JP2012105295A - セルラシステムにおける適応性のあるセクタ化 - Google Patents

Abstract

【課題】ビーム形成送信を用いて無線通信システムにおいてパフォーマンスを高める装置及び方法を提供する。
【解決手段】方法は、ユーザのチャネル情報を決定することと、ワイドビーム又は予め定めた少なくとも１つのナロービームのうちの少なくとも１つへユーザデバイスを割り当てることとを含むことができる。更に、この方法は、同じ時間期間中、別のユーザデバイスを、少なくとも幾つかのオーバラップ周波数、及び、ワイドビームと少なくとも１つの予め定めた少なくとも１つのナロービームの他方へ、ユーザデバイスとして割り当てることを含む。更に、少なくとも１つの予め定めたナロービームは、ナロービームのクラスタと、ナロービームの他のクラスタとを備える。ここで、最初のクラスタと、他のクラスタとはオーバラップしない。
【選択図】図１０

Description

関連出願

（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９の下の優先権主張）
本特許出願は、２００５年６月１６日に出願され、本願の譲受人に譲渡され、本明細書において参照によって明確に組み込まれる米国仮出願６０／６９１，７１６号の優先権を主張する。

（同時係属特許出願に対する参照）
本特許出願は、次の同時係属米国特許出願と関連する。

本願と同時出願され、本願の譲受人に譲渡され、本明細書において参照によって明確に組み込まれ、代理人整理番号０５１０１０を有する「適応性セクタ化のためのチャネル品質報告」（CHANNEL QUALITY REPORTING FOR ADAPTIVE SECTORIZATION）。

本願と同時出願され、本願の譲受人に譲渡され、本明細書において参照によって明確に組み込まれ、代理人整理番号０５１２２４を有する「プレコード及びＳＤＭＡサポート」（PRECODING AND SDMA SUPPORT）。

本願と同時出願され、本願の譲受人に譲渡され、本明細書において参照によって明確に組み込まれ、代理人整理番号０６００３１を有する「ＳＤＭＡリソース管理」（SDMA RESOURCE MANAGEMENT）。

本願と同時出願され、本願の譲受人に譲渡され、本明細書において参照によって明確に組み込まれ、代理人整理番号０６００８１を有する「モバイル無線アクセスシステム」（Mobile Wireless Access System）。

以下の記載は、一般に、無線通信に関し、特に、無線通信システムのための柔軟な通信計画に関する。

無線ネットワーキングシステムは、世界中の多くの人が通信する普及手段となった。無線通信デバイスは、消費者ニーズを満足し、かつ、可搬性及び利便性を改善するために、より小型かつ強力になった。消費者は、例えばセルラ電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）等のような無線通信デバイスのための多くの用途を発見し、高い信頼性のサービスと、拡大された有効範囲とを求めている。

無線通信システムのパフォーマンスは、基地局からモバイルデバイスまで通信するために、ビーム形成送信を用いることによって高められうる。ビーム形成送信を形成するために、基地局に位置する多くの送信アンテナを使用することができる。ビーム形成送信は、一般に、単一の送信アンテナを用いた送信よりも、より狭い範囲をカバーする「ビーム」を利用する。しかしながら、このビームによってカバーされる領域内では、干渉及び雑音に対する信号の比率（ＳＩＮＲ）が高められる。ビームによってカバーされないセクタ部分は、ヌル領域と称される。ヌル領域内に位置するモバイルデバイスは、極端に低いＳＩＮＲを持つので、パフォーマンスが低下し、恐らくは、データが喪失される結果に至るだろう。通信システムは、ビームステアリングを使用することができる。ここでは、ビームが、特定のユーザデバイスにおいて動的に向けられる。ビームステアリング中、ユーザデバイスが位置を変えると、ビームもリダイレクトされる。

典型的な無線通信ネットワーク（例えば、使用する周波数、時間、及び符号分割技術）は、有効範囲を与える１又は複数の基地局と、有効範囲内でデータを送受信することができる１又は複数のモバイル（例えば、無線）ユーザデバイスとを含む。典型的な基地局は、ブロードキャストサービス、マルチキャストサービス、及び／又は、ユニキャストサービスのために、多数のデータストリームを同時に送信することができる。ここで、データストリームとは、ユーザデバイスに関係のない受信でありうるデータのストリームである。その基地局の有効範囲内のユーザデバイスは、合成ストリームによって搬送された１、複数、又は全てのデータストリームを受信することに興味を持っているかもしれない。同様に、ユーザデバイスは、基地局又は他のユーザデバイスへデータを送信することができる。基地局及びユーザデバイス間、又は、ユーザデバイス間のそのような通信は、チャネル変動、及び／又は、干渉電力変動によって品質が下がる。例えば、前述した変動は、１又は複数のユーザデバイスのためのレート予測、電力制御、及び／又は、基地局スケジューリングに影響を与えうる。

