JP5917469B2 - Ｓｄｍａビームによる直交リソースの再使用 - Google Patents

Ｓｄｍａビームによる直交リソースの再使用 Download PDF

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Description

関連技術
[米国特許法（352USC）第119条に基づく優先権主張]
本件出願は、参照により全体として本明細書に組込まれる、2006年4月20日付の「Adaptive Resource Reuse in SDMA Wireless Communication」という名称の米国仮出願60/794,001に基づいて優先権を主張するものである。
本件出願は、一般に無線通信に関連し、より詳細には、空間分割多元接続(SDMA)による無線通信システムにおけるリソースの割り当てに関するものである。
発明の背景
無線通信システムは、広く普及した手段の１つであって、世界の大多数の人々がこれを用いて通信をするようになってきた。無線通信デバイスは、消費者のニーズに対応しおよび可搬性と便宜性を改善するために、さらに小さく、さらにパワフルになってきた。消費者は、セルラ電話、携帯情報端末(PDA)および同様品のような無線通信デバイスについての多くの使用がサービスの信頼性の向上とカバレージエリアの拡大を求めていることに気がついている。
システムの伝送容量は、あるカバレージエリアの内にある通信デバイスに信頼できるサービスを提供するためのシステムの能力を制限する典型的な制約の１つである。無線通信システムは、システムの伝送容量の増加に寄与する様々な技術を利用している。
空間分割多元接続(SDMA)は、マルチプルアンテナ通信システムにおける実装可能な技術の１つである。SDMAは、より多数のデータ伝送端末または情報伝送端末をサポートするために、空間次元を利用する。SDMAは、端末の空間シグネチャを利用し、(理想的には)互いに直交する空間シグネチャをもつような各リンクの上でマルチプルのデータ伝送をスケジュールするものである。
無線通信システムは、様々な方法でSDMAを実装することができる。1つの方法は、ビームフォーミング（ビーム形成）またはそうでなければ指向性アンテナパターンを利用することである。しかしながら、ビームフォームまたはそうでなければ指向性アンテナを利用するSDMAでは、ビームとビームの間のエリアのカバレージが弱くなる、またはビームのオーバーラップによって干渉が増えるという問題が生じるおそれがある。
無線通信システムは、異なる空間方向の複数のビームを生成するために、マルチプルの全方向性アンテナを使用してビームフォーミングを実行することができる。本通信システムは、複数のビームを集合として配列し、各ビーム集合が所定のカバレージエリアで実質的に完全なカバレージを提供するように各ビーム集合を配列することができる。本通信システムは、実質的に相補的なカバレージエリアをサポートするために、第１のビーム集合からの主ビームが第2のビーム集合の弱いカバレージエリアにカバレージを提供するように、SDMAのマルチプルビームの集合を配列することができる。
本無線通信システムは、実質的に直交するリソースを各々のビーム集合に割り当てるまたはそうでなければ割り付ける。実質的に直交するリソースとは、例えば、時間、周波数、符号、および同様のもの、またはこれらの組み合わせであってよい。
本無線通信システムは、対応する干渉を増やすことなく、カバレージエリアの改善を実現するために、ビーム集合および実質的に直交するリソースの組み合わせを用いることにより通信リンクにリソースを割り当てる。例えば、本無線通信システムは、あるビーム集合からのビームおよび当該ビーム集合に対応する周波数またはその他の直交リソースを特定の通信リンクに割り当てることができる。
本件発明の態様は、無線通信システムにおけるリソースの再使用の方法を含んでいる。本方法は、端末情報を決定すること、その端末情報に基づいて複数のビーム集合から第１のビーム集合の第１のビームを決定すること―ここで前記第１のビーム集合の各ビームは複数のリソースのうちのリソースの部分集合に関連している―、およびリソースの前記部分集合の少なくともいくつかに関する前記第１のビーム集合の前記第１のビームを利用して信号を送信することを含む。
本件発明の態様は、無線通信システムにおけるリソースの再使用の方法を含んでいる。本方法は、複数の実質的に直交するリソースの少なくともいくつかを通して送信される複数の信号を受信すること、前記複数の信号に基づいて少なくとも１つの品質測定基準を決定すること、前記少なくとも１つの品質測定基準に基づいて基地局に通信を送信すること、およびビーム集合のビームに関連し、および前記ビーム集合に関連する前記複数の直交するリソースの部分集合にも関連する信号を受信することを含む。
本件発明の態様は、無線通信システムにおけるリソースの再使用の方法を含んでいる。本方法は、通信リンクをサポートする第1のビーム集合のビームを決定すること―ここで前記第1のビーム集合の各ビームはリソースに関連している―、前記第1のビーム集合の前記第1のビームの内で信号を送信すること、および前記第1のビーム集合の前記ビームから第2のビーム集合のビームに信号を移行させること―ここで第2のビーム集合の各ビームは前記第1のビーム集合に関連するリソースに実質的に直交するリソースに関連している―を含む。
本件発明の態様は、無線通信システムにおけるリソースの再使用の方法を含んでいる。本方法は、マルチプルの実質的に直交するリソースの上の信号を受信すること、前記実質的に直交する各々のリソースについて品質評価基準を決定すること、前記品質評価基準に基づいて基地局へ通信を送信すること、および前記通信に基づいて前記マルチプル直交リソースの少なくとも１つを利用してビームフォームされた信号を受信することを含む。
本件発明の態様は、1つまたはそれ以上の制御信号に基づいて複数のリソースの少なくとも1つを利用して送信信号を生成するように構成された送信機、複数のリソースの前記少なくとも１つを選択することを制御する前記送信機に前記1つまたはそれ以上の制御信号を生成するように構成されたリソースコントローラ、前記送信機および前記リソースコントローラに連結されおよび前記複数のリソースの前記少なくとも１つに関連する第1のビーム集合からの第1のビームへの前記送信信号を符号化するように構成された符号器、および前記符号器に連結されおよび前記符号化された送信信号を前記第1のビームにおいて放送するように構成された複数のアンテナ、を含む無線通信システムにおけるリソースの再使用をサポートするように構成された装置を含む。
本件発明の態様は、複数のビームフォームされた信号に対応する複数の信号を受信するように構成された受信機―ここで前記複数の信号は少なくとも２つの別のリソースに関連している―、対応するリソースに基づいて前記複数の信号の少なくとも一部を処理するように構成されおよび各リソースの受信された信号について少なくとも１つの品質測定基準を生成するように構成されたベースバンドプロセッサ、および、特定のリソースをサポートするように前記受信機およびベースバンドプロセッサを制御するように構成されたリソースコントローラ、を含む無線通信システムにおけるリソースの再使用をサポートするように構成された装置を含む。
本件発明の態様は、端末情報を決定するための手段、前記端末情報に基づいて複数のビーム集合からの第1のビーム集合の第1のビームを決定するための手段―ここにおいて前記第1のビーム集合の各ビームは複数のリソースのうちのリソースの部分集合に関連している―、およびリソースの前記部分集合の少なくともいくつかに関する前記第1のビーム集合の前記第1のビームを利用して信号を送信するための手段、を含む無線通信システムにおけるリソースの再使用をサポートするように構成された装置を含む。
本件発明の態様は、複数の実質的に直交するリソースの少なくともいくつかを通して送信される複数の信号を受信するための手段、前記複数の信号に基づいて少なくとも１つの品質評価基準を決定するための手段、前記少なくとも１つの品質評価基準に基づいて基地局に通信を送信するための手段、およびビーム集合のビームに関連し、および前記ビーム集合に関連する前記複数の直交リソースの部分集合にも関連する信号を受信するための手段、を含む無線通信システムにおけるリソースの再使用をサポートするように構成された装置を含む。
本件開示の実施形態の特徴、対象および利点は、図に関連して取り上げられるとき、以下の詳細な説明からより明白になるだろう。なお、図において、類似のエレメントは類似の参照数字を有している。
無線通信システムの実施形態の単純化された機能ブロック図。 マルチプルアクセス無線通信システムにおける送信機および受信機の実施形態の単純化された機能ブロック図。 SDMAビームにおけるリソースの再使用をサポートする送信機システムの実施形態の単純化された機能ブロック図。 SDMAビーム集合のためのビームパターンの実施形態の簡略図。 セクタ化されたSDMAビームの集合のためのビームパターンの実施形態の簡略図。 周波数再使用のSDMAの様々な特定の実施形態についてのユーザ・ジオメトリのグラフ。 SDMAビームにおけるリソースの再使用をサポートする受信機システムの実施形態の単純化された機能ブロック図。 図８Ａは、SDMAシステムにおけるリソースの再使用の方法の実施形態の単純化されたフローチャート。 図８Ｂは、SDMAシステムにおけるリソースの再使用の方法の実施形態の単純化されたフローチャート。 図８Ｃは、SDMAシステムにおけるリソースの再使用の方法の実施形態の単純化されたフローチャート。 SDMAビームにおけるリソースの再使用をサポートする送信機システムの実施形態の単純化された機能ブロック図。 SDMAビームにおけるリソースの再使用をサポートする受信機の実施形態の単純化された機能ブロック図。
詳細な説明
無線通信システムは、所定のカバレージエリアをサポートするように配置したマルチプルアンテナビームを供給することによりSDMAを実行することができる。本通信システムは、マルチプルの指向性アンテナ、ビームフォームまたはビームステアされたアンテナ、および同様のアンテナ、またはこれらの組み合わせとして、前記アンテナビームを実装することができる。本マルチプルアンテナビームは、所定のカバレージエリアをサポートするように形成することができる。所定のカバレージエリアは、実質的に全方向的なものであってもよいし、または、円形または六角形としてモデル化されるカバレージエリアのセクタのような限定的なものであってもよい。
マルチプルビームの各々は、所定のカバレージエリアの内の実質的に独立のエリアをサポートすることができる。さらに、ビームはビーム集合に関連づけることができる。ここで、各々のビーム集合は所定のカバレージエリアをサポートする。ビーム集合の各ビームは、あるビームにおける送信が同じビーム集合の中の隣接するビームにおける干渉に実質的に寄与しないという程度において、実質的に非オーバーラップである。複数のビーム集合は、第1のビーム集合からの主ビームが第2の集合からの1つまたはそれ以上の隣接ビームの境界の内で生じるように、配列することができる。このようにして、第1のビーム集合は、第2のビーム集合からのビームカバレージが弱いエリアに強いビームカバレージを提供する。ビーム集合は、複数の独立ビームである必要はないが、例えば、放送信号をビームステアするための送信信号の重みづけを用いて１つのビームがステアされる複数の異なるビーム軸であることはできる。
本無線通信システムはまた、各ビーム集合にリソースを関連づけることができる。各ビーム集合に関連づけられるリソースは、理想的には、他の任意のビーム集合に関連づけられる類似のリソースと実質的に直交するものである。直交するリソースの例は、周波数、時間、符号化、インタレース、および同様のもの、またはこれらの組み合わせを含むが、それらに限られるものではない。
