JP2012503417A - アップリンクでネットワーク全体にわたる多入力多出力無線通信をサポートするアーキテクチャ - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つの移動ユニットから複数の基地局へのアップリンク伝送を調整する方法を提供する。この方法は、制御−データ・プレーン・エンティティにおいて実施され、制御プレーン機能において、移動ユニットから複数の基地局への送信のためにアップリンク信号をスケジュールすることを含む。また、この方法は、複数の基地局からのデータ・プレーン機能において、移動ユニットから複数の基地局に送信された、スケジュールされたアップリンク信号を含む信号を受信することも含む。この方法は、データ・プレーン機能において、受信された信号、ならびに移動ユニットと複数の基地局の間の複数の無線通信リンクを示すチャネル状態情報を使用して、スケジュールされたアップリンク信号の中で伝送された情報ビットを推定することをさらに含む。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２００７年７月１６日に出願した、「ＡＮ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ＴＯ ＳＵＰＰＯＲＴ ＮＥＴＷＯＲＫ−ＷＩＤＥ ＭＵＬＴＩＰＬＥ−ＩＮ−ＭＵＬＴＩＰＬＥ−ＯＵＴ ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ」という名称の米国特許出願第１１／７７８，２８２号、および２００８年９月１８日に出願した、「ＡＮ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ＴＯ ＳＵＰＰＯＲＴ ＮＥＴＷＯＲＫ−ＷＩＤＥ ＭＵＬＴＩＰＬＥ−ＩＮ−ＭＵＬＴＩＰＬＥ−ＯＵＴ ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＯＶＥＲ Ａ ＤＯＷＮＬＩＮＫ」という名称の米国特許出願第１２／２３３，２５３号と関連する。

本発明は、一般に、通信システムに関し、より詳細には、無線通信システムに関する。

無線通信システムにおける基地局は、基地局に関連する地理的区域内、つまり、セル内のユーザに無線接続を提供する。一部の事例において、セルは、選択された開き角度に対し、異なるアンテナが役目を果たす複数のセクタ（例えば、３つの１２０度セクタまたは６つの６０度セクタ）に分割されることが可能である。基地局とユーザの各々の間の無線通信リンクは、通常、基地局から移動ユニットに情報を伝送するための１つまたは複数のＤＬ（ダウンリンク）（または順方向）チャネルと、移動ユニットから基地局に情報を伝送するための１つまたは複数のＵＬ（アップリンク）（または逆方向）チャネルとを含む。基地局が複数のアンテナを含み、さらに、オプションとして、ユーザ端末装置が複数のアンテナを含む場合、ＭＩＭＯ（多入力多出力）技術が使用されることが可能である。例えば、複数のアンテナを含む基地局は、セル／セクタ内の同一のユーザまたは複数のユーザに同一の周波数帯域上で独立した複数の異なる信号を同時に送信することができる。ＭＩＭＯ技術は、基地局において利用可能なアンテナの数にほぼ比例して無線通信システムのスペクトル効率を高めることができる。

従来のＭＩＭＯ技術は、調整基地局と並置された複数のアンテナの動作を調整する。例えば、ＢＳ（基地局）に関連する複数のアンテナは、それらのアンテナが基地局から１０メートル未満であるように通常、構成される。基地局からそれらのアンテナに伝送され、次いで、無線インタフェースを介してＤＬでＭＳ（移動局）に伝送される信号は、それらの信号が受信側、例えば、移動局においてコヒーレントに合成されることが可能であるように、位相が揃えられていることが可能である。したがって、複数のアンテナからのコヒーレントな放射の強め合う干渉および／または弱め合う干渉が、選択された方向で信号を増幅するのに、さらに／またはその他の方向で信号を無効にするのに使用されることが可能である。また、コヒーレントな信号を処理することを使用して、複数の送信機間の相互干渉が最小限に抑えられることも可能である。同様にＵＬで、複数のアンテナから受信された信号が、最大比合成（ＭＲＣ）、最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）、および最尤系列推定器（ＭＬＳＥ）などのよく知られたアルゴリズムを介して、信号強度を最大にし、ＳＩＮＲを最大にし、複数の信号を同時に検出するように組み合わされることが可能である。しかし、従来のＭＩＭＯは、隣接セルにおけるアップリンク伝送および／またはダウンリンク伝送によってもたらされるセル間干渉に対処しない。

もたらされる相互干渉が除去されるように、異なる基地局における複数のアンテナから重畳された信号波形を１つまたは複数の移動端末装置に同時に伝送することを可能にすることによって無線インタフェース・パフォーマンスを向上させる、ＩＢＳ−ＭＩＭＯ（基地局間ＭＩＭＯ）と呼ばれる新しいクラスのマルチアンテナ技術が提案されている。ＵＬ（アップリンク）で、異なるＭＳが、それらのＭＳのアンテナから１つまたは複数のＢＳに重畳された波形を同時に送信する（調整された仕方で）。その後、複数のＢＳにおける受信された信号が、送信側ＭＳの各ＭＳの信号を抽出するようにコヒーレントに処理されることが可能である。このプロセスにおいて、或る特定のＭＳによって送信された信号が、異なる複数のＢＳによって受信されることが可能である。複数のＢＳにわたるそのような受信は、ＭＳからの伝送を調整する制御シグナリングの点で無線アクセス網からのサポートを要求し、さらに、より重要なこととして、複数の調整されるＭＳから受信されるデータを伝送する信号を処理するためのデータ・プレーン交換を要求する。

ＩＢＳ−ＭＩＭＯ技術の実施は、既存のネットワーク・アーキテクチャ、およびネットワーク・アーキテクチャにおける見込まれる将来の開発によって強く制約される。ＩＢＳ−ＭＩＭＯ技術は、これらの技術の実施によってもたらされる混乱を最小限に抑えるように、可能な最大限度まで、これらのアーキテクチャ上の制約に合致するような仕方で実施されなければならない。

米国特許出願第１１／７７８，２８２号 米国特許出願第１２／２３３，２５３号

開示される主題は、前述した問題の１つまたは複数の影響に対処することを対象とする。以下に、開示される主題のいくつかの態様の基本的理解をもたらすために、開示される主題の簡略化された概要を提示する。この概要は、開示される主題の網羅的な概観ではない。この概要は、開示される主題の重要な要素、または不可欠な要素を特定することも、開示される主題の範囲を線引きすることも意図していない。この概要の唯一の目的は、後段で述べられる、より詳細な説明の前置きとして、いくつかの概念を簡略化された形態で提示することである。

一実施形態において、少なくとも１つの移動ユニットから複数の基地局へのアップリンク伝送を調整するための方法が提供される。この方法は、制御−データ・プレーン・エンティティにおいて実施され、制御プレーン機能において、移動ユニットから複数の基地局への送信のためにアップリンク信号をスケジュールすることを含む。この方法は、複数の基地局からのデータ・プレーン機能において、移動ユニットから複数の基地局に送信された、スケジュールされたアップリンク信号を含む信号を受信することを含む。また、この方法は、複数の基地局からの制御プレーン機能において、チャネル状態情報、キュー・ステータス情報、サービス品質パラメータなどの、スケジューリングのために必要とされるパラメータを受信することも含む。この方法は、データ・プレーン機能において、受信された信号、ならびに移動ユニットと複数の基地局の間の複数の無線通信リンクを示すチャネル状態情報を使用して、スケジュールされたアップリンク信号の中で伝送された情報ビットを推定することをさらに含む。

