JP4979146B2 - リモート・ユニットでの空間処理を行う方法および装置 - Google Patents
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Description
図1で示したように、本発明によるリモート・ユニット100は、アンテナ102a、102bを有するアンテナ・アレイ、送信経路103、受信経路104a、104b、ベースバンド・プロセッサ105、電源107(小型充電式電池)、デュープレクサ109を備える。受信経路104a、104bは、局部IF発振器111と局部RF発振器113を共用する。それぞれ送信経路103と受信経路104a、104bは、ベースバンド・プロセッサ105での処理、またはアンテナ102aから伝送するための信号を生成する信号処理デバイスを備える。この経路についてさらに、図2Aおよび2Bを参照して以下に記載する。ベースバンド・プロセッサ105は、送信経路103、デュープレクサ109、アンテナ102aに転送すべき信号を生成する伝送変調器115を備える。図で示したリモート・ユニット100は、アンテナを2つしか備えていないが、3つ以上のアンテナおよび関連する受信経路を用いてもよい。
ベースバンド・プロセッサ105(図1)は、アンテナ102a、102bを介して受信する信号を処理する空間処理ユニット106も備える。一般に、空間処理ユニット106は、アンテナ102aと102bの間の物理的分離の利点を得、この分離により相関しないダイバーシチ・ブランチが提供される。様々な形状または材料のアンテナ、あるいはその任意の組合せを使用して、物理的に別個のアンテナを有することを含むが、それだけに限定されない物理的ダイバーシチによって、ダイバーシチ・ブランチを提供することができる。あるいは、リモート・ユニット100は、受信した信号のダイバーシチ・ブランチを構築するための他の技法を用いることもできる。こうした技法には、(方向ダイバーシチとしても周知の)角度ダイバーシチおよび偏波ダイバーシチが含まれるが、それだけに限定されない。角度ダイバーシチは、複数の指向性アンテナを使用する。各アンテナは、ある角度の電波伝搬に独立して応答し、それによって他のアンテナで受信された他のブランチと相関しない電波のダイバーシチ・ブランチを受信する。偏波ダイバーシチでは、2つのアンテナは、異なる偏波を有して2つのダイバーシチ・ブランチを提供するように位置付けられている。上記のようなダイバーシチ技法の任意のものまたはその組合せを、本発明の様々な実施形態で使用することができる。
アンテナ1:角度50°で0.8
アンテナ2:角度−85°で0.5
または、より簡潔には、ChanEst=(0.51+0.61j、0.04−0.49j)である。
このとき、この例の「重み付け最大利得」は以下である。
−50°でWl=0.8
−85°でW2=0.5である。
Rzz=S1*S1’、S1*S2’
S2*S1’、S2*S2’
(W1、W2)=inv(Rzz)*ChanEst
SC=W1*S1+W2*S2
ベースバンド・プロセッサ105は電力節減ユニット108も備える。この電力節減ユニット108は、性能レベルや電力消費などのファクタを考慮して、空間処理動作に使用可能にすべき受信経路の数を決定するための電力節減論理を含む。使用可能な受信経路の数は、最も良好な性能利得対電力消費比を提供する受信経路の数でもよい。この電力節減論理は、空間処理動作中に、受信経路を使用可能にするとき、および使用不能にするときを決定する論理を含む。
本発明の一実施形態では、空間処理ユニット106は、フィードバック調整ユニット118を備えて、基地局と通信する際にフィードバックを調整する。図では、フィードバック調整ユニット118は空間処理ユニット106の一部として示してあるが、このような構成は必要ではない。論じたように、本発明の特徴は、基地局がリモート・ユニットからのフィードバックを使用して、こうしたフィードバックに応答して、データ転送速度、ダウンリンク電力制御、チャネル割当てなど、動作パラメータを調整する場合に、用いることができる。一実施形態では、フィードバック調整は、リモート・ユニットによって報告された空間処理利得に対する基地局の応答が、リモート・ユニットに有害または有益であるかどうかに依存する。
図2Aは、受信経路104aおよびその中にあるデバイスを示す。図で示したように、受信経路104aは、低雑音増幅器202、ミクサ204、210、表面弾性波フィルタ206、増幅器208、フィルタ212、アナログ・デジタル変換器214を備える。受信経路104aは、外部の局部発振器を受信経路104b(図2Aで示さず)と共用する。動作中、アンテナ102aは、デュープレクサ109が受信経路104aに経路指定する信号を受信する。受信経路104a内のデバイスは、ベースバンド・プロセッサ105などベースバンド・プロセッサで処理するための信号を生成する。受信経路104bは、受信経路104aと同様のものである。