従来のネットワーク固定ビーム形成送信はヌル領域となり、ネットワーク信頼性、ロバスト性、及び有効範囲を低減する。従って、当該技術分野では、改善されたビーム形成送信有効範囲のためのシステム及び／又は方法に対するニーズがある。

以下は、実施形態に基本的理解を与えるために、１又は複数の実施形態の簡単な要約を示す。この要約は、熟考された全ての実施形態の広範囲な概要ではなく、全ての実施形態のキー要素又は重要要素を識別するのでも、任意又は全ての実施形態の範囲の描写もしないことが意図されている。その唯一の目的は、後述されるより詳細な記述に対する前置きとして、簡略化された形態で１又は複数の実施形態のうちの幾つかの概念を示すことである。

１又は複数の実施形態、及びその対応する開示に従って、様々な局面が、ビーム形成送信を用いた無線通信システムにおいて、パフォーマンスを高めることに関連して記載される。１つの局面によれば、空間分割多重化、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）送信、及びオポチュニスティックビーム形成に同時に備える送信ビームセットが定義される。広いビームを加えることによって、全てのユーザデバイスのために許容可能な最低のパフォーマンスを保証する。

その目的のため、本明細書では、無線通信環境のパフォーマンスを高める方法が開示される。この方法は、ユーザのチャネル情報を決定することと、ワイドビーム又は予め定めた少なくとも１つのナロービームのうちの少なくとも１つへユーザデバイスを割り当てることとを含むことができる。更に、この方法は、同じ時間期間中、別のユーザデバイスを、少なくとも幾つかのオーバラップ周波数、及び、ワイドビームと少なくとも１つの予め定めた少なくとも１つのナロービームの他方へ、ユーザデバイスとして割り当てることを含む。更に、少なくとも１つの予め定めたナロービームは、ナロービームのクラスタと、ナロービームの他のクラスタとを備える。ここで、最初のクラスタと、他のクラスタとはオーバラップしない。本方法は更に、ユーザデバイスの通信パターンに基づいて、少なくとも１つの予め定めた少なくとも１つのナロービームの方向を修正することか、又は、チャネル品質インジケータに基づいて、ユーザデバイスを、予め定めた少なくとも１つのナロービームからワイドビームへ再割り当てすることを含むことができる。

別の局面に従って、無線通信装置は、少なくとも１つの予め定めた少なくとも１つのナロービームと、少なくとも１つのワイドビームとに関する情報を格納するメモリと、メモリに接続されており、ワイドビームと予め定めた少なくとも１つのナロービームのうちの少なくとも１つへユーザデバイスを割り当てるプロセッサとを含むことができる。プロセッサは、空間分割多重化、ＭＩＭＯ、又は、オポチュニスティックビーム形成スケジューリング技術に基づいて、ユーザデバイスの通信をスケジュールすることができる。更に、プロセッサは、周期的な遅延ダイバーシティスキームを用いてワイドビームを生成し、このワイドビームによってブロードキャスト制御送信を送信することができる。更に、装置は、第１のアンテナクラスタと、第２のアンテナクラスタとを備え、この第１のアンテナクラスタを、第１のナロービームクラスタが利用し、この第２のアンテナクラスタを、第２のナロービームクラスタが利用する。そして、第１のナロービームクラスタと、第２のナロービームクラスタとはオーバラップしない。

また別の局面に従って、無線通信環境においてシステムパフォーマンスを高める装置は、予め定めた少なくとも１つのナロービームを生成する手段と、ワイドビームを生成する手段と、ワイドビームと予め定めた少なくとも１つのナロービームのうちの少なくとも１つにユーザデバイスを割り当てる手段とを備える。更に、装置は、空間分割多重化、ＭＩＭＯ、又はオポチュニスティックビーム形成スケジューリング技術に基づいてユーザデバイスの通信をスケジュールする手段を備えることができる。

また、別の局面は、予め定めた少なくとも１つのナロービームを生成し、ワイドビームを生成し、ワイドビームと予め定めた少なくとも１つのナロービームとのうちの少なくとも１つへユーザデバイスを割り当てるためのコンピュータ実行可能命令を格納したコンピュータ読取可能媒体に関する。更に、この媒体は、空間分割多重化、ＭＩＭＯ、又はオポチュニスティックビーム形成スケジューリング技術に基づいて、ユーザデバイスのための通信をスケジュールする命令を含むことができる。

