JP7076542B2 - 可変コヒーレンス適応アンテナアレイ - Google Patents

可変コヒーレンス適応アンテナアレイ Download PDF

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Description

優先情報
本出願は２０１７年１１月１７日に出願された米国仮出願第６２／５８８２６４号の利益を主張し、その開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は概して、マルチアンテナ送信および受信技術に関し、より詳細には、空間多重化のためのコードブックおよびプリコーディングに関する。
第５世代（５Ｇ）および次世代無線（ＮＲ）として知られる次世代の移動無線通信システムは、多様なユースケースのセットおよび多様な配備シナリオのセットをサポートする。後者は、今日のロングタームエボリューション（ＬＴＥ）に類似した低周波数（数１００ＭＨｚ）および超高周波数（数十ＧＨｚのミリ波）の両方での展開を含む。
５ＧおよびＮＲは、無線通信システムのデータ速度および信頼性を大幅に向上させるマルチアンテナ技術をサポートする。送信機と受信機の両方が多重アンテナを備えており、その結果、多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信チャネルが生じる場合、性能は特に改善される。このようなシステムおよび関連技術は一般に、単にＭＩＭＯと呼ばれる。５ＧおよびＮＲ規格は、現在、強化されたＭＩＭＯサポートとともに進化している。ＬＴＥにおけるこのサポートの中核的構成要素は、ＭＩＭＯアンテナ展開とＭＩＭＯ関連技術のサポートである。
ＮＲのための可変コヒーレンスをサポートする４ポートアップリンク（ＵＬ）送信のためのＭＩＭＯコードブックはまだ存在せず、したがって、４層送信をサポートするＵＥは存在しないが、部分的のみまたは非コヒーレント動作はサポートされない。また、相対送信位相連続性のための特徴グループ表示のＲｅｌ－１０シグナリングは、完全コヒーレント、部分コヒーレント、および非コヒーレント動作を有するＵＬ ＭＩＭＯ動作のためのＵＥ能力を識別するには不十分である。
完全コヒーレント、部分コヒーレント、非コヒーレント動作をサポートするプリコーディング行列を用いて、４アンテナポート用のアップリンクＭＩＭＯ符号表を構築した。コードブックはＬＴＥ Ｒｅｌ－１０アップリンクコードブックから導出された送信プリコーダ行列インジケータ（ＴＰＭＩ）を使用して、すべてのレイヤにわたる部分的にコヒーレントな送信のために、アンテナポートの固定されたセットが使用されるように構成される。完全にコヒーレントなＴＰＭＩは、Ｒｅｌ－１０アップリンクコードブックまたはＲｅｌ－８ダウンリンクコードブックのいずれかから導出される。非コヒーレント動作をサポートするプリコーディング行列を設計した。ここでは、ＴＰＭＩオーバーヘッドをランク３と４に対して最適化した。
アナログビームフォーミングおよび複数の送信（ＴＸ）チェーンを有するＵＥは、すべてのＴＸチェーン上で送信することができる。異なるアナログビームのコヒーレント結合をサポートするＵＥは、異なるアナログビーム上のＭＩＭＯレイヤを送信することができる。アナログビームのコヒーレント結合をサポートしないＵＥは、異なるアナログビーム上の異なるＭＩＭＯレイヤを送信することができる。
より大きなコヒーレンシ動作が可能なＵＥは、より小さなコヒーレンシに関連するＴＰＭＩをサポートすることができる。どのアンテナポートが部分的コヒーレント動作をサポートするかを識別するＵＥ能力が提供される。
ＴＰＭＩフィールドサイズは、ＴＰＭＩによって搬送されるＴＰＭＩのコヒーレンス、および／または送信に使用されるランクのサブセットに従って調整され得る。
本開示の一態様は、無線通信ネットワークにおいてＵＥから基地局にデータを送信する方法を備える。ＵＥは、複数のアンテナポートを備える。ＵＥは、非コヒーレントデータ送信のための指示を基地局から受信する。プリコーディング行列は、空間レイヤの数に応じて、プリコーディング行列のそれぞれの第１、第２、第３、または第４のセットから選択される。プリコーディング行列の第１、第２、第３、及び第４のセットは全てのコヒーレンス能力に対して利用可能であり、プリコーディング行列の、より大きなセット内に含まれ、より大きなセットは、全てのコヒーレンス能力に対して利用可能ではないプリコーディング行列を含む。プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは、それぞれ、１、２、３、または４つの空間レイヤに対応する。選択されたプリコーディング行列内の列の数は空間レイヤの数に等しく、各列は単一の非ゼロ要素および１つまたは複数のゼロ要素を含む。ＵＥは、指示されたプリコーディング行列を使用して基地局にデータをさらに送信する。
本開示の別の態様は、複数のアンテナポートを有するＵＥからデータを受信する基地局によって実装される方法を含む。非コヒーレントデータ送信のために、基地局は、空間レイヤの数に応じて、プリコーディング行列の第１、第２、第３、または第４のセットからそれぞれ選択されたプリコーディング行列を選択する。プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは全てのコヒーレンス能力に対して利用可能であり、プリコーディング行列の、より大きなセット内に含まれる。プリコーディング行列の、より大きなセットは、全てのコヒーレンス能力に対して利用できないプリコーディング行列を含む。プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは、それぞれ、１、２、３、または４つの空間レイヤに対応する。選択されたプリコーディング行列内の列の数は空間レイヤの数に等しく、各列は単一の非ゼロ要素および１つまたは複数のゼロ要素を含む。基地局は選択されたプリコーディング行列の指示をユーザ装置に送信し、プリコーディング行列を使用してＵＥによって送信されたデータを受信する。
本開示の別の態様は、複数のアンテナポートを有するＵＥからデータを受信する基地局によって実装される方法を含む。非コヒーレントデータ送信のために、基地局は、データ送信のための選択されたプリコーディング行列を送信し、前記プリコーディング行列は、空間レイヤの数に応じてプリコーディング行列の第１、第２、第３、または第４のセットからそれぞれ選択されている。プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは全てのコヒーレンス能力に対して利用可能であり、プリコーディング行列の、より大きなセット内に含まれる。プリコーディング行列の、より大きなセットは、全てのコヒーレンス能力に対して利用できないプリコーディング行列を含む。プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは、それぞれ、１、２、３、または４つの空間レイヤに対応する。選択されたプリコーディング行列内の列の数は空間レイヤの数に等しく、各列は単一の非ゼロ要素および１つまたは複数のゼロ要素を含む。基地局は、選択されたプリコーディング行列を使用してUEにより送信されたデータを受信する。
本開示のさらに別の態様は、無線通信ネットワークにおいて動作するように構成されたＵＥを備える。ＵＥは、無線通信ネットワーク内の基地局と通信するためのインターフェイス回路と処理回路とを備える。処理回路は、非コヒーレントデータ伝送のためのプリコーディング行列の指示を受信するように構成される。プリコーディング行列は、空間レイヤの数に応じて、プリコーディング行列のそれぞれの第１、第２、第３、または第４のセットから選択される。プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは全てのコヒーレンス能力に対して利用可能であり、プリコーディング行列の、より大きなセット内に含まれる。より大きなセットは、全てのコヒーレンス能力に対して利用できないプリコーディング行列を含む。プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは、それぞれ、１、２、３、または４つの空間レイヤに対応する。選択されたプリコーディング行列内の列の数は空間レイヤの数に等しく、各列は単一の非ゼロ要素および１つまたは複数のゼロ要素を含む。ゼロ以外の大きさの要素はそれぞれのアンテナポートに適用されるべき重みを表し、ゼロの大きさの要素は、非送信アンテナポートを表す。処理回路は、指示されたプリコーディング行列を使用して基地局にデータをさらに送信するよう構成される。
本開示の別の態様は、無線通信ネットワークにおける基地局を備える。基地局は、１つまたは複数のＵＥと通信するためのインターフェイス回路と、処理回路とを備える。処理回路は第１のデータ送信のために、空間レイヤの数に応じて、プリコーディング行列のそれぞれの第１、第２、第３、または第４のセットからプリコーディング行列を選択するように構成される。プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは全てのコヒーレンス能力に対して利用可能であり、プリコーディング行列の、より大きなセット内に含まれる。プリコーディング行列の、より大きなセットは、全てのコヒーレンス能力に対して利用できないプリコーディング行列を含む。プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは、それぞれ、１、２、３、または４つの空間レイヤに対応する。選択されたプリコーディング行列内の列の数は空間レイヤの数に等しく、各列は単一の非ゼロ要素および１つまたは複数のゼロ要素を含む。処理回路は選択されたプリコーディング行列の指示をユーザ装置に送信し、ＵＥのための第１のデータ送信を受信するようにさらに構成され、データは、第１のデータ送信のために選択されたプリコーディング行列を使用してＵＥによって送信される。
本開示の別の態様は、無線通信ネットワークにおける基地局を備える。基地局は、１つまたは複数のＵＥと通信するためのインターフェイス回路と、処理回路とを備える。処理回路は、第１のデータ送信のためのプリコーディング行列の第１の指示をＵＥに送信するように構成され、プリコーディングは空間レイヤの数に応じて、プリコーディング行列のそれぞれの第１のセット、第２のセット、第３のセット、または第４のセットから選択される。プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは全てのコヒーレンス能力に対して利用可能であり、プリコーディング行列の、より大きなセット内に含まれる。プリコーディング行列の、より大きなセットは、全てのコヒーレンス能力に対して利用できないプリコーディング行列を含む。プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは、それぞれ、１、２、３、または４つの空間レイヤに対応する。選択されたプリコーディング行列内の列の数は空間レイヤの数に等しく、各列は単一の非ゼロ要素および１つまたは複数のゼロ要素を含む。処理回路は、選択されたプリコーディング行列を使用してUEにより送信されたデータを受信するようさらに構成される。
本開示のさらに別の態様は、ホストコンピュータと、基地局と、ＵＥとを含む通信システムによって実装される方法を備える。 ホストコンピュータはＵＥから基地局に送信されたユーザデータを受信し、ＵＥは、空間レイヤの数に応じてプリコーディング行列のそれぞれの第１、第２、第３、または第４のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して非コヒーレントに基地局にデータを送信する。プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは全てのコヒーレンス能力に対して利用可能であり、プリコーディング行列の、より大きなセット内に含まれる。プリコーディング行列の、より大きなセットは、全てのコヒーレンス能力に対して利用できないプリコーディング行列を含む。プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは、それぞれ、１、２、３、または４つの空間レイヤに対応する。選択されたプリコーディング行列内の列の数は空間レイヤの数に等しく、各列は単一の非ゼロ要素および１つまたは複数のゼロ要素を含む。
本開示のさらに別の態様は、ホストコンピュータを含む通信システムを備える。通信システムは、無線通信ネットワーク内のユーザ装置から基地局への送信から発信されるユーザデータを受信するように構成された通信インターフェイスを含む。ユーザ装置は、空間レイヤの数に応じてプリコーディングマトリクスのそれぞれの第１、第２、第３、または第４のセットから選択されるプリコーディングマトリクスを使用して、データを非コヒーレントに送信するように構成された無線インターフェイスおよび処理回路を備え、プリコーディングマトリクスの第１、第２、第３、および第４のセットは全てのコヒーレンス能力に対して利用可能であり、プリコーディングマトリクスの、より大きなセットは全てのコヒーレンス能力に対して利用可能であり、プリコーディング行列の、より大きなセット内に含まれる。プリコーディング行列の、より大きなセットは、全てのコヒーレンス能力に対して利用できないプリコーディング行列を含む。プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは、それぞれ、１、２、３、または４つの空間レイヤに対応する。選択されたプリコーディング行列内の列の数は空間レイヤの数に等しく、各列は単一の非ゼロ要素および１つまたは複数のゼロ要素を含む。
図１は、実施形態による無線通信ネットワークを示す。 図２は、ＯＦＤＭシステムにおける無線リソースを表す時間周波数グリッドを示す。 図３は、例示的な無線フレームを示す。 図４は、空間多重化を示すブロック図である。 図５は、各パネル上に４つのパネルおよび２つのアンテナ素子を有する例示的なアンテナアレイを示す。 図６は、２組のコヒーレントアンテナポートを示すグラフである。 図７は、ユーザ装置によって実施されるデータ送信の例示的な方法を示す。 図８は、ユーザ装置によって実施されるデータ送信の例示的な方法を示す。 図９は、ユーザ装置によって実施されるデータ送信の例示的な方法を示す。 図１０は、ユーザ装置によって実施されるデータ送信の例示的な方法を示す。 図１１は、ユーザ装置によって実施されるデータ送信のためのプリコーダ行列を指示する例示的な方法を示す。 図１２は、ユーザ装置によって実施されるデータ送信のためのコヒーレンス能力を指示する例示的な方法を示す。 図１３は、ＵＥからデータを受信する基地局によって実施されるデータ送信の例示的な方法を示す。 図１４は、ＵＥからデータを受信する基地局によって実施されるデータ送信の例示的な方法を示す。 図１５は、ＵＥからデータを受信する基地局によって実施されるデータ送信の例示的な方法を示す。 図１６は、ユーザ装置によって実施されるデータ送信の例示的な方法を示す。 図１７は、ＵＥから基地局へのアップリンク送信のためのプリコーダを示す、基地局によって実施されるデータ送信の例示的な方法を示す。 図１８は、ＵＥからＵＥのコヒーレンス能力の指示を受信する基地局によって実施されるデータ送信の例示的な方法を示す。 図１９は、実施形態による例示的なユーザ装置を示す。 図２０は、実施形態による例示的な基地局を示す。 図２１は、可変コヒーレンス能力を有するアップリンク送信を送信または受信するように構成された例示的なワイヤレス端末を示す。 図２２は、一実施形態による例示的なワイヤレスネットワークを示す。 図２３は、一実施形態による例示的なＵＥを示す。 図２４は、一実施形態による例示的な仮想化環境を示す。 図２５は、一実施形態による、中間ネットワークを介してホストコンピュータに接続された例示的な通信ネットワークを示す。 図２６は、一実施形態による、基地局を介して部分的に無線接続でユーザ機器と通信する例示的なホストコンピュータを示す。 図２７～図３０は、一実施形態による、通信システムにおいて実施される例示的な方法を示す。 図２７～図３０は、一実施形態による、通信システムにおいて実施される例示的な方法を示す。 図２７～図３０は、一実施形態による、通信システムにおいて実施される例示的な方法を示す。 図２７～図３０は、一実施形態による、通信システムにおいて実施される例示的な方法を示す。
本開示の実施形態は、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）によって開発中の５ＧまたはＮＲ規格に基づく無線通信ネットワークの文脈で説明される。しかし、本明細書で説明される方法、技法、および装置は、マルチキャリア動作をサポートする他の規格に基づいて、無線通信ネットワークに適合され得ることを、当業者は理解するのであろう。
図１は、無線通信ネットワーク１０における基地局１００とＵＥ２００との間の通信を示す。適用可能な規格において発展型ノードＢ（ｅＮＢ）または５ＧノードＢ（ｇＮＢ）と呼ばれることがある基地局１００は、無線通信ネットワーク１０のセル２０内のユーザ装置２００に無線カバレッジを提供する。ユーザ装置２００は例えば、携帯電話、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、タブレット、マシンツーマシン（Ｍ２Ｍ）通信デバイス（マシンタイプ通信（ＭＴＣ）デバイスとも呼ばれる）、または無線通信能力を有する他のデバイスを備えることができる。基地局１００は、NPDSCH（Narrowband Physical Downlink Shared Channel)、NPDCCH（Narrowband Physical Downlink Control Channel)、及びNPBCH（Narrowband Physical Broadcast Channel)で、ＵＥ２００にＤＬでデータを送信する。ＵＥ２００は、NPUSCH（Narrowband Physical Uplink Shared Channel)で、基地局１００にＵＬでデータを送信する。基地局１００およびＵＥ ２００は、５ＧまたはＮＲ規格に従って動作するように構成される。
ＬＴＥと同様に、ＮＲは、ネットワークノードまたは基地局（発展型ノードＢ（ｅＮＢ)または５ＧノードＢ（ｇＮＢ)としても知られる）からユーザ装置（ＵＥ）へのダウンリンクにおいて直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を使用する。アップリンク（すなわち、ＵＥからｇＮＢへ）では、ＯＦＤＭと離散Ｆｏｕｒｉｅｒ変換（ＤＦＴ）‐拡散ＯＦＤＭの両方がサポートされるのであろう。
５ＧおよびＮＲネットワークのための基本的なＮＲ物理リソースは図２に示すように、ＬＴＥにおけるものに類似した時間－周波数グリッドとして見ることができ、ここで、各リソース要素は、１つのＯＦＤＭシンボル間隔の間、１つのＯＦＤＭ副搬送波に対応する。図２にΔｆ＝１５ｋＨｚの副搬送波間隔が示されているが、ＮＲでは異なる副搬送波間隔値がサポートされている。ＮＲにおけるサポートされるサブキャリア間隔値（異なるニュメロロジとも呼ばれる）は、Δｆ＝２μ×１５ｋＨｚによって与えられ、ここでμは非負の整数である。
さらに、ＬＴＥにおけるリソース割り当ては、一般的にはリソースブロック（ＲＢ）に関して記述され、ここで、リソースブロックは時間領域において１スロット（０．５ｍｓ）に、周波数領域において１２個の連続するサブキャリアに対応する。ＲＢは、システム帯域幅の一端から周波数領域において０で始まり番号付けされる。ＮＲの場合、ＲＢはまた、周波数において１２個のサブキャリアであるが、時間領域においてはさらなる研究のためのものである。この後のセクションでは、ＲＢは、物理ＲＢ（ＰＲＢ)とも呼ばれる。
時間領域において、ＮＲにおけるダウンリンクおよびアップリンク伝送は、図３に示すＬＴＥに類似した等しいサイズのサブフレームに組織化され、それは１５ｋＨｚの副搬送波間隔を仮定する。ＮＲでは、２μ×１５ｋＨｚの基準ニュメロロジに対するサブフレーム長は正確に１／２^μｍｓである。
ダウンリンク送信は動的にスケジュールされる。すなわち、各サブフレームにおいて、ｇＮＢは、どのＵＥ２００にデータが送信されるか、およびデータが現在のダウンリンクサブフレーム内のどのリソースブロックで送信されるかについて、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）を送信する。ＮＲではこの制御信号が一般的には各サブフレーム内の最初の１つ又は２つのＯＦＤＭシンボルで送信される。制御情報は物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）上で搬送され、データは物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）上で搬送される。ＵＥ２００はまずＰＤＣＣＨを検出して復号し、ＰＤＣＣＨが正常に復号された場合、ＰＤＣＣＨ内の復号された制御情報に基づいて、対応するＰＤＳＣＨを復号する。各ＵＥ２００には、同じサービングセルにおいて固有のＣ－ＲＮＴＩ（セル無線ネットワーク一時識別子）が割り当てられる。ＵＥ２００のＰＤＣＣＨ のＣＲＣ（巡回冗長検査）ビットはＵＥ２００のＣ－ＲＮＴＩ によってスクランブルされるため、ＵＥ２００はＰＤＣＣＨ のＣＲＣビットをスクランブルするために使用したＣ－ＲＮＴＩ をチェックすることで、そのＰＤＣＣＨ を認識する。
また、アップリンクデータ送信はＰＤＣＣＨを用いて動的にスケジューリングされる。ダウンリンクと同様に、ＵＥ２００はまず、ＰＤＣＣＨにおいてアップリンク許可を復号し、次いで、変調順序、符号化レート、アップリンクリソース割振りなどのアップリンク許可における復号された制御情報に基づいて、物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を介してデータを送信する。
ＬＴＥではセミパーシステントスケジューリング（ＳＰＳ）も、アップリンクおよびダウンリンクの両方でサポートされ、周期的データ送信のシーケンスは単一のＰＤＣＣＨによってアクティブ化または非アクティブ化される。起動後、データ送信用のＰＤＣＣＨ は送信されない。ＳＰＳでは、ＰＤＣＣＨのＣＲＣはＳＰＳ－Ｃ－ＲＮＴＩ によってスクランブルされ、これは、ＵＥ２００がＳＰＳ をサポートしている場合、ＵＥ２００用に設定される。
ＰＵＳＣＨに加えて、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）はＨＡＲＱ（ハイブリッド自動再送要求)関連肯定応答（ＡＣＫ）、否定応答（ＮＡＣＫ）、またはチャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックなどのアップリンク制御情報（ＵＣＩ）を搬送するために、ＮＲにおいてもサポートされる。
コードブックベースのプリコーディング
マルチアンテナ技術は、無線通信システムのデータ速度および信頼性を大幅に向上させることができる。送信機と受信機の両方が多重アンテナを備えており、その結果、ＭＩＭＯ通信チャネルが生じる場合、性能は特に改善される。このようなシステムおよび／または関連技術は一般にＭＩＭＯと呼ばれる。
ＮＲ規格は現在規定されつつある。ＮＲにおける中核的構成要素は、ＭＩＭＯアンテナ展開とＭＩＭＯ関連技術のサポートである。ＮＲは、チャネル依存プリコーディングを持つ少なくとも４つのアンテナポートを用いて、少なくとも４レイヤの空間多重化を伴うアップリンクＭＩＭＯをサポートすることが期待される。空間多重化モードは、良好なチャネル状態において高いデータレートを目指している。空間多重化動作の説明は、巡回プリフィックスＯＦＤＭ（ＣＰ－ＯＦＤＭ）がアップリンク上で使用される場合について、図４に提供される。
図に示すように、シンボルベクトルｓを運ぶ情報はＮT×ｒプリコーダ行列Ｗによって乗算され、プリコーダ行列はＮT（アンテナポートＮTに対応する）次元ベクトル空間の部分空間に送信エネルギーを分配する役割を果たす。プリコーダ行列は通常は考えられるプリコーダ行列のコードブックから選択され、通常は送信プリコーダ行列インジケータ（ＴＰＭＩ）によって示され、送信プリコーダ行列インジケータは所与の個数のシンボルストリームについてコードブック内の一意のプリコーダ行列を指定する。ｓ内の各ｒシンボルはレイヤに対応し、ｒは送信ランクと呼ばれる。 このようにして、複数のシンボルが同じ時間／周波数リソース要素（ＴＦＲＥ）上で同時に送信され得るので、空間多重化が達成される。シンボルｒの数は、通常は現在のチャネル特性に適合するように適合される。
ＬＴＥにおいてはＰＵＳＣＨのためのＤＦＴ－Ｓ－ＯＦＤＭのみとは対照的に、ＮＲにおいてはアップリンクＭＩＭＯのためにＣＰ－ＯＦＤＭがサポートされるため、ＮＲ ＭＩＭＯコードブック設計では、ＬＴＥ Ｒｅｌ－１０アップリンクＭＩＭＯに必要とされたほど、設計ファクタとしてＵＥ２００パワーアンプのピーク－アベレージ電力比（ＰＡＰＲ）の増大を強調する必要はない。したがって、制限されたＰＡＰＲ増大を伴うコードブックおよび比較的高いＰＡＰＲ増大を伴うコードブックは、ＮＲアップリンクＭＩＭＯに適し得る。その結果、ＮＲアップリンクＭＩＭＯのために適したコードブックは、３ＧＰＰ技術仕様３６．２１１の５．３．３Ａ項に定義されたアップリンクＭＩＭＯコードブック、ならびに３ＧＰＰ技術仕様３６．２１１の６．３．４．２．３項および３ＧＰＰ技術仕様３６．２１３の７．２．４項のダウンリンクＭＩＭＯコードブックを含むことができる。
したがって、サブキャリアｎ上のあるＴＦＲＥ（または代替としてデータＴＦＲＥ番号ｎ）の受信ＮR×１ベクトルｙnは、次式によってモデル化される：
