JP4832528B2 - ワイヤレス・ネットワーク中のアップリンクおよびダウンリンク制御の信号方式 - Google Patents

Description

本発明の実施例は、ワイヤレス・ネットワークに関し、さらに詳しくは、ワイヤレス・ネットワーク中のアップリンクおよびダウンリンク制御の信号方式の提供に関する。

マルチキャリア通信システムは、シンボルで変調されたサブキャリアを使用して通信する。周波数選択性フェージングを含む、変化するチャネル状態は、所望の通信効率を保つシステムに対して、ユーザへのアップリンクおよびダウンリンク伝送に難題を提供する。

本発明の実施例は、添付図面と共に以下の詳細な説明によって容易に理解されるであろう。参照数字が指定するように、この説明を理解し易くするために、類似の参照番号は類似の構造要素を示す。本発明の実施例は例示であり、添付図面中の形態へ制限を示すものではない。

以下の詳細な説明では、その一部を形成する添付図面に対して参照が行なわれるが、本発明を実施する実施例が示される図面を通して、類似の番号は類似の部分を示す。他の実施例が用いられてもよく、また構造上あるいは論理上の変更が本発明の範囲から逸脱せずに成されてもよい。従って、以下の詳細な説明は、制限する意味で捉えるべきではなく、また、本発明に従う実施例の範囲は添付された請求項およびそれらの均等物によって定義される。

様々な動作が個別の動作として順番に、また本発明の実施例を理解する際に便宜であるように説明されているが、説明の順序は、これらの動作が順番に依存することを意味するものであると解釈すべきではない。

本発明の目的ために、「Ａおよび／またはＢ」なる語句は、（Ａ）、（Ｂ）、または（ＡおよびＢ）を意味する。本発明の目的ために、「Ａ、Ｂ、および／またはＣ」なる語句は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（ＡおよびＢ）、（ＡおよびＣ）、（ＢおよびＣ）、または（Ａ、Ｂ、およびＣ）を意味する。

以下の説明は、「一実施例において」、「実施例において」の語句を使用するが、それらは各々同じか異なる１以上実施例を参照する。さらに、用語「からなる」、「含む」、「有する」、および同種の用語は、本発明の実施例に関して使用されるように、同意語である。

図１は、本発明の実施例に従うワイヤレス通信システム１００を図示する。この実施例では、通信システム１００は、共有されたワイヤレス媒体１１６を介して互いに通信上で結合されたノード１０４，１０８，１１２が示される。ノード１０４，１０８，１１２は、それぞれ、アンテナ構造１２０，１２４，１２８を通じて共有されたワイヤレス媒体１１６、以後「媒体１１６」をアクセスすることができる。

アンテナ構造１２０，１２４，１２８の各々は、共通のワイヤレス媒体１１６を介するワイヤレス通信のために、１またはそれ以上のアンテナ、例えば図示されるような３本のアンテナを有する。様々な実施例では、いかなる数のアンテナを用いることができる。アンテナ構造１２０，１２４，１２８で使用されるアンテナは、例えばダイポール・アンテナ、モノポール・アンテナ、パッチ・アンテナ、ループ・アンテナ、マイクロストリップ・アンテナ、あるいは無線周波（ＲＦ）信号の伝送に適した他のあらゆるタイプのアンテナを含む指向性あるいは無指向性アンテナである。

１つの送信アンテナ（送信ノードで）および１つの受信アンテナ（受信ノードで）を利用するリンクは、単一入力単一出力リンクと称される。１を超える送信および受信アンテナを利用するリンクは、マルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）リンクと称される。マルチアンテナ・ノードは、１またはそれ以上の空間チャネル上の媒体１１６によって情報を伝送する。マルチアンテナ・ノードは、アンテナを有するのと同じ数の空間チャネルまで形成することができる。例えば、ノード１０４は、媒体１１６を介して情報を伝送するための１、２、あるいは３個の空間チャネルを形成することができる。

ノード１０４，１０８，１１２は、通信システム１００で情報をやり取りするためのあらゆる物理的または論理的なエンティティであり、設計パラメータの所定のセットまたは特性上の制約に対して所望されるように、それらのハードウェア、ソフトウェアあるいはそれらの任意の組合わせとして実現される。図１は、例示として限られた数のノードを示すが、より多くのあるいはより少ない数のノードが所定の実施のために使用されてもよいことが認識される。

様々な実施例では、通信システム１００は、あらゆる修正、補正あるいは更新（第３世代パートナーシップ・プロジェクト（「３ＧＰＰ」）によって提供された技術報告の７版３ＧＰＰ ＴＲ ２５．８１４Ｖ７．１．０（２００６−０９）の公表のものを含むが、これに制限されるものではない）と共に、ユニバーサル移動電話システム（ＵＭＴＳ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）と互換性をもつ無線アクセス・ネットワークであってもよい。

様々な実施例では、ノード１０８，１１２は、例えばモバイル・コンピュータ、個人向け携帯情報端末、携帯電話などで実現されるユーザ機器（ＵＥ：ｕｓｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）であり、また、ノード１０４は、ノードＢとしても称されるが、基地送受信局（ＢＴＳ：ｂａｓｅ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ）中に実現される。

ノード１０４は、媒体１１６を介してノード１０８および／または１１２へ、およびノード１０８および／または１１２から情報をやり取りするために配置される。この情報は、メディア情報および／または制御情報を含む。メディア情報は、一般に画像情報、ビデオ情報、グラフィカル情報、オーディオ情報、音声情報、テキスト情報、数字情報、英数字シンボル、文字シンボルなどのようなユーザのために意味をもつ内容を表すあらゆるデータに関する。制御情報は、一般に自動化されたシステムのために意味のあるコマンド、命令あるいは制御ワードを表すあらゆるデータに関する。例えば、制御情報は、システムを通してメディア情報を送り、そのメディア情報をあるやり方で処理するためにノードを命じ、あるいはネットワークの状態情報をノードに伝えるために使用される。