更に別の局面は、多元接続無線通信環境において、システムパフォーマンスを高めるための命令を実行するプロセッサに関する。この命令は、予め定めた少なくとも１つのナロービームを生成することと、ワイドビームを生成することと、ワイドビームと予め定めた少なくとも１つのナロービームのうちの少なくとも１つへユーザデバイスを割り当てることとを含む。更にプロセッサは、空間分割多重化、ＭＩＭＯ、又はオポチュニスティックビーム形成スケジューリング技術に基づいて、ユーザデバイスのための通信をスケジュールすることを含むことができる。

更なる局面は、無線ネットワークを介した通信を容易にするモバイルデバイスを説明する。このモバイルデバイスは、予め定めた少なくとも１つのナロービームを生成するコンポーネントと、ワードビームを生成するコンポーネントと、ワイドビームと予め定めた少なくとも１つのナロービームのうちの少なくとも１つへユーザデバイスを割り当てるコンポーネントとを備える。

前述した目的及び関連する目的を達成するために、１又は複数の実施形態は、以下に十分に説明され、特許請求の範囲において特に指摘された特徴を含む。以下の説明及び添付図面は、１又は複数の実施形態のある実例となる局面を詳細に述べる。しかしながら、これら局面は、様々な実施形態の原理が適用される様々な方法のうちのほんの幾つかを示すものであり、記述された実施形態は、そのような局面及び等価物の全てを含むように意図されている。

図１は、本明細書で示された様々な実施形態に従った無線通信システムのためのビームパターンを例示する。 図２は、本明細書で示された１又は複数の実施形態に従った無線通信システムの実例である。 図３は、本明細書で示された１又は複数の実施形態に従った無線通信システムの実例である。 図４は、本明細書で示された様々な実施形態に従った無線通信システムのためのビームパターンの実例である。 図５は、本明細書で示された様々な実施形態に従った無線通信システムのためのビームパターンの実例である。 図６は、本明細書で示された１又は複数の局面に従ってユーザデバイスを送信ビームに割り当てる方法を示す。 図７は、本明細書で示された１又は複数の局面に従ってユーザデバイスを送信ビームに割り当てる方法を示す。 図８は、様々な局面に従って無線通信環境におけるシステム容量を増加させるために、ビーム形成を適用するシステムの実例である。 図９は、様々な局面に従って無線通信環境におけるシステム容量を増加させるために、ビーム形成を適用するシステムの実例である。 図１０は、本明細書で記述された様々なシステム及び方法と共に適用されうる無線通信環境の実例である。

ここでは、様々な実施形態が、全体を通じて同一要素を参照するために同一の参照符号が用いられる図面を参照して記述される。以下の記載では、説明の目的のために、１又は複数の実施形態の完全な理解を提供する多くの具体的な詳細が述べられる。しかしながら、そのような実施形態は、これら具体的詳細がなくても実現されうることが明白である。他の例では、周知の構成及びデバイスが、１又は複数の実施形態の記述を容易にするために、ブロック図形式で示される。

更に、様々な実施形態が、ユーザデバイスに関連して記述される。ユーザデバイスはまた、システム、加入者ユニット、加入者局、移動局、モバイルデバイス、遠隔局、アクセスポイント、基地局、遠隔端末、アクセス端末、ユーザ端末、端末、ユーザエージェント、又はユーザ機器とも呼ばれる。ユーザデバイスは、セルラ電話、コードレス電話、セッション加入プロトコル（ＳＩＰ）電話、無線ローカルループ（ＷＬＬ）局、ＰＤＡ、無線接続機能を有するハンドヘルド通信又は計算デバイス、スマートフォン、衛星ラジオ、全地球測位システム、ラップトップ、又は、無線モデムに接続されたその他の処理デバイスでありうる。

更に、本明細書で記述された様々な局面又は機能は、方法、装置、あるいは標準的なプログラミング技術及び／又はエンジニアリング技術を用いた製造品として実施されうる。本明細書で使用される用語「製造品」は、任意のコンピュータ読取可能デバイス、キャリア、又は媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムを含むことが意図される。例えば、コンピュータ読取可能媒体は、限定する訳ではないが、磁気記憶デバイス（例えば、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストライプ）、光ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、ＤＶＤ）、スマートカード、及びフラッシュメモリデバイス（例えば、カード、スティック、キードライブ）を含むことができる。