Figure 0007076542000001
ここで、ｅnはランダムプロセスの実現として得られるノイズ／干渉ベクトルである。プリコーダＷは広帯域プリコーダであってもよく、これは周波数にわたって一定であるか、または周波数選択的であってもよい。
プリコーダ行列Ｗは、ＮR×ＮTＭＩＭＯチャネル行列Ｈnの特性に合致するようにしばしば選択され、その結果、いわゆるチャネル依存プリコーディングが生じる。これは一般に閉ループプリコーディングとも呼ばれ、本質的には送信エネルギーの多くをＵＥ２００に伝送する意味で強い部分空間に送信エネルギーを集束させることに努める。さらに、プリコーダ行列はチャネルの直交化に努めるように選択することもでき、これは、ＵＥ２００での適切な線形等化の後、レイヤ間干渉が低減されることを意味する。
ＵＥ２００がプリコーダ行列Ｗを選択するための１つの例示的な方法は、仮定された等価チャネルのフロベニウスノルムを最大化するＷkを選択することであり得る：
Figure 0007076542000002
ここで、
・ ^Ｈnは、おそらくサウンディング基準信号（ＳＲＳ）から導出されるチャネル推定値である。
・ Ｗkは、インデックスｋを有する仮定されたプリコーダ行列である。
・ ^ＨnＷkは仮定された等価チャネルである。
ＮＲアップリンクのための閉ループプリコーディングでは、ＴＲＰが逆方向リンク（アップリンク）におけるチャネル測定に基づいて、ＵＥ２００がそのアップリンクアンテナ上で使用すべきＴＰＭＩをＵＥ２００に送信する。ｇＮＢは、ＵＥ２００がチャネル測定を可能にするためにアップリンク送信に使用することを希望するＵＥ２００のアンテナの数に従ってＳＲＳを送信するようにＵＥ２００を構成する。大きな帯域幅をカバーすると想定される単一のプリコーダ（広帯域プリコーディング）がシグナリングされ得る。また、チャネルの周波数変動を整合させること、その代わりに、周波数選択性プリコーディングレポート、例えば、サブバンドごとに１つずつ、いくつかのプリコーダおよび／またはいくつかのＴＰＭＩをフィードバックすることが有益であり得る。
ＴＰＭＩ以外の情報は一般に、送信ランクインジケータ（ＴＲＩ）と同様に、ＳＲＳリソースインジケータ（ＳＲＩ）のようなＵＬ ＭＩＭＯ伝送状態を決定するために使用される。これらのパラメータ、ならびに変調および符号化状態（ＭＣＳ）、ならびにＰＵＳＣＨが送信されるアップリンクリソースも、ＵＥ２００からのＳＲＳ送信から導出されるチャネル測定値によって決定される。送信ランク、したがって空間的に多重化されたレイヤ数は、プリコーダＷの列の数に反映される。効率的な性能のためには、チャネル特性に調和する送信ランクが選択されることが重要である。
制御シグナリング
ＬＴＥ制御シグナリングは、ＰＤＣＣＨまたはＰＵＣＣＨ上の制御情報の搬送や、ＰＵＳＣＨへの埋め込み、ＭＡＣ制御要素（ＭＡＣ ＣＥ）内、またはＲＲＣシグナリング内を含む、様々な方法で搬送することができる。これらのメカニズムの各々は、特定の種類の制御情報を搬送するようにカスタマイズされる。
ＰＤＣＣＨ、ＰＵＣＣＨで搬送されるか、またはＰＵＣＣＨに埋め込まれる（「ピギーバックされる」）制御情報は、３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１、３６．２１２、および３６．２１３に記載されているように、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）、アップリンク制御情報（ＵＣＩ）などの物理レイヤ関連制御情報である。ＤＣＩは一般に、ＵＥ２００に何らかの物理レイヤ機能を実行するように命令し、その機能を実行するために必要な情報を提供するために使用される。ＵＣＩは一般的に、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）確認（ＡＣＫ）、スケジューリング要求（ＳＲ）、ＣＱＩを含むチャネル状態情報（ＣＳＩ）、ＰＭＩ、ＲＩおよび／またはＣＲＩなどの必要な情報をネットワークに提供する。ＵＣＩおよび情報（ＤＣＩ）はサブフレームごとに送信されることができ、したがって、高速フェージング無線チャネルとともに変化することができるパラメータを含む、急速に変化するパラメータをサポートするように設計される。ＵＣＩおよびＤＣＩはサブフレームごとに送信することができるので、所与のセルに対応するＵＣＩまたはＤＣＩは、制御オーバーヘッドの量を制限するために、およそ数十ビットである傾向がある。
ＭＡＣ ＣＥで搬送された制御情報は、３ＧＰＰ ＴＳ ３６．３２１ で説明されているように、アップリンクおよびダウンリンク共有トランスポートチャネル（ＵＬ－ＳＣＨおよびＤＬ－ＳＣＨ）のＭＡＣヘッダで搬出される。ＭＡＣヘッダは固定サイズを有さないので、ＭＡＣ ＣＥ内の制御情報は、それが必要とされるときに送信されることができ、固定オーバーヘッドを必ずしも意味しない。さらに、ＭＡＣ ＣＥはより大きな制御ペイロードを効率的に運ぶことができ、それは、それらが、リンク適応、ＨＡＲＱの恩恵を受けるＵＬ－ＳＣＨまたはＤＬ－ＳＣＨトランスポートチャネルで運搬され、かつ、ターボコード化が可能だからである。ＭＡＣ ＣＥは、タイミングアドバンスの維持またはバッファステータス報告など、固定されたパラメータのセットを使用する反復タスクを実行するために使用されるが、これらのタスクは一般に、サブフレームごとにＭＡＣ ＣＥの送信を必要としない。したがって、ＰＭＩ、ＣＱＩ、ＲＩ、およびＣＲＩのような高速フェージング無線チャネルに関連するチャネル状態情報は、Ｒｅｌ－１４までのＬＴＥにおけるＭＡＣ ＣＥでは搬送されない。
マルチパネルＵＥ２００アンテナアレイ
ＵＥ２００アンテナアレイを構築する場合、同じ電力レベルで受信ＴＲＰによって一般的に見られるような、同じ角度カバレッジを有するアンテナを有することは困難であり得る。これは、ＮＲがサポートするミリ波周波数では特に困難になる可能性がある。更に、全てのＵＥ２００のアンテナ及びＴＸチェーンを小さな移動デバイスで利用可能な限られた空間内に互いに接近させて配置することは困難な場合がある。１つの構築上の実践は、図４に示されるように、ＵＥ２００のＴＸチェーンがパネル毎に１つ以上の送信チェーンを有する「パネル」に分割されるモジュール式アプローチを使用することである。そのようなマルチパネルＵＥは一般に、異なる方向を指す素子パターンを持つパネルを有するようにモデル化され、一方、パネル内のアンテナ素子は、３ＧＰＰの技術報告３６．８０２で論じられたのと同じ方向を指す素子パターンを有する。異なるパネル内の送信チェーンは、ＵＥ内で分離することができるので、パネル内のアンテナ素子間の較正および位相コヒーレンスを維持するよりも、異なるパネル内のアンテナ素子間の較正および位相コヒーレンスを維持することがより困難であり得る。したがって、パネル間の周波数オフセット、タイミングのずれ、および／または位相オフセットが存在し得る。異なるパネルのＴＸチェーン間の位相コヒーレンスの態様は、以下でさらに論じられる。
図５は、８つの全アンテナ素子を有する４パネルＵＥ２００アレイの例を示す。各パネルは、独立したＴＸチェーンによって駆動される類似のアンテナパターンを有する２つの素子を備えている。アンテナ素子パターンはほぼ９０度のビーム幅を有し、その結果、すべての方向が４つのパネルによって一緒に覆われる。
ＮＲにおけるＳＲＳ送信
サウンディング基準信号（ＳＲＳ）は、ＬＴＥにおいて様々な目的のために使用され、ＮＲにおいて同様の目的を果たすことが期待される。ＳＲＳの１つの主な用途はアップリンクチャネル状態推定であり、アップリンクリンク適応（ＵＥ２００がどのＭＣＳ状態で送信すべきかの決定を含む）および／または周波数選択的スケジューリングを可能にするチャネル品質推定を可能にする。アップリンクＭＩＭＯの文脈において、それらはまた、ＵＥ２００がそのアップリンクアンテナアレイ上の伝送のためにそれらを使用するときに、良好なアップリンクスループット及び／又はＳＩＮＲを提供するのであろうプリコーダ及びレイヤ数を決定するために使用することができる。追加の用途には、電力制御およびアップリンクタイミング事前調整が含まれる。
ＬＴＥ Ｒｅｌ－１４とは異なり、少なくともいくつかのＮＲ ＵＥは、複数のＳＲＳリソースを送信することができる。これはダウンリンク上の複数のＣＳＩ－ＲＳリソースに概念的に類似しており、ＳＲＳリソースは１つまたは複数のＳＲＳポートを含み、ＵＥ２００はビームフォーマおよび／またはプリコーダを、ＳＲＳリソース内のＳＲＳポートに適用して、それらが同じ有効アンテナパターンで送信されるようにすることができる。ＵＥ２００において複数のＳＲＳリソースを定義するための主な動機は、ＵＥ２００が一度に１つだけではあるが、様々なビームパターンで送信することができる、ＵＥ２００におけるアナログビームフォーミングをサポートすることである。このようなアナログビーム成形は、特にＮＲによってサポートされ得るより高い周波数において、比較的高い指向性を有し得る。以前のＬＴＥアップリンクＭＩＭＯおよび送信ダイバーシチ設計は、異なるＳＲＳポート上で高指向性ビーム成形を使用できる事例に焦点を当てておらず、従って、単一ＳＲＳリソースは十分であった。ＮＲ ＵＥ２００が異なるビームで送信する場合、ＴＲＰが受信する電力は実質的に異なる可能性がある。 １つのアプローチは、単一のＳＲＳリソースを有するが、送信のためにそのビームのうちのどれを使用すべきかをＵＥ２００に示すことであり得る。しかしながら、ＵＥ２００アンテナ設計はＵＥの間で広範囲に変化し、ＵＥ２００アンテナパターンは非常に不規則であり得るので、ＴＲＰがＵＥ２００アップリンクプリコーディング又はビーム成形を制御することができるＵＥ２００アンテナパターンの所定のセットを有することは不可能である。従って、ＮＲ ＵＥ２００は各ＳＲＳリソース上の明確な有効アンテナパターンを使用して複数のＳＲＳリソース上で送信することができ、これにより、ＴＲＰがＵＥ２００によって使用される異なる有効アンテナパターンに対する複合チャネル特性および品質を決定することができる。各有効アンテナパターンと対応するＳＲＳリソースとのこの関連付けが与えられると、ＴＲＰは、１つまたは複数のＳＲＳリソースインジケータ、すなわち「ＳＲＩ」を介して、ＰＵＳＣＨ（または他の物理チャネルまたは信号）上での送信のために１つまたは複数の有効アンテナパターンのうちのどれを使用すべきかをＵＥ２００に示すことができる。
ＮＲにおけるＵＥコヒーレンス能力
ＵＥの実装に応じて、送信チェーンの相対位相を維持することが可能であり得る。この場合、ＵＥ２００は、各送信チェーン上でビームを選択し、送信チェーン間で異なる利得及び／又は位相を使用して両方の送信チェーンの選択されたビーム上に同じ変調シンボルを送信することにより、アダプティブアレイを形成することができる。位相が制御された複数のアンテナ素子上の共通の変調シンボルまたは信号のこの送信は、「コヒーレント」送信とラベル付けすることができる。ＬＴＥ Ｒｅｌ－１０におけるコヒーレントアップリンクＭＩＭＯ送信のサポートは、アップリンク空間多重化のための相対的送信位相連続性のための特徴グループ指示を介して示され、ここで、ＵＥ２００はコヒーレント送信をサポートするために、送信チェーンの相対的位相を経時的に適切に維持可能かどうかを示す。
他のＵＥ２００の実装形態では送信チェーンの相対位相が十分に制御され得ず、コヒーレント送信は使用され得ない。そのような実装形態では、一時に送信チェーンのうちの１つで送信すること、または送信チェーン上で異なる変調シンボルを送信することが依然として可能であり得る。後者の場合、各送信チェーン上の変調シンボルは、空間的に多重化された、すなわち「ＭＩＭＯ」レイヤを形成することができる。このクラスの送信は、「非コヒーレント」送信と呼ばれることがある。そのような非コヒーレント送信スキームは、複数の送信チェーンを有するが、相対的な送信位相連続性をサポートしないＬＴＥ Ｒｅｌ－１０のＵＥによって使用され得る。
さらに他のＵＥ２００の実装形態では送信チェーンのサブセットの相対位相が良好に制御されるが、すべての送信チェーンにわたって制御されるわけではない。１つの可能な例はマルチパネル操作に関して上述され、そこではパネル内の送信チェーンの間で位相が十分に制御されるが、パネル間の位相は十分に制御されない。このクラスの送信は、「部分コヒーレント」と呼ばれることがある。
相対的位相制御のこれら３つの変形は全て、ＮＲにおけるサポートのために合意されており、従って、ＵＥ２００の能力は、完全コヒーレンス、部分コヒーレンス、及び非コヒーレント送信のために定義されてきた。
可変コヒーレンス能力コードブックのためのプリコーダ構造および能力
１つのＭＩＭＯコードブックにおいて、すべての３つのＮＲコヒーレンス能力をサポートすることが可能である。ゼロの大きさの要素のないプリコーディング行列またはベクトル、または「プリコーダ」は、ゼロ以外の大きさの要素によって設定された相対位相を維持するために完全コヒーレント送信チェーンを必要とし、したがって、そのようなプリコーダは、「完全コヒーレント」能力を有するＵＥ２００によってのみ使用され得、部分コヒーレンス能力または非コヒーレント能力を有するＵＥによってサポートされない。
（例えば、複数の列を有するプリコーディング行列がすべての列において１つのゼロ以外の大きさしか有しない場合）すべての空間レイヤに対して１つのゼロでない大きさ要素のみを有するプリコーディング行列またはベクトル、または「プリコーダ」は、空間レイヤ内のアンテナポートが一緒に結合されないので、位相コヒーレンスを必要としないしたがって、そのようなプリコーダは、非コヒーレント送信のみをサポートするＵＥ２００によって使用できる。
所与の空間レイヤについて、複数のゼロ以外の大きさ位の要素および少なくとも１つのゼロの大きさの要素を有するプリコーディング行列またはベクトル、または「プリコーダ」（例えば、複数の列を有するプリコーディング行列が、列当たり１つのゼロの大きさしか有さない場合）はその空間レイヤを送信するときに、非ゼロポートに対応するアンテナポートの間でのみ位相コヒーレンスを必要とする。したがって、このようなＵＥは、部分的コヒーレンスをサポートするが、少なくとも与えられた空間レイヤに対する完全なコヒーレンス能力ではない。ＴＸチェーンが１つのレイヤに対して別のＴＸチェーンで十分に制御された位相を保持する必要がある場合にはすべてのレイヤに対してそうしなければならないので、複数の空間レイヤを送信する場合、２つのポートが１つのレイヤでコヒーレンスを必要とするならば、それらは全てのレイヤについてコヒーレンスを必要とする。次いで、一実施形態では部分的にコヒーレントなプリコーダは、アンテナポートが１つのレイヤ上の別のアンテナポートと結合される場合、任意のレイヤ上の他のポートと結合することができ、各アンテナポートはすべてのレイヤにわたって他のアンテナポートのサブセットと結合されるだけ、というものである。
どのポートがすべてのレイヤにわたってコヒーレントに結合されるかは、各レイヤについて結合されるものから開始し、すべてのレイヤにわたるすべてのコヒーレントな結合が特定されるまで継続する、反復プロセスを用いて決定することができる。例えば、ポート対（１，２）、（３，４）、（５，６）、および（１，６）が以下のプリコーディング行列を使用して生じるように、第１、第２、第３、および第４のレイヤ上でそれぞれ結合され、各列がレイヤに対応し、各行がアンテナポートに対応する、６ポートランク４のプリコーダを考える。
Figure 0007076542000003
図６に示されるように、これらの依存性を使用して組み合わせグラフを構成することによって、これらのセットの各々内のポートが一緒にコヒーレントに送信されるべきであることを意味する、このプリコーダのためのポートの２つのセット｛３，４｝および｛１，２，５，６｝が存在することが決定され得る。従って、ポート（１，２，５，６）は一緒にコヒーレントに送信されるべきであり、ポート（３，４）は一緒にコヒーレントに送信されるべきであると結論する。
完全コヒーレントのＵＥ２００は部分コヒーレンスおよび非コヒーレント送信が可能であるので、空間レイヤごとに、すべて、一部、またはただ１つのゼロ以外の大きさの要素を有するプリコーダは、すべて、完全コヒーレント送信に使用されるコードブック内にあることが可能である。
３つすべてのコヒーレンス能力が１つのコードブックにあることができるが、部分または非コヒーレント能力のいずれかを有するＵＥはコードブック全体をサポートすることができない。しかしながら、部分コヒーレンス対応ＵＥは、コヒーレンスを必要としないものと同様に、コヒーレントに送信することができるアンテナポートに適合するコードブックからのプリコーダを使用することができる。同様に、非コヒーレント能力のみをサポートするＵＥ２００は、コヒーレント送信を必要としないコードブックからのプリコーダを使用することができる。したがって、一実施形態では、完全コヒーレンスを示すＵＥ２００は、すべての要素がゼロ以外の大きさを有するプリコーダと、少なくとも１つの要素がゼロの大きさを有するプリコーダと、空間レイヤ当たり１つの要素のみがゼロ以外の大きさを有するプリコーダとを識別するＴＰＭＩをサポートすると仮定される。部分コヒーレンスを示すＵＥ２００は、少なくとも１つの要素がゼロの大きさを有するプリコーダと、空間レイヤ当たり１つの要素のみがゼロ以外の大きさを有するプリコーダとを識別するＴＰＭＩをサポートすると仮定される。非コヒーレンス能力を示すＵＥ２００は、空間レイヤ当たり１つの要素のみがゼロ以外の大きさを有するプリコーダを識別するＴＰＭＩをサポートすると仮定される。
部分的にコヒーレントなＵＥ２００は、特定の送信チェーンとアンテナポートとの間の良好に制御された相対的位相のみを維持することができる。従って、プレコーダが部分コヒーレンス能力に合致しなければならないゼロ以外の大きさの要素の数だけでなく、空間レイヤ上でゼロ以外の大きさを有する要素は、位相が良好に維持されるアンテナポートに対応しなければならない。非ゼロ要素はそれぞれのアンテナポートに適用されるべき重みを表し、一方、ゼロの大きさの要素は、非送信アンテナポートを表す。一実施形態ではその部分コヒーレンス能力を識別するために、ＵＥ２００はどの対のアンテナポートがコヒーレント動作をサポートできるかを示すことができる。そのような指示は整数対のリストであってもよく、各整数はアンテナポート番号を特定し、その対はコヒーレント送信をサポートする。代替として、複数のビットマップを示すことができ、各ビットマップは、コヒーレント送信がサポートされるアンテナポートに対応する、せいぜい２つの非ゼロビットを含む。
いくつかの実装形態では、ＴＸチェーンにわたって良好に制御された相対位相を維持するＵＥの能力が搬送波周波数の関数であってもよい。従って、一実施形態では、ＵＥ２００が、ＵＥ２００による送信に使用される第１の周波数帯域及び第２の周波数帯域にそれぞれ対応する、コヒーレンス能力の第１の値及び第２の値を示すことができる。
ＵＥ２００は一般に、どの送信アンテナチェーンがそのアンテナポートに対応するかを自由に選択することができる。アンテナポートの単一のセットが部分的にコヒーレントな送信のために許可されると仮定される場合、部分的なコヒーレンスをサポートするＵＥ２００は、その送信チェーンを、コードブックによって使用されるアンテナポートコヒーレンス仮定に一致するように整列させることができ、ＵＥのアンテナポートのうちのどれがコヒーレントな送信をサポートするかに関する追加の情報は、ネットワークによって必要とされない。しかしながら、コヒーレント送信がサポートされるアンテナポートは、異なる送信ランクにわたって整列されなければならない。これは、コヒーレント送信がサポートされるアンテナポートに対応するプリコーダの要素のみが、任意の空間レイヤ上でゼロ以外の大きさを有することができることを意味する。
ＬＴＥ Ｒｅｌ－１０アップリンクプリコーダを使用した４ポート可変コヒーレンス能力コードブック
異なる送信ランクにわたる非ゼロ重みのこの制約は、完全コヒーレンス、部分コヒーレンス、および非コヒーレント符号語をサポートするコードブックの設計で示すことができる。このようなコードブックは、３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１、セクション５．５．３ＡからのＬＴＥ Ｒｅｌ－１０アップリンクＭＩＭＯコードブックから構築することができる。表１（３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１における表５．３．３Ａ．２－２である）はランク１（すなわち、ν＝１空間レイヤ）送信のためのコードブックを提供する。 コードブックはアンテナポート４０、４１、４２、および４３を使用して示されているが、４つの別個のアンテナポートを識別する任意のアンテナポート番号付けを使用することができることに留意されたい。ここで、コードブックインデックス０～１５はすべて、すべてのエントリ上でゼロ以外の大きさを有し、したがって、完全にコヒーレントな送信を必要とする。しかしながら、コードブックのインデックス１６～２３はそれぞれ２つのゼロ以外の大きさのエントリを有し、したがって、部分的にコヒーレントな送信をサポートすることができる。ベクトル内の第１の要素はアンテナポート４０に対応し、第２の要素はポート４１に対応し、等々であり、コードブックインデックス１６～１９の第１および第３の要素はゼロ以外の大きさであるので、これらのインデックスはアンテナポート４０および４２上のコヒーレント送信を必要とする。同様に、コードブックインデックス１９～２３は、アンテナポート４１および４３上のコヒーレント送信を必要とする。υ
Figure 0007076542000004
表２（これは、ＬＴＥリリース１０のための３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１における表５．３．３Ａ．２－３である）がランク２（すなわち、ν＝２空間レイヤ）送信のためのコードブックを提供する。表の各行列は２つの列を有し、各列は１つの空間レイヤに対応する。コードブックインデックス０～７を調べると、第１列の最初の２つの要素および第２列の最後の２つの要素はゼロではないので、アンテナポート４０および４１は制御された相対位相で送信されなければならず、アンテナポート４２および４３も制御された相対位相で送信されなければならない。しかしながら、それらの対応するゼロ以外の大きさの要素は異なる空間レイヤ上にあるので、アンテナポート４０と４２との間、又はアンテナポート４１と４３との間の相対的位相を制御する必要はない。
アンテナポート対４０および４２がランク１でコヒーレントに送信されなければならず、一方ポート対４０および４１はランク２の第１のレイヤのためにコヒーレントに送信されなければならないことに着目すると、符号語１６～２３が部分コヒーレント送信のために使用された場合、ＵＥ２００はポート４０、４１、および４２にわたるコヒーレント送信をサポートしなければならないことが分かる。ランク２の第２のレイヤを考慮すると、これらの符号語について同様の着目を行うことができ、ポート対４１および４３はランク１のためのコヒーレント送信をサポートすべきであり、ポート対４２および４３はランク２のためのコヒーレント送信をサポートすべきであり、したがって、ポート４１、４２、および４３は、コヒーレント送信をサポートすべきである。
Figure 0007076542000005
ポート４０～４２および４１～４３にわたるコヒーレント送信を必要とするのではなく、４つのポートを介する部分的にコヒーレントな送信において２対のコヒーレントポートのみを必要とすることが望ましい場合がある。これを達成する１つの方法は、ランク２におけるコヒーレント送信のためのアンテナポートペア（４０，４２）および（４１，４３）の使用を可能にすることである。コードブックの所与のランクについてのすべてのコードブックインデックスについてアンテナポートを並べ替えることは、それらの符号語の相互距離または無線リンク性能に影響を与えないので、ランク１またはランク２のコードブックのいずれかを並べ替えることはランクにわたってポート対を整列させるためのツールであり得る。
ポートの並べ替えを決定するために、可能な限り多くの部分的にコヒーレントな符号語がランクにわたって使用されることを可能にする並べ替えを見つけることが望ましい。コードブックインデックス８～１５は、常にレイヤ当たり最大２つのゼロ以外の大きさの要素を有するが、これらはアンテナポート対の混合に対応する。インデックス８～１１は、第１のレイヤのポート対４０および４２と、第２のレイヤのポート対４１および４３に対応し、一方インデックス１２～１５は、２つのレイヤのポート対（４０、４３）および（４１、４２）にそれぞれ対応する。これは、ポート対（４１、４２）および（４２、４３）が、それらは８つのインデックスにわたって使用され、一方他のポート対は４つのインデックスだけにわたって使用されるので、同じアンテナポートの、より一貫した使用を有することを意味する。その結果、インデックス０～７は、アンテナポートの並べ替えによってランク１に整列する最良の候補であるように見える。
行２および３、すなわち同等にアンテナポート４１および４２がスワップされる場合、表２のコードブックは以下の表３になる。表４のコードブックインデックス０～７は表１のコードブックインデックス１６～２３と同じ列にゼロを有し、したがって、同じアンテナポート対（４０、４２）および（４１、４３）は、ランク１および２の両方に対してコヒーレント送信を必要とする。したがって、ポートを並べ替えることにより、ポートの並べ替えなしの２つのポートトリプレット（４０、４１、４２）および（４１、４２、４３）とは対照的に、ランク１および２からの８つの符号語を、２つのポート対のみを用いた部分的にコヒーレントな送信に使用することが可能になる。
