(57)【要約】      （修正有）【課題】空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）方式を用いる無線通信ネットワークにおいて、異なる加入者機器に伝送リソースを動的に割り当てるリソース割当方法を提供する。【解決手段】アンテナアレーを備える基地局と、セクタの１つ以上を、それぞれが基地局と各加入者機器の少なくとも１つとの間の通信を可能にするために生成された複数の仮想サブセクタに動的に分割し、複数の仮想サブセクタから、一方の加入者機器が、他方の加入者機器に向けられた伝送信号によっては実質的に干渉されない、加入者機器の少なくとも１つのペアーを選択し、分割されたセクタのそれぞれに対して、複数の時間−周波数割当マップを生成し、生成したマップを分割されたセクタの各セクタに関連付けられた全ての仮想サブセクタに伝送し、１つ以上のセクタのそれぞれについて、加入者機器のペアーに搬送する伝送信号をビームフォーミングし、加算した結果をアンテナアレーに送る。【選択図】図６
2009033717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワークに関連する少なくとも１つのセルで空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）方式を用いる無線通信ネットワークにおいて、異なる加入者機器に伝送リソースを動的に割り当てるリソース割当方法において、
少なくとも１つのアンテナアレーを備える少なくとも１つの基地局を準備するステップと、
上記無線通信ネットワークに関連する１つ以上のセクタを準備するステップと、
上記１つ以上のセクタの１つ以上を、それぞれが、上記基地局と、各加入者機器の少なくとも１つとの間の通信を可能にするために生成された複数の仮想サブセクタに分割するステップと、
上記複数の仮想サブセクタから、一方の加入者機器が、他方の加入者機器に向けられた伝送信号によっては実質的に干渉されない、加入者機器の少なくとも１つのペアーを選択するステップと、
上記分割されたセクタのそれぞれに対して、複数の時間−周波数割当マップを生成するステップと、
上記生成したマップを、上記分割されたセクタのそれぞれのセクタに関連する全ての仮想サブセクタに伝送するステップと、
上記１つ以上のセクタのそれぞれについて、上記加入者機器のペアーに搬送する伝送信号をビームフォーミングし、加算し、該加算された結果をアンテナアレーに送るステップとを有するリソース割当方法。
【請求項２】
上記セクタに含まれる仮想サブセクタのそれぞれは、該セクタに含まれている他の仮想サブセクタとは異なるＭＡＣアドレスを有することを特徴とする請求項１記載のリソース割当方法。
【請求項３】
加入者機器の信号対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ）が所定の閾値より低い場合、該加入者機器は、対応するセクタに関連する他の如何なる加入者機器ともペアーにされないことを特徴とする請求項１記載のリソース割当方法。
【請求項４】
上記加入者機器のペアーに搬送する伝送信号をビームフォーミングするステップは、ペアーにされた加入者機器のビームフォーミング及びヌル化の組合せに基づいて行われることを特徴とする請求項１記載のリソース割当方法。
【請求項５】
上記加入者機器の少なくとも１つのペアーは、該加入者機器の少なくとも１つのペアーの各加入者機器のアンテナアレーの符号間の内積が、所定の閾値より低くなるように選択されることを特徴とする請求項１記載のリソース割当方法。
【請求項６】
上記所定の閾値は、時間−周波数リソース、受信品質及び／又は位置の動的な変化にかかわらず、同じ時間−周波数リソースを再利用できるように、上記少なくとも１つのペアーの加入者機器のそれぞれのアンテナアレーの符号が他の加入者機器のアンテナアレーの符号とは十分異なるように設定されることを特徴とする請求項５記載のリソース割当方法。
【請求項７】