無線通信システムは、１又は複数のユーザデバイスに接続された１又は複数の基地局を含むことができる。基地局はそれぞれ、複数のセクタに有効範囲を提供する。ユーザデバイスとの通信では、基地局の送信アンテナは、異なるモバイルデバイスのための順方向リンクの信号対雑音比を改善するために、ビーム形成技術を利用することができる。順方向リンク（又はダウンリンク）は、基地局からモバイルデバイスへの通信リンクを称し、逆方向リンク（又はアップリンク）は、モバイルデバイスから基地局への通信リンクを称する。更に、有効範囲領域内にランダムに分散したモバイルデバイスへ送信するためにビーム形成を用いる基地局によって、その有効範囲領域内の全てのモバイルに対して単一のアンテナによって送信している基地局よりも、近隣セル／セクタ内のモバイルデバイスへの干渉をより少なくすることができる。一般に、多数の送信アンテナによって生成されたビームは、単一のアンテナの有効範囲領域よりも狭い。ビームによってカバーされた領域内のユーザデバイスは、高められたＳＩＮＲを経験しているが、ヌル領域内のユーザデバイスは、低いＳＩＮＲを経験し、恐らくは、データ喪失につながる。一般に、ヌル領域内のユーザデバイスは、パフォーマンスを送信するために単一の送信アンテナが使用されている場合よりもパフォーマンスが悪い。

本開示は、動作モードとしてビーム形成を議論するが、この開示とその内容は、実質的に、事前に符号化された送信又はビーム操作された送信に適用される。これは、例えば、ユーザがスケジュールされる固定又は予め定めたマトリクス又はベクトルを利用することによって実施されうる。

図１は、本明細書で示される１又は複数の実施形態に従って、無線通信システム内で使用されるビームパターン１００を例示する。基地局送信アンテナは、時間周波数リソースを共有するために適用されるビーム（例えば、ビームパターン）を生成することができる。ビームパターンは、しばしば定期的に、又は、ユーザデバイスと基地局との間の通信パターンに基づいて調節されうる。基地局１０２における多数のアンテナは、セクタ１０８に対して、第１の予め定めた少なくとも１つのナロービーム１０４、又は、第２の予め定めた少なくとも１つのナロービーム１０６上にユーザを割り当てる。本明細書で使用されるナロービームは、事前符号化又はビーム操作の場合に、送信のための支配的なベクトルが存在することを示す。示されたビームの数は、簡潔さのために２までに制限されている。しかしながら、追加の固定ビームが生成されうる。ビームは、図１に例示するように一般に直交しているか、ビームの有効範囲領域がオーバラップしうる。ユーザＵ１及びユーザＵ２は、ビーム１０６及びビーム１０４の有効範囲領域内にそれぞれ位置する。従って、ユーザＵ１及びユーザＵ２は、高められたＳＩＮＲ、及び／又は、ビーム操作システム内のユーザによって経験される利益に類似したその他のチャネル条件を経験する。対照的に、ユーザＵ３及びユーザＵ４は、ビーム１０６及びビーム１０４のヌル領域内に位置するので、極端に低いＳＮＲ及び／又はその他のチャネル条件を経験する。実際、ユーザＵ３及びユーザＵ４のパフォーマンスは、単一の送信アンテナが利用された場合よりも悪い。

ナロービームの使用における固有の問題は、可能なセクタの大部分に向けられているか、あるいは向けられていない別のビームパターンを生成することによって緩和される。１又は複数の実施形態では、更にワイドビーム１１０が生成される。ワイドビーム１１０は、ナロービーム１０４，１０６によってカバーされないヌル領域を含むセクタのかなりの部分に有効範囲を提供する。ワイドビーム１１０は、ユーザＵ３，Ｕ４に、最低レベルが保証されたパフォーマンスを提供する。

図２に示すように、本明細書で示された様々な実施形態に従った無線通信システム２００が例示されている。システム２００は、無線通信信号を受信し、互いに及び／又は１又は複数のモバイルデバイス２０４へ送信し、それを繰り返すような１又は複数のセクタ内に、１又は複数の基地局２０２を備える。基地局２０２は、例えば各送受信アンテナに対して１つのような、多数の送信機チェーン及び受信機チェーンを備えうる。一方、送受信アンテナの各々は、信号送受信に関連する複数のコンポーネント（例えば、プロセッサ、変調器、マルチプレクサ、復調器、でマルチプレクサ、アンテナ等）を備えうる。モバイルデバイス２０４は、例えば、セルラ電話、スマートフォン、ラップトップ、ハンドヘルド通信デバイス、ハンドヘルド計算デバイス、衛星ラジオ、全地球測位システム、ＰＤＡ、及び／又は、無線システム２００によって通信するためのその他任意の適切なデバイスでありうる。

図３に示すように、１又は複数の実施形態に従った多元接続無線通信システム３００が例示される。３セクタ基地局３０２は、アンテナ３０４，３０６を含む第１、アンテナ３０８，３１０を含む第２、アンテナ３１２，３１４を含む第３を含む多数のアンテナグループを含む。この図によれば、各アンテナグループについて２つのみのアンテナが示されているが、各アンテナグループには、それより多く又はそれより少ないアンテナも適用することができる。一般に、ビーム形成技術は、ビームを送信するために、多数の送信アンテナを必要とする。モバイルデバイス３１６は、アンテナ３１２，３１４と通信している。ここで、アンテナ３１２，３１４は、順方向リンク３２０によってモバイルデバイス３１６へ情報を送信し、逆方向リンク３１８によってモバイルデバイス３１６から情報を受信する。モバイルデバイス３２２は、アンテナ３０４，３０６と通信している。ここで、アンテナ３０４，３０６は、順方向リンク３２６によってモバイルデバイス３２２へ情報を送信し、逆方向リンク３２４によってモバイルデバイス３２２から情報を受信する。

