JP2014521271A - 通信速度を改善するための方法およびデバイス - Google Patents

Abstract

多入力多出力(MIMO)状態で機能する端末において適用される、通信速度を改善するための方法およびデバイスが開示される。この方法は、第1のアンテナと接続されている第1のチャネルにおいて受信される第1の信号の強度、および第2のアンテナと接続されている第2のチャネルにおいて受信される第2の信号の強度を取得するステップと、第1のチャネルと第2のチャネルとの間のアンバランスを低減し、それによって通信速度を改善するために、第1の信号の強度と第2の信号の強度との差に従って、第1のチャネルまたは/および第2のチャネルを調整するステップとを含む。本発明は、第1のチャネルと第2のチャネルとの間のバランスを調整することによって、アンテナの速度を改善することができる。

Description

本発明は、ワイヤレス通信の分野に関し、詳細には、通信速度を改善するための方法および装置に関する。

ワイヤレステクノロジーがますます広く適用されるのに伴って、多入力多出力(Multiple-Input Multiple-Out-put、MIMO)テクノロジーが、次第に発展している。MIMOシステムは、802.11nに適用されるコアテクノロジーである。802.11nは、802.11b\a\gの後の米国電気電子技術者協会(Institute of Electrical and Electronics Engineers、IEEE)の真新しいワイヤレスローカルエリアネットワークテクノロジーである。同時に、専用のMIMOテクノロジーは、既存の802.11a/b/gネットワークのパフォーマンスを改善することができる。MIMOテクノロジーはまた、現在、ロングタームエボリューション(Long Term Evolution、LTE)テクノロジーにおいて使用されている。

LTEにおけるモバイル端末製品の速度をいかにして最大限に高めるかは、これまで常に、端末デバイスの製造業者およびオペレータによって極めて注目される重要な指針であった。パフォーマンスの比較を行う場合には、オペレータは、時として端末デバイスのピーク速度に注目する。

従来技術においては、端末デバイスのピーク速度の問題は、アンテナの効率という観点からのみ考慮され解決されているが、そのような方策には限界があり、調整において極めて大きな困難がある。たとえば、第1および第2のアンテナの効率を最適化することによって速度が改善されるが、アンテナのデバッギング作業において大きな困難が存在し、端末製品のための動作スペースが限られ、また、第1のアンテナのパフォーマンスが調整される場合には、第1のアンテナの別の周波数帯域(すなわち、アンテナのパフォーマンス調整が現在行われている信号伝送周波数帯域ではない周波数帯域)も大きく影響され、結果として、周波数帯域間でバランスを達成することが非常に困難である。

本発明の実施形態によって解決される技術的な問題は、通信速度の自動的な改善を実施することができる、通信速度を改善するための方法および装置を提供することである。

したがって、一態様においては、本発明の一実施形態は、多入力多出力MIMO状態で機能する端末において使用される、通信速度を改善するための方法を提供し、この方法は、
第1のアンテナに接続されている第1のパスにおいて受信される第1の信号の強度、および第2のアンテナに接続されている第2のパスにおいて受信される第2の信号の強度を取得するステップと、
第1のパスと第2のパスとの間のアンバランス度を低減し、それによって通信速度を改善するために、第1の信号の強度と第2の信号の強度との差に従って、第1のパスまたは/および第2のパスを調整するステップと
を含む。

さらに、この方法は、
第1のパスにおいて受信される第1の信号の速度、第2のパスにおいて受信される第2の信号の速度、または信号ダウンリンク速度(signal downlink rate)を取得するステップと、
第1のパスと第2のパスとの間のアンバランス度を低減するために、第1の信号の速度、第2の信号の速度、または信号ダウンリンク速度の変化に従って、第1のパスまたは/および第2のパスを調整するステップと
をさらに含む。

第1の信号の強度と第2の信号の強度との差に従って、第1のパスまたは/および第2のパスを調整するステップは、
第1の信号の強度と第2の信号の強度との差が所定の値を超えているかどうかを判定するステップと、
判定結果が「はい」である場合には、第1の信号の強度と第2の信号の強度との差の度合いに従って、第1のパスにおける減衰器または/および第2のパスにおけるダイバーシティー低雑音増幅器(diversity low-noise amplifier)を調整するステップと
を含む。

第1の信号の強度と第2の信号の強度との差の度合いに従って、第1のパスにおける減衰器または/および第2のパスにおけるダイバーシティー低雑音増幅器を調整するステップは、
第1の信号の強度が第2の信号の強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、第1の信号が小さな信号である場合には、第2のパスにおけるダイバーシティー低雑音増幅器を始動するステップ、
第1の信号の強度が第2の信号の強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、第2のパスにおけるすべての低雑音増幅器が始動されている場合には、第1のパスにおける信号減衰を高めるために、第1のパスにおける減衰器を始動するステップ、または
第1の信号の強度が第2の信号の強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、第1の信号が大きな信号である場合には、第1のパスにおける信号減衰を高めるために、第1のパスにおける減衰器を始動するステップ
を含む。

別の態様においては、本発明の一実施形態は、多入力多出力MIMO状態で機能する端末において使用される、通信速度を改善するための装置をさらに提供し、この装置は、
第1のアンテナに接続されている第1のパスにおいて受信される第1の信号の強度、および第2のアンテナに接続されている第2のパスにおいて受信される第2の信号の強度を取得するように構成されている取得モジュールと、
第1のパスと第2のパスとの間のアンバランス度を低減し、それによって通信速度を改善するために、第1の信号の強度と第2の信号の強度との差に従って、第1のパスまたは/および第2のパスを調整するように構成されている調整モジュールと
を含む。