上記複数のセクタのうちの幾つかのセクタは、大電力伝送信号を伝送することによって動作する大電力伝送セクタであり、他のセクタは、低電力伝送信号を伝送することによって動作する低電力伝送セクタであり、該低電力伝送セクタは、上記大電力伝送セクタに関連する２つの隣接したアンテナアレーによって該低電力伝送セクタの方向にビームフォーミングすることにより、生成されることを特徴とする請求項１記載のリソース割当方法。
【請求項８】
上記大電力伝送セクタの加入者機器のペアーに搬送する伝送信号をビームフォーミングするステップは、該大電力伝送セクタに関連する少なくとも１つのユーザ機器と、該大電力伝送セクタに隣接して位置する２つの低電力伝送セクタである他のセクタにそれぞれに関連する２つの他のユーザ機器とに関連する伝送を含む空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）方式の処理を実行するステップを有することを特徴とする請求項７記載のリソース割当方法。
【請求項９】
空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）方式を用いる無線通信ネットワークにおいて使用される通信装置において、
上記無線通信ネットワークに含まれる１つ以上のセクタを複数の仮想サブセクタに分割し、
上記複数の仮想サブセクタから、一方の加入者機器が、他方の加入者機器に向けられた伝送信号によっては実質的に干渉されない、加入者機器の少なくとも１つのペアーを選択し、
上記少なくとも１つのペアーの選択に基づいて、時間−周波数割当マップを生成し、上記仮想サブセクタのそれぞれに伝送し、
上記セクタのスループットにおけるＳＤＭＡ方式のゲインを最大にするように、上記各加入者機器宛の伝送をスケジューリングする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムにおけるアップリンク信号、ダウンリンク信号及びブロードキャスト制御信号の伝送を改善するリソース割当方法及び通信装置に関し、特に、空間分割多元接続（Spatial Division Multiple Access：ＳＤＭＡ）方式の無線通信ネットワークの改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
適応アンテナアレーを備える基地局において、加入者機器がその基地局と通信を交わすときに、基地局からのビームは、その加入者機器に向けられ（本明細書では、「ビームフォーミング（beamforming）」と呼ぶ。）、その加入者機器の受信電力は、ビームフォーミングがない場合に比して約１０×ｌｏｇ１０（アンテナの数）倍高められる。現代のセル方式の無線システムは、通常、全体的なシステムスループットを向上させるために、マルチユーザスケジューリング（multi-user scheduling）を採用している。マルチユーザスケジューリングでは、所定のユーザ機器のチャンネル電力がピークに達したときに、この所定のユーザ機器からの／への伝送をスケジューリングし、この所定のユーザ機器のチャンネル電力がフェードしたときに、他のユーザ機器からの／への伝送をスケジューリングする。この処理の全体的な効果は、ユーザ機器が、高い信号対雑音比の条件下で伝送がスケジューリングされるということである。したがって、適応アンテナ方式によって電力を更に高めても、スループットの観点からの改善は、限定的である。この種の方式を特徴付ける他の１つの問題は、上述したように、チャンネル電力がピークに達したときのみ、通信を交わすので、伝送に関連した固有の遅延が生じることである。
【０００３】
これらの問題に対して提案されている解決策は、無線通信ネットワークを空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）方式で働かせ、遅延を短くし、全体的な（スペクトル）効率及びスループットを向上させるために、複数のユーザ機器に対する伝送を、複数のチャンネルを介して同時に行うものであった。したがって、ＳＤＭＡ方式の無線通信ネットワークでは、同じ時間−周波数リソースが複数回使用され、これによって、ＳＤＭＡ方式を採用していない場合に比べて、無線通信ネットワークのスループット及びスペクトル効率が向上する。
【０００４】