ノード１０８，１１２からノード１０４への方向の伝送はアップリンク伝送と呼ばれ、その反対方向の伝送はダウンリンク伝送と呼ばれる。これらのエアー・インターフェースは、ＵＭＴＳ地上無線アクセス（ＵＴＲＡ）および／またはＥｖｏｌｖｅｄ−ＵＴＲＡ（Ｅ−ＵＴＲＡ）技術と互換性をもつ。いくつかの実施例では、ダウンリンク変調スキームは、第１のタイプでは、例えば直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）であり、一方アップリンク変調スキームは、第２のタイプでは、例えば単一キャリア周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）である。

いくつかの実施例では、ダウンリンク情報は、隣接したサブキャリアが互いに直交した複数のサブキャリアに拡散された複数のＯＦＤＭシンボルとして媒体１１６を通して伝送される。伝送情報は、所定のチャネルの物理資源要素（「ＰＲＥｓ」：ｐｈｙｓｉｃａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）に組織化される。ＰＲＥは、１またはそれ以上のサブキャリアを構成し、それはＬ個の連続したサブキャリアおよびＭ個の時間／周波数シンボルを含む資源ブロックとして配置される。ＬとＭは、任意の正の整数である。伝送される情報は、まず１またはそれ以上の仮想（バーチャル）資源要素（ＶＲＥ：ｖｉｒｔｕａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｍｅｎ）として調製され、ＰＲＥのサイズはＶＲＥのサイズに対応する。その後、ＶＲＥは、本発明の様々な実施例に関して説明される配置スキームに従って伝送用ＰＲＥに割当てられる。

いくつかの実施例では、局在伝送モード（ＬＴＭ：ｌｏｃａｌｉｚｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅ）は、ノードＢ、例えばノード１０４から特定のＵＥ、例えばノード１０８へ伝送される情報が１組の資源ブロックに収容され、そして各サブフレームのために、資源ブロックは、単一のＵＥへの伝送のために割当てられることを規定する。いくつかの実施例では、伝送のために選択された資源ブロックは、瞬時のチャネル状態の知見に基づいて、ノード１０４によって選択される（別名、チャネル依存スケジューリング）。

チャネル依存スケジューリングは、チャネル上の周波数選択性フェージングとの対応を支援するが、しかしながら、それは全ての状況下において利用可能でも、望ましいものでもない。例えば、ノード１０８が早く移動している場合（例えば、乗り物で移動している）、瞬時チャネル状態を追跡するのが困難なことがある。別の例として、１を越えるＵＥ（例えば、ノード１０８およびノード１１２）に情報を送出している場合、特定のＵＥのチャネルを利用するためにチャネル依存スケジューリングが可能ではないことがある。

チャネル依存スケジューリングが利用可能でないか望ましくない場合、周波数ダイバーシチを増やすほうが望ましい。サブフレーム内に互いに十分な間隔が置かれた資源ブロック上にＶＲＥを配分することにより、ＬＴＭ中で周波数ダイバーシチが達成されるであろう。この配分は、伝送される情報量（例えば、ペイロード）が複数の資源ブロックを十分に満たす場合うまくいくであろう。

他方で、伝送される情報量が複数の資源ブロックを満たすに十分でない場合、複数の資源ブロック上への情報の配布は、伝送帯域幅の一部を浪費することになる。従って、比較的小さなペイロードを備える情報の伝送のために、分散伝送モード（「ＤＴＭ」：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅ）が使用される。ＤＴＭは、複数の資源ブロック上に複数のＵＥのためのペイロードの配分を準備する。このように、ＤＴＭでは、単一の資源ブロックは、１を越えるＵＥへ伝送する情報を含む。

本発明の実施例では、ＤＴＭおよびＬＴＭ伝送の両方は、ノード１０４からノード１０８および／またはノード１１２へのダウンリンクにおいて、周波数分割多重化（「ＦＤＭ」：ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の方法で共に多重化される。局在ユーザ（例えば、ＬＴＭ伝送が向けられたＵＥ）へのＰＲＥの割振りは、マルチユーザ・ダイバシティを利用するために最初に行われる。次に、残りのＰＲＥ（全資源要素の固定部分あるいは動的に変化する部分のいずれか）は、分散したユーザ（例えば、ＤＴＭ伝送が向けられるＵＥ）に割当てられる。

局在伝送のために割当てられた資源ブロックのＰＲＥにマップされるＶＲＥは、局在ＶＲＥ（「ＬＶＲＥ」：ｌｏｃａｌｉｚｅｄ ＶＲＥ）と称され、一方分散伝送のために割当てられた資源ブロックのＰＲＥにマップされるＶＲＥは、分散ＶＲＥ（「ＤＶＲＥ」：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＶＲＥ）と呼ばれる。

ユーザの各資源要求が同じである場合、ＤＶＲＥをＰＲＥにマップすることは比較的簡単で素直である。ここで使用されるように、ユーザの資源要求は、ダウンリンク伝送においてＵＥに関連する情報を伝送するために所望される資源要素の量である。ユーザの資源要求は、ＤＶＲＥの数として表現され、まず配置される。ユーザの資源要求を満たすＤＶＲＥの数は、しばしば分散された仮想資源ブロック（ＤＶＲＢ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｖｉｒｔｕａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｂｌｏｃｋ）と称される。ユーザの資源要求が異なる場合（各ユーザに対して異なる数のＤＶＲＥ（あるいは異なるサイズのＤＶＲＢ）となる）、その配分は、より入り組んだものとなる。