図2Bは、送信経路103およびその中にあるデバイスを示す。図で示したように、送信経路103は、デジタル・アナログ変換器216、フィルタ218、ミクサ220、226、増幅器222、表面弾性波フィルタ224、電力増幅器228を備える。外部の局部発振器を使用する受信経路104a、104bと違い、送信経路103は、内部の局部発振器を有する。他の実施形態では、受信経路と送信経路は、局部発振器を共用することができる。動作の際は、伝送変調器115(図1)が伝送すべき信号を、伝送のための信号を生成する送信経路103に送信する。デュープレクサ109(図1)は、伝送すべき信号をアンテナ102aに経路指定する。したがって、記載し図で示した受信経路と送信経路および送信経路と受信経路の他の実装方法、たとえばクアドラチャまたは直接変換アーキテクチャを使用することができる。
図3は、本発明の一実施形態による、リモート・ユニット100など空間処理リモート・ユニット内で電力を節減する方法を示す流れ図である。図で示したように、リモート・ユニットは、定期的に受信経路をすべて使用可能にする(ステップ302)。受信経路をすべて使用可能にする間に、リモート・ユニットは、現時点の性能レベルを決定し(ステップ304)、現時点のレベルと、受信経路をすべて使用可能にする直前に測定したレベルを比較する。この比較により、性能利得が得られる。リモート・ユニットは、この利得が、追加のアンテナとアンテナ経路によって消費された追加の電力を保証するかどうかを評価する(ステップ306)。この評価は、追加の受信経路を使用可能にすることによって得た性能対消費電力に基づくことができる。次いで、リモート・ユニットはこの評価を用いて、受信経路を選択的に使用不能にする(ステップ308)。
本発明によるリモート・ユニットは、性能を向上させるためのオンボード空間処理ユニット、および空間処理動作中に電力を節減するための電力節減ユニットを有する他に、リモート・ユニットが、オンボード空間処理ユニットが提供する任意の性能レベルの向上から利益を得ることができるようにするフィードバック調整ユニットも備える。上記で論じたように、フィードバック調整ユニット118は、リモート・ユニットが基地局に伝送するフィードバックを調整するためのフィードバック調整論理を含む。性能レベルを上げるためのいくつかの例示のフィードバック調整方法を以下に記載する。
Claims (17)
- ダイバーシチを有する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナに結合され、これらの複数のアンテナによって受信した信号の空間処理を行う論理ユニットを有し、前記空間処理は、複数のアンテナで受信した信号の部分的に重み付けしたバージョンの空間的組合せを含む空間処理ユニットと、
各受信経路が前記複数のアンテナのそれぞれと前記空間処理ユニットとの間に結合され、かつ、受信した信号を処理するための構成要素を備え、複数のタイプの要求されたサービスに対応する複数の受信経路と、
少なくとも部分的に要求されたサービスのタイプに基づいて、空間処理のために使用可能にする受信経路の数を決定する論理と、リモート・ユニットの性能レベルを推定する論理と、前記サービスのタイプが第1のデータ転送速度を有する音声サービスの場合に、使用可能にする受信経路の数を第1の所定数と指定し、前記サービスのタイプが前記第1のデータ転送速度よりも速い第2のデータ転送速度を有するデータ・サービスの場合に、使用可能にする受信経路の数を第2の所定数と指定する論理とを含む電力節減ユニットと、
前記決定した数に応じて前記複数の受信経路の1つまたは複数を使用可能にしたり、使用不能にする制御装置と、
複数の受信経路が使用可能にされるときに、前記リモート・ユニットによって関連する基地局に送られるフィードバック信号を調整するフィードバック調整ユニットとを備え、この調整されたフィードバック信号は、前記基地局に前記リモート・ユニットの非空間処理性能レベルを示し、空間処理が提供する性能利得を示さず、前記基地局が空間処理によって提供される性能利得のため動作パラメータを調整するのを妨げることを特徴とするリモート・ユニット。 - 前記リモート・ユニットを、それぞれ空間処理モードで動作させたり、非空間処理モードで動作させる空間処理ユニットを使用可能にしたり、使用不能にする手段をさらに備える請求項1に記載のリモート・ユニット。
- 前記複数のアンテナの少なくとも1つのサブセットのアンテナが互いに異なる特性を有する請求項1に記載のリモート・ユニット。
- 前記様々なアンテナ特性が、互いに物理的に分離したサブセットのアンテナによって生じる請求項3に記載のリモート・ユニット。
- 前記様々なアンテナ特性が、それぞれ異なる方向を持つサブセットによって生じる請求項3に記載のリモート・ユニット。