各アンテナグループ、及び／又は、それらが通信することが指定されている領域は、基地局３０２のセクタと称される。１又は複数の実施形態では、各アンテナグループは、基地局３０２によってカバーされる領域のセクタ内のモバイルデバイスへ通信するように設計されている。基地局は、端末との通信のために使用される固定局であり、アクセスポイント、Ｎｏｄｅ Ｂ、又はその他の用語で称される。モバイルデバイスはまた、移動局、ユーザ機器（ＵＥ）、無線通信デバイス、端末、アクセス端末、ユーザデバイス、又はその他幾つかの用語で称される。

ビーム形成技術は、セクタにおいて固定された送信方向を提供するために使用することができる。あるいは、セクタの代わりに使用されうる。例えば、ビームパターンは、３セクタ基地局のセクタにおける多くの送信方向を提供しうる。この結果、仮想的な６セクタ基地局となる。セクタを細分化するこの能力によって、システム容量が高められる。

ビーム形成送信は、空間分割多重化（ＳＤＭ）を含む多くの異なるスケジューリングスキームとともに使用される。ＳＤＭは、データ送信のために追加ユーザデバイスをサポートする空間容積を利用する多数アンテナ通信システムで使用される。空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）システムは、多数のユーザデバイス及び基地局との間のデータ送信をスケジュールするために、各ユーザデバイスに関連付けられた空間シグネチャを土台としている。空間シグネチャは、基地局における信号の到着方向、信号のマルチパスの数、及び、基地局とモバイルデバイスとの各ペアの信号の減衰、又は、ユーザデバイスと基地局との間の空間的関係を反映するその他任意のデータを用いて形成される。多数のアンテナシステムでは、基地局とユーザデバイスとの間の空間的関係が、基地局においてアンテナによって受信された信号に基づいて決定される。この場合、ユーザデバイス送信は、同時に、かつ、ビームに関する同じ周波数でスケジュールされ、空間シグネチャに基づいて分離される。ＳＤＭＡを用いることによって、異種のユーザが、実質的なクロストークに関連付けられることなく、時間−周波数リソースを共有することができる。

固定のビーム形成パターンはまた、ＭＩＭＯ、及び、オポチュニスティックビーム形成スケジュール技術とともに使用することができる。特に、良好に調整されたマトリクスチャネルを備えたユーザデバイスは、ＭＩＭＯを用いてスケジュールされうる。ＭＩＭＯシステムは、多くの送信アンテナ及び受信アンテナを用いて、パフォーマンスを改善する。単一のユーザデバイスに対応する多くのデータストリームは、同時に、かつ、多数のビームに関する周波数でスケジュールされ、もって、データレートを増加させる。ビーム選択とも称されるオポチュニスティックビーム形成では、基地局は、ビームを用いて、与えられた周波数及び時間のセットによって、単一のユーザデバイスへ送信する。これら周波数及び時間では、その他のユーザへの送信のため他のビームが使用されることはない。

ＳＤＭ、ＭＩＭＯ、オポチュニスティックビーム形成は、例えば直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システムのような周波数分割システムとともに使用することができる。ＯＦＤＭＡシステムは、システム帯域幅全体を、多数の直交サブ帯域へ分割する。これらサブ帯域はまた、トーン、キャリア、サブキャリア、値域、及び／又は、周波数チャネルとも称される。サブ帯域はそれぞれ、データで変調することができるサブキャリアに関連付けられる。ＯＦＤＭＡシステムは、時間及び／又は周波数分割多重化を用いて、多くのユーザデバイスのための多くのデータ送信間の直交性を達成する。ユーザデバイスのグループは、個別のサブ帯域に割り当てられ、各ユーザデバイスに対するデータ送信は、このユーザデバイスに割り当てられたサブ帯域上で送られる。ＳＤＭＡ、ＭＩＭＯ、及び、オポチュニスティックビーム形成は、異なる周波数領域に割り当てられたユーザデバイスのために実施することができる。

