅にわたって、ＢＳ２１０及びＵＥの双方にとって既知である帯域幅をサウンディングするのに使用される特殊な波形等の所定の基準信号を送信する。しかしながら、ＵＥに対するＤＬチャネルがＵＬ信号に基づいて推定される他の実施形態において、ＢＳ２１０は、ＵＬ制御信号又はＵＬデータ等の任意のＵＬ信号を利用してもよい。そのような場合、ＢＳは、受信信号強度や、信号対干渉比、搬送波対干渉比、信号電力対雑音電力比等の様々な信号対干渉比又は雑音比や、ビットエラーレート、又は、公知の任意の他の信号品質メトリック等の受信信号の品質に基づいて、ＵＥと関連付けられたチャネル状態を推定してもよい。ＵＥから受信された信号に基づいて、ＢＳ２１０は、ＢＳからＵＥまでのチャネル応答を推定し、推定されたチャネル応答に基づいて、ＵＥに対するＤＬ送信をビーム形成するための重み付けベクトル集合を判定する。
【００５１】
ＵＥがマルチアンテナとは対照的に１つの送信アンテナのみを有するとき、ＤＬについての最良の送信重み付けを判定するためのチャネル推定は、より複雑化するがそれでも実行可能であり得る。例えば、モトローラ社に譲渡された特許出願であって、これによってその全体が本願明細書に盛り込まれる米国特許出願第１２／３４０，８５７号（代理人整理番号ＣＭＬ０６０１３）は、１つの送信アンテナを利用して１つのＵＥから受信されたＵＬ信号に基づくランク２のビーム形成のための方法論を記載している。
【００５２】
本発明の他の実施形態において、ここで図９及び図１２を参照すると、ＵＥについてのビーム行列及びメジャーグループの選択が、ＢＳ２１０がフルアレイビーム形成構成において動作しているときの実施形態に関して記載される。フルアレイビーム形成構成における動作時に、メジャーグループをビーム形成するのに使用されるコードブック４０５における各重み付け行列について、ＢＳは、重み付け行列のうちの第１の送信重み付けベクトルをＢＳのアンテナアレイ４１０の全てのアンテナに対して適用させ、重み付け行列のうちの第２の送信重み付けベクトルもまたＢＳのアンテナアレイ４１０の全てのアンテナに対して適用させる。ＢＳ２１０がメジャーグループのＤＬ送信をビーム形成するための重み付けを選択するためにコードブック４０５を使用しているとすれば、コードブックは、次元Ｍの複数の重み付け行列の集合を含んでもよい。ここで、「Ｍ」は、アンテナアレイのアンテナの数である。ランク２のコードブックの使用を仮定すると、ｊ番目の重み付け行列Ｗｊは、以下の等式Ｗｊ＝［ｖ１ｊ  ｖ２ｊ］によって定義されてもよい。ここで、ｖ１ｊ及びｖ２ｊは、ビーム形成重み付けのベクトルである。そのような場合、ＢＳ２１０は、以下のようにビームを選択してもよい。ＢＳ２１０は、アンテナアレイ４１０の「Ｍ個の」アンテナの各々において、１つのＵＥから受信された１つのアンテナＵＬサウンディングに基づいて「Ｍ×Ｍ」共分散行列を計算する。そして、ＢＳ２１０は、共分散行列の最大の固有ベクトルｅ１を計算し、コードブックにおける各重み付け行列「ｉ」について、計算された固有ベクトルに基づいて、第１のビーム形成メトリック、特にコードブックメトリック、好ましくはメトリック「（ｖ１ｉ’＊ｅ１＋ｖ２ｉ’＊ｅ１）／２」を計算する。ここで、ｖ１ｉ’は、ｖ１ｉのエルミートであり、ｖ２ｉ’は、ｖ２ｉのエルミートである。そして、ＢＳ２１０は、最大メトリックを有するビーム行列に対してＵＥを割り当ててもよく、又は、ＢＳは、最良の２つ又は３つのビーム行列、すなわち、最大メトリックを有する２つ又は３つのビーム行列をスケジューラ２２０に対して伝達してもよく、スケジューラは、どのメジャーグループ及びビーム行列をＵＥにおくかを判定してもよい。
【００５３】