本無線通信システムは、各々の通信リンクについて、サービスをしているビームおよび関連するビーム集合および直交リソースを決定することができる。本無線通信システムは、ある通信デバイスがビームのエッジの方向へ移動していることを決定することができる。例えば、前記通信デバイスは、1つまたはそれ以上の測定基準（metrics）、メッセージ、またはビーム集合のビーム内の位置に関係するその他の情報を報告するフィードバックまたはオーバーヘッドメッセージを出力することができる。
本無線通信システムは、関連する直交リソースを持っているビーム集合のビームのエッジから、現在のビームエッジとオーバーラップする主ローブを備えたビームを含む第2のビーム集合へ、通信リンクを移行させることができる。第2のビーム集合のビームは、異なる関連する直交リソースを持っている。本通信システムは、第1のビーム集合のビームおよび第1の直交リソースから、第2の直交リソースに関連する第2のビーム集合のビームへ通信リンクを移行させるものである。
1つの実施形態において、セルラ無線通信システムは、ビームフォームされた全方向性アンテナを使用して1つまたはそれ以上の基地局においてSDMAを実行することができる。セルラシステムの仮想のセクタ化を達成するために異なる空間方向の複数のビームを生成するために、ビームフォーミング技術を用いて、空間分割多元接続(SDMA)技術とともに全方向性アンテナを使用することができる。例えば、基地局は、１つのセルにおいて３ビームSDMAシステムを形成するために、0°、60°および120°およびそのミラーレスポンス180°、240°および300°においてピークのビーム利得を達成するために、マルチプルの全方向性アンテナを使用して複数のビームを生成することができる。
前記セルのカバレージエリアの上には一様なビームカバレージを持っていることが望ましい。しかしながら、2つのビームのオーバーラッピングエリアに位置する通信デバイスは、所望の信号電力に対して匹敵する電力を持っている他のビームから来る分離不能の干渉のせいで、非常に低い信号対干渉比(SINR)を経験することになる。したがって、そのような固定されたビームカバレージは、ビーム境界の近くに位置する無線デバイスにとっては理想的ではない。
本セルラ無線通信システムは、別のビーム集合からの隣接ビームのオーバーラップ部分に配置され、および隣接ビームの長軸の間の実質的中間部分に配置されるビーム利得のピークを有する1つまたはそれ以上の相補的なビーム集合を実装することができる。前記相補的なビーム集合の各々は、別のリソースに関連しており、ここで、各々のリソースは他のビーム集合に関連するリソースと実質的に直交的である。
図1は、マルチプルアクセス無線通信システム100の実施形態の単純化された機能ブロック図である。マルチプルアクセス無線通信システム100は、マルチプルセル、例えばセル102、104および106を含んでいる。図1の実施形態では、各セル102、104および106は、マルチプルセクタを含むアクセスポイント150を含んでいてもよい。
マルチプルセクタは、セルの一部のアクセス端末との通信に各々責任を持っているアンテナのグループによって形成される。セル102では、アンテナグループ112、114および116は、各々異なるセクタに対応する。例えば、セル102は3つのセクタ120a-102cに分割される。第１のアンテナ112は第１のセクタ102aのために働き、第2のアンテナ114は第2のセクタ102bのために働き、および第3のアンテナ116は第３のセクタ102cのために働く。セル104では、アンテナグループ118、120および122は、各々異なるセクタに対応する。セル106では、アンテナグループ124、126および128は、各々異なるセクタに対応する。
セルラシステムの仮想のセクタ化を達成するために異なる空間方向の複数のビームを生成するために、ビームフォーミング技術を用いて、空間分割多元接続(SDMA)技術とともに全方向性アンテナを使用することができる。例えば、基地局は、１つのセルにおいて３ビームSDMAシステムを形成するために、0°、60°および120°およびそのミラーレスポンス180°、240°および300°においてピークのビーム利得を達成するために、マルチプルの全方向性アンテナを使用して複数のビームを生成することができる。
各セルは、対応するアクセスポイントの1つまたはそれ以上のセクタと通信する数個のアクセス端末をサポートまたはそうでなければサーブするように構成される。例えば、アクセス端末130および132はアクセスポイント142と通信し、アクセス端末134および136はアクセスポイント144と通信し、およびアクセス端末138および140はアクセスポイント146と通信する。アクセスポイント142、144および146の各々は、2つのアクセス端末と通信するように図示されているが、各アクセスポイント142、144および146は、2つのアクセス端末との通信に限られるわけではなく、任意の数―その数は物理的制限かもしれないしまたは通信規格によって課せられる制限かもしれないが―までの数のアクセス端末をサポートすることができる。
本明細書において使用されているように、アクセスポイントは、端末と通信するために使用される固定局であってよく、また、基地局、ノードBまたは他のなんらかの語で呼ばれるものでもよく、またこれらのものの一部または全部の機能性を含むものであってもよい。アクセス端末(AT)もまた、ユーザ設備(UE)、ユーザ端末、無線通信デバイス、端末、モバイル端末、移動局または他のなんらかの語で呼ばれるものでもよく、またこれらのものの一部または全部の機能性を含むものであってもよい。
図2に示されるように、上記の実施形態は、送信(TX)プロセッサ220または260、プロセッサ230または270、およびメモリ232または272を利用して実装することができる。本プロセスは、任意のプロセッサ、コントローラまたは他の処理デバイスの上で実行されてよく、またソースコード、オブジェクトコードまたはその他のもののようなコンピュータ可読媒体内のコンピュータ可読命令として蓄積されてもよい。
図2は、マルチプルアクセス無線通信システム200における送信機および受信機の実施形態の単純化された機能ブロック図である。送信機システム210では、多数のデータストリームのためのトラフィックデータがデータソース212から送信(TX)データプロセッサ214に供給される。ある実施形態では、各データストリームはそれぞれの送信アンテナを通して送信される。TXデータプロセッサ214は、符号化されたデータを出力するために、各データストリームについて選択された特定の符号化スキームに基づいて、各データストリームのトラフィックデータを様式化し、符号化し、およびインタレースする。
TXデータプロセッサ214は、データストリームのシンボルが送信されているユーザの場所、およびデータシンボルを送信している送信元アンテナに基づいて、データストリームのシンボルにビームフォーミングの重みを適用するように構成することができる。
いくつかの実施形態では、ビームフォーミングの重みは、アクセスポイントおよびアクセス端末の間の伝送パスの状態を表すチャネル応答情報に基づいて生成されてもよい。チャネル応答情報は、ユーザによって提供されるCQI情報またはチャネル推定を利用して生成されてもよい。さらに、スケジュール送信の場合にあっては、TXデータプロセッサ214は、ユーザから送信されるランク情報に基づいてパケットフォーマットを選択することができる。
各々のデータストリームについて符号化されたデータは、OFDM技術を使用してパイロットデータによって多重化されてもよい。パイロットデータは、典型的には、既知のやり方で処理される既知のデータパターンであって、チャネル応答を推定するために受信機システムにおいて使用することができる。各データストリームについて多重化されたパイロットデータおよび符号化されたデータは、次に、変調シンボルを提供するために、そのデータストリームについて選択された特定の変調スキーム(例えばBPSK、QPSK、M-PSKまたはM-QAM)に基づいて変調が行われる(つまり、シンボルマップが行われる)。各データストリームについてのデータレート、符号化および変調は、プロセッサ230によって提供される命令によって決定されてよい。いくつかの実施形態では、並列の空間ストリームの数は、ユーザから送信されるランク情報によって変えられてもよい。
すべてのデータストリームについての変調シンボルは、次にTX MIMOプロセッサ220に供給される。TX MIMOプロセッサ220は(例えばOFDMのために)変調シンボルをさらに処理してもよい。TX MIMOプロセッサ220は、次にNTシンボルストリームをNT送信機(TMTR) 222a-222tに供給する。ある実施形態では、TX MIMOプロセッサ220は、データストリームのシンボルが送信されている送信先のユーザ、およびそのシンボルがそのユーザチャネル応答情報から送信されている送信元アンテナに基づいて、そのシンボルにビームフォーミングの重みを適用する。
各送信機222a-222tは、1つまたはそれ以上のアナログ信号を供給するために、それぞれのシンボルストリームを受信および処理し、さらにMIMOチャネル上の送信に適した変調信号を供給するために、前記アナログ信号を調整（例えば、増幅、フィルタリング、アップコンバート)する。送信機222a-222tからのNT変調信号は、次にNTアンテナ224a-224tからそれぞれ送信される。
受信機システム250では、送信された変調信号がNRアンテナ252a-252rによって受信され、および、各アンテナ252から受信された信号はそれぞれの受信機(RCVR)254に供給される。各受信機254は、それぞれの受信信号を調整(例えばフィルタリング、増幅、およびダウンコンバート)し、調整された信号をデジタル化してサンプルを出力し、およびさらにそのサンプルを処理して対応する「受信された」シンボルストリームを出力する。
RXデータプロセッサ260は、次に、「検知された」シンボルストリームのランク番号を提供するために、特定の受信機処理技術に基づいてNR受信機254からのNR受信シンボルストリームを受信および処理する。RXデータプロセッサ260による処理は、下記においてさらに詳細に説明される。検知されたシンボルストリームの各々は、対応するデータストリームに係る送信された変調シンボルの推定であるシンボルを含んでいる。RXデータプロセッサ260は、次に、データストリームに係るトラフィックデータを回復するために、各々の検知されたシンボルストリームを復調し、逆インタレースし、および解読する。RXデータプロセッサ260による処理は、送信機システム210においてTX MIMOプロセッサ220およびTXデータプロセッサ214によって行なわれた処理に対して相補的である。
送信機システム210では、受信機システム250からの変調信号がアンテナ224によって受信され、受信機222によって調整され、復調器240によって復調され、および、RXデータプロセッサ242によって処理され、その結果、受信機システムによって報告されたCQIが再生される。報告されたCQIは、次に、プロセッサ230に提供され、(1)データストリームのために使用されるデータレートおよび符号化および変調スキームの決定、および(2)TXデータプロセッサ214およびTX MIMOプロセッサ220のための様々なコントロールの生成のために使用される。
図3は、SDMAビームにおけるリソースの再使用をサポートする送信機システム300の実施形態の単純化された機能ブロック図である。図3の送信機システム300は、例えば、図2の送信機システムまたは図1の無線通信システムの基地局または加入者局の中の送信機システムの実施形態になりえる。
