JP5868000B2 - 複数のアンテナによる送信を調整する方法 - Google Patents

Description

本発明は概略として通信システムに関し、より具体的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、基地局に対応付けられた地理エリア、即ち、セル内のユーザに無線接続を与える。場合によっては、セルは、選択される開口角（例えば、３個の１２０°セクタ又は６個の６０°セクタ）に対応し、異なるアンテナによってサービングされるセクタに分割されることがある。基地局とユーザ各々の間の無線通信リンクは通常、情報を基地局から移動体に送信するための１以上のダウンリンク（ＤＬ）（即ちフォワード）チャネル、及び情報を移動体から基地局に送信するための１以上のアップリンク（ＵＬ）（即ちリバース）チャネルを含む。基地局及び（選択的に）ユーザ端末が複数のアンテナを含むときに複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）技術が採用され得る。例えば、複数のアンテナを含む基地局は複数の独立した個別の信号を同じ周波数帯で同じユーザ又はセル／セクタ内の複数のユーザに同時に送信できる。ＭＩＭＯ技術は無線通信システムのスペクトル効率を、基地局で利用できるアンテナ数にほぼ比例して増加させることができる。

従来のＭＩＭＯ技術は、基地局からアンテナへの伝搬によってもたらされる相対タイミング遅延が無視できるほど小さくなるように、複数のアンテナが基地局を調整しながら共に配置されることを必要とする。例えば、基地局（ＢＳ）に対応付けられた複数のアンテナは通常、アンテナが基地局から約１０ｍ以内になるように構成される。通常は、ＢＳとそのアンテナ間のこれらの接続はブロードバンド・ハイグレードＲＦケーブルである。さらに、ＢＳからそのアンテナ各々までの距離の相対差は非常に小さい。従って、相対時間遅延差の実際の値は、各アンテナが基地局からほぼ同じ距離で配備されるので、普通はＢＳとアンテナの間の絶対遅延よりもかなり小さい。アンテナと基地局の間で送信される信号についての相対時間遅延が無視できるほど小さいとき、基地局からアンテナに、そしてエアインターフェイスを介してＤＬ上のＭＳに送信される信号は、それらが容易に受信機、例えば、移動体でコヒーレントに合成できるように位相整列される。従って、複数のアンテナからのコヒーレントな放射の建設的及び／又は破壊的な干渉を使用して、選択された方向で信号を増幅し及び／又は他の方向の信号を無効化することができる。コヒーレントな信号を処理することを利用して、複数の送信機間で相互の干渉を最小化することもできる。同様にＵＬにおいて、複数のアンテナから受信された信号は、ＭＲＣ（最大比合成）、ＭＭＳＥ（最小平均二乗誤差）及びＭＬＳＥ（最大尤度シーケンス推定）のような周知のアルゴリズムによって信号強度を最大化し、ＳＩＮＲを最大化し、複数の信号を同時に検出するために合成できる。

従来のソフトハンドオフ技術はダイバシティを向上するためにＤＬ及びＵＬ双方について複数のＢＳを採用するが、格段に高いゲインをもたらすことができる協働的な空間処理技術を利用するものではない。アンテナ間の分離を増すことによって、これらの信号を処理のための中心点に送信することによってもたらされる潜在的に大きくかつ予測不能な相対時間遅延のために、これらのアンテナによって送信及び／又は受信される信号間のコヒーレンスが低減し得る。例えば、２つの地理的に分けられた基地局におけるアンテナによって受信（又は送信）された信号は、この開示が目指すゲインを達成するために、非常に厳密に制御及び調整された態様でＭＳ特定のタイミングを用いて中央位置に送信される（又はそこから受信される）必要がある。しかし、中央位置への従来のバックホールリンクは、バックホールリンクを介して搬送される信号をコヒーレントにする大きな及び／又は変動するタイミング遅延をもたらす。結果的に各基地局は独立して、アップリンクを介して受信された信号を復号し、ダウンリンクを介して信号を送信する。個別の基地局での復調及び復号の処理は調整されず、異なる基地局によって送信される信号はコヒーレントに合成されない。同様に従来の基地局によって送信される信号は、移動体において信号がコヒーレントに合成されることを可能とするようには調整されない。

本発明は上記の問題の１以上の影響に対処することに向けられる。以降は発明の幾つかの側面の基本的な理解を提供するために発明の簡略化された概要を示す。この概要は発明の網羅的な概観ではない。発明の鍵となる又は決定的な要素を特定したり発明の範囲を輪郭付けたりすることを意図するものではない。その専らの目的は、幾つかの概念を後述のより詳細な説明の前置きとして簡略化された形式で提供することである。

本発明の一実施例では、複数の無線ヘッドに対応付けられた複数のアンテナによる送信を調整するための方法が提供される。方法は、コントローラにおいて、コントローラと対応の無線ヘッドにおける複数のアンテナの間の複数のバックホールリンクに対応付けられた少なくとも１つの相対時間遅延を特定することを含む。方法はまた、複数のバックホールリンクを介して第１の信号を示す情報を提供することを含む。方法はさらに、複数のバックホールリンクを介してタイミング情報を提供することを含む。タイミング情報は相対時間遅延に基づいて、複数のアンテナを用いて第１の信号をコヒーレントに送信するために複数の無線ヘッドが提供タイミング情報を用いることができるように、特定される。