別の実施形態において、少なくとも１つの移動ユニットから複数の基地局へのアップリンク伝送を調整するための方法が提供される。この方法は、複数の基地局からの制御プレーン機能において、チャネル状態情報、キュー・ステータス情報、サービス品質パラメータなどの、スケジューリングのために必要とされるパラメータを受信することを含む。制御プレーン機能インスタンスは、基地局に、または無線ネットワーク内の他のエンティティに配置されることが可能である。この方法は、複数の基地局の１つである第１の基地局において実施され、第１の基地局において、制御プレーン機能からスケジューリング情報を受信することを含む。このスケジューリング情報は、第１の基地局によって、移動ユニットから第１の基地局への送信のためにアップリンク信号をスケジュールするために使用されることが可能である。また、この方法は、第１の基地局からデータ・プレーン機能に、移動ユニットから複数の基地局に送信されるスケジュールされたアップリンク信号を含む信号を供給して、データ・プレーン機能が、スケジュールされたアップリンク信号の中で伝送された情報ビットを推定することができるようにすることも含む。

開示される主題は、同様の参照符号により同様の要素が識別される、添付の図面と併せて解釈される以下の説明を参照することによって理解することができる。

無線通信システムの第１の例示的な実施形態の態様を概念的に示す図である。 無線通信システムの第１の例示的な実施形態の態様を概念的に示す図である。 無線通信システムの第１の例示的な実施形態の態様を概念的に示す図である。 無線通信システムの第２の例示的な実施形態の態様を概念的に示す図である。 図１に示される無線通信システムにおける制御プレーン・エンティティを動作させる方法の１つの例示的な実施形態を概念的に示す図である。 図１に示される無線通信システムにおける基地局を動作させる方法の１つの例示的な実施形態を概念的に示す図である。

開示される主題は、様々な変形形態および代替形態が可能であるが、開示される主題の特定の実施形態が、例として、図面に示され、本明細書で詳細に説明される。しかし、特定の実施形態の本明細書における説明は、開示される主題を、開示される特定の形態に限定することは意図しておらず、逆に、意図されるのは、添付の特許請求の範囲に含まれるすべての変形形態、均等形態、および代替形態を範囲に含むことであることを理解されたい。

例示的な実施形態が以下に説明される。簡明のため、実際の実施形態のすべての特徴が本明細書で説明されるわけではない。もちろん、いずれのそのような実際の実施形態の開発においても、実施形態ごとに異なる、システム関連の制約、およびビジネス関連の制約の順守などの開発者の特定の目標を実現するように、多数の実施形態固有の決定が行われなければならないことが認識されよう。さらに、そのような開発努力は、複雑で、時間がかかる可能性があるが、それでも、本開示を利用する当業者には日常業務的な取組みであることが認識されよう。

次に、開示される主題を、添付の図を参照して説明する。様々な構造、システム、およびデバイスは、説明の目的に限って、当業者によく知られている詳細で本発明を不明瞭にしないように、図面に概略で示される。それでも、添付の図面は、開示される主題の例示的な実施例を示し、説明するように含められる。本明細書で使用される語および句は、当業者によるそれらの語および句の理解と合致する意味を有するように理解され、解釈されなければならない。語および句の特別な定義、すなわち、当業者によって理解される通常の、慣習的な意味と異なる定義が、本明細書における語または句の一貫した用法によって暗示されることは意図していない。語または句が或る特別な意味、すなわち、当業者によって理解される以外の意味を有することが意図される限りで、そのような特別な定義は、その語または句に関する、その特別な定義を直接に、明確に与える定義の仕方で本明細書に明記される。

図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃは、無線通信システム１００の第１の例示的な実施形態の態様を概念的に示す。図１Ａは、郊外または都市などの地理的区域を範囲に含む通常のセルラ・データ網を示す。基地局（図１Ａに示さず）はすべて、単一の搬送波周波数を使用してもよく、あるいは基地局は、各ロケーションが周波数セットＡ〜Ｃの１つまたは複数によって範囲に含まれ得るように、その地理的区域全体にわたって分布させられることが可能な周波数のセットを使用してもよい。代替の実施形態において、周波数セットの代わりに、時間割当てセットを使用して、直交リソースが作成されてもよい。こちらの実施形態では、周波数セットＡ〜Ｃの代わりに、時間セットＡ〜Ｃが使用されることが可能である。さらなる拡張として、時間セットと周波数セットの組合せが使用されてもよい。「アップリンクＩＢＳ−ＭＩＭＯクラスタ」のセットが、図１Ａに示されるとおり、これらの基地局および周波数セットもしくは時間セットから作成されることが可能である。各ＵＬ ＩＢＳ−ＭＩＭＯクラスタは、空間的にカバレッジが隣接する基地局のセットをサポートする１つまたは複数の「ＵＬ−ＩＢＳＭＰ（アップリンクＢＳ間ＭＩＭＯプロセッサ）」から成る。一実施形態において、地理的に隣接するＩＢＳ−ＭＩＭＯクラスタは、図１Ａに示されるとおり、異なるクラスタに異なる周波数セットおよび／または時間セットが割り当てられない限り、重なり合わないことが可能である。この分離により、重なり合いが生じた場合に同一の基地局をサポートしようと試みるＵＬ−ＩＢＳＭＰ間の競合条件が防止されることが可能である。周波数セットおよび／または時間セットの点で分離が存在する場合（空間的重なり合いが存在しても）、そのような競合条件は、やはり回避される。実際、複数の周波数セットおよび／または時間セットをサポートすることができる基地局は、複数の基地局のように振舞い、或る所与の周波数および／または時間を有する基地局をそれぞれがサポートする複数のＵＬ−ＩＢＳＭＰによって同時に調整されることが可能である。実際、複数の周波数、および複数の時間リソースをサポートする基地局に関して、空間的重なり合いは、複数のクラスタの内側に入る移動ユニットは、これらのクラスタのそれぞれから同時に、複数のＩＢＳ−ＭＩＭＯ利益を得ることができるため、非常に有利であることが判明する可能性がある。

図１Ｂは、無線通信システム１００の第１の例示的な実施形態を概念的に示す。図示される実施形態において、無線通信システム１００は、無線通信システム１００の様々な要素の間で情報を伝送するのに使用されることが可能なバックホール・ネットワーク１０５を含む。本明細書の用法、および当技術分野における一般的な用法により、「バックホール・ネットワーク」とは、基地局と無線ネットワーク・コントローラなどの制御プレーン・エンティティとの間で無線ネットワーク関連のデータ信号および制御信号を伝送するトランスポート・ネットワークを指す。バックホール・ネットワーク１０５は、有線通信および／または無線通信の標準および／またはプロトコルの任意の組合せに準拠して動作することが可能である。バックホール・ネットワーク１０５を実施するのに使用され得る例示的な標準および／またはプロトコルには、フレーム・リレー、ＡＴＭ、イーサネットなど、ならびにＡＴＭ、ＩＰなどの、より上位の層のプロトコルが含まれる。バックホール・ネットワーク１０５にアクセスするため、および／またはネットワーク１０５を介して情報を通信するための技術は、当技術分野で知られており、簡明のため、本技術に関係がある、これらの技術の態様に限って、本明細書で説明される。

