JP2013507038A - 上りリンク送信ダイバーシチ - Google Patents

Abstract

本発明は、ＵＥを制御するための、無線アクセスネットワーク・ノードにおける方法が開示される。ＵＥは、少なくとも２つの送信アンテナを備え、上りリンク送信ダイバーシチを行うことが可能である。各送信アンテナに関連付けられたアンテナ重みが存在する。まず、無線アクセスネットワーク・ノードは、ユーザ装置の複数のアンテナ重みが制御されうることを判定する。次に、無線アクセスネットワーク・ノードは、制御情報を含む制御信号を作成し、それをユーザ装置に送信する。制御情報は、ＵＥにおける複数のアンテナ重みについてのＵＥによる自律的な選択を制御する。

Description

本発明は、無線通信に関するものである。具体的には、本発明は、無線通信における上りリンク送信ダイバーシチに関するものである。

現在、第３世代パートナシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）は、高速上りリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）との関連で、上りリンク送信ダイバーシチの潜在的な利点を評価している（非特許文献１を参照）。２つ以上の送信アンテナを備えるユーザ装置（ＵＥ）は、上りリンク送信ダイバーシチによって、それらのアンテナの全てを利用できる。これは、信号ｓ(ｔ)に、複素重みｗ_iのセットを乗算することによって達成される（図１を参照）なお、ｉ＝０...Ｎであり、Ｎは送信アンテナ数を示す。上りリンク送信ダイバーシチの論拠は、ユーザ及びネットワーク性能が最大化されるように、複数の重みを適応させることである。ＵＥの実装に依存して、複数のアンテナ重みは異なる拘束条件に関連付けられうる。３ＧＰＰでは、以下の２つのクラスが検討されている。
‐切替アンテナダイバーシチ
（この場合、ＵＥは、任意の所与の時刻に複数のアンテナのうちの１つのみから送信する。このため、ｗ_i≠０の場合、全てのｊ≠ｉについて、ｗ_j＝０である。）
‐ビームフォーミング
（この場合、ＵＥは、所与の時刻に２つ以上のアンテナから同時に送信できる。）

切替アンテナダイバーシチは、単一の電力増幅器（ＰＡ：power amplifier）を備えるＵＥの実装において可能であるのに対して、ビームフォーミング・ソリューションでは、各送信アンテナに対して１つのＰＡが必要となりうる。即ち、ビームフォーミングでは、アクティブなアンテナのそれぞれに対して１つのＰＡが必要となる。

検討されているクラスによらず、アンテナ重みの選択は、以下に基づきうる。
‐ノードＢは、ＵＥが信号を送信する際に当該ＵＥがいずれの重みｗ_i、ｉ＝１...Ｎを用いるべきかを記述した明示的なフィードバックを、ＵＥに提供する。これは、新たなフィードバック・チャネルを導入することを必要とするであろう。
‐ＵＥは、自律的に複数のアンテナ重みを決定する。複数のアンテナ重みｗ_i、ｉ＝１...Ｎを選択するために、ＵＥは、フラクショナル専用物理チャネル（Ｆ−ＤＰＣＨ）または拡張専用トランスポート・チャネル、ハイブリッド自動再送要求確認インジケータ・チャネル（Ｅ−ＨＩＣＨ）等の、（他の目的で送信される）既存のフィードバック・チャネルをモニタリングしうる。

上述のように、上りリンク送信ダイバーシチの裏にある基本的な着想は、実効チャネル（effective channel）の変動を利用することである。本明細書において、実効チャネルという用語は、送信アンテナと受信アンテナとの間の無線チャネルの作用だけでなく、（複数の）送信アンテナ、複数の送信アンテナ重み、（複数の）受信アンテナの作用を含んでいる。最終的には、切替アンテナダイバーシチとビームフォーミング送信ダイバーシチの両方によって、例えば、切替アンテナダイバーシチを適用するＵＥが、アンテナを変更し、アンテナ１の代わりにアンテナ２で送信を開始することで、ｗ１／ｗ２が１／０から０／１に変化した場合に、複数のアンテナ重みが突然に変更されうる。その結果、受信側のノードによって感知されている実効チャネルが突然変化しうる。

ノードＢ受信機は、ノードＢによって推定される、瞬時のチャネルをフィルタリングしたものに基づくチャネル推定値を使用する。また、例えばインナーループ電力制御（ＩＬＰＣ：inner loop power control）において使用される干渉推定値は、ノードＢによって測定された瞬時の干渉をフィルタリングしたものに基づいている。

したがって、ＵＥが複数のアンテナ重みを変更する際には必ず（特に、切替アンテナダイバーシチにおけるように、または、ビームフォーミングにおける複数の重みに対する著しい変更によるように、当該変更が突然である場合）、受信機によって使用されるチャネル推定値は、不正確となる。これは、受信機の性能を低下させる。また、ＵＥによるアンテナ重みの変更は、当該ＵＥによって引き起こされる干渉が、突然変化することにつながる。これは、場合によってはフラッシュライト効果（flash light effects）と称され、他のＵＥに対する干渉が支配的となる可能性があるセルエッジにおいて干渉が存在する状況において、特に当てはまる。

ＵＥが絶えずアンテナ重みを突然に変更する状況は、全体の性能の低下につながることが理解されよう。これは、とりわけ、非組織的なＵＥの動作の結果であり、干渉の変動の増大につながりうる。上りリンク送信ダイバーシチ方式と関連して生じる可能性のある利得は、チャネルのコヒーレンス時間にも依存する。

上りリンク送信ダイバーシチについての他の最後の示唆は、ＵＥとノードＢとの間の実効チャネルが変化する際には必ず、ノードＢによって受信される電力が不連続となることである。この不連続性は、以下を組み合わせた作用をもたらす。
‐２つ以上の送信アンテナと（複数の）受信アンテナとの間の無線チャネルが異なること、及び
‐２つ以上の送信アンテナのアンテナ利得が異なること。