本発明の他の実施例では、複数の無線ヘッドに対応付けられた複数のアンテナによる送信を調整するための方法が提供される。方法は、少なくとも１つのコントローラと複数の無線ヘッドの間の複数のバックホールリンクの少なくとも１つを介して複数の無線ヘッドの１つにおいて、第１の信号を示す情報を受信することを含む。方法はまた、無線ヘッドにおいて、複数のバックホールリンクの少なくとも１つを介して複数のバックホールリンクに対応付けられた少なくとも１つの相対時間遅延に基づいて特定されたタイミング情報を受信することを含む。方法はまた、提供されたタイミング情報によって示された時刻に第１の信号をアンテナから送信することを含む。第１の信号は少なくとも１つの他の無線ヘッドによる第１の信号の送信とコヒーレントに送信される。

本発明のさらに他の実施例では、複数の無線ヘッドに対応付けられた複数のアンテナによって受信された情報を合成するための方法が提供される。方法は、コントローラと複数の無線ヘッドの間の複数のバックホールリンクを介して、少なくとも１つの移動体によって送信されて複数のアンテナによって受信された少なくとも１つの第１の信号を示す情報を受信することを含む。方法はまた、複数のバックホールリンクに対応付けられたタイミング情報を用いて複数のバックホールリンクを介して受信された情報をコヒーレントに合成することを含む。

本発明の更なる実施例では、複数のバックホールリンクを介して少なくとも１つのコントローラと通信する複数の無線ヘッドに対応付けられた複数のアンテナによって受信された情報を合成するための方法が提供される。方法は、第１の無線ヘッドと少なくとも１つのコントローラの間の少なくとも１つのバックホールリンクを介して第１の無線ヘッドに対応付けられた少なくとも１つのアンテナによって受信された少なくとも１つの第１の信号を示す情報を送信することを含む。その情報は、複数のバックホールリンクを介して送信された複数の信号に基づいて特定されるタイミング情報を用いて少なくとも１つの第２の無線ヘッドによって少なくとも１つのバックホールリンクを介して送信された情報にそれがコヒーレントに合成されることができるように、送信される。

発明は添付図面との関連で以降の説明を参照することによって理解され、図面では同様の参照符号は同様の要素を特定する。
発明は種々の修正及び代替の形式に影響を受けるものであるが、その具体的な実施例は図面に例示として示され、ここにその詳細が記載される。しかし、具体的な実施例のここでの説明は開示される特定の形式に発明を限定することを意図するものではなく、逆に、後記の特許請求の範囲によって規定される発明の範囲内に入る全ての変形例、均等物及び代替物を包含することを意図することが理解されるべきである。

図１は本発明による無線通信システムの一実施例を概略的に示す。 図２は本発明による、複数の無線ヘッドから信号をコヒーレントに送信する方法の一実施例を概略的に示す。 図３は本発明による、複数の無線ヘッドから受信された信号をコヒーレントに合成する方法の一実施例を概略的に示す。

発明の例示的実施例が以下に記載される。説明の簡明化のために、実際の実装における全ての構成がこの明細書に記載されているわけではない。もちろん、そのようなあらゆる現実の実施例の開発において、実施に特有の多数の決定が、システム関連及び事業関連の規制への準拠のような開発者の特定の目標を達成するためになされ、それは実施によって異なり得るものであることが分かるはずである。さらに、そのような開発の労力は複雑で時間のかかるものではあるが、それでも本開示の利益を得た当業者にとっては普通の試行といえる。

本発明及び対応する詳細な説明の部分は、コンピュータメモリ内のソフトウェア、又はデータビット上の動作のアルゴリズム及びシンボル表示として開示される。これらの記載及び表現は当業者がそれによって効果的に彼らの仕事の本質を他の当業者に伝えることができるものである。ここで使用され、及び一般に使用される用語として、アルゴリズムは所望の結果を導くステップの自己整合シーケンスとみなされる。ステップは物理量の物理的操作を要するものである。通常は、必ずではないが、これらの量は記憶され、転送され、結合され、比較され、あるいは操作されることができる光学的、電子的又は電磁的信号の形式をとる。これらの信号をビット、値、要素、シンボル、文字、語、番号その他で言及することは、基本的にこれは共通的に使用されるものなので時に便利なものである。

なお、これら及び類似の用語の全ては適切な物理量に関連付けられ、単にこれらの量に適用される便利なラベルであることを注記する。特に別の意味を注記しない限り、又は説明から明らかな場合、「処理する」、「演算する」、「計算する」、「判断する」、「表示する」等の文言は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で物理的、電子的量として表されるデータを操作するとともに、コンピュータシステムのメモリ若しくはレジスタ又は他のそのような情報記憶、送信若しくは表示装置内で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又は類似の電子的計算装置の動作及び処理をいう。

また、本発明のソフトウェアの実施側面は通常、何らかの形式のプログラム記憶媒体で符号化され、又は何らかのタイプの伝送媒体上で実施される。プログラム記憶媒体は電磁的なもの（例えば、フロッピー（登録商標）ディスク又はハードドライブ）又は光学的なもの（例えば、コンパクトディスク読取り専用メモリ、即ち「ＣＤ ＲＯＭ」）であればよく、ＲＯＭであってもＲＡＭであってもよい。同様に、伝送媒体は拠り線対、同軸ケーブル、光ファイバ、又は何らかの他の適切な公知の伝送媒体であればよい。発明は所与の実施のこれらの側面によって限定されるものではない。