無線通信システム１００は、１つまたは複数の移動ユニット１１０（１〜２）に、移動ユニット１１０（１〜２）がネットワーク１０５にアクセスすることができるように無線接続を提供するのに使用される。移動ユニット１１０（１〜２）のサブセットを示す識別インデックス（１〜２）が使用されることが可能である。しかし、これらのインデックスは、移動ユニット１１０をひとまとめにして指す場合、省略されることが可能である。この規約は、図面に示され、区別する番号、および１つまたは複数の識別インデックスによって示される他の要素に提供されることも可能である。例示的な移動ユニット１１０には、セルラ電話機、携帯情報端末、スマートフォン、ポケットベル、テキスト・メッセージング・デバイス、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）デバイス、ネットワーク・インタフェース・カード、ノートブック・コンピュータ、デスクトップ・コンピュータなどが含まれることが可能である。様々な代替の実施形態において、移動ユニット１１０は、無線通信システム１００と通信するための単一のアンテナ、または複数のアンテナを含むことが可能である。

図示される実施形態において、無線通信システム１００は、移動ユニット１００に無線接続を供給するのに使用される複数のＢＳ（基地局）１１５を含む。本出願における技術は、基地局１１５の文脈で説明されるが、代替の実施形態は、無線接続を提供するために他のエンティティを使用してもよいことが、本開示を利用する当業者には認識されよう。例示的なエンティティには、アクセス・ポイント、基地局ルータなどが含まれることが可能である。さらに、基地局１１５は、セル、またはセル内のセクタに無線接続を提供するように構成されることが可能であることが、本開示を利用する当業者には認識されよう。したがって、本出願で説明される技術は、セル、またはセル内のセクタへの無線通信に適用されてもよい。

各基地局１１５は、無線インタフェース１２０を介して移動ユニット１１０からアップリンク（または逆方向リンク）情報を受信し、ＰＨＹ（物理）層処理およびＭＡＣ（媒体アクセス制御）層機能を実行するように構成される。基地局１１５における（さらに、ネットワーク内の他のエンティティにおいても）ＰＨＹ層機能とＭＡＣ層機能は、制御プレーン機能とデータ・プレーン機能に分けられることが可能である。データ・プレーン動作は、通常、受信された信号に直接アクセスし、処理する。一実施形態において、データ・プレーン機能は、本明細書で説明されるとおり、基地局１１５におけるＭＡＣ層からネットワーク層および／または収束副層へのアップリンク・データの伝送を円滑にするのに使用されることが可能である。制御プレーン動作には、パイロット・チャネル情報および／またはデータ・チャネル情報の選択、スケジューリング、伝送フォーマットの選択とともに、データを送信する、さらに／または受信するのに必要とされる命令メッセージを供給すること、ならびに基地局１１５と移動ユニット１２０の間の通信を制御するのに使用されることが可能な他の関連する動作が含まれる。

基地局１１５による受信されたアップリンク情報の処理は、受信されたアップリンク情報を復調して、ソフト判定情報をもたらすこと、および／または復調されたソフト情報を復号することを含むことが可能である。物理層機能および／または媒体アクセス制御層機能は、無線インタフェース１２０に関連する無線ベアラをサポートするのに使用されるので、基地局１１５において実施される機能の部分は、「ベアラ・プレーン」機能と呼ばれることが可能である。様々な制御プレーン機能、データ・プレーン機能、および／またはベアラ・プレーン機能を実施するのに、基地局１１５は、本明細書で説明されるとおり、制御プレーン・エンティティによって供給されるスケジューリング情報、伝送フォーマット、伝送時間、および／またはパケットを使用する。基地局１１５において物理層機能および／または媒体アクセス制御層機能などの制御プレーン機能、データ・プレーン機能、および／またはベアラ・プレーン機能を実施するための技術は、当技術分野において知られており、簡明のため、本発明に関係がある技術に限って、本明細書で説明される。各基地局１１５は、無線インタフェース１２０を介して変調された無線周波数信号を送受信するのに使用されることが可能な１つまたは複数のアンテナ１２５に通信するように結合される。

また、基地局１１５は、基地局１１５と移動ユニット１１０の間の通信に関連する状態情報を収集することもできる。１つのタイプの状態情報は、無線インタフェース１２０によってサポートされる無線通信チャネルの現在の状態を示す無線チャネル状態情報である。基地局１１５は、パイロット信号強度、信号対干渉雑音比、Ｃ／Ｉ比などの測定などの知られている技術を使用して無線チャネル状態情報を決定することができる。別のタイプの状態情報が、データを、このデータがアップリンクを介して基地局１１５に伝送される前に、格納するための、移動ユニット１１０によって保持されるキューまたはバッファの現在状態を示すキュー状態情報である。例えば、キュー状態情報は、現在のバッファ占有率、オーバフロー条件、アンダフロー条件などを示すことが可能である。また、移動ユニット１１０に関する待ち時間要件が、状態情報に含められることも可能である。

１つまたは複数のバックホール・リンク１３０が、基地局１１５との通信を円滑にするようにバックホール・ネットワーク１０５において確立されることが可能である。例えば、基地局１１５によって収集される状態情報は、バックホール・リンク１３０を介して基地局１１５から様々な制御プレーン・エンティティに伝送されることが可能である。ソフト判定シンボルおよび／または復号されたシンボルなどのアップリンク・データを伝送する情報が、バックホール・リンク１３０を介して伝送されることが可能である。また、基地局１１５は、バックホール・リンク１３０を介して制御シグナリングを受信するようにも構成される。バックホール・ネットワーク１０５においてバックホール・リンク１３０を確立するため、維持するため、および／または解体するための技術は、当技術分野で知られており、簡明のため、本出願で説明される主題に関係がある技術に限って、本明細書で説明される。

また、無線通信システム１００は、１つまたは複数の基地局１１５によって移動ユニット１１０から受信された情報のコヒーレントな合成を実行する際にデータ・プレーン・エンティティをサポートするのに使用される制御プレーン・エンティティ１３５も含む。一実施形態において、データ・プレーン・エンティティ１３５は、複数の基地局１１５から受信されたソフト判定情報、および／または複数の基地局１１５から受信された、復号されたシンボルを組み合わせるのに使用されることが可能である。このように信号波形の受信を調整することにより、複数の移動ユニット１１０によって複数の基地局１１５へ同時に送信される信号波形の間の相互干渉が低減される、または除去されることが可能である。図示される実施形態において、このデータ・プレーン・エンティティは、ＮＭＰ（ネットワークＭＩＭＯ（多入力多出力）プロセッサ）１３５と呼ばれる。一実施形態において、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５は、１つまたは複数の基地局１１５と並置されることが可能である。さらに別の実施形態において、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５は、バックホール・ネットワーク１０５において実施されるＮＭＰ機能に専用の１つまたは複数の別個の物理ネットワーク・ノードであることが可能である。このため、アップリンク・ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５は、集中エンティティ（図１に示される）として実施されても、分散機能（図２に示される）として実施されてもよい。