さらに、取得モジュールは、第1のパスにおいて受信される第1の信号の速度、第2のパスにおいて受信される第2の信号の速度、または信号ダウンリンク速度を取得するようにさらに構成されており、
調整モジュールは、第1のパスと第2のパスとの間のアンバランス度を低減するために、第1の信号の速度、第2の信号の速度、または信号ダウンリンク速度の変化に従って、第1のパスまたは/および第2のパスを調整するようにさらに構成されている。

調整モジュールは、
第1の信号の強度と第2の信号の強度との差が所定の値を超えているかどうかを判定するように構成されている判定サブモジュールと、
判定サブモジュールの判定結果が「はい」である場合には、第1の信号の強度と第2の信号の強度との差の度合いに従って、第1のパスにおける減衰器または/および第2のパスにおけるダイバーシティー低雑音増幅器を調整するように構成されているバランス調整サブモジュールと
を含む。

バランス調整サブモジュールは、
第1の信号の強度が第2の信号の強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、第1の信号が小さな信号である場合には、第2のパスにおけるダイバーシティー低雑音増幅器を始動するように構成されている第2のパス調整ユニットと、
第1の信号の強度が第2の信号の強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、第2のパスにおけるすべての低雑音増幅器が始動されている場合には、第1のパスにおける信号減衰を高めるために、第1のパスにおける減衰器を始動する、または第1の信号の強度が第2の信号の強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、第1の信号が大きな信号である場合には、第1のパスにおける信号減衰を高めるために、第1のパスにおける減衰器を始動するように構成されている第1のパス調整ユニットと
を含む。

別の態様においては、本発明の一実施形態は、端末デバイスをさらに提供し、この端末デバイスは、MIMO状態で機能し、この端末デバイスは、第1のアンテナと、第2のアンテナと、第1のアンテナに接続されている第1のパスと、第2のアンテナに接続されている第2のパスと、第1のパスおよび第2のパスに接続されているベースバンドコントロールチップ(baseband control chip)とを含み、
ベースバンドコントロールチップは、
第1のアンテナに接続されている第1のパスにおいて受信される第1の信号の強度、および第2のアンテナに接続されている第2のパスにおいて受信される第2の信号の強度を取得するように構成されている取得モジュールと、
第1のパスと第2のパスとの間のアンバランス度を低減し、それによって通信速度を改善するために、第1の信号の強度と第2の信号の強度との差に従って、第1のパスまたは/および第2のパスを調整するように構成されている調整モジュールと
を含む。

取得モジュールは、第1のパスにおいて受信される第1の信号の速度、第2のパスにおいて受信される第2の信号の速度、または信号ダウンリンク速度を取得するようにさらに構成されており、
調整モジュールは、第1のパスと第2のパスとの間のアンバランス度を低減するために、第1の信号の速度、第2の信号の速度、または信号ダウンリンク速度の変化に従って、第1のパスまたは/および第2のパスを調整するようにさらに構成されている。

調整モジュールは、
第1の信号の強度と第2の信号の強度との差が所定の値を超えているかどうかを判定するように構成されている判定サブモジュールと、
判定サブモジュールの判定結果が「はい」である場合には、第1の信号の強度と第2の信号の強度との差の度合いに従って、第1のパスにおける減衰器または/および第2のパスにおけるダイバーシティー低雑音増幅器を調整するように構成されているバランス調整サブモジュールと
を含む。

バランス調整サブモジュールは、
第1の信号の強度が第2の信号の強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、第1の信号が小さな信号である場合には、第2のパスにおけるダイバーシティー低雑音増幅器を始動するように構成されている第2のパス調整ユニットと、
第1の信号の強度が第2の信号の強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、第2のパスにおけるすべての低雑音増幅器が始動されている場合には、第1のパスにおける信号減衰を高めるために、第1のパスにおける減衰器を始動する、または第1の信号の強度が第2の信号の強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、第1の信号が大きな信号である場合には、第1のパスにおける信号減衰を高めるために、第1のパスにおける減衰器を始動するように構成されている第1のパス調整ユニットと
を含む。

本発明の実施形態を実施することによって、次の有益な効果が得られる。多くの実験的な研究を通じて、本発明者は、パスのアンバランス度がそれらのパスのスループット速度に大いに影響を与え、ひいてはアンテナの全体的な速度に影響を与えるということに気づいており、この点を考慮して、2つのパスの信号強度に従って、それらのパスのアンバランス度を調整するという方法で通信速度を改善するための解決策が提案され、この解決策は、アンテナのデバッギングを必要とせず、通信速度の自動的な改善を実施することもできる。

本発明の実施形態におけるまたは従来技術における技術的な解決策をより明確に例示するために、以降では、それらの実施形態または従来技術を説明するために必要とされる添付の図面を簡単に紹介する。明らかに、以降の説明における添付の図面は、本発明のいくつかの実施形態を示しているにすぎず、当業者なら、これらの添付の図面に従って、創造的な労作を伴うことなく、その他の図面をさらに得ることができる。

本発明の一実施形態による、端末デバイスのアンテナ部分におけるMIMOモデルの概略図である。 本発明の一実施形態による、式(1)に従ってデジタル化されているパスのアンバランス度とパス容量との間の関係の概略的なグラフである。 本発明の一実施形態による、アンバランス度とパスのスループットにおける低下のパーセンテージとの間の関係のチャネルモデルシミュレーションの概略的なグラフである。 本発明の一実施形態による、通信速度を改善するための方法の特定の概略フローチャートである。 本発明の一実施形態による、通信速度を改善するための装置の特定の概略構成図である。 本発明の一実施形態による調整モジュールの特定の概略構成図である。 本発明の一実施形態による端末デバイスの特定の概略構成図である。 本発明の一実施形態による端末デバイスの別の特定の概略構成図である。 本発明の一実施形態による、通信速度を改善するための方法の別の特定の概略フローチャートである。