本発明のさらに他の実施形態において、ここで図１０及び図１２を参照すると、１つのＵＥについてのビーム行列及びメジャーグループの選択が、ＢＳ２１０がサブアレイ構成において動作しているとき、好ましくは、ＢＳが交差偏波アレイを利用しているときの実施形態に関して記載される。サブアレイ構成における動作及び交差偏波アレイの利用時に、メジャーグループをビーム形成するのに使用されるコードブック４０５における各重み付け行列について、ＢＳ２１０は、重み付け行列のうちの第１の重み付けベクトルをＢＳのアンテナアレイ４１０のマルチアンテナの半分、例えば＋４５°アンテナに対して適用させ、重み付け行列のうちの第２の重み付けベクトルをアンテナアレイのアンテナの他の半分、例えば−４５°アンテナに対して適用させる。再度、ＢＳ２１０がメジャーグループのＤＬ送信をビーム形成するための重み付けを選択するためにコードブック４０５を使用しているとすれば、コードブックは、次元（Ｍ／２）×２の複数のビーム行列の集合を含んでもよい。ここで、「Ｍ」は、アンテナアレイにおけるアンテナの数である。アンテナアレイ４１０のアンテナの偏波が、ＵＥにおいて各サブアレイによって送信されるストリームの分離を可能とすることが前提とされていることから、＋４５°アンテナ及び−４５°アンテナの各々は、同じ１つの長さ「Ｍ／２」の重み付けベクトルを使用してもよい。
【００５４】
そして、ＢＳ２１０は、各メジャーグループに対してコードブック４０５から１つの重み付けベクトルｖｉを割り当てる。１つの交差偏波サブアレイの実施形態において、ＢＳ２１０は、以下のように１つのＵＥについて１つのビームを選択してもよい。ＢＳ２１０は、アンテナアレイ４１０の「Ｍ個の」アンテナの各々において、１つのＵＥから受信された１つのアンテナＵＬサウンディングに基づいて、２つの「Ｍ×２」共分散行列（＋４５°アンテナについてのものと、−４５°アンテナについてのもの）を計算する。そして、ＢＳ２１０は、２つの共分散行列の各々の最大の固有ベクトル、すなわち、固有ベクトルｅ１及びｅ２を計算し、コードブックにおける各ビーム行列「ｉ」（すなわち、ビーム行列「ｉ」と関連付けられた重み付けベクトル集合）について、計算された固有ベクトルに基づいて、第２のビーム形成メトリック、特にビームメトリック、好ましくはメトリック「（ｖｉ’＊ｅ１＋ｖｉ’＊ｅ２）／２」を計算する。ここで、ｖｉは、ｉ番目のビームについてのコードブック重み付けベクトルであり、ｖｉ’は、ｖｉのエルミートである。しかしながら、本発明の他の実施形態において、ビームメトリックの計算において＋４５°及び−４５°アンテナの各々と関連付けられたコードブック重み付けベクトルは、同じ１つの重み付けベクトルの代わりに異なる重み付けベクトルであってもよい。そして、ＢＳ２１０は、最大のビームメトリックと関連付けられたビーム行列及び関連するメジャーグループに対してＵＥを割り当てるか、又は、ＢＳは、最良の２つ又は３つのビーム行列、すなわち、最大メトリックを有する２つ又は３つのビーム行列をスケジューラ２２０に対して伝達してもよく、スケジューラは、どのメジャーグループ及びビーム行列をＵＥにおくかを判定してもよい。
【００５５】
他の交差偏波サブアレイの実施形態において、ＢＳ２１０は、以下のようにＵＥについてのビーム行列を選択することができる。ＢＳ２１０は、アンテナアレイ４１０の「Ｍ個の」アンテナの各々において、１つのＵＥから受信された１つのアンテナＵＬサウンディングに基づいて「Ｍ×Ｍ」共分散行列を計算する。そして、ＢＳ２１０は、共分散行列の最大の固有ベクトル、すなわち、固有ベクトルｅ１を計算する。ｗｉ１が、ｖｉの対応する要素が＋４５°アンテナの各々に対して割り当てられ、ゼロ（０）が−４５°アンテナの各々に対して割り当てられるｉ番目のビーム行列についてのコードブック重み付けベクトルｖｉのＭ−要素拡張を示すとする。また、ｗｉ２が、ｖｉの対応する要素が−４５°アンテナの各々に対して割り当てられ、ゼロ（０）が＋４５°アンテナの各々に対して割り当てられるｉ番目のビーム行列についてのコードブック重み付けベクトルｖｉのＭ−要素拡張を示すとする。そして、ＢＳ２１０は、コードブックにおける各ビーム「ｉ」について、ｗｉ１及びｗｉ２に基づいてビームメトリックを計算する。好ましくは、各ビーム行列「ｉ」について、メトリック「（ｗｉ１’＊ｅ１＋ｗｉ２’＊ｅ１）／２」を計算する。ここで、ｗｉ１’は、ｗｉ１のエルミートであり、ｗ２ｉ’は、ｗｉ２のエルミートである。しかしながら、本発明の他の実施形態において、ビームメトリックの計算において＋４５°及び−４５°アンテナの各々と関連付けられたコードブック重み付けベクトルは、同じ１つの重み付けベクトルの代わりに異なる重み付けベクトルであってもよい。そして、ＢＳ２１０は、最大のビームメトリックと関連付けられたビーム行列及び関連するメジャーグループに対してＵＥを割り当てるか、又は、ＢＳは、最良の２つ又は３つのビーム行列、すなわち、最大メトリックを有する２つ又は３つのビーム行列をスケジューラ２２０に対して伝達することができ、スケジューラは、どのメジャーグループ及びビーム行列をＵＥにおくかを判定することができる。