図示される実施形態において、基地局１１５は、収集された状態情報をネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５に供給し、すると、プロセッサ１３５は、移動ユニット１１０からのアップリンク通信を調整するように基地局１１５に供給される制御シグナリングを生成する。例えば、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５の制御部分は、無線チャネル状態情報および／またはキュー状態情報を使用して、アップリンク伝送をスケジュールし、スケジュールされたアップリンク情報を伝送するための伝送フォーマットを計算することができる。スケジューリング情報および計算された伝送フォーマットは、次に、バックホール・リンク１３０を介して基地局１１５に通信されることが可能である。伝送フォーマットは、情報ブロック・サイズ、誤り制御符号、符号レート、変調次数、アンテナ・ビーム形成重み、送信電力、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重化）トーンもしくはＯＦＤＭタイルなどのパラメータを含むことが可能である。スケジューリング情報および伝送フォーマット情報は、次に、スケジュールされたアップリンク通信のために移動ユニット１１０によって使用されることが可能である。

アップリンク・ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５は、各移動ユニット１１０に関するアップリンク調整クラスタの一部である基地局１１５を選択することに参加することも可能である。一実施形態において、アップリンク・ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５は、様々な基地局１１５によって供給された情報に基づいて、各移動ユニット１１０に関する調整クラスタにおけるメンバシップを決定する。メンバシップは、事前決定される、さらに／またはアップリンク・ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５によって動的に決定されることが可能である。代替として、クラスタ・メンバシップは、基地局１１５などのネットワーク１００における他のエンティティによって決定されてもよい。調整クラスタにおけるメンバシップが決定されると、状態情報が基地局１１５からアップリンク・ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５に伝送されることが可能であり、さらに制御情報が基地局１１５に送り返されることが可能であるように、通信チャネルがバックホール・リンク１３０を介してセットアップされることが可能である。

一実施形態において、各移動ユニット１１０に関連する調整クラスタは、移動ユニット１１０がネットワーク１００に最初にアクセスした際に、最初に決定されることが可能である。例えば、アップリンク・ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５（および／またはネットワーク１００における他のエンティティ）が、或る特定の移動ユニット１１０がネットワークＭＩＭＯ技術の適用から利益を得ることができるかどうかを判定することが可能である。その移動ユニット１１０がネットワークＭＩＭＯを使用して扱われる場合、アップリンク・ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５は、その移動ユニット１１０に関する調整クラスタを選択することができる。一部の事例において、移動ユニット１１０は、調整クラスタに関連付けられる代わりに、単一の基地局１１５によって扱われることが可能である。また、アップリンク・ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５が、移動ユニット１１０のステータスを定期的に更新することも可能である。更新することは、移動ユニット１１０に関連付けられた調整クラスタにおける基地局メンバシップを変更すること、ネットワークＭＩＭＯ技術が適用されるべき移動ユニット１１０のステータスを変更すること、ネットワークＭＩＭＯ技術の適用を不活性化するように移動ユニット１１０のステータスを変更することなどを含むことが可能である。

また、無線通信システム１００は、ＩＰ−ＧＷ（インターネット・プロトコル・ゲートウェイ）１４０も含む。ＩＰゲートウェイ１４０は、無線通信システム１００を出入りして伝送される基地局１１５によって受信されるアップリンク・パケットのためのゲートウェイを提供するなどの、ＩＰ層機能を実行するように構成された、主としてベアラ・プレーン・デバイスである。しかし、一部の実施形態において、ＩＰゲートウェイ１４０は、ＥＶ−ＤＯおよびＨＳＰＡなどのいくつかの展開された標準における制御プレーン機能を果たすことも可能である。

動作の際、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５は、複数の移動ユニット１１０からの同時のアップリンク伝送によってもたらされる相互干渉を軽減するように、基地局１１５から受信された情報をコヒーレントに合成するのに使用される。一実施形態において、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５は、例えば、移動ユニット１１０に関連する調整クラスタの中の基地局１１５によって供給されたチャネル状態情報および／またはスケジューリング要件に基づいて、移動ユニット１１０によって送信されるアップリンク信号をスケジュールする。次に、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５は、基地局１１５からのスケジュールされた伝送に関連する信号を受信することが可能である。例えば、基地局１１５が、スケジュールされたアップリンク伝送に関連するソフト判定情報および／または復号されたシンボルを伝送することが可能である。次に、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５は、受信された信号、およびチャネル状態情報を使用して、スケジュールされたアップリンク信号の中で伝送された情報ビットを推定することができる。

図１に示される集中ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５は、すべての調整基地局１１５（またはセクタ）からのアップリンク信号を収集する。例えば、各基地局１１５が、最大比合成（基地局１１５における複数のアンテナ１２５にわたる）ベース、または最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）ベースの受信機ビーム形成技術などのよく知られたアルゴリズムを使用して、受信されたアップリンク信号を前処理して、ソフト判定情報を導き出すことが可能である。各基地局１１５において導き出されたソフト判定情報が、次に、量子化されて、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５にトランスポートされることが可能であり、プロセッサ１３５において、複数の異なる基地局１１５からの各移動ユニット１１０に関して受信されたソフト判定情報がコヒーレントに合成されることが可能である。ソフト合成の後、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５は、次に、そのソフト判定情報を、情報ビットの推定を得る復号器に供給する。代替として、これらの合成されたサンプルがさらに処理されて、復号器への入力であるＬＬＲ（対数尤度比）が生成されることも可能である。基地局１１５は、これらのＬＬＲを、さらなる合成および復号のためにネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５に伝送することができる。したがって、基地局１１５における様々なレベルの前処理により、消費されるバックホール帯域幅、ならびにネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５において実行される必要がある計算が低減される。しかし、各基地局１１５における独立した前処理は、ＩＢＳ−ＭＩＭＯの主目的である、セル間干渉を低減するネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５の能力を低下させる可能性がある。

代替として、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５は、すべての基地局１１５から同相信号および直交（すなわち、サンプリングされたＩベースバンドおよびＱベースバンドの量子化されたバージョン）信号を収集することができる。この実施形態において、基地局１１５は、主に、無線周波数信号を受信するアンテナ１２５を使用し、無線周波数信号のデジタル化されたバージョンを生成する他の回路を使用する分散「遠隔無線ヘッド」の役割を果たす。これらの信号を復調し、復号して、情報ビットにするベースバンド信号プロセッサは、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５に配置される。次に、複数の調整基地局１１５からの信号は、各移動局の伝送に対する干渉の影響を軽減するようにゼロ強制受信機またはＭＭＳＥ受信機を使用して一緒に処理される。すべての移動ユニット１１０からの受信された信号への集中アクセスを使用して、これらのアルゴリズムは、干渉除去の点で、さらに、その結果、システム容量の点で、より高い（ソフト判定情報を使用する実施形態と比較して）パフォーマンスを提供することが見込まれる。しかし、生のＩ信号およびＱ信号は、前処理された（例えば、復調された）信号よりはるかに細かい量子化を要求することが可能であるので、これらの生の信号を伝送するのに使用されるバックホール帯域幅消費量は、ソフト判定情報を伝送するのに要求されるよりはるかに大きい可能性がある。