Figure 0007076542000006
したがって、一実施形態では部分的コヒーレンス能力が１つの空間レイヤに対して１つのプリコーディング行列の第１のセットを使用し、ここで、該セット内の各プリコーディング行列は、少なくとも第１および第２のアンテナポートに対応する少なくとも２つのゼロ以外の大きさの要素を有する第１の列と、該第１の列内の少なくとも１つのゼロの大きさの要素と、少なくとも第３のアンテナポートに対応する第１の列とを有する。部分コヒーレンス能力は２つの空間レイヤのためのプリコーディング行列の第２のセットを使用し、ここで、第２のセットにおける各プリコーディング行列は、少なくとも第１及び第２のアンテナポートに対応する少なくとも２つのゼロ以外の大きさの要素、及び少なくとも第３のアンテナポートに対応する第２の列における少なくとも１つのゼロの大きさの要素を有する第２の列を有する。本明細書では、マトリックスが１つまたは複数の列を含むことができる。
同じアンテナポートセット上のランク３に対して部分コヒーレンスを使用することが望ましい場合がある。ランク３のためのＲｅｌ－１０ ＬＴＥアップリンクＭＩＭＯコードブック（３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１における表５．３．３Ａ．２－４）は、以下の表４に示される。コードブックインデックスのすべてにおける３つの列のうちの２つは１つのゼロ以外の大きさの要素のみを有するが、第１の列は２つのゼロ以外の大きさ位の要素を有する。したがって、この第１の列は、第１の空間レイヤのための１つのポート対上で部分的にコヒーレントな送信を必要とする。コードブックインデックス２および３は行１および３上でゼロ以外の大きさを有し、したがって、ポート対（４０、４２）に対応する。同様に、コードブックインデックス８および９は行２および４上でゼロ以外の大きさを有し、したがって、ポート対（４０、４２）に対応する。したがって、コードブックインデックス２、３、８、および９は、表３のランク２コードブックインデックス０～７および表１のランク１コードブックインデックス１６～２３を用いた部分的コヒーレント送信に使用することができる。表４からの残りのコードブックインデックスは、（４０，４２）および（４１，４３）以外の他のポート対上でのコヒーレント送信を必要とする。
Figure 0007076542000007
完全非コヒーレント動作をサポートするために、Ｒｅｌ‐１０ ＵＬ ＭＩＭＯ４ポートコードブックにプリコーディング行列を追加することが必要である。なぜなら、これらのコードブックのプリコーディング行列中の列は単一のゼロ以外の大きさの要素を持っていないからである。ランク１の動作では、任意のポートが受信機において最良のＳＩＮＲを有する可能性が等しいと仮定され得るので、任意の１つのアンテナポートを選択することが望ましい場合がある。したがって、非コヒーレント動作をサポートするために、表５の以下の４つのプリコーダを表２のランク１コードブックに追加することができる。
Figure 0007076542000008
表５において、１／２のスケーリング因子が使用されることに留意されたい、しかしプリコーダはただ１つの非ゼロ単位の大きさの要素を含み、その結果、プリコーダは、単位ノルムを有するのではなく、１／４倍に正規化される。あるいはプリコーダを単位ノルムに正規化するために、スケーリング係数１のような別のスケーリング係数が適用されてもよく、この代替案は以下の表６に示される。
Figure 0007076542000009
ランク２の動作では、２つのポートの任意の組み合わせが受信機で最良のＳＩＮＲを有することができるので、２つのレイヤにわたって任意のアンテナポート対を選択することが望ましいことがある。したがって、非コヒーレント動作をサポートするために、表７の以下の６つのプリコーダを表４のランク２コードブックに追加することができる。
Figure 0007076542000010
同様に、ランク１のコードブックについても、例えば、プリコーダを単位ノルムに正規化するために、上記で使用されるスケーリング係数１／２倍の代わりに、代替のスケーリング係数を適用することができる。表８では、プリコーダが単位ノルムに正規化されるように、スケーリング係数１／√２が適用される。これを以下の表８に示す。一般に、本明細書の実施形態は、任意のスケーリングファクタを利用することができる。
Figure 0007076542000011
ランク３の動作では、３つのポートの任意の組み合わせが受信機で最良のＳＩＮＲを有することができるので、再び２つのレイヤにわたって３つのアンテナポート対の任意の組み合わせを選択することが望ましいことがある。したがって、非コヒーレント動作をサポートするために、表９の以下の４つのプリコーダを表４のランク３コードブックに追加することができる。
Figure 0007076542000012
ランク４の動作では、単位行列は良好な性能を提供することができる。当該技術分野で知られているように、送信アンテナポートの数がレイヤの数に等しい場合、アレイ利得を提供するために余分な自由度は利用できない。したがって、４つのポートを有するランク４動作に適したコードブックは、以下の表１０にあるＲｅｌ－１０ ＵＬ ＭＩＭＯ４ポートコードブック（３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１における表５．３．３Ａ．２－５）であり得る。
Figure 0007076542000013
表１０は、列当たり１つのゼロ以外の大きさの要素しか有していないので、非コヒーレント動作と共に使用することができる。
上記の分析が与えられると、完全コヒーレント、部分コヒーレント、および非コヒーレント動作をサポートするコードブックを構築することが可能である。コードブックは、コードブックでサポートされるすべてのランクに必要なすべての行列を構成すると考えることができる。この場合、コードブックは以下の表１１－１４から構成される。各テーブルは、コードブックインデックスまたは同等にＴＰＭＩに関連する行列を含む。コードブックは、ＴＰＭＩをサポートするために必要な最小コヒーレンス能力に従ってＴＰＭＩを分類するように配置され、ここで完全コヒーレント動作のコヒーレンス能力が最大能力を有すると考えられ、部分コヒーレント動作が次に大きなコヒーレンス能力であり、非コヒーレント動作がコヒーレンス能力の最小である。完全コヒーレント動作が可能なＵＥ２００は、完全コヒーレント、部分コヒーレント、及び非コヒーレント動作に関連するＴＰＭＩをサポートすることができる。部分コヒーレント動作が可能なＵＥ２００は、部分コヒーレント、及び非コヒーレント動作に関連するＴＰＭＩをサポートすることができるが完全コヒーレント動作はできない。非コヒーレント動作のみが可能なＵＥ２００は、非コヒーレント動作に関連するＴＰＭＩのみをサポートすることができる。１つまたは複数の行上のＴＰＭＩに関連する最小コヒーレンス能力が、右端の列に示されている。
ランク２および３に使用される部分コヒーレンスＴＰＭＩは、アンテナポート（４０、４２）および（４１、４３）がランク１、２、および３のコードブック内のすべての部分コヒーレントＴＰＭＩに対してコヒーレント送信を必要とするように設計される。これにより、ランク２のＴＰＭＩ８～１５やランク３のＴＰＭＩ４～１１など、他のアンテナポートで部分コヒーレント送信をサポートできるＴＰＭＩは除外される。これらのＴＰＭＩは追加の性能を提供することができるが、（４０，４２）および（４１，４３）以外の他のポート対にわたるコヒーレント送信を必要とするので、これらのＴＰＭＩは完全にコヒーレントな最小コヒーレンス能力で使用される。したがって、一実施形態では完全なコヒーレンス能力は２つの空間レイヤに対してプリコーディング行列第１のセットを使用し、第１のセットにおける各プリコーディング行列は少なくとも第１および第２のアンテナポートに対応する少なくとも２つのゼロ以外の大きさの要素、少なくとも第３のアンテナポートに対応する少なくとも１つのゼロの大きさの要素を有し、かつ完全なコヒーレンス能力は１つの空間レイヤに対してプリコーディング行列の第２のセットを使用し、第２のセットにおける各プリコーディング行列は少なくとも第１、第２および第３のアンテナポートに対応するゼロ以外の大きさ要素を有する。
Figure 0007076542000014
Figure 0007076542000015
Figure 0007076542000016
Figure 0007076542000017
ＴＰＭＩのためのシグナリングを構築するために、状態の数を決定することが必要である。以下の表１５は、ランク当たりおよびコヒーレンス能力当たりに使用されるＴＰＭＩの数を示す、表１１～１４の４ポートコードブックの代替表現である。
Figure 0007076542000018
以下の表１６は、ランク当たりの所与のコヒーレンス能力を持つＵＥ２００によりサポートされるＴＰＭＩの総数を示す、表１１～１４の４ポートコードブックの別の表現である。ここで、部分コヒーレントおよび非コヒーレント動作のためのＴＰＭＩは、完全コヒーレント可能なＵＥのための合計に含まれるが、それはそのようなＵＥは部分コヒーレントおよび非コヒーレントＴＰＭＩも送信できるからである。同様に、非コヒーレント動作のためのＴＰＭＩは、部分コヒーレント可能なＵＥのための合計に含まれるが、それはそのようなＵＥは非コヒーレントＴＰＭＩも送信できるからである。最後に、非コヒーレントなＴＰＭＩのみをサポートするＵＥはこれらのＴＰＭＩのみをサポートすることができるので、非コヒーレントなＴＰＭＩは全ＴＰＭＩにおいてのみ存在する。表１６は３つのコードブック、すなわち、完全コヒーレント動作のためのコードブック、部分コヒーレント動作のためのコードブック、および非コヒーレント動作のためのコードブックを含むものとして参照され得ることが見て取れる。したがって、いくつかの実施形態では、ＵＥ２００は、完全コヒーレンス、部分コヒーレンス又は非コヒーレント動作をサポートするものとして識別されるアップリンクＭＩＭＯコードブックとともに構成される。そのような実施形態では非コヒーレント動作または部分コヒーレント動作で特定されるＴＰＭＩが、完全コヒーレント動作のためにＵＥ２００に構成されたコードブックに含まれてもよく、非コヒーレント動作で特定されるＴＰＭＩが、部分コヒーレント動作のためにＵＥ２００に構成されたコードブックに含まれてもよい。
Figure 0007076542000019
表１７は、表１６からランクごとに累積された、コヒーレンス能力ごとのＴＰＭＩの数を示す。このランクの累積は、ＴＲＩ情報がＴＰＭＩと一緒に符号化されることを可能にし、したがって、この実施形態ではＴＰＭＩ指示はまた、ＴＰＭＩ／ＴＲＩとしてラベル付けされることができ、ＴＰＭＩ指示の与えられた値は送信において使用されるべき空間レイヤの数を伝える。ＴＰＭＩの数をシグナリングするのに必要なビット数も示されている。表１７の特定の行では、上の行（存在する場合）からのＴＰＭＩ の数が追加され、その行と前のランクに対応するランクのＴＰＭＩの数が決定される。
表１７を調べると、状態の数は、コヒーレンス能力及び最大ランクに従って変化することが分かる。この設計では、状態の数がコヒーレンス能力に従って減少する傾向があり、その結果、上記のもの、よりも低い能力毎に少なくとも１ビット少なくて済む。したがって、一実施形態ではＵＥ２００が、制御チャネルにおいてＴＰＭＩフィールドを受信し、第１のＴＰＭＩフィールド構成は第１のコヒーレンス能力および第２のコヒーレンス能力に関連するＴＰＭＩを特定することができ、第２のＴＰＭＩフィールド構成は第１のコヒーレンス能力ではなく、第２のコヒーレンス能力に関連するＴＰＭＩを特定することができる。いくつかの実施形態は、選択されたプリコーディング行列と、送信に使用される複数のレイヤとの両方を伝達するために、制御チャネル内の１つの情報ビットフィールドを使用することができる。いくつかの実施形態では、第２のＴＰＭＩフィールド構成が第１のＴＰＭＩフィールド構成よりも少ない情報ビットを制御チャネル内で占有する。
また、表１７から、ＰＭＩおよび／またはランクを伝達するのに必要なビット数は、最大ランクと共に減少することが分かる。したがって、いくつかの実施形態では、Ｎが、送信に使用されるランクのサブセット内のコヒーレンス能力に関連するプリコーディング行列の数を含み、┌ｘ┐がｘ以上の最小整数である場合、コヒーレンス能力に関連するプリコーディング行列を識別するために使用される制御チャネル内の情報ビットの数が、┌ｌｏｇ2Ｎ┐に等しくなるようにセットされる。サブセットは、プリコーディング行列を含むコードブックによってサポートされるポートの数に等しい長さを有するビットマップによって示され得、各ビットは対応する空間レイヤのためのプリコーディング行列がＴＰＭＩフィールドによって示され得るかどうかを示す。あるいは、サブセットが、１から最大ランク値までのランクがＴＰＭＩフィールドによって示され得るように、最大ランク値によって示され得る。
Figure 0007076542000020
完全コヒーレンス能力および部分コヒーレンス能力は、１つ少ないビットでシグナリングすることができるよりもわずかに多いＴＰＭＩを有することに留意されたい。 したがって、表１８に示す代替実施形態では、以下に示すように、ランク３のＴＰＭＩのうちの３つを削除する。除去される３つのランク２のＴＰＭＩは、制限されたＳＮＲ利得を提供したであろう。それというのは追加のＴＰＭＩによって提供されるアンテナ選択は、部分的かつ完全にコヒーレントなＴＰＭＩが既に利用可能であるため、またランク３は４つのアンテナポートによってサポートされる最大ランクに近いため、性能を実質的に改善しないはずだからである。
Figure 0007076542000021
表１９を調べると、必要とされるビットの最大数は７ではなく６であり、より少ないコヒーレンス能力は常により少ないＴＰＭＩビットしか必要としないことが分かる。したがって、一実施形態では、完全コヒーレント送信、部分コヒーレント送信、および非コヒーレント送信のうちの１つまたは複数が可能なＵＥによって使用され得る４ポートコードブックは、行列のすべての列が１つ以下のゼロ以外の大きさの要素を有するランク３のための１つのプリコーディング行列と、行列のすべての列が１つ以下のゼロ以外の大きさの要素を有するランク４のための１つのプリコーディング行列とを有する。そのような実施形態は、４つのランク１プリコーディング行列（各ランク１プリコーディング行列は単一の非ゼロ要素を含む単一の列を有する）と、６つのランク２プリコーディング行列のセット（セット内の各ランク２プリコーディング行列は２つの列およびゼロ以外の大きさの要素を含み、ランク２プリコーディング行列のセット内の行列は、ゼロ以外の大きさの要素の位置が異なるように、セット内の他のすべての行列とは異なっている）とをさらに備えることができる。
Figure 0007076542000022
簡単にするために、以下の対応する表１９Ａは、４ポートコードブックを使用するときにＴＰＭＩをシグナリングするためのフィールドのサイズを明確にする。
Figure 0007076542000023
ＬＴＥ Ｒｅｌ－８ダウンリンクプリコーダを使用した４ポート可変コヒーレンス能力コードブック
ＣＰ－ＯＦＤＭがアップリンクＭＩＭＯ送信に使用される場合、ＰＵＳＣＨ送信のピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）または３次元測定（ＣＭ）は、主設計上の関心事ではない可能性があり、ＰＡＰＲまたはＣＭを最小化しないコードブックが適している可能性がある。さらに、設計努力を最小限に抑えるために既存のコードブック設計を使用することが有利であり得、それは、そのような既存のコードブックは、配備におけるそれらの使用において証明され得るためである。ＵＥ２００アンテナシステムは、ＵＥ２００内の不規則なアンテナパターンにより、また、基地局１００付近よりもＵＥ付近で見出されるより高い角度の広がりにより、基地局１００内よりも無相関なアンテナポートを有する傾向がある。ＬＴＥ Ｒｅｌ－８ダウンリンク４ポートコードブックは無相関アンテナシステムを念頭に設計されたので、ＣＰ－ＯＦＤＭのアップリンクＭＩＭＯ設計で使用する論理的候補である。しかしながら、このようなコードブックは、部分的にコヒーレントな又は非コヒーレントな送信をサポートしない。したがって、Ｒｅｌ－８のプリコーディング行列とともに、追加のプリコーディング行列をサポートする必要がある。
Ｒｅｌ－８ダウンリンクコードブックは以下の表２０（３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１における６．３．４．２．３－２である）を用いて構築される。ここで、Ｗn {s}は、プリコーディング行列コードブックインデックスｎについて、式Ｗn＝Ｉ－２ｕnｕn H/ｕn Hｕn（ここでＩは４×４単位行列であり、ベクトルｕnは表２０により与えられる）から、セット｛ｓ｝によって与えられる列で定義される数量を示す。ランク１～４のそれぞれに１６個のＴＰＭＩが使用されていることが分かる。これは、コードブックの完全にコヒーレントな部分のために、表１８の設計の３２と比較して６４の状態を必要とし、これはコードブックサイズを実質的に増大させ、余分なＴＰＭＩオーバーヘッドを必要とする。したがって、ランクの一部にＲｅｌ－８コードブックのサブセットを使用することが望ましい場合がある。
Figure 0007076542000024
プリコーディングからの最大のパフォーマンスの利点はランク１の送信に由来する傾向があり、したがって、ランク２～４のためのインデックスのサブセットを使用しながら、テーブル２０に基づく縮小サイズのコードブックにおいて、テーブル２０からの１６個のコードブックインデックスすべてを使用することが望ましい場合がある。表２０のプリコーディング行列の距離特性を調べると、コードブックインデックス４～７を持つプリコーディング行列は、他のプリコーディング行列との最小距離が小さくなる傾向があることが観察できる。したがって、インデックス４～７は、縮小サイズのコードブックから除外され得る。残りのインデックスは比較的均一な距離特性を有するが、８つのマトリクスの１つの適切なセットはマトリクス０～３および８～１１である。これらの８つの行列は、ランク２および３の送信に適し得る。４アンテナ上のランク４送信を使用したプリコーディングからの利益はほとんどないので、非コヒーレント送信に使用される対角プリコーダは十分であり、特に完全コヒーレント動作のためのものは不要である。したがって、Ｒｅｌ－８ ４ポートダウンリンクに基づくが、異なるコヒーレンス能力に対するサポートを含む縮小サイズの４ポートコードブックを、以下の表２１に構築することができる。より一般的には実施形態において、完全にコヒーレントな操作に関連するプリコーディング行列Ｗnは式４を使用して構築される。
Figure 0007076542000025
ここで、nはプリコーディング行列インデックスであり、値ｕnは表２０から決定される。いくつかの実施形態では、ｎはランク１についての１６の値のうちの１つ、ランク２および３についての８の値のうちの１つ、ならびにランク４について以下に示される対角行列であり得る。
Figure 0007076542000026
いくつかの実施形態では、ランク２およびランク３のプリコーディング行列についてｎ∈｛０，１，２，３，８，９，１０，１１｝である。
Figure 0007076542000027
ＮＲ Ｒｅｌ－１５ダウンリンクプリコーダを使用した４ポート可変コヒーレンス能力コードブック
ＬＴＥ Ｒｅｌ－８コードブックの場合と同様に、ＣＰ－ＯＦＤＭがアップリンクＭＩＭＯ送信に使用され、ＰＵＳＣＨ送信のピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）または３次元測定（ＣＭ）が主設計上の関心事ではない場合、ＮＲ Ｒｅｌ－１５ダウンリンクコードブックはしかしＰＡＰＲを最小化しない。ＮＲ Ｒｅｌ－１５ダウンリンクコードブックは、４つのアンテナがＵＥ内で使用される場合にアンテナ相関がより大きくなり得るので、特に関心が持たれることがある。
アップリンクコードブックベースのＲｅｌ－１５ダウンリンクコードブックはコヒーレント動作と非コヒーレント動作の両方をサポートするための追加の符号語が必要であるが、ＣＰ－ＯＦＤＭのためのＮＲ ４ Ｔｘコードブックの完全コヒーレント部分のためにＲｅｌ－１５プリコーダを使用することができる。Ｒｅｌ－１５ベースの設計は、上記のＲｅｌ－８ベースの設計と基本的に異なるものではないので、競合するためには６４個のプリコーダを含む必要がある。したがって、本明細書におけるＲｅｌ－１５ベースのコードブック設計はまた、それぞれランク１、２、および３にわたって完全にコヒーレントであることが可能なＵＥに対してのみ使用可能な１６、８、および８のプリコーディング行列を含む。広帯域ＴＰＭＩとの互換性および低いオーバーヘッドでの良好な性能を考慮して、ＮＲ Ｒｅｌ－１５ Ｍｏｄｅ １コードブックが使用される。ランク１には３２個のプリコーディング行列が必要であるので、オーバーサンプリング係数をＯ＝４からＯ＝２に減らし、それによってＴＰＭＩの数を１６に減らす。さらに、ランク２と３のＴＰＭＩを８に減らすには、ランク２にｉ1,3＝０をセットする必要がある。これは、以下の表２１Ａから表２１Ｄのコードブックに導く：
Figure 0007076542000028
Figure 0007076542000029
Figure 0007076542000030
Figure 0007076542000031
ＵＥ機能ごとのコードブックサブセット制限
一実施形態ではＮ個の符号語からなるコードブックが存在し、各符号語はＵＥ２００コヒーレンス能力のうちの１つまたは複数に結合される。一実施形態では、ＴＰＭＩをシグナリングするために許可されるビットの数が┌ｌｏｇ2Ｎ┐より少ない。このような実施形態では、コードブックサブセット制限を、利用可能なＮ個の符号語から符号語のサブセットのみが使用されるように利用することができる。さらに、このコードブックサブセット制限は、ＵＥ２００固有の方法で、または代替的にＵＥ２００のコヒーレンス能力に応じて、実行され得る。したがって、あるＵＥ２００について、コードブックベースの送信のために使用されるＮ個のプリコーダのサブセットがあり得る。このサブセットは、
・ ＵＥ２００の能力によって暗黙的に与えられてもよく、または
・ 基地局１００（例えば、ｇＮＢ）によって明示的に定義されてもよく、または
・ 基地局１００（例えば、ｇＮＢ）によって明示的に定義されてもよいが、何らかの信号を介してＵＥ２００によって推奨される。
いくつかの実施形態では、ＵＥ２００が、能力シグナリングにおいてサポートされるビットマップを使用して、ＵＬ ＭＩＭＯコードブックにおいてサポートすることができるＴＰＭＩを示す。ビットマップは、コードブックによってサポートされるすべてのランクにわたるコードブック内のプリコーディング行列の数に等しい数の要素を含み、ビットマップ内の各ビットは、ダウンリンク制御シグナリングでコードブックに使用されるＴＰＭＩフィールドによって識別されるプリコーディング行列に対応する。いくつかの実施形態では、ＵＥ２００が、ＵＬ ＭＩＭＯコードブックのためのサポートされたビットマップに応じてコードブック制限ビットマップを受信し、ここで、コードブック制限ビットマップは、ＵＥ２００がＵＬ ＭＩＭＯコードブックのためのダウンリンク制御シグナリングにおいて期待することができるＴＰＭＩを識別し、サポートされたビットマップと同じサイズを有する。いくつかの実施形態では、ＴＰＭＩを搬送するダウンリンク制御シグナリングにおける情報ビットの数が、コードブック制限ビットマップにおける制限されたＴＰＭＩの数に従って低減される。
┌ｌｏｇ2Ｎ┐がＴＰＭＩをシグナリングするために許されるビット数よりも大きい一実施形態では、以下の表２２～２４に示すランク１～３の符号語を、表１１～１４に示す前のコードブックに追加することによって、コードブックを定義する。
Figure 0007076542000032
Figure 0007076542000033
Figure 0007076542000034
この拡張コードブックが与えられると、完全なコヒーレンス能力ＵＥ２００に対するコードブックサブセット制限は、前の実施形態と同じ符号語、したがって、以下の表２５によって与えられる６４の符号語を使用することになる。一方、部分コヒーレンスＵＥ２００は、完全コヒーレンス符号語に対応する符号語のサブセットを使用することができない。そして、これらの符号語を制限し、代わりに、以下の表２５のように他の符号語を使用することを選択することができる。したがって、表２６に示されるように、異なるＵＥはコードブックの異なるサブセットを使用しており、さらに、フルコヒーレンスＵＥ２００および部分コヒーレンスＵＥ２００の例のように、ＴＰＭＩをシグナリングするために同じ数のビットを使用することができる。異なるＵＥはまた、非コヒーレンスＵＥ２００および部分コヒーレンスＵＥ２００の例のように、異なる数のビットを使用して、ＴＰＭＩをシグナリングすることができる。
Figure 0007076542000035
Figure 0007076542000036
図７～図１８は、本明細書で説明するプリコーディング行列を使用して受信データを送信する様々な方法を示す。一般に、基地局１００は、ＵＥ２００から基地局１００へのアップリンクチャネルの測定に基づいて、データ信号のためのコードブックからプリコーディング行列を選択し、選択されたプリコーディング行列の指示（例えば、ＴＰＭＩ）をＵＥ２００に信号することによって、選択されたプリコーディング行列をＵＥ２００にシグナリングする。コードブックは、ＵＥ２００から基地局１００への非コヒーレント、部分コヒーレント、および完全コヒーレントデータ送信をサポートする。ＵＥ２００は基地局１００から指示（例えば、ＴＰＭＩ）を受信し、指示されたプリコーディング行列を使用してアップリンクデータ送信を実行する。基地局１００は、ＵＥ２００からのデータ送信を受信する。