従って、本発明の実施例によって、以下さらに詳細に説明するために、伝送ノード（例えば、ノードＢ）が分散したユーザに対する情報をふぞろいな資源要求の可能性に与えられたＰＲＥにマップすることができる。

この実施例では、Ｋ個の異なるユーザに対する異なる資源要求をｌ_ｋ、ｋ＝１，．．．，Ｋと表示する。このように、要求された資源要素（Ｎ_ＲＥ）の総数は、次のように与えられる。

この実施例では、要求された資源要素Ｎ_ＲＥの数は、サブフレームＮ_ＰＲＥ中のＤＴＭのために利用可能なＰＲＥの数に等しいと仮定される。ここに説明される実施例はサブフレームとしてワイヤレス・チャネルの時間ユニットを議論しているが、他の実施例は他の時間ユニット、例えば１またはそれ以上のＯＦＤＭシンボルを利用してもよい。以下の説明は、１組のＤＶＲＥをＮ_ＰＲＥＰＲＥにマップするための命令を提供する。

様々な実施例では、Ｎ_ＰＲＥＰＲＥは、サブキャリアのあるブロック上に、全バンドに亘り、あるいは前の２つのハイブリッドによって配分される。これらの場合のすべてにおいて、ＤＶＲＥのために割振られたＰＲＥ用の順序づけられた１組の資源要素インデックスが抽出され、普遍性を失わずに、ＰＲＥ｛Ｓ_ｉ＝ｉ、ｉ＝１，２，．．．，Ｎ_ＲＥ｝に１組のユニークなマッピングを形成する。

この１組のＰＲＥ、Ｓ_ｉは、異なるユーザＶ_ｋ（ｊ）のＤＶＲＥにマップされ、それぞれの要求｛ｌ_ｋ｝を満足させる。全てのユーザに対して隣接したＰＲＥ間で最大の平均間隔（スペース）となる資源の割振りは、これらのＤＶＲＥを資源の制約に従って割り付けられた全ての組みのユーザに対して所望の周波数ダイバーシチを提供するために選択される。

全てのユーザに対する資源要求が同一の場合、例えば、全てのｋ＝１，．．．，Ｋに対してｌ_ｋ＝ｌである場合、マッピングの結果は、Ｖ_ｋ（ｊ）＝Ｓ_{ｋ＋（ｊ−１）Ｋ}となり、ここでｋ＝１，．．．，Ｋ、およびｊ＝１，．．．，ｌである。

一般的なケースで、異なるユーザに対する資源要求がふぞろいである場合、所望のマッピングは、全てのユーザに亘って均等に配分されるＰＲＥを準備する。ｋ番目のユーザに対する資源要素の間隔を均等にするのための測値は、平均間隔の偏差式から定義される。

ここで、反転ｄ_ｋ＝Ｎ_ｓｃ／ｌ_ｋは、ｋ番目のユーザに対する資源要素間の平均間隔であり、ｄ_ｋ（ｉ）＝Ｖ_ｋ（ｉ）−Ｖ_ｋ（ｉ−１）は、ｋ番目のユーザに対するｉ番目の資源要素の間隔であり、γ＝１あるいは２（γは任意の正の数）である。その後、資源配分アルゴリズムは、次式のメトリックが全ての配分に亘って最小化にされるように異なるユーザの間の資源要素を割当てようと努める。

は全ての配分に亘って最小化される。

図２は、本発明の実施例に従って、所望の均等な測値および／または隣接した割当資源要素間の間隔を提供する方法で資源を配分しようと努める資源配分アルゴリズム２００のフローチャートを図示する。

ブロック２０４では、配分されたユーザは、ｌ_１≧ｌ_２≧．．．ｌ_Ｋのような資源要求に従って、順番にソートされる。このソート動作は、いくつかの実施例中では実行されなくてもよい。

ブロック２０８において、計算インデックスｎは、１に設定される。

ブロック２１２では、１組の資源要素インデックスが計算される。実施例では、これらのインデックスは、次の方程式によって計算される。

ここで、ｉｎ（．）は、整数関数、例えば、ｃｅｉｌ（．）（これは、値を最も近い整数へ切り上げる）、ｒｏｕｎｄ（．）（これは、値を最も近い整数へ丸める）、またはｆｌｏｏｒ（．）（これは、値を最も近い整数へ切り下げる）である。

その後、ブロック２１６で、１組の資源要素が要求ｌ_ｎを具備するｎ番目のユーザに｛Ｖｎ（ｉ）＝Ｓ_ｑ１｝によって割当てられる。

ブロック２２０では、ブロック２１６でｎ番目のユーザに割当てられた１組の資源要素が利用可能な資源要素｛Ｓ_ｉ｝から取り除かれ、割当てられるべき更新された残余の１組の資源要素を形成する。更新後、残りの要素は、連続した番号（つまり１，２，．．．）が再度付され、次の周回のために式４が適用される。

ブロック２２４では、計算インデックスｎは、配分されたユーザの総数Ｋと比較され、資源割当てが配分されたユーザの全てに対して実行されたかどうかを判断する。そうでなければ、そのプロセスはブロック２２８に進み、ここで計算インデックスが増やされ、ブロック２１２に戻る。

資源割当てが配分された全てのユーザの対して実行されると、そのプロセスはブロック２３２に進む。ブロック２３２では、Ｓ_ｉ（ブロック２１６でＶ_ｋ（ｉ）へマップされた）は、可能なら全帯域幅に亘ってまとめて配分されてもよい元の資源要素インデックスに関連づけられる。