本明細書で説明されるネットワーク・アーキテクチャの展開および実施は、いくつかの（場合により、競合し、矛盾する）考慮事項を考慮に入れることが可能である。例えば、対処されるべき重要な問題には、（ｉ）エンジニアリングの都合および/または選択に従ってネットワーク機能を論理グループに分割すること、およびそれらの機能を様々なネットワーク要素上で実施すること、（ｉｉ）カバレッジ基準に、地理的区域、電力や周波数などのリソース、ユーザの数などの任意の組合せが含まれることが可能である、これらの論理グループの所望される「カバレッジ」、および（ｉｉｉ）ネットワーク拡張に混乱をもたらす、既存のアーキテクチャおよび展開からの格差の度合いが含まれることが可能である。特に、ネットワークにネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５を配置することは、重要な問題であり、複数の基地局における受信された信号に直接にアクセスし、それらの信号を処理するデータ・プレーン動作は、重要な考慮事項であり得る。

一実施形態において、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５によって使用される信号処理アルゴリズムは、制御プレーン機能とデータ・プレーン機能の両方に強い関係がある可能性がある。例えば、伝送された１つのフレーム中の共同信号処理を介して実現されるアップリンク干渉低減（または最小化または消去）により、ＩＢＳ−ＭＩＭＯ動作後に実現される有効ＳＩＮＲが決まる。このことは、次のフレーム中のスケジュールおよびＴＦを特定すること、したがって、干渉特性を特定することに不可欠である。したがって、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５は、ＵＬ ＩＢＳ−ＭＩＭＯ制御プレーン機能を果たすことによく適していることが可能である。別の例として、信号処理アルゴリズムは、例えば、アンテナ出力の生のデジタル・サンプル、または後処理された量に関して、データ・プレーン情報の種類を特定する。このことにより、バックホール帯域幅および計算ニーズに関する要件が特定されることが可能である。集中処理を使用して、基地局１１５は、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５が、共同処理でＣＳＩが抽出される必要な埋め込まれた情報への直接アクセスを有することが可能であるとともに、基地局１１５のクラスタにわたって各移動ユニット１１０に関する共同の復調および復号を実行することができるので、生のデジタル・サンプルを送ることが見込まれ得る。このことにより、基地局１１５からネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５に至る大きいバックホール帯域幅要件が暗示されるとともに、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５に極めて集中した計算能力が暗示される。

ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５および／または基地局１１５は、各フレームに関するＴＦ（伝送フォーマット）をスケジュールするため、および計算するために異なるアルゴリズムを実施することができる。第１のオプションは、これらのアルゴリズムをネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５に集中させることである。このオプションにおいて、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５は、必要な情報のすべてにアクセスを有するので、スケジューリングおよびＴＦ計算の両方を完全に担う。このシナリオは、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５に計算の比較的多くの部分を集中させる。計算された伝送フォーマットは、次に、知られている制御チャネルを介して移動ユニット１１０にさらに伝送されるように基地局１１５に伝送され、この後、移動ユニット１１０は、その特定の伝送フォーマットで送信する。第２のオプションは、基地局１１５においてスケジューリングを実行し、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５を使用して、伝送フォーマットを計算することである。このオプションにおいて、スケジューリングは、基地局１１５によって個々に実行される。しかし、計算されたスケジュールは、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５が、すべての基地局１１５によってスケジュールされた移動ユニット１１０のセットの連合に対応することができない可能性があるので、拘束力を有さない可能性がある。つまり、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５は、スケジュールされたすべての移動ユニット１１０に関する伝送フォーマットを計算し、次に、移動ユニット・データ転送速度の最大合計などの何らかの最適化基準に従ってサブセットを選択する。最終的にスケジュールされた移動ユニット１１０のＩＤが、次に、移動局１１５に伝送され、移動局１１５は、知られている制御チャネルを介して、これらのＩＤを移動ユニット１１０に中継する。

図１Ｃは、無線シンジケート・システム１００において使用され得るプロトコル・スタック１５０を概念的に示す。プロトコル・スタック１５０は、ＭＡＣ（媒体アクセス制御）層およびＰＨＹ（物理）層の機能分布を示す。図示される実施形態において、ＵＬ ＩＢＳ−ＭＩＭＯエンティティ（図１Ｂに示されるネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５などの）が、（ａ）ＢＳ（基地局）とＵＬ−ＩＢＳＭＰの間、および（ｂ）ＵＬ−ＩＢＳＭＰとベアラ・プレーンＩＰゲートウェイの間のインタフェースを含む。さらに、これらのインタフェースを介して様々なタイプのＩＢＳ−ＭＩＭＯ関連のメッセージを伝送するためのプロトコルが要求される。これらの基本インタフェースのいくつかは、ＵＬ ＩＢＳ−ＭＩＭＯ目的の拡張を円滑にする既存の標準において定義されている。また、これらのインタフェースは、複数のプロトコル（およびそれらのプロトコル内の複数のメッセージ）の伝送も行う。一部のプロトコルを再使用することも可能であるが、ＵＬ ＩＢＳ−ＭＩＭＯをサポートする新たなメッセージが定義される必要がある。

基地局とＵＬ−ＩＢＳＭＰの間の新たなインタフェースまたは変形されたインタフェースの一実施形態が、ＵＬ−ＩＢＳＭＰが別個の新たなネットワーク要素として配置される場合、定義されることが可能である。この新たなインタフェースは、新たに定義された関連するプロトコルおよびメッセージを含む。代替として、ＵＬ−ＩＢＳＭＰが、１ｘＥＶ−ＤＯやＵＭＴＳ−ＨＳＰＡなどの標準における明確に定義されたネットワーク要素である、ＲＮＣ（無線ネットワーク・コントローラ）と並置される場合、既存のインタフェース、ならびにプロトコルが変形され、その後、新たなＵＬ ＩＢＳ−ＭＩＭＯ関連のメッセージを定義することによって再使用されることが可能である。例えば、本明細書で説明されるとおり、ＢＳがスケジューリングを実行した場合に、ＢＳからＵＬ−ＩＢＳＭＰにスケジューリング・パラメータを伝送するのにメッセージが必要とされる可能性がある。その後、最終スケジュール許可およびＴＦ情報が、ＵＬ−ＩＢＳＭＰからＢＳに伝送されることが可能である。ＵＬ−ＩＢＳＭＰが別個の新たなネットワーク要素として配置される場合、ＵＬ−ＩＢＳＭＰとＩＰゲートウェイの間の新たなインタフェースまたは変形されたインタフェースの一実施形態が定義されることが可能である。例えば、新たなインタフェースが、関連するプロトコルおよびメッセージと一緒に定義される必要がある。代替として、ＵＬ−ＩＢＳＭＰがＲＮＣと並置される場合、ＲＮＣとゲートウェイの間の既存のインタフェースおよびプロトコルは、新たなＵＬ ＩＢＳ−ＭＩＭＯ関連のメッセージを定義することによって変形され、再使用されることが可能である。