しかしながら、この手法にも幾つかの問題点がある。これらの問題点の１つは、基地局による制御チャンネルの送信と、加入者機器によるその受信とに関連している。全ての加入者機器は、次フレームの伝送信号を受信する加入者機器がどの加入者機器であるかを分かる適切な情報を有している必要がある。直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）又は直交周波数分割多元接続（orthogonal frequency division multiple access：ＯＦＤＭＡ）ベースの技術では、この情報は、「マップ（map）」と呼ばれ、通常、異なる加入者機器に割り当てられた時間−周波数割当を含んでいる。マップに含まれる情報は、幾つかの理由、例えばある加入者機器に向けてビームフォーミングされた時間−周波数割当信号が、一般的には、他の加入者機器によって復調できないようにする必要がある。更に、マップは、全ての加入者機器が読める必要があるので、ビームフォーミングすることができない。換言すれば、現在、マップのスペクトル効率を向上させるために、マップをビームフォーミング又は空間多重化する手法は存在しない。
【０００５】
スペクトル効率を向上させる他の手法として、１サイト当たりセクタ数を増やす、例えば６個以上とすることがある。しかしながら、このようなセクタ数の増加は、全てのセクタが占有されることを前提としている。しかしながら、より多くのセクタを設けても、幾つかのセクタにトラフィックが殆どない可能性があり、この場合、実際の設定では、スペクトル効率は高くならない。更に、この手法では、ユーザ機器のピークレート又はセクタのピークスループットは高くならず、それどころか、これらの２つのパラメータは、他のセクタからの干渉が大きくなると、低下する。
【０００６】
本明細書で言及する空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）技術は、技術的に知られた技術であって、更に、最新のセル方式の規格、例えばＩＥＥＥ８０２．１６ｅ規格−２００５（ＷｉＭａｘ）において用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ピークレートに悪影響を与えることなく、スペクトル効率を高めることができるリソース割当方法及び通信装置を提供することである。
【０００８】
本発明の更なる目的は、ダウンリンク／アップリンクＳＤＭＡ方式の動作に対応していない又はその機能を備えていないエンドユーザ機器（例えば、宅内機器（Customer-premises equipment：ＣＰＥ）、移動局、ハンドセット等）のＳＤＭＡ方式の動作を実現するリソース割当方法及び通信装置を提供することである。
【０００９】
本発明の更なる目的は、より少ない数のマップ（例えば、１つのマップ）の伝送に必要なだけのシステムリソースを用いて、複数のマップを伝送でき、ＷｉＭａｘ等の異なる規格で用いられる高いマップオーバヘッドを低減できるリソース割当方法及び通信装置を提供することである。
【００１０】
本発明の更なる目的は、基地局の既存のハードウェアに低コストなハードウェアを追加するだけで上述した利点を提供できるリソース割当方法及び通信装置を提供することである。
【００１１】
本発明の更なる目的は、通常、単一のＡＡＳセクタに必要なリソースによって、２個又は３個のセクタの配置を実現して、セクタコストを著しく上昇させることなく、ＡＡＳセクタよりスペクトル効率を高めることである。
【００１２】
本発明の更なる目的は、無線通信ネットワークのＳＤＭＡ方式の動作に対応していない又はその機能を備えていないユーザ機器と通信しながら、ＳＤＭＡ技術を実現することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、以下の説明によって明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、第１の側面として、無線通信ネットワークに関連する少なくとも１つのセルで、空間分割多元接続（Spatial Division Multiple Access：以下、ＳＤＭＡという。）方式を用いる無線通信ネットワークにおいて、異なる加入者機器に伝送リソースを動的に割り当てるリソース割当方法を提供する。