受信電力に不連続性が存在するため、電力制御の性能が影響を受けうる。受信電力の不連続性は、アウターループ電力制御（ＯＬＰＣ：outer loop power control）及びＩＬＰＣが安定するまでに、過渡期間または収束時間を生じさせうる。当該過渡期間は、システムに悪影響を及ぼす、追加的な干渉変動を生じさせうる。また、ＵＥが、より望ましくない状態を有するアンテナに切り替える場合、または、チャネル推定値が、ノードＢがデータの復調に失敗するほど不正確となる場合には、リンク品質が向上したとしても、目標ＯＬＰＣ信号対干渉比（ＳＩＲ）が増大することにつながりうる。

３ＧＰＰ Ｔｄｏｃ ＲＰ−０９０９８７ ３ＧＰＰ ＴＳ ２５．３２１ ｖ８．６．０ ３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２１２ ｖ８．５．０

本発明は、上述の状態のうちの少なくとも一部を軽減するすることを目的としている。本発明の実施形態の目的は、一度に１つのアンテナから上りリンク送信ダイバーシチ送信を（即ち、切替アンテナ送信ダイバーシチを）行うことを可能にするとともに、少なくとも２つの送信アンテナから上りリンク送信ダイバーシチ送信を同時に（即ち、送信ビームフォーミングを）行うことを可能にすることである。本発明の実施形態の目的は、ネットワークとＵＥとの間に、動的フィードバック・チャネルの追加を必要とすることなく、上りリンク送信ダイバーシチを可能にすることである。本発明の実施形態の目的は、上りリンク送信ダイバーシチにいずれの複数のアンテナ重みを使用すべきかをＵＥに指定することなく、ＵＥの複数のアンテナ重みに対する変更をネットワークが知ることを可能にすることである。

上述した欠点は、ＵＥが複数のアンテナ重みを変更したこと、または変更しようとしたことを、ノードＢが知った場合に、緩和されるであろう。システム性能の観点から、上りリンク送信ダイバーシチの使用を禁止することが有益であろう状況も存在する。これは、ＵＥが、他のユーザに著しく干渉する（例えば、セル境界に存在する）場合である可能性があり、それ故に、システムが全体として、上りリンク送信ダイバーシチをＵＥが無効にすることの利益を享受するであろう。他の例は、セルに負荷がかかりすぎている場合、あるいは、他の理由によって、セルが、Ｆ−ＤＰＣＨ上で送信される送信電力制御（ＴＰＣ）コマンドを、短期間のリンク品質を反映しないように操作している場合であろう。本発明の実施形態は、ＵＥがいつ上りリンク送信ダイバーシチ技術を使用できるようになるのかをネットワークが制御することを可能にする。

本発明の一実施形態によれば、ＵＥを制御するための、無線アクセスネットワーク・ノードにおける方法が開示される。ＵＥは、少なくとも２つの送信アンテナを備え、上りリンク送信ダイバーシチを行うことが可能である。各送信アンテナに関連付けられたアンテナ重みが存在する。まず、無線アクセスネットワーク・ノードは、ユーザ装置の複数のアンテナ重みが制御されうることを判定する。次に、無線アクセスネットワーク・ノードは、制御情報を含む制御信号を作成し、それをユーザ装置に送信する。制御情報は、ＵＥにおける複数のアンテナ重みについてのＵＥによる自律的な選択を制御する。

他の実施形態によれば、ユーザ装置における方法が開示される。ユーザ装置は、無線アクセスネットワークにおいて使用され、無線ネットワーク・ノードによって制御される。ユーザ装置は、少なくとも２つの送信アンテナを備え、上りリンク送信ダイバーシチを行うことが可能であり、それにより、アンテナ重みは各送信アンテナに関連付けられている。本方法は、制御信号を無線ネットワーク・ノードから受信するステップを含み、当該制御信号は、ＵＥにおける複数のアンテナ重みの自律的な選択を制御する制御情報を含む。更に、本方法は、当該制御情報に従って、複数のアンテナ重みの自律的な選択を実行するステップを含む。

更なる一実施形態によれば、ユーザ装置における方法が開示され、ユーザ装置は、無線アクセスネットワークにおいて使用され、無線ネットワーク・ノードによって制御される。ユーザ装置は、少なくとも２つの送信アンテナを備え、上りリンク送信ダイバーシチを行うことが可能であり、それにより、アンテナ重みは各送信アンテナに関連付けられている。本方法は、複数のアンテナ重みの自律的な選択を実行するステップと、制御信号を無線ネットワーク・ノードに送信するステップとを含み、当該制御信号は、複数のアンテナ重みの自律的な選択についての情報を含む。

更なる一実施形態によれば、無線アクセスネットワーク・ノードは、少なくとも２つの送信アンテナを備えるユーザ装置を制御する。ユーザ装置は、上りリンク送信ダイバーシチを行うことが可能であり、各送信アンテナに関連付けられたアンテナ重みを有している。無線アクセスネットワーク・ノードは、ユーザ装置の複数のアンテナ重みが制御されうることを判定する判定ユニットと、制御情報を含む制御信号を作成する信号ユニットと、当該制御信号をユーザ装置に送信する送信機とを備えている。当該制御情報は、複数のアンテナ重みについてのユーザ装置による自律的な選択を制御するように構成されている。

更なる一実施形態によれば、ユーザ装置は、無線アクセスネットワークにおいて使用される。ユーザ装置は、無線ネットワーク・ノードによって制御され、少なくとも２つの送信アンテナを備える。ユーザ装置は、上りリンク送信ダイバーシチを行うことが可能であり、各送信アンテナに関連付けられたアンテナ重みを有している。ユーザ装置は、更に、複数のアンテナ重みについてのユーザ装置による自律的な選択を制御する制御情報を含む制御信号を、無線ネットワーク・ノードから受信する受信機と、当該制御情報に従って、複数のアンテナ重みを自律的に選択するアンテナ重み選択器とを備えている。