【００５６】
本発明のさらに他の実施形態において、メジャーグループに対するビーム行列のマッピングが、名目上、１対１対応であり、マッピングが徐々に変化する場合には、ＢＳ２１０は、各ビーム行列／メジャーグループを繰り返し、各メジャーグループについて、例えばＣＱＩ等のチャネル品質フィードバックを提供するように各ＵＥ２０１〜２０８に要求してもよい。そして、ＢＳ２１０は、ビーム行列／メジャーグループについてＵＥによって提供されたチャネル品質フィードバックに基づいて、各ＵＥについての最良のビーム行列を判定してもよい。特に、報告されたチャネル品質を最も高く有するメジャーグループは、ＵＥについての最良のビーム行列となる。ここで留意すべきは、この説明及び以下の説明において、記載された概念は、ビーム（ランク１）が使用される場合又はビーム行列が使用されようとなかろうと等しく適用されるということである。
【００５７】
場合によっては、スケジューラ２２０は、１つのＵＥを、そのＵＥについて「最良の」ビーム行列（すなわち、そのＵＥについて最良のチャネル応答と関連付けられるビーム行列）以外のビーム行列に対して割り当てる必要がある場合がある。すなわち、各メジャーグループは、ＵＥに対して割り当てられ得る制限された数のサブチャネルを有する。第１のビーム行列が最良のビーム行列であるＵＥによるサブチャネルに関する要求は、例えば第１のビーム行列と関連付けられたメジャーグループにおいて利用可能なサブチャネル数等の閾値を上回り、そして、第１のビーム行列が最良のビーム行列である１つ以上のそのようなＵＥは、代わりに、所定のスケジューリング期間中にそのＵＥについて２番目に良好なビーム行列及び第２のメジャーグループに対して割り当てられてもよい。
【００５８】
本発明の１つのそのような実施形態において、ＢＳ２１０は、各ＵＥについて２番目に良好なビーム行列にそのＵＥを割り当てる場合のそのＵＥに対する不利な影響の順序にしたがって、第１のビーム行列が最良のビーム行列であるＵＥの順位を付けることができる。
例えば、ＵＥは、第１のビーム行列と関連してそのＵＥについて計算された第１のコードブックメトリック又はビームメトリックと、２番目に良好なビーム行列と関連してそのＵＥについて計算された第２のコードブックメトリック又はビームメトリックとの差異の順序で順位付けされてもよい。そして、ＢＳ２１０は、この差異に基づいて、第１のビーム行列又は他のビーム行列のいずれかに対してＵＥを割り当てる。ここで、より大きい差異を有するＵＥは、第１のビーム行列のＵＥ能力に到達するまで第１のビーム行列に対して割り当てられ、第１のビーム行列に対して割り当てられたＵＥよりも小さい差異を有する残り部分のＵＥは、別のビーム行列及びメジャーグループ（好ましくは、そのＵＥについての２番目に良好なビーム行列）に対して割り当てられる。例えば、メジャーグループ１１１１において利用可能なサブチャネルは、３つのＵＥのうちの２つしか十分にサポートしないのに対して、第１のメジャーグループ１１１１と関連付けられた第１のビーム行列１１２１は、複数のＵＥ２０１〜２０３の各々について最良のビーム行列であり得る。そのような場合、ＢＳ２１０は、タイムスロット・インターバルの間、第１のビーム行列１１２１及び第１のメジャーグループ１１１１に対して複数のＵＥ２０１〜２０３のうちの第１のＵＥ２０１及び第２のＵＥ２０２の各々を割り当て、タイムスロット・インターバルの間、ビーム行列１１２２等の第２のビーム行列及び第２のメジャーグループ１１１２に対して複数のＵＥ２０１〜２０３のうちの第３のＵＥ２０３を割り当ててもよい。この議論はビーム行列がメジャーグループに対して割り当てられる場合を考えているものの、この議論はまた、ビームベクトルが使用される場合にも適用されるということであることに留意されたい。
【００５９】