図７は、無線通信ネットワークにおいてＵＥ２００から基地局１００にデータを送信するための例示的な方法３００を示す。方法３００は、アンテナアレイに接続された複数のアンテナポートを有するＵＥ２００によって実施される。一般に、ＵＥ２００は、２つ以上のアンテナポートを介する単一レイヤデータ送信のためのプリコーディング行列の第１のセットと、２つの空間レイヤを介するデータ送信のためのプリコーディング行列の第２のセットとを使用する。１つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、ＵＥ２００は、第１のコヒーレンス能力のために利用可能であるが、より低い第２のコヒーレンス能力のためには利用可能でない、プリコーディング行列の第１のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、アンテナポートのうちの２つ以上を介してデータを送信する（ブロック３０５）。プリコーディング行列の第１のセット内の各プリコーディング行列は、２つのゼロ以外の大きさの要素と少なくとも１つのゼロの大きさ要素から成る。２つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、ＵＥ２００は、第１のコヒーレンス能力のために利用可能であるが、より低い第２のコヒーレンス能力のためには利用可能でない、プリコーディング行列の第２のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、アンテナポートのうちの２つ以上を介してデータを送信する（ブロック３１０）。プリコーディング行列の第２のセット内の各プリコーディング行列は、それぞれの空間レイヤに対応する第１および第２の列を含み、各列は、２つのゼロ以外の大きさの要素および少なくとも１つのゼロの大きさの要素からなる。非ゼロ要素はそれぞれのアンテナポートに適用されるべき重みを表し、一方、ゼロの大きさの要素は、非送信アンテナポートを表す（ブロック３１５）。
方法３００のいくつかの実施形態は、３つの空間レイヤ上でデータを送信することをさらに含む。３つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、ＵＥ２００は、第１のコヒーレンス能力のために利用可能であるが、より低い第２のコヒーレンス能力のためには利用可能でない、プリコーディング行列の第３のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、アンテナポートのうちの２つ以上を介してデータを送信する。プリコーディング行列の第３のセット内の各プリコーディング行列は、それぞれの空間レイヤに対応する第１、第２および第３の列を含み、各列は、２つのゼロ以外の大きさの要素および少なくとも１つのゼロの大きさの要素からなる。
方法３００のいくつかの実施形態では、ＵＥ２００が３つのポート又はアンテナポートを介してデータを送信する。１つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、ＵＥ２００は、プリコーディング行列の第４のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、アンテナポートのうちの３つ以上を介してデータを送信し、第４のセットは、より高い第３のコヒーレンス能力のために利用可能であるが、第１または第２のコヒーレンス能力のためには利用可能でない。プリコーディング行列の第４のセット内の各プリコーディング行列は、３つ以上のゼロ以外の大きさの要素から成る。２つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、ＵＥ２００は、プリコーディング行列の第５のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、アンテナポートのうちの３つ以上を介してデータを送信し、第５のセットは、第３のコヒーレンス能力のために利用可能であるが、第１または第２のコヒーレンス能力のためには利用可能でない。プリコーディング行列の第５のセット内の各プリコーディング行列は、それぞれの空間レイヤに対応する第１および第２の列を含み、各列は、少なくとも３つのゼロ以外の大きさの要素からなる。
方法３００のいくつかの実施形態では、第１のコヒーレンス能力が部分的にコヒーレントな送信能力に対応する。
方法３００のいくつかの実施形態では、第２のコヒーレンス能力が非コヒーレントな送信能力に対応する。
方法３００のいくつかの実施形態では、第３のコヒーレンス能力が完全にコヒーレントな送信能力に対応する。
方法３００のいくつかの実施形態は、ＵＥ２００によって、ＵＥ２００のコヒーレンス能力を基地局１００に示すことをさらに備える。いくつかの実施形態では、ＵＥ２００がコヒーレンス能力を示すとき、ＵＥ２００は示したコヒーレンス能力またはより低いコヒーレンス能力に従ってデータ送信を送信する。
図８は、他の実施形態による、無線通信ネットワークにおいてＵＥ２００から基地局１００にデータを送信するための他の例示的な方法320を示す。方法320は、アンテナアレイに接続された複数のアンテナポートを有するＵＥ２００によって実施される。一般に、ＵＥ２００は、２つ以上のアンテナポートを介する単一レイヤデータ送信のためのプリコーディング行列の第１のセットと、２つの空間レイヤを介するデータ送信のためのプリコーディング行列の第２のセットとを使用する。１つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、ＵＥ２００は、第１のコヒーレンス能力のために構成されたプリコーディング行列の第１のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、アンテナポートのうちの１つ以上でデータを送信する（ブロック３２５）。プリコーディング行列の第１のセット内の少なくとも１つのプリコーディング行列は、第１及び第２のアンテナポートに対応する２つのゼロ以外の大きさの要素と、残りの全てのアンテナポートに対応するゼロの大きさの要素とを含む。２つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、ＵＥ２００は、第１のコヒーレンス能力のために構成されたプリコーディング行列の第２のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、アンテナ素子のうちの１つ以上でデータを送信する（ブロック３３０）。プリコーディング行列の第２のセット内の各プリコーディング行列は、各空間レイヤに対して、第１及び第２のアンテナポートに対応する２つのゼロ以外の大きさの要素と、残りの全てのアンテナポートに対応するゼロの大きさの要素、または、第１及び第２のアンテナポートにそれぞれ対応するゼロの大きさの要素とを含む。
方法３２０のいくつかの実施形態は、３つの空間レイヤ上でデータを送信することをさらに含む。３つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、ＵＥ２００は、第１のコヒーレンス能力のために構成されたプリコーディング行列の第３のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、アンテナ素子のうちの１つ以上でデータを送信する。プリコーディング行列の第３のセット内の各プリコーディング行列は、各空間レイヤに対して、第１及び第２のアンテナポートに対応する２つのゼロ以外の大きさの要素と、残りの全てのアンテナポートに対応するゼロの大きさの要素、また単一のゼロ以外の大きさの要素とを含む。
方法３２０のいくつかの実施形態では、ＵＥ２００が３つのポート又はアンテナポートを介してデータを送信する。１つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、ＵＥ２００は、第２のコヒーレンス能力のために構成されたプリコーディング行列の第４のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、アンテナポートのうちの１つ以上でデータを送信する。プリコーディング行列の第４のセット内の各プリコーディング行列は、全てのアンテナポートに対してゼロ以外の大きさの要素を含む。２つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、ＵＥ２００は、第２のコヒーレンス能力のために構成されたプリコーディング行列の第５のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、アンテナポートのうちの１つ以上でデータを送信する。プリコーディング行列の第５のセット内の各プリコーディング行列は、各空間レイヤに対して、前記第１及び第２のアンテナポートの一方に対応する１つのゼロ以外の大きさの要素と、第３のアンテナポートに対応する１つのゼロ以外の大きさの要素と、残り全てのアンテナポートに対するゼロの大きさ位の要素とを含む。
方法３２０のいくつかの実施形態では、第１のコヒーレンス能力が部分的にコヒーレントな送信能力に対応する。
方法３２０のいくつかの実施形態では、第２のコヒーレンス能力が完全にコヒーレントな送信能力に対応する。
方法３２０のいくつかの実施形態では、第１のコヒーレンス能力が完全にコヒーレントな送信能力に対応する。
方法３２０のいくつかの実施形態は、ＵＥ２００によって、ＵＥ２００のコヒーレンス能力を基地局１００に示すことをさらに備える。いくつかの実施形態では、ＵＥ２００がコヒーレンス能力を示すとき、ＵＥ２００は示したコヒーレンス能力またはより低いコヒーレンス能力に従ってデータ送信を送信する。
図９は、他の実施形態による、無線通信ネットワークにおいてＵＥ２００から基地局１００にデータを送信するための例示的な方法３４０を示す。方法３４０は、アンテナアレイに接続された複数のアンテナポートを有するＵＥ２００によって実施される。一般に、ＵＥ２００は、１つ、２つ、または３つの空間レイヤ上でデータを送信する。１つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、ＵＥ２００は、全てのコヒーレンス能力のために利用可能なプリコーディング行列の第１のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、１つの空間レイヤでデータを送信する（ブロック３４５）。プリコーディング行列の第１のセット内の各プリコーディング行列は、１つのゼロ以外の大きさの要素から成る。２つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、ＵＥ２００は、全てのコヒーレンス能力のために利用可能なプリコーディング行列の第２のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、２つの空間レイヤでデータを送信する（ブロック３５０）。プリコーディング行列の第２のセット内の各プリコーディング行列は、空間レイヤに対応するそれぞれの列内に２つの非ゼロ要素を含む。３つの空間レイヤまたは４つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、ＵＥ２００は、それぞれ、プリコーディング行列の第３のセットまたは第４のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、データを送信する（ブロック３５５）。第３のセット内の各プリコーディング行列は、空間レイヤに対応するそれぞれの列内の３つの非ゼロ要素からなる。同様に、第４のセット内の各プリコーディング行列は、空間レイヤに対応するそれぞれの列内の４つの非ゼロ要素からなる。
方法３４０のいくつかの実施形態では、プリコーディング行列の第１のセット、第２のセット、および第３のセットはすべてのコヒーレンス能力のために利用可能である。
方法３４０のいくつかの実施形態では、第１のセット内のプリコーディング行列の数が、データ送信のために利用可能なアンテナポートの数に等しい。
方法３４０のいくつかの実施形態では、第２のセットにおけるプリコーディング行列の数が、利用可能なアンテナポートの可能なアンテナポート対の数に等しい；
方法３４０のいくつかの実施形態では、第４のセット内の各プリコーディング行列が、空間レイヤに対応するそれぞれの列内の４つの非ゼロ要素からなる。
図１０は、他の実施形態による、無線通信ネットワークにおいてＵＥ２００から基地局１００にデータを送信するための例示的な方法３６０を示す。方法４９０は、アンテナアレイに接続された複数のアンテナポートを有するＵＥ２００によって実施される。ＵＥ２００は、基地局から非コヒーレントデータ送信のために利用可能なプリコーディング行列の第１の指示を受信する（ブロック３６５）。プリコーディング行列は、空間レイヤの数に応じて、プリコーディング行列のそれぞれの第１、第２、第３、または第４のセットから選択される。プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは全てのコヒーレンス能力に対して利用可能であり、プリコーディング行列の、より大きなセット内に含まれる。プリコーディング行列の、より大きなセットは、全てのコヒーレンス能力に対して利用できないプリコーディング行列を含む。プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは、それぞれ、１、２、３、または４つの空間レイヤに対応する。選択されたプリコーディング行列内の列の数は空間レイヤの数に等しく、各列は単一の非ゼロ要素および１つまたは複数のゼロ要素を含む。ＵＥ２００は、選択されたプリコーディング行列を使用して基地局１００にデータを送信する（ブロック３７０）。
方法３６０のいくつかの実施形態では、ＵＥ２００が、部分的にコヒーレントなデータ送信には利用可能であるが、非コヒーレントなデータ送信には利用可能でないプリコーディング行列の第２の指示をさらに受信する。プリコーディング行列は、空間レイヤの数に応じて選択される。１つの空間レイヤ上のデータ送信のために、プリコーディング行列がプリコーディング行列の第５のセットから選択され、この第５のセットは部分的にコヒーレントなデータ送信には利用可能であるが、非コヒーレントなデータ送信には利用可能ではない。プリコーディング行列の第５のセット内の各プリコーディング行列は、２つのゼロ以外の大きさの要素と少なくとも１つのゼロの大きさ要素を含む。２つの空間レイヤ上のデータ送信のために、プリコーディング行列がプリコーディング行列の第６のセットから選択され、この第６のセットは部分的にコヒーレントなデータ送信には利用可能であるが、非コヒーレントなデータ送信には利用可能ではない。プリコーディング行列の第６のセット内の各プリコーディング行列は、それぞれの空間レイヤに対応する第１および第２の列を含み、各列は、２つのゼロ以外の大きさの要素および少なくとも１つのゼロの大きさの要素を含む。ＵＥ２００は、第２のデータ送信において、第２の指示によって示されるプリコーディング行列を使用して、アンテナポートのうちの２つ以上のアンテナポート上でデータを送信する。
方法３６０のいくつかの実施形態では、ＵＥ２００が、完全にコヒーレントなデータ送信には利用可能であるが、部分的にコヒーレントなデータ送信または非コヒーレントなデータ送信には利用可能でないプリコーディング行列の第３の指示をさらに受信する。１つの空間レイヤ上のデータ送信のために、プリコーディング行列がプリコーディング行列の第７のセットから選択され、この第７のセットは完全にコヒーレントなデータ送信には利用可能であるが、部分的にコヒーレントまたは非コヒーレントなデータ送信には利用可能ではない。プリコーディング行列の第７のセット内の各プリコーディング行列は、３つ以上のゼロ以外の大きさの要素を含む。ＵＥ２００は、第３のデータ送信において、第３の指示によって示されるプリコーディング行列を使用して、アンテナポートのうちの３つ以上でデータを送信する。
方法３６０のいくつかの実施形態では、プリコーディング行列が、２つまたは３つの空間レイヤ上の完全コヒーレントデータ送信に利用可能なプリコーディング行列の第８および第９のセットのうちの１つから選択される。プリコーディング行列第８および第９のセットは、ランク２およびランク３のダウンリンクプリコーダを構築するための所定の構築規則に従って取得可能なダウンリンクプリコーディング行列を含む。所定の構築規則は、２つのオーバーサンプリング係数を使用する。プリコーディング行列の第８のセットは、３２個未満のプリコーディング行列を含む。いくつかの実施形態では、構築規則が、それぞれランク２およびランク３ダウンリンクプリコーダのための３ＧＰＰリリース１５のためにＮＲにおいて最初に使用された構築を含み、この構築はＯ＝２にセットされたオーバーサンプリング係数Ｏと、ｉ１，３＝０にセットされた変数ｉ１，３とを使用する。
方法３６０のいくつかの実施形態では、プリコーディング行列がプリコーディング行列の第１０のセットから選択され、この第１０のセットは完全にコヒーレントなデータ送信には利用可能であるが、部分的にコヒーレントまたは非コヒーレントなデータ送信には利用可能ではない。プリコーディング行列の第１０のセット内の各プリコーディング行列は、それぞれの空間レイヤに対応する第１および第２の列を含み、各列は、２つのゼロ以外の大きさの要素を含む。第３のデータ送信は、３つ以上のアンテナポート上の２つの空間レイヤ上でのデータ送信を含む。
方法３６０のいくつかの実施形態では、ＵＥ２００が、部分的にコヒーレントなデータ送信のために構成されたプリコーディング行列の第２の指示をさらに受信する。プリコーディング行列は、空間レイヤの数に応じて選択される。１つの空間レイヤ上のデータ送信のために、プリコーディング行列が、部分的にコヒーレントなデータ送信のために構成されたプリコーディング行列の第５のセットから選択される。プリコーディング行列の第５のセット内の少なくとも１つのプリコーディング行列は、第１及び第２のアンテナポートに対応する２つのゼロ以外の大きさの要素と、残りの全てのアンテナポートに対応する１つ以上のゼロの大きさの要素とを含む。２つの空間レイヤ上のデータ送信のために、プリコーディング行列が、部分的にコヒーレントなデータ送信のために構成されたプリコーディング行列の第６のセットから選択される。プリコーディング行列の第６のセット内の各プリコーディング行列は、それぞれの空間レイヤに対応する第１および第２の列を含み、各列は、２つのゼロ以外の大きさの要素および少なくとも１つのゼロの大きさの要素を含む。ＵＥ２００は、第２のデータ送信において、第２の指示によって示されるプリコーディング行列を使用して、アンテナポートのうちの１つ以上のアンテナポート上でデータを送信する。
いくつかの実施形態では、プリコーディング行列の第６のセット内の各プリコーディング行列が、レガシープリコーディング行列の一対の行が交換されている、ランク２のためのそのレガシーアップリンクプリコーディング行列のセット内の対応するプリコーディング行列に等しく、レガシープリコーディング行列はＵＥ２００による送信のためのＬＴＥリリース１０で使用される行列である。
方法３６０のいくつかの実施形態では、第２のデータ送信のためのプリコーディング行列がプリコーディング行列の第１１のセットから選択される。プリコーディング行列の第１１のセット内の各プリコーディング行列は、各空間レイヤに対して、第１及び第２のアンテナポートに対応する２つのゼロ以外の大きさの要素と、残りの全てのアンテナポートに対応するゼロの大きさの要素、また単一のゼロ以外の大きさの要素とを含む。
方法３６０のいくつかの実施形態では、ＵＥ２００が、完全にコヒーレントなデータ送信のために構成されたプリコーディング行列の第３の指示をさらに受信する。プリコーディング行列は、空間レイヤの数に応じて選択される。１つの空間レイヤ上のデータ送信のために、プリコーディング行列が、プリコーディング行列の第１２のセットから選択される。プリコーディング行列の第１２のセット内の各プリコーディング行列は、全てのアンテナポートに対してゼロ以外の大きさの要素を含む。ＵＥ２００は、第３のデータ送信において、第３の指示によって示されるプリコーディング行列を使用して、アンテナポートのうちの１つ以上でデータを送信する。
方法３６０のいくつかの実施形態では、ＵＥ２００が、データ送信のために、ＵＥ２００のコヒーレンス能力を基地局１００にさらい示す。一例では、データ送信は、指示されたコヒーレンス能力に従う。他の一例では、データ送信は、指示されたコヒーレンス能力またはより低いコヒーレンス能力に従う。
図１１は、アップリンク送信のためのプリコーダ行列を指示する、無線通信ネットワーク内の基地局１００からの信号を受信するための、ＵＥ２００によって実装される例示的な方法５００を示す。方法５００は、アンテナアレイに接続された複数のアンテナポートを有するＵＥ２００によって実施される。ＵＥ２００は、少なくとも第１および第２の構成に構成可能なプリコーディング行列指示フィールドを含む制御メッセージを基地局１００から受信する（ブロック５０５）。プリコーディング行列指示フィールドの第１の構成は、プリコーディング行列の第１のセットと第２のセットの両方においてプリコーディング行列を識別し、ここで、プリコーディング行列の第１と第２のセットはそれぞれ、第１と第２のコヒーレンス能力に対応する（ブロック５１０）。プリコーディング行列指示フィールドの第２の構成はプリコーディング行列の第２のセット内のプリコーディング行列を識別するが、プリコーディング行列の第１のセットは識別しない（ブロック５１５）。
方法５００のいくつかの実施形態では、ＵＥ２００がプリコーディング行列インジケータフィールドに含まれるプリコーディング行列インジケータによって示されるプリコーディング行列に従って、２つ以上のアンテナポートを介してデータを送信する。
方法５００のいくつかの実施形態では、制御メッセージが、無線リソース制御（ＲＲＣ）シグナリングなどの、より高いプロトコルレイヤシグナリングで受信される。
図１２は、無線通信ネットワークにおいてＵＥ２００から基地局１００へのデータ送信のためのコヒーレンス能力を示すための例示的な方法５２０を示す。方法３８０は、アンテナアレイに接続された複数のアンテナポートを有するＵＥ２００によって実施される。ＵＥ２００は、１）ユーザ装置がコヒーレント送信を行うことができるアンテナポートの少なくとも１つのサブセットの、基地局１００への指示（ブロック５２５）、２）ユーザ装置が送信のために使用することができるプリコーディング行列の１つまたは複数のサブセットの、基地局１００への指示（ブロック５３０）、または３）ユーザ装置がコヒーレントに送信することができる１つまたは複数のアンテナポート対の、基地局１００への指示（ブロック５３５）、のうちの１つまたは複数を提供する。
方法５２０のいくつかの実施形態では、ユーザ装置がコヒーレント送信を行うことができるアンテナポートのサブセットの指示が、２つ以上の周波数帯域のそれぞれについて、ユーザ装置がそれぞれの周波数帯域についてコヒーレント送信を行うことができるアンテナポートの指示を含む。
方法５２０のいくつかの実施形態では、ユーザ装置が送信のために使用することができるプリコーディング行列のサブセットの数の指示が、２つ以上の周波数帯域のそれぞれについて、ユーザ装置がそれぞれの周波数帯域のために使用することができるプリコーディング行列のサブセットの数の指示を含む。
方法５２０のいくつかの実施形態では、ユーザ装置がコヒーレントに送信することができるアンテナポート対の数の指示が、２つ以上の周波数帯のそれぞれについて、ユーザ装置がそれぞれの周波数帯についてコヒーレントに送信することができるアンテナポート対の数の指示を含む。
方法５２０のいくつかの実施形態は、指示に従って、２つ以上のアンテナポートを介してデータを送信することをさらに含む。
図１３～図１８は、それぞれ図７～図１２の方法に対応する基地局１００によって実行される相補的な方法をそれぞれ示す。
図１３は、ＵＥ２００からデータを受信するために無線通信ネットワーク１０内の基地局１００によって実施される例示的な方法４００を示す。１つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、基地局１００は、第１のコヒーレンス能力のために利用可能であるが、より低い第２のコヒーレンス能力のためには利用可能でない、プリコーディング行列の第１のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、アンテナポートのうちの２つ以上を介してＵＥ２００により送信されたデータを受信する（ブロック４０５）。プリコーディング行列の第１のセット内の各プリコーディング行列は、２つのゼロ以外の大きさの要素と少なくとも１つのゼロの大きさ要素から成る。２つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、基地局１００は、第１のコヒーレンス能力のために利用可能であるが、より低い第２のコヒーレンス能力のためには利用可能でない、プリコーディング行列の第２のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、アンテナポートのうちの２つ以上を介してＵＥ２００により送信されたデータを受信する（ブロック４１０）。プリコーディング行列の第２のセット内の各プリコーディング行列は、それぞれの空間レイヤに対応する第１および第２の列を含み、各列は、２つのゼロ以外の大きさの要素および少なくとも１つのゼロの大きさの要素からなる（ブロック４１５）。