送信機システム300は、データまたは情報に基づいて1つまたはそれ以上のRF信号ストリームを生成するように構成された送信機310を含んでいる。送信機310は、1つまたはそれ以上のベースバンド信号ストリームを受信し、前記1つまたはそれ以上のベースバンド信号ストリームを1つまたはそれ以上のRF信号ストリームに処理するように構成することができる。例えば、送信機310は、1つまたはそれ以上のベースバンド信号ストリームに基づいて1つまたはそれ以上のOFDMシンボルを生成するように構成することができる。また、シンボル内の少なくとも1つのOFDMサブキャリヤは、特定の通信リンクをサポートするように構成することができる。送信機310は、1つまたはそれ以上のOFDMシンボルを関連するRF動作バンドに変換する。
送信機310は、1つまたはそれ以上の実質的に直交するリソースのためのサポートを含んでいる。送信機310は、制御入力に供給される1つまたはそれ以上の信号に基づいて1つまたはそれ以上の実質的に直交するリソースを選択的に利用するために、特定の通信リンクをサポートする信号ストリームを処理するように構成することができる。
送信機310は、マルチプルアンテナ3401-340Nを使用してRF信号をビームフォームするように構成されたビームフォーミング符号器320に出力RF信号を接続する。マルチプルアンテナ3401-340Nは、実質的に類似のアンテナのアレイであってよく、またはマルチプルの異なるアンテナタイプを含むことができる。ここで、各アンテナタイプは別のアンテナパターンを提供する。例えば、アンテナ3401-340Nは、マルチプルの全方向性アンテナの配置であってよい。他の例では、アンテナ3401-340Nは、指向性アンテナの配列、または1つまたはそれ以上の指向性アンテナを1つまたはそれ以上の全方向性アンテナに組み合わせたものであってもよい。
タイミングおよび同期モジュール350は、送信機システム300の内部にイベントタイミングを制御するためのタイミング信号を供給するように構成される。タイミングおよび同期モジュール350は、例えば、クロックソースおよび、当該クロックソースを外部の時間基準に同期させる制御ループを含むことができる。例えば、タイミングおよび同期モジュール350は、送信機システム310によって生成されたOFDMシンボルをシステム時間に同期させるように構成することができる。さらに、送信機システム300によって生成されたOFDMシンボルは、スロット、フレームまたは他のある配列の集合に配列することができる。また、タイミングおよび同期モジュール350は、シンボルの各配列のために同期を維持することができる。
リソースコントローラ360は、各通信リンクについてのビーム集合および関連リソースを制御する1つまたはそれ以上の制御信号を生成するように構成することができる。リソースコントローラ360は、マルチプルアンテナ3401-340Nを使用して信号のストリームをビームフォームするために使用されるベクトル値を持つビームフォーミング・コードブック362を含むことができる。例えば、ビームフォーミング・コードブック362は、複合重み（complex weights）のベクトルを含むことができる。ここで、ベクトルの各々の複合重みは、対応するアンテナのために信号に重みづけをするものである。例として、ビームフォーミング・コードブック362は、固体メモリのような1つまたはそれ以上の記憶デバイスを含むことができる。
ビームフォーミング符号器320は、ビームフォーミング・コードブック362からの適切な重みベクトルを用いて信号ストリームの各サンプルに重みを加える。ビームフォーミング符号器320は、例えば、N並列信号パスのために、送信機310からの信号をN個のコピーにスプリットするように構成される信号スプリッタを含むことができる。ここで、Nはアンテナ3401-340Nの数を表わす。ビームフォーミング符号器320は、送信機信号にビームフォーミング・コードブック362のベクトルからの重みを掛ける演算をするマルチプライヤまたはスケーラを各アンテナ信号パスに備えることができる。
ビームフォーミング符号器320は、時間領域信号表現または周波数領域表現にビームフォーミングの重みを適用することができる。さらに、図3のビームフォーミング符号器320は、送信機310の出力の上で作動するが、他の実施形態では、ビームフォーミング符号器320は、送信機310に統合することができ、RFへの周波数変換に先立ってベースバンド信号の上で作動することができる。
リソースコントローラ360は、ビームフォーミング・コードブック362からのどのベクトルが特定のサンプルに適合するかを決定し、そのベクトルをビームフォーミング符号器320に供給する。リソースコントローラ360またはビームフォーミング符号器320は、ベクトルのタイミングを適切な信号サンプルに整列させるために、タイミングおよび同期モジュール350からの基準信号を使用することができる。
リソースコントローラ360は、所定のビーム集合にしたがってビームフォーミング・コードブック362中のビームフォーミングのベクトルを編成するまたはそうでなければ追跡することができる。各ビーム集合は、所定のカバレージエリアをサポートするための十分な数のビームを含むことができ、またビーム集合のビームを形成するために使用されるビームフォーミングのベクトルに対応する。各ビーム集合は、ビーム集合がカバレージエリアの中で実質的に同じカバレージを提供しないようにして、他のビーム集合に対して実質的に相補的であるように構成することができる。
1つの実施形態では、第1のビーム集合からのビームの長軸は、少なくとも1つの他のビーム集合からの隣接するビームの長軸の間の実質的な中間にある。例えば、2つのビーム集合を持っているある実施形態において、第1のビーム集合からのビームの長軸は、第2のビーム集合からの2つの隣接するビームの長軸の間の実質的に中途の位置にある。同様に、3つのビーム集合を持っている実施形態では、第1のビーム集合からのビームの長軸は、隣接するビームの長軸の間の実質的に中間にある。ここにおいて、隣接するビームの１つは第2のビーム集合からのもので、もう１つは第3のビーム集合からのものである。様々なビーム集合のビームの場所は、任意の数のビーム集合についても同様に決定することができる。
各ビーム集合は、1つまたはそれ以上の直交リソースに関連している。ここにおいて、直交という用語は、ビーム集合に関連するリソースの文脈では、実質的に直交および準直交を含む。直交リソースは、周波数、時間、符号、および同様のもの、またはこれらのもののある組み合わせを含むことができるが、それらに限られない。
上で説明されたように、あるビーム集合からのあるビームの長軸は、典型的に、別のビーム集合のヌルまたはそうでなければ弱いカバレージエリアの中にあるように位置づけられる。あるビーム集合の隣接するビームの間のヌルを占めるビームの数は、ビーム集合の数に等しいかまたはそれ未満であって、その数はリソースの再使用の割合に直接関係する。一般に、再使用率は、異なるビーム集合の数の逆数であって、ビーム集合の数がKの場合、1/Kに等しい。
図4は、マルチプルSDMAビーム集合400に係るアンテナパターンの実施形態の簡略図である。マルチプルSDMAビーム400は、2つの相補的なビーム集合を含んでいる。これら２つのビーム集合の各々は、実質的に円形のカバレージエリアをサポートするために６つの主ビーム軸を持っている。
第1のビーム集合は、概ね0、60、120、180、240および300度において長軸を持っているビーム4201-4206を含んでいる。第2のビーム集合は、概ね30、90、150、210、270および330度において長軸を持っているビーム4101-4106を含んでいる。各ビーム集合は、実質的に直交するリソースに関連している。この2つのビーム集合は、1/2のリソースの再使用を提供する。例えば、第1のビーム集合は第1の周波数F1に関連するものとして図示され、第2のビーム集合は、第２の周波数F2に関連するものとして図示されている。周波数F1およびF2は、周波数または周波数バンドを表わすことができる。例えば、周波数F1およびF2は、ある標本抽出率および積分期間において実質的に直交するサブキャリヤ周波数の２つの別の集合を表わすことができる。
ビームおよびビーム集合は、事実上いかなるカバレージエリアでもサポートできるように形成することができる。そのカバレージエリアは基地局によってサポートされる全体のカバレージエリアと一致する必要はない。図5は、セクタ化されたSDMAビーム集合のためのビームパターンの実施形態の簡略図500である。
図5の実施形態では、2つのビーム集合S1およびS2は、基地局によってサポートされる全体のカバレージエリアのあるセクタであることができるカバレージエリアをサポートするように形成されている。本セクタは、第１のセクタ境界502および第2のセクタ境界504によって概ね区切られている。典型的なセクタ化されたカバレージエリアにおいて、第１のセクタ境界502および第2のセクタ境界504は、概ね120度のカバレージエリアに広がっている。
第1のビーム集合S1は、本セクタをサポートする第1および第2ビーム5101および5102を含んでいる。第2のビーム集合S2は、本セクタをサポートし、かつ第1のビーム集合のビームを補うために位置する第1および第2ビーム5201および5202を含んでいる。
図3に関し、リソースコントローラ360は、特定の通信リンクに関連するビーム集合およびビームを追跡するように構成されるビーム集合コントローラ364を含んでいる。ビーム集合コントローラ364は、アクティブビーム集合に対応する適切なコードブックのベクトルが特定の通信リンクに使用されることを保証する。さらに、ビーム集合コントローラ364は、ビーム集合に関連する1つまたはそれ以上の直交リソースと関係する1つまたはそれ以上のパラメータを制御する。
1つの実施形態では、ビーム集合に関連する直交リソースは、周波数である。送信機310は、第1のビーム集合をサポートしているとき、サブキャリヤの第1の集合によってOFDMシンボルを生成するように構成することができ、かつシンボル時間およびデータレートに基づいて、サブキャリヤの第1の集合と実質的に直交するサブキャリヤの第2の集合を使用してOFDMシンボルを生成するように構成することができる。ビーム集合コントローラ364は、送信機310がOFDMシンボルを、通信リンクのためのアクティブビーム集合に少なくとも部分的には依存するRF周波数に周波数変換するように制御するように構成することができる。代替的に、送信機310は、2つの直交OFDMシンボル―各々は別のビーム集合に対応する―を生成するように構成し、およびビーム集合コントローラ364は、通信リンクに関連するアクティブビーム集合に基づいてOFDMシンボルの1つに選択的に場所を占めるように制御するように構成することができる。
直交リソースが時間である場合、ビーム集合コントローラ364は、データサンプルに関連するアクティブビーム集合に依存して、送信機310がデータサンプルのための出力信号を生成する時間を制御するように構成することができる。同様に、直交リソースが符号である場合、ビーム集合コントローラ364は、データサンプルに割り付けられたアクティブビーム集合に基づいて、特定のデータサンプルを符号化するために、送信機310が複数の直交符号のどの符号を使用するかを制御することができる。
