JP2011518448A

JP2011518448A - 無線通信ネットワーク、及び無線通信ネットワークにおけるアンテナ選択のための方法

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Publication number: JP2011518448A
Application number: JP2010537978A
Authority: JP
Inventors: メータ、ニーレッシュ・ビー; テオ、クーン・フー; ジャン、ジンユン
Original assignee: Mitsubishi Electric Research Laboratories Inc
Current assignee: Mitsubishi Electric Research Laboratories Inc
Priority date: 2008-05-07
Filing date: 2009-05-07
Publication date: 2011-06-23
Anticipated expiration: 2029-05-07
Also published as: JP2013132066A; JP5199387B2; JP5631425B2; WO2009136658A2; EP2294718A2; CN102017454A; CN102017454B; WO2009136658A3; EP2294718B1

Abstract

【課題】本発明の実施の形態は、無線通信ネットワークにおけるアンテナ選択（ＡＳ）のための方法を説明する。
【解決手段】ネットワークは基地局と送受信機とを含み、該送受信機はアンテナのセットを有し、該送受信機は、一度にアンテナの１つのサブセットから、周波数ホッピングされたサウンディング基準信号（ＳＲＳ）を送信するように構成される。基地局は、副帯域の数及びアンテナのセット内のサブセットの数に基づいて、トレーニング送信のタイプを確定し、該タイプを含む命令を送受信機に送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、包括的には無線通信ネットワークにおけるアンテナ選択に関し、より詳細には、周波数ホッピングされたサウンディング基準信号を用いてアンテナを選択することに関する。

以下の特許及び特許出願は、本出願に関連し、参照により本明細書に援用される。
２００７年１２月１０日付けで出願された、「ＭｅｔｈｏｄａｎｄＳｙｓｔｅｍｆｏｒＧｅｎｅｒａｔｉｎｇＡｎｔｅｎｎａＳｅｌｅｃｔｉｏｎＳｉｇｎａｌｓｉｎＷｉｒｅｌｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋｓ」と題する米国特許出願第１１／９５３，４５２号明細書、
２００８年３月２６日付けで出願された、「ＭｅｔｈｏｄｆｏｒＳｅｌｅｃｔｉｎｇＡｎｔｅｎｎａｓｉｎａＷｉｒｅｌｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋｓ」と題する米国特許出願第１２／０５５，５２２号明細書、
２００７年１０月２６日付けで出願された、「ＭｅｔｈｏｄｆｏｒＩｍｐｌｉｃｉｔＳｅｌｅｃｔｉｎｇＡｎｔｅｎｎａｓｉｎａＷｉｒｅｌｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋｓ」と題する米国特許出願第１１／９２４，７０３号明細書、
２００７年８月６日付けで出願された、「ＭｅｔｈｏｄｆｏｒＳｅｌｅｃｔｉｎｇＡｎｔｅｎｎａｓｉｎａＷｉｒｅｌｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋｓ」と題する米国特許出願第１１／８３４，３４５号明細書、
２００８年５月７日付けで出願された、「Ｔｒｅｅ−ＢａｓｅｄＦｒｅｑｕｅｎｃｙ−ＨｏｐｐｅｄＳｏｕｎｄｉｎｇＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌｓｆｏｒＴｒａｎｓｍｉｔＡｎｔｅｎｎａＳｅｌｅｃｔｉｏｎＴｒａｉｎｉｎｇ」と題する米国仮特許出願第６１／０５１，２１６号明細書、
２００８年６月２４日付けで出願された、「Ｔｒｅｅ−ＢａｓｅｄＦｒｅｑｕｅｎｃｙ−ＨｏｐｐｅｄＳｏｕｎｄｉｎｇＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌｓｆｏｒＴｒａｎｓｍｉｔＡｎｔｅｎｎａＳｅｌｅｃｔｉｏｎＴｒａｉｎｉｎｇ」と題する米国仮特許出願第６１／０７５，１０２号明細書、
２００８年６月３０日付けで出願された、「Ｔｒｅｅ−ＢａｓｅｄＦｒｅｑｕｅｎｃｙ−ＨｏｐｐｅｄＳｏｕｎｄｉｎｇＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌｓｆｏｒＴｒａｎｓｍｉｔＡｎｔｅｎｎａＳｅｌｅｃｔｉｏｎＴｒａｉｎｉｎｇ」と題する米国仮特許出願第６１／０７６，７４３明細書、
２００８年７月１日付けで出願された、「Ｔｒｅｅ−ＢａｓｅｄＦｒｅｑｕｅｎｃｙ−ＨｏｐｐｅｄＳｏｕｎｄｉｎｇＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌｓｆｏｒＴｒａｎｓｍｉｔＡｎｔｅｎｎａＳｅｌｅｃｔｉｏｎＴｒａｉｎｉｎｇ」と題する米国仮特許出願第６１／０７７，３０１号明細書、及び
２００８年７月２日付けで出願された、「Ｔｒｅｅ−ｂａｓｅｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｈｏｐｐｅｄｓｏｕｎｄｉｎｇｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｉｇｎａｌｓｆｏｒｔｒａｎｓｍｉｔａｎｔｅｎｎａｓｅｌｅｃｔｉｏｎｔｒａｉｎｉｎｇｗｉｔｈａｎｔｅｎｎａｉｎｄｅｘ」と題する米国仮特許出願第６１／０７７，７２３号明細書。