本発明が添付図面を参照してここに記載される。種々の構造、システム及び装置は、説明の便宜のため、及び当業者に周知の詳細事項によって本発明を分かりにくくしないようにするために模擬的に図示されている。それでもなお、添付図面は本発明の例示的実施例を記載し、説明するために含まれる。ここで使用される語句及び表現は、当業者によるそれらの語句及び表現の理解に従う意味を有するものと解釈されるものとする。その用語又は表現の矛盾ない使用によって示唆されることを意図する用語又は表現の特別な定義、即ち、当業者によって理解される通常の及び慣例に従う意味と異なる定義はない。用語又は表現が特別の意味、即ち、当業者によって理解されるもの以外の意味を有することを意図する限りは、そのような特別の定義は、直接的及び等価的に特別の定義をその用語又は表現に与える定義様式で明細書中に記載される。

図１に無線通信システム１００の一実施例を概略的に示す。図示する実施例では、無線通信システム１００は、ネットワークゲートウェイ１１０を介してアクセスできるネットワーク１０５を含む。ネットワーク１０５は有線及び／又は無線通信規格及び／又はプロトコルの任意の組合せに従って動作できる。代表的規格及び／又はプロトコルとして、公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）規格及び／又はプロトコル、ユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）規格及び／又はプロトコル、ＩＰネットワーク等がある。ネットワークゲートウェイ１１０を介してネットワーク１０５にアクセスし、及び／又はネットワークゲートウェイ１１０を介してネットワーク１０５から情報を提供するための技術は当技術では周知であり、説明の簡明化のため、本発明に関連するこれらの技術の側面のみをここで説明する。あるいは、ネットワークゲートウェイ１１０が迂回され（又は存在せず）、ネットワーク１０５が直接アクセスされてもよい。実施例のこのタイプはフラットＩＰ又は分散アーキテクチャをサポートするために使用できる。

無線通信システム１００は１以上の移動体１１５（１−３）に、それらがネットワークゲートウェイ１１０を介してネットワーク１０５にアクセスできるように無線接続を提供する。インデックス（１−３）は個々の移動体又は移動体のサブセットを示すのに使用される。しかし、インデックスは移動体を集合的に言及するときには省略される。この習慣は、各図面に示され、数字及び１以上の個別のインデックスによって示される他の要素にも適用される。代表的移動体１１５は携帯電話、パーソナルデータアシスタント、スマートフォン、ページャ、テキストメッセージングデバイス、グローバル測位システム（ＧＰＳ）デバイス、ネットワークインターフェイスカード、ノートブックコンピュータ、デスクトップコンピュータ等である。種々の代替実施例では、移動体１１５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又は複数のアンテナを含む。

１以上のコントローラ１２０は複数の無線ヘッド１２５と対応する複数のバックホールリンクによって通信可能に結合される。代替実施例では、バックホールリンクは有線リンク、無線リンク又はその組合せとして実施できる。各コントローラ１２０は複数の無線ヘッド１２５を用いる１以上の移動体１１５をサービングできる。当技術における共通的な使用に従って用いられるように、「サービング」という文言は、ダウンリンクを介して無線ヘッド１２５によって協働的に送信できる信号（又は信号を形成するのに使用できる情報）を各コントローラ１２０が生成できることを意味するものとして理解される。サービングコントローラ１２０はまた、複数の無線ヘッド１２５からの信号を受信し、これらの信号を合成し、及びサービングされる移動体１１５によって送信された信号を抽出することができる。一実施例では、各移動体１１５は信号コントローラ１２０によってサービングされる。一方、代替実施例では、複数のコントローラ１２０を使用して単一の移動体１１５をサービングすることができる。この詳細な説明では、「無線ヘッド」という文言はそれらが対しているアンテナと互換可能に使用される。無線ヘッドは多くの場合、アンテナを意味する。