図１４は、ＵＥ２００からデータを受信するために無線通信ネットワーク内の基地局１００によって実施される例示的な方法420を示す。１つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、基地局１００は、第１のコヒーレンス能力のために構成されたプリコーディング行列の第１のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、アンテナポートのうちの１つ以上でＵＥ２００により送信されたデータを受信する（ブロック４２５）。プリコーディング行列の第１のセット内の少なくとも１つのプリコーディング行列は、第１及び第２のアンテナポートに対応する２つのゼロ以外の大きさの要素と、残りの全てのアンテナポートに対応する１つ以上のゼロの大きさの要素とを含む。２つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、基地局１００は、第１のコヒーレンス能力のために構成されたプリコーディング行列の第２のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、アンテナ素子のうちの１つ以上でＵＥ２００により送信されたデータを受信する（ブロック４３０）。プリコーディング行列の第２のセット内の各プリコーディング行列は、各空間レイヤに対して、第１及び第２のアンテナポートに対応する２つのゼロ以外の大きさの要素と、残りの全てのアンテナポートに対応する１つ以上のゼロの大きさの要素、または、第１及び第２のアンテナポートにそれぞれ対応するゼロの大きさの要素とを含む。
図１５は、ＵＥ２００からデータを受信するために無線通信ネットワーク内の基地局１００によって実施される例示的な方法４４０を示す。１つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、基地局１００は、全てのコヒーレンス能力で利用可能なプリコーディング行列の第１のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、１つの空間レイヤでＵＥ２００により送信されたデータを受信する（ブロック４４５）。プリコーディング行列の第１のセット内の各プリコーディング行列は、１つのゼロ以外の大きさの要素から成る。２つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、基地局１００は、全てのコヒーレンス能力のために利用可能なプリコーディング行列の第２のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、２つの空間レイヤでＵＥ２００により送信されたデータを受信する（ブロック４５０）。プリコーディング行列の第２のセット内の各プリコーディング行列は、空間レイヤに対応するそれぞれの列内に２つの非ゼロ要素を含む。３つの空間レイヤまたは４つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、基地局１００は、それぞれ、プリコーディング行列の第３のセットまたは第４のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、ＵＥ２００により送信されたデータを受信する（ブロック４５５）。第３のセット内の各プリコーディング行列は、空間レイヤに対応するそれぞれの列内の３つの非ゼロ要素からなる。同様に、第４のセット内の各プリコーディング行列は、空間レイヤに対応するそれぞれの列内の４つの非ゼロ要素からなる。
図１６は、ＵＥ２００からデータを受信するために無線通信ネットワーク１０内の基地局１００によって実施される例示的な方法４６０を示す。基地局１００は、第１のデータ送信のために、空間レイヤの数に応じて、プリコーディング行列のそれぞれの第１、第２、第３、または第４のセットからプリコーディング行列を選択する（ブロック４６５）。プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは全てのコヒーレンス能力に対して利用可能であり、プリコーディング行列の、より大きなセット内に含まれる。プリコーディング行列の、より大きなセットは、全てのコヒーレンス能力に対して利用できないプリコーディング行列を含む。プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは、それぞれ、１、２、３、または４つの空間レイヤに対応する。選択されたプリコーディング行列内の列の数は空間レイヤの数に等しく、各列は単一の非ゼロ要素および１つまたは複数のゼロ要素を含む。基地局１００は、さらに、選択されたプリコーディング行列の指示をＵＥ２００に送信する（ブロック４７０）。 基地局１００は、第１のデータ送信をさらに受信し、そのデータは、第１のデータ送信のために選択されたプリコーディング行列を使用して、１つまたは複数のアンテナポートを介してＵＥ２００によって送信されている（ブロック４７５）。
方法４６０のいくつかの実施形態では、基地局１００が、第２のデータ送信のために、第１のコヒーレンス能力のために利用可能であるが、より低いコヒーレンス能力のためには利用可能でないプリコーディング行列を、空間レイヤの数に応じて選択する。１つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、基地局１００は、第５のセットのプリコーディング行列から第２のデータ送信のためのプリコーディング行列を選択し、この第５のセットは第１のコヒーレンス能力のために利用可能であるが、より低い第２のコヒーレンス能力のためには利用可能ではない。プリコーディング行列の第５のセット内の各プリコーディング行列は、２つのゼロ以外の大きさの要素と少なくとも１つのゼロの大きさ要素を含む。２つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、基地局１００は、プリコーディング行列の第６のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、アンテナポートのうちの２つ以上を介してＵＥ２００により送信されたデータを受信し、第６のセットは、第１のコヒーレンス能力のために利用可能であるが、より低い第２のコヒーレンス能力のためには利用可能でない。プリコーディング行列の第６のセット内の各プリコーディング行列は、それぞれの空間レイヤに対応する第１および第２の列を含み、各列は、２つのゼロ以外の大きさの要素および少なくとも１つのゼロの大きさの要素を含む。ゼロ以外の大きさの要素はそれぞれのアンテナポートに適用されるべき重みを表し、ゼロの大きさの要素は、不送信アンテナポートを表す。基地局１００はさらに、第２のデータ送信のために選択されたプリコーディング行列の指示をＵＥ２００に送信し、第２のデータ送信を受信し、そのデータは、第２のデータ送信のために選択されたプリコーディング行列を使用して、２つ以上のアンテナポートを介してＵＥ２００によって送信されている。
方法４６０のいくつかの実施形態では、基地局１００が、第２のデータ送信のために、部分的にコヒーレントなプリコーディング行列のために構成されたプリコーディング行列を、空間レイヤの数に応じて選択する。１つの空間レイヤ上での部分的にコヒーレントなデータ送信のために、基地局１００は、部分的にコヒーレントなデータ送信のために構成されたプリコーディング行列の第５のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、アンテナポートのうちの１つ以上でＵＥ２００により送信されたデータを受信する。プリコーディング行列の第５のセット内の少なくとも１つのプリコーディング行列は、第１及び第２のアンテナポートに対応する２つのゼロ以外の大きさの要素と、残りの全てのアンテナポートに対応する１つ以上のゼロの大きさの要素とを含む。２つの空間レイヤ上での部分的にコヒーレントなデータ送信のために、基地局１００は、部分的にコヒーレントなデータ送信のために構成されたプリコーディング行列の第６のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、アンテナポートのうちの１つ以上でＵＥ２００により送信されたデータを受信する。プリコーディング行列の第６のセット内の各プリコーディング行列は、各空間レイヤに対して、第１及び第２のアンテナポートに対応する２つのゼロ以外の大きさの要素と、残りの全てのアンテナポートに対応する１つ以上のゼロの大きさの要素、または、第１及び第２のアンテナポートにそれぞれ対応するゼロの大きさの要素とを含む。基地局１００はさらに、第２のデータ送信のために選択されたプリコーディング行列の指示をＵＥ２００に送信し、第２のデータ送信を受信し、そのデータは、第２のデータ送信のために選択されたプリコーディング行列を使用して、２つ以上のアンテナポートを介してＵＥ２００によって送信されている。
方法４６０のいくつかの実施形態では、基地局１００が、すべてのコヒーレンス能力のために利用可能なプリコーディング行列の第１のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、１つの空間レイヤ上でＵＥ２００によって送信されたデータを受信し、プリコーディング行列の第１のセット内の各プリコーディング行列は単一の非ゼロ要素を含む。基地局１００は、すべてのコヒーレンス能力のために利用可能なプリコーディング行列の第２のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、２つの空間レイヤ上でＵＥ２００によって送信されたデータをさらに受信し、プリコーディング行列の第２のセット内の各プリコーディング行列は、空間レイヤに対応するそれぞれの列内の２つの非ゼロ要素を含む。基地局１００は、第３または第４のセットからそれぞれ選択されたプリコーディング行列を使用して、３つの空間レイヤまたは４つの空間レイヤ上でＵＥ２００によって送信されたデータをさらに受信する。第３のセット内の各プリコーディング行列は、空間レイヤに対応するそれぞれの列内の３つの非ゼロ要素を含む。
方法４６０のいくつかの実施形態では、基地局１００が、データ送信のためのＵＥ２００のコヒーレンス能力の指示をＵＥ２００から受信する。一例では、基地局１００によって受信されるデータ送信が、指示されたコヒーレンス能力に従う。別の例では、基地局１００によって受信されるデータ送信が、指示されたコヒーレンス能力またはより低いコヒーレンス能力に従う。
図１７は、アップリンク送信のために使用するプレイコーディング行列をＵＥ２００にシグナリングするために無線通信ネットワーク１０内の基地局１００によって実施される例示的な方法５４０を示す。基地局１００は、少なくとも第１および第２の構成に構成可能なプリコーディング行列指示フィールドを含む制御メッセージをＵＥ１００に送信する（ブロック５４５）。プリコーディング行列指示フィールドの第１の構成は、プリコーディング行列の第１のセットと第２のセットの両方においてプリコーディング行列を識別し、ここで、プリコーディング行列の第１と第２のセットはそれぞれ、第１と第２のコヒーレンス能力に対応する（ブロック５５０）。プリコーディング行列指示フィールドの第２の構成はプリコーディング行列の第２のセット内のプリコーディング行列を識別するが、プリコーディング行列の第１のセットは識別しない（ブロック５５５）。
図１８は、ＵＥ２００からコヒーレンス能力を受信するために無線通信ネットワーク１０内の基地局１００によって実施される例示的な方法560を示す。基地局１００は、ＵＥ２００から、１）ユーザ装置がコヒーレント送信を行うことができるアンテナポートの少なくとも１つのサブセットの、基地局１００への指示（ブロック５６５）、２）ユーザ装置が送信のために使用することができるプリコーディング行列の１つまたは複数のサブセットの指示（ブロック５７０）、またはユーザ装置がコヒーレントに送信することができる１つまたは複数のアンテナポート対の指示（ブロック５７５）、のうちの１つまたは複数を受信する。
装置は、任意の機能的手段、モジュール、ユニット、または回路を実装することによって、本明細書で説明される方法のうちの任意のものを実行するように構成され得る。一実施形態では例えば、装置は方法の図に示されたステップを実行するように構成されたそれぞれの回路または電子回路を備える。この点に関して、回路または電子回路は、特定の機能処理を実行するために専用の回路、および／またはメモリに関連する１つまたは複数のマイクロプロセッサを備えることができる。例えば、回路は、１つ以上のマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラ、ならびにデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、専用デジタルロジックなどのデジタルハードウェアを含んでよい。処理回路は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ、キャッシュメモリ、フラッシュメモリデバイス、光記憶デバイスなどの１つまたはいくつかのタイプのメモリを含み得るメモリに格納されたプログラムコードを実行するように構成され得る。メモリに格納されたプログラムコードは、いくつかの実施形態では１つまたは複数の通信および／またはデータ通信プロトコルを実行するためのプログラム命令、ならびに本明細書で説明される技法のうちの１つ以上を実行するための命令を含むことができる。 メモリを使用する実施形態では、メモリが、１つ以上のプロセッサによって実行されると、本明細書に記載する技術を実行するプログラムコードを記憶する。
図１９は、１つ以上の実施形態に従うＵＥ２００を示す。ＵＥ４００は、複数のアンテナポート２０５に結合され、複数のアンテナ素子２１５を有するアンテナアレイ２１０と、基地局１００にコヒーレンス能力をシグナリングするためのＵＬシグナリングモジュール２２０と、アップリンク送信のために基地局１００からＴＰＭＩを受信するためのＤＬシグナリングモジュール２３０と、アップリンクチャネル、例えば物理的アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）上の１つまたは複数のアンテナポート２０５を介して基地局１００にデータを送信するための送信モジュール２４０とを備える。種々モジュール２２０、２３０、および２４０は、ハードウェアによって、および／またはプロセッサまたは処理回路によって実行されるソフトウェアコードによって実装され得る。図１９のＵＥ２００は、図７～１２の方法のいずれかを実行するように構成され得る。
図２０は、１つ以上の実施形態に従う基地局１００を示す。基地局１００は、複数のアンテナ部１１５に結合され、複数のアンテナ素子１１５を有するアンテナアレイ１１０と、ＵＥ２００からＵＥのコヒーレンス能力の指示を受信するためのＵＬシグナリングモジュール１２０と、アップリンク送信のためにＴＰＭＩをＵＥ２００にシグナリングするためのＤＬシグナリングモジュール１２０と、プライマリＤＬキャリア上でＤＣＩをＵＥ２００に送信するためのＤＣＩ送信モジュール１３０と、アップリンクチャネル、例えば、ＰＵＳＣＨ上でＵＥ２００からＵＬデータ送信を受信するための受信モジュール１４０とを備える。種々モジュール１２０、１３０、および１４０は、ハードウェアによって、および／またはプロセッサまたは処理回路によって実行されるソフトウェアコードによって実装され得る。図２０の基地局１００は、図１３～１８の方法のいずれかを実行するように構成され得る。
図２１は、本明細書で説明されるような基地局１００またはＵＥ２００として機能するように構成され得る、一実施形態による無線端末６００を示す。無線端末６００は、複数のアンテナ部品６０５に結合されたアンテナアレイ５１０と、複数のアンテナ素子６１５と、インターフェイス回路６２０と、処理回路６３０と、メモリ６９０とを備える。
インターフェイス回路６２０は、アンテナアレイ６１０に結合され、無線通信チャネルを介して信号を送受信するために必要とされる無線周波数（ＲＦ）回路を備える。インターフェイス回路６２０は、空間多重送信のための複数のアンテナポート５０５を提供する。処理回路６３０は無線端末５００の全体的な動作を制御し、無線端末５００に送信または受信される信号を処理する。このような処理には、送信データ信号の符号化および変調、ならびに受信データ信号の復調および復号が含まれる。処理回路６３０は、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、ハードウェア、ファームウェア、またはそれらの組み合わせを備えることができる。
メモリ６９０は、動作のために処理回路６３０によって必要とされるコンピュータプログラムコードおよびデータを記憶するための揮発性メモリおよび不揮発性メモリの両方を備える。メモリ６９０は、電子、磁気、光学、電磁気、または半導体データ記憶装置を含む、データを記憶するための任意の有形の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備えることができる。メモリ６９０は、本明細書で説明する図７～１８による方法のいずれかを実施するように処理回路６３０を構成する実行可能命令を含むコンピュータプログラム６９５を記憶する。一般に、コンピュータプログラム命令および構成情報は、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、またはフラッシュメモリなどの不揮発性メモリに記憶される。動作中に生成された一時的なデータは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のような揮発性メモリに記憶することができる。いくつかの実施形態では、本明細書で説明されるように処理回路６３０を構成するためのコンピュータプログラム６９５が、ポータブルコンパクトディスク、ポータブルデジタルビデオディスク、または他のリムーバブルメディアなどのリムーバブルメモリに格納されてよい。また、コンピュータプログラム６９５は、電気信号、光信号、無線信号、またはコンピュータ可読記憶媒体などの担体で具現化することもできる。
ここで説明される主題は、任意の適切な構成要素を使用する任意の適切なタイプのシステムに実装できるが、ここで開示された実施形態は、図２２に示される無線通信ネットワークの例などの無線ネットワークに関連して説明される。簡潔にするために、図２２の無線ネットワークは、ネットワーク１１０６、ネットワークノード１１６０および１１６０ｂ、ならびにＷＤ１１１０、１１１０ｂ、および１１１０ｃのみを示す。実際には、無線ネットワークが、無線デバイス間または無線デバイスと他の通信デバイス、例えば、固定電話、サービスプロバイダ、または他の任意のネットワークノードまたはエンド装置との間の通信をサポートするのに適した任意の追加要素をさらに含むことができる。図示された構成要素のうち、ネットワークノード１１６０およびワイヤレスデバイス（ＷＤ）１１１０が、さらなる詳細とともに示されている。無線ネットワークは、無線デバイスが無線ネットワークによって、または無線ネットワークを介して提供されるサービスへのアクセスおよび／またはサービスの使用を容易にするために、１つ以上の無線デバイスに通信および他のタイプのサービスを提供することができる。
無線ネットワークは、任意の種類の通信、電気通信、データ、セルラ、および／または無線ネットワークまたは他の同様の種類のシステムとを備えるか、および／または接続することができる。いくつかの実施形態では、無線ネットワークは、特定の規格または他のタイプの事前定義された規則または手順に従って動作するように構成されてよい。したがって、無線ネットワークの特定の実施形態は、長期発展（ＬＴＥ）、ニューラジオ、狭帯域インターネットオブシングス（ＮＢ－ＩｏＴ）、および／または他の適当な４Ｇまたは５Ｇ以上の規格および／または他の適当な無線通信規格などの通信規格を実施することができる。
ネットワーク１１０６は、１つまたは複数のバックホールネットワーク、コアネットワーク、ＩＰネットワーク、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、パケットデータネットワーク、光ネットワーク、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、有線ネットワーク、無線ネットワーク、首都エリアネットワーク、およびデバイス間の通信を可能にするその他のネットワークを含んでよい。
ネットワークノード１１６０およびＷＤ １１１０は、以下でより詳細に説明する様々な構成要素を備える。これらの構成要素は、無線ネットワークで無線接続を提供するなど、ネットワークノードおよび／または無線デバイス機能を提供するために連携する。異なる実施形態では、無線ネットワークは、任意の数の有線または無線ネットワーク、ネットワークノード、基地局、コントローラ、無線デバイス、中継局、および／またはデータおよび／または有線または無線接続のどちらかを介して信号の通信を促進する又はそれに参加する他の任意の構成要素またはシステムを含み得る。
本明細書で使用されるように、ネットワークノードとは、無線デバイスと、および／または、無線デバイスへの無線アクセスを可能にする及び／又は提供する、及び／又は無線ネットワーク内の他の機能（例えば管理）を実行する、無線ネットワーク内の他のネットワークノード又は機器と、直接的または間接的に通信することが可能であり、通信するよう構成され、配置され、および／または通信するよう動作可能な機器を指す。ネットワークノードの例にはアクセスポイント（ＡＰ）（例えば、無線アクセスポイント）、基地局（ＢＳ）（例えば、無線基地局、ノードＢ、進化型ノードＢ（ｅＮＢ）およびＮＲノードＢ（ｇＮＢ））が含まれるが、これらに限定されない。基地局は、それらが提供するカバレッジの量（または言い換えれば、それらの送信電力レベル）に基づいて分類することができ、その結果、フェムト基地局、ピコ基地局、マイクロ基地局、またはマクロ基地局とも呼ばれることがある。基地局は、中継ノードまたは中継を制御する中継ドナーノードであってよい。ネットワークノードは、集中型デジタルユニットおよび／またはリモート無線ヘッド（ＲＲＨ）とも呼ばれるリモート無線ユニット（ＲＲＵ）などの分散型無線基地局の１つまたは複数の（またはすべての）部分も含んでよい。そのような遠隔無線ユニットは、アンテナ一体型無線機としてアンテナと一体化されていてもされていなくてもよい。分散型無線基地局の一部は、分散型アンテナシステム（ＤＡＳ）内のノードとも呼ばれる。ネットワークノードのさらなる例には、ＭＳＲ ＢＳなどのマルチスタンダード無線（ＭＳＲ）機器、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）または基地局コントローラ（ＢＳＣ）などのネットワークコントローラ、基地トランシーバ局（ＢＴＳ）、送信ポイント、送信ノード、マルチセル／マルチキャスト協調エンティティ（ＭＣＥ）、コアネットワークノード（例えば、ＭＳＣ、ＭＭＥ）、Ｏ＆Ｍノード、ＯＳＳノード、ＳＯＮノード、測位ノード（例えば、Ｅ－ＳＭＬＣ）、および／またはＭＤＴが含まれる。別の例として、ネットワークノードは以下により詳細に説明されるように、仮想ネットワークノードであってもよい。しかしながら、より一般的には、ネットワークノードは、無線ネットワークへの無線デバイスのアクセスを可能にするおよび／または提供するか、または無線ネットワークにアクセスした無線デバイスに何らかのサービスを提供することが可能な、提供するよう構成、配置された、および／または提供するよう動作可能な任意の適切なデバイス（またはデバイスのグループ）を表していてよい。
図２２において、ネットワークノード１１６０は、処理回路１１７０、デバイス読み取り可能媒体１１８０、インターフェイス１１９０、補助装置１１８４、電源１１８６、電力回路１１８７、およびアンテナ１１６２を含む。図２２の例示的な無線ネットワークに示されたネットワークノード１１６０は、ハードウェアコンポーネントの図示された組合せを含むデバイスを表すことができるが、他の実施形態はコンポーネントの異なる組合せを有するネットワークノードを含むことができる。ネットワークノードは、本明細書で開示されるタスク、特徴、機能、および方法を実行するために必要とされるハードウェアおよび／またはソフトウェアの任意の適切な組合せを備えることを理解されたい。さらに、ネットワークノード１１６０の構成要素は、より大きなボックス内に配置された単一のボックスとして示されているか、または複数のボックス内に入れ子にされているが、実際にはネットワークノードが単一の図示された構成要素を構成する複数の異なる物理的構成要素を備えることができる（例えば、デバイス可読媒体１１８０は複数の別個のハードドライブならびに複数のＲＡＭモジュールを備えることができる）。