リソース割当方法は、少なくとも１つのアンテナアレーを備える少なくとも１つの基地局を準備するステップと、無線通信ネットワークに関連する１つ以上のセクタを準備するステップと、１つ以上のセクタの１つ以上を、それぞれが、基地局と、各加入者機器の少なくとも１つとの間の通信を可能にするために生成された複数の仮想サブセクタに分割するステップと、複数の仮想サブセクタから、一方の加入者機器が、他方の加入者機器に向けられた伝送信号によっては実質的に干渉されない、加入者機器の少なくとも１つのペアーを選択するステップと、分割されたセクタのそれぞれに対して、複数の時間−周波数割当マップを生成するステップと、上述のようにして生成したマップを、分割されたセクタのそれぞれのセクタに関連する全ての仮想サブセクタに伝送するステップと、１つ以上のセクタのそれぞれについて、加入者機器のペアーに搬送する伝送信号を（デジタル的又はアナログ的手法で）ビームフォーミングし、加算し、加算された結果をアンテナアレーに送るステップとを有する。
【００１５】
明細書及び請求の範囲で用いる「実質的に干渉されない」、「ペアーの一方の加入者機器が、他方の加入者機器に向けられた伝送信号によっては実質的に干渉されない」等の表現は、ペアーの一方の加入者機器において、そのペアーの他方の加入者機器への伝送のために干渉が生じたとしても、その干渉のレベルが比較的低いことを意味する。加入者機器のペアーは、例えば、ペアーのそれぞれの加入者機器のアンテナアレーの符号間の内積が、所定の閾値より低くなるようにペアーを構成することによって、又は当分野で周知の他の如何なる手法によって選択してもよい。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態では、１つ以上のセクタの１つ以上を、複数の仮想サブセクタに分割するステップは、動的に実行される。
【００１７】
本明細書において、異なる仮想サブセクタのためのマップとは、好ましくは、（仮想サブセクタ間の）直交マップであってもよく、再利用−１（reuse-1）対他のセクタのモードで動作してもよく、この結果、仮想サブセクタ間のＭＡＰ干渉を大幅に低減することができる。
【００１８】
当業者にとって明らかであるが、上述した実施の形態は、同じセクタに関連する仮想サブセクタについて異なるマップを生成する方法を提供するが、ユーザのスケジューリングは、好ましくは、特定のセクタに属する様々なユーザに関連する異なる関連制約条件を考慮して行うことができる。
【００１９】
なお、明細書及び請求の範囲で用いる「ユーザのスケジューリング」等の表現は、ユーザへの時間−周波数リソースの割当を意味する。例えば、ある細かさによって特徴付けられた時間−周波数リソースを有する各セクタについては、ユーザに伝送される情報は、その細かさに基づいて組み込まれる。
【００２０】
本発明の実施の形態に基づく仮想サブセクタは、現在アクティブなユーザを最良にカバーするように、アジマス方向のカバレッジ及び包括的な形状を変更する。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態では、使用される多元接続法は、直交周波数分割多元接続（orthogonal frequency division multiple access：以下、ＯＦＤＭＡという。）である。しかしながら、本発明は、他の多元接続法にも適用できることは、当業者には明らかである。ここでは、ＯＦＤＭＡ技術について説明するため、便宜上、ある種の用語（例えば、トーン）を用いる。これらの用語は、本発明の範囲を制限するものではなく、ここに開示する方法に基づいて実現される他の多元接続法も、本発明に包含され、ＯＦＤＭＡに固有の用語は、他の多元接続法の場合、対応する用語に置き換えて解釈することができる。例えば、ＯＦＤＭＡに関連して用いられる用語「トーン」は、ＯＦＤＭＡの代わりにＣＤＭＡが用いられる場合、用語「コード」に置き換えることができる。
【００２２】