上記アルゴリズムでは、Ｎ_ＰＲＥ＝Ｎ_ＲＥと仮定されるが、しかしながら、多くの実施例では、Ｎ_ＰＲＥはＮ_ＲＥより大きくてもよい。従って、いくつかの実施例では、上述のマッピング・アルゴリズムは、余分な資源要素を処理するために修正されてもよい。例えば、ダミーのユーザが実際に配分されたユーザと共にマッピングへ導入されてもよい。そのダミーのユーザは、利用可能な資源要素の数Ｎ_ＰＲＥと要求された資源要素の数Ｎ_ＲＥとの差に等しい資源要求ｌ_{ｄｕｍｍｙ}が割当てられる。すなわち、ｌ_{ｄｕｍｍｙ}＝Ｎ_ＰＲＥ−Ｎ_ＲＥである。

ダミーのユーザおよびその関連する資源要求は、図２に説明されたアルゴリズムに含まれ、全ユーザをＫプラス１に等しく設定する。マッピングが完了すると、ダミーのユーザに割振られた資源が、それは未使用であるが、実際のユーザの割当て資源要素間の間隔に加えられる。

実施例において、ダミーのユーザは、その要求にかかわらず、例えばブロック２０４でソートされたユーザの順序の最初に置かれる。これは、ダミーのユーザに供給される最初であるｎ＝１の配分を提供すると共に、他の残る稼動中の割振りは他のＰＲＥ全体にわたって散在される。ダミーのユーザは、ソートされたユーザの順序の最後に追加される。

余分な資源要素の保持は、他の実施例中の他の方法で説明される。例えば、別の実施例では、間隔係数Ｓは、利用可能なＰＲＥに配分されたユーザの資源要素を十分に拡散するために使用されてもよい。

この実施例では、利用可能な１組のＰＲＥは、Ｓ_ｉ＝ｉ、ｉ＝１，２，．．．，Ｎ_ＰＲＥとして定義され、ここでＮ_ＰＲＥ≧Ｎ_ＲＥである。間隔係数Ｓは、以下のように定義される。

図３は、本発明の実施例に従う資源配分アルゴリズム３００のフローチャートを図示し、これはこの間隔係数を利用する利用可能な余剰ＰＲＥを説明する資源配分を提供しようと努める。

ブロック２０４に類似するブロック３０４において、配分されたユーザは、ｌ_１≧ｌ_２≧．．．≧ｌ_Ｋのような資源要求に従ってソートされる。

ブロック２０８に類似するブロック３０８において、計算インデックスｎは、１に設定される。

ブロック３１２では、間隔に関するｊは、次の方程式によって定義される。

ブロック３１６において、１組のインデックスｑ_ｉが計算される。実施例中では、これらのインデックスｑ_ｉは、次式によって計算される。

そして、以下のように１組のインデックスを修正する。

ブロック３２０では、１組の資源要素は、｛Ｖ_ｎ（ｉ）＝Ｓ_ｑｉ｝の要求ｌ_ｎを具備するｎ番目のユーザに割当てられる。

ブロック３２４では、ブロック３２０でｎ番目のユーザに割当てられた１組の資源要素は、利用可能な資源要素｛Ｓ１｝から取り除かれ、割当てられるべき更新された残余の１組の資源要素を形成する。Ｎ_ＰＲＥは、削減された数の利用可能な資源要素の数に反映すべく更新される。
更新されたＮ_ＰＲＥは、異なるｉに対するｊを求めるためにＥＱ６で使用される。

ブロック２２４に類似するブロック３２８において、計算インデックスｎは、配分されたユーザの総数Ｋと比較され、資源割当てが配分されたユーザの全てに対して実行されたかどうかを判断する。そうでなければ、そのプロセスはブロック３３２に進み、ここで計算インデックスが増やされ、ブロック３１２に戻る。

資源割当てが配分された全てのユーザに対して実行されると、プロセスはブロック３３６へ進む。ブロック３３６では、Ｓ_ｉ（ブロック３２０でＶ_ｋ（ｉ）へマップされた）は、可能なら全帯域幅に亘ってまとめて配分されてもよい元の資源要素インデックスに関連づけられる。

いくつかの実施例では、特に配分されたユーザのマッピングへのグループ化されたアプローチの場合には、ダウンリンク・パフォーマンスは、時間領域のマッピング、例えば、あらゆるシンボルを変えることにより、周波数ダイバーシチおよび干渉のランダム化によってかなり改善される。

例えば、上述で議論されたように、局在ユーザのための資源マッピングが決定されると、図２および関連する議論で説明されるように、次の段階は、配分されたユーザのための資源マッピングを計算することである。このマッピングは、そのスケジューリング・ユニットのために、例えば、０．５ミリ秒のサブフレームあるいは１つのＯＦＤＭシンボルの間に、最初の割当パターンを決定する。実施例では、後続のスケジューリング・ユニット、例えば次のサブフレームで使用されるマッピング・スキームは、最初のマッピング・スキームの変形である。例えば、後続のマッピング・スキームは、先のマッピング・スキームから周期的なシフトで変えられる、例えば、最初のマッピングは、物理資源要素の数Ｎ_ＰＲＥを１またはそれ以上のユニットだけ周期的にモジュロ・シフトされる、あるいは逆に、例えば、最初のマッピングは周波数領域で反転されてもよく、あるいは周期的なシフトおよびその逆のコンビネーションでもよい。