本発明の実施形態は、シングルキャリア（ＳＣ−）ＨＳＵＰＡシステムとマルチキャリア（ＭＣ−）ＨＳＵＰＡシステムの両方に対して適用可能である。ここで、ＭＣ−ＨＳＵＰＡは、ＵＥが、上りリンク・キャリアごとに、２つ以上のトランスポート・チャネルを送信可能な、ＳＣ−ＨＳＵＰＡを一般化したものを示す。

本発明の種々の実施形態によれば、以下のものが開示される。
‐アンテナの切り替えを命令する制御信号を、ネットワーク・ノードがＵＥに送信する方法。
‐ＵＥがアンテナを自律的に切り替える（即ち、ＵＥが複数のアンテナ重みを選択する）ことを可能にする制御信号を、ネットワーク・ノードがＵＥに送信する方法。種々の実施形態では、種々のルールが適用されうる。例えば、制御信号の受信に応じて、ＵＥは、予め定められた回数、予め定められた期間、ＵＥが停止命令を受信するまで、または、サービング・セルの変更が生じるまで、アンテナの変更が可能となる。本ルールは、ＵＥがアンテナを変更可能となる時間を指定してもよい。
‐明確に定義された時点に、送信アンテナを変更したこと、または、変更することを知らせる信号を、ＵＥが送信する方法。

本発明の種々の実施形態は、上記の態様のうちの１つ以上に基づいていてもよい。本発明の実施形態は、ネットワーク・ノード及びＵＥにおける種々の方法を含む。また、本発明の実施形態によれば、送信を制御し、データを送信若しくは受信し、またはシグナリングを制御する装置が含まれる。

本発明は、切替送信ダイバーシチとビームフォーミングの両方に適用可能である。しかし、ビームフォーミングの場合、アンテナ切り替えの代わりに、複数のアンテナ重みに突然の変化が生じる状況に留意しなければならない。本明細書では、明確化のため、切替アンテナダイバーシチの場合を中心に扱っている。

本発明の実施形態は、以下の効果に関連している。
‐実施形態によって、いずれのＵＥが上りリンク送信ダイバーシチを適用すべきか、及び、ＵＥがいつ上りリンク送信ダイバーシチを適用すべきかを、ネットワークが制御可能になる。これにより、ネットワークは、上りリンク送信ダイバーシチによってもたらされる利得が、最も利益を享受するであろうＵＥ（例えば、最も劣悪な伝搬状況にあるＵＥ）によって得られることを、決定することが可能になる。
‐実施形態によって、ＵＥがいつアンテナを切り替えるのかを、ネットワークが知ることが可能になる。これは、（例えば、各送信アンテナに関連付けられた推定値から成る２つのセットを維持することによって、または、他のアンテナに対応する現在の推定値を破棄することによって）精度の高いチャネル推定値をより高速に取得可能であるため、または、アンテナの切り替えに続く過渡フェーズの期間中、ＯＬＰＣを止めることが可能であるため、ネットワークにとって有益であろう。
‐特定のセットの複数の時間においてのみアンテナの切り替えを行うようにＵＥを制限することによって、ネットワークは、ＩＬＰＣが高速フェージングをトラッキングし続けることを可能にする。
‐ＭＣ−ＨＳＵＰＡ動作では、ネットワークは、（複数の）キャリアのいずれを、送信アンテナを切り替えるか否かの決定の基礎とすべきかを、指定することができる。これは、例えばスケジューラにとって有益であろう。

上りリンク送信ダイバーシチを示す図。 本発明の実施形態を示す通信方式を示す図。 本発明の実施形態に係るマルチキャリア動作を示す図。 本発明の実施形態に係るマルチキャリア動作を示す図。 方法の複数ステップを含む実施形態を示すフローチャート。 方法の複数ステップを含む実施形態を示すフローチャート。 方法の複数ステップを含む実施形態を示すフローチャート。 無線ネットワーク・ノードを示すブロック図。 ユーザ装置を示すブロック図。

本発明の一実施形態では、ＵＥを制御するための、無線アクセスネットワーク・ノードにおける方法を開示する。ＵＥは、少なくとも２つの送信アンテナを備え、上りリンク送信ダイバーシチを行うことが可能である。各送信アンテナに関連付けられたアンテナ重みが存在する。無線アクセスネットワーク・ノードは、制御情報を含む制御信号を作成し、当該制御信号をユーザ装置に送信する。当該制御情報は、ＵＥにおける、複数のアンテナ重みの自律的な選択を制御する（図５を参照）。

制御信号は命令を含み、ノードＢがＵＥに、アンテナ重みの選択を命令する。このようにして、ネットワーク・ノードは、複数のアンテナ重みが変更されるか、変更される可能性があるものの、いずれの複数のアンテナ重みを選択するかについての選択肢をＵＥが有する場合に、影響を与える。ＵＥは、現在使用中の複数のアンテナ重みから成るセットと比較して、複数のアンテナ重みから成る異なるセットを選択しうる。

ネットワーク・ノードは、制御情報をユーザ装置に送信することで、当該ユーザ装置に、複数のアンテナ重みの自律的な選択を指定の時間に行うことを命令しうる。その時点は、例えば、コネクション・フレーム番号（ＣＦＮ：Connection Frame Numbers）を用いて指定されうる。指定される当該時間は、１つ以上の絶対的な時点であってもよい。あるいは、当該時間は、１つ以上の繰り返される時点であってもよい。あるいは、当該時間は、命令の受信時間に対して相対的な時点であってもよい。