他の本発明の好ましい実施の形態では、ペイロード伝送のために用いられる時間−周波数割当は、セクタに属する全ての仮想サブセクタについて、同じトーンのサブセットを用いる。この実施の形態により、同じ周波数チャンネル上で（共にＳＤＭＡ方式で給電される。）同時に効率的に伝送を行うことができるユーザ機器のペアーを形成することができる。一方、異なるセクタの割当は、それらの時間−周波数割当のためにトーンの異なるセットを使用し、他のセクタの伝送の干渉の平均化を実現する。この実施の形態は、同じ物理セクタ内でスケジューリングが可能なため（したがって、１つの割当毎に同じトーンの組が好ましい。）有益である。一方、異なるセクタ又はサイトに亘るスケジューリングは、実用的でない（したがって、異なるトーンの組が好ましい）。
【００２３】
本発明の更に好ましい実施の形態では、セクタに含まれる仮想サブセクタのそれぞれは、異なるＭＡＣエンティティである。換言すれば、加入者機器は、自らの仮想サブセクタからマップを受信し、これを用いて全てのＭＡＣ処理を実行する。したがって、加入者機器が他のサブセクタに移行する場合、加入者機器は、ハンドオフ処理を実行する必要がある。
【００２４】
リソース割当方法は、好ましくは、ビームフォーミング及びヌル化の重みを算出するために加入者機器の少なくとも１つのペアーから伝送信号を受信するステップを有する。これは、例えば、ＦＤＤデュープレックス通信（長期自己相関マトリクスに基づく）又はＴＤＤデュープレックス通信（現在のチャンネル推定に基づいている）によって実行でき、通常、ＴＤＤデュープレックス通信の方がよい結果が得られる。これに代えて、最適のＳＤＭＡ重みを算出してもよい。当分野で周知の他のオプションとして、ＭＳＳからの閉ループフィードバックを用いてもよく、これは、ＦＤＤデュープレックス通信において、より適切である。
【００２５】
本発明の他の好ましい実施の形態では、加入者機器の信号対干渉雑音電力比（Signal to Interference and Noise Ratio：ＳＩＮＲ）が所定の閾値より低い場合、加入者機器は、対応するセクタに関連する他の如何なる加入者機器ともペアーにされない。
【００２６】
他の好ましい実施の形態では、伝送アンテナアレーは、４個のアンテナからなる狭いアレー、少なくとも１０波長分離間された近接したアンテナの２つのペアー、少なくとも８波長分離間された近接したアンテナの２つのトリプレットからなるグループのうちの何れかである。
【００２７】
本発明の更に他の好ましい実施の形態では、加入者機器の少なくとも１つのペアーを選択するステップにおける所定の閾値は、少なくとも１つのペアーの加入者機器のそれぞれのアンテナアレーの符号が他の加入者機器のアンテナアレーの符号とは十分異なるように設定される。このような構成によって、時間−周波数リソースの時間及び／又は受信品質及び／又は位置が動的に変化しても、同じ時間−周波数リソースを再利用できる。
【００２８】
屋内のカバレッジのために用いられる本発明の他の好ましい実施の形態では、伝送は、同じフロアの異なる部屋（位置）に位置する１組の単一のアンテナによって行われる。各アンテナは、ＭＡＰ伝送のためには、異なるセクタとして振る舞うが、データ伝送は、全てのアンテナが協働したビームフォーミング及びヌル化によって行われる。この方法は、屋内のカバレッジの場合、互いに干渉しないフロア毎の複数の「アクセスポイント」の配置に適している。
【００２９】
本発明は、他の側面として、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）方式を用いる無線通信ネットワークにおいて使用される通信装置を提供する。通信装置は、無線通信ネットワークに含まれる１つ以上のセクタを複数の仮想サブセクタに分割し、複数の仮想サブセクタから、一方の加入者機器が、他方の加入者機器に向けられた伝送信号によっては実質的に干渉されない、加入者機器の少なくとも１つのペアーを選択し、少なくとも１つのペアーの選択に基づいて、時間−周波数割当マップを生成し、仮想サブセクタのそれぞれに伝送し、ＳＤＭＡ方式のゲインを最大にするように、各加入者機器宛の伝送をスケジューリングする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明をより理解できるように、図面を参照して、本発明の非限定的な詳細を説明する。
【００３１】