これらの技術は、配分されたユーザの場合におけるまとめられたアプローチのパフォーマンスを改善し、かつ分散したアプローチのいくつかの利点にてこ入れするのに役立つ。

図４は、本発明の実施例に従うノード４００を示す。ノード４００は、上述されたノード１０４に類似し、実質的に交換可能である。この実施例では、ノード４００は、アンテナ構造１２０に類似するアンテナ構造４０８に結合された送信回路４０４を含む。送信回路４０４は、１またはそれ以上の空間チャネルを介して情報を伝送するための１またはそれ以上の送信チェーンを含む。

ノード４００は、またアンテナ構造１２０に結合された受信回路４１２を含む。送信回路４０４と類似して、受信回路は、１またはそれ以上の空間チャネルを介して情報を受信するための１またはそれ以上の受信チェーンを含む。

ノード４００は、送信回路４０４および受信回路４１２に結合されたスケジューラ４１６をさらに含む。スケジューラ４１６は、本発明の様々な実施例に従って、上記議論した様々な資源配分マッピングおよび割当てを行なう。

送信回路４０４は、複数のユーザに伝送されるべき情報４２０を受け取る、すなわちスケジューラ４１６から利用可能な資源の割当てを受けて、その利用可能な資源上にその情報をマップする。その後、送信回路４０４は、アンテナ構造４０８を通してその情報を送信する。

上記議論されたように、局在したユーザへの伝送の割当ては、チャネル依存のスケジューリングに従って行われる。従って、いくつかの実施例では、スケジューラ４１６は、現在のチャネル状態でユーザからアップリンク・フィードバック（つまりアップリンク伝送での制御情報）を受け取るために受信回路４１２に結合され、チャネル依存のスケジューリングを容易にする。

ノード４００がマルチアンテナ・ノードである実施例では、アップリンク・フィードバックは、プリコーディング情報を含む。プリコーディング情報は、ＵＥ（例えば、ノード１０８）によってノードＢ（例えば、ノード４２０）へ伝送されるインデックスである。ノード４２０、特にスケジューラ４１６はインデックスを受け取り、瞬時チャネル状態を説明するノード１０８へのダウンリンクで使用されるべきビーム形成ベクトルを選択するために、コードブック４２４をアクセスする。アップリンク・フィードバック・チャネルを適切にコーディングすることで、アップリンク・フィードバックが破壊される可能性は小さくなる。破壊されている場合には、所望のビーム形成ベクトルは、ノード１０８がコードブック探索を実行するブラインド検出方法によって、あるいは、特に低移動度のチャネルに対して、コードブックを追跡する収束によるいずれかによって回復される。加えて、移動性の高いＵＥについては、専用のミッドアンブル・シーケンス（ｍｉｄ−ａｍｂｌｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の使用がビーム形成ベクトルを検証するために用いられてもよい。

本発明の実施例に従って、ノード１０８は、最初の周波数バンド上で生じる伝送中にアップリンク・フィードバックを伝送する。スケジューラ４１６は、このアップリンク・フィードバックを受け取り、そこに収容された制御情報の検証（ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ）を行なう。その後、スケジューラ４１６は、ノード１０８へのダウンリンク伝送中に送信されるべき検証の表示を伝送させる。その検証は、アップリンク・フィードバックに使用されたバンド以外の周波数バンドにあるダウンリンク中で伝送される。このアウトバンドの制御信号によって、高移動度のＵＥの場合にミッドアンブル・シーケンスの使用を回避させることができる。

アップリンク・フィードバックは、検証を容易にするためにエラー検出能力を備えたブロック・コードか巡回冗長検査（ＣＲＣ）を有する。

いくつかの実施例では、アウトバンド制御信号は、さらに混成した自動反復リクエスト（ＡＲＱ）フィードバックを含む。

いくつかの実施例では、スケジューラ４１６は、さらにチャネル状態情報のためのフィードバック率を決定する。ノード４００は、ドップラ拡散（あるいはキャリア間干渉（ＩＣＩ）レベル）を推定し、かつＩＣＩを軽減するためにダウンリンク中のサブキャリア間隔を調整するために、アップリンク・チャネルを使用する。ノード４００は、追加的に／それとは別に（変動率（ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｒａｔｅ）または）ドップラ拡散に従ってリンクおよびランク適応を導くことができる。この場合、前と異なり、送信機は、受信機のためにドップラによる損失を補填しようとする。例えば、ドップラ拡散は受信機でチャネル推定に影響するので、ドップラ拡散が増加するならば、ノード４００の送信機は、変調オーダおよびコード率を低減してもよい。

これらの技術を使うことによって、スケジューラ４１６は、アップリンクとダウンリンクのチャネル間における時間変動（ｔｉｍｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）の相互性（ｒｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ）を高めることができる。すなわち、周波数分割複信（ＦＤＤ）でのチャネル応答は相互的なものではないが、ドップラ拡散（あるいは時間変動率（ｔｉｍｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｒａｔｅ））は、ダウンリンクとアップリンクとの間で同じであり、その時間変動は伝播経路中のＵＥの移動度または媒体変動（ｍｅｄｉｕｍ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）による。

いくつかの実施例では、これらの技術は、チャネル相互性が存在しない時分割複信（ＴＤＤ）の事例に拡張してもよい。例えば、事実上のダウンリンク・チャネルは、ノード４００の送信チェーンおよびＵＥの受信チェーンを含み、その一方でアップリンク・チャネルは、ＵＥの送信チェーンおよびノード４００の受信チェーンを含む。そのチェーンは稼動コンポーネントを有するので、事実上のチャネルは相互的ではない。別の例では、ＵＥは送信チェーンより多くの受信チェーン（またはアンテナ）を有してもよく、ＵＥの受信アンテナのいくつかはアップリンクでは受信できないので、事実上のチャネルは相互的ではない。このようなＴＤＤの場合では、チャネル相互性は存在しないが、しかし、変動相互性は依然保持される。