制御情報は、上りリンク送信ダイバーシチの使用を切り替える命令を含みうる。即ち、ＵＥは、上りリンク送信ダイバーシチが有効になっている間にそのようなメッセージを受信した場合、上りリンク送信ダイバーシチを無効にする。逆に、ＵＥは、上りリンク送信ダイバーシチが無効になっている間にそのようなメッセージを受信した場合、上りリンク送信ダイバーシチを有効にする。あるいは、制御情報は、上りリンク送信ダイバーシチの使用を有効にする命令を含んでいてもよいし、または、上りリンク送信ダイバーシチの使用を無効にする命令を含んでいてもよい。上りリンク送信ダイバーシチの使用を個別のＵＥレベルで制御することは、ネットワークにとって、システム性能を最適化するために有用であろう。

あるいは、制御情報は、複数のアンテナ重みを自律的に選択するための、ユーザ装置に対する許可を含む。このようにして、ＵＥは複数のアンテナ重みを変更する決定をしてもよいし、しなくてもよい。別の言い回しをすれば、ネットワーク・ノードは、ＵＥに制御信号を送信することで、当該ＵＥに、複数のアンテナ重みを選択することを命令するものの、ＵＥは、現在使用中の複数のアンテナ重みを再選択してもよい。

ネットワーク・ノードは、制御情報において、複数のアンテナ重みについてのユーザ装置による自律的な選択の、許可される回数を、ユーザ装置が複数のアンテナ重みを自律的に選択可能な時点若しくは期間を、絶対的な若しくは相対的な時間で、または、選択の停止命令を受信するまで複数のアンテナ重みを選択するための、ＵＥに対する許可を、指定してもよい。あるいは、制御情報は、ＵＥのサービング・セルが変化するまで複数のアンテナ重みを自律的に選択可能であることを、指定してもよい。これらの代替案は、上りリンク送信ダイバーシチの使用を制御する際に、ネットワークの柔軟性をもたらす。

制御信号は、それ以前に許可されていなかった信号を使用して、ユーザ装置に送信されてもよい。これは、添付の特許請求の範囲によって特定される本発明の導入において、既存のチャネルまたはメッセージが、それまでに許可されていなかった値または組み合わせを使用して再利用されてもよい、ということである。既存の信号の再利用によって、新たなチャネルを導入する必要がなくなり、その結果、チャネル数を低く抑えられる。あるいは、上りリンク送信ダイバーシチを制御するための物理チャネルが導入されてもよく、その結果、実装時により大きな柔軟性がもたらされる。それ以前に許可されていない信号の例は、高速共有制御チャネル上で送信される、メディア・アクセス制御レイヤ２上の予約ビットの組み合わせ、それ以前に使用されていないトランスポート・フォーマット値及びリソース・インジケータ値、拡張絶対グラント・チャネル上のセカンダリ拡張専用トランスポート・チャネル無線ネットワーク一時識別子における絶対グラント値「非アクティブ」である。

ユーザ装置がマルチキャリア動作用に設定されている場合、ネットワーク・ノードは、制御情報でキャリアを知らせることによって、ユーザ装置がいずれのキャリアを複数のアンテナ重みの選択の基礎とすべきかについて、明示的に指定してもよい。あるいは、ネットワーク・ノードは、対応する下りリンク・キャリアで制御信号を送信することによって、ユーザ装置がいずれのキャリアを複数のアンテナ重みの選択の基礎とすべきについて、黙示的に指定してもよい。

図６は、ユーザ装置における方法を示しており、ユーザ装置は、無線アクセスネットワークにおいて使用され、無線ネットワーク・ノードによって制御される。ユーザ装置は、少なくとも２つの送信アンテナを備え、上りリンク送信ダイバーシチを行うことが可能であり、それにより、アンテナ重みが各送信アンテナに関連付けられている。本方法は、複数のアンテナ重みの自律的な選択を実行するステップと、複数のアンテナ重みの自律的な選択についての情報を含む制御信号を、無線ネットワーク・ノードに送信するステップとを含む。

図７は、ユーザ装置における方法を示しており、ユーザ装置は、無線アクセスネットワークにおいて使用され、無線ネットワーク・ノードによって制御される。ユーザ装置は、少なくとも２つの送信アンテナを備え、上りリンク送信ダイバーシチを行うことが可能であり、それにより、アンテナ重みが各送信アンテナに関連付けられている。本方法は、複数のアンテナ重みの自律的な選択を実行するステップと、複数のアンテナ重みの自律的な選択についての情報を含む制御信号を、無線ネットワーク・ノードに送信するステップとを含む。ユーザ装置は、まず、複数のアンテナ重みを自律的に選択し、続いて、複数のアンテナ重みを変更した事実をネットワークノードに通知してもよい。あるいは、ユーザ装置は、まず、複数のアンテナ重みを変更するというＵＥの意図を通知して、その後、複数のアンテナ重みの選択を実行してもよい。

図８は、少なくとも２つの送信アンテナを備えるユーザ装置を制御する無線アクセスネットワーク・ノードを示している。ユーザ装置は、上りリンク送信ダイバーシチを行うことが可能であり、各送信アンテナに関連付けられたアンテナ重みを有している。無線ネットワーク・ノードは、ユーザ装置の複数のアンテナ重みが制御されうることを判定する判定ユニットと、制御情報を含む制御信号を作成する信号ユニットと、制御信号をユーザ装置に送信する送信機とを備えている。制御情報は、複数のアンテナ重みについてのユーザ装置による自律的な選択を制御するように構成されている。

図９は、無線アクセスネットワークにおいて使用されるユーザ装置を示している。ユーザ装置は、無線ネットワーク・ノードによって制御され、少なくとも２つの送信アンテナを備える。ユーザ装置は、上りリンク送信ダイバーシチを行うことが可能であり、各送信アンテナに関連付けられたアンテナ重みを有している。ユーザ装置は、更に、複数のアンテナ重みについてのユーザ装置による自律的な選択を制御する制御情報を含む制御信号を、無線ネットワーク・ノードから受信する受信機と、当該制御情報に従って、複数のアンテナ重みを自律的に選択するアンテナ重み選択器とを備えている。