ビーム形成送信システムでは、ビーム形成技術は、セクタ内の固定送信方向を提供するために使用されるか、あるいは、セクタの代わりに使用される。例えば、ビームパターンは、３セクタ基地局のセクタ内に多数の送信方向を与え、結果として、仮想的な６セクタ基地局となる。セクタを細分化するこの能力の結果、システム能力が増強される。基地局セクタによってサービス提供されるユーザデバイスは、与えられたビームに対する選択を示すことができる。基地局は、ＳＤＭ、ＭＩＭＯ、オポチュニスティックビーム形成、又は、その他任意のスケジューリング方法を用いて、与えられたビームに関するユーザデバイスとの送信をスケジュールする。更に、固定ビームパターンを持つビーム形成によって、基地局は、ＳＤＭ、ＭＩＭＯ、及び、オポチュニスティックビーム形成スケジューリング技術を同時に使用することが可能となる。例えば、空間的に直交したユーザデバイスは、ＳＤＭを用いてスケジュールされ、良好に調整されたマトリクスチャネルを持つユーザデバイスは、ＭＩＭＯを用いてスケジュールされ、更なるユーザが、直交ビーム形成を用いてスケジュールされる。

説明した固定ナロービームを用いるシステムと、その技術は、無線通信環境における高められたスループットのために提供することができる。しかしながら、そのようなシステムは、ヌル領域によって、ロバスト性を欠く。図１に再び示すように、ユーザデバイスＵ１，Ｕ２は、異種の空間シグネチャで空間的に直交している。従って、ユーザデバイスＵ１，Ｕ２は、ＳＤＭスキーム又はオポチュニスティックビーム形成スキームの何れか一方を用いて、高められたＳＩＮＲを経験するだろう。対照的に、ユーザデバイスＵ３，Ｕ４は、それらの位置によって、恐らくは、低下されたＳＩＮＲを経験するだろう。Ｕ３とＵ４の両方とも、ヌル領域内に位置しているので、恐らくは、システムが単一の送信アンテナを利用した場合よりも、悪いパフォーマンスを経験するだろう。

ナロービームの制限された有効範囲領域は、ユーザデバイス信頼性及びロバスト性に影響を与えるだろう。一般に、ユーザデバイスは、モバイルになるように設計されている。従って、ユーザデバイスは、ビームを利用することによって送信を開始し、その後、送信中に、ヌル領域へ入るかもしれない。ヌル領域内の送信は、データ喪失、及び、信頼性の低下をもたらしうる。更に、ユーザデバイスは、単に、間違ったビームを選択するかもしれない。例えば、ユーザデバイスＵ１は、好ましくは、第２のビーム１０６に関連付けられるかもしれない。しかしながら、ユーザデバイスＵ１が、第１のビーム１０４による送信を誤って選択した場合、あるいは、ユーザデバイスＵ１が、ビームを選択することができず、基地局によって第１のビーム１０４を割り当てられた場合には、ユーザデバイスは、ヌル領域に位置しているのと同じパフォーマンスを経験するだろう。従って、ヌル領域内の１又は複数のユーザデバイス、そうでなければ貧弱なパフォーマンスを有する１又は複数のユーザデバイスが、ワイドビームに割り当てられる。更に、ブロードキャスト送信及び制御送信が、ワイドビームに割り当てられうる。

ワイドビームの追加によって、パフォーマンスの最低レベルを保証することができる。ワイドビームは、単一アンテナを模倣する送信スキームを使用して生成することができる。例えば、ワイドビームは、周期的な遅延ダイバーシティスキームを用いて生成されうる。一般に、ワイドビームは、ナロービームと比較して低いＳＩＮＲゲインを持つが、ナロービームよりも著しく広い有効範囲領域を持つだろう。ユーザデバイスは、ワイドビームに割り当てられることを選択することができる。従って、任意のユーザデバイスに対する最悪のパフォーマンスは、単一アンテナ送信のパフォーマンスに制限される。更に、多くのユーザデバイスが、ナロービーム有効範囲領域において、高められたパフォーマンスを経験するだろう。基地局は、ＳＤＭ、ＭＩＭＯ、又はビーム選択方法、あるいはこれらの組み合わせを使用して、ナロービーム有効範囲領域に位置するユーザデバイスをスケジュールすることができる。ワイドビームを追加することによって、保証された最低レベルのロバスト性を与えることができる。

更に、システムは、ブロードキャスト制御チャネルをサポートするためにワイドビームを使用することができる。ワイドビームは、どこにも向けられていないか、多くのセクタに向けられているかもしれないので、ワイドビームは、セクタによってサービス提供されるほとんど又は全てのユーザデバイスへ同時に送信されるために使用される。従って、基地局は、各ナロービームについて、個別の制御送信を送信する必要はない。ユーザデバイスは、ユーザデバイスに送信されるデータのタイプに基づいて、ナロービームとワイドビームとのうちの少なくとも１つに割り当てられる。