無線ヘッド１２５はダウンリンクを介した移動体１１５への送信用にコントローラ１２０から信号を受信するように構成される。一実施例では、コントローラ１２０はこれらの信号を、無線ヘッド１２５にバックホールリンクを介して送信できる変調及び符号化されたアナログベースバンドの形式で提供することができる。あるいは、コントローラ１２０はオーバーサンプリングされたデジタルベースバンド信号を無線ヘッド１２５に提供できる。オーバーサンプリングされたデジタルベースバンド信号の例は、ナイキストレートよりも高いレートでサンプリングされ、最大量子化ノイズ要件を満足するのに必要な十分なビット数で量子化された同相及び直交（当業者には分かるようにＩ及びＱ）信号である。ＯＦＤＭＡシステムでは、これらのサンプリングレートは特定のＤＦＦＴ／ＩＤＦＦＴサンプリングレート以上（１０ＭＨｚＴＤＤ８０２.１６ｅ／ＷｉＭＡＸシステムに対して約１１.２ＭＨｚ）となり得る。拡散スペクトルシステムでは、Ｉ及びＱ信号は複数のチッピングレート（通常４又は８倍）でサンプリングされる。これらの信号は全チャネルの合成信号及び空中を介して伝送された情報であってもよいし、個々のＭＳ特有データ若しくは個々のチャネル特有データであってもよい。コントローラ１２０はまた、無線ヘッド１２５が情報の送信を同期できるように、信号に対応付けられたタイミング及び／又は位相情報を提供することができる。ここで以降に詳述されるように、タイミング及び／又は位相情報に従って無線ヘッド１２５によって送信される情報が移動体１１５でコヒーレントに受信できるようにタイミング及び／又は位相情報が選択される。コントローラ１２０は１以上のトラフィック及び／又はタイミング信号を無線ヘッド１２５に送信できる。１つの信号又はタイミング及びトラフィック信号のセットが無線ヘッド１２５で各アンテナに送信される。複数の信号が、無線ヘッド１２５がそのアンテナからの送信のためにそれらを適切に分離する態様で、個別に又は合成されて送信されてもよい。ここに記載されるコントローラ１２０と無線ヘッド１２５の調整された動作を「ネットワークワイド複数入力複数出力」動作という。

各コントローラ１２０はバックホールリンクによって無線ヘッド１２５の選択グループに通信可能に結合され、それは複数のレッグを有し得る。例えば、コントローラ１２０（２）は３本のレッグを有するバックホールリンクを介して無線ヘッド１２５（１−３）に通信可能に結合される。本開示の利益を受けた当業者であれば、コントローラ１２０は任意数の無線ヘッド１２５に結合され、この数量は異なるコントローラ１２０に対して変わり得ることが分かるはずである。コントローラ１２０は対応の無線ヘッド１２５を用いる１以上の移動体１１５のためのサービングエンティティとして挙動することができる。例えば、信号強度、信号品質及び／又は複素チャネルゲインの測定は無線ヘッド１２５と移動体１１５の間のエアインターフェイス上で実行できる。移動体１１５はこれらの信号強度、信号品質及び／又は複素チャネルゲインの測定値に基づいてサービングされる移動体のセットに追加され得る（又はそこから除去され得る）。各無線ヘッド１２５は２以上のコントローラ１２０に結合され、それゆえ、移動体１１５の分散に応じて１以上のサービングコントローラ１２０から信号を受信する。「複素チャネルゲイン」及び「複素チャネルゲイン及び位相」という文言は当技術における使用に従ってここでは互換可能に使用される。

無線ヘッド１２５はまたアップリンクを介して移動体１１５から信号を受信する。一実施例では、無線ヘッド１２５は従来のベースバンドデジタル処理装置を含まず、そのため無線ヘッド１２５はアップリンクを介して受信される信号の復調及び／又は復号を実行しない。従って、無線ヘッド１２５は受信アップリンク信号を、バックホールリンクにおける光学ファイバ又はダークファイバのようなブロードバンドトランスポートシステムを変調するのに使用される高い忠実度のアナログベースバンド信号に変換する無線周波数装置において実施される。あるいは、無線ヘッド１２５は、バックホール媒体（光キャリア等）を変調し、又はソネット系設備（即ち、光学媒体を介してデジタルコンテンツを移送するブロードバンド光学設備）を介してインターネットプロトコルを用いることによって、アップリンクを介して受信された信号からオーバーサンプリングされたデジタルベースバンド複合信号（例えば、幾つかのＭＳの合成受信信号、ベアラ及びパイロットの両方、制御信号、フィードバックチャネル、及び空中を介して伝送される他の任意の信号）を生成して、デジタル信号を保護する高解像度情報をコントローラ１２０に送信できる。コントローラ１２０は、チャネル推定アルゴリズム、ＭＭＳＥ、ＭＲＣ及び／又はＭＬＳＥのようなアルゴリズムを用いて、複数の無線ヘッド１２５からのトラフィック及びチャネル測定双方を含み得る受信信号を処理することができる。コントローラ１２０はバックホールリンクに対応付けられたタイミング情報を用いて無線ヘッド１２５から受信されたアップリンク信号をコヒーレントに合成し、その後、合成されたアップリンク信号を復調／復号して個々のＭＳ伝送データを抽出することができる。なお、図１は論理的な概観である。所与の実現例では、複数のエンティティが共に配置され、１つの物理エンティティに組み合わせられる。一例として、コントローラ１２０（２）は無線ヘッド１２５（２）と１つの物理エンティティに組み合わせられる。

バックホールリンクを介してコントローラ１２０と無線ヘッド１２５の間で伝送された信号は、無線ヘッド１２５へ／それによって送信及び／又は受信される信号のコヒーレントな合成を促進するために厳密に同期されるべきである。一実施例では、コントローラ１２０はバックホールリンクの異なるブランチ間の相対時間遅延を特定する。異なるバックホールリンクに対応付けられた相対時間遅延が知られて固定されるようにコントローラ１２０、無線ヘッド１２５及びバックホールリンクが構成されると、コントローラ１２０は構成情報に基づいて相対時間遅延を特定することができる。しかし、無線ヘッド１２５によって送信及び／又は受信される信号のコヒーレンスを要求することによって課される厳密なタイミング制限は相対時間遅延の動的決定を必要とする可能性がある。一実施例では、コントローラ１２０は、無線ヘッド１２５にタイミング信号を送信し、無線ヘッド１２５からエコーを受信し、それら（コントローラ）がタイミング信号を受信するときに無線ヘッド１２５によって送信された応答信号に基づいてコントローラ１２０と無線ヘッド１２５の間の往復遅延及び一方向遅延双方を特定することによって、バックホールリンクのレッグ間の相対時間遅延を動的に決定することができる。タイミング信号は移動体１１５との通信セッションの開始に応じて、及び／又は他の任意の時間に周期的に送信され得る。