送信機310は、各ビーム集合の各ビームについて、異なるパイロット信号を生成するように構成することができる。他の実施形態では、送信機は、特定のビーム集合のマルチビームの間で共有される１つのパイロット信号を生成するように構成することができる。ビームフォーミング・コードブック362は、パイロット信号を適切なビームにビームフォームするのに使用されるビームフォーミングベクトルを送信機310を提供する、またはそうでなければアクセス可能とするように構成することができる。ビームフォーミングのベクトルはまた、パイロット信号がビームのどれを占めるかを識別するために、パイロット信号に追加の重みを適用することができる。追加の重みは、例えば、各ビームに関連する別の複合重みであってもよい。別の実施形態では、ビーム集合コントローラ364は、パイロット信号が源を発するビームの識別を可能とするために、パイロット信号のさらなる処理を導入するように送信機310を制御することができる。さらなる処理とは、例えば、回転、時間遅延、結合、またはその他のある処理、または処理の組み合わせであってよい。他の実施形態では、各アンテナは、異なるパイロット信号を生成するように構成することができる。
送信機システム300はまた、加入者局のような通報受端デバイスから空間情報を受信するように構成された受信機330を含んでいる。受信機330は、別の受信アンテナ332に連結されているものとして図示されている。しかしながら、他の実施形態では、受信機330は、送信信号をビームフォーミングする際に使用されるアンテナ3401-340Nの部分または全部を利用することができる。
受信機330は、送信機システム300のカバレージエリア内のサポートされたデバイスの各々からの通信を受信することができる。その通信は、デバイスが存在するビームを示し、かつビーム内の位置のなんらかの表示を提供することができる。その通信は、その情報を直接提供する必要はないが、受信機330がビームおよびビーム内の場所を決定するために使用するメッセージ、測定基準、またはパラメータを提供してもよい。例えば、デバイスは、受信されたパイロット信号に基づいて、ビームアイデンティティの表示を通信することができ、また、ビームエッジへの接近を一般に表す信号品質測定基準を提供することができる。
受信機330は、ビーム集合のハンドオフを始めるべきかどうかを決定するために受信された通信を処理することができる。代替的に、受信機330は、受信された通信をリソースコントローラ360につなぐことができる。また、リソースコントローラは、前記デバイスについてビーム集合のハンドオフを始めるべきかどうかを決定することができる。
図6は、周波数再使用SDMAの特定の実施形態についてのユーザ・ジオメトリ（user geometry）のグラフ600である。グラフ600は、無再使用610の固定ビームSDMAとの比較で、1/2再使用620および1/3再使用630のSDMAの場合の改善されたユーザ・ジオメトリ(長期SINR)を例示するものである。アンテナ素子に依存して、3〜5dBのオーダーの利得を見ることができる。ユーザ・ジオメトリをさらに改善するために、異なるセルについて、周波数再使用の集合へのマッピング、つまり{Si}→{Fi}のマッピングの順序をローテーションすることができる。したがって、2つの隣接セルについて、異なる方向の２つの異なるビーム集合が同じ周波数集合Fiの上で使用される。この配置は、近隣のセルからのビームからの直接対決の干渉を回避することができ、最悪のユーザのジオメトリを改善することができる。
ビーム集合に関連する直交リソースとして時間または符号を利用するある再使用の実施形態は、隣接するセルまたは基地局のカバレージエリアの時間間隔または符号もまた適切な次元で互いに直交するように、近隣のセルまたはカバレージエリアのビーム集合のローテーションを実行することができる。同様に、リソースを直交させる組み合わせを利用する再使用の実施形態は、隣接するカバレージエリアにおいて同様のリソースのオーバーラップを制限することができる。
周波数再使用システムにおけるビームハンドオフのオペレーションの一例として、図3の送信機システム300は、図1の無線通信システムの基地局の中に実装することができる。送信機システム300は、2つの別の相補的ビーム集合の内で信号を生成するように構成することができる。送信機システム300は、そのビーム集合について直交リソースとして周波数を実装することができる。さらに、送信機システム300は、ビーム集合の各ビームにおいて少なくとも1つのパイロット信号を送信することができ、また、ビーム中のパイロット信号は、それがどのビームに対応するか識別することができる。
送信機システム300のカバレージエリア内の加入者局のような通報受端デバイスは、パイロット信号を受信し、それが存するビームおよび対応するビーム集合がどれであるか決定する。通報受端デバイスの中の受信機システムのオペレーションは、図7に関してさらに詳細に説明される。
通報受端デバイスは、ビーム集合、ビームおよびビーム内の信号品質を表す通信を生成し、送信機システム300に送信することができる。通報受端デバイスは、例えば、1つまたはそれ以上のビームおよび関連するビーム集合についての通信内の信号品質測定基準を送信することができる。送信機システム300の受信機330は、通報受端デバイスからの通信を受信し、通報受端デバイスが位置づけられる好ましいビームおよび関連するビーム集合を決定する。好ましいビームとは、例えば、通報受端デバイスが最良の受信信号品質を経験するビームおよび関連ビーム集合であってよい。
受信機330は、ビームおよびビーム集合の情報をリソースコントローラ360に報告する。ビーム集合コントローラ364は、適切なビーム集合のために送信機310を構成するために、送信機310に提供する適切なリソース制御信号を決定する。リソースコントローラ360は、通報受端デバイスに向けられる信号を符号化するために、ビームフォーミング・コードブック362からベクトルまたは他の適切なコードブックの記載項目を選択する。
ビームフォーミング符号器320は、マルチプルアンテナ3401-340Nを使用して通信をビームフォームするために、適切なコードブックの記載項目を使用して通報受端デバイスに向けられる信号を符号化する。
受信機330は、通報受端デバイスへの通信を別のビームおよび関連するビーム集合へハンドオフすべきかどうかを決定するために、通報受端デバイスからの通信をモニタする。受信機330は、例えば1つまたはそれ以上のビームに対応する信号品測定基準を比較することができる。受信機330は、その比較に基づいてビームハンドオフを始めるべきかどうかを決定することができる。例えば、隣接するビームについての信号品質測定基準が所定のハンドオフ閾値と同等またはそれ以上の量により現在のサービングビームの信号品質測定基準を上回る場合、受信機330は、ビームハンドオフを始めることができる。様々なビーム集合が相補的に構成されることの典型的結果として、ビームハンドオフが生じるときビーム集合のハンドオフが生じる。
リソースコントローラ360は、送信機310がビームのハンドオフをスケジュールし、およびビームのハンドオフに関する詳細を通報受端デバイスに伝えることができるように、切迫したビームハンドオフを送信機310に伝えることによりビームハンドオフを始めることができる。送信機310は、例えば、ビームハンドオフのために、タイミングおよびビームのリソースを通信することができる。一例として、送信機310は、フレーム境界のような所定のタイミング境界において、ビームのハンドオフを実行することができる。送信機310は、ビームハンドオフが生じるフレーム境界を通信する。また、送信機310は、周波数、タイミング、符号、または、通信が渡されているビーム集合に関連する他のリソースに通信する。
図7は、SDMAビームの中でリソースの再使用をサポートする受信機システム700の実施形態の単純化された機能ブロック図である。受信機システム700は、例えば、図1の加入者局の中に実装することができる。受信機システム700は、マルチプルビーム集合にサポートされたカバレージエリアの1つまたはそれ以上のビーム集合をモニタするように構成される。受信機システム700は、受信機システム700との通信リンクをサポートすることができる1つまたはそれ以上のビーム集合の中の1つまたはそれ以上のビームを表す送信機システムに通信を送信するように構成されている。
受信機システム700は、1つまたはそれ以上のビームフォームされた信号をアンテナ702で受信するように構成された受信機710を含んでいる。受信機710は、受信信号をフィルタリングし、増幅し、およびベースバンド信号に周波数変換する。
受信機710は、受信機710を受信信号に同期させるのを助けるために、タイミングおよび同期モジュール730から1つまたはそれ以上のタイミングおよび同期信号を受信することができる。例えば、受信機システム700および対応する送信機システムの間の通信は、時分割二重(TDD)または時分割多重(TDM)通信として実行されてよい。また、タイミングおよび同期モジュール730は、システム時間に関する受信機システム300のタイミングを維持するために作動することができる。
受信機710はまた、マルチプルビーム集合に対応するマルチプルビームからの信号を受信および処理するように構成することができる。１つのアクティブビームおよび1つまたはそれ以上の候補ビーム―これらは1つまたはそれ以上の代替ビーム集合に関連するものであってよい―について、受信機システム700が信号測定基準または他のなんらかの信号品質情報を報告することができるように、受信機710は受信信号のすべてを処理することができる。
受信機システム700は、ビーム集合／リソースコントローラ740を含んでいる。ビーム集合／リソースコントローラ740は、受信機710がマルチプルビーム集合上の信号を受信および処理できるように受信機710を制御するように構成されている。
例えば、ビーム集合／リソースコントローラ740は、周波数、タイミングまたは他のあるリソースまたはマルチプルビーム集合に関連するリソースの組み合わせを追跡することができる。ビーム集合／リソースコントローラ740は、ビーム集合のリソースの各々にしたがって受信信号を処理するように受信機710を構成する。ビーム集合／リソースコントローラ740は、異なるリソースに対応する異なるビーム集合を連続してまたは同時に―連続か同時かはビーム集合を異ならせるリソースに依存する―処理する受信機710を制御するように構成することができる。例えば、ビーム集合／リソースコントローラ740は、ビーム集合に関連するリソースが別の時間である場合、別のビーム集合からの受信信号を連続して処理するように受信機710を制御することができる。ビーム集合に関連するリソースが周波数または符号である場合、ビーム集合／リソースコントローラ740は、別のビーム集合からの受信信号を同時に処理するように受信機710を制御することができる。もちろん、異なるビーム集合からの信号を同時に処理することができるとしても、ビーム集合／リソースコントローラ740が受信信号を連続して処理するように受信機710を制御することもできる。
受信機710は、さらなる処理のために、受信信号の処理から生じるベースバンド信号をベースバンドプロセッサ720に連結する。ベースバンドプロセッサ720は、基礎的なデータまたは情報を回復するためにアクティブ通信リンクからの受信信号を処理するように構成することができる。ベースバンドプロセッサ720は、当該データおよび情報を適切な通報受端デバイスの出力ポート（図示されていない）に連結するように構成することができる。
ベースバンドプロセッサ720はまた、様々なビームおよびビーム集合の測定基準または品質アセスメントを持っている送信機システムへ通信を生成するように構成することができる。ベースバンドプロセッサ720は、例えば、パイロットプロセッサ722およびビーム品質モジュール724を含むことができる。
パイロットプロセッサ722は、マルチプルビーム集合にしたがってマルチプルビームのパイロット信号を処理するように構成することができる。パイロットプロセッサ722は、処理されたパイロット信号に基づいて品質測定基準を生成するように構成することができる、またはパイロット情報をビーム品質モジュール724に連結することができる。ここで、ビーム品質測定基準はアクティブビームおよび1つまたはそれ以上の候補ビームのために生成される。候補ビームは、例えば、受信機システム700がハンドオフの可能性のためにモニタするアクティブビームに隣接するビームであってよい。