図１Ｂに戻って参照すると、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５の動作が、制御プレーン・エンティティとデータ・プレーン・エンティティの間で交換される情報を含むことが可能である。例えば、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５は、アップリンクで移動ユニット１１０によって送信され、複数の基地局１１５によって受信される信号を処理することに、以下のとおり関与することが可能である。関与する各ステップには、制御プレーン動作またはデータ・プレーン動作というラベルが付けられる。
１．データ・プレーン すべての基地局１１５が、各ＢＳＡ（ＢＳアンテナ）においてアップリンクで受信された合成信号をネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５に送信する、
２．データ・プレーン ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５が、各移動ユニット１１０から各ＢＳＡに至る無線ＣＳＩ（チャネル状態情報）を推定する（このことは、計算をネットワーク上の帯域幅とトレードオフするために、基地局１１５のそれぞれによって実行されて、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５に伝送されることも可能である。）、
３．制御プレーン 各移動ユニット１１０に関して、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５が、パイロット・チャネルＳＩＮＲおよび／またはデータ・チャネルＳＩＮＲなどの所定の基準を使用して、その移動ユニットのデータを推定するのに使用されるべきＢＳＡ信号のセットを特定する、
４．データ・プレーン 各移動ユニット１１０に関して、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５が、特定されたＢＳＡ信号のセット、およびＣＳＩを処理して、その移動ユニット１１０によって送信された情報ビットを復調し、復号する、
５．制御プレーン ＣＳＩおよび他の情報（移動ユニットにおけるバッファ・ステータス、トラフィックの優先度など）の過去の履歴を所与として、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５が、次のスケジュールを計算し、すなわち、次のフレームで送信すべき移動ユニット１１０のセットを選択し、さらに関連するＴＦ（伝送フォーマット）も計算する、
６．制御プレーン ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５が、計算されたＴＦを使用して割り当てられた時点、割り当てられた周波数、および割り当てられた空間リソースで送信するように、スケジュールされたすべての移動ユニット１１０に命令する（基地局１１５を介して）。

このプロセスにおけるステップは、アップリンクを介して伝送される後続の各フレームに関して繰り返されることが可能である。様々な実施形態において、伝送フォーマットは、情報ブロック・サイズ、変調−符号化スキーム、送信電力、ＯＦＤＭトーン、ＯＦＤＭシンボル、もしくはＯＦＤＭタイル、アンテナ重みなどのパラメータを含むことが可能である。また、これらのパラメータは、０または無効の値をとることも可能である。任意の所与の移動ユニット１１０に関して、一部の基地局１１５からのＴＦは、それらの基地局１１５から移動ユニット１１０に至る劣悪な、または存在しない無線リンクを反映して、０であることが可能である。

図２は、無線通信システム２００の第２の例示的な実施形態を概念的に示す。第２の例示的な実施形態において、無線通信システム２００は、図１に示される無線通信システム１００の第１の例示的な実施形態に示される要素と同一または同様である、いくつかの要素を含む。これらの要素は、同一の識別番号によって示される。しかし、第１の例示的な実施形態、および第２の例示的な実施形態における同様の、または類似した要素は、これらの異なる実施形態の動作をサポートするのに使用されることが可能な異なる機能を実施してもよいことが、本開示を利用する当業者には認識されよう。

集中ネットワークＭＩＭＯプロセッサを使用する代わりに、無線通信システム２００の第２の例示的な実施形態は、ネットワークＭＩＭＯ処理機能の複数のインスタンスを含む分散ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５（１〜２）を実施する。ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５の各インスタンスは、１つまたは複数の移動ユニット１１０に関連付けられる。図示される実施形態において、ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５（１）の第１のインスタンスが、移動ユニット１１０（１〜２）に関連付けられ、基地局１１５（２）と並置される。ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５（２）の第２のインスタンスが、移動ユニット１１０（３）に関連付けられ、基地局１１５（４）と並置される。移動ユニット１１０に対するネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５の関連付けは、事前決定されることが可能であり、さらに／または動的に変更されることが可能である。例えば、移動ユニット１１０は、無線通信システム２００の中を移動ユニット１００がローミングするにつれ、分散ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５の異なるインスタンスに動的に関連付けられることが可能な１つのネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５に最初に割り当てられることが可能である。分散ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５のインスタンスは、無線通信システム２００内の任意のロケーションで実施されることが可能である。図示される実施形態において、分散ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５のインスタンスは、対応する基地局１１５において実施される。

分散ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５のインスタンスは、関連する基地局１１５のセットから信号を収集することを担う。一実施形態において、基地局１１５に分散ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５のインスタンスを関連付けることは、隣接する基地局１１５の所定のクラスタに分散ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５の各インスタンスを関連付けることによって実行されることが可能である。基地局１１５のクラスタは、状況に応じて、互いに素であることも、重なり合うことも可能である。代替として、分散ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５のインスタンスは、分散ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５のインスタンスに関連付けられた移動ユニット１１０からのパイロット信号強度を使用して、移動局１１５に関連付けられることも可能である。例えば、分散ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５の各インスタンスは、或る閾値を超えたグループの中の少なくとも１つの移動体からの受信されたパイロット強度を測定する各基地局１１５に関連付けられることが可能である。図２に示される第２の例示的な実施形態において、分散ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５（１）の第１のインスタンスが、基地局１１５（１〜３）に関連付けられ、分散ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５（２）の第２のインスタンスが、基地局１１５（３〜４）に関連付けられる。

各分散ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５の調整の期間が確立されると、基地局１１５と、分散ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５の関連付けられたインスタンスは、バックホール・リンク１３０を介してデータ情報およびシグナリング情報を交換する。図示される実施形態において、分散ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５のインスタンスは、これらの論理エンティティが様々なロケーションで実施され得ることを示すように破線のボックスを使用して示される。例えば、分散ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５（１）は、基地局１１５（２）において実施されることが可能であり、分散ネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５（２）は、基地局１１５（４）において実施されることが可能である。したがって、バックホール・リンク１３０は、基地局１１５を互いに接続するものとして示され得る。例えば、バックホール・リンク１３０（１）が基地局１１５（１〜２）を接続し、バックホール・リンク１３０（２）が基地局１１５（２〜３）を接続し、バックホール・リンク１３０（３）が基地局１１５（３〜４）を接続する。すると、各分散ネットワーク・プロセッサ１３５は、本明細書で説明される集中アルゴリズムと同様の仕方で、そのプロセッサ１３５の調整期間内に動作することが可能である。

基地局１１５間のインタフェースは、前段で定義されるインタフェースに基づくことが可能である。一実施形態において、ＢＳ−ＢＳインタフェースは、ＬＴＥ／ＳＡＥにおいてＸ２と呼ばれ、ＷｉＭＡＸにおいてＲ８と呼ばれる、知られているインタフェースである。ＵＬ−ＩＢＳＭＰは、基地局１１５に配置されるので、このインタフェースは、ＵＬ ＩＢＳ−ＭＩＭＯを使用可能にするように基地局１１５を介して制御情報とデータ情報の両方を伝送するのに使用され得る。このインタフェースの範囲は、ＵＬ ＩＢＳ−ＭＩＭＯを含むように拡張される必要がある可能性があり、新たなメッセージが定義される必要もある可能性がある。詳細には、各移動ユニット１１０に関して、基地局１１５は、このインタフェースを使用して、或る特定の移動ユニット１１０に関するＵＬ−ＩＢＳＭＰを含むデータ・プレーン情報を別の基地局１１５に伝送することができる。逆に、ＵＬ−ＩＢＳＭＰは、このインタフェースを使用して、移動ユニット１１０にさらに中継されるようにすべての基地局１１５にＴＦを伝送しなければならない。