あるいは、無線ヘッド１２５（及び／又はコントローラ１２０）はアップリンク上で受信される信号とともにタイミング情報を送信することができる。例えば、無線ヘッド１２５（及び／又はコントローラ１２０）は受信情報をコントローラ１２０（及び／又は無線ヘッド１２５）に転送する前に受信情報にタイムスタンプを添付する。タイムスタンプの値は、グローバル測位システム又はＩＥＥＥ１５８８のような他の同期方法によって与えられる基準時等のグローバル又はユニバーサル基準時に基づいて決定される。コントローラ１２０は複数の無線ヘッド１２５から受信された情報に添付されたタイムスタンプを用いて受信情報をコヒーレントに合成することができる。例えば、コントローラはタイムスタンプを使用して、異なる無線ヘッド１２５から受信されたデータストリームを、時間整列されたデータストリームがコヒーレントに合成されるように時間整列することができる。一実施例では、コントローラ１２０はまた、複数の無線ヘッド１２５から受信された情報に添付されたタイムスタンプをコントローラ１２０が情報を受信した時刻と比較して、バックホールリンクのレッグ間の相対時間遅延を特定することもできる。グローバル又はユニバーサル基準時がこの比較を実行するために使用されてもよい。これらの相対時間遅延はダウンリンクを介した情報の送信を調整するために使用することによって、低減又は無効化された干渉の送信情報が移動体１１５でコヒーレントに受信できる。

無線ヘッド１２５は複数のコントローラ１２０から受信された情報に添付されたタイムスタンプを用いて受信情報をコヒーレントに送信することができる。例えば、無線ヘッド１２５はタイムスタンプを使用して、異なるコントローラ１２０から受信されたデータストリームを、移動体１１５への送信の前に時間整列されたデータストリームがコヒーレントに合成されるように時間整列することができる。一実施例では、無線ヘッド１２５はまた、複数のコントローラ１２０から受信された情報に添付されたタイムスタンプを無線ヘッド１２５が情報を受信した時刻と比較して、バックホールリンクのレッグ間の相対時間遅延を特定することもできる。グローバル又はユニバーサル基準時がこの比較を実行するために使用されてもよい。送信情報がコントローラ１２０でより簡単にコヒーレントに合成されるように、これらの相対時間遅延を使用してダウンリンクを介した情報の送信を調整することができる。

図２は信号を複数の無線ヘッドからコヒーレントに送信する方法２００の一実施例を概略的に示す。方法２００は図１に示すコントローラ１２０のようなコントローラにおいて実施できる。各コントローラは１以上の無線ヘッドを用いて信号を選択されたグループの移動体に送信する。信号を送信するのに使用される無線ヘッドのセットは予め決定され、又はコントローラによってサービングされる各移動体に対して動的に選択され得る。例えば、各コントローラに接続された無線ヘッドの異なるサブセットが信号強度測定値、信号品質測定値及び／又は複素チャネルゲイン測定値に基づいて異なる移動体に情報を送信するように選択できる。コントローラは（２０５で）信号を送信するのに使用しようとする無線ヘッド各々とコントローラの間のバックホールリンク（又はバックホールリンクのレッグ）についての相対時間遅延を特定する。一実施例では、相対時間遅延は（２０５で）動的に、例えば、ここで説明される技術の実施例を用いて特定される。コントローラはまた（２１０で）、無効化又は最小化された他のユーザ信号の干渉とともに各移動体に向けられた信号が空中を介して移動体にコヒーレントに合成されて受信されるように、送信を調整するのに無線ヘッドによって（与えられたタイミング情報で）使用され得る複素チャネルゲイン及び位相情報を決定及び使用することもできる。

信号、タイミング並びに／又は複素チャネルゲイン及び位相情報は（２１５で）無線ヘッドにバックホールリンクを介して送信できる。一実施例では、コントローラは、無線ヘッド各々を介してコントローラによってサービングされる各無線ヘッド１２５の各アンテナを介して、移動体各々に対して信号、タイミング及び／又は位相情報を含む複合信号を構成することができる。バックホールを介して送信される複合信号は、アナログベースバンド信号及び／又は光キャリア若しくはデジタルキャリアシステムを変調するオーバーサンプリングされたデジタルベースバンド信号とすることができる。複合信号はその後（２１５で）適当な無線ヘッドに転送される。無線ヘッドは（２２０で）タイミング及び／又は位相情報を用いて１以上のコントローラから受信された信号を複合する。例えば、各無線ヘッドは、複数の移動体へのダウンリンクを介した送信に対応付けられた信号、タイミング及び／又は位相情報を含む複数のコントローラからの複合信号を受信する。従って、各無線ヘッドは（２２０で）対応付けられたタイミング及び／又は位相情報を用いて複合信号の各部分を合成し、他のユーザ干渉を同時に除去又は最小化する一方で、それらが他の無線ヘッドによって送信された信号に（移動体において）コヒーレントに合成されるように（２２０で）合成信号を送信する。一実施例では、タイミング及び／又は位相情報はまた（２２０で）合成信号を送信して干渉の無効化／最小化を与える。