図４に示すように、多数のビーム４０２，４０４，４０６を利用するビームパターン４００が例示される。１又は複数の代替実施形態では、基地局が、セクタ内のモバイル局と効率的に通信するために、ワイドビームに加えて又はワイドビームの代わりに、多数のナロービーム４０２，４０４，４０６を生成することができる。多数のナロービームを使用することは、ユーザデバイスが誤ったビームを選択する場合、適切に緩和しないかもしれない。しかしながら、正確なビームが選択されている限り、セクタ内のユーザデバイスは、高められたパフォーマンスを経験するだろう。ビーム４０２，４０４，４０６は、直交しているか、あるいは、オーバラップしているかの何れかでありうる。図４に示すように、それらのサイドローブを含むビーム４０２，４０４，４０６は、セクタを有効にカバーするように方向付けることができる。

１又は複数の実施形態では、個別の固定ビームは、コンテンツ特有でありえる。固定ビームは、地理的な領域又は位置のための特定の予測可能な方向に関連付けられうる。従って、特定位置に特有のコンテンツは、その位置に関連した固定ビームの有効範囲領域内のユーザデバイスに送信することができる。例えば、モールは、無線通信システムを含むことができる。モール内の第１の位置における第１のストアに特有のコンテンツは、第１のビームを用いて送信され、第２の位置における第２のストアに特有のコンテンツは、第２のビームを用いて送信される。従って、第１及び第２のストアに位置するユーザデバイスが、それらが位置するストアに特有な送信を受信する。一般的なモール情報は、モール全体を含む有効範囲領域を有するワードビームを用いて送信される。あるいは、ナロービームは、改善されたパフォーマンスを提供するために使用されうる。例えば、ワイドビームは、一般的なメールトラフィックのために使用される一方、ナロービームは、重要な通信ニーズを有する第１のストアにおいて方向付けられうる。

１又は複数の実施形態では、ビームは、重みのセットを用いて形成される。重みのセットは、特定の送信シンボル又はサンプルの位相、振幅、又は位相及び振幅を変更する。これらの重みは、メモリ内のルックアップテーブルに格納される。ビームは、ルックアップテーブルに格納された重みを修正することにより更新される。

図５に示すように、様々な実施形態に従った無線通信システムのためのセクタ５０２のビームパターン５００が例示される。一般に、ＳＤＭＡ技術、プレコード技術、及び、ビーム形成技術が、相関付けられたアンテナを用いて実現される。しかしながら、相関付けられていないアンテナが、ＭＩＭＯ送信、及び、受信アンテナに好適であり、１又は複数の実施形態では、幾つかのアンテナが、送信と受信との両方のために使用される。ＭＩＭＯ、ＳＤＭ、及び、プレコードを同時に提供するために、基地局５０４は、２又はそれ以上のアンテナのクラスタを含みうる。各クラスタ内のアンテナは、近くに配置される。しかしながら、距離がより離れると、アンテナのクラスタを分離する。例えば、クラスタ内のアンテナの分離は１／２λである一方、クラスタ間の分離は、５λでありうる。このアンテナ構成は、効率的なＭＩＭＯのために必要なダイバーシティを提供し、同時に、ＳＤＭ、プレコード等のために十分関連付けられている。このアンテナ構成は、図５で示されるビームパターンを生成することができる。ここでビーム５０６のクラスタは、図１に示す第１及び第２のビームと同じ効果的なビームパターンを備えたエンベロープを生成する。図５で示されたビームパターンは、ＭＩＭＯ及びＳＤＭＡを同時にサポートするために使用することができ、それによって、システムの容量を増加させる。プレコード又はビームステアリングの場合には、方向が１方向あるいはビームの支配的な方向を示すかもしれないことが注目されるべきである。１又は複数のナロービームは各々、ナロービームのクラスタと、ナロービームの別のクラスタとを含むことができる。ここで、ナロービームのクラスタはオーバラップしない。

図６及び図７に示すように、無線通信システムにおいて容量を増加することに関連する方法が例示される。例えば、方法は、ＳＤＭＡ環境、ＦＤＭＡ環境、ＯＦＤＭＡ環境、ＣＤＭＡ環境、ＷＣＤＭＡ環境、ＴＤＭＡ環境、あるいはその他の適切な無線環境においてビーム形成を用いることに関連する。説明の単純化の目的のために、この方法が、一連の動作として示され説明される一方、この方法は、幾つかの動作が、１又は複数の実施形態に従って異なる順番で、及び／又は、本明細書で示され記載された他の動作と同時に引き起こるように、動作の順番によって制限されないことが理解され認識されるべきである。例えば、当業者であれば、方法は、代わりに、例えば状態図のような相互関連する一連の状態やイベントとして示されうることを理解し認識するだろう。更に、１又は複数の実施形態に従って方法を実施するために、例示された全ての動作が利用される訳ではない。