同様に、ネットワークノード1160は、複数の物理的に別々の構成要素（例えば、ＮｏｄｅＢ構成要素とＲＮＣ構成要素、またはＢＴＳ構成要素とＢＳＣ構成要素など）から構成することができ、それらは、それら独自のそれぞれの構成要素を有していてよい。ネットワークノード１１６０が複数の別々の構成要素（例えば、ＢＴＳおよびＢＳＣ構成要素）を含む特定のシナリオでは、１つまたは複数の別々の構成要素をいくつかのネットワークノード間で共有することができる。たとえば、一つのＲＮＣが複数のノードＢを制御してもよい。そのようなシナリオでは、固有のノードＢとＲＮＣとの対は、ひとつの個別のネットワークノードとみなされる場合がある。いくつかの実施形態では、ネットワークノード１１６０は、複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ）をサポートするように構成され得る。そのような実施形態では、いくつかの構成要素が重複し（たとえば、異なるＲＡＴのための別々のデバイス読み取り可能媒体２３０）、いくつかの構成要素が再利用され得る（たとえば、同じアンテナ１１６２がＲＡＴによって共有され得る）。ネットワークノード１１６０はまた、例えば、ＧＳＭ、ＷＣＤＭＡ、ＬＴＥ、ＮＲ、ＷｉＦｉ、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線技術のような、ネットワークノード１１６０に統合された異なる無線技術のための様々な例示された構成要素の複数のセットを含み得る。これらの無線技術は、ネットワークノード１１６０内の同じまたは異なるチップ又はチップセットおよび他の構成要素に統合することができる。
処理回路１１７０は、ネットワークノードによって提供されるものとして本明細書で説明される任意の決定、計算、または類似の動作（例えば、特定の取得動作）を実行するように構成される。処理回路１１７０によって実行されるこれらの動作は、例えば取得された情報を他の情報に変換すること、取得された情報または変換された情報をネットワークノードに格納された情報と比較すること、および／または取得した情報または変換した情報に基づいた１つ又は複数の動作を実行することにより、処理回路１１７０により取得した情報を処理することを含んでよく、前記処理結果として決定がされる。
処理回路１１７０は、単独で、またはデバイス可読媒体１１８０などの他のネットワークノード１１６０の構成要素と連携してネットワークノード１１６０の機能性を提供するよう動作可能な、マイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、中央処理装置、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、または他の任意の適切なコンピューティングデバイス、リソース、またはハードウェア、ソフトウェアおよび／またはエンコード済みロジックの組み合わせのうちの１つまたは複数の組み合わせを含むことができる。例えば、処理回路１１７０は、デバイス可読媒体１１８０または処理回路１１７０内のメモリに格納された命令を実行することができる。そのような機能は、本明細書で説明される様々な無線機能、機能、または利益のいずれかを提供することを含むことができる。一部の実施形態において、処理回路１１７０は、チップ（ＳＯＣ）上のシステムを含むことができる。
いくつかの実施形態では、処理回路１１７０が無線周波数トランシーバ回路１１７２およびベースバンド処理回路１１７４のうちの１つ以上を含んでもよい。いくつかの実施形態では、無線周波数（ＲＦ）トランシーバ回路１１７２およびベースバンド処理回路１１７４が、無線ユニットおよびデジタルユニットなどの、別個のチップ（またはチップのセット）、ボード、またはユニット上にあってもよい。代替実施形態では、ＲＦトランシーバ回路１１７２およびベースバンド処理回路１１７４の一部または全部が同じチップまたはチップ、ボード、またはユニットのセット上にあってもよい。
いくつかの実施形態ではネットワークノード、基地局、ｅＮＢ、または他のそのようなネットワークデバイスによって提供されるものとして本明細書で説明される機能の一部またはすべては、デバイス可読媒体１１８０または処理回路１１７０内のメモリ上に格納された命令を実行する処理回路１１７０によって実行され得る。代替実施形態では、機能の一部または全部は、分離又は離散デバイス可読媒体に記憶された命令を実行することなく、ハードワイヤード方式などで処理回路１１７０によって提供され得る。これらの実施形態のいずれにおいても、デバイス可読記憶媒体に記憶された命令を実行するか否かにかかわらず、処理回路１１７０は記載された機能を実行するように構成できる。そのような機能によって提供される利益は、処理回路１１７０単独またはネットワークノード１１６０の他の構成要素に限定されず、ネットワークノード１１６０全体によって、および／または一般にはエンドユーザおよび無線ネットワークによって享受される。
デバイス可読媒体１１８０は限定されるものではないが、永続的記憶装置、ソリッドステートメモリ、遠隔でマウントされたメモリ、磁気媒体、光学媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、大容量記憶媒体（例えば、ハードディスク）、取り外し可能記憶媒体（例えば、フラッシュドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）またはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ））、および／または処理回路１１７０によって使用され得る情報、データ、および／または命令を記憶するその他の揮発性または不揮発性、非一時的デバイス可読および／またはコンピュータ実行可能メモリデバイスを含む、任意の形態の揮発性または不揮発性コンピュータ可読メモリを含むことができる。デバイス可読媒体１１８０は、コンピュータプログラム、ソフトウェア、ロジックやルール、コード、テーブルなどのうちの１つまたは複数を含むアプリケーション、および／または処理回路１１７０によって実行され、ネットワークノード１１６０によって利用されることが可能な他の命令を含む、任意の適切な命令、データ、または情報を格納することができる。デバイス可読媒体１１８０は、処理回路１１７０によって行われた任意の演算、および／またはインターフェイス１１９０を介して受信された任意のデータを格納するために使用され得る。いくつかの実施形態では、処理回路１１７０およびデバイス読み取り可能媒体１１８０が集積されていると考えられてもよい。
インターフェイス１１９０は、ネットワークノード１１６０、ネットワーク１１０６、および／またはＷＤ１１１０間のシグナリングおよび／またはデータの有線または無線通信で使用される。図示されるように、インターフェイス１１９０は、例えば有線接続を介してネットワーク１１０６との間でデータを送受信するためのポート／端子１１９４を含む。インターフェイス１１９０はまた、アンテナ１１６２の一部に結合され得る、または特定の実施形態ではアンテナ１１６２の一部である、無線フロントエンド回路１１９２を含む。無線フロントエンド回路１１９２は、フィルタ１１９８および増幅器１１９６を含む。無線フロントエンド回路１１９２は、アンテナ１１６２および処理回路１１７０に接続されてもよい。無線フロントエンド回路は、アンテナ１１６２と処理回路１１７０との間で通信される信号を条件付けるように構成されてもよい。無線フロントエンド回路１１９２は、無線接続を介して他のネットワークノードまたはＷＤに送信されるデジタルデータを受信することができる。無線フロントエンド回路１１９２は、フィルタ１１９８および／または増幅器１１９６の組み合わせを使用して、デジタルデータを、適切なチャネルおよび帯域幅パラメータを有する無線信号に変換してもよい。無線信号はその後、アンテナ１１６２を介して送信されてもよい。同様に、データを受信する場合、アンテナ１１６２は無線信号を収集し、それらは次いで、無線フロントエンド回路１１９２によってデジタルデータに変換されてもよい。デジタルデータは、処理回路１１７０に渡されてもよい。他の実施形態では、インターフェイスが異なる構成要素および／または構成要素の異なる組合せを含むことができる。
特定の代替実施形態では、ネットワークノード１１６０は個別の無線フロントエンド回路１１９２を含まなくてもよく、代わりに処理回路１１７０は無線不フロントエンド回路を含んでもよく、また個別の無線フロントエンド回路１１９２なしでアンテナ１１６２に接続されてもよい。同様に、いくつかの実施形態では、ＲＦトランシーバ回路１１７２のすべてまたは一部がインターフェイス１１９０の一部とみなされてもよい。さらに他の実施形態では、インターフェイス１１９０が、無線ユニット（図示せず）の一部として、１つまたは複数のポートまたは端子１１９４、無線フロントエンド回路１１９２、およびＲＦトランシーバ回路１１７２を含んでもよく、インターフェイス１１９０はデジタルユニット（図示せず）の一部であるベースバンド処理回路１１７４と通信してもよい。
アンテナ１１６２は、無線信号を送信および／または受信するように構成された１つまたは複数のアンテナまたはアンテナアレイを含んでよい。アンテナ１１６２は無線フロントエンド回路１１９０に結合することができ、データおよび／または信号を無線で送受信することができる任意のタイプのアンテナとすることができる。いくつかの実施形態では、アンテナ１１６２は、例えば２ＧＨｚと６６ＧＨｚとの間で無線信号を送信／受信するように動作可能な１つまたは複数の全方向性、セクタまたはパネルアンテナを備えることができる。全方向性アンテナは、無線信号を任意の方向に送信／受信するために使用でき、セクタアンテナは、特定のエリア内のデバイスから無線信号を送信／受信するために使用でき、パネルアンテナは、比較的直線的に無線信号を送受信するのに使用される見通しアンテナであってよい。いくつかの例では、１つ以上のアンテナの使用がＭＩＭＯと呼ばれ得る。いくつかの実施形態では、アンテナ１１６２がネットワークノード１１６０とは別個であってもよく、インターフェイスまたはポートを介してネットワークノード１１６０に接続可能であってもよい。
アンテナ１１６２、インターフェイス１１９０、および／または処理回路１１７０は、ネットワークノードによって実行されるものとして本明細書に記載される任意の受信動作および／または取得動作を実行するように構成されてよい。任意の情報、データ、および／または信号が、無線デバイス、ネットワークノードおよび／または任意他のネットワーク機器から受信されてよい。同様に、アンテナ１１６２、インターフェイス１１９０0、および／または処理回路１１７０は、ネットワークノードによって実行されるものとして本明細書に記載される任意の送信動作を実行するように構成されてよい。任意の情報、データ、および／または信号が、無線デバイス、他のネットワークノードおよび／または任意の他のネットワーク機器へ送信されてよい。
電力回路１１８７は電力管理回路を備えてもよく、または電力管理回路に結合されてもよく、本明細書に記載される機能を実行するための電力をネットワークノード１１６０の構成要素に供給するように構成される。電源回路１１８７は、電源１１８６から電力を受け取ることができる。電源１１８６および／または電源回路１１８７はそれぞれの構成要素に適した形態（例えば、それぞれの構成要素に必要な電圧および電流レベル）で、ネットワークノード１１６０の様々な構成要素に電力を供給するように構成されてもよい。電源１１８６は電源回路１１８７および／またはネットワークノード１１６０に含まれてもよく、または外部にあってもよい。例えば、ネットワークノード１１６０は、電気ケーブルなどの入力回路またはインターフェイスを介して外部電源（例えば電気コンセント）に接続可能であり、それによって外部電源は電力を電源回路１１８７に供給する。更なる例として、電源１１８６は、電源回路１１８７に接続されているかまたはそれに組み込まれている電池または電池パックの形態の電力源を備えていてもよい。外部電源に障害が発生した場合、バッテリからバックアップ電源が供給されてもよい。光起電力デバイスなどの他の種類の電源も使用することができる。
ネットワークノード１１６０の代替実施形態は、本明細書に記載の機能のいずれかおよび／または本明細書に記載した主題をサポートするのに必要な機能を含むネットワークノードの機能の特定の態様を提供する役割を果たすことができる図２に示すものを超える追加の構成要素を含んでよい。例えば、ネットワークノード１１６０は、ネットワークノード１１６０への情報の入力を可能にし、ネットワークノード１１６０からの情報の出力を可能にするユーザインターフェイス機器を含んでもよい。これにより、ユーザは、ネットワークノード１１６０の診断、保守、修理、および他の管理機能を実行することができる。
本明細書で使用されるとき、無線デバイス（ＷＤ）は、ネットワークノードおよび／または別の無線デバイスと無線で通信することが可能であり、通信するよう構成され、配置され、かつ／または動作可能なデバイスを指す。特に断らない限り、用語ＷＤは、本明細書ではユーザ装置（ＵＥ）と互換的に使用され得る。無線通信は、電磁波、電波、赤外波、および／または空中を通して情報を伝達するのに適した他のタイプの信号を使用して無線信号を送信および／または受信することを含み得る。いくつかの実施形態では、ＷＤは、直接的な人間の対話なしに情報を送信および／または受信するように構成され得る。例えば、ＷＤは、内部または外部のイベントによってトリガされたとき、またはネットワークからの要求に応じて、所定のスケジュールでネットワークに情報を送信するように設計されてもよい。ＷＤの例としてはスマートフォン、携帯電話、携帯電話、ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ（ＶｏＩＰ）電話、無線ローカルループ電話、デスクトップコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、無線カメラ、ゲームコンソールまたはデバイス、音楽記憶装置、再生装置、ウェアラブル端末装置、無線エンドポイント、移動局、タブレット、ラップトップ、ラップトップ埋め込み装置（ＬＥＥ）、ラップトップ搭載装置（ＬＭＥ）、スマートデバイス、無線カスタマープレミス装置（ＣＰＥ）、車載無線端末機器等が挙げられるが、これらに限定されない。ＷＤは例えば、サイドリンク通信、車車間（Ｖ２Ｖ）、車インフラストラクチャ間（Ｖ２Ｉ）、車万物間（Ｖ２Ｘ）のための３ＧＰＰ標準を実装することによって、デバイス間（Ｄ２Ｄ）通信をサポートすることができ、この場合、Ｄ２Ｄ通信デバイスと呼ばれることがある。さらに別の具体例として、物のインターネット（ＩｏＴ）シナリオでは、ＷＤは、監視および／または測定を実行し、そのような監視および／または測定の結果を別のＷＤ及び／又はネットワークノードに送信する機械または他のデバイスを表してよい。この場合、ＷＤは、マシンツーマシン（Ｍ２Ｍ）デバイスであり得、これは、３ＧＰＰの文脈では、ＭＴＣデバイスと呼ばれ得る。１つの特定の例として、ＷＤは、３ＧＰＰの狭帯域インターネットオブシングス（ＮＢ－ＩｏＴ）規格を実施するＵＥであり得る。そのような機械または装置の特定の例はセンサ、電力計、産業機械などの計量装置、または家庭用もしくは個人用機器（例えば、冷蔵庫、テレビなど）、個人用ウェアラブル（例えば、時計、フィットネストラッカなど）である。他のシナリオでは、ＷＤが、その動作状態またはその動作に関連する他の機能を監視および／または報告することができる車両または他の機器を表すことができる。上述したようなＷＤは無線接続のエンドポイントを表すことができ、その場合装置は無線端末と呼ばれることがある。さらに、上述したようなＷＤは移動可能であってもよく、その場合それはまた移動デバイスまたは移動端末と呼ばれてもよい。
図示のように、無線デバイス１１１０は、アンテナ１１１１、インターフェイス１１１４、処理回路１１２０、装置読み取り可能媒体１１３０、ユーザインターフェイス機器、補助装置１１３４、電源１１３６、および電源回路１１３７を含む。ＷＤ１１１０は例えば、２，３の例を上げると、ＬＴＥ、ＮＲ又はＮＢ－ＩｏＴ無線技術のような、ＷＤ１１１０によってサポートされている異なる無線技術のための説明されている構成要素の一つ又は複数のセットを含むことができる。これらの無線技術は、ＷＤ１１１０内の他のコンポーネントと同じまたは異なるチップまたはチップのセットに統合され得る。
アンテナ１１１１は、１つまたは複数のアンテナまたはアンテナアレイを含んでよく、無線信号を送信および／または受信するように構成されており、無線フロントエンド回路１１１４に接続されている。特定の代替実施形態では、アンテナ１１１１がＷＤ１１１０とは別個であってもよく、インターフェイスまたはポートを介してＷＤ１１１０に接続可能であってもよい。アンテナ１１１１、インターフェイス１１１４、および／または処理回路１１２０は、ＷＤによって実行されるものとして本明細書に記載される任意の受信または送信動作を実行するように構成されてよい。任意の情報、データ、および／または信号が、ネットワークノードおよび／または別のＷＤから受信されてよい。いくつかの実施形態では、無線フロントエンド回路および／またはアンテナ１１１１はインターフェイスとみなされよい。
図示されるように、インターフェイス１１１４は、無線フロントエンド回路１１１２およびアンテナ１１１１を備える。無線フロントエンド回路１１１２は、１つ以上のフィルタ１１１８および増幅器１１１６を含む。無線フロントエンド回路１１１４は、アンテナ１１１１および処理回路１１２０に接続され、かつアンテナ１１１１と処理回路１１２０との間で通信される信号を調整するように構成される。無線フロントエンド回路１１１２は、アンテナ１１１１と結合されるか、またはその一部であってよい。いくつかの実施形態では、ＷＤ １１１０が別個の無線フロントエンド回路１１１２を含まなくてもよく、むしろ、処理回路１１２０は無線フロントエンド回路を含んでもよく、アンテナ１１１１に接続されてもよい。同様に、いくつかの実施形態では、ＲＦトランシーバ回路１１２２の一部またはすべてがインターフェイス１１１４の一部とみなされてもよい。無線フロントエンド回路１１１２は、無線接続を介して他のネットワークノードまたはＷＤに送信されるデジタルデータを受信することができる。無線フロントエンド回路１１１２は、フィルタ１１１８および／または増幅器１１１６の組み合わせを使用して、デジタルデータを、適切なチャネルおよび帯域幅パラメータを有する無線信号に変換してもよい。無線信号はその後、アンテナ１１１１を介して送信されてもよい。同様に、データを受信する場合、アンテナ１１１１は無線信号を収集し、それらは次いで、無線フロントエンド回路１１１２によってデジタルデータに変換されてもよい。デジタルデータは、処理回路１１２０に渡されてもよい。他の実施形態では、インターフェイスが異なる構成要素および／または構成要素の異なる組合せを含むことができる。
処理回路１１２０は、単独で、またはデバイス可読媒体１１３０などの他のＷＤ１１１０の構成要素と連携してＷＤ１１１０の機能性を提供するよう動作可能な、マイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、中央処理装置、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、または他の任意の適切なコンピューティングデバイス、リソース、またはハードウェア、ソフトウェアおよび／またはエンコード済みロジックの組み合わせのうちの１つまたは複数の組み合わせを含むことができる。そのような機能は、本明細書で説明される様々な無線機能、または利益のいずれかを提供することを含むことができる。例えば、処理回路１１２０は、デバイス可読媒体１１３０または処理回路１１２０内のメモリに格納された命令を実行し、本明細書に開示された機能を提供することができる。
図示するように、処理回路１１２０は、無線周波数（ＲＦ）トランシーバ回路１１２２、ベースバンド処理回路１１２４、およびアプリケーション処理回路１１２６のうちの１つまたは複数を含む。他の実施形態では、処理回路が異なる構成要素および／または構成要素の異なる組合せを含むことができる。いくつかの実施形態では、ＷＤ １１１０の処理回路１１２０がＳＯＣを備えることができる。いくつかの実施形態では、ＲＦトランシーバ回路１１２２、ベースバンド処理回路１１２４、およびアプリケーション処理回路１１２６は別々のチップまたはチップセット上にあってもよい。代替実施形態では、ベースバンド処理回路１１２４およびアプリケーション処理回路１１２６の一部または全部を１つのチップ又はチップセットに組み合わせることができ、ＲＦトランシーバ回路１１２２を別個のチプ又はチップセットに含めることができる。さらなる代替実施形態では、ＲＦトランシーバ回路１１２２およびベースバンド処理回路１１２４の一部または全部が同じチップ又はチップセット上にあってもよく、アプリケーション処理回路１１２６が別個のチップ又はチップセット上にあってもよい。さらなる他の実施形態では、ＲＦトランシーバ回路１１２２、ベースバンド処理回路１１２４、およびアプリケーション処理回路１１２６の一部または全部は同じチップ又はチップセットに組み合わせてもよい。いくつかの実施形態では、ＲＦトランシーバ回路１１２２がインターフェイス１１１４の一部であってもよい。ＲＦトランシーバ回路１１２２は、処理回路１１２０のためのＲＦ信号を条件付けることができる。
特定の実施形態では、ＷＤによって実行されるものとして本明細書で説明される機能の一部またはすべては、特定の実施形態ではコンピュータ可読記憶媒体とすることができるデバイス可読媒体１１３０上に記憶された命令を実行する処理回路１１２０によって提供することができる。代替実施形態では、機能の一部または全部は、分離又は離散デバイス可読記憶媒体に記憶された命令を実行することなく、ハードワイヤード方式などで処理回路１１２０によって提供され得る。これらの特定の実施形態のいずれにおいても、デバイス可読記憶媒体に記憶された命令を実行するか否かにかかわらず、処理回路１１２０は記載された機能を実行するように構成できる。そのような機能によって提供される利益は、処理回路１１２０単独またはＷＤ１１１０の他の構成要素に限定されず、ＷＤ１１１０全体によって、および／または一般にはエンドユーザおよび無線ネットワークによって享受される。
処理回路１１２０は、ＷＤによって実行されるものとして本明細書で説明される任意の決定、計算、または類似の動作（例えば、特定の取得動作）を実行するように構成されてよい。これらの動作は、処理回路１１２０によって実行されるように、例えば取得された情報を他の情報に変換すること、取得された情報または変換された情報をＷＤ１１１０により格納された情報と比較すること、および／または取得した情報または変換した情報に基づいた１つ又は複数の動作を実行することにより、処理回路１１２０により取得した情報を処理することを含んでよく、前記処理結果として決定がされる。
デバイス可読媒体１１３０は、コンピュータプログラム、ソフトウェア、１つまたは複数のロジック、規則、コード、表などを含むアプリケーション、および／または処理回路１１２０によって実行することができる他の命令などを記憶するように動作可能である。デバイス可読媒体１１３０は、コンピュータメモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）またはリードオンリーメモリ（ＲＯＭ））、大容量記憶媒体（例えば、ハードディスク）、リムーバブル記憶媒体（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）またはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、および／または、処理回路1120によって使用されてよい情報、データ、および／または命令を格納する他の任意の揮発性または不揮発性、非一時的デバイス可読および／またはコンピュータ実行可能メモリデバイスを含んでよい。いくつかの実施形態では、処理回路1120およびデバイス読み取り可能媒体1130が集積されていると考えられてもよい。
ユーザインターフェイス機器１１３２は、人間のユーザがＷＤ １１１０と相互作用することを可能にする構成要素を提供することができる。このような相互作用は、視覚的、聴覚的、触覚的などの多くの形態であり得る。ユーザインターフェイス機器１１３２はユーザに出力を生成し、ユーザがＷＤ １１１０に入力を提供することを可能にするように動作可能であってもよい。相互作用のタイプは、ＷＤ １１１０にインストールされたユーザインターフェイス機器１１３２のタイプに応じて変わり得る。例えば、ＷＤ １１１０がスマートフォンである場合、対話はタッチスクリーンを介して行われてもよく、ＷＤ １１１０がスマートメータである場合、対話は使用量（例えば、使用されるガロン数）を提供するスクリーン、または可聴警報（例えば、煙が検出される場合）を提供するスピーカを介して行われてもよい。ユーザインターフェイス機器１１３２は、入力インターフェイス、デバイスおよび回路と、出力インターフェイス、デバイスおよび回路を含んでよい。ユーザインターフェイス機器１１３２は、ＷＤ１１１０への情報の入力を可能にするように構成され、処理回路１１２０が入力情報を処理することができるように処理回路１１２０に接続される。ユーザインターフェイス機器１１３２は、たとえば、マイクロフォン、近接センサまたは他のセンサ、キー／ボタン、タッチディスプレイ、１つ以上のカメラ、ＵＳＢポート、または他の入力回路を含み得る。ユーザインターフェイス機器１１３２はまた、ＷＤ １１１０からの情報の出力を可能にし、処理回路１１２０がＷＤ １１１０から情報を出力することを可能にするように構成される。ユーザインターフェイス機器１１３２は例えば、スピーカ、ディスプレイ、振動回路、ＵＳＢポート、ヘッドホンインターフェイス、または他の出力回路を含み得る。ユーザインターフェイス機器１１３２の１つまたは複数の入出力インターフェイス、デバイス、および回路を使用して、ＷＤ１１１０は、エンドユーザおよび／または無線ネットワークと通信し、それらが本明細書で説明された機能から利益を得ることができるようにしてよい。
補助装置１１３４は、ＷＤによって一般に実行されない可能性がある、より特定の機能を提供するように動作可能である。これは、様々な目的のために測定を行うための専用センサ、有線通信などの追加の種類の通信のためのインターフェイスを含むことができる。補助装置１１３４の構成要素の包含およびタイプは、実施形態および／またはシナリオに応じて変わり得る。