適時のフィードバックはこれらの技術によって提供される利点の達成を容易にする一方、適時でないフィードバックはそれらを打ち消す。例えば、フィードバックが適時なやり方で送られない場合、ノード４００は、ビーム形成および／またはリンク／ランク適応を行なうために以前に受信したフィードバックを使用するだけである。チャネルの変化が速すぎ、その後フィードバック遅延がビーム形成の利得を相殺する場合、前のフィードバックは古くなっている。例えば、前のフィードバック・ビーム形成ベクトルが３０度を指す一方、理想的な現在のビーム形成角が６０度であってもよい。６０−３０＝３０度のビーム形成エラーがビーム形成の利得を相殺する場合、フィードバック率は増加するであろう。ＭＣＳのフィードバックの場合では、古くなったフィードバックは、リンク適応の利得を減じるか、あるいはリンクが切断させられることになる。

従って、これらの技術を促進させるために、本発明の実施例は、ＵＥがどのくらいの頻度でチャネル状態情報をフィードバックすべきかを判断するためのスケジューラ４１６に備える。これは以下のプロセスによって行われる。

スケジューラ４１６は、アップリンク中で、受信回路４１２を経由してＵＥから信号を受信する。その後、そのスケジューラは、受信信号中の時間変動（あるいはドップラ拡散）を推定する。スケジューラ４１６は、ビーム形成マトリックス、チャネル品質インディケータ（ＣＱＩ：ｃｈａｎｎｅｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）報告、および／または、変調および符号化法（ＭＣＳ：ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｄｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）のようなチャネル状態情報のフィードバック率を決定する。その後、スケジューラ４１６は、送信回路４０４を経由してその率および他の要求をＵＥに伝送する。ＵＥは、その後指定された率で情報をフィードバックする。

図５は、本発明の実施例に従うノード５００を示す。ノード５００は、上述されたノード１０８および／または１１２に類似し、実質的に交換可能である。ノード５００は、アンテナ構造１２４および／または１２８に類似するアンテナ構造５０８に結合された送信回路５０４を含む。送信回路５０４は、１またはそれ以上の空間チャネルを介して情報を伝送するための１またはそれ以上の送信チェーンを含む。

ノード５００は、またアンテナ構造５０８に結合された受信回路５１２を含む。送信回路５０４と類似して、受信回路は、１またはそれ以上の空間チャネルを介して情報を受信するための１またはそれ以上の受信チェーンを含む。

ノード５００は、さらにフィードバック制御器５１６を含む。フィードバック制御器５１６は、受信回路５１２に結合され、また情報が受信される１またはそれ以上の空間チャネルの状態を決定するために形成された、チャネル状態検出器５２０を含む。フィードバック制御器５１６は、決定された条件を示すＣＱＩレベルを生成し、かつそのアップリンク・フィードバック中にＣＱＩレベルをノード１０４へ伝送する。

様々な実施例では、ＣＱＩフィードバックは、チャネル依存のスケジューリング（上記議論されたように）、変調および符号化法の選択、干渉管理、および／または、物理チャネル用の送信電力制御のためにノード１０４によって使用されてもよい。

図６は、本発明の実施例に従うチャネル状態報告６００のフローチャートを示す。この実施例では、チャネル状態検出器５２０は、ブロック６０４で、チャネルの条件を決定するために受信回路５１２と協力する。その後、フィードバック制御器５１６は、ブロック６０８で、決定された状態を示すためにＣＱＩ値を生成する。

フィードバック制御器５１６は、ブロック６１２で、報告が生起されるかどうかを決定し、もしそうならば、ブロック６１６で、アップリンク・フィードバック中にＣＱＩを報告する。ＭＩＭＯ伝送を利用する実施例では、ＣＱＩフィードバックの量は、チャネル・ストリームの数、アンテナ配置、および変化するチャネル状態で変わる。ＣＱＩ値は、変化するフィードバック量を示すための可変長を有する。従って、ＣＱＩ値自体の送信に加えて、ノード５００は、さらにＣＱＩ値の長さを送信する。

ブロック６１２で、報告が生起されない場合、その報告過程は、ブロック６０４へ戻る。ブロック６０４でのチャネル状態の決定、およびブロック６０８でのＣＱＩ値の生成は、まとめてＣＱＩ値のモニタと称される。

様々な実施例では、報告は様々な方法で生起される。例えば、ノードＢ、つまりノード１０４は、ノード５００のためにアップリンク・フィードバックを周期的にスケジュールする。このスケジュールは、ノード１０４によるアップリンク・マップ報知でノード５００に伝えられる。このスケジューリングの表示を受け取ることによって、ＣＱＩ報告を生起すると考えられる。周期的な報告は、広範なチャネル状態報告を提供するが、この報告をするために必要なオーバーヘッドはシステム１００上では不必要でやっかいである。従って、本発明の実施例に従って、イベント起動の報告モードが導入される。