本発明の実施形態における技術的な解決策について、本発明の実施形態における添付の図面を参照しながら、以降で明確にかつ完全に説明する。説明される実施形態は、本発明の実施形態のうちのすべてではなく、一部にすぎないということは明らかである。当業者によって、創造的な労作を伴うことなく、本発明の実施形態に基づいて得られるその他のすべての実施形態は、本発明の保護範囲内に包含されるものとする。

本発明の具体的な実施形態について説明する前に、はじめに本発明の技術的な解決策の理論的基礎を示す。

LTEに関しては、最終的に高い速度を実施するために、基本的には、直交周波数分割多重テクノロジー(Orthogonal Frequency Division Multiplexing、OFDM)の変調様式と連携したMIMOアルゴリズムを通じて、およびマルチパス効果を使用することによって、複数のパスおよび複数の符号語に関する良好な関連しない伝送(good irrelevant transmission)が実施される。図1において示されているように、図1は、本発明の一実施形態による、端末デバイスのアンテナ部分のシンプルなモデルを示している。減衰器(Attenuator、ATT)1/ATT0は、アンテナ利得およびパス減衰の機能を実施することができる。本発明の実施形態においては、減衰器とは、アンテナ利得をシミュレートし、複数のパス(第1のパスおよび第2のパスなど)におけるパス減衰をシミュレートする部分を指すことができる。

本発明者の研究によれば、図1において示されているMIMOシステムに関しては、MIMOシステムによって受信される信号を表すために、下記のマトリックスを採用することができる。
R=G×H×W×X+n (1)
この場合、Gは、パスのアンバランス度を表し、Hは、チャネル転送関数を表し、Wは、プレコーディングマトリックスを表し、Xは、到来波信号であり、nは、熱雑音であり、Rは、最後に受信された信号を表し、パスのアンバランス度は、別々のパスにおける信号の強度の差を使用することによって表すことができ、単位はdB(Decibel、デシベル)であり、すなわち、2つのパス間のアンバランス度は、それらの2つのパスの信号強度間の比率の常用対数の10倍である。

アンテナポートの入力信号の信号対雑音比SNRが10dBよりも大きい場合に、式(1)に従ってデジタル化された結果が、図2において示されている。横座標はG、すなわち、パスのアンバランス度であり、単位はdBであり、縦座標はパス容量を表し、単位はビット/秒/Hzである。さまざまなSNRに関して、パスのアンバランス度が高くなればなるほど、パス容量は小さくなるということを図から見て取ることができる。

さらに、図3において示されているように、図3は、チャネルモデルシミュレーションを行った結果を示している。パスのアンバランス度が高くなればなるほど、パスのスループットにおける低下のパーセンテージは小さくなる、すなわち、それだけ多くスループットは低下するということも見て取ることができる。

まとめると、パスのアンバランス度は、パスのスループット速度に大いに影響を与え、そして通信速度に影響を与え、前述の結果に従って、さまざまな信号対雑音比の下で良好なスループット速度を得るためには、2つのパス間のアンバランス度を3dBよりも小さくすることができるということに本発明者は気づいている。

前述の研究に基づいて、本発明は、パス間のアンバランス度を低減することによって通信速度の改善を達成するために、通信速度を改善するための方法を提供する。

図4において示されているように、図4は、本発明の一実施形態による、通信速度を改善するための方法の特定の概略フローチャートを示している。この方法は、MIMO状態で機能する端末において使用され、下記のステップを含む。

101:第1のアンテナに接続されている第1のパスにおいて受信される第1の信号の強度、および第2のアンテナに接続されている第2のパスにおいて受信される第2の信号の強度を取得する。この実施形態においては、信号の強度とは、信号の出力を指す。第1のアンテナは、メインアンテナであることが可能であり、第2のアンテナは、ダイバーシティーアンテナであることが可能であり、その逆もまた同様である。

102:第1のパスと第2のパスとの間のアンバランス度を低減し、それによって通信速度を改善するために、第1の信号の強度と第2の信号の強度との差に従って、第1のパスまたは/および第2のパスを調整する。調整が行われる場合には、第1の信号の強度と第2の信号の強度との差は、それらの2つの信号の出力差の値によって表すことができ、たとえば、2つのパスにおける信号の出力間の比率の常用対数の10倍であることが可能であり、すなわち、調整を始動するための基準は、前述の計算された出力差の値がしきい値よりも高いこととすることができ、その場合、しきい値は、3dB以下の値に設定可能である。

すなわち、アンバランス度の調整が行われる場合には、調整を開始するためのしきい値が設定可能であり、すなわち、このステップは、次の2つのプロセス、すなわち、a. 第1の信号の強度と第2の信号の強度との差が所定の値を超えているかどうかを判定するステップと、b. 判定結果が「はい」である場合には、第1のパスと第2のパスとの間のアンバランス度を低減するために、第1の信号の強度と第2の信号の強度との差の度合いに従って、第1のパスにおける減衰器または/および第2のパスにおけるダイバーシティー低雑音増幅器を調整するステップとに分割される。

さらに、特定の調整中に、前述のステップbにおいて、調整が下記の様式で行われることが可能である。

第1の信号の強度が第2の信号の強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、第1の信号が小さな信号である場合には、第2のパスにおけるダイバーシティー低雑音増幅器が始動される。すなわち、第1のパスの信号強度が小さい場合には、第2のパスの信号強度を高める(たとえば、第2のパスにおける低雑音増幅器を通じて第2のパスにおける信号を増幅する)という様式で、2つのパス間のアンバランス度が低減される。