ＯＦＤＭＡ及びＳＣ−ＯＦＤＭＡ
第３世代（３Ｇ）無線セルラ通信標準規格及び３ＧＰＰロングタームエボリューション（ＬＴＥ：ｌｏｎｇｔｅｒｍｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）標準規格のような無線通信ネットワークにおいて、固定帯域幅チャネルにおける複数のユーザのための複数のサービス及び複数のデータレートを同時にサポートすることが望まれている。１つの方式は、現在のチャネル推定値に基づく伝送の前に、シンボルを適応的に変調及び符号化する。直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄａｃｃｅｓｓ）を使用する、ＬＴＥにおいて利用可能な別の選択肢は、異なるユーザ又はＵＥｓ（ユーザ機器（ｕｓｅｒｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、移動局（ｍｏｂｉｌｅｓｔａｔｉｏｎ）、又は送受信機（ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ））に対して異なるサブキャリア又はサブキャリアのグループを割り当てることによって、マルチユーザ周波数ダイバーシティを活用することである。ＬＴＥの単一キャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ：ｓｉｎｇｌｅｃａｒｒｅｒ−ｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅａｃｃｅｓｓ）アップリンクでは、各ユーザにおいて、シンボルがまず共に離散フーリエ変換（ＤＦＴ：ＤｉｓｃｒｅｔｅＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）行列を用いて拡散され、次に異なるサブキャリアに割り当てられる。ネットワーク帯域幅は、たとえば１．２５ＭＨｚ〜２０ＭＨｚで変動し得る。ネットワーク帯域幅は、多数のサブキャリア、たとえば１０ＭＨｚ帯域幅に対して１０２４個のサブキャリアに分割される。

以下の標準化文書、すなわち３６．２１１，３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ；ＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎＧｒｏｕｐＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ；ＰｈｙｓｉｃａｌＣｈａｎｎｅｌｓａｎｄＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ（（Ｒｅｌｅａｓｅ８），ｖ１．０．０（２００７−０３））と、Ｒ１−０１０５７「ＡｄａｐｔｉｖｅａｎｔｅｎｎａｓｗｉｔｃｈｉｎｇｆｏｒｒａｄｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅＥＵＴＲＡｕｐｌｉｎｋ」（ＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉＥｌｅｃｔｒｉｃ／Ｎｏｒｔｅｌ／ＮＴＴＤｏＣｏＭｏ，３ＧＰＰＲＡＮ１＃４８，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＵＳＡ）と、Ｒ１−０７１１１９「ＡｎｅｗＤＭ−ＲＳｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｃｈｅｍｅｆｏｒａｎｔｅｎｎａｓｅｌｅｃｔｉｏｎｉｎＥ−ＵＴＲＡｕｐｌｉｎｋ」（ＬＧＥ，３ＧＰＰＲＡＮ１＃４８，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＵＳＡ）と、「Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃｌｏｓｅｄ−ｌｏｏｐａｎｔｅｎｎａｓｅｌｅｃｔｉｏｎｗｉｔｈｏｐｅｎ−ｌｏｏｐｔｒａｎｓｍｉｔｄｉｖｅｒｓｉｔｙ（ａｎｔｅｎｎａｓｗｉｔｃｈｉｎｇｗｉｔｈｉｎａｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｍｅｉｎｔｅｒｖａｌ（ＴＴＩ））」（ＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉＥｌｅｃｔｒｉｃ，３ＧＰＰＲＡＮ１＃４７ｂｉｓ，Ｓｏｒｒｅｎｔｏ，Ｉｔａｌｙ）とが適用可能である。基地局（ＢＳ：ｂａｓｅｓｔａｔｉｏｎ）は、３ＧＰＰ標準規格に従って強化され、「次世代ノードＢ（ＥｖｏｌｖｅｄＮｏｄｅＢ）」（ｅＮｏｄｅＢ）と呼ばれる。用語ＢＳ及びｅＮｏｄｅＢを交換可能に使用する。