制御信号は、上りリンク送信ダイバーシチを行うことが可能ではないユーザ装置には理解できないように構成されている。このようにして、上りリンク送信ダイバーシチの使用を有効または無効にするための命令は、複数のＵＥに送信可能であり、あるいは、セル内でブロードキャストさえも可能であり、上りリンク送信ダイバーシチを行うことが可能なＵＥのみが当該命令に応じて動作する。上りリンク送信ダイバーシチを行うことが可能ではないＵＥは、当該制御信号を破棄する。

本明細書で開示するネットワーク・ノードは、ノードＢとして実装されうる。あるいは、ＲＮＣ等の他のノードにおいて実装されうる。更なる別の方法として、ネットワーク・ノードは、ノードＢとＲＮＣとの間で分散されうる。非限定的な例として、ネットワーク・ノードを示すためにノードＢを使用する。

この文書内では、ＵＥは、複数のアンテナ重みから成るセットを選択するとともに、更に、必要以上の遅延なしで当該複数のアンテナ重みから成るセットを適用する。

自律的な選択の概念は、ＵＥが、複数のアンテナ重みの値から成る２つ以上のセットの選択を提示され、それによって、ＵＥが、ネットワーク・ノードから独立して、１つのセットを選択しうるものと解釈されるべきである。

本発明の第１の実施形態によれば、ノードＢは、制御信号（例えば、ＨＳ−ＳＣＣＨ命令、またはＬ２ ＭＡＣ命令）を、特定のＵＥに送信することで、明確に定義された時点に（例えば、当該命令の受信後、指定の数ミリ秒で）送信アンテナを変更することを命令する。これにより、ノードＢは、当該変更がいつ予定されており、それに応じていつ受信機を準備すべきかを知ることができる。それによる例として、Ｌ２ ＭＡＣ命令は、以下のものを含む。
‐予約ビットの組み合わせが現在存在している、ＭＡＣ Ｌ２レイヤにおける特別フィールドの使用（例えば、ＭＡＣ−ｈｓヘッダにおける長さフィールドの特定のビット列（非特許文献２のセクション9.2.1〜9.2.2を参照））。
‐現在使用されていないＴＦＲＩの特別値の使用（非特許文献２の9.2.3.1を参照）。これらは、ＨＳ−ＳＣＣＨでシグナリングされる。現在、異なる全４６個の値をシグナリングするために６ビットが使用されている。
‐個別のセカンダリＥ−ＲＮＴＩが全ＵＥに割り当てられている間の、Ｅ−ＡＧＣＨでのセカンダリＥ−ＲＮＴＩを使用した、絶対グラント値「非アクティブ」の送信。現在、このメッセージはＵＥによって無視されている（非特許文献３のセクション10を参照）。

本発明の第２の実施形態によれば、ノードＢは、制御信号（例えば、ＨＳ−ＳＣＣＨ命令、またはＬ２ ＭＡＣシグナリング）を、特定のＵＥに送信することで、上りリンク送信ダイバーシチの使用をアクティブ（非アクティブ）にすることを命令する。アクティブ化命令は、ＵＥがアンテナの切り替えを許可される時間を特定した要求（例えば、アンテナ切り替えが許可されるコネクション・フレーム番号（ＣＦＮ））と組み合わされてもよい。あるいは、当該時間は、１つ以上の繰り返される時点であってもよい。ＵＥが送信アンテナの変更を許可される時間を特定した基準は、ＲＲＣによってシグナリングされてもよいし、Ｌ１制御信号において（例えば、ＨＳ−ＳＣＣＨ命令における命令ビットを利用することによって）シグナリングされてもよいし、あるいは、規格によって（ハード符号化されて）予め定められていてもよい。上りリンク送信ダイバーシチの利用がＵＥに許可される期間を判定するための、いくつかの種々のルールには、以下のもののうちの少なくとも１つが含まれうる。
‐ＵＥが、明示的な停止命令（即ち、非アクティブ化命令）を受信するまで
‐予め定められた期間
‐アンテナ切り替えについての予め定められた回数
‐サービング・セルの変更をＵＥが実行するまで

本発明の更に他の実施形態では、ＵＥは、アンテナを変更した後に、アンテナを変更したことを（複数の）ノードＢに通知する。これは、ＵＥが使用を許可されていないＥ−ＴＦＣＩを利用することによって達成されうる（非特許文献２において、テーブル0のE-TFCI 120、テーブル1のE-TFCI 115、テーブル2のE-TFCI 127、テーブル3のE-TFCI 101/102を参照）。このシグナリングによって、ソフトハンドオーバの際にＵＥがアンテナを変更したことを、サービング・ノードＢと非サービング・ノードＢの両方が知ることが可能になるであろうということに留意されたい（図２を参照）。別の方法として、本実施形態は、ＵＥが複数のアンテナ重みを変更するつもりであることを、ＵＥがノードＢに通知するように変更可能である。この実施形態は、全てのＵＥが上りリンク送信ダイバーシチの利用を常に許可されているシナリオにおいても適用可能であろうということに留意されたい。

ＭＣ−ＨＳＵＰＡ動作を対象とした、本発明の他の実施形態では、制御信号は、送信アンテナを切り替えるべきか否かを評価する際に、いずれの上りリンク・キャリアをＵＥが考慮すべきかをシグナリングするために使用されうる。この情報は、例えば、リソース状況（例えば、グラント）が２つの上りリンク・キャリアで異なる場合には有益であろう。この情報は、以下によってシグナリングされうる。
‐ノードＢが、アンテナ切り替えを生じさせるべきか否かを決定する際にＵＥが考慮すべき上りリンク・キャリアに対応する下りリンク・キャリアで制御信号を送信すること。
‐例えば、アンテナ切り替えを生じさせるべきか否かを評価する際に、ＵＥがいずれの上りリンク・キャリアを考慮すべきかを知らせるために、命令ビットが使用される、明示的なシグナリング。