パイロットプロセッサ722はまた、ビームの各々に対応するチャネルの推定（estimate）を決定してもよく、また、各ビームのチャネルを表す送信機システムへのメッセージを生成してもよい。パイロットプロセッサ722はまた、親ビーム（originating beam）についての知識を実質的に備えていないパイロット信号を処理し、および受信パイロット信号に関係する測定基準を送信機に報告するように構成することもできる。送信機システムは、報告されたパイロット測定基準に基づいて適切なビームを決定することができ、また適切なビーム集合およびビームを選択してもよい。
ビーム品質モジュール724は、例えばパイロット処理結果に基づいてビーム品質測定基準を決定することができる。ビーム品質モジュール724は、代替的にまたは追加的に、マルチプル受信ビームにおける信号品質に基づいてビーム品質測定基準を決定することができる。様々な信号品質測定基準は、例えば、マルチプルビーム集合に対応することができる。ここで、各ビームは少なくとも1つの別のリソースに関連している。信号品質測定基準は、例えば、受信信号強度表示、信号対雑音比、シンボルエラーレート、および同様のもの、または他の信号品質測定基準または信号品質測定基準の組み合わせを含むことができる。
ベースバンドプロセッサ720は、ビーム品質を表す送信機システムへの通信を生成するために、パイロットプロセッサ722およびビーム品質モジュール724からの情報を利用することができる。ある実施形態では、ベースバンドプロセッサ720は、パイロットプロセッサ722およびビーム質モジュール724から受信されたすべての情報を含む通信を生成することができる。別の実施形態では、ベースバンドプロセッサ720は、好ましいビームおよびビーム集合を識別する通信を生成することができる。別の実施形態では、ベースバンドプロセッサ720は、好ましいコードブックの記載項目または好ましいビーム重みを識別する通信を生成することができる。
ベースバンドプロセッサ720は、通信を送信機750に連結する。送信機750は、送信機システムへの送信のための通信を処理する。送信機750は、例えば、通信をRFバンドにアップコンバートし、その通信を適切な電波送信インタフェイスフォーマットへと処理することができる。
図8A-8Cは、SDMAシステムにおけるリソースの再使用の方法の実施形態の単純化されたフローチャートである。図8Aおよび8Bは、送信機システムにおいて実装できるリソースの再使用の方法を例示し、また、図8Cは、受信機システム内で実装できるリソースの再使用の方法を例示する。
図8Aは、本明細書において示される1つまたはそれ以上の実施形態に適合する無線通信環境中のビームにユーザデバイスを割り当てる方法800の実施形態のフローチャートである。ユーザデバイスおよび基地局または他のある端末情報の間の空間関係が決定される(ブロック810)。ユーザデバイスの場所は、基地局およびユーザデバイスのペアの空間信号に基づいて決定することができる。代替的に、ユーザデバイスは、ユーザデバイスの場所を決定できるGPS（Global Positioning System)を含むことができる。ユーザのための適切なビームは、次に、端末情報に基づいて、選択またはそうでなければ決定される。この端末情報は、端末の位置または場所を含むことができる(ブロック812)。
ある態様では、適切なビームは、ユーザ・ポジショニングに基づいて選択されている。他の態様では、ブロック810および812の双方は、使用するべきビームを示すユーザからの情報に反応する単一のブロックによって実施されてもよい。これは、例えば、特定のコードブックの記載項目に関連するビームを選択することによって実施されてもよい。
ビームは、次に、ビームに割り当てられた付加的な直交リソースに関連づけられる。ビーム集合の各ビームは、直交リソースの部分集合に関連づけられることができる。付加的な直交リソースとは、例えば、隣接ビーム上の送信に利用されない時間帯、隣接ビーム上の送信に利用されない直交または準直交符号、またはビームに関連するサブキャリヤの集合であってよい。関連する直交リソースは、所与のビームのチャネルコンディション、そのビームに割り当てられるユーザの数、これらの組み合わせ、または他のなんらかのパラメータのせいで、時とともに変化する可能性がある。さらに、ある場合には、所与のビームに割り当てられた直交リソースの量が時とともに変わる可能性もある。すなわち、部分集合あたりのサブキャリヤの数、または時間帯の長さまたは数が変わる可能性がある。
直交リソースに関連するビームは、ユーザデバイスに向けて送信またはそうでなければ放送することができる。端末情報が変わるにつれて、基地局は、第1のビーム集合の第1のビームからの信号の送信を、第1のビーム集合とは別のビーム集合からのビームに移行させてもよい。その異なるビーム集合は、直交リソースの異なる部分集合に関連づけられてもよい。
図8Bは、図3の送信機システムまたは図1の基地局の送信機システムのような送信機システムの内において実装されることができるリソースの再使用の方法802の実施形態のフローチャートである。
方法802はブロック820に始まる。送信機システムは、ビーム集合のビーム上の通信リンクにわたる受信機システムとの通信をサポートするように既に構成されている。ブロック820では、送信機システムは、受信機システムから、1つまたはそれ以上の信号品質測定基準または関連情報を持っている通信を受信する。
送信機システムは、ブロック822に進み、受信した通信に少なくとも部分的には基づいて、好ましいビームおよび関連するビーム集合を決定する。送信機システムは、決定ブロック830に進み、受信機システムにサービスするビームおよびビーム集合を更新するべきかどうか決定する。
送信機システムは、例えば、好ましいビームが受信機システムのためにサービスしている現在のビームとは異なると検知したとたん、ビームハンドオフを直ちに始めることができる。別の実施形態では、送信機システムは、ビーム割り当ての間の急速なトグルの可能性を低減するために、ビームハンドオフを始めるための決定においてある閾値またはヒステリシス（履歴現象）を利用することができる。例えば、提案されたビームの信号品質が、ある所定の閾値の差で現在のサービングビームの信号品質を超えたとき、送信機システムがビームハンドオフを始めるようにしてもよい。別の例において、提案されたビームの信号品質が、あるヒステリシス時間帯以上の差でサービングビームの信号品質を超えたとき、送信機システムがビームハンドオフを始めるようにしてもよい。
いったんビームハンドオフが始められるべきであると送信機システムが決定すると、送信機システムは、ビームハンドオフはサービングビーム集合の関連するハンドオフを必要とするかどうかを決定する。
もし、ビーム集合のハンドオフが必要でない場合、例えば、ビームハンドオフがスケジュールされていない場合またはサービングビーム集合へのビームハンドオフがスケジュールされている場合、送信機システムは決定ブロック830からブロック832へ進み、現在のリソース割り当てのサポートを続ける。すなわち、ビーム集合のハンドオフがスケジュールされていないので、送信機システムは関連するリソースを変更する必要がない。同じビーム集合の中でビームハンドオフが望まれる場合、送信機システムはコードブックからのビームの重みを更新してよい。送信機システムは、受信機システムからの通信をモニタするのを続けるために、ブロック820に戻る。
送信機システムが決定ブロック830において、ビーム集合のハンドオフが望まれていることを決定すると、送信機システムはブロック840に進む。ブロック840では、送信機システムはビーム集合のハンドオーバを始める。送信機システムは、ビーム集合のハンドオフのタイミングおよび更新されたビーム集合に関連するリソースを受信機システムへ伝達することができる。送信機システムは、現在のリソースおよびビーム集合の割り当てについて、オーバーヘッドチャネルを利用して受信機システムに情報を伝達することができる。
送信機システムは、ブロック842に進み、適切なコードブックの記載項目を選択することによってビームフォーミングの重みを更新する。更新されたビームフォーミングの重みを信号に適用すると、その信号は、結果として、マルチプル送信アンテナによってビームフォームされることになる。
送信機システムは、ブロック844に進み、ビーム集合に関連するリソースに合致するために、通信リンクで利用されるリソースを改める。ハンドオーバの境界、例えばフレームの境界において、送信機システムは、受信機システムとの通信のハンドオーバを新規のビーム集合の新規のビームに向かわせる。送信機システムは、特定の通信リンクに対応するビーム集合および関連するリソースを更新する。送信機システムは、例えば、周波数、タイムスロット、符号、またはビーム集合に関連するある他のリソースを更新することができる。送信機システムは、受信機システムからの通信をモニタするためにブロック820に戻る。
図8Cは、リソースの再使用の方法804の実施形態のフローチャートである。方法804は、例えば、図7の受信機システムによって実行されることができる。また、図1の無線通信システムの加入者システムにおいて実行されることもできる。
方法804は、ブロック850に始まる。受信機システムは、ブロック850において、マルチプルリソースの上の信号を受信する。マルチプルリソースは、送信機システムにサポートされる異なるビーム集合の各々に関連するリソースに対応する。受信機システムは、異なるリソースを備えた信号を、同時に、連続して、または所定のスケジュールまたはアルゴリズムにしたがって、受信することができる。
受信機システムは、ブロック852に進み、ビーム集合のリソースに基づいて、受信信号の各々についての測定基準を決定する。例えば、受信機システムは、ビーム集合についてリソースを使用して特定の受信信号に基づいて品質測定基準を決定することができ、ビーム集合の中のどれか特定のビームに品質基準を関連づけることはしないかもしれない。代替的に、受信機システムは、受信信号のためのビームおよび対応するビーム集合を見分ける能力を有してよく、またマルチプルビームおよびビーム集合について測定基準を生成するように構成することができる。例えば、受信機システムは、マルチプルのパイロット信号を受信することができ、また受信したパイロット信号に基づいてビーム集合の特定のビームを決定することができるようにしてもよい。そのような実施形態では、受信機システムがマルチプルビームおよびビーム集合のペアについて測定基準を生成してもよい。品質測定基準は、事実上、送信機システムが通信リンクパフォーマンスと相互に関連させることができるいかなる情報であってもよい。例えば、品質測定基準は、ビーム集合のビームの内のSN比、受信信号の強度、チャネル推定、または他のある情報であってよい。
受信機システムは、ブロック854に進み、送信機システムに1つまたはそれ以上の品質測定基準を送信する。それは、受信機システムが在するカバレージエリアをサーブする基地局を含んでいてもよい。代替的にまたは追加的に、受信機システムは、所望のビームおよびビーム集合を送信機システムへ伝達することができる。
受信機システムは決定ブロック860に進み、ビームおよびビーム集合のハンドオフが始められたかどうかを決定する。ビームおよびビーム集合のハンドオフは、品質測定基準の一番最近の通信の結果として始めることができる、または1つまたはそれ以上の過去の通信に基づくことができる。送信機システムは、メッセージ、コマンドまたは命令をビームおよびビーム集合のハンドオフを始める受信機システムに伝えることができる。また、そのハンドオフに関連する時刻、境界、イベントを伝えることができる。