- 前記様々なアンテナ特性が、それぞれ互いに実質的に直角方向に向けたサブセットによって生じる請求項5に記載のリモート・ユニット。
- 前記様々なアンテナ特性が、それぞれ異なる材料構成を持つサブセットによって生じる請求項3に記載のリモート・ユニット。
- 前記様々なアンテナ特性が、それぞれ異なる形状を持つサブセットによって生じる請求項3に記載のリモート・ユニット。
- 前記制御装置が、受信経路をすべて使用可能にすることがあり、
性能レベルを推定する前記論理が、受信経路がすべて使用可能な場合の性能を測定する論理を含み、
使用可能にする受信経路の数を決定する前記論理が、使用可能にした受信経路を使用不能にすることによって節減された電力が、使用可能にした受信経路を使用不能にすることからの性能レベルの損失を保証するかどうかを評価する論理を含む請求項1に記載のリモート・ユニット。 - 使用可能にする受信経路の数を決定する前記論理が、前記推定性能レベルが第1と第2の別個の組の条件を満たすかどうかを判断する論理を含み、
前記制御装置が、前記推定性能レベルが前記第1組の条件を満たした場合に、追加の受信経路を使用可能にし、前記推定性能レベルが前記第2組の条件を満たした場合に、使用可能にした受信経路を使用不能にする請求項1に記載のリモート・ユニット。 - 使用可能にする受信経路の数を決定する前記論理は、前記推定性能レベルが第1の閾値性能レベル未満であるかどうかを判断する論理を含み、
前記制御装置は、前記推定性能レベルが第1の閾値性能レベル未満である場合に、追加の受信経路を使用可能にし、前記推定性能レベルが前記第1の閾値性能レベル未満ではない場合に、使用可能にした受信経路を使用不能にする請求項1に記載のリモート・ユニット。 - 受信経路を使用可能にすることが、前記受信経路に電力を供給することを含み、受信経路を使用不能にすることが、前記受信経路に電力を供給しないことを含む請求項1に記載のリモート・ユニット。
- リモート・ユニットの電力を節減する方法であって、前記リモート・ユニットが空間処理装置を備え、前記空間処理装置が、ダイバーシチ、関連する受信経路、および少なくとも1つの空間処理ユニットを有する複数のアンテナを備え、
前記リモート・ユニットの要求されたサービスのタイプを決定するステップと、
空間処理のために使用可能にする受信経路の数を決定し、1つまたは複数の受信経路を選択的に使用可能にしたり、使用不能にすることを含み、前記決定したサービスのタイプに基づいて、前記空間処理装置が消費する電力量を選択的に変えるステップと、
複数の受信経路が使用可能にされるときに、前記リモート・ユニットによって関連する基地局に送られるフィードバック信号を調整するステップとを含む方法であって、
前記サービスのタイプが第1のデータ転送速度を有する音声サービスの場合に、第1の数の受信経路が使用可能にされ、前記サービスのタイプが前記第1のデータ転送速度よりも速い第2のデータ転送速度を有するデータ・サービスの場合に、第2の数の受信経路が使用可能にされ、
前記調整されたフィードバック信号は、前記基地局に前記リモート・ユニットの非空間処理性能レベルを示し、空間処理が提供する性能利得を示さず、前記基地局が空間処理によって提供される性能利得のため動作パラメータを調整するのを妨げることを特徴とする方法。 - 性能を決定するステップが、
定期的に前記リモート・ユニットを非空間処理モードで動作させるステップと、
前記リモート・ユニットが非空間処理モードで動作中に、前記リモート・ユニットの性能レベルを測定するステップとを含む請求項13に記載の方法。 - 推定性能レベルが第1組の条件を満たしているかどうか、前記推定性能レベルが第2組の条件を満たしているかどうかを判定するステップをさらに含み、
1つまたは複数の受信経路を選択的に使用可能にしたり、使用不能にすることは、前記推定性能レベルが前記第1組の条件を満たしている場合は、追加の受信経路を使用可能にし、前記推定性能レベルが前記第2組の条件を満たしている場合は、使用可能にした受信経路を使用不能にすることを含む請求項13に記載の方法。 - 前記第1組の条件が、前記推定性能レベルが第1の閾値性能レベル未満である条件を含み、
前記第2組の条件が、前記推定性能レベルが前記第1の閾値性能レベル未満ではない条件を含む請求項15に記載の方法。 - 前記空間処理ユニットの動作が、第1と第2の動作モードを含み、前記第1の動作モードが前記第2の動作モードよりも少ない電力を消費し、前記空間処理装置が消費する電力量を選択的に変えるステップが、前記空間処理ユニットが前記第1と第2の動作モードの間で選択的に切り替わるようにさせるステップを含む請求項13に記載の方法。
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