図３は複数の無線ヘッドから受信された信号をコヒーレントに合成する方法３００の一実施例を概略的に示す。例示の実施例では、方法３００は図１に示したコントローラ１２０のようなコントローラにおいて実施できる。各コントローラは１以上の無線ヘッドに対応のセットのバックホールリンクによって通信可能に結合される。各無線ヘッドは１以上の移動体によってアップリンクを介して送信された信号を受信できる。各移動体からの信号を受信するのに使用される無線ヘッドのセットは予め決定され、又は信号強度測定値、信号品質測定値並びに／若しくは複素チャネルゲイン及び位相測定値に基づいて選択され得る。コントローラは（３０５で）コントローラと対応の無線ヘッドの各々の間のバックホールリンク（又はバックホールのレッグ）についての相対時間遅延を特定する。一実施例では、相対時間遅延は（３０５で）動的に、例えば、ここに記載される技術の実施例を用いて特定される。その後コントローラは（３１０）対応のバックホールリンクを介して無線ヘッドからの信号を受信する。一実施例では、受信信号は無線ヘッドによって復調又は復号されていないアナログベースバンド信号及び／又はオーバーサンプリングされたデジタルベースバンド信号である。

コントローラは（３１５で）、複数の無線ヘッドへのバックホールリンクに対応付けられたタイミング情報を用いて複数の無線ヘッドから受信された信号を合成できる。例えば、タイミング情報は無線ヘッドへの２以上のバックホールリンクの間の相対時間遅延を特定するのに使用できる。その後、相対時間遅延は、それらが（３１５で）同期されてコヒーレントに合成され、又はＭＭＳＥ、ＭＬＤ及び／若しくはＳＩＣ（連続干渉相殺）若しくはマルチユーザ検出（ＭＵＤ）のような他のアルゴリズムで処理されるように、受信信号の部分を時間整列及び／又は時間シフトするのに使用できる。コントローラはその後（３２０で）従来的な技術を用いて合成信号を復調及び／又は復号する。復調及び／又は復号された信号はその後、その最終的な宛先への送信のためにネットワークに送られる。

ここに記載される技術の実施例は、送信及び／又は受信された信号がコヒーレントに合成されないような調整されない態様で基地局が動作する従来の技術に対して多くの有利な効果を有する。これらの信号の厳密な同期及び（位相及び振幅のような）信号パラメータの高い正確性を提供することによって、ここに記載した技術の実施例は無線通信システムの容量、カバレッジ並びに／又はユーザスループット及びパフォーマンスを大幅に増加させることができる。幾つかの無線ヘッド及びそれらの対応の中央化コントローラをここに記載された態様で調整することによって、図１に示す無線通信システム１００が、コヒーレント合成及び移動体での干渉無効化／最小化を介して移動体に非常に高いダウンリンクデータレートを配信することも可能となる。調整された動作によって、無線通信システム１００がアップリンク用のネットワークでコヒーレント合成及び干渉無効化／最小化を介してネットワークで非常に高いデータレートを受信することも可能となる。そのような手法は大幅な（マグニチュードのオーダーの）容量ゲインをもたらす。例えば、無線通信システム１００の実施例はダウンリンクで１ギガビット／秒以上、アップリンクで１００メガビット／秒以上のデータ送信レートを達成することができる。

発明は、異なった態様であってもここでの教示の利益を受ける当業者に明らかな均等的な態様で修正及び実現されることができるので、上述した具体的な実施例は例示に過ぎない。さらに、以下の特許請求の範囲に記載されたもの以外に、ここに示した構成又は設計の詳細への限定は意図されていない。従って、上述した具体的な実施例は変更又は修正することができ、全てのそのような変形例が本発明の範囲及び精神の範疇であるとみなされることは明らかである。従って、権利保護範囲は以下の特許請求の範囲に見出される。

Claims (25)