第1の信号の強度が第2の信号の強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、第2のパスにおけるすべての低雑音増幅器が始動されている場合には、第1のパスにおける信号減衰を高めるために、第1のパスにおける減衰器が始動され、または第1の信号の強度が第2の信号の強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、第1の信号が大きな信号である場合には、第1のパスにおける信号減衰を高めるために、第1のパスにおける減衰器が始動される。

すなわち、第1のパスの信号強度が大きい場合、または第2のパスにおける信号を増幅するという様式で2つのパス間のアンバランス度が低減され得ない場合(たとえば、第2のパスにおける低雑音増幅器がすべて始動されており、第2のパスにおけるコンポーネントを通じて第2のパスにおける信号のサイズがさらに増幅され得ない場合)には、2つのパス間のアンバランス度を低減するために、第1のパスにおける信号が適切に減衰可能である。

前述の調整においては、「第1の信号の強度が第2の信号の強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高い」という基準は、実際の状況および経験に従って決定可能であり、たとえば、事前に設定されたしきい値は、3dBであることが可能であり、すなわち、第1の信号の強度と第2の信号の強度との差の値が事前に設定されたしきい値を超え、小さな信号とは、-95dBm未満の信号強度を有する信号を指すことができ(dBmとは、信号強度の単位であり、信号の電圧振幅を使用することによって強度が表される場合には、デシベルミリボルトを表し、または信号の出力を使用することによって強度が表される場合には、デシベルミリワットを表す)、大きな信号とは、-70dBmを上回る信号強度を有する信号を指すことができる。

たしかに、特定の状況においては、減衰器および低雑音増幅器のうちの一方のみが調整されても、またはそれら2つが両方とも調整されてもよい。

より良好な調整効果を得るために、速度に従ってパスのバランスの調整を行うプロセスがさらに含まれることが可能であり、すなわち、現在のダウンリンク信号速度(downlink signal rate)を取得して、そのダウンリンク信号速度に従ってパスのバランス度の調整を行うステップ103が含まれ、このステップ103は、具体的には、第1のパスにおいて受信される第1の信号の速度、第2のパスにおいて受信される第2の信号の速度、または信号ダウンリンク速度を取得して、第1のパスと第2のパスとの間のアンバランス度を低減するために、第1の信号の速度、第2の信号の速度、または信号ダウンリンク速度の変化に従って、第1のパスまたは/および第2のパスを調整するステップであることが可能である。このステップは、任意選択のステップである。

信号ダウンリンク速度とは、2つのパスを通る信号同士の結合された速度を指し、これは、2つのアンテナの下での全体的なダウンリンク速度を反映する。第1の信号の速度および第2の信号の速度は、第1のパスおよび第2のパスの出力端から取得可能であり、信号ダウンリンク速度は、その後に接続されるネットワークカードデバイスから取得可能である。特定の一実施形態においては、前述の速度のうちの1つのみが取得されることが必要である。理論的には、第1の信号の速度は、第2の信号の速度と同じであるが、実際には、第1のパスおよび第2のパスにおけるコンポーネント間の差に起因して、第1の信号の速度は、第2の信号の速度とはわずかに異なる場合がある。

たとえば、速度が低下していることが判明した場合には、2つのパスにおける低雑音増幅器または/および調整可能減衰器が調整可能であり、調整の後に速度が上昇していることが判明した場合には、調整方法が正しいということが是認され、さらなる調整が行われることが可能であり、または調整の後に速度が低下していることが判明した場合には、調整方法が変更可能であり、または調整が停止可能である。

すなわち、速度が低い場合(たとえば、現在の信号強度に対応する最適化された速度値よりも低い場合、たとえば、Table 1(表1)において示されているAvr-Throughoutの値が71である状況)、または速度が低下している場合には、信号強度の検知の場合と同様に、メインパスとダイバーシティーパス(diversity path)との間のバランス度の調整が始動される。2つのパス間のバランス度を調整するための特定の方法に関しては、信号強度に従ってパスの調整を行うための前述の方法を参照することができる(すなわち、低雑音増幅器または/および調整可能減衰器がやはり調整されるが、その調整方法は、調整の前および後の速度の変化に従って決定され、詳細に関しては、前のパラグラフにおける説明を参照することができる)。たとえば、信号強度が-95dBmであり、システム帯域幅が10Mbであり、最大ダウンリンク速度が50Mbpsである場合に、現在のダウンリンク速度が40Mbpsであることが検知されると、パスのバランス度調整が始動可能である。たしかに、さまざまなネットワーク条件の下では、パスのバランス度調整を始動するための速度条件は、さまざまなものであることが可能であり、必要に応じて相応に設定可能である。

本発明のこの実施形態においては、速度状況が、メインパスとダイバーシティーパスとの間のバランス度の調整を始動するための別のトリガリング条件であり、調整は、信号強度の検知と同様に、バランス度調整を始動するための補助である。

前述のステップからわかることとして、前述の実施形態は、3つ以上のアンテナおよび複数の対応するパスが存在する状況にさらに拡張可能であるが、調整中に、1つまたは少なくとも2つのパラメータが追加され、複数のパスに関する調整は、適切なアルゴリズムを選択することと、本発明の実施形態による、通信速度を改善するための前述の方法が2つのパスごとに採用されるということに拡張することとによってのみ実施可能であり、これについては、ここでは繰り返し説明しない。