多入力多出力（ＭＩＭＯ）
フェージングチャネル環境における無線通信ネットワークの容量をさらに増大させるために、多入力多出力（ＭＩＭＯ：ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｉｎｐｕｔ−ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｏｕｔｐｕｔ）アンテナ技術を使用して、帯域幅を増大させることなくネットワークの容量を増大させることができる。異なるアンテナのためのチャネルは、かなり異なり得るため、ＭＩＭＯは、フェージングに対するロバスト性を増大させて、また、複数のデータストリームが同時に伝送されることを可能にする。

その上、空間多重化方式において、又は時空間トレリス符号を用いて、受信される信号を処理することは、複雑度がアンテナの数の関数として指数関数的に増大する可能性がある送受信機を必要とする。

アンテナ選択
ＲＦチェーンが相当により複雑で高価であるのに対して、アンテナは、比較的単純で安価である。アンテナ選択は、ＭＩＭＯネットワークに関連付けられる複雑度の欠点を或る程度低減する。アンテナ選択は、アンテナの数よりも少ない数のＲＦチェーンを使用することによって、送受信機内の送信機及び受信機のハードウェア複雑度を低減する。

アンテナ選択において、利用可能なアンテナのセットのサブセットがスイッチによって適応的に選択され、アンテナの選択されたサブセットのための信号のみが、送信又は受信のいずれかとすることができる、信号処理に利用可能なＲＦチェーンに接続される。本明細書において使用される場合、選択されたサブセットは、全ての事例において、アンテナのセット内の全ての利用可能なアンテナのうちの１つ又は複数を意味する。

パイロットトーンすなわち基準信号
アンテナの最適なサブセットを選択するために、最終的にはアンテナの選択された最適なサブセットのみが送信に使用されるとしても、アンテナの利用可能なサブセットに対応するチャネルを推定する必要がある。

これは、アンテナ選択信号、たとえば基準信号とも呼ばれるパイロットトーンを、異なる複数のアンテナ又はアンテナサブセットから送信することによって達成することができる。異なる複数のアンテナサブセットは、同じパイロットトーンを送信するか、又は異なるパイロットトーンを使用することができる。Ｎ_ｔが送信アンテナの数を、Ｎ_ｒが受信アンテナの数を表すものとし、Ｒ_ｔ＝Ｎ_ｔ／Ｌ_ｔ及びＲ_ｒ＝Ｎ_ｒ／Ｌ_ｒが整数であるものとする。その場合、利用可能な送信（受信）アンテナ素子は、Ｒ_ｔ（Ｒ_ｒ）個の別個のサブセットに分割することができる。パイロット反復手法は、Ｌ_ｔ×Ｌ_ｒのＭＩＭＯネットワークに適切なトレーニングシーケンスをＲ_ｔ×Ｒ_ｒ回繰り返す。トレーニングシーケンスの各反復の間、送信ＲＦチェーンは、アンテナの異なる複数のサブセットに接続される。したがって、Ｒ_ｔ×Ｒ_ｒ回の反復の終了時に、受信機は、様々な送信アンテナから様々な受信アンテナまでの、全てのチャネルの完全な推定値を有する。

順方向リンク（チャネル）と逆方向リンク（チャネル）とが同一でない周波数分割複信（ＦＤＤ：ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｖｉｓｉｏｎｄｕｐｌｅｘ）ネットワークにおける送信アンテナ選択の場合、送受信機は、アンテナの選択されたサブセットの最適なセットを送信機にフィードバックする。相互的（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ）時分割複信（ＴＤＤ：ｔｉｍｅｄｉｖｉｓｉｏｎｄｕｐｌｅｘ）ネットワークでは、送信機は、独立して選択を実施することができる。