本発明の他の実施形態において、対応するメジャーグループにおいて利用可能な周波数帯域があるよりも最良のビーム行列により多くのＵＥを提供するために、ＢＳ２１０は、ＵＥの最良のビーム行列に対して１つのＵＥを割り当ててもよいが、メジャーグループにわたるそのＵＥに対してサブチャネルを割り当てることができる。例えば、ここで図１１を参照すると、１つのＵＥは、メジャーグループ１１１１及びメジャーグループ１１１２の双方におけるサブチャネルに対して割り当てられた期間、ビーム行列１１２１に対して割り当てられてもよい。結果として、メジャーグループ１１１１及びメジャーグループ１１１２からそのＵＥに対して割り当てられたサブチャネルは、その後、ビーム行列１１２１を利用するそのＵＥに対して送信される。
【００６０】
複数のＵＥ２０１〜２０８の各ＵＥをビーム行列／メジャーグループのペアに一致させた後、ＢＳ２１０は、ＵＥに対してメジャーグループ割り当てメッセージを伝達することによって各ＵＥが割り当てられるメジャーグループ（その結果、対応するビーム）をＵＥに通知する（１２１０）。好ましくは、メジャーグループ割り当てメッセージは、ＵＥに対して割り当てられるＯＦＤＭＡ周波数帯域幅の周波数及び時間リソース、すなわち、メジャーグループ及びタイムスロットのサブチャネルに対するそのＵＥのマッピングを含むチャネル割り当てメッセージ等のマッピングメッセージである。ＵＥには、具体的には、割り当てられるメジャーグループが通知されてもよく、又は、そのＵＥに対して割り当てられたサブチャネルをＵＥに通知することにより、そのＵＥには、割り当てられているメジャーグループが暗に通知されてもよい。さらに、ＢＳ２１０は、例えば、メジャーグループ割り当てメッセージを介して、ＵＥの割り当てられた周波数リソース以外の基準信号、すなわち、パイロット信号をそのＵＥが監視し、それらの監視されたリソースにおけるチャネル品質フィードバックを提供する必要があるかどうか、及び／又は、ＵＥが基準信号を監視してチャネル品質フィードバックを提供する必要がある割り当てられた周波数リソースからどの程度（周波数に関して）離れているのかを各ＵＥにさらに通知することができる（１２１２）。例えば、ＵＥがチャネル品質フィードバックを提供するように具体的に指示されないとき、そのＵＥは、その割り当てられた周波数リソースの範囲内でのみ基準信号を監視し、（ＵＥが割り当てられているメジャーグループ全体の周波数リソースとは対照的に）それらの監視されたリソースにおけるチャネル品質フィードバックを提供してもよい。他の実施例として、ＵＥがチャネル品質フィードバックを提供するように具体的に指示されないとき、そのＵＥは、メジャーグループ全体を通して基準信号を監視し、それらの監視された信号に基づいてチャネル品質フィードバックを提供してもよい。
【００６１】
本発明の他の実施形態において、ＢＳ２１０は、さらに、例えば、メジャーグループ割り当てメッセージを介して、特定のスケジューリング期間中にチャネル品質フィードバックを提供するように、１つのメジャーグループに対して割り当てられたＵＥのうちのいくつかではあるが全てではないＵＥに指示することができる（１２１４）。例えば、メジャーグループに対して割り当てられたＵＥの第１のグループは、メジャーグループのパイロットから判定されたチャネルフィードバック、例えばＣＱＩを提供するように指示されてもよい一方で、メジャーグループに対して割り当てられたＵＥの第２のグループは、チャネルフィードバックを提供しないように指示されてもよい。本発明の１つのそのような実施形態において、同じ１つのタイムスロット中にメジャーグループに対して割り当てられた全ての又は全てよりも少ないＵＥがチャネルフィードバックを提供するように指示されるかどうかの判定は、タイムストライプ中にメジャーグループに対して割り当てられたビーム／ビーム行列の数に依存してもよい。１つのビーム又はビーム行列がタイムストライプ中にメジャーグループに対して割り当てられたとき、メジャーグループが割り当てられた全てのＵＥは、メジャーグループについてのチャネルフィードバックを提供するように指示されてもよい。