図１は、単一の物理セクタのリソース（すなわち、単一のアンテナアレー）を用いて、２つ（Ｎｓｅｃ＝２）の仮想サブセクタを生成する本発明の実施の形態の具体例を示している。ＷｉＭａｘでは、仮想サブセクタの数は、通常、Ｎｓｅｃ≦３である。
【００３２】
図１の各パスは、それぞれ１つの仮想サブセクタを示している。例えば、ユーザ機器（以下、単にユーザという。）＃１は、仮想サブセクタ＃１上でスケジューリングされ、したがって、パス＃１で処理され、ユーザ＃２は、仮想サブセクタ＃２上でスケジューリングされ、したがって、パス＃２で処理されるものとする。２つの仮想サブセクタ＃１、＃２によって共有されるスケジューラ４は、２つの割当マップ（各仮想サブセクタ当たり１つの割当マップ）を生成し、そして、これらの割当マップは、２つのＭＡＣエンティティ３、５（すなわちＭＡＣ＃１、ＭＡＣ＃２）によって処理される。スケジューラ４は、ユーザ機器のペアー（例えばユーザ＃１、ユーザ＃２）への／からの伝送信号をスケジューリングする必要があり、２つの伝送信号は、異なるそれぞれの仮想サブセクタ＃１、＃２上で、同じ時間−周波数割当において擬似直交配置符号（near orthogonal array signature）を有する（したがって、効率的にＳＤＭＡ方式でアンテナアレー１４に給電される）。ＭＡＣエンティティ３、６は、各仮想サブセクタ＃１、＃２用の対応する割当マップを構成する。これらの割当マップは、スケジューラ４による割当に加えて、接続を維持するために送信する必要がある更なる伝送信号も含んでいる。各割当マップは、各サブセクタ伝送手段５、８によって、全負荷状態で（すなわち、全ての帯域が各仮想サブセクタ＃１、＃２のために使用され、したがって、各仮想サブセクタ＃１、＃２の割当マップは互いに干渉する可能性がある）又は部分負荷状態で（帯域の一部が各仮想サブセクタ＃１、＃２のために使用され、したがって、各仮想サブセクタ＃１、＃２の割当マップは直交性を保っている）伝送することができ、各割当マップは、ビームフォーミング及びヌル化手段７、１０によって、それらの仮想サブセクタ＃１、＃２をカバーするようにビームフォーミングされる。好ましい（時分割デュープレックス（time division duplexing）に適した）一実施の形態では、全ての仮想サブセクタの加入者機器は、サウンディング（Sounding）を行う必要がある。サウンディングとは、ユーザ機器が既知のパターンを送信し、このパターンを基地局で受信し、この受信パターンを用いて、基地局のアンテナアレー１４上におけるそのユーザ機器の配置符号を推定する処理である。ユーザ＃１の符号を配置符号＃１とし、ユーザ＃２の符号を配置符号＃２とする。同じ時間−周波数割当でスケジューリングされた（すなわち、互いにＳＤＭＡ方式で給電される）ユーザ機器の各ペアーについて、ペアー内の各加入者機器毎に１回、ビームフォーミング及びヌル化ルーチンが実行される。パス番号＃１を有するユーザ＃１に対して、所望のエンティティの符号として配置符号＃１を用い、一方、ユーザ＃１に対する干渉符号を配置符号＃２として、ビームフォーミング及びヌル化の重みを算出する。同様に（必要な変更を加えて）、パス番号＃２を有するユーザ２に対して、所望のエンティティの符号として配置符号＃２を用い、一方、ユーザ＃２に対する干渉符号を配置符号＃１として、ビームフォーミング及びヌル化の重みを算出する。２つのビームフォーミング及びヌル化が組み合わされた操作によって、最適以下のＳＤＭＡビームフォー���ングが行われる（交互に最適なＳＤＭＡビームフォーミングを用いることができる）。ＳＤＭＡペアーに対するストリームは、（先に算出された重みに基づいて）ビームフォーミングされ、例えばデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）１２において加算され、セクタの単一のアンテナアレー１４に送られる。
【００３３】
これらのＮｓｅｃ個の仮想セクタ上において、（対応する数の）Ｎｓｅｃ個のＭＡＣエンティティが用いられ、したがって、宅内機器（Customer-premises equipment：ＣＰＥ）は、１つの物理セクタをＮｓｅｃ個のサブセクタの組合せとみなす。なお、当業者には明らかなように、ＭＡＣエンティティの数は、Ｎｓｅｃ個あるが、その物理セクタに対しては、１つの基地局アンテナアレーしかない。