電源１１３６は、一部の実施形態ではバッテリまたはバッテリパックの形態であってもよい。外部電源（例えば、電気コンセント）、光起電力デバイス、またはパワーセルなどの他のタイプの電源も使用することができる。ＷＤ１１１０は、電源１１３６からの電力を、電源１１３６からの電力を必要とするＷＤ１１１０の様々な部分に送り、本明細書に記載または示される任意の機能を実行するための電力回路１１３７をさらに備えてもよい。電力回路１１３７は、特定の実施形態では電力管理回路を備えることができる。電力回路１１３７は、追加的または代替的に、外部電源から電力を受け取るように動作可能であってもよく、その場合、ＷＤ１１１０は、入力回路または電力ケーブルなどのインターフェイスを介して、外部電源（電気コンセントなど）に接続可能であってもよい。また、特定の実施形態において、電力回路１１３７は、外部電源から電源１１３６に電力を伝達するように動作可能であってもよい。これは、例えば、電源１１３６の充電のためであってもよい。電力回路１１３７は、電力が供給されるＷＤ１１１０のそれぞれの構成要素に適した電力にするために、電源１１３６からの電力に対して、任意のフォーマット、変換、または他の修正を実行することができる。
図２３は、本明細書で説明される様々な態様によるＵＥの一実施形態を示す。本明細書で使用されるとき、ユーザ装置またはＵＥは、関連するデバイスを所有および／または操作する人間のユーザという意味で必ずしもユーザを有するとは限らない。代わりに、ＵＥは、人間のユーザへの販売または人間のユーザによる操作を意図しているが、特定の人間のユーザに関連付けられていないことがある、或いは最初はそうであることがあるデバイスを表してよい（例えば、スマートスプリンクコントローラ）。代わりに、ＵＥは、エンドユーザへの販売またはエンドユーザによる操作を意図していないが、ユーザに利益に関連付けられ、或いはユーザの利益のために動作できるデバイスを表していてよい（例えば、スマートス電力計）。ＵＥ１２００は、ＮＢ－ＩｏＴ ＵＥ、マシンタイプ通信（ＭＴＣ）ＵＥ、および／または強化型ＭＴＣ（ｅＭＴＣ）ＵＥを含む、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）によって特定される任意のＵＥであっても構わない。ＵＥ１２００は、図２３に例示されているように、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）のＬＴＥ、および／または５Ｇ規格など、３ＧＰＰによって公布された１つ以上の通信標準に従って通信するようにセットされたＷＤの一例である。前述のように、用語ＷＤおよびＵＥは交換可能に使用され得る。したがって、図２３はＵＥであるが、本明細書で説明される構成要素はＷＤに等しく適用可能であり、その逆も同様である。
図２３において、ＵＥ１２００は、入力／出力インターフェイス１２０５、無線周波数（ＲＦ）インターフェイス１２０９、ネットワーク接続インターフェイス１２１１、メモリ１２１５（ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１２１７、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１２１９、および記憶媒体１２２１などを含む）、通信サブシステム１２３１、電源１２３３、および／または任意の他の構成要素、またはそれらの任意の組み合わせに動作可能に結合された処理回路１２０１を含む。記憶媒体１２２１は、オペレーティングシステム１２２３、アプリケーションプログラム１２２５、およびデータ１２２７を含む。他の実施形態では、記憶媒体１２２１が他の同様のタイプの情報を含むことができる。いくつかのＵＥは、図２３に示される構成要素のすべて、または構成要素のサブセットのみを利用し得る。構成要素間の統合のレベルは、１つのＵＥから別のＵＥへと変化し得る。さらに、いくつかのＵＥは、複数のプロセッサ、メモリ、トランシーバ、送信機、受信機など、構成要素の複数のインスタンスを含み得る。
図２３において、処理回路１２０１は、コンピュータ命令およびデータを処理するように構成されてもよい。処理回路１２０１は、１つまたは複数の、ハードウェアに実装された状態機械（例えば、ディスクリートロジック、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなど）、適切なファームウェアを伴うプログラマブルロジック、１つまたは複数のストアドプログラム、適切なソフトウェアを伴うマイクロプロセッサまたはデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）などの汎用プロセッサ、または上記の任意の組み合わせなど、機械可読コンピュータプログラムとしてメモリに格納された機械命令を実行するように動作可能な任意の逐次状態機械を実装するように構成され得る。例えば、処理回路１２０１は、２つの中央演算処理装置（ＣＰＵ）を含んでもよい。データは、コンピュータによる使用に適した形態の情報であってもよい。
図示の実施形態では、入出力インターフェイス１２０５が、入力デバイス、出力デバイス、または入出力デバイスに通信インターフェイスを提供するように構成することができる。ＵＥ１２００は、入出力インターフェイス１２０５を介して出力デバイスを使用するように構成され得る。出力デバイスは、入力デバイスと同じタイプのインターフェイスポートを使用できる。例えば、ＵＳＢポートは、ＵＥ１２００への入力およびＵＥからの出力を提供するために使用されてもよい。出力デバイスは、スピーカ、サウンドカード、ビデオカード、ディスプレイ、モニタ、プリンタ、アクチュエータ、エミッタ、スマートカード、別の出力デバイス、またはそれらの任意の組み合わせとすることができる。ＵＥ１２００は、入出力インターフェイス１２０５を介して入力デバイスを使用して、ユーザがＵＥ１２００に情報を捕捉できるように構成されてもよい。入力デバイスは、タッチ感知式または存在感知識ディスプレイ、カメラ（例えば、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ウェブカメラなど）、マイクロフォン、センサ、マウス、トラックボール、方向パッド、トラックパッド、スクロールホイール、スマートカードなどを含むことができる。存在感知ディスプレイは、ユーザからの入力を感知するために、容量性または抵抗性タッチセンサを含んでもよい。センサは例えば、加速度計、ジャイロスコープ、傾斜センサ、力センサ、磁力計、光学センサ、近接センサ、別の同様のセンサ、またはそれらの任意の組み合わせとすることができる。例えば、入力デバイスは、加速度計、磁力計、デジタルカメラ、マイクロフォン、および光センサであってもよい。
図２３において、ＲＦインターフェイス１２０９は、送信機、受信機、およびアンテナなどのＲＦ構成要素に通信インターフェイスを提供するように構成されてもよい。ネットワーク接続インターフェイス１２１１は、ネットワーク１２４３ａへの通信インターフェイスを提供するように構成され得る。ネットワーク１２４３ａは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、コンピュータネットワーク、無線ネットワーク、通信ネットワーク、別の同様のネットワーク、またはそれらの任意の組み合わせなどの有線および／または無線ネットワークを含むことができる。例えば、ネットワーク１２４３ａは、Ｗｉ－Ｆｉネットワークを構成することができる。ネットワーク接続インターフェイス１２１１は、イーサネット、ＴＣＰ／ＩＰ、ＳＯＮＥＴ、ＡＴＭなどの１つまたは複数の通信プロトコルに従って、通信ネットワークを介して１つまたは複数の他のデバイスと通信するために使用される受信機および送信機インターフェイスを含むように構成され得る。ネットワーク接続インターフェイス１２１１は通信ネットワークリンク（例えば、光、電気など）に適切な受信機および送信機機能を実装し得る。送信機機能および受信機機能は、回路構成要素、ソフトウェア、またはファームウェアを共有することができ、あるいは、別々に実装することができる。
ＲＡＭ１２１７は、オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、およびデバイスドライバなどのソフトウェアプログラムの実行中にデータまたはコンピュータ命令の記憶またはキャッシュを提供するために、バス１２０２を介して処理回路１２０１にインターフェイスするように構成することができる。ＲＯＭ １２１９は、コンピュータ命令またはデータを処理回路１２０１に提供するように構成することができる。例えば、ＲＯＭ１２１９は、不揮発性メモリに記憶されたキーボードからの基本入出力（Ｉ／Ｏ）、スタートアップ、またはキーストロークの受け付けのような基本的なシステム機能のための不変の低レベルシステムコードまたはデータを記憶するように構成することができる。記憶媒体１２２１は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、プログラマブル読出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、磁気ディスク、光ディスク、フロッピーディスク、ハードディスク、リムーバブルカートリッジ、またはフラッシュドライブなどのメモリを含むように構成することができる。一例では、記憶媒体１２２１が、オペレーティングシステム１２２３、ウェブブラウザアプリケーション、ウィジェットまたはガジェットエンジンまたは別のアプリケーションなどのアプリケーションプログラム１２２５、およびデータファイル１２２７を含むように構成することができる。記憶媒体１２２１は、ＵＥ１２００によって使用するために、様々なオペレーティングシステムのうちの任意のもの、またはオペレーティングシステムの組み合わせを記憶することができる。
記憶媒体１２２１は、独立ディスクの冗長アレイ（ＲＡＩＤ）、フロッピーディスクドライブ、フラッシュメモリ、ＵＳＢフラッシュドライブ、外部ハードディスクドライブ、サムドライブ、ペンドライブ、キードライブ、高密度デジタル多用途ディスク（ＨＤ－ＤＶＤ）光ディスクドライブ、内部ハードディスクドライブ、ブルーレイ光ディスクドライブ、ホログラフィックデジタルデータストレージ（ＨＤＤＳ）光ディスクドライブ、外部ミニデュアルインラインメモリモジュール（ＤＩＭＭ）、同期式ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、外部マイクロＤＩＭＭ ＳＤＲＡＭ、加入者識別モジュールまたは取り外し可能ユーザ識別（ＳＩＭ／ＲＵＩＭ）モジュールなどのスマートカードメモリ、他のメモリ、またはそれらの任意の組み合わせなど、複数の物理ドライブユニットを含むように構成され得る。記憶媒体１２２１は、一時的または非一時的なメモリ媒体に記憶されたコンピュータ実行可能命令、アプリケーションプログラム等にＵＥ１２００がアクセスし、データをオフロードし、またはデータをアップロードすることを可能にしてもよい。通信システムを利用するものなどの製品は、デバイス可読媒体を含むことができる記憶媒体１２２１内に有形に具現化することができる。
図２３では、処理回路１２０１が通信サブシステム１２３１を使用してネットワーク１２４３ｂと通信するように構成することができる。ネットワーク１２４３ａおよびネットワーク１２４３ｂは同じネットワークであってもよいし、異なるネットワークであってもよい。通信サブシステム１２３１は、ネットワーク１２４３ｂと通信するために使用される１つまたは複数のトランシーバを含むように構成され得る。例えば、通信サブシステム１２３１は、ＷＣＤＭＡ、ＬＴＥ、ＵＴＲＡＮ、ＮＲなどの１つまたは複数の通信プロトコルに従って、別のＷＤ、ＵＥ、または無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）の基地局などの無線通信が可能な別のデバイスの１つまたは複数のリモートトランシーバと通信するために使用される１つまたは複数のトランシーバを含むように構成され得る。各トランシーバは、ＲＡＮリンクに適切な送信機または受信機機能（例えば、周波数割り当てなど）をそれぞれ実装するために、送信機１２３３および／または受信機１２３５を含んでもよい。さらに、各トランシーバの送信機１２３３および受信機１２３５は、回路構成要素、ソフトウェア、またはファームウェアを共有してもよく、あるいは別々に実装されてもよい。
図示の実施形態では、通信サブシステム１２３１の通信機能が、データ通信、音声通信、マルチメディア通信、ブルートゥースなどの短距離通信、近距離通信、位置を決定するための全地球測位システム（ＧＰＳ）の使用などの位置ベース通信、別の同様の通信機能、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。例えば、通信サブシステム１２３１は、セルラ通信、Ｗｉ－Ｆｉ通信、ブルートゥース通信、およびＧＰＳ通信を含み得る。ネットワーク１２４３ｂは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、コンピュータネットワーク、無線ネットワーク、通信ネットワーク、別の同様のネットワーク、またはそれらの任意の組み合わせなどの有線および／または無線ネットワークを含むことができる。例えば、ネットワーク１２４３ｂは、セルラネットワーク、Ｗｉ－Ｆｉネットワーク、および／または近距離無線ネットワークであってもよい。電源１２１３は、ＵＥ１２００の構成要素に交流（ＡＣ）又は直流（ＤＣ）電力を供給するように構成することができる。
本明細書で説明される特徴、利点、および／または機能は、ＵＥ１２００の構成要素のうちの１つにおいて実装され得るか、またはＵＥ１２００の複数の構成要素にわたって区分され得る。さらに、本明細書で説明される特徴、利点、および／または機能は、ハードウェア、ソフトウェア、またはファームウェアの任意の組み合わせで実装され得る。一例では、通信サブシステム１２３１が本明細書で説明される構成要素のいずれかを含むように構成され得る。さらに、処理回路１２０１は、バス１２０２を介してそのような構成要素のいずれかと通信するように構成されてもよい。別の例では、そのような構成要素のいずれも、処理回路１２０１によって実行されるときに本明細書で説明される対応する機能を実行する、メモリに格納されたプログラム命令によって表され得る。別の例では、そのような構成要素のいずれかの機能が処理回路１２０１と通信サブシステム１２３１との間で区分され得る。別の例ではこのような構成要素のいずれかの非計算集約的機能が、ソフトウェアまたはファームウェアで実現されてもよく、計算集約的機能はハードウェアで実現されてもよい。
図２４は、いくつかの実施形態によって実装される機能を仮想化することができる仮想化環境１３００を示す概略ブロック図である。本文脈において、仮想化とは、ハードウェアプラットフォーム、記憶装置およびネットワークリソースの仮想化を含み得る装置またはデバイスの仮想化バージョンを作成することを意味する。本明細書で使用されるように、仮想化は、ノード（例えば、仮想化された基地局または仮想化された無線アクセスノード）またはデバイス（例えば、ＵＥ、無線デバイス、または任意の他のタイプの通信デバイス）またはそれらの構成要素に適用されることができ、機能の少なくとも一部が１つまたは複数の仮想構成要素として（例えば、１つまたは複数のネットワーク内の１つまたは複数の物理処理ノード上で実行される１つまたは複数のアプリケーション、構成要素、機能、仮想マシン、またはコンテナを介して）実装される実装に関係する。
図２５は、いくつかの実施形態による、中間ネットワークを介してホストコンピュータに接続された通信ネットワークを示す。特に、図２３を参照すると、一実施形態によれば、通信システムは、無線アクセスネットワークなどのアクセスネットワーク１４１１と、コアネットワーク１４１４とを備える、３ＧＰＰタイプのセルラネットワークなどの電気通信ネットワーク１４１０を含む。アクセスネットワーク１４１１は、ＮＢ、ｅＮＢ、ｇＮＢ、または他のタイプの無線アクセスポイントなどの複数の基地局１４１２ａ、１４１２ｂ、１４１２ｃを備え、それぞれが対応するカバレッジエリア１４１３ａ、１４１３ｂ、１４１３ｃを定義する。各基地局１４１２ａ、１４１２ｂ、１４１２ｃは、有線または無線接続１４１５を介してコアネットワーク１４１４に接続可能である。カバレッジエリア１４１３ｃに位置する第１のＵＥ１４９１は、対応する基地局１４１２ｃと無線で接続されるか、または呼び出されるように構成されている。カバレッジエリア１４１３ａ内の第２のＵＥ１４９２は、対応する基地局１４１２ａに無線で接続可能である。この例では複数のＵＥ１４９１、１４９２が示されているが、開示された実施形態は、単一のＵＥがカバレッジエリア内にある状況、または単一のＵＥが対応する基地局１４１２に接続している状況にも等しく適用可能である。
通信ネットワーク１４１０自体が、スタンドアローンサーバ、クラウド実行サーバ、分散サーバ、またはサーバファームにおける処理リソースのハードウェアおよび／またはソフトウェアに具現化されることがあるホストコンピュータ１４３０に接続される。ホストコンピュータ１４３０はサービスプロバイダの所有権下または制御下にあってもよいし、サービスプロバイダによって、またはサービスプロバイダの代わりに操作されてもよい。電気通信ネットワーク１４１０とホストコンピュータ１４３０との間の接続１４２１および１４２２は、コアネットワーク１４１４からホストコンピュータ１４３０に直接拡張してもよく、あるいは任意の中間ネットワーク１４２０を介してもよい。中間ネットワーク１４２０は、パブリックネットワーク、プライベートネットワーク、またはホストネットワークのうちの１つ、または２つ以上の組み合わせとすることができ、中間ネットワーク１４２０は、もしあれば、バックボーンネットワークまたはインターネットとすることができ、特に、中間ネットワーク１４２０は、２つ以上のサブネットワーク（図示せず）を含むことができる。
図２５の通信システム全体は、接続されたＵＥ１４９１、１４９２とホストコンピュータ１４３０との間のコネクティビティを可能にする。コネクティビティは、オーバーザトップ（ＯＴＴ）コネクション１４５０として説明することができる。ホストコンピュータ１４３０および接続されたＵＥ１４９１、１４９２は、アクセスネットワーク１４１１、コアネットワーク１４１４、任意の中間ネットワーク１４２０、および可能なさらなるインフラストラクチャ（図示せず）を媒介として使用して、ＯＴＴコネクション１４５０を介してデータおよび／または信号を通信するように構成される。ＯＴＴコネクション１４５０は、ＯＴＴコネクション１４５０が通過する参加通信デバイスがアップリンク通信およびダウンリンク通信のルーティングに気付かないという意味で、トランスペアレントであり得る。例えば、基地局１４１２は、接続されたＵＥ１４９１に転送（例えば、ハンドオーバ）されるホストコンピュータ１４３０から発信されたデータを含む到着ダウンリンク通信の過去のルーティングについて通知される必要があるかもしれない。同様に、基地局１４１２は、ＵＥ１４９１からホストコンピュータ１４３０に向けて発信される発信アップリンク通信の将来のルーティングを認識する必要はない。
実施形態は、上記段落で説明したＵＥ、基地局及びホストコンピュータの実施形態に従い、図２６を参照して説明される。図２６は幾つかの実施形態に従い、基地局を介してユーザ装置と一部を無線接続で通信するホストコンピュータを説明する。通信システム１５００において、ホストコンピュータ１５１０は、通信システム１５００の異なる通信装置のインターフェイスとの有線または無線接続をセットアップおよび維持するように構成された通信インターフェイス１５１６を含むハードウェア１５１５を備える。ホストコンピュータ１５１０は、記憶および／または処理能力を有することができる処理回路１５１８をさらに備える。特に、処理回路１５１８は、命令を実行するように適合された１つまたは複数のプログラマブルプロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、またはこれらの組み合わせ（図示せず）を含んでもよい。ホストコンピュータ１５１０はさらに、ソフトウェア１５１１を含み、それはホストコンピュータ１５１０に記憶されるか、又はアクセス可能であり、処理回路１５１８によって実行可能である。ソフトウェア１５１１は、ホストアプリケーション１５１２を含む。ホストアプリケーション１５１２は、ＵＥ１５３０およびホストコンピュータ１５１０で終端するＯＴＴコネクション１５５０を介して接続するＵＥ１５３０などのリモートユーザにサービスを提供するように動作可能であってもよい。サービスをリモートユーザに提供する際に、ホストアプリケーション１５１２は、ＯＴＴコネクション１５５０を使用して送信されるユーザデータを提供することができる。
通信システム１５００はさらに、通信システムに設けられ、ホストコンピュータ１５１０およびＵＥ１５３０と通信することを可能にするハードウェア１５２５を含む基地局１５２０を含む。ハードウェア１５２５は、通信システム１５００の異なる通信デバイスのインターフェイスとの有線または無線接続をセットアップおよび維持するための通信インターフェイス１５２６、ならびに基地局１５２０によってサービスされるカバレッジエリア（図２６には示されていない）に位置するＵＥ１５３０との少なくとも無線接続１５７０をセットアップおよび維持するための無線インターフェイス１５２７を含み得る。通信インターフェイス１５２６は、ホストコンピュータ１５１０へのコネクション１５６０を容易にするように構成してもよい。コネクション１５６０は、直接的であってもよく、通信システムのコアネットワーク（図２６には示されていない）を通過してもよく、および／または通信システムの外部の１つ以上の中間ネットワークを通過してもよい。図示の実施形態では、基地局１５２０のハードウェア１５２５が、命令を実行するように適合された１つまたは複数のプログラマブルプロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、またはこれらの組み合わせ（図示せず）を含み得る処理回路１５２８をさらに含む。基地局１５２０はさらに、内部に記憶された、または外部接続を介してアクセス可能なソフトウェア１５２１を有する。
通信システム１５００は、既に言及したＵＥ１５３０をさらに含む。そのハードウェア１５３５は、ＵＥ１５３０が現在位置するカバレッジエリアにサービスを提供する基地局との無線コネクション１５７０をセットアップし、維持するように構成された無線インターフェイス１５３７を含み得る。ＵＥ１５３０のハードウェア１５３５が、命令を実行するように適合された１つまたは複数のプログラマブルプロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、またはこれらの組み合わせ（図示せず）を含み得る処理回路１５３８をさらに含む。ＵＥ１５３０はさらに、ソフトウェア１５３１を含み、それはＵＥ１５３０に記憶されるか、又はアクセス可能であり、処理回路１５３８によって実行可能である。ソフトウェア１５３１は、ホストアプリケーション１５３２を含む。クライアントアプリケーション１５３２は、ホストコンピュータ１５１０のサポートにより、ＵＥ１５３０を介して人間または非人間のユーザにサービスを提供するように動作可能である。ホストコンピュータ１５１０において、実行中のホストアプリケーション１５１２は、ＵＥ１５３０およびホストコンピュータ１５１０で終端するＯＴＴコネクション１５５０を介して、実行中のクライアントアプリケーション１５３２と通信することができる。サービスをユーザに提供する際に、クライアントアプリケーション１５３２は、ホストアプリケーション１５１２から要求データを受信し、要求データに応答してユーザデータを提供することができる。ＯＴＴコネクション１５５０は、要求データおよびユーザデータの両方を転送することができる。クライアントアプリケーション１５３２は、ユーザと対話して、それが提供するユーザデータを生成することができる。
図２６に示されるホストコンピュータ１５１０、基地局１５２０、およびＵＥ１５３０は、それぞれ、ホストコンピュータ１４３０、基地局１４１２ａ、１４１２ｂ、１４１２ｃのうちの１つ、および図２５のＵＥ１４９１、１４９２のうちの１つと類似または同一であり得ることに留意されたい。すなわち、これらのエンティティの内部動作は図２６に示されるようなものであってもよく、それとは別に、周囲のネットワークトポロジは図２５のものであってもよい。
図２６では、いかなる中間デバイスやこれらのデバイスを介したメッセージの正確なルーティングも明示的に参照することなく、ＯＴＴコネクション１５５０を抽象的に描いて、基地局１５２０を介したホストコンピュータ１５１０とＵＥ１５３０との間の通信を示している。ネットワークインフラストラクチャは、ＵＥ１５３０から、またはホストコンピュータ１５１０を操作するサービスプロバイダから、あるいはその両方から隠すように構成されていてもよいルーティングを決定してよい。ＯＴＴコネクション１５５０がアクティブである間、ネットワークインフラストラクチャはルーティングを動的に（例えば、負荷分散の考慮またはネットワークの再構成に基づいて）変更する決定をさらに行うことができる。
ＵＥ１５３０と基地局１５２０との間の無線コネクション１５７０は、本開示全体にわたって説明される実施形態の教示に従う。様々な実施形態のうちの１つまたは複数は、無線コネクション１５７０が最後のセグメントを形成するＯＴＴコネクション１５５０を使用して、ＵＥ１５３０に提供されるＯＴＴサービスの性能を改善する。より正確には、これらの実施形態の教示がデータ送信の遅延を改善することができ、それによって、特に機械制御アプリケーションのために、待ち時間の短縮などの利点を提供することができる