チャネルがゆるやかに変化する屋内ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）の用途の場合、アンテナ選択を、媒体アクセス制御（ＭＡＣ：ｍｅｄｉａａｃｃｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌ）層プロトコルを使用して実施することができる。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ無線ＬＡＮ仕様案、Ｉ．Ｐ８０２．１１ｎ／Ｄ１．０「ＤｒａｆｔａｍｅｎｄｍｅｎｔｔｏＷｉｒｅｌｅｓｓＬＡＮｍｅｄｉａａｃｃｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）ａｎｄｐｈｙｓｉｃａｌｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ：Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｓｆｏｒｈｉｇｈｅｒｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ」（Ｔｅｃｈ．Ｒｅｐ．，Ｍａｒｃｈ２００６）を参照されたい。

物理（ＰＨＹ）層プリアンブルを、追加のアンテナのためのさらなるトレーニングフィールド（反復）を含むように拡張する代わりに、異なる複数のアンテナサブセットによりパケットを送受信するためのコマンドを物理層に発行することによって、アンテナ選択トレーニングがＭＡＣ層において行われる。Ｌ_ｔ×Ｌ_ｒのＭＩＭＯネットワークのための単一の標準規格トレーニングシーケンスであるトレーニング情報が、ＭＡＣヘッダフィールドに埋め込まれる。

ＬＴＥにおけるＳＣ−ＦＤＭＡ構造
基本的なアップリンク伝送方式は、３ＧＰＰＴＲ２５．８１４，ｖ１．２．２「ＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒＡｓｐｅｃｔｓｆｏｒＥｖｏｌｖｅｄＵＴＲＡ」に記載されている。この方式は、アップリンクユーザ間直交性を達成すると共に、受信機における効率的な周波数領域均等化を可能にする、サイクリックプレフィクス（ＣＰ：ｃｙｃｌｉｃｐｒｅｆｉｘ）を用いる単一キャリア伝送（ＳＣ−ＦＤＭＡ）である。

広帯域サウンディング基準信号（ＳＲＳ）
広帯域ＳＲＳ（ｂｒｏａｄｂａｎｄｓｏｕｎｄｉｎｇｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｉｇｎａｌｓ）は、ｅＮｏｄｅＢが、ユーザから該ｅＮｏｄｅＢへのアップリンクチャネルの周波数領域応答全体を推定するのに役立つ。これは、サブキャリアが、原則的に、そのサブキャリアに関する最良のアップリンクチャネル利得を有するユーザに割り当てられる周波数領域スケジューリングに役立つ。したがって、広帯域ＳＲＳは、たとえば５ＭＨｚ又は１０ＭＨｚのネットワーク帯域幅全体、又はｅＮｏｄｅＢによって確定されるその一部分を占有することができる。後者の場合、広帯域ＳＲＳは、ネットワーク帯域幅全体をカバーするために、複数の伝送にわたって周波数ホッピングされる。

本発明の実施の形態は、無線通信ネットワークにおけるアンテナ選択（ＡＳ：ａｎｔｅｎｎａｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）のための方法を説明する。ネットワークは、基地局と送受信機とを含み、該送受信機はアンテナのセットを有し、該送受信機は、一度にアンテナの１つのサブセットから、周波数ホッピングされたサウンディング基準信号（ＳＲＳ）を送信するように構成される。基地局は、副帯域の数及びアンテナのセット内のサブセットの数に基づいて、トレーニング送信のタイプを確定し、該タイプを含む命令を送受信機に送信する。

一実施の形態では、副帯域の数は、アンテナのセット内のサブセットの数の整数倍であり、タイプは実質的に交互の送信である。

別の実施の形態では、副帯域の数は、アンテナのセット内のサブセットの数の整数倍ではなく、タイプは交互の送信である。

一実施の形態では、送受信機は、トレーニング送信のタイプに関する知識を有し、命令に基づいてトレーニング送信を選択するように構成される。一実施の形態では、命令は、トレーニングパターンと、周波数ホッピングされたパターンとを含む。別の実施の形態では、命令は、周波数ホッピングされたパターンを含み、送受信機は、周波数ホッピングパターンに従って送信するように構成される。

本発明の実施の形態１による無線ネットワークのブロック図である。本発明の実施の形態１によるアップリンクリソースグリッドのブロック図である。本発明の実施の形態１によるリソースブロックのブロック図である。本発明の実施の形態１によるアンテナを選択するための方法のブロック図である。周波数ホッピングされたサウンディング基準信号（ＳＲＳ）送信のブロック図である。周波数ホッピングされたサウンディング基準信号（ＳＲＳ）送信のブロック図である。本発明の実施の形態１による周波数ホッピングされたＳＲＳを用いてアンテナのサブセットをトレーニングするための方法及びネットワークのブロック図である。本発明の実施の形態１による周波数ホッピングされたサウンディング基準信号（ＳＲＳ）送信のブロック図である。本発明の実施の形態１による周波数ホッピングされたサウンディング基準信号（ＳＲＳ）送信のブロック図である。