【００３４】
（所定の物理セクタに関連する様々なＭＡＣエンティティによって共有される）スケジューラは、ＳＤＭＡ方式のゲインを最大にするために、Ｎｓｅｃ個のユーザ機器を整合させる。整合の基準は、好ましくは、ユーザ機器の配置符号が可能な限りあたかも直交することである。信号対雑音比が悪い及び／又は受信状態が悪い（例えば、所定の閾値以下の）加入者機器は、他の加入者機器と整合されず、したがって、アンテナアレーの完全な自由度によって提供される最大のダイバーシチを享受する。
【００３５】
異なるアンテナアレーを用いて、本発明を実現してもよい。例えば、以下のアンテナアレーの何れかを用いることができる。
【００３６】
ＶＶＶＶ−４個の垂直アンテナから構成される狭間隔（例えば、半波長アンテナ間隔）のアンテナアレー
ＶＶ＋ＶＶ−近接した（０．７波長）垂直アンテナから構成されるペアーが１０波長分離間された２つのペアーのアンテナアレー
ＶＶＶ＋ＶＶＶ−近接した（０．７波長）垂直アンテナから構成されるトリプレットが１０波長分離間された２組のトリプレットのアンテナアレー
【００３７】
更に、適応ビームフォーミング及び／又はビームヌル化を行うためにアンテナアレーを用いる代わりに、固定アンテナアレー、例えば「ロトマンレンズ（Rotman Lens）」を仮想サブセクタに関連して用いてもよい。これによって、固定アンテナアレーによって定義される複数の「物理セクタ」を単一のセクタとみなすことができ、その単一のセクタに属する全てのユーザ機器のスケジューリングを一括して行うことができる。これにより、これらの「物理セクタ」間で、同じ時間／周波数リソースを共有及び／又は再利用することができる。
【００３８】
図２Ａは、物理セクタ（以下、単にセクタともいう。）が仮想サブセクタに分割されたシステム２００の概略を示す図である。この具体例では、ユーザ機器は、同じ時間−周波数リソースを共有できるグループに区分けされ、このような区分のために用いられる主要な基準は、各ユーザ機器が、他のユーザ機器に殆ど又は全く干渉しないことである。例えば、図２Ａに示すように、セクタ２は、２つの仮想サブセクタ「Ａ」、「Ｂ」に分割することができ、セクタ３は、３つの仮想サブセクタ「Ｃ」「Ｄ」、「Ｅ」に分割することができる。
【００３９】
図２Ｂは、（図２Ａに示す）ユーザ機器の２つのグループに対する同じ時間−周波数リソースの割当を示しており、各グループは、異なる仮想サブセクタに関連付けられている。
【００４０】
図３は無線通信ネットワーク３００の概略を示しており、セクタ３１０は、仮想サブセクタ３２０、３４０に分割され、ユーザ機器は、２つのナロービームを介してマップを送信することによって、効率的に細分化できる１２０度幅のセクタを有するマクロセルセクタを用いて同じ時間−周波数リソースを共有できるグループに区分けされている。マクロセルに対するアンテナは、通常、屋根の上に設置されているので、ビームパターンは、マップカバレッジエリアを決定し、したがって、仮想サブセクタへの分割が可能である。図３では、各仮想サブセクタ、例えば仮想サブセクタ３２０、３４０は、６０度幅であり、例えば、３５度幅のビームによってカバーされる。データは、ＳＤＭＡ方式で伝送され、２つの固定ビームの場合よりも、高い性能が実現される。
【００４１】
図４は、密集した市街地で本発明に基づくサブセクタ化を採用した具体例を示している。この具体例では、交差点におけるマイクロセルの配置を示している。ここに例示する配置は、ある意味では、幾つかの通りをカバーするようになっている。ＳＤＭＡ方式を適用することによって、複数の固定ビーム間の干渉がなくなり、ＣＰＥ間の相互干渉をゼロにでき、同じ時間−周波数リソースを同時に使用でき、したがって、無線通信ネットワークのスペクトル効率が向上する。
【００４２】
図５は、仮想サブセクタ化に周波数再利用−３方式（frequency Re-Use 3 scheme）を組み合わせた具体例を示している。この具体例では、周波数計画のために、３つのセクタ５１、５３、５５を使用している。セクタ５１’、５３’、５５’は、それぞれ、セクタ５１、５３、５５に対応する低電力バージョンである。これらの低電力セクタ５１’、５３’、５５’は、その位置でＳＤＭＡを実行するためには優れた候補である電波が強い（例えば、近くにある）ユーザ機器のために使用される。