前述の方法実施形態に対応して、本発明の一実施形態は、通信速度を改善するための装置をさらに提供し、この装置は、多入力多出力MIMO状態で機能する端末において使用される。図5において示されているように、装置7は、第1のアンテナに接続されている第1のパスにおいて受信される第1の信号の強度、および第2のアンテナに接続されている第2のパスにおいて受信される第2の信号の強度を取得するように構成されている取得モジュール70と、第1のパスと第2のパスとの間のアンバランス度を低減し、それによって通信速度を改善するために、第1の信号の強度と第2の信号の強度との差に従って、第1のパスまたは/および第2のパスを調整するように構成されている調整モジュール72とを含む。

取得モジュール70は、第1のパスにおいて受信される第1の信号の速度、第2のパスにおいて受信される第2の信号の速度、または信号ダウンリンク速度を取得するようにさらに構成されており、調整モジュール72は、第1のパスと第2のパスとの間のアンバランス度を低減するために、第1の信号の速度、第2の信号の速度、または信号ダウンリンク速度の変化に従って、第1のパスまたは/および第2のパスを調整するようにさらに構成されている。

図6において示されているように、調整モジュール72は、第1の信号の強度と第2の信号の強度との差が所定の値を超えているかどうかを判定するように構成されている判定サブモジュール720と、判定サブモジュールの判定結果が「はい」である場合には、第1の信号の強度と第2の信号の強度との差の度合いに従って、第1のパスにおける減衰器または/および第2のパスにおけるダイバーシティー低雑音増幅器を調整するように構成されているバランス調整サブモジュール722とを含むことができる。

バランス調整サブモジュール722は、第1の信号の強度が第2の信号の強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、第1の信号が小さな信号である場合には、第2のパスにおけるダイバーシティー低雑音増幅器を始動するように構成されている第2のパス調整ユニットと、第1の信号の強度が第2の信号の強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、第2のパスにおけるすべての低雑音増幅器が始動されている場合には、第1のパスにおける信号減衰を高めるために、第1のパスにおける減衰器を始動する、または第1の信号の強度が第2の信号の強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、第1の信号が大きな信号である場合には、第1のパスにおける信号減衰を高めるために、第1のパスにおける減衰器を始動するように構成されている第1のパス調整ユニットとを含むことができる。

図7は、前述の装置を含む端末デバイスを示している。この端末デバイスは、MIMO状態で機能し、特に、マルチキャリアCDMA、マルチキャリアWCDMA（登録商標）、もしくはLTE標準のデータカード、または別のタイプのモバイル端末、あるいはMIMO機能をサポートする別の端末デバイスであることが可能である。前述の端末デバイスは、第1のアンテナ1と、第2のアンテナ2と、第1のアンテナ1に接続されている第1のパス3と、第2のアンテナ2に接続されている第2のパス4と、第1のパス3および第2のパス4に接続されているベースバンドコントロールチップ5とを含むことができる。ベースバンドコントロールチップ5は、通信速度を改善するための前述の装置7を含むことができ、通信速度を改善するための装置7のすべての機能は、ベースバンドコントロールチップ5によって実施される。

対応して、ベースバンドコントロールチップ5は、第1のアンテナに接続されている第1のパスにおいて受信される第1の信号の強度、および第2のアンテナに接続されている第2のパスにおいて受信される第2の信号の強度を取得するように構成されている取得モジュールと、第1のパスと第2のパスとの間のアンバランス度を低減し、それによって通信速度を改善するために、第1の信号の強度と第2の信号の強度との差に従って、第1のパスまたは/および第2のパスを調整するように構成されている調整モジュールとを含むことができる。

取得モジュールは、第1のパスにおいて受信される第1の信号の速度、第2のパスにおいて受信される第2の信号の速度、または信号ダウンリンク速度を取得するようにさらに構成されており、調整モジュールは、第1のパスと第2のパスとの間のアンバランス度を低減するために、第1の信号の速度、第2の信号の速度、または信号ダウンリンク速度の変化に従って、第1のパスまたは/および第2のパスを調整するようにさらに構成されている。

調整モジュールは、第1の信号の強度と第2の信号の強度との差が所定の値を超えているかどうかを判定するように構成されている判定サブモジュールと、判定サブモジュールの判定結果が「はい」である場合には、第1の信号の強度と第2の信号の強度との差の度合いに従って、第1のパスにおける減衰器または/および第2のパスにおけるダイバーシティー低雑音増幅器を調整するように構成されているバランス調整サブモジュールとを含むことができる。

バランス調整サブモジュールは、第1の信号の強度が第2の信号の強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、第1の信号が小さな信号である場合には、第2のパスにおけるダイバーシティー低雑音増幅器を始動するように構成されている第2のパス調整ユニットと、第1の信号の強度が第2の信号の強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、第2のパスにおけるすべての低雑音増幅器が始動されている場合には、第1のパスにおける信号減衰を高めるために、第1のパスにおける減衰器を始動する、または第1の信号の強度が第2の信号の強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、第1の信号が大きな信号である場合には、第1のパスにおける信号減衰を高めるために、第1のパスにおける減衰器を始動するように構成されている第1のパス調整ユニットとを含むことができる。

前述の説明から理解できることとして、多くの実験的な研究を通じて、本発明者は、パスのアンバランス度がそれらのパスのスループット速度に大いに影響を与え、ひいては通信速度に影響を与えるということに気づいており、この点を考慮して、2つのパスの信号強度に従ってそれらのパスのアンバランス度を調整するという様式で通信速度を改善するための解決策が提案され、パスのバランス度は、パス速度またはダウンリンク速度の変化に従ってさらに調整されることも可能である。本発明の実施形態においては、アンテナを直接デバッグすることは必要とされず、その一方で通信速度が改善され、通信速度を改善するという目的は、パス間のアンバランス度を調整するだけで達成可能である。