図７は、本発明の様々な実施例に従う報告モード・シーケンス７００のフローチャートを示す。この実施例では、フィードバック制御器５１６は、ブロック７０４で非イベント起動モード中のＣＱＩ値をモニタし報告する。非イベント起動モードにおいて、その報告は、例えば、周期ごとに生起される。フィードバック制御器５１６は、ブロック７０８において、ＣＱＩ値が所定時間Ｔの間に変化したかどうかを判断する。所定時間Ｔは設定可能な値であり、つまり、タイマーは、非イベント起動モード中、Ｎを整数とするＮ＊ＣＱＩの報告期間間隔であり得る。ＣＱＩ値が時間Ｔの間に変化した場合、そのときフィードバック制御器５１６は、ブロック７０４で非イベント起動モード中にＣＱＩをモニタし報告することを継続することができる。ＣＱＩ値が時間Ｔの間に変化しない場合、その時フィードバック制御器５１６は、ブロック７１２でイベント起動ＣＱＩ報告モードに入ることができる。イベント起動報告モードにある間、フィードバック制御器５１６はＣＱＩ値をモニタし、周期的ではなくむしろチャネル状態にある変動が検出されたときにその値を報告する。フィードバック制御器５１６は、イベント起動報告モードの終了イベントがブロック７２０で生じたかどうかを判断する。そうでない場合、フィードバック制御器５１６は、イベント起動報告モードでＣＱＩ値をモニタし報告することを継続する。終了イベントが生じる場合、フィードバック制御器５１６は、ブロック７０４へのループで戻り、非イベント起動モードにおけるＣＱＩ値のモニタおよび報告に復帰する。

いくつかの実施例で、チャネル状態が予め定める間隔内で変化し、対応するＣＱＩ値が報告された最新の値と異なる場合、イベント起動報告モードの終了イベントが生じる。いくつかの実施例において、チャネルが頻繁に変わりすぎる場合、周期的なフィードバックはより効率的であり、その高い変動率の検出は、イベント起動モードを終了するためのイベントをトリガする。

いくつかの実施例で、イベント起動報告モードの終了イベントは、フィードバック制御器５１６がインバンド制御信号をノード１０４に送ることにより、あるいはコンテンションベースのＣＱＩ報告（例えば、アップリンク・フレームのコンテンション期間にＣＱＩ報告を伝送すること）を送ることによって生じてもよい。コンテンションベースの報告については、そのエリアにＫ個のＵＥがあり、現在Ｌ個のＵＥがイベント起動報告モードにない実施例を考慮する。この場合、ノード１０４は、周期的なＣＱＩ報告のためにＬ個のＵＥをスケジュールする。加えて、ノード１０４は、（Ｋ−Ｌ）個のＵＥがＣＱＩを求めて潜在的に競うために、それらがイベント起動ＣＱＩ報告モードから出るとき、Ｍ（Ｍ＜Ｋ−Ｌ）個の資源を予定する。そのコンテンションは、コード−ドメインに基づいていてもよい。これらのコンテンションベースの報告は、ＣＱＩ報告自体に加えてＵＥ識別子を含んでいてもよい。（Ｋ−Ｌ）と比較されるＭの値は、（Ｋ−Ｌ）個のユーザ間のチャネル相関に基づくことに注意すること。

ノード１０４がインバンド信号メッセージあるいはＵＥからのコンテンションベースのＣＱＩ報告を受け取ると、ノード１０４は、ＵＥが非イベント起動報告モードを送るために資源をスケジュールすることができる。

いくつかの実施例では、ノード１０４は、ＵＥがイベント起動報告モードを終了し、ＵＥがＣＱＩ報告を送るために資源をスケジュールすることを開始すると予測してもよい。ノード１０４がＵＥでのチャネル状態変化を予測する多くの方法がある（例えば、変化するチャネル状態を検出することにより）。インバウンド信号あるいはコンテンションベースのＣＱＩ報告は、ノード１０４が自律的に予測を行ない、かつＵＥが非イベント起動モード中にＣＱＩ報告の送付を開始するために必要な資源を割当てることによって回避されてもよい。

いくつかの実施例では、ノード１０４がＵＥのためにフィードバック・モードを、例えばイベント起動でまたは周期的にスケジュールするために、変動相互性を利用するための上述の技術あるいはその変形を用いることができる。

いくつかの実施例では、イベント起動報告モードの終了イベントは、タイマーベースである。例えば、イベント起動報告モードに入ると、フィードバック制御器５１６はタイマーを開始する。そのタイマーは、ＣＱＩ伝送が再開すると常に、リセットされる。タイマーが終了する場合、ノード１０４は、ノード５００のために資源をスケジュールし、フィードバック制御器５１６は、そのＣＱＩ伝送を再開する。それとは別に、インバウンド信号を使用して、タイマーベースのＣＱＩ報告を送ることも可能である。ＣＱＩが送られると、フィードバック制御器５１６は、モード・エントリ規則によりイベント起動報告モードに戻ることができる。タイマーの値は、ノード１０４によって設定可能である。タイマーが０に設定される場合、イベント起動ＣＱＩ報告モードは、無効となる。

ある実施例が好適な実施例を説明する目的のためにここに図示され記述されたが、同じ目的を達成すると理解される広範囲な様々な変形または均等な実施例、あるいは実装例が本発明の範囲を逸脱せずに図示され記述された実施例に代わって用いられると当業者は理解するであろう。この適用は、ここで議論された実施例に適応したあらゆる構造あるいは変形をカバーするものと意図される。従って、本発明に従う実施例は、請求項およびその等価物によってのみ限定されることが明白に意図される。

本発明の様々な実施例に従うワイヤレス通信システムを図示する。 本発明の様々な実施例に従う資源配分アルゴリズムのフローチャートを図示する。 本発明の様々な実施例に従う別の資源配分アルゴリズムのフローチャートを図示する。 本発明の様々な実施例に従うワイヤレス通信ノードを図示する。 本発明の様々な実施例に従う別のワイヤレス通信ノードを図示する。 本発明の様々な実施例に従うチャネル状態報告のフローチャートを図示する。 本発明の様々な実施例に従う報告モード・シーケンスのフローチャートを図示する。

Claims (14)