もし、受信機システムがビーム集合のハンドオフはスケジュールされないと決定すれば、受信機システムは、決定ブロック860からブロック850に戻り、受信信号のモニタを継続する。いくつかの実施形態では、受信機は、それが作動している特定のビームについての知識を持つ必要はない。それは単にアクティブビーム集合に関連するリソースとともに作動するだけで十分である。したがって、ビーム集合のハンドオフが生じない場合、受信機システムはなんら信号処理を変更する必要はない。
もし、受信機システムが判定ブロック860において、ビーム集合のハンドオフがスケジュールされていることを決めれば、受信機システムはブロック870に進む。ブロック870では、受信機システムは、ビーム集合のハンドオーバに関連するタイミングおよびリソースを決定する。受信機システムは、例えば、ビーム集合およびハンドオーバのタイミング情報を受信することができる。受信機システムは、ビーム集合に関連するリソースを制御するメッセージを受信することができる、またはリソースをビーム集合に関連づけるルックアップテーブルをメモリに備えることができる。受信機システムは、リソースの更新をハンドオーバのタイミングと同期させることができる。
受信機はブロック880に進む。ブロック880では、受信機システムは、受信機システムの適切な部分を制御し、ハンドオーバの際、更新されたビーム集合に関連するリソースに移行するように制御する。例えば、ビーム集合に関連する別のリソースが時間割り当てを含んでいる場合、受信機システムは、適切なタイムスロットに再度同期することができる。同様に、ビーム集合に関連する別のリソースが周波数である場合、受信機システムは、受信信号を更新周波数からベースバンドに周波数変換するのに用いられる局部発振器周波数を更新することができる。受信機システムは、次に、ブロック850に戻り、新規のビーム集合およびリソース割り当てを備えた信号を受信および処理する。
図9は、SDMAビームにおけるリソースの再使用をサポートする送信機システム1100の実施形態の単純化された機能ブロック図である。送信機システム1100は、送信信号を生成するための手段を含む信号を送信するための手段1110を備えている。
信号を受信する手段1130は、受信アンテナ1132によって、ユーザ端末のような信号のソースから1つまたはそれ以上の信号を受信するように構成することができ、また受信信号に基づいて端末情報を決定することができる。前記端末情報は、例えば、カバレージエリアにおける端末の場所を含むことができる、またはカバレージエリアにおける端末の角度位置を含むことができる。
送信機システム1100はまた、タイミングおよび同期手段1150を含んでいる。この手段1150は、送信手段1110に連結され、信号送信手段の内部動作のタイミングを同期させるまたはそうでなければ制御するために、1つまたはそれ以上のタイミング信号を供給するように構成されている。タイミングおよび同期手段1150は、端末情報を決定するために、受信手段1130と共同して作動することができる。
リソースの割り当てを制御する手段1160は、ビームフォーミングのための手段1162を含んでいる。このビームフォーミング手段1162は、マルチプルビーム集合の各々において、マルチプルのビームフォーミングのベクトルを定義する少なくとも1つのビームフォーミング・コードブックを蓄積する手段を含むことができる。リソース割り当て制御手段1160は、ビーム集合を制御する手段1164を含んでいる。このビーム集合制御手段1164は、通信リンクをサポートするために第1のビーム集合の第1のビームを決定する手段を含んでいる。ここで、第1のビーム集合の各ビームは第1のリソースに関連している。第1のビーム集合は、複数のビーム集合の一部であってよい。ここで、第1のビーム集合の各ビームは、複数のリソースのうちのリソースの部分集合に関連している。
リソース割り当て制御手段1160はまた、受信された信号がビーム集合のハンドオーバが起きることを示唆するとき、通信リンクをサポートするために第2のビーム集合の第1のビームを決定する手段を含むことができる。ここで、第2のビーム集合の各ビームは、第1のリソースとは別の第2のリソースに関連している。
信号をビームフォーミングするための手段1120は、送信手段からの送信信号の複数のコピーを生成するように構成することができる。また、ビームフォーミング手段1120は、重みづけされた信号を生成するために、前記複数の送信信号のコピーの各々について、ビームに関連するビームフォーミングベクトルとは別のビームフォーミング重みを適用するための手段を含むことができる。信号ビームフォーミング手段1120は、重みづけされた信号をマルチプルアンテナ11401-1140Nに連結する。マルチプルアンテナ11401-1140Nは、カバレージエリア内の通報受端デバイスへ送信を行うためのものである。
受信手段1130は、受信アンテナ1132から通信を受信することができ、またその通信に基づいてビーム集合の移行イベントを決定することができる。受信手段1130は、通信に反応してビーム集合のハンドオーバを始めることができる。例えば、受信手段1130は、送信手段1110を制御するリソース割り当て制御手段1160、および、前記第1のビーム集合および関連する第1のリソースを利用する代わりに第2のリソースを使用して前記送信信号を第2のビーム集合のビームへビームフォームまたはそうでなければビームステアするビームフォーミング手段1120を制御することができる。
図10は、SDMAビームにおけるリソースの再使用をサポートする受信機システム1200の実施形態の単純化された機能ブロック図である。受信機システム1200は、マルチプルの実質的に直交するリソースの上の信号を受信する手段1210を含んでいる。ここで、その信号はそのマルチプルの実質的に直交するリソースの少なくともある部分の上を送信されるものである。受信手段1210は、送信機システムまたは基地局のような信号源から受信された通信に基づいて、マルチプルの直交リソースの少なくとも1つを利用するビームフォームされた信号を受信する手段を含むことができる。
受信手段1210は、ビーム集合／リソース制御手段1240からの1つまたはそれ以上の制御信号に基づいてマルチプルの実質的に直交するリソースの少なくとも１つをサポートするように制御されることができる。ビーム集合／リソース制御手段1240は、ルックアップテーブルまたはマルチプルの実質的に直交するリソースの各々をリストするレジスタ、およびリソースを利用して通信をサポートするために受信機システム1200を制御するのに必要とされる対応する制御信号を含むことができる。
タイミングおよび同期手段1230は、受信された信号を処理するとき受信手段1210によって使用される同期またはタイミング基準を維持するように構成されることができる。処理手段1220は、受信手段1210からの信号をさらに処理するように構成される。
処理手段1220は、実質的に直交するリソースの各々について信号品質測定基準を決定する少なくとも1つの品質測定基準を測定するまたはそうでなければ決定する手段1224を含むことができる。処理手段1220はまた、パイロット処理手段1222を含むことができる。これは、信号品質測定基準を生成するのを援助するために、受信パイロット信号を処理するように構成されている。
受信機システム1200は、通信を送信する手段1250を含んでいる。これは、信号品質測定基準を受信し、かつ基地局へ送信される通信を生成するように構成されている。その通信は、実際の信号品質測定基準自体であってもよく、あるいはその品質測定基準に基づくものであってもよい。例えば、送信手段1250は、品質測定基準の値ではなく、ビーム集合選択表示を送信するように構成されることができる。
SDMAシステムにおけるリソースの再使用をサポートする方法および装置が本明細書において説明された。本システムは、マルチプルビーム集合をサポートすることができる。そのビーム集合の各々は、所定のカバレージエリアをサポートするマルチプルビームを持っている。各ビーム集合は、第1のビーム集合についての長軸が最も近くに隣接するビームの長軸の概ね中間に位置するようにして、異なるビーム集合に対して実質的に相補的であることができる。最も近くに隣接したビーム（複数）は、典型的には別のビーム集合からのものである。同じビーム集合からのものである必要はない。
各ビーム集合は１つの特定のリソースに関連し、ビーム集合に関連するリソースは、直交または実質的に直交のものであることができる。異なるビーム集合の数、およびその数に対応する、実質的に直交するリソースの数は、再使用の集合または再使用の割合を定義する。
異なるビーム集合におけるビームの相補的配置は、カバレージエリア全体に実質的に一様なサポートを提供する一方、各ビームにおいて経験される干渉の量を減らすことができる。
本明細書において使用されているように、「連結」（coupled）または「接続」（connected）という用語は、直接的結合または接続のみならず間接的結合をも意味するものとして使われている。2つまたはそれ以上のブロック、モジュール、デバイスまたは装置が連結される場合、その2つの連結ブロックの間に1つまたはそれ以上の介在ブロックがあってもよい。
本明細書において開示された実施形態に関連して説明された様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用目的プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、簡略化命令コンピュータ(RISC)プロセッサ、特定用途向けIC(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)または他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェアコンポーネント、または本明細書において説明された機能を達成する設計されたこれらのものの任意の組み合わせによって実装されてもよいし、または行なわれてもよい。汎用目的プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいが、代替的に、同プロセッサは、任意のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラまたは状態機械であってもよい。プロセッサはまた、計算デバイスの組み合わせとして、例えば、DSPおよびマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと協同する1つまたはそれ以上のマイクロプロセッサ、または任意のその他の構成として実装されてよい。