これらの代替案は、図３及び図４にそれぞれ示されている。具体例として、３つのキャリアを一例として取り上げている。

図３では、ネットワーク・ノードが、上りリンク送信ダイバーシチをアクティブ化し、かつ、複数のアンテナ重みの変更についてのＵＥによる決定が、上りリンク・キャリア３に基づくべきことを伝える、ＨＳ−ＳＣＣＨ命令を含む制御信号を送信する。オプションとして、当該制御信号は、更に、上りリンク送信ダイバーシチを有効にする命令であってもよい。

図４では、ネットワーク・ノードは、ユーザ装置に制御信号を送信する。この場合、制御信号は、上りリンク送信ダイバーシチをアクティブにするＨＳ−ＳＣＣＨ命令を含む。命令ビットをｘ_ord,1ｘ_ord,2ｘ_ord,3＝１００に設定することによって、複数のアンテナ重みについてのＵＥの決定は、上りリンク・キャリア１に基づくべきことを伝える。それに対応して、ｘ_ord,1ｘ_ord,2ｘ_ord,3＝０１０は、複数のアンテナ重みについてのＵＥの選択について、上りリンク・キャリア２に基づくべきことを知らせるであろう。オプションとして、この制御信号は、同時に、上りリンク送信ダイバーシチの使用を有効にする命令であってもよい。

３ＧＰＰ ＲＡＮ＃４５ ＲＡＮにおいて、ＨＳＰＡにおける上りリンク送信ダイバーシチについての十分な検討項目が合意されている。検討項目の記述によれば、目的は、上りリンク送信ダイバーシチ技術の、可能性のある以下の利点を評価することである。
‐ネットワークとＵＥとの間で、新たに標準化された動的フィードバック・シグナリングを何ら必要としない。
‐１つのアンテナからの送信が可能（例えば、切替アンテナ送信ダイバーシチ）。
‐２つのアンテナからの送信が可能（例えば、送信ビームフォーミング）。
この記述では、上りリンク送信ダイバーシチがノードＢ及びＵＥに対して有する影響についてのいくつかの初期検討が提示されている。

上りリンク送信ダイバーシチの概念についてのいくつかの初期検討
このセクションでは、上りリンク送信ダイバーシチの可能性のある利点を評価する際に検討する必要があるであろう問題について説明する。

ネットワーク関連の問題
これらの問題を検討する重要性は、上りリンク送信ダイバーシチ方式が狙っている利得に依存している。例えば、その目的が（例えば、１つのアンテナが妨害されうる）低速な変動から生じる利得を獲得することである場合には、本方式が高速なフェジング変動を十分に利用することも狙っている場合よりも、関連する課題は重要性が低いであろう。

チャネル推定
適切な受信機性能を確保するために、ノードＢは、チャネル推定値を維持する必要がある。受信機によって使用されるチャネル推定値のあまりに急激な変化を避けるために、これは、典型的には、（ノードＢによって測定された）瞬時の推定チャネルを数スロットにわたってフィルタリングしたものに基づいている。このため、例えばＵＥが送信アンテナを変更したことに起因して、ＵＥとノードＢとの間の実効チャネルに突然の変化が生じた際には、受信機において使用されるチャネル推定値が、新たな値に適応するまでにある程度の遅延が生じる。この適応処理が完了するまでは、ノードＢの受信機の性能が低下することになる。その結果、ＵＥがその送信アンテナをあまりに頻繁に変更する切替アンテナダイバーシチ技術によって、劣化したチャネル推定値がもたらされることになる。これは、ひいては全体の性能を劣化させる。複数のアンテナ重みが、あまりに頻繁に変更される場合と、あまりに突然に変更される場合との少なくともいずれかの場合におけるビームフォーミングに対して、同様の方向の理由付けを適用可能である。ノードＢが、測定されフィルタリングされた干渉値に基づく干渉推定値を利用する場合には、同じ課題が存在しうることにも留意されたい。

電力の不連続性の作用
上りリンク送信ダイバーシチ技術を適用する他の作用は、ＵＥとノードＢとの間の実効チャネルが変化した際に、ノードＢによって受信される電力に不連続が生じることにつながりうることである。この不連続性は、以下のものを組み合わせた作用となる。
‐２つの送信アンテナと受信アンテナとの間のチャネルが異なる。
‐２つの送信アンテナのアンテナ利得が異なりうる。

この電力の不連続性に起因して、アンテナの切り替えの後に、ＩＬＰＣ（及びＯＬＰＣ）が安定した値に達するまで、数スロットを要する。切替送信アンテナダイバーシチでは、ＵＥがアンテナを切り替えた際に、例えば、「新しい」送信アンテナからのチャネルが、「古い」送信アンテナに関連するチャネルよりもはるかに良好である場合、アンテナの切り替えによって、雑音上昇（noise rise）が増大する結果となることも、理解されたい。これにより、ＯＬＰＣ及びＩＬＰＣの少なくともいずれかを通じて、他のＵＥの送信電力を増大させることになりうる。この作用の大きさは、明らかに、ＵＥが送信アンテナを切り替える頻度と、２つの送信アンテナに対応するチャネルについての異なる程度とに依存する。

ビームフォーミング技術も、より大きな、かつより高速な干渉変動をもたらしうることに留意されたい。これは特に、ビームの形状及び方向の少なくともいずれかが突然に変化した際に生じうる。