図8において示されているように、図8は、本発明の一実施形態による端末デバイスの別の特定の概略構成図である。この実施形態においては、第1のパス3は、第1のアンテナスイッチと、デュプレクサと、調整可能減衰器と、整合回路とを含み、第2のパス4は、第2のアンテナスイッチと、フィルタと、低雑音増幅器(Low-noise amplifier、LNA)とを含む。第1のパス3および第2のパス4の一端は、2つのアンテナ(メインアンテナ1、およびダイバーシティーアンテナ2(これは、二次アンテナ2と呼ばれる場合もある))にそれぞれ接続されており、他端は、無線周波数変調/復調チップ(radio frequency modulation and demodulation chip)6に接続されている。パスから信号を取得した後に、無線周波数変調/復調チップ6は、無線周波数の変調および復調を行い、ベースバンドコントロールチップ5に信号強度を通知し、ベースバンドコントロールチップ5は、2つのパス間のバランスを達成するために、2つのパスそれぞれの信号強度に従って、2つのパスにおける調整可能減衰器および/またはLNAを調整する。

特に、ベースバンドコントロールチップは、現在の端末の第1のパスおよび第2のパスの無線周波数信号強度をリアルタイムに検知することができ、第1のパスと第2のパスとの間のバランスを達成するために、および最適化された通信速度を達成するために、2つのパスの信号強度の差、および現在のダウンロード速度の変化に従って、ダイバーシティーアンテナパスにおけるLNA、またはメインアンテナパスにおける調整可能減衰器を動的に調整することができる。

図8において示されている端末デバイスの状況に対応して、本発明の一実施形態は、通信速度を改善するための方法をさらに提供し、この方法は、図9において示されているように、下記のステップを含む。

201:ベースバンドコントロールチップが、第1のパスおよび第2のパスにおいて受信される信号の強度をリアルタイムに検知し、2つの信号の強度の差を判定する。

202:第1のパスにおける信号と第2のパスにおける信号との間の差が所定のしきい値を超えている場合には、ベースバンドコントロールチップが、2つのパスにおけるLNAおよび/または減衰器を調整するために、含まれているバランス調整回路を始動する。

所定のしきい値は、実験的なシミュレーションの結果または経験に従って事前に設定された値であることが可能であり(たとえば、所定のしきい値は3dBであり、すなわち、2つのパスにおいて受信される信号の強度の差が3dBに設定され、その値は、ベースバンドコントロールチップにおいて設定され)、またはデバッギングプロセスにおいて必要に応じて調整されることも可能である。

バランス調整回路は、前述の装置実施形態における取得モジュールおよび調整モジュールという2つのモジュールの機能を有する回路であることが可能である。

203:ベースバンドコントロールチップ内のバランス調整回路が、信号状況に従ってバランス調整を行い、その具体的な内容としては、第1のパスの信号強度が明らかに第2のパスの信号強度よりも高く、第1のパスにおける信号が小さな信号である場合には、ダイバーシティーアンテナパス(すなわち、第2のパス)におけるLNAが始動可能であり、第2のパスにおける信号を適切に増幅して、2つのパス間のアンバランス度を低減するために、LNAの利得、およびLNAの増幅機能に関連する別のパラメータが、必要に応じて決定され、または第1のパスの信号強度が明らかに第2のパスの信号強度よりも高く、すべてのLNAが機能している場合、もしくは第1のパスの信号強度が明らかに第2のパスの信号強度よりも高く、第1のパスにおける信号が大きな信号である場合には、2つのパス間のアンバランス度を低減するために(たとえば、信号強度の差は、3dBよりも小さい)、第1のパスにおける調整可能減衰器を調整することによって、第1のパスの減衰を高めることができる。「よりも明らかに高い」という前述の基準は、第1のパスの信号強度と第2のパスの信号強度との差の値が所定のしきい値を超えることとすることができ、所定のしきい値は3dBであることが可能である。

204:信号ダウンリンク速度、またはパスの信号速度をリアルタイムに検知し、その速度に従って、第1のパスと第2のパスとの間のバランス度の調整を行い、すなわち、その速度をメインパスおよびダイバーシティーパス(それぞれ第1のパスおよび第2のパスに対応する)のバランス調整に関連付ける。信号ダウンリンク速度の特定の値が、その後に接続されるネットワークカードからリアルタイムに取得可能である。

このステップにおいては、端末デバイス全体のMIMOパフォーマンスをさらに改善するために、それぞれのパスの信号速度、または信号ダウンリンク速度に従って、パスのバランス度をさらに調整することが実施可能である。たとえば、速度が低下しているか、または現在の信号強度の最適化された速度よりも低い場合には、2つのパスにおける低雑音増幅器または/および調整可能減衰器が動的に調整される。

前述の実施形態においては、第1のパスおよび第2のパスの信号強度がリアルタイムに検知され、比較が行われ、速度状況に従って2つのパス間のバランス度を調整することによって、速度がさらに改善され得る。特に、第1のパスおよび第2のパスにおけるLNAおよび減衰器を調整することによって、第1のパスと第2のパスとの間のバランス度が改善され得る。たしかに、本発明のその他の実施形態においては、LNAまたは減衰器を別々に使用することによって、第1のパスと第2のパスとの間のバランス度が改善されることも可能である。加えて、通信速度を改善するために、2つのパスの信号速度または信号ダウンリンク速度の現在の変化に従って、アンバランス度調整がさらに行われることが可能である。

Table 1(表1)は、本発明の実施形態が採用された後に行われた実験の結果を示している。この実験においては、メイン受信パスの整合を調整することによって、メイン受信パフォーマンス(main receiving performance)が低減され、メインアンテナおよび二次アンテナの報告される電気レベルの差が、3dB内になるようにされ(メインアンテナの有線感度が、-97dBmから約-94dBmに調整され)、それによって、アンテナはMIMO機能状態(MIMO working state)になる。チップは、強い信号の下で71Mbps(Megabits per second、メガバイト/秒)という理論上のピーク速度のレベルに達するために、MIMOアルゴリズムを採用することによってスループット速度を改善する。