ファームウェアおよび／またはソフトウェア実装については、本明細書において説明された技術は、本明細書において説明された機能を達成する命令（例えば、手順、機能等々)として実装されてよい。ファームウェアおよび／またはソフトウェアコードは、メモリに蓄積され、プロセッサ(複数可)によって実行されてよい。ソフトウェア中で実装される場合は、その機能は、1つまたはそれ以上の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体に蓄積または送信されてもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ蓄積媒体および、ある場所から他の場所へのコンピュータプログラムの転送を促進するあらゆる媒体を含む通信媒体の双方を含んでいる。蓄積媒体は、コンピュータによってアクセスされることができるあらゆる利用可能な媒体であってよい。実例として、ただし以下のものに限られるものではないが、上記のコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROMまたは他の光学ディスク、磁気ディスクまたは他の磁気蓄積デバイス、または、命令またはデータ構造の形式の所望のプログラムコードを転送または蓄積するために使われることができるものであって、かつコンピュータによってアクセスされることができる他の任意の媒体から構成することができる。さらに、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に名づけられる。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、撚線対、デジタル加入者線(DSL)、または赤外線、ラジオおよびマイクロ波のような無線技術を使用して、ウェブサイト、サーバまたは他の遠隔のソースから送信される場合は、当該同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、撚線対、DSL、または赤外線、ラジオおよびマイクロ波のような無線技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書において使用されているように、ディスク（disk and disc）は、コンパクトディスク(CD)、レーザディスク（登録商標）、光ディスク、DVD、フロッピ（登録商標）ディスクおよびブルーレイディスクを含んでいる。ここにおいて、Disksは通常データを磁気的に再生し、一方、Discsはレーザを用いてデータを光学的に再生する。上記のものの組み合わせコンピュータ可読媒体の範囲に含ませるべきでる。
本明細書において開示された実施形態に関連して説明された方法、プロセスまたはアルゴリズムのステップは、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール、または両者の組み合わせにおいて、直接具体化されてもよい。方法またはプロセスにおける様々なステップまたは行為は、示された順に行なわれてもよいし、または別の順に行なわれてもよい。さらに、1つまたはそれ以上のプロセスまたは方法のステップが省略されてもよい。または、1つまたはそれ以上のプロセスまたは方法のステップが本件方法およびプロセスに追加されてもよい。追加的な手順、ブロックまたはアクションは、本方法およびプロセスの始め、終わりまたは途中に存在するエレメントに加えられてよい。
開示された実施形態についての上記の説明は、本件分野の当業者が本件開示を製造または使用することができるように提供されている。これらの実施形態に対する様々な変更は、本件分野の当業者にとっては容易に明白であろう。また、本明細書において定義されている一般原理は、本開示の精神または範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用されることができる。したがって、本開示は、本明細書に示された実施形態に限られることを意図するものではなく、また本明細書に開示された原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきものである。
以下に本件出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］無線通信システムにおけるリソースの再使用の方法であって、前記方法は、
端末情報を決定すること、
前記端末情報に基づいて複数のビーム集合からの第1のビーム集合の第1のビームを決定すること、ここにおいて前記第1のビーム集合の各ビームは複数のリソースのうちのリソースの部分集合に関連している、および
リソースの前記部分集合の少なくともいくつかに関する前記第１のビーム集合の前記第1のビームを利用して信号を送信すること
を含む方法。
［２］信号の送信を、前記第1のビームから、前記第1のビーム集合とは異なる第２のビーム集合の第2のビームであって、前記第1のビーム集合に関連するリソースの部分集合に対して直交する前記リソースの他の部分集合に関する第2のビーム集合の第2のビームへ、移行させること―ここで前記他の部分集合は前記第2のビーム集合に関連している―をさらに含む、［１］に記載の方法。
［３］前記第1のビーム集合の前記ビームの位置は、前記第2のビーム集合の前記ビームの位置と相補的である、［２］に記載の方法。
［４］前記第2ビーム集合のビームの長軸は、別のビーム集合からの隣接ビームの長軸の間の実質的に中間にある、［２］に記載の方法。
［５］前記複数のリソースは、タイムスロットを含み、および、各ビーム集合に関連するタイムスロットの各部分集合は、他のビーム集合の各々に関連するタイムスロットの各部分集合と直交する、［１］に記載の方法。
［６］前記端末情報を決定することは、カバレージエリア内の前記端末の場所を決定することを含む、［１］に記載の方法。
［７］前記第1のビームを決定することは、前記第1のビーム集合の前記第1のビームに対応するコードブックのベクトルを選択することを含み、および、送信することは、重みづけされた信号を生成するために前記コードブックのベクトルを使用して前記信号を重みづけすることを含む、［１］に記載の方法。
［８］端末情報を決定することは、少なくとも1つの品質測定基準を決定することを含む、［１］に記載の方法。
［９］少なくとも１つの品質測定基準を決定することは、前記端末から受信されるコードブックの記載項目を決定することを含む、［８］に記載の方法。
［１０］少なくとも１つの品質測定基準を決定することは、前記端末から受信されたパイロット信号に基づいてコードブックの記載項目を決定することを含む、［８］に記載の方法。
［１１］少なくとも1つの品質測定基準を決定することは、チャネル品質情報を決定することを含む、［８］に記載の方法。
［１２］少なくとも1つの品質測定基準を決定することは、前記端末から受信された信号に基づいてチャネル品質情報を決定することを含む、［８］に記載の方法。
［１３］前記複数のリソースは、直交周波数分割多重アクセス（OFDMA）システムにおけるサブキャリヤを含み、および、各ビーム集合に関連するサブキャリヤの各部分集合は、他のビーム集合の各々に関連するサブキャリヤの各部分集合に直交する、［１］に記載の方法。
［１４］前記複数のリソースは、インタレースを含み、および、各ビーム集合に関連するインタレースの各部分集合は、他のビーム集合の各々に関連するインタレースの各部分集合に直交する、［１］に記載の方法。
［１５］無線通信システムにおけるリソースの再使用の方法であって、前記方法は、
複数の実質的に直交するリソースの少なくともいくつかを通して送信される複数の信号を受信すること、
前記複数の信号に基づいて少なくとも1つの品質測定基準を決定すること、
前記少なくとも1つの品質測定基準に基づいて基地局へ通信を送信すること、および
ビーム集合のビームに関連する信号であって、前記ビーム集合に関連する前記複数の直交するリソースの部分集合にも関連する信号を受信すること
を含む方法。
［１６］前記通信を送信することは、ビーム集合選択表示を送信することを含む、［１５］に記載の方法。
［１７］前記実質的に直交するリソースは、周波数を含む、［１５］に記載の方法。
［１８］前記実質的に直交するリソースは、時間割り当てを含む、［１５］に記載の方法。
［１９］前記複数の信号は、パイロット信号を含む、［１５］に記載の方法。
［２０］少なくとも１つの品質測定基準を決定することは、前記ビームに関連するコードブックの記載項目を決定することを含む、［１５］に記載の方法。
［２１］少なくとも1つの品質測定基準を決定することは、前記ビーム集合に関連するコードブックの記載項目を決定することを含む、［１５］に記載の方法。
［２２］少なくとも1つの品質測定基準を決定することは、チャネル品質情報を決定することを含む、［１５］に記載の方法。
［２３］前記複数の実質的に直交するリソースは、直交周波数分割多重アクセス（OFDMA）システムにおけるサブキャリヤを含み、および、各ビーム集合に関連するサブキャリヤの各部分集合は、他のビーム集合の各々に関連するサブキャリヤの各部分集合に実質的に直交する、［１５］に記載の方法。
［２４］前記複数の実質的に直交するリソースは、インタレースを含み、および、各ビーム集合に関連するインタレースの各部分集合は、他のビーム集合の各々に関連するインタレースの各部分集合に直交する、［１５］に記載の方法。
［２５］前記複数の実質的に直交するリソースは、タイムスロットを含み、および、各ビーム集合に関連するタイムスロットの各部分集合は、他のビーム集合の各々に関連するタイムスロットの各部分集合に実質的に直交する、［１５］に記載の方法。
［２６］無線通信システムにおけるリソースの再使用をサポートするように構成された装置であって、前記装置は、
1つまたはそれ以上の制御信号に基づいて複数のリソースの少なくとも1つを利用して送信信号を生成するように構成された送信機、
複数のリソースの前記少なくとも1つを選択することを制御する送信機に1つまたはそれ以上の制御信号を生成するように構成されたリソースコントローラ、
前記送信機および前記リソースコントローラに連結され、および、前記複数のリソースの前記少なくとも１つに関連する第1のビーム集合からの第1のビームへの前記送信信号を符号化するように構成された符号器、および、
前記符号器に連結され、および、前記符号化された送信信号を前記第1のビームにおいて放送するように構成された複数のアンテナ
を含む装置。
［２７］前記符号器は、ビームフォーミングのコードブックを蓄積するように構成され、および、前記符号器は、前記ビームフォーミングのコードブックからの記載項目によって前記送信信号を重みづけするように構成される、［２６］に記載の装置。
［２８］前記符号器は、前記符号化された送信信号をビームステアするために、前記送信信号に複合重みによって重みづけする、［２６］に記載の装置。
［２９］前記複数のリソースは、実質的に直交するリソースを含む、［２６］に記載の装置。
［３０］前記複数のリソースは、直交周波数分割多重アクセス（OFDMA）システムにおけるサブキャリヤを含み、および、前記ビーム集合に関連するサブキャリヤの第1の部分集合は、相補的なビーム集合に関連するサブキャリヤの第2の部分集合に実質的に直交する、［２６］に記載の装置。
［３１］前記第1のビーム集合は、複数のビーム集合の部分集合からなり、および、前記複数のビーム集合の第2の部分集合からなる第2のビーム集合は、前記第1のビーム集合に関連する前記複数のリソースの前記少なくとも１つとは別のリソースに関連している、［２６］に記載の装置。
［３２］前記第1のビーム集合は、前記第2のビーム集合に実質的に相補的である、［３１］に記載の装置。
［３３］前記第1のビーム集合に関連する前記複数のリソースの前記少なくとも１つは、前記第2のビーム集合に関連する前記リソースに実質的に直交する、［３１］に記載の装置。
［３４］無線通信システムにおけるリソースの再使用をサポートするように構成された装置であって、前記装置は、
複数のビームフォームされた信号に対応する複数の信号を受信するように構成された受信機、ここで前記複数の信号は少なくとも２つの別のリソースに関連している、
対応するリソースに基づいて前記複数の信号の少なくとも一部を処理するように構成され、および各リソースの受信された信号について少なくとも１つの品質測定基準を生成するように構成されたベースバンドプロセッサ、および
特定のリソースをサポートするために受信機およびベースバンドプロセッサを制御するように構成されたリソースコントローラ
を含む装置。
［３５］前記少なくとも2つの別のリソースは、実質的に直交するリソースを含む、［３４］に記載の装置。
［３６］前記少なくとも２つの別のリソースは、別の周波数を含む、［３４］に記載の装置。
［３７］前記少なくとも2つの別のリソースは、別の時間帯を含む、［３４］に記載の装置。
［３８］前記複数信号は、複数のパイロット信号を含む、［３４］に記載の装置。