パス探索器のアルゴリズム
検討される必要がありうる他の側面は、チャネルの突然の変化が、パス探索器にどの程度の影響を与えるかである。例えば、突然の変化は、ＵＥの送信アンテナの切り替えによる作用である可能性がある。実際に、いくつかの状況では、パス探索器が、関連する全てのパスをトラッキングし続けることができることは確かではなく、性能の劣化につながりうる。これは、実際には、異なるアンテナパターンであって、かつ、空間的に変動するアンテナパターンを有する２つの送信アンテナの作用である可能性があることに留意されたい。即ち、これは、必ずしも高速フェージングの作用である必然性はない。

ＵＥに関連する問題
これまでのセクションでは、ノードＢに関連するいくつかの可能性のある問題を概説してきたが、このセクションでは、ＵＥに関連するいくつかの問題を簡潔に概説する。これらの問題のいくつかは、リリース９の作業の過程で３ＧＰＰ ＲＡＮ４においてこれまでに議論されている。

まず、ビームフォーミングは、ＵＥが２つの電力増幅器を備えることを必要とする。ＵＥが複数のアンテナのうちの１つのみを利用し、複数のアンテナ重みをサポートしうる（及び、複数の送信アンテナのいずれかを利用可能である）場合、電力増幅器（ＰＡ）のそれぞれは、更に、同一のカバレッジを維持するときには、ＵＥの最大送信電力を単独でサポートしなければならない。切替送信アンテナダイバーシチでは、単一のＰＡで十分であろう。しかし、ＵＥが、２つのアンテナのうちの１つのみから常に送信する場合と比較して、切り替えによって生じる付加的な挿入ロスが発生する。

最後に、上りリンク送信は、ＵＥの受信機の性能に影響を与えることにも留意されたい。その影響の大きさは、送信ブランチと受信ブランチとの分離度に依存する。下りリンク性能が、上りリンク送信ダイバーシチの導入によって影響されないようにするためには、全ての送信アンテナと受信アンテナとの分離度が同様となるようにする必要がある。

上述は、従来の上りリンク送信ダイバーシチに関連する、いくつかの可能性のある改善についてである。特に、ＵＥが、あまりに頻繁に送信アンテナ（あるいは、ビームの形状及び方向の少なくともいずれか）を頻繁に変更する場合、性能が劣化する可能性がある。この可能性のある劣化は、以下のものによって生じうる。
‐ノードＢにおいて使用されるチャネル推定アルゴリズムの精度の低下
‐ノードＢにおいて使用される干渉推定値の精度の低下
‐可能性のある、干渉変動の増大（ビームフォーミングの作用を参照）
‐インナーループ電力制御の効率の低下

これらの作用の一部は、シミュレーションにおいてとらえられうるが、他の側面は、実装に依存し、シミュレーションにおいてとらえることは難しい。しかし、上述の理由を検討すると、ＵＥが上りリンク送信ダイバーシチを利用するか否かを、ネットワークが制御できることは有益であろう。上りリンク送信ダイバーシチの適用可能性を制限しないためには、ＲＲＣシグナリングを介して処理される必要があるとみなさうる。

（ＲＡＮ２のかかわりを必要とするであろう）無線リソース制御（ＲＲＣ）シグナリングに依存することは別として、補足として検討されうる他のオプションも存在する。例えば、
‐ＵＥが上りリンク送信ダイバーシチを利用可能であるか／いつ利用可能であるかを、ノードＢに判定させる。これは、例えば、ＨＳ−ＳＣＣＨ命令を用いることによって行われうる。
‐ＵＥに、アンテナの切り替え（あるいは、複数のアンテナ重みの十分に突然な変化）がいつ生じるか（または生じたか）をノードＢに対して通知させる。これは例えば、現在禁止されているＥ−ＴＦＣＩを再利用することによって達成されうる。
‐ノードＢアルゴリズムを更新し、アンテナ切り替えがいつ生じるかを推定するアルゴリズムと、更に、（切替アンテナダイバーシチの場合に）異なる複数のアンテナに関連付けられた、分離されたチャネル推定値を維持するアルゴリズムとを組み込む。

更に他のアプローチは、ＲＡＮ４が、所望の（あるいは所望しない）ＵＥの動作を指定する追加的な要求を導入することであろう。そのような要求の一例は、ＵＥが、アンテナ切替ダイバーシチのためのアンテナの変更、又は、ビームフォーミングの場合の複数のアンテナ重みの変更を、いつ及びどの程度の頻度で可能になるのかを指定することを含みうる。

当然ながら、本発明は、本発明の本質的な特徴を逸脱することなく、本明細書で説明した具体的な方法以外の方法でも実施可能である。本実施形態は、あらゆる点で例示的かつ非限定的であると考えられるべきであり、添付の特許請求の範囲の意義及び均等の範囲内から生じるあらゆる変更が特許請求の範囲に包含されるべきであることを意図されている。

Claims (24)