分散ＵＬ−ＩＢＳＭＰ処理にかかわるステップは、集中モデルと同様のままであることが可能である。しかし、ＵＬ−ＩＢＳＭＰに関して使用されるデータ・プレーン情報は、中央ポイントにではなく、基地局１１５間で流れる。ＵＬ−ＩＢＳＭＰ機能を分散させる１つの利点は、バックホール帯域幅負荷を局所化し、ほとんど常に直に隣接するクラスタ基地局１１５間のフローを可能にすることである。これにより、ネットワークに待ち時間要件を課す必要性が減らされ、または解消されることさえ可能であり、さらに展開が単純化されることも可能である。ＵＬ−ＩＢＳＭＰ機能を分散させることの別の利点は、処理能力をネットワークに分散させることである。技術の進歩に伴って、基地局１１５は、増大する無線帯域幅に対処する高い計算能力を備え、したがって、分散ＵＬ ＩＢＳ−ＭＩＭＯ処理は、管理しやすい計算負荷の増加を課すことが可能である。さらに、集中ＵＬ ＩＢＳ−ＭＩＭＯ処理とは異なり、分散ＵＬ ＩＢＳ−ＭＩＭＯは、標準化されたネットワーク・アーキテクチャに混乱を全くもたらさない。このことは、すべての物理層およびＭＡＣ層の処理がＢＳに集中される「フラットな」ネットワーク・アーキテクチャを使用する、ＬＴＥやＷｉＭＡＸなどの、より新しい標準への移動体ブロードバンド・ネットワークの差し迫った進化とともに、さらに重要度を増す。

図３は、制御−データ・プレーン・エンティティを動作させる方法３００の１つの例示的な実施形態を概念的に示す。方法３００は、図１および図２に示される分散型または集中型のネットワークＭＩＭＯプロセッサ１３５などの制御プレーン・エンティティにおいて実施されることが可能であるが、方法３００の代替の実施形態は、他の制御−データ・プレーン・エンティティにおいて実施されてもよいことが、本開示を利用する当業者には認識されよう。図示される実施形態において、制御プレーン機能は、制御プレーン・エンティティに関連付けられた１つまたは複数の基地局と通信状態にある１つまたは複数の移動ユニットに関連するチャネル状態情報、サービス品質情報（利用可能な場合）、および／またはスケジューリング要件にアクセスする（３０５で）。次に、制御プレーン機能は、提供された情報を使用して、移動ユニットによるアップリンク通信をスケジュールする（３１０で）。次に、基地局および移動ユニットは、制御プレーン機能によって提供されたスケジューリング情報を使用して、無線インタフェースを介して通信することができる。

データ・プレーン機能は、関連する基地局から信号を受信する（３１５で）。これらの信号は、移動ユニットから基地局に送信された信号を使用して生成されたソフト判定情報および／または復号された情報であることが可能である。次に、データ・プレーン機能は、移動ユニットによってアップリンクを介して基地局に送信された信号によって示されるビットの値を推定する（３２０で）。データ・プレーン機能は、各移動ユニットに関連する基地局信号がコヒーレントに合成されるように、この推定を実行し（３２０で）、このことにより、様々な移動ユニットによって送信される信号間の相互干渉が低減されることが可能である。

図４は、図１および／または図２に示される無線通信システムにおいて基地局を動作させる方法４００の１つの例示的な実施形態を概念的に示す。図示される実施形態において、基地局は、１つまたは複数の移動ユニットに関するチャネル状態情報、サービス品質情報、および／またはスケジューリング要件を特定する。例えば、基地局は、信号強度の測定を使用して、各移動ユニットに関連するチャネル状態情報および加入情報を特定して、サービス品質要件および／またはスケジューリング要件を特定することができる。この情報は、図１および図２に示されるアップリンク・ネットワークＭＩＭＯプロセッサなどの１つまたは複数の制御プレーン・エンティティに供給される（４０５で）。次に、制御プレーン機能は、移動ユニットに関連するアップリンク伝送をスケジュールし、この情報を基地局に供給することができ、基地局は、このスケジューリング情報を受信することができる（４１０で）。

制御プレーン機能によって供給されるスケジューリング情報を使用して、基地局と移動ユニットは、アップリンクを介して通信することができる。図示される実施形態において、基地局は、無線インタフェースを介して１つまたは複数の移動ユニットからスケジュールされたアップリンク伝送を受信する（４１５で）。次に、基地局は、移動ユニットのそれぞれに関連するシグナリング情報を、移動ユニットのそれぞれに関連付けられた制御プレーン・エンティティに供給することができる（４２０で）。例えば、基地局は、受信されたアップリンク信号を復調し、さらに／または復号して、次に、ソフト判定情報および／または復号されたシンボルを制御プレーン・エンティティに供給し、この供給された情報を使用して、移動ユニットによってアップリンクを介して送信された１つまたは複数のビットを推定することができる。

本出願は、セルラ・システムにおけるアップリンク・ネットワークＭＩＭＯ（および、より広くは、アップリンク・ネットワーク調整）のための広いアーキテクチャ概念を説明する。提案されるアーキテクチャは、ネットワークＭＩＭＯが混乱を生じさせる物理層技術であるものの、ネットワーク事業者の既存のネットワーク展開に混乱をもたらさずに、ネットワーク事業者が、アップリンク・ネットワークＭＩＭＯの能力を利用することを可能にすることができる。さらに、このアーキテクチャは、ネットワークＭＩＭＯ関連の情報によるさらなるバックホール帯域幅消費を制御する、または管理するのに使用され得る。例えば、本明細書で説明されるアーキテクチャは、ネットワークＭＩＭＯ技術から利益を得る可能性が最も高いユーザに、ネットワークＭＩＭＯ技術を選択的に適用することを可能にし、このため、費用がさらに低減される。

開示される主題、および対応する詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータ・メモリ内のデータ・ビットに対する操作のソフトウェア、またはアルゴリズムおよび記号表現の点で提示される。これらの説明および表現は、当業者が、自身の作業の内容を他の当業者に効率的に伝えるのに用いる説明および表現である。本明細書の用法、および一般的な用法によるアルゴリズムという用語は、所望される結果につながる自己矛盾のない一連のステップであると考えられる。これらのステップは、物理量の物理的操作を要求するステップである。通常、ただし、必然的にではなく、これらの量は、格納される、転送される、組み合わされる、比較される、さらにそれ以外で操作されることが可能な光信号、電気信号、または磁気信号の形態をとる。主に一般的な用法の理由で、これらの信号をビット、値、要素、シンボル、文字、項、数などと呼ぶことが、ときとして好都合であることが分かっている。