Table 1(表1)およびTable 2(表2)は、本発明の実施形態における方法に従ってアンバランス度調整が行われる前および行われた後の小さなネットワーク(これは、実験室環境においてセットアップされており、かつ日常生活での使用のシナリオにおけるワイヤレス通信ネットワーク環境、すなわち、小さなワイヤレスネットワーク環境と同様のものである)における水平面上の4つの角度での強い信号、中程度の信号、および弱い信号の下での速度状況を示しており、その結果は、前述の理論上の状況に合っているということが見て取れる。Table 1(表1)は、調整の前の速度状況を示しており、Table 2(表2)は、本発明の実施形態における方法に従ってアンバランス度調整が行われた後の速度状況を示している。Table 1(表1)およびTable 2(表2)においては、RSRP-0は、第1のパスの報告された信号強度状況を指しており、RSRP-1は、第2のパスの報告された信号強度状況を指しており、Avr-Throughoutは、その信号強度の下でのワイヤレスダウンロード速度(wireless download rate)を指している。

信号強度が中程度/弱い状況においては、Table 1(表1)におけるワイヤレスダウンロード速度は、Table 2(表2)における対応する速度よりも低いということを、Table 1(表1)およびTable 2(表2)におけるデータから見て取ることができる。すなわち、第1のパスおよび第2のパスに信号バランスを達成させるために本発明の実施形態における解決策を採用すると、中程度の信号および弱い信号の速度を改善する上で役立つことは明らかである。

前述の実施形態における方法のプロセスのうちのすべてまたは一部は、関連するハードウェアに命令するコンピュータプログラムによって実施可能であるということを、当業者なら理解するはずである。そのプログラムは、コンピュータの可読ストレージメディア内に格納可能である。そのプログラムが作動した場合には、前述の実施形態における方法のプロセスが実行される。ストレージメディアは、磁気ディスク、光学ディスク、読取り専用メモリ(Read-Only Memory、ROM)、ランダムアクセスメモリ(Random Access Memory、RAM)などであることが可能である。

前述の開示は、本発明の例示的な実施形態にすぎず、本発明の権利の範囲を限定することを意図されているものではない。本発明の特許請求の範囲に従って行われるいかなる均等な修正形態も、やはり本発明の範囲内に包含される。

1 第1のアンテナ、メインアンテナ
2 第2のアンテナ、ダイバーシティーアンテナ
3 第1のパス
4 第2のパス
5 ベースバンドコントロールチップ
6 無線周波数変調/復調チップ
7 装置
70 取得モジュール
72 調整モジュール
720 判定サブモジュール
722 バランス調整サブモジュール

Claims (12)