１つまたは複数の実施形態が改善するデータ速度、遅延、および他の要因を監視する目的で、測定手順を提供することができる。さらに、測定結果の変動に応答して、ホストコンピュータ１５１０とＵＥ１５３０との間のＯＴＴコネクション１５５０を再構成するためのオプションのネットワーク機能があってもよい。ＯＴＴコネクション１５５０を再構成するための測定手順および／またはネットワーク機能は、ホストコンピュータ１５１０のソフトウェア１５１１およびハードウェア１５１５、またはＵＥ１５３０のソフトウェア１５３１およびハードウェア１５３５、あるいはその両方で実現することができる。実施形態ではセンサ（図示せず）が、ＴＴコネクション１５５０が通過する通信デバイスに配備されるか、またはそれに関連して配備されてもよく、センサは上で例示された監視された量の値を供給することによって、またはソフトウェア１５１１、１５３１が監視された量を計算または推定することができる他の物理量の値を供給することによって、測定手順に参加することができる。ＯＴＴコネクション１５５０の再構成はメッセージフォーマット、再送信設定、好ましいルーティングなどを含むことができ、再構成は、基地局１５２０に影響を及ぼす必要はなく、基地局１５２０には知られていないか、または知覚できなくてよい。このような手順および機能性は当技術分野で公知であり、実践され得る。特定の実施形態では、測定が、ホストコンピュータ１５１０のスループット、伝搬時間、遅延などの測定を容易にする独自のＵＥシグナリングを含むことができる。測定は、ソフトウェア１５１１および１５３１が伝搬時間、エラーなどを監視しながら、ＯＴＴコネクション１５５０を使用して、メッセージ、特に空または「ダミー」メッセージを送信させることによって実施することができる。
図２７は、一実施形態による、通信システムにおいて実施される方法を示すフローチャートである。通信システムは、図１４および図１５を参照して説明した、ホストコンピュータ、基地局、およびＵＥを含む。本開示を簡単にするために、図１６を参照する図面のみがこのセクションに含まれる。ステップ１６１０において、ホストコンピュータはユーザデータを提供する。ステップ１６１０のサブステップ１６１１（オプションであってもよい）において、ホストコンピュータは、ホストアプリケーションを実行することによって、ユーザデータを提供する。ステップ１６２０において、ホストコンピュータは、ユーザデータをＵＥに搬送する送信を開始する。ステップ１６３０（オプションであってもよい）において、基地局は、本開示全体にわたって説明される実施形態の教示に従って、ホストコンピュータが開始した送信において搬送されたユーザデータをＵＥに送信する。ステップ１６４０（オプションであってもよい）において、ＵＥは、ホストコンピュータによって実行されるホストアプリケーションに関連するクライアントアプリケーションを実行する。
図２８は、一実施形態による、通信システムにおいて実施される方法を示すフローチャートである。通信システムは、図１４および図１５を参照して説明した、ホストコンピュータ、基地局、およびＵＥを含む。本開示を簡単にするために、図１７を参照する図面のみがこのセクションに含まれる。この方法のステップ１７１０において、ホストコンピュータはユーザデータを提供する。オプションのサブステップ（図示せず）において、ホストコンピュータは、ホストアプリケーションを実行することによって、ユーザデータを提供する。ステップ１７２０において、ホストコンピュータは、ユーザデータをＵＥに搬送する送信を開始する。送信は、本開示全体にわたって説明される実施形態の教示に従って、基地局を介して渡され得る。ステップ１７３０において（オプションであってもよい）、ＵＥは、送信において搬送されるユーザデータを受信する。
図２９は、一実施形態による、通信システムにおいて実施される方法を示すフローチャートである。通信システムは、図２５および図２６を参照して説明した、ホストコンピュータ、基地局、およびＵＥを含む。本開示を簡単にするために、図２７を参照する図面のみがこのセクションに含まれる。ステップ１６１０（オプションであってもよい）において、ＵＥは、ホストコンピュータにより提供される入力データを受信する。追加的にまたは代替的に、ステップＳ１８１０において、ＵＥはユーザデータを提供する。ステップ１８２０のサブステップ１８２１（オプションであってもよい）において、ＵＥは、クライアントアプリケーションを実行することによって、ユーザデータを提供する。ステップ１８１０のサブステップ１８１１（オプションであってもよい）において、ＵＥは、ホストコンピュータによって提供された受信入力データに応答して、ユーザデータを提供するクライアントアプリケーションを実行する。ユーザデータを提供する際に、実行されたクライアントアプリケーションは、ユーザから受け取ったユーザ入力をさらに考慮してもよい。ユーザデータが提供された特定の方法にかかわらず、ＵＥは、サブステップ１８３０（オプションであってもよい）において、ユーザデータのホストコンピュータへの送信を開始する。本方法のステップ１８４０において、ホストコンピュータは、本開示全体にわたって説明される実施形態の教示に従って、ＵＥから送信されたユーザデータを受信する。
図３０は、一実施形態による、通信システムにおいて実施される方法を示すフローチャートである。通信システムは、図２５および図２６を参照して説明した、ホストコンピュータ、基地局、およびＵＥを含む。本開示を簡単にするために、図２８を参照する図面のみがこのセクションに含まれる。ステップ１９１０（オプションであってもよい）において、本開示全体にわたって説明される実施形態の教示に従って、基地局は、ＵＥからユーザデータを受信する。ステップ１９２０で（オプションであってもよい）、基地局は、受信したユーザデータのホストコンピュータへの送信を開始する。ステップ１９３０において（オプションであってもよい）、ホストコンピュータは、基地局により開始された送信において搬送されるユーザデータを受信する。
本明細書で開示される任意の適切なステップ、方法、特徴、機能、または利益は、１つまたは複数の仮想装置の１つまたは複数の機能ユニットまたはモジュールを介して実行され得る。各仮想装置は、いくつかのこれらの機能ユニットを備えることができる。これらの機能ユニットは、１つまたは複数のマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含むことができる処理回路、ならびにデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、専用デジタルロジックを含むことができる他のデジタルハードウェアを介して実装することができる。処理回路は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、キャッシュメモリ、フラッシュメモリデバイス、光記憶デバイスなどの１つまたはいくつかのタイプのメモリを含み得るメモリに格納されたプログラムコードを実行するように構成され得る。メモリに格納されたプログラムコードは、１つまたは複数の通信および／またはデータ通信プロトコルを実行するためのプログラム命令、ならびに本明細書で説明される技法のうちの１つ以上を実行するための命令を含む。幾つかの実装形態では、処理回路が本開示の１つ以上の実施形態に従って、それぞれの機能ユニットに対応する機能を行わせるために使用されてもよい。
一般に、本明細書で使用されるすべての用語は、異なる意味が明確に与えられ、かつ／またはそれが使用される文脈から暗示されない限り、関連する技術分野におけるそれらの通常の意味に従って解釈されるべきである。或る／前記要素、装置、構成要素、手段、ステップ等への参照はすべて、特に明記しない限り、要素、装置、構成要素、手段、ステップ等の少なくとも１つのインスタンスを指すものとして開放的に解釈されるべきである。本明細書に開示される任意の方法のステップは、ステップが別のステップの後または前として明示的に記載されていない限り、および／またはステップが別のステップの後または前になければならないことが暗黙的であるならば、開示される正確な順序で実行される必要はない。本明細書に開示される実施形態のいずれかの任意の特徴は、適切な場合であれば任意の他の実施形態に適用されてもよい。同様に、任意の実施形態の任意の利点は任意の他の実施形態に適用することができ、その逆もまた同様である。添付の実施形態の他の目的、特徴、および利点は、説明から明らかになるのであろう。
ユニットという用語は、電子工学、電気デバイス、および／または電子デバイスの分野において従来の意味を有することができ、たとえば、本明細書で説明されるような、電気および／または電子回路、デバイス、モジュール、プロセッサ、メモリ、ロジックソリッドステートおよび／またはディスクリートデバイス、それぞれのタスク、手順、計算、出力、および／または表示機能などを実行するためのコンピュータプログラムまたは命令を含むことができる。
本明細書で企図される実施形態のいくつかは、添付の図面を参照してより完全に説明される。しかしながら、他の実施形態は、本明細書に開示される主題の範囲内に含まれる。開示された主題は、本明細書に記載された実施形態のみに限定されると解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は主題の範囲を当業者に伝えるために例として提供される。
もちろん、本発明は、本発明の本質的な特徴から逸脱することなく、本明細書に具体的に記載された方法以外の方法で実施されてもよい。本実施形態はすべての点で、例示であって限定ではないと見なされるべきであり、添付の特許請求の範囲の意味および同等の範囲内に入るすべての変更は、その中に包含されることが意図される。

Claims (13)

  1. 無線通信ネットワークにおいてユーザ装置（ＵＥ）（２００、５００、１５３０）から基地局（１００、５００、１５２０）にデータを送信する方法であって、前記ＵＥ（２００、５００、１５３０）が複数のアンテナポートを備え、前記方法は、
    前記基地局（１００、５００、１５２０）から、非コヒーレントデータ送信のために利用可能なプリコーディング行列の指示を受信することであって、前記プリコーディング行列は、空間レイヤの数に応じてプリコーディング行列の第１、第２、第３、または第４のセットからそれぞれ選択されており、
    前記プリコーディング行列の第１、第２、第３、及び第４のセットは、全てのコヒーレンス能力に対して利用可能であり、プリコーディング行列の、より大きなセット内に含まれ、前記より大きなセットは、全てのコヒーレンス能力に対して利用可能ではないプリコーディング行列を含み、
    前記プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは、それぞれ、１、２、３、または４つの空間レイヤに対応し、
    前記選択されたプリコーディング行列内の列の数は空間レイヤの数に等しく、各列は単一の非ゼロ要素および１つまたは複数のゼロ要素を含むところのことと、
    前記プリコーディング行列を使用して前記基地局（１００、５００、１５２０にデータを送信することと、
    部分コヒーレントデータ送信には利用可能であるが非コヒーレントデータ送信には利用可能でない第２のプリコーディング行列の第２の指示を受信することであって、前記第２のプリコーディング行列は空間レイヤの数に応じて選択されており、
    １つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、前記第２のプリコーディング行列がプリコーディング行列の第５のセットから選択され、前記プリコーディング行列の第５のセットは、
    Figure 0007076542000037
     であり、
    ２つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、前記第２のプリコーディング行列がプリコーディング行列の第６のセットから選択され、前記プリコーディング行列の第６のセットは、
    Figure 0007076542000038
     であるところのことと、
    第２のデータ送信において、前記第２の指示によって示される前記第２のプリコーディング行列を使用して、２つ以上の前記アンテナポートでデータを送信することと、を含む方法。
  2. 請求項１に記載の方法であって、さらに、
    完全コヒーレントデータ送信には利用可能であるが部分コヒーレント又は非コヒーレントデータ送信には利用可能でないプリコーディング行列の第３の指示を受信することであって、前記プリコーディング行列は空間レイヤの数に応じて選択されており、
    １つの空間レイヤ上のデータ送信のために、プリコーディング行列が、プリコーディング行列の第７のセットから選択され、
    前記プリコーディング行列の第７のセットの各プリコーディング行列は、３つ以上の非ゼロの大きさの要素を有する単一の列を含むところのことと、
    第３のデータ送信において、前記第３の指示によって示される前記プリコーディング行列を使用して、前記アンテナポートのうちの３つ以上でデータを送信することと、を含む方法。
  3. 請求項２に記載の方法であって、さらに、
    ２つの空間レイヤ上のデータ送信のために、前記プリコーディング行列が、完全コヒーレントデータ送信には利用可能であるが、部分コヒーレントまたは非コヒーレントデータ送信には利用可能ではないプリコーディング行列の第１０のセットから選択され、
    前記プリコーディング行列の第１０のセットの各プリコーディング行列は、それぞれの空間レイヤに対応する第１および第２の列を含み、各列は、２つの非ゼロの大きさの要素を含む、方法。
  4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法であって、さらに、
    前記ユーザ装置のコヒーレンス能力を、データ送信のために前記基地局（１００、５００、１５２０）に指示すること、を含む方法。
  5. 請求項４に記載の方法であって、前記データ送信は、前記指示されたコヒーレンス能力、またはより低いコヒーレンス能力に従う、方法。
  6. 無線通信ネットワーク（１０）におけるユーザ装置（２００、５００、１５３０）であって、前記ユーザ装置（２００、５００、１５３０）は、
    インターフェイス回路（５２０、１５３７）と、
    処理回路（５３０、１５３８）とを含み、該処理回路（５３０、１５２８）は、
    非コヒーレントデータ送信のために利用可能なプリコーディング行列の第１の指示を受信し、前記プリコーディング行列は、空間レイヤの数に応じてプリコーディング行列の第１、第２、第３、または第４のセットからそれぞれ選択されており、
    前記プリコーディング行列の第１、第２、第３、及び第４のセットは、全てのコヒーレンス能力に対して利用可能であり、プリコーディング行列の、より大きなセット内に含まれ、前記より大きなセットは、全てのコヒーレンス能力に対して利用可能ではないプリコーディング行列を含み、
    前記プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは、それぞれ、１、２、３、または４つの空間レイヤに対応し、
    前記選択されたプリコーディング行列内の列の数は空間レイヤの数に等しく、各列は単一の非ゼロ要素および１つまたは複数のゼロ要素を含み、
    前記非ゼロの大きさの要素はそれぞれのアンテナポートに適用されるべき重みを表し、前記ゼロの大きさの要素は、非送信アンテナポートを表し、
    第１のデータ送信において、前記第１の指示により示された前記プリコーディング行列を使用して基地局（１００、５００、１５２０）にデータを送信し、
    部分コヒーレントデータ送信には利用可能であるが非コヒーレントデータ送信には利用可能でない第２のプリコーディング行列の第２の指示を受信し、前記第２のプリコーディング行列は空間レイヤの数に応じて選択されており、
    １つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、前記第２のプリコーディング行列がプリコーディング行列の第５のセットから選択され、前記プリコーディング行列の第５のセットは、
    Figure 0007076542000039
     であり、
    ２つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、前記第２のプリコーディング行列がプリコーディング行列の第６のセットから選択され、前記プリコーディング行列の第６のセットは、
    Figure 0007076542000040
     であり、
    第２のデータ送信において、前記第２の指示によって示される前記第２のプリコーディング行列を使用して、２つ以上の前記アンテナポートでデータを送信する
    ように構成された、ユーザ装置（２００、５００、１５３０）。
  7. 無線通信ネットワークにおける基地局（１００、５００、１５２０）によって実施される、ユーザ装置（ＵＥ）（２００、５００、１５３０）からデータを受信する方法であって、前記ＵＥ（２００、５００、１５３０）は複数のアンテナポートを有し、前記方法は、
    空間レイヤの数に応じて、プリコーディング行列の第１、第２、第３、または第４のセットそれぞれからプリコーディング行列を選択することであって、
    前記プリコーディング行列の第１、第２、第３、及び第４のセットは、全てのコヒーレンス能力に対して利用可能であり、プリコーディング行列の、より大きなセット内に含まれ、前記より大きなセットは、全てのコヒーレンス能力に対して利用可能ではないプリコーディング行列を含み、
    前記プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは、それぞれ、１、２、３、または４つの空間レイヤに対応し、
    前記選択されたプリコーディング行列内の列の数は空間レイヤの数に等しく、各列は単一の非ゼロ要素および１つまたは複数のゼロ要素を含むところのことと、
    前記選択されたプリコーディング行列の指示を前記ユーザ装置（ＵＥ）（２００、５００、１５３０）に送信することと、
    前記ＵＥ（２００、５００、１５３０）により送信されたデータを受信することであって、前記データは前記選択されたプリコーディング行列を使用して送信されているところのことと、
    部分コヒーレントデータ送信には利用可能であるが非コヒーレントデータ送信には利用可能でない第２のプリコーディング行列の第２の指示を送信することであって、前記第２のプリコーディング行列は空間レイヤの数に応じて選択されており、
    １つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、前記第２のプリコーディング行列がプリコーディング行列の第５のセットから選択され、前記プリコーディング行列の第５のセットは、
    Figure 0007076542000041
     であり、
    ２つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、前記第２のプリコーディング行列がプリコーディング行列の第６のセットから選択され、前記プリコーディング行列の第６のセットは、
    Figure 0007076542000042
     であるところのことと、
    第２のデータ送信において、前記第２の指示によって示される前記第２のプリコーディング行列を使用して、２つ以上の前記アンテナポートで前記ＵＥにより送信されたデータを受信することと、を含む方法。
  8. 請求項７に記載の方法であって、さらに、
    完全コヒーレントデータ送信には利用可能であるが部分コヒーレント又は非コヒーレントデータ送信には利用可能でないプリコーディング行列の第３の指示を送信することであって、前記プリコーディング行列は空間レイヤの数に応じて選択されており、
    １つの空間レイヤ上のデータ送信のために、プリコーディング行列が、プリコーディング行列の第７のセットから選択され、
    前記プリコーディング行列の第７のセットの各プリコーディング行列は、３つ以上の非ゼロの大きさの要素を有する単一の列を含むところのことと、
    第３のデータ送信において、前記第３の指示によって示される前記プリコーディング行列を使用して、３つ以上のアンテナポートで前記ＵＥにより送信されたデータを受信することと、を含む方法。
  9. 請求項８に記載の方法であって、さらに、
    ２つの空間レイヤ上のデータ送信のために、前記プリコーディング行列が、完全コヒーレントデータ送信には利用可能であるが、部分コヒーレントまたは非コヒーレントデータ送信には利用可能ではないプリコーディング行列の第１０のセットから選択され、
    前記プリコーディング行列の第１０のセットの各プリコーディング行列は、それぞれの空間レイヤに対応する第１および第２の列を含み、各列は２つの非ゼロの大きさの要素を含む、方法。
  10. 請求項７乃至９のいずれか一項に記載の方法であって、さらに、前記ＵＥのコヒーレンス能力の指示を、データ送信のために前記ＵＥから受信すること、を含む方法。
  11. 請求項１０に記載の方法であって、前記ＵＥからの前記データ送信は、前記指示されたコヒーレンス能力、またはより低いコヒーレンス能力に従う、方法。
  12. 請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の方法であって、さらに、
    すべてのコヒーレンス能力のために利用可能なプリコーディング行列の第１のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、１つの空間レイヤ上でＵＥ（２００、５００、１５３０）によって送信されたデータを受信することであって、前記プリコーディング行列の第１のセット内の各プリコーディング行列は単一の非ゼロ要素を有する単一の列からなる、ことと、
    すべてのコヒーレンス能力のために利用可能なプリコーディング行列の第２のセットから選択されたプリコーディング行列を使用して、２つの空間レイヤ上でＵＥ（２００、５００、１５３０）によって送信されたデータを受信することであって、前記プリコーディング行列の第２のセット内の各プリコーディング行列は、前記空間レイヤに対応するそれぞれの列内の２つの非ゼロ要素からなる、ことと、
    第３または第４のセットからそれぞれ選択されたプリコーディング行列を使用して、３つの空間レイヤまたは４つの空間レイヤ上でＵＥ（２００、５００、１５３０）によって送信されたデータを受信することと、を含み、
    前記第３のセット内の各プリコーディング行列は、前記空間レイヤに対応するそれぞれの列内の３つの非ゼロ要素からなり、
    前記第４のセット内の各プリコーディング行列は、前記空間レイヤに対応するそれぞれの列内の４つの非ゼロ要素からなる、方法。
  13. 無線通信における基地局（１００、５００、１５２０）であって、前記基地局（１００、５００、１５２０）は、
    インターフェイス回路（５２０、１５２７）と、
    処理回路（５３０、１５２８）とを含み、該処理回路（５３０、１５２８）は、
    第１のデータ送信のために、空間レイヤの数に応じて、プリコーディング行列の第１、第２、第３、または第４のセットそれぞれからプリコーディング行列を選択し、
    前記プリコーディング行列の第１、第２、第３、及び第４のセットは、全てのコヒーレンス能力に対して利用可能であり、プリコーディング行列の、より大きなセット内に含まれ、前記より大きなセットは、全てのコヒーレンス能力に対して利用可能ではないプリコーディング行列を含み、
    前記プリコーディング行列の第１、第２、第３、および第４のセットは、それぞれ、１、２、３、または４つの空間レイヤに対応し、
    前記選択されたプリコーディング行列内の列の数は空間レイヤの数に等しく、各列は単一の非ゼロ要素および１つ以上のゼロ要素を含み、
    前記第１のデータ送信のための前記プリコーディング行列の指示をユーザ装置（ＵＥ）（２００、５００、１５３０）に送信し、
    前記ＵＥ（２００、５００、１５３０）から前記第１のデータ送信を受信し、前記データは、前記第１のデータ送信のために選択された前記プリコーディング行列を使用して１つまたは複数のアンテナポートを介して送信され、
    部分コヒーレントデータ送信には利用可能であるが非コヒーレントデータ送信には利用可能でない第２のプリコーディング行列の第２の指示を送信し、前記第２のプリコーディング行列は空間レイヤの数に応じて選択されており、
    １つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、前記第２のプリコーディング行列がプリコーディング行列の第５のセットから選択され、前記プリコーディング行列の第５のセットは、
    Figure 0007076542000043
     であり、
    ２つの空間レイヤ上でのデータ送信のために、前記第２のプリコーディング行列がプリコーディング行列の第６のセットから選択され、前記プリコーディング行列の第６のセットは、
    Figure 0007076542000044
     であり、
    第２のデータ送信において、前記第２の指示によって示される前記第２のプリコーディング行列を使用して、２つ以上の前記アンテナポートで前記ＵＥにより送信されたデータを受信する、
    ように構成された、基地局（１００、５００、１５２０）。
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