［３９］無線通信システムにおけるリソースの再使用をサポートするように構成された装置であって、前記装置は、
端末情報を決定するための手段、
前記端末情報に基づいて複数のビーム集合からの第1のビーム集合の第1のビームを決定するための手段、ここで前記第1のビーム集合の各ビームは複数のリソースのうちのリソースの部分集合に関連している、および
リソースの前記部分集合の少なくともいくつかに関する前記第1のビーム集合の前記第1のビームを利用して信号を送信するための手段
を含む装置。
［４０］前記第1のビームを決定するための前記手段は、前記第1のビーム集合の前記第1のビームに対応するコードブックのベクトルを選択するための手段を含み、および、送信するための前記手段は、重みづけされた信号を生成するために前記コードブックのベクトルを使用して前記信号を重みづけするための手段を含む、［３９］に記載の装置。
［４１］前記第1のビームを決定するための前記手段は、前記複数のビーム集合からの第2のビーム集合に関連する第2のリソースの部分集合に実質的に直交する第1のリソースの部分集合に関連する前記第1のビーム集合の前記第1のビームを決定するための手段を含む、［３９］に記載の装置。
［４２］前記第1のリソースの部分集合は、直交周波数分割多重アクセス（OFDMA）システムにおけるサブキャリヤの部分集合を含む、［４１］に記載の装置。
［４３］前記第1のリソースの部分集合は、タイムスロットの部分集合からなり、および、各ビーム集合に関連するタイムスロットの各部分集合は、他のビーム集合の各々に関連するタイムスロットの各部分集合に直交する、［４１］に記載の装置。
［４４］無線通信システムにおけるリソースの再使用をサポートするように構成された装置であって、前記装置は、
複数の実質的に直交するリソースの少なくともいくつかを通して送信される複数の信号を受信するための手段、
前記複数の信号に基づいて少なくとも1つの品質測定基準を決定するための手段、
前記少なくとも1つの品質測定基準に基づいて基地局へ通信を送信するための手段、および
ビーム集合のビームに関連する信号であって、前記ビーム集合に関連する前記複数の直交するリソースの部分集合にも関連する信号を受信するための手段
を含む装置。
［４５］前記通信を送信する前記手段は、ビーム集合選択指示を送信するための手段を含む、［４４］に記載の装置。
［４６］前記信号を受信する前記手段は、複数のパイロット信号を受信するための手段を含む、［４４］に記載の装置。
［４７］少なくとも１つの品質測定基準を決定するための手段は、前記ビームに関連するコードブックの記載項目を決定するための手段を含む、［４４］に記載の装置。
［４８］少なくとも１つの品質測定基準を決定するための手段は、チャネル品質情報を決定するための手段を含む、［４４］に記載の装置。
［４９］1つまたはそれ以上のプロセッサにより実行されることができる命令を内蔵するコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、
端末情報を決定するための命令;
前記端末情報に基づいて複数のビーム集合からの第1のビーム集合の第1のビームを決定するための命令、ここで第1のビーム集合の各ビームは複数のリソースのうちのリソースの部分集合に関連している、および
リソースの前記部分集合の少なくともいくつかに関する前記第1のビーム集合の前記第1のビームを利用して信号を送信するための命令
を含むコンピュータ可読媒体。
［５０］1つまたはそれ以上のプロセッサにより実行されることができる命令を内蔵するコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、
前記複数の実質的に直交するリソースの少なくともいくつかを通して送信される複数の信号を受信するための命令、
複数の信号に基づいて少なくとも1つの品質測定基準を決定するための命令、
前記少なくとも1つの品質測定基準に基づいて基地局へ通信を送信するための命令、および
ビーム集合のビームに関する信号であって、前記ビーム集合に関連する複数の直交するリソースの部分集合にも関連する信号を受信するための命令
を含むコンピュータ可読媒体。

Claims (12)

  1. 無線通信システムにおけるリソースの再使用の方法であって、前記方法は、
    １つのカバレージエリア内の端末の場所を含む端末情報を決定すること、
    前記１つのカバレージエリア内の前記端末の前記場所に基づいて複数のビーム集合からの第１のビーム集合の第１のビームを決定することであって、ここにおいて前記第１のビーム集合の各ビームは複数のリソースのうちのリソースの部分集合に関連し、前記第１のビームを決定することは、前記第１のビーム集合の前記第１のビームに対応するコードブックのベクトルを選択することを含む、決定すること、
    リソースの前記部分集合の少なくともいくつかに関する前記第１のビーム集合の前記第１のビームを利用して信号を前記１つのカバレージエリア内の前記端末に送信することであって、送信することは、重みづけされた送信する信号を生成するために前記コードブックのベクトルを使用して前記信号を重みづけすることを含む、送信すること、および
    前記１つのカバレージエリア内の前記端末への信号の送信を、前記第１のビームから、前記第１のビーム集合とは異なる第２のビーム集合の第２のビームであって、前記第１のビーム集合に関連するリソースの前記部分集合に対して直交する前記リソースの他の部分集合に関する第２のビーム集合の第２のビームへ、移行させることであって、ここで前記他の部分集合は前記第２のビーム集合に関連している、移行させること
    を含み、
    ここで、前記第１のビーム集合の前記ビームの位置は、前記第１のビーム集合からのビームが前記第２のビーム集合の弱いカバレージエリアに強いカバレージを与えるような前記第２のビーム集合の前記ビームの位置と相補的であり、各ビーム集合は、同じ予め決められた１つのカバレージエリアにわたって実質上完全なカバレージを提供するように配置される、方法。
  2. 前記第２のビーム集合のビームの長軸は、別のビーム集合からの隣接ビームの長軸の間の実質的に中間にある、請求項１に記載の方法。
  3. 前記複数のリソースは、タイムスロットを含み、および、各ビーム集合に関連するタイムスロットの各部分集合は、他のビーム集合の各々に関連するタイムスロットの各部分集合と直交する、請求項１に記載の方法。
  4. 端末情報を決定することは、少なくとも１つの品質測定基準を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
  5. 少なくとも１つの品質測定基準を決定することは、前記端末から受信されるコードブックの記載項目を決定することを含む、請求項４に記載の方法。
  6. 少なくとも１つの品質測定基準を決定することは、前記端末から受信されたパイロット信号に基づいてコードブックの記載項目を決定することを含む、請求項４に記載の方法。
  7. 少なくとも１つの品質測定基準を決定することは、チャネル品質情報を決定することを含む、請求項４に記載の方法。
  8. 少なくとも１つの品質測定基準を決定することは、前記端末から受信された信号に基づいてチャネル品質情報を決定することを含む、請求項４に記載の方法。
  9. 無線通信システムにおけるリソースの再使用をサポートするように構成された装置であって、前記装置は、
    １つのカバレージエリア内の端末の場所を含む端末情報を決定するための手段、
    前記１つのカバレージエリア内の前記端末の前記場所に基づいて複数のビーム集合からの第１のビーム集合の第１のビームを決定するための手段であって、ここで前記第１のビーム集合の各ビームは複数のリソースのうちのリソースの部分集合に関連し、前記第１のビームを決定するための手段は、前記第１のビーム集合の前記第１のビームに対応するコードブックのベクトルを選択するための手段を含む、決定するための手段、
    リソースの前記部分集合の少なくともいくつかに関する前記第１のビーム集合の前記第１のビームを利用して信号を前記１つのカバレージエリア内の前記端末に送信するための手段であって、重みづけされた送信する信号を生成するために前記コードブックのベクトルを使用して前記信号を重みづけするための手段を含む、送信するための手段、および
    前記１つのカバレージエリア内の前記端末への信号の送信を、前記第１のビームから、前記第１のビーム集合とは異なる第２のビーム集合の第２のビームであって、前記第１のビーム集合に関連するリソースの前記部分集合に対して直交する前記リソースの他の部分集合に関する第２のビーム集合の第２のビームへ、移行させるための手段であって、ここで前記他の部分集合は前記第２のビーム集合に関連している、移行させるための手段、
    を含み、ここで、前記第１のビーム集合の前記ビームの位置は、前記第１のビーム集合からのビームが前記第２のビーム集合の弱いカバレージエリアに強いカバレージを与えるような前記第２のビーム集合の前記ビームの位置と相補的であり、各ビーム集合は、同じ予め決められた１つのカバレージエリアにわたって実質上完全なカバレージを提供するように配置される、装置。
  10. 前記第１のリソースの部分集合は、直交周波数分割多重アクセス（OFDMA）システムにおけるサブキャリヤの部分集合を含む、請求項９に記載の装置。
  11. 前記第１のリソースの部分集合は、タイムスロットの部分集合からなり、および、各ビーム集合に関連するタイムスロットの各部分集合は、他のビーム集合の各々に関連するタイムスロットの各部分集合に直交する、請求項９に記載の装置。
  12. １つまたはそれ以上のプロセッサにより実行される命令を内蔵するコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令は、
    １つのカバレージエリア内の端末の場所を含む端末情報を決定するための命令;
    前記１つのカバレージエリア内の前記端末の位置に基づいて複数のビーム集合からの第１のビーム集合の第１のビームを決定するための命令であって、ここで前記第１のビーム集合の各ビームは複数のリソースのうちのリソースの部分集合に関連し、前記第１のビームを決定するための命令は、前記第１のビーム集合の前記第１のビームに対応するコードブックのベクトルを選択するための命令を含む、第１のビームを決定するための命令、および
    リソースの前記部分集合の少なくともいくつかに関する前記第１のビーム集合の前記第１のビームを利用して信号を前記１つのカバレージエリア内の前記端末に送信するための命令であって、前記送信するための命令は、重みづけされた送信する信号を生成するために前記コードブックのベクトルを使用して前記信号を重みづけするための命令を含む、送信するための命令、および
    前記１つのカバレージエリア内の前記端末への信号の送信を、前記第１のビームから、前記第１のビーム集合とは異なる第２のビーム集合の第２のビームであって、前記第１のビーム集合に関連するリソースの部分集合に対して直交する前記リソースの他の部分集合に関する第２のビーム集合の第２のビームへ、移行させるための命令であって、ここで前記他の部分集合は前記第２のビーム集合に関連している、移行させるための命令、
    を含み、
    ここで、前記第１のビーム集合の前記ビームの位置は、前記第１のビーム集合からのビームが前記第２のビーム集合の弱いカバレージエリアに強いカバレージを与えるような前記第２のビーム集合の前記ビームの位置と相補的であり、各ビーム集合は、同じ予め決められた１つのカバレージエリアにわたって実質上完全なカバレージを提供するように配置される、コンピュータ可読記憶媒体。
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