1. 多入力多出力MIMO状態で機能する端末において使用される、通信速度を改善するための方法であって、
   第1のアンテナに接続されている第1のパスにおいて受信される第1の信号の強度、および第2のアンテナに接続されている第2のパスにおいて受信される第2の信号の強度を取得するステップと、
   前記第1のパスと前記第2のパスとの間のアンバランス度を低減し、それによって前記通信速度を改善するために、前記第1の信号の前記強度と前記第2の信号の前記強度との差に従って、前記第1のパスまたは/および前記第2のパスを調整するステップと
   を含む方法。
2. 前記第1のパスにおいて受信される前記第1の信号の速度、前記第2のパスにおいて受信される前記第2の信号の速度、または信号ダウンリンク速度を取得するステップと、
   前記第1のパスと前記第2のパスとの間の前記アンバランス度を低減するために、前記第1の信号の前記速度、前記第2の信号の前記速度、または前記信号ダウンリンク速度の変化に従って、前記第1のパスまたは/および前記第2のパスを調整するステップと
   をさらに含む、請求項1に記載の方法。
3. 前記第1の信号の前記強度と前記第2の信号の前記強度との差に従って、前記第1のパスまたは/および前記第2のパスを前記調整するステップが、
   前記第1の信号の前記強度と前記第2の信号の前記強度との前記差が所定の値を超えているかどうかを判定するステップと、
   判定結果が「はい」である場合には、前記第1の信号の前記強度と前記第2の信号の前記強度との前記差の度合いに従って、前記第1のパスにおける減衰器または/および前記第2のパスにおけるダイバーシティー低雑音増幅器を調整するステップと
   を含む、請求項1または2に記載の方法。
4. 前記第1の信号の前記強度と前記第2の信号の前記強度との前記差の度合いに従って、前記第1のパスにおける減衰器または/および前記第2のパスにおけるダイバーシティー低雑音増幅器を前記調整するステップが、
   前記第1の信号の前記強度が前記第2の信号の前記強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、前記第1の信号が小さな信号である場合には、前記第2のパスにおける前記ダイバーシティー低雑音増幅器を始動するステップ、
   前記第1の信号の前記強度が前記第2の信号の前記強度と前記事前に設定されたしきい値との前記合計よりも高く、前記第2のパスにおけるすべての低雑音増幅器が始動されている場合には、前記第1のパスにおける信号減衰を高めるために、前記第1のパスにおける前記減衰器を始動するステップ、または
   前記第1の信号の前記強度が前記第2の信号の前記強度と前記事前に設定されたしきい値との前記合計よりも高く、前記第1の信号が大きな信号である場合には、前記第1のパスにおける信号減衰を高めるために、前記第1のパスにおける前記減衰器を始動するステップ
   を含む、請求項3に記載の方法。
5. 多入力多出力MIMO状態で機能する端末において使用される、通信速度を改善するための装置であって、
   第1のアンテナに接続されている第1のパスにおいて受信される第1の信号の強度、および第2のアンテナに接続されている第2のパスにおいて受信される第2の信号の強度を取得するように構成されている取得モジュールと、
   前記第1のパスと前記第2のパスとの間のアンバランス度を低減し、それによって前記通信速度を改善するために、前記第1の信号の前記強度と前記第2の信号の前記強度との差に従って、前記第1のパスまたは/および前記第2のパスを調整するように構成されている調整モジュールと
   を備える装置。
6. 前記取得モジュールが、前記第1のパスにおいて受信される前記第1の信号の速度、前記第2のパスにおいて受信される前記第2の信号の速度、または信号ダウンリンク速度を取得するようにさらに構成されており、
   前記調整モジュールが、前記第1のパスと前記第2のパスとの間の前記アンバランス度を低減するために、前記第1の信号の前記速度、前記第2の信号の前記速度、または前記信号ダウンリンク速度の変化に従って、前記第1のパスまたは/および前記第2のパスを調整するようにさらに構成されている、請求項5に記載の装置。
7. 前記調整モジュールが、
   前記第1の信号の前記強度と前記第2の信号の前記強度との前記差が所定の値を超えているかどうかを判定するように構成されている判定サブモジュールと、
   前記判定サブモジュールの判定結果が「はい」である場合には、前記第1の信号の前記強度と前記第2の信号の前記強度との前記差の度合いに従って、前記第1のパスにおける減衰器または/および前記第2のパスにおけるダイバーシティー低雑音増幅器を調整するように構成されているバランス調整サブモジュールとを備える、請求項5または6に記載の装置。
8. 前記バランス調整サブモジュールが、
   前記第1の信号の前記強度が前記第2の信号の前記強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、前記第1の信号が小さな信号である場合には、前記第2のパスにおける前記ダイバーシティー低雑音増幅器を始動するように構成されている第2のパス調整ユニットと、
   前記第1の信号の前記強度が前記第2の信号の前記強度と前記事前に設定されたしきい値との前記合計よりも高く、前記第2のパスにおけるすべての低雑音増幅器が始動されている場合には、前記第1のパスにおける信号減衰を高めるために、前記第1のパスにおける前記減衰器を始動する、または前記第1の信号の前記強度が前記第2の信号の前記強度と前記事前に設定されたしきい値との前記合計よりも高く、前記第1の信号が大きな信号である場合には、前記第1のパスにおける信号減衰を高めるために、前記第1のパスにおける前記減衰器を始動するように構成されている第1のパス調整ユニットとを備える、請求項7に記載の装置。
9. MIMO状態で機能する端末デバイスであって、第1のアンテナと、第2のアンテナと、前記第1のアンテナに接続されている第1のパスと、前記第2のアンテナに接続されている第2のパスと、前記第1のパスおよび前記第2のパスに接続されているベースバンドコントロールチップとを備え、
   前記ベースバンドコントロールチップが、
   前記第1のアンテナに接続されている前記第1のパスにおいて受信される第1の信号の強度、および前記第2のアンテナに接続されている前記第2のパスにおいて受信される第2の信号の強度を取得するように構成されている取得モジュールと、
   前記第1のパスと前記第2のパスとの間のアンバランス度を低減し、それによって通信速度を改善するために、前記第1の信号の前記強度と前記第2の信号の前記強度との差に従って、前記第1のパスまたは/および前記第2のパスを調整するように構成されている調整モジュールとを含む、端末デバイス。
10. 前記取得モジュールが、前記第1のパスにおいて受信される前記第1の信号の速度、前記第2のパスにおいて受信される前記第2の信号の速度、または信号ダウンリンク速度を取得するようにさらに構成されており、
    前記調整モジュールが、前記第1のパスと前記第2のパスとの間の前記アンバランス度を低減するために、前記第1の信号の前記速度、前記第2の信号の前記速度、または前記信号ダウンリンク速度の変化に従って、前記第1のパスまたは/および前記第2のパスを調整するようにさらに構成されている、請求項9に記載の端末デバイス。
11. 前記調整モジュールが、
    前記第1の信号の前記強度と前記第2の信号の前記強度との前記差が所定の値を超えているかどうかを判定するように構成されている判定サブモジュールと、
    前記判定サブモジュールの判定結果が「はい」である場合には、前記第1の信号の前記強度と前記第2の信号の前記強度との前記差の度合いに従って、前記第1のパスにおける減衰器または/および前記第2のパスにおけるダイバーシティー低雑音増幅器を調整するように構成されているバランス調整サブモジュールとを含む、請求項9または10に記載の端末デバイス。
12. 前記バランス調整サブモジュールが、
    前記第1の信号の前記強度が前記第2の信号の前記強度と事前に設定されたしきい値との合計よりも高く、前記第1の信号が小さな信号である場合には、前記第2のパスにおける前記ダイバーシティー低雑音増幅器を始動するように構成されている第2のパス調整ユニットと、
    前記第1の信号の前記強度が前記第2の信号の前記強度と前記事前に設定されたしきい値との前記合計よりも高く、前記第2のパスにおけるすべての低雑音増幅器が始動されている場合には、前記第1のパスにおける信号減衰を高めるために、前記第1のパスにおける前記減衰器を始動する、または前記第1の信号の前記強度が前記第2の信号の前記強度と前記事前に設定されたしきい値との前記合計よりも高く、前記第1の信号が大きな信号である場合には、前記第1のパスにおける信号減衰を高めるために、前記第1のパスにおける前記減衰器を始動するように構成されている第1のパス調整ユニットとを含む、請求項11に記載の端末デバイス。