実施の形態１．
ＬＴＥネットワーク概観
図１は、本発明の実施の形態１によるＬＴＥ無線ネットワークの全体構造を示している。複数のユーザ機器（ＵＥ）又は移動送受信機１１１〜１１３が、固定基地局（ＢＳ）１１０と通信する。基地局は、送受信機も備える。

基地局は、ＬＴＥ標準規格において、次世代ノードＢ（ｅＮｏｄｅＢ）と呼ばれる。ｅＮｏｄｅＢ１１０は、無線チャネル又は無線接続１０１、１０２、１０３を使用して、セル内の送受信機との全ての通信を管理及び調整する。各接続は、基地局から送受信機へのダウンリンク（ＤＬ）又は送受信機から基地局へのアップリンクとして機能することができる。基地局において利用可能な送信電力は、送信機における送信電力よりも数桁大きいため、アップリンクにおける性能ははるかにより重大である。

無線通信を実施するために、ｅＮｏｄｅＢ及び送信機の双方が、少なくとも１つのＲＦチェーン及び複数のアンテナを設けられている。通常、アンテナの数及びＲＦチェーンの数は、ｅＮｏｄｅＢにおいて等しい。基地局におけるアンテナの数は、非常に大きい場合があり、たとえば８である。しかしながら、コスト、サイズ、及び電力消費に対する制限に起因して、移動送受信機は、通例、アンテナ１１５よりも少ないＲＦチェーンを有する。送受信機において利用可能なアンテナの数は、基地局と比較して相対的に小さく、たとえば、２又は４である。したがって、送受信機において、説明されるアンテナトレーニング及びアンテナ選択が適用される。

送受信機は、動作中、送信する送信ＲＦチェーン（複数可）間でアンテナを切り換える。通常、アンテナ選択は、送受信機において、利用可能なアンテナのセットからアンテナのサブセットを選択する。アンテナ選択は、アンテナ選択信号を生成及び送受信するために使用されるトレーニングを含む。本発明の実施形態によって、ネットワークが、送受信機を直交方式で異なる複数のＳＲＳ帯域幅に順応させること、及びＳＲＳシーケンスの限られたリソースを良好に使用することが可能になる。

ＬＴＥフレーム構造
アップリンク（送受信機からｅＮｏｄｅＢ）送信及びダウンリンク（ｅＮｏｄｅＢから送受信機）送信は、無線フレームに編成される。無線フレームは、１０ｍｓの長さであり、それぞれ持続期間が０．５ｍｓの２０個のスロット３０６から成る。２つの連続するスロットは、サブフレーム３０１を構成する。フレームは、時間領域内に２０個のサブフレームを含む。

図２は、ＳＣ−ＦＤＭＡ（単一キャリア周波数分割多元接続）アップリンクリソースグリッド２００の基本構造を示している。水平軸は、時間又はＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを示し、垂直軸は、周波数又はサブキャリアを示している。サブキャリアの数は、ネットワーク帯域幅に依拠し、たとえば１．２５ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの範囲をとり得る。

アップリンクリソースグリッドは、リソースエレメントから成る。各リソースエレメントは、サブキャリア及びＳＣ−ＦＤＭＡシンボルによって識別される。リソースエレメントは、リソースブロックにグループ化される。１つのリソースブロック（ＲＢ：ｒｅｓｏｕｓｅｂｌｏｃｋ）は、１２個の連続するサブキャリア及び６個又は７個の時間的に連続したＳＣ−ＦＤＭＡシンボルから成る。ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルの数は、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）の長さに依拠する。通常のサイクリックプレフィックスの場合、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルの数は７に等しく、拡張サイクリックプレフィックスの場合、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルの数は６に等しい。

各サブフレームは、リソースブロックを構成する。詳細に関しては、差込図３００及び図３を参照されたい。本明細書及び特許請求の範囲の目的のために、用語サブフレーム及び送信時間間隔（ＴＴＩ：ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｍｅｉｎｔｅｒｖａｌ）を交換可能に使用する。