【００４３】
アンテナアレーは、大電力（強い）セクタに属する。各低電力セクタは、その方向にビームフォーミングを行う２つの隣接したアンテナアレーによって生成される。マップは、外側のセクタ５１、５３、５５に加えて、内側のセクタ５１’、５３’、５５’にも伝送されるので、全部で６個のマップがある。データゾーンにおいて、各大電力セクタは、低電力セクタの２つのユーザ機器（左右に位置する。）及び１つの強いセクタのユーザ機器に対してＳＤＭＡ処理を行うことによって、最高３次のＳＤＭＡを実行することができる。
【００４４】
図６は、本発明の実施の形態に基づき、異なる加入者機器に伝送リソースを動的に割り当てる処理の具体例を示しており、ここでは、無線通信ネットワークは、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）方式を用いている。ここでは、単純な具体例として、無線通信ネットワークに基地局を準備し（ステップ１００）、基地局にアンテナアレーを準備し（ステップ１１０）、無線通信ネットワークに複数のセクタを準備する（ステップ１２０）。
【００４５】
次に、複数のセクタのそれぞれを、基地局と少なくとも１つの加入者機器のそれぞれとの間で通信を可能にするための複数の仮想サブセクタに分割する（ステップ１３０）。
【００４６】
そして、複数の仮想サブセクタから、加入者機器の少なくとも１つのペアーを選択する（ステップ１４０）。各ペアーの一方の加入者機器は、そのペアーの他の加入者機器に向けられた伝送信号によっては実質的に干渉されない。
【００４７】
そして、分割されたセクタのそれぞれに対して、複数の時間−周波数割当マップを生成する（ステップ１５０）。生成したマップは、分割されたセクタのそれぞれのセクタに関連する全ての仮想サブセクタに伝送し（ステップ１６０）、各セクタについて、加入者機器のペアーに搬送する伝送信号をビームフォーミングし、加算し、加算された結果をアンテナアレーに送る（ステップ１７０）。
【００４８】
なお、以上の説明は、本発明の幾つかの実施の形態を例示的に示しているにすぎない。当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、他の多くのアンテナアレー及び／又はペアーを形成するための加入者機器の整合の手法を想到でき、これらも本発明に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に基づき、ＳＤＭＡ方式の効率が向上した無線通信ネットワークの概略図である。
【図２】図２Ａは、セクタが仮想サブセクタに分割され、ユーザ機器が、互いに最小限の干渉しか生じさせることなく、同じ時間−周波数リソースを共有できるグループにグループ化されたシステムの概略図であり、図２Ｂは、それぞれのグループが個別の仮想サブセクタに関連する、ユーザ機器の２つのグループ（図２Ａ）への同じ時間−周波数リソースの割当を説明する図である。
【図３】セクタが仮想サブセクタに分割され、ユーザ機器が、マクロセルセクタを用いて、同じ時間−周波数リソースを共有できるグループにグループ化された無線通信ネットワークの概略図である。
【図４】本発明に基づく、密集した市街地のサブセクタ化の具体例を示す図である。
【図５】仮想サブセクタ化に周波数再利用−３方式（frequency Re-Use 3 scheme）を組み合わせた具体例を示す図である。
【図６】伝送リソースを動的に割り当てる処理の具体例を示す図である。
【図１】
2009033717.tif 000003
【図２】
2009033717.tif 000004
【図３】
2009033717.tif 000005
【図４】
2009033717.tif 000006
【図５】
2009033717.tif 000007
【図６】
2009033717.tif 000008
【外国語明細書】
2009033717000001.pdf
2009033717000002.pdf
2009033717000003.pdf
2009033717000004.pdf