1. ユーザ装置を制御するための、無線アクセスネットワーク・ノードにおける方法であって、
   前記ユーザ装置は、少なくとも２つの送信アンテナを備え、上りリンク送信ダイバーシチを行うことが可能であり、各送信アンテナにはアンテナ重みが関連付けられており、
   前記方法は、
   ‐複数の前記アンテナ重みについての前記ユーザ装置による自律的な選択を制御する制御情報を含む制御信号を作成するステップと、
   ‐前記制御信号を前記ユーザ装置に送信するステップと
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記制御情報は、複数の前記アンテナ重みの自律的な選択を行わせる、前記ユーザ装置に対する命令を含むことを更に特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記制御情報は、複数の前記アンテナ重みの自律的な選択を指定の時間に行わせる、前記ユーザ装置に対する命令を含むことを更に特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記制御情報は、前記上りリンク送信ダイバーシチの使用を、有効にする命令、無効にする命令、または、切り替える命令のうちの１つを含むことを更に特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記制御情報は、複数の前記アンテナ重みを自律的に選択するための、前記ユーザ装置に対する許可を含むことを更に特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記制御情報は、複数の前記アンテナ重みについての前記ユーザ装置による自律的な選択の、許可される回数を示す情報を含むことを更に特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記制御情報は、前記ユーザ装置が複数の前記アンテナ重みを自律的に選択可能な期間に関する情報を含むことを更に特徴とする請求項５に記載の方法。
8. 前記制御情報は、停止命令を受信するまで複数の前記アンテナ重みを自律的に選択するための、前記ユーザ装置に対する許可を含むことを更に特徴とする請求項５に記載の方法。
9. 前記制御情報は、サービング・セルの変更が生じるまで複数の前記アンテナ重みを自律的に選択するための、前記ユーザ装置に対する許可を含むことを更に特徴とする請求項５に記載の方法。
10. 前記制御情報は、指定の時間において複数の前記アンテナ重みを自律的に選択するための、前記ユーザ装置に対する許可を含むことを更に特徴とする請求項５に記載の方法。
11. 前記制御信号は、それ以前に許可されていない信号を使用して、前記ユーザ装置に送信されることを更に特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記それ以前に許可されていない信号は、メディア・アクセス制御レイヤ２で送信されることを更に特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記それ以前に許可されていない信号は、高速共有制御チャネルで送信される、それ以前に許可されていない、トランスポート・フォーマット及びリソース・インジケータ値であることを更に特徴とする請求項１１に記載の方法。
14. 前記それ以前に許可されていない信号は、拡張専用トランスポート・チャネル・絶対グラント・チャネル上の、セカンダリ拡張専用トランスポート・チャネル無線ネットワーク一時識別子における絶対グラント値「非アクティブ」であることを更に特徴とする請求項１１に記載の方法。
15. 前記制御信号は、上りリンク送信ダイバーシチを主として制御するための物理チャネルで送信されることを更に特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
16. 前記無線アクセスネットワーク・ノード及び前記ユーザ装置は、マルチキャリア動作を行うように設定されており、
    前記制御情報は、前記ユーザ装置が複数の前記アンテナ重みの選択の基礎とするキャリアの指標を含む
    ことを更に特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 前記無線アクセスネットワーク・ノード及び前記ユーザ装置は、マルチキャリア動作を行うように設定されており、
    前記制御情報は、下りリンク・キャリアで送信され、
    前記制御情報は、前記下りリンク・キャリアに対応する上りリンク・キャリアを、複数の前記アンテナ重みの前記自律的な選択の基礎とさせる、前記ユーザ装置に対する指示である
    ことを更に特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
18. 無線アクセスネットワークにおいて使用されるユーザ装置における方法であって、
    前記ユーザ装置は、無線ネットワーク・ノードによって制御され、少なくとも２つの送信アンテナを備え、上りリンク送信ダイバーシチを行うことが可能であり、各送信アンテナにはアンテナ重みが関連付けられており、
    前記方法は、
    ‐複数の前記アンテナ重みについての前記ユーザ装置による自律的な選択を制御する制御情報を含む制御信号を、前記無線ネットワーク・ノードから受信するステップと、
    ‐前記制御情報に従って、複数の前記アンテナ重みの自律的な選択を実行するステップと
    を含むことを特徴とする方法。
19. 無線アクセスネットワークにおいて使用されるユーザ装置における方法であって、
    前記ユーザ装置は、無線ネットワーク・ノードによって制御され、少なくとも２つの送信アンテナを備え、上りリンク送信ダイバーシチを行うことが可能であり、各送信アンテナにはアンテナ重みが関連付けられており、
    前記方法は、
    ‐複数の前記アンテナ重みの自律的な選択を実行するステップと、
    ‐複数の前記アンテナ重みの自律的な選択についての情報を含む制御信号を、前記無線ネットワーク・ノードに送信するステップと
    を含むことを特徴とする方法。
20. 前記制御信号は、それ以前に許可されていない、拡張専用チャネル・トランスポート・フォーマット組み合わせインジケータを使用して、前記無線ネットワーク・ノードに送信されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
21. 前記制御信号は、複数の前記アンテナ重みについての実行された自律的な選択に関する情報を含むことを更に特徴とする請求項１９または２０に記載の方法。
22. 前記制御信号は、複数の前記アンテナ重みについての予定されている自律的な選択に関する情報を含むことを更に特徴とする請求項１９または２０に記載の方法。
23. 少なくとも２つの送信アンテナを備えるユーザ装置を制御する無線アクセスネットワーク・ノードであって、
    前記ユーザ装置は、上りリンク送信ダイバーシチを行うことが可能であり、各送信アンテナにはアンテナ重みが関連付けられており、
    前記無線アクセスネットワーク・ノードは、
    ‐複数の前記アンテナ重みについての前記ユーザ装置による自律的な選択を制御する制御情報を含む制御信号を作成する信号ユニットと、
    ‐前記制御信号を前記ユーザ装置に送信する送信機と
    を備えることを特徴とする無線アクセスネットワーク・ノード。
24. 無線アクセスネットワークにおいて使用され、無線ネットワーク・ノードによって制御されるユーザ装置であって、
    前記ユーザ装置は、少なくとも２つの送信アンテナを備え、上りリンク送信ダイバーシチを行うことが可能であり、各送信アンテナにはアンテナ重みが関連付けられており、
    前記ユーザ装置は、
    ‐複数の前記アンテナ重みについての前記ユーザ装置による自律的な選択を制御する制御情報を含む制御信号を、前記無線ネットワーク・ノードから受信する受信機と、
    ‐前記制御情報に従って、複数の前記アンテナ重みを自律的に選択するアンテナ重み選択器と
    を備えることを特徴とするユーザ装置。

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