図３は、標準のサイクリックプレフィックスの場合のリソースブロック（ＲＢ）３００の構造を示している。垂直軸は周波数を示し、水平軸は時間を示す。周波数領域において、リソースブロックは、複数のサブキャリアを含む。時間領域において、ＲＢは、複数のＳＣ−ＦＤＭＡシンボルに分割される。ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルは、データ３０３及び基準信号（ＲＳ）３１０を含むことができる。アップリンクにおいて２つのタイプのＲＳ、すなわちサウンディング基準信号（ＳＲＳ）３１１及び復調基準信号（ＤＭＲＳ：ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｉｇｎａｌｓ）３１０が使用される。

参照により本明細書に援用されるＴＳ３６．２１１ｖ８．５．０のセクション５．５．１において説明されるように、ＳＲＳ及びＤＭＲＳは共に、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスのような一定振幅ゼロ自己相関（ＣＡＺＡＣ：ｃｏｎｓｔａｎｔａｍｐｌｉｔｕｄｅｚｅｒｏａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）シーケンスを使用して生成される。シーケンスの長さが、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスに可能な長さと等しくない場合、所望の長さに近く且つ所望の長さ未満の長さのＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスを循環的に拡張することによって、又は所望の長さに近く且つ所望の長さを超える長さのＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスを切り捨てることによって、所望の長さのシーケンスが生成される。ＤＭＲＳは、通常のサイクリックプレフィックスの場合、第４のＳＣ−ＦＤＭＡシンボル内で送信され、拡張サイクリックプレフィックスの場合、第３のＳＣ−ＦＤＭＡシンボル内で送信される。ＳＲＳは、送信時に、ＴＳ３６．２１１ｖ８．５．０．に記載されるような特殊なサブフレームの場合を除いて、一般的にサブフレームの最後のＳＣ−ＦＤＭＡシンボル内で送信される。しかしながら、本発明の実施形態は、ＲＳが送信されるＳＣ−ＦＤＭＡシンボルに依拠しない。

アンテナ選択
一般的に、ＲＳは、アンテナの異なる複数のサブセットから、ユーザデータと共に又は別個に送信される。ＲＳに基づいて、基地局は、チャネルを推定し、データ送信のためのアンテナの最適なサブセットを識別する。

図４は、本発明の実施の形態１によるアンテナ選択のための基本方法を示している。基地局１１０は、命令１５１、たとえば周波数ホッピングされたパターン、及びＲＳ１６１を送信するために使用するアンテナのサブセットを指定する。送受信機１０１は、命令１５１に従ってＲＳ１６１を送信する。

基地局は、受信したＲＳに基づいて、アンテナのサブセット１８１を選択する（１７０）。次に、基地局は、アンテナの選択されたサブセット１８１を送受信機に指示する（１８０）。続いて、送受信機１０１は、アンテナの選択されたサブセット１８１を使用してデータ１９１を送信する（１９０）。送受信機は、データの送受信のためにアンテナの同じサブセットを使用することもできる。

サウンディング基準信号（ＳＲＳ）
ＳＲＳは、通例、広帯域又は可変帯域幅の信号である。ＳＲＳによって、基地局がネットワークのために利用可能な全帯域幅、又はその一部分のみの周波数応答を推定することが可能になる。この情報によって、基地局が、アップリンク周波数領域スケジューリングのようなリソース割り当てを実施することが可能になる。本発明の実施形態によれば、ＳＲＳは、アンテナ選択にも使用される。

ＬＴＥのための別の選択肢は、周波数ホッピング（ＦＨ：ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｈｏｐｐｉｎｇ）パターンを使用してＳＲＳを送信することである。具体的には、所定の周波数ホッピングパターンに基づいて、ネットワーク帯域幅よりも小さい帯域幅、すなわち副帯域を用いてホッピングＳＲＳが送信される。複数の送信にわたってホッピングされたＳＲＳは、ネットワークのために利用可能な全帯域幅の大部分さらには全利用可能な帯域幅に及ぶ。周波数ホッピングを用いると、送受信機がトレーニング中に互いに干渉する確率が減少する。

しかしながら、不適当に実施される場合、周波数ホッピングされた可変帯域幅ＳＲＳを用いたアンテナ選択の結果として、特に送受信機が急速に動いている場合に、性能改善が制限されることとなる。たとえば、図５に示すように、アンテナＴｘ_１の全ての副帯域が、周波数ホッピングされたＳＲＳによって連続的にサウンディングされる。その後、影付きのブロックによって示されるように、アンテナＴｘ_２の副帯域が同様に連続的にサウンディングされる。しかしながら、この周波数領域アンテナ選択トレーニングパターンから得られるチャネル推定値は、急速に期限切れになる。