複数のビーム又はビーム行列がタイムストライプ中にメジャーグループに対して割り当てられた（すなわち、同じ１つのビーム／ビーム行列がストライプ全体を送信するのに使用された）とき、ＵＥの第１のグループは、ＤＬトラフィックチャネルを割り当てられないタイムスロットを含むタイムストライプのタイムスロット全体にわたって、メジャーグループについてのチャネルフィードバックを提供するように指示されてもよい一方で、ＵＥの第２のグループは、ＤＬトラフィックチャネルを割り当てられるタイムスロットにわたってのみ、メジャーグループについてのチャネルフィードバックを指示されてもよい。例えば、第１のグループのＵＥは、具体的にＵＥに対して割り当てられないタイムスロットからのパイロットをチャネル推定のために場合によっては使用することがあるＵＥであってもよい。このスキームは、ＵＥのうち第２のグループにおけるＵＥよりも良好なＤＬチャネル推定性能の可能性を第１のグループにおけるＵＥが有することを提供する。そして、論理フロー１２００は終了する（１２１６）。
【００６２】
本発明の他の実施形態において、メジャーグループに対して割り当てられたビーム行列がタイムスロットの間又はタイムストライプの間で変化したとき、当該技術分野において公知のチャネルフィードバック平均化、特にＣＱＩ平均化の実用性は低下するはずである。ＣＱＩの長期間平均化の起こり得る低下を低減するために、メジャーグループに対するビーム行列の割り当ては、より長期間にわたって拡張されてもよい。すなわち、メジャーグループに対するビームの割り当ての変化、及び／又は、ビーム／メジャーグループに対するＵＥの割り当ての変化の周波数は、時間内に低減されてもよい。
【００６３】
本発明は、その特定の実施形態に関して特に示されて記載されている一方で、以下の特許請求の範囲に記載の発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々な変更が行われ得て、均等物がその要素に置換され得るということが当業者によって理解されるであろう。したがって、明細書及び図面は、限定的意味というよりはむしろ事例的であると考えられるべきであり、全てのそのような変更及び置換は、本発明の範囲内に含まれるように意図されている。
【符号の説明】
【００６４】
２００  ・・・無線通信システム
２０１〜２０８、３００  ・・・ユーザ装置
２１０  ・・・基地局
２１２  ・・・サービスエリア
２１４  ・・・無線インターフェース
２１６  ・・・ダウンリンク
２１８  ・・・アップリンク
２２０  ・・・スケジューラ
３０２、４０２  ・・・プロセッサ
３０４、４０４  ・・・記憶装置
３０５、４０５  ・・・コードブック
３０６、４０６  ・・・トランシーバ
３０８、４１１〜４１４  ・・・アンテナ
４０３  ・・・重み付け回路
４１０  ・・・アンテナアレイ
５０２  ・・・データストリーム
５０６  ・・・ＩＦＦＴ部
５０８  ・・・ＣＰ加算器
５１０  ・・・出力フィルタ
６００  ・・・「デュアルＤＡＰ」基地局アンテナ構成
７００  ・・・第１のアンテナ組み合わせ及び順序
８００  ・・・第２のアンテナ組み合わせ及び順序
９００  ・・・概略図
９０１〜９０４、９１１〜９１４、１００１〜１００４  ・・・乗算器
９２１〜９２４  ・・・加算器
１１００  ・・・時間−周波数図
１１０１〜１１０３  ・・・タイムスロット・インターバル
１１０５  ・・・メジャーグループ・タイムストライプ
１１１１〜１１１３  ・・・メジャーグループ
１１２１〜１１２３  ・・・ビーム行列
１２００  ・・・論理フロー図
ｓ１（ｋ）、ｓ２（ｋ）  ・・・送信ストリーム
ｖ１１（ｋ）、ｖ２１（ｋ）、ｖ３１（ｋ）、ｖ４１（ｋ）、ｖ１２（ｋ）、ｖ２２（ｋ）、ｖ３２（ｋ）、ｖ４２（ｋ）  ・・・重み
ｘ１（ｋ）、ｘ２（ｋ）、ｘ３（ｋ）、ｘ４（ｋ）  ・・・出力
【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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【図１２】
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