しかし、これら、および類似する用語のすべては、適切な物理量に関連付けられるべきであり、単にこれらの量に付けられた便利なラベルに過ぎないことに留意されたい。特に明記しない限り、または説明から明白なとおり、「処理すること」、または「算出すること」、または「計算すること」、または「決定すること」、または「表示すること」などの用語は、コンピュータ・システムのレジスタおよびメモリの中の物理的な、電子的量として表されるデータを操作して、コンピュータ・システム・メモリもしくはコンピュータ・システム・レジスタ、あるいは他のそのような情報格納デバイス、情報伝送デバイス、または情報表示デバイスの中の物理量として同様に表される他のデータに変換する、コンピュータ・システム、または類似した電子コンピューティング・デバイスのアクションおよびプロセスを指す。

また、開示される主題のソフトウェアによって実施される態様は、通常、何らかの形態のプログラム記憶媒体の上に符号化される、または何らかのタイプの伝送媒体を介して実施されることに留意されたい。プログラム記憶媒体は、磁気媒体（例えば、フロッピー・ディスクもしくはハードディスク）であっても、光媒体（例えば、コンパクト・ディスク読取り専用メモリ、つまり、「ＣＤ−ＲＯＭ」）であってもよく、さらに読取り専用であっても、ランダム・アクセスであってもよい。同様に、伝送媒体は、より対線、同軸ケーブル、光ファイバ、または当技術分野で知られている他の何らかの適切な伝送媒体であることが可能である。開示される主題は、任意の所与の実施形態のこれらの態様によって制限されない。

以上に開示される特定の実施形態は、開示される主題が、本明細書の教示を利用する当業者には明白な、異なるが、均等な仕方で変形され、実施されることが可能であるので、単に例示的である。さらに、添付の特許請求の範囲に記載される以外、本明細書で示される構成または設計の詳細を制限することは、全く意図されていない。したがって、以上に説明される特定の実施形態は、変更される、または変形されることが可能であり、すべてのそのような変種が、開示される主題の範囲内にあるものと考えられることが明白である。したがって、本明細書で求められる保護は、添付の特許請求の範囲に記載されるとおりである。

Claims (10)

1. 制御−データ・プレーン・エンティティにおいて実施される、少なくとも１つの移動ユニットから複数の基地局へのアップリンク伝送を調整する方法であって、
   前記制御−データ・プレーン・エンティティの制御プレーン機能において、前記少なくとも１つの移動ユニットから前記複数の基地局への送信のためにアップリンク信号をスケジュールするステップと、
   前記制御−データ・プレーン・エンティティのデータ・プレーン機能において、前記複数の基地局から、前記少なくとも１つの移動ユニットから前記複数の基地局に送信された、スケジュールされたアップリンク信号を示す情報を備える信号を受信するステップと、
   前記データ・プレーン機能において、前記受信された信号、ならびに前記少なくとも１つの移動ユニットと前記複数の基地局の間の複数の無線通信リンクを示すチャネル状態情報を使用して、前記スケジュールされたアップリンク信号の中で伝送された情報ビットを推定するステップとを備える方法。
2. 前記アップリンク信号をスケジュールするステップは、
   前記複数の基地局と前記少なくとも１つの移動ユニットの間の複数の無線通信チャネルに関するサービス品質要件情報またはチャネル状態情報の少なくともいずれかに基づいて、前記アップリンク信号をスケジュールするステップと、
   前記制御プレーン・エンティティにおいて、前記チャネル状態情報に基づいて、前記少なくとも１つの移動ユニットから前記複数の基地局へのアップリンク伝送のための伝送フォーマットを決定するステップと、
   前記伝送フォーマットを前記複数の基地局に供給するステップとを備える請求項１に記載の方法。
3. 前記信号を受信するステップは、前記複数の基地局からソフト判定情報を受信するステップを備え、さらに前記スケジュールされたアップリンク信号の中で伝送された前記情報ビットを推定するステップは、前記複数の基地局によって供給された前記ソフト判定情報をソフト合成し、前記ソフト合成された情報を使用して前記情報ビットを推定するステップを備える請求項１に記載の方法。
4. 前記信号を受信するステップは、前記複数の基地局から量子化された同相信号および直交信号を受信するステップを備え、さらに前記スケジュールされたアップリンク信号の中で伝送された前記情報ビットを推定するステップは、前記受信された量子化された同相信号および直交信号を一緒に復調し、復号するステップを備える請求項１に記載の方法。
5. 前記データ・プレーン・エンティティは、対応する複数の移動ユニットに関連付けられた複数のデータ・プレーン・プロセッサを備える分散エンティティであり、さらに前記情報ビットを推定するステップは、前記対応するデータ・プレーン・プロセッサを使用して前記複数の移動ユニットのそれぞれによって送信された前記情報ビットを推定するステップと、前記データ・プレーン・プロセッサのそれぞれを前記複数の移動ユニットの少なくとも１つに関連付けるステップとを備える請求項１に記載の方法。
6. 前記信号を受信するステップは、前記複数のデータ・プレーン・プロセッサのそれぞれにおいて、前記データ・プレーン・プロセッサに関連付けられた前記移動ユニットから信号を受信するようにスケジュールされた各基地局から信号を受信するステップを備える請求項５に記載の方法。
7. 複数の基地局の１つである第１の基地局において実施される、少なくとも１つの移動ユニットから前記複数の基地局へのアップリンク伝送を調整する方法であって、
   前記第１の基地局において、制御プレーン・エンティティからスケジューリング情報を受信し、前記スケジューリング情報は、前記第１の基地局によって、前記少なくとも１つの移動ユニットから前記第１の基地局への送信のためにアップリンク信号をスケジュールするために使用されるステップと、
   前記第１の基地局から前記制御プレーン・エンティティに、前記少なくとも１つの移動ユニットから前記複数の基地局に送信されるスケジュールされたアップリンク信号を示す情報を備える信号を供給するステップと、
   前記データ・プレーン・エンティティにおいて、前記受信された信号、ならびに前記少なくとも１つの移動ユニットと前記複数の基地局の間の複数の無線通信リンクを示すチャネル状態情報を使用して、前記スケジュールされたアップリンク信号の中で伝送された情報ビットを推定するステップとを備える方法。
8. 前記第１の基地局から前記制御プレーン・エンティティに、前記第１の基地局と前記少なくとも１つの移動局の間の少なくとも1つの無線通信チャネルに関するサービス品質要件情報またはチャネル状態情報の少なくともいずれかを示す情報を供給するステップを備え、さらに前記スケジューリング情報を受信するステップは、前記サービス品質要件情報および／または前記チャネル状態情報に基づいて決定されたスケジューリング情報を受信するステップを備える請求項７に記載の方法。
9. 前記スケジューリング情報を受信するステップは、前記少なくとも１つの移動ユニットから前記第１の基地局へのアップリンク伝送のための伝送フォーマットを受信するステップを備える請求項８に記載の方法。
10. 前記制御プレーン・エンティティは、対応する複数の移動ユニットに関連付けられた複数の制御プレーン・プロセッサを備える分散エンティティであり、さらに前記信号を供給するステップは、前記第１の基地局に信号を供給するようにスケジュールされた移動ユニットに関連付けられた前記複数の制御プレーン・プロセッサのそれぞれに供給するステップを備える請求項９に記載の方法。