1. 移動局によって、ワイヤレス・チャネルの状態を決定し、かつ長さを含むチャネル品質インディケータ（ＣＱＩ）値を生成することにより、チャネル品質インディケータ（ＣＱＩ）をモニタし、その決定された状態を表示する段階と、
   前記移動局によって、共有されたワイヤレス媒体を介するアップリンク伝送で、前記ＣＱＩ値および前記ＣＱＩ値に加えて前記ＣＱＩ値の長さの表示を送信する段階と、
   前記ＣＱＩ値をモニタする段階に少なくとも部分的に基づいて、イベント起動報告モードに入る段階であって、ＣＱＩ報告は、前記モニタされたＣＱＩ中の変動によってトリガされる、段階と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記ＣＱＩ値は第１のＣＱＩ値であり、前記長さは第１の長さであり、前記表示は第１の表示であり、前記方法は、
   前記移動局によって、前記第１の長さとは異なる第２の長さの第２のＣＱＩ値を生成する段階と、
   別のアップリンク伝送において前記移動局によって、前記第２のＣＱＩ値および前記第２の長さの第２の表示を送信する段階と、
   をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記イベント起動報告モードに入る段階は、前記ＣＱＩ値が予め定める時間量より長く変化せず止まる場合に、前記イベント起動報告モードに入る段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 前のＣＱＩ伝送から経過した時間の量および／または前記ＣＱＩ中の検出された変化の少なくとも一部に基づいて、前記イベント起動報告モードを終了する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
5. 前記イベント起動報告モードを終了する段階は、アップリンク伝送において、前記イベント起動報告モードを終了するためのメッセージを送信する段階を含むことを特徴とする請求項４記載の方法。
6. 前記イベント起動報告モードを終了する段階は、アップリンク・フレームのコンテンション期間中に、前記ＣＱＩ値および前記長さを送信する段階を含むことを特徴とする請求項４記載の方法。
7. 前記イベント起動報告モードを終了する段階は、前記共有されたワイヤレス媒体を介する前記アップリンク伝送を送信する段階のためにスケジュールされた資源の表示を受信する段階を含むことを特徴とする請求項４記載の方法。
8. 前記移動局のためにスケジュールされたアップリンク・フレームの資源内で第１のＣＱＩ値を送信することにより、非イベント起動報告モード中に前記第１のＣＱＩ値を報告する段階と、
   別のアップリンク・フレームのコンテンション期間内に第２のＣＱＩ値を送信することにより、前記イベント起動報告モード中に前記第２のＣＱＩ値を報告する段階と、
   をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
9. 命令を格納した不揮発性ストレージ媒体において、前記命令を機械に実行させたとき、前記命令は、
   ワイヤレス・チャネルの状態を決定し、かつ長さを含むチャネル品質インディケータ（ＣＱＩ）値を生成することにより、前記ＣＱＩをモニタし、その決定された状態を表示する段階と、
   共有されたワイヤレス媒体を介するアップリンク伝送で、前記ＣＱＩ値および前記ＣＱＩ値の長さを送信する段階と、
   前記ＣＱＩをモニタする段階に少なくとも部分的に基づいて、イベント起動報告モードをトリガする段階と、
   を実行することを特徴とする媒体。
10. 前記ＣＱＩ値は第１のＣＱＩ値であり、前記長さは第１の長さであり、前記命令を機械に実行させたとき、前記命令は、
    前記第１の長さとは異なる第２の長さの第２のＣＱＩ値を生成する段階と、
    別のアップリンク伝送において、前記第２のＣＱＩ値および前記第２の長さを送信する段階と、
    をさらに実行することを特徴とする請求項９記載の媒体。
11. 前記命令を機械に実行させたとき、前記命令は、
    前記ＣＱＩ値が予め定める時間量より長く変化せず止まる場合に、前記イベント起動報告モードをトリガする段階、
    をさらに実行することを特徴とする請求項９記載の媒体。
12. 前記命令を機械に実行させたとき、前記命令は、
    前のＣＱＩ伝送から経過した時間の量および／または前記ＣＱＩ中の検出された変化の少なくとも部分的に基づいて、前記イベント起動報告モードを終了する段階、
    をさらに実行することを特徴とする請求項９記載の媒体。
13. 共有されたワイヤレス媒体を介する送信を受信するための複数のほぼ無指向性なアンテナと、
    前記複数のほぼ無指向性なアンテナに動作可能に結合され、ワイヤレス・チャネルの状態を決定するために構成されたチャネル状態検出器を含むフィードバック制御器であって、前記フィードバック制御器は、長さを含むチャネル品質インディケータ（ＣＱＩ）値を生成し、その決定された状態を表示し、かつ複数のほぼ無指向性アンテナを介するアップリンク伝送で、前記ＣＱＩ値および前記ＣＱＩ値の前記長さの表示を送信する、フィードバック制御器と、を含み、
    前記フィードバック制御器は、前記ワイヤレス・チャネルの状態を決定し、かつ前記ＣＱＩ値を生成するために前記チャネル状態検出器を制御することによって、ＣＱＩ報告を周期的にトリガする非イベント起動報告モードで、前記ＣＱＩ値をモニタするために構成され、前記フィードバック制御器は、前記モニタされた前記ＣＱＩ値に少なくとも部分的に基づいて、前記モニタされたＣＱＩ値の変動によってＣＱＩ報告をトリガするイベント起動報告モードに入るために構成される、
    ことを特徴とするシステム。
14. 前記フィードバック制御器は、前のＣＱＩ伝送から経過した時間の量および／または前記ＣＱＩ中の検出された変化の少なくとも部分的に基づいて、前記イベント起動報告モードを終了するためにさらに構成されることを特徴とする請求項1３記載のシステム。

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