1. 複数の無線ヘッドに対応付けられた複数のアンテナによる送信を調整する方法であって、
   コントローラにおいて、該コントローラと該複数の無線ヘッドの間の複数のバックホールリンクに対応付けられた少なくとも１つの相対時間遅延を特定するステップ、
   前記複数のバックホールリンクを介して第１の信号を示す情報を提供するステップ、及び
   前記複数のアンテナを用いた、前記複数の無線ヘッドによる前記第１の信号の調整された送信のために、前記複数の無線ヘッドによって送信された該第１の信号が、移動体においてコヒーレントに合成されるように、前記複数のバックホールリンクを介して、タイミング情報を提供するステップであって、該タイミング情報は前記少なくとも１つの相対時間遅延に基づいて特定されるものである、ステップ
   を備える方法。
2. 請求項１の方法において、前記少なくとも１つの相対時間遅延を特定するステップが、
   前記複数のバックホールリンクを介して複数の第１のタイミング信号を提供するステップ、及び
   前記複数の第１のタイミング信号に応じて、前記複数のバックホールリンクを介して受信された複数の第２のタイミング信号に基づいて前記少なくとも１つの相対時間遅延を特定するステップ
   からなる方法。
3. 請求項１の方法において、前記第１の信号を示す情報を提供するステップが、アナログベースバンド信号及びオーバーサンプリングされたデジタルベースバンド信号のうちの一方を提供するステップからなる、方法。
4. 請求項１の方法であって、前記第１の信号に対応付けられたゲイン又は位相情報を提供するステップを備え、該ゲイン又は位相情報は該第１の信号を送信するときに前記複数のアンテナによって使用される相対ゲイン又は位相を示すものである、方法。
5. 複数の無線ヘッドに対応付けられた複数のアンテナによる送信を調整する方法であって、
   前記複数の無線ヘッドのうちの１つにおいて、少なくとも１つのコントローラと前記複数の無線ヘッドの間の複数のバックホールリンクのうちの少なくとも１つを介して、第１の信号を示す情報を受信するステップ、
   前記複数の無線ヘッドのうちの前記１つにおいて、前記複数のバックホールリンクの前記少なくとも１つを介して、前記複数のバックホールリンクに対する少なくとも１つの相対時間遅延に基づいて特定されたタイミング情報を受信するステップ、及び
   前記提供されたタイミング情報によって示された時間に前記少なくとも１つのアンテナから、少なくとも１つの他の無線ヘッドによる第１の信号の送信とコヒーレントに第１の信号が、移動体において合成されるように、該第１の信号を送信するステップ
   を備える方法。
6. 請求項５の方法であって、
   前記複数のバックホールリンクの少なくとも１つを介して少なくとも１つの第１のタイミング信号を受信するステップ、及び
   前記少なくとも１つの第１のタイミング信号の受信に応じて、前記複数のバックホールリンクの前記少なくとも１つを介して少なくとも１つの第２のタイミング信号を提供するステップ
   を備える方法。
7. 請求項５の方法において、前記第１の信号を示す情報を受信するステップが、アナログベースバンド信号及びオーバーサンプリングされたデジタルベースバンド信号のうちの少なくとも一方を受信するステップからなり、さらに、前記第１の信号に対応付けられた位相情報を受信するステップを備え、前記第１の信号を送信するステップが、前記受信位相情報に基づいて前記第１の信号を送信するステップからなる方法。
8. 複数の無線ヘッドに対応付けられた複数のアンテナによって受信された情報を合成する方法であって、
   コントローラと前記複数の無線ヘッドの間の複数のバックホールリンクを介して、少なくとも１つの移動体によって送信されて前記複数のアンテナによって受信された少なくとも１つの第１の信号を示す情報を受信するステップ、及び
   前記複数のバックホールリンクに対応付けられたタイミング情報を用いて前記複数のバックホールリンクを介して受信された前記情報をコヒーレントに合成するステップであって、該タイミング情報は前記複数のバックホールリンクに対応付けられた少なくとも１つの相対時間遅延に基づいて特定されるものである、ステップ
   を備える方法。
9. 請求項８の方法であって、
   前記複数の無線ヘッドから前記複数のバックホールリンクを介してタイミング情報を受信するステップ、及び
   前記複数の無線ヘッドから受信された前記タイミング情報を用いて前記情報をコヒーレントに合成するステップ
   を備える方法。
10. 請求項８の方法であって、
    前記複数のバックホールリンクを介して前記複数の第１のタイミング信号を提供するステップ、及び
    前記複数の第１のタイミング信号に応じて、前記複数のバックホールリンクを介して受信された複数の第２のタイミング信号に基づいて前記情報をコヒーレントに合成するステップ
    を備える方法。
11. 複数のバックホールリンクを介して少なくとも１つのコントローラと通信する複数の無線ヘッドに対応付けられた複数のアンテナによって受信された情報を合成する方法であって、
    第１の無線ヘッドと前記少なくとも１つのコントローラの間の少なくとも１つのバックホールリンクを介して、前記複数のバックホールリンクを介して送信された複数の信号に基づいて決定されたタイミング情報を用いて、前記第１の無線ヘッドによって送信された情報と少なくとも１つの第２の無線ヘッドによって少なくとも１つのバックホールリンクを介して送信された情報とをコヒーレントに合成するために、前記第１の無線ヘッドに対応付けられた少なくとも１つのアンテナによって受信された少なくとも１つの第１の信号を示す情報を送信するステップであって、該タイミング情報は前記複数のバックホールリンクに対応付けられた少なくとも１つの相対時間遅延に基づいて特定されるものである、ステップ
    を備える方法。
12. 請求項１１の方法であって、