図６は、周波数ホッピングされたＳＲＳがアンテナの利用可能なサブセットから交互に送信されるサブフレームを示している。たとえば、送受信機は、アンテナの２つのサブセット、すなわちＴｘ１２１０及びＴｘ２２２０からＳＲＳを交互に送信する。利用可能な帯域幅２４０は、ＳＲＳが４つの送信２５０を用いて帯域幅をカバーするように、４つの副帯域２４１〜２４４に分割される。副帯域は、１つ又は複数のＲＢを占めることができることに留意されたい。

図６からわかるように、この送信シナリオでは、副帯域２４１及び２４３のためのＳＲＳは、常にアンテナＴｘ１のサブセットから送信され、副帯域２４２及び２４４のためのＳＲＳは、常にアンテナＴｘ２のサブセットから送信される。したがって、送受信機は、アンテナの利用可能なサブセット毎に全周波数領域にわたってチャネルを推定することができない。

図７は、本発明の実施の形態１によるアンテナのサブセットから送信される周波数ホッピングされたＳＲＳを用いて、該アンテナのサブセットをトレーニングするための方法及びネットワーク７００を示している。本明細書及び特許請求の範囲の目的のために、本明細書において定義する場合、実質的に交互に送信することは、ＳＲＳがアンテナのセット内の各サブセットから交互に送信されるが、送信のためのサブセットスケジュールの順序が周期的に変更されることを意味している。

幾つかの実施形態では、アンテナのサブセット毎にインデックスを割り当てる。送受信機が送信のためにアンテナの特定のサブセットを選択することを指示するものとして、アンテナの「選択された」サブセット及び「選択されていない」サブセットも使用する。

たとえば、送受信機がアンテナのサブセットを２つ有する場合、インデックスは０及び１となる。したがって、交互に送信することによって、アンテナの選択されたサブセットのインデックスパターンは、［０，１，０，１，０，１，０，１．．．］となる。送受信機が送信のためにアンテナのサブセットを３つ以上使用する場合、アンテナの全てのサブセットが、サブセットのインデックスに従ってＳＲＳ信号を交互に送信する。たとえば、送受信機がアンテナのサブセットを３つ有する場合、アンテナの選択されたサブセットのインデックスパターンは、［０，１，２，０，１，２，０，１，２，０，１，２．．．］である。このように、周波数ホッピングされたＳＲＳを送信した後毎回、アンテナの選択されたサブセットのインデックスを切り換える。しかしながら、実質的に交互に送信する方法では、インデックスパターンは、たとえば［０，１，０，１，１，０，１，０，０，１．．．］となる。実質的に交互に送信する方法の場合、送信サブセットのためのインデックスを周期的に変更する、たとえばインデックスをシフトするか又は省くことに留意されたい。

アンテナの選択されたサブセットのインデックスａ（ｎ_ＳＲＳ）は、ＳＲＳが送信されるサブフレーム番号ｎ_ＳＲＳ及びアンテナのサブセットの数に依拠する。したがって、上記のインデックスパターンは、ａ（ｎ_ＳＲＳ）とｎ_ＳＲＳとの間の関数関係の形式で指定することができる。関数関係は、基地局インデックス、及びＳＲＳシーケンスの長さのようなパラメータであるが、それらに限定されない他のパラメータに依拠する。

帯域幅内の副帯域７１０の数と、トレーニングされる送信アンテナのサブセット７２０の数との間の関係に基づいて送信のタイプを確定する（７４０）。以下に詳細に説明するように、条件７３０において（ｉｆ７３０）、副帯域の数が送信アンテナの数の整数倍である場合（７３１）、ＳＲＳを実質的に交互に送信する（７６０）。たとえば、帯域幅の末尾に達する（７３５）と毎回アンテナインデックスを切り換える（７５０）。代替的な実施形態では、周波数ホッピングされたパターンの終了後又は開始時にアンテナインデックスを切り換える。条件７３０において、副帯域の数が送信アンテナの数の整数倍ではない場合（７３３）、ＳＲＳを交互に送信する（７７０）。