    前記送信情報に対応付けられたタイミング情報を提供するステップであって、前記提供されたタイミング情報を用いて、前記第１の無線ヘッドによって送信された情報と少なくとも１つの第２の無線ヘッドによって少なくとも１つのバックホールリンクを介して送信された情報とがコヒーレントに合成されることができるように、前記送信情報に対応付けられたタイミング情報を提供するステップ
    を備える方法。
13. 請求項１１の方法であって、
    前記バックホールリンクを介して第１のタイミング信号を受信するステップ、及び
    前記第１のタイミング信号に応じて前記バックホールリンクを介して第２のタイミング信号を提供するステップ
    を備える方法。
14. 複数の無線ヘッドに対応付けられた複数のアンテナによる送信を調整するよう構成されたコントローラであって、
    コントローラにおいて、該コントローラと該複数の無線ヘッドの間の複数のバックホールリンクに対応付けられた少なくとも１つの相対時間遅延を特定する手段、
    該複数のバックホールリンクを介して第１の信号を示す情報を提供する手段、及び
    前記複数のアンテナを用いた、前記複数の無線ヘッドによる前記第１の信号の調整された送信のために、前記複数の無線ヘッドによって送信された該第１の信号が、移動体においてコヒーレントに合成されるように、前記複数のバックホールリンクを介して、タイミング情報を提供する手段であって、該タイミング情報は前記少なくとも１つの相対時間遅延に基づいて特定されるものである、手段
    を備えるコントローラ。
15. コントローラと無線ヘッドの間のバックホールリンクを介して第１の信号を示す情報を受信する手段、
    該バックホールリンクを介して、該バックホールリンクと、前記コントローラと他の無線ヘッドとの間の他のバックホールリンクとの間の少なくとも１つの相対時間遅延に基づいて決定されたタイミング情報を受信する手段、及び
    前記第１の信号が、移動体においてコヒーレントに合成されるように、前記他の無線ヘッドによる該第１の信号の送信と調整して該第１の信号が送信されるように、前記供給されたタイミング情報によって示された時間に該第１の信号を送信する手段
    を備え、該送信する手段はアンテナを備える無線ヘッド。
16. 複数の無線ヘッドに対応付けられた複数のアンテナによって受信された情報を合成するためのコントローラを含む合成する手段であって、
    該コントローラと該複数の無線ヘッドの間の複数のバックホールリンクを介して、少なくとも１つの移動体によって送信され、前記複数のアンテナによって受信される少なくとも１つの第１の信号を示す情報を受信する手段、及び
    前記複数のバックホールリンクに対応付けられたタイミング情報を用いて、前記複数のバックホールリンクを介して受信した情報をコヒーレントに合成する手段であって、該タイミング情報は前記複数のバックホールリンクに対応付けられた少なくとも１つの相対時間遅延に基づいて特定されるものである、手段
    を備える合成する手段。
17. 複数のバックホールリンクを介して、少なくとも１つのコントローラと通信する複数の無線ヘッドに対応付けられた複数のアンテナによって受信された情報を合成する少なくとも１つのコントローラを備える手段であって、
    第１の無線ヘッドと該少なくとも１つのコントローラとの間の第１のバックホールリンクを介して、該第１の無線ヘッドに対応付けられた少なくとも１つのアンテナによって受信された少なくとも１つの第１の信号を示す情報を送信する手段、及び
    第１及び第２のバックホールリンクを介して送信された複数の信号に基づいて決定されたタイミング情報を用いることにより、前記第１の無線ヘッドにより送信された情報と、少なくとも１つの第２の無線ヘッドにより、第２のバックホールリンクを介して送信された情報とをコヒーレントに合成する手段であって、該タイミング情報は前記複数のバックホールリンクに対応付けられた少なくとも１つの相対時間遅延に基づいて特定されるものである、手段
    を備える手段。
18. 請求項１の方法において、前記コントローラは複数のコントローラのうちの１つであり、前記複数の無線ヘッドのうちの１つ又は２以上は、前記複数のコントローラのうちの１つよりも多くに対し通信可能に結合されている、方法。
19. 請求項５の方法において、前記少なくとも１つのコントローラは複数のコントローラを含み、前記複数の無線ヘッドのうちの１つ又は２以上は、前記複数のコントローラのうちの１つよりも多くに対し通信可能に結合されている、方法。
20. 請求項８の方法において、前記コントローラは複数のコントローラのうちの１つであり、前記複数の無線ヘッドのうちの１つ又は２以上は、前記複数のコントローラのうちの１つよりも多くに対し通信可能に結合されている、方法。
21. 請求項１１の方法において、前記少なくとも１つのコントローラは複数のコントローラを含み、前記複数の無線ヘッドのうちの１つ又は２以上は、前記複数のコントローラのうちの１つよりも多くに対し通信可能に結合されている、方法。
22. 請求項１４のコントローラにおいて、前記コントローラは複数のコントローラを含み、前記複数の無線ヘッドのうちの１つ又は２以上は、前記複数のコントローラのうちの１つよりも多くに対し通信可能に結合されている、コントローラ。
23. 請求項１５の無線ヘッドにおいて、前記コントローラは複数のコントローラを含み、前記無線ヘッドは、前記複数のコントローラのうちの１つよりも多くに対し通信可能に結合されている、無線ヘッド。
24. 請求項１６の合成する手段において、前記コントローラは複数のコントローラのうちの１つであり、前記複数の無線ヘッドのうちの１つ又は２以上は、前記複数のコントローラのうちの１つよりも多くに対し通信可能に結合されている、合成する手段。
25. 請求項１７の手段において、前記少なくとも１つのコントローラは複数のコントローラを含み、前記複数の無線ヘッドのうちの１つ又は２以上は、前記複数のコントローラのうちの１つよりも多くに対し通信可能に結合されている、手段。

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