図８は、周波数ホッピングされたＳＲＳを交互に送信するための方法に関する図を示している。ＢＨｚ８１０の利用可能な帯域幅を、それぞれ（Ｂ／Ｎ_ｆ）Ｈｚの帯域幅のＮ_ｆ個の副帯域に分割する。副帯域の数が奇数、たとえばＮ_ｆ＝５であり、且つアンテナのサブセットの数が偶数、たとえば２である場合、サブバンドの数は、送信アンテナの数の整数倍ではない。このため、２つのアンテナＴｘ１及びＴｘ２からの交互の送信は、結果として時間インタリーブされた周波数ホッピングパターンとなる。

図９は、周波数ホッピングされたＳＲＳを実質的に交互に送信するための方法に関する図を示している。この実施形態では、副帯域の数、すなわち４は、送信アンテナの数、すなわち２の整数倍である。したがって、送信が帯域幅、たとえば送信パターン９２０の末尾に達すると、アンテナのサブセットのインデックスを切り換える。このため、送信９３０の次のパターンは、サイクル９２０の場合のサブセットＴｘ１ではなく、アンテナのサブセットＴｘ２から開始する。

上記で説明したように、実施の形態１では、いずれのトレーニングパターンを使用するかの判断は基地局によって行われる。トレーニングパターンは、命令１５１の一部分として送受信機に送信される。代替的な実施形態では、送受信機は、可能なトレーニングパターンに関する知識を有し、命令１５１は使用するトレーニングパターンの識別情報のみを含む。

本発明を好ましい実施の形態の例として説明してきたが、本発明の精神及び範囲内で様々な他の適応及び変更を行うことができることは理解されたい。したがって、添付の特許請求の範囲の目的は、本発明の真の精神及び範囲内に入る全ての変形及び変更を包含することである。

Claims

無線通信ネットワークにおけるアンテナ選択（ＡＳ）のための方法であって、該ネットワークは基地局と送受信機とを含み、該送受信機はアンテナのセットを有し、該送受信機は、一度にアンテナの１つのサブセットから、周波数ホッピングされたサウンディング基準信号（ＳＲＳ）を送信するように構成され、該方法は、前記基地局において、
副帯域の数及び前記アンテナのセット内のサブセットの数に基づいて、トレーニング送信のタイプを確定すること、並びに
前記タイプを含む命令を前記送受信機に送信すること、
を含む無線通信ネットワークにおけるアンテナ選択のための方法。
前記副帯域の数は、前記アンテナのセット内のサブセットの数の整数倍であり、前記タイプは、実質的に交互の送信である請求項１に記載の無線通信ネットワークにおけるアンテナ選択のための方法。
前記副帯域の数は、前記アンテナのセット内のサブセットの数の整数倍ではなく、前記タイプは、交互の送信である請求項１に記載の無線通信ネットワークにおけるアンテナ選択のための方法。
前記送受信機は、前記トレーニング送信のタイプに関する知識を有し、前記命令に基づいて前記トレーニング送信を選択するように構成される請求項１に記載の無線通信ネットワークにおけるアンテナ選択のための方法。
前記命令は、トレーニングパターンを含む請求項１に記載の無線通信ネットワークにおけるアンテナ選択のための方法。
前記命令は、周波数ホッピングされたパターンを含む請求項１に記載の無線通信ネットワークにおけるアンテナ選択のための方法。
前記送受信機は、前記周波数ホッピングパターンに従って送信するように構成される請求項６に記載の無線通信ネットワークにおけるアンテナ選択のための方法。
前記確定することは、帯域幅内の副帯域の数と、前記アンテナのセット内のアンテナのサブセットの数との間の関係に基づき、スロット内のＳＣ−ＦＤＭＡシンボルの数は６である請求項１に記載の無線通信ネットワークにおけるアンテナ選択のための方法。
前記確定することは、帯域幅内の副帯域の数と、前記アンテナのセット内のアンテナのサブセットの数との間の関係に基づき、スロット内のＳＣ−ＦＤＭＡシンボルの数は７である請求項１に記載の無線通信ネットワークにおけるアンテナ選択のための方法。
無線通信ネットワークであって、該ネットワークは基地局と送受信機とを含み、該送受信機はアンテナのセットを有し、該送受信機は、一度にアンテナの１つのサブセットから、周波数ホッピングされたサウンディング基準信号（ＳＲＳ）を送信するように構成され、前記基地局は、
副帯域の数及び前記アンテナのセット内のサブセットの数に基づいて、トレーニング送信のタイプを確定するために構成されるモジュールと、
前記タイプを含む命令を前記送受信機に送信する手段と、
を備える無線通信ネットワーク。