図６に示すように、本明細書で示された１又は複数の実施形態に従って、無線通信環境においてユーザデバイスをビームに割り当てる方法６００が例示される。この方法は、ワイドビームと組み合わされた１又は複数のナロービームを用いたシステムに関して記載される。ここでは、時間−周波数リソースが、ワイドビーム及びナロービームの１又は複数のセットの間で共有される。６０２において、ユーザデバイスと基地局との間の空間的関係が判定される。この空間的関係は、基地局とユーザデバイスとのペアの空間信号に基づいて判定することができる。あるいは、ユーザデバイスは、ユーザデバイスの位置を判定することができる全地球測位システム（ＧＰＳ）を含むことができる。６０４では、ユーザデバイスが、基地局によって送信された少なくとも１つのナロービームに関連付けられるべきかが判定される。関連付けられるべきである場合、ステップ６０６において、ユーザデバイスが、少なくとも１つのナロービームに割り当てられる。この割り当ては、割り当てに先立って送信される情報に基づくことができる。この情報は、予め定めた少なくとも１つのナロービーム及びワイドビームを示す。例えば、この情報は、コードブックからのエントリーを含むことができる。更に、この情報は、そのような情報を送信する前に量子化されうる。関連付けられるべきではない場合、ユーザデバイスは、６０８において、ワイドビームに割り当てられる。ユーザデバイスは、特定のビームを要求することができる。あるいは、基地局が、どのユーザデバイスを、特定のビームへ割り当てるかを決定することができる。別の例において、異種のユーザデバイスが、ナロービーム又はワイドビームの外側のオーバラップしない周波数にある場合がある。

図７に示すように、本明細書で示された１又は複数の実施形態に従って、無線通信環境においてユーザデバイスをビームに割り当てる方法７００が例示される。７０２では、ユーザデバイスが、少なくとも１つのナロービームに割り当てられる。ユーザデバイスのためのチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）（あるいはその他の適切なチャネル品質情報）が、７０４で判定される。７０６では、ユーザデバイスのＣＱＩが、閾値未満であるかが判定される。この閾値は、ワイドビームのＣＱＩによって、あるいは、ワイドビームに割り当てられたユーザの数に依存するＣＱＩによって判定されることが注目されるべきである。それゆえ、この閾値は、ワイドビームに割り当てられたユーザのＣＱＩが時間とともに変動すると、時間とともに変動する。あるいは、固定のしきい値も利用されるかもしれない。

ユーザデバイスのＣＱＩが閾値未満ではない場合、７０８において、ユーザデバイスビーム割り当ては変わらない。ユーザデバイスのＣＱＩが閾値未満である場合、ユーザデバイスは、７１０において、ワイドビームに割り当てられる。あるいは、ユーザデバイスをワイドビームに切り換えるかを判定するためにサービス品質（ＱｏＳ）がモニタされる。ＱｏＳ、ＣＱＩ、その他のチャネル情報、又はこれらの組み合わせが、最初の割り当て直後にモニタされるか、又は、定期的にモニタされうる。

一般に、ユーザデバイスは、音声送信又はデータ送信中に再配置すること又は再配置されることができる。これによって、ユーザデバイスと基地局との間の空間的関係を変える。従って、向けられたナロービームは、通信の送受信のための最適なモードではないかもしれない。従って、ユーザデバイスは、セクタを介して移動すると、再び割り当てられうる。ユーザデバイスがナロービーム内又は外で非常に速く移動しており、ユーザデバイスをワイドビームに割り当てることによって、優れたパフォーマンスを達成することができるかを判定するために、ユーザデバイスの速度がモニタされる。１又は複数の実施形態では、ユーザデバイスは、加速度計を含むことができる。ユーザデバイスが迅速に移動しており、ナロービーム有効範囲領域の内外を迅速に移動することを加速度計が示す場合、ユーザデバイスは、ワイドビームに割り当てられ、もって、ユーザデバイスを多数のナロービームへ繰り返し割り当てることを回避する。

本明細書に記載された１又は複数の実施形態に従って、送信フォーマット、周波数等に関する推測がなされることが認識されるだろう。本明細書で使用されるように、「推測する」又は「推測」なる用語は、一般に、イベント及び／又はデータによって取得された１セットの観察から、システム、環境、及び／又はユーザの状態に関する理由付け又は推測を行うプロセスを称する。推測は、特定のコンテキスト又は動作を識別するために使用できるか、又は、例えば、状態に関する確率分布を生成することができる。推測は、確率的、すなわち、データ及びイベントの考慮に基づく興味状態に関する確率分布の計算でありうる。推測はまた、イベント及び／又はデータのセットから、高レベルのイベントを構成するために使用される技術を指すこともできる。そのような推測の結果、観察されたイベント及び／又は格納されたイベントデータのセットからの新たなイベント又は動作の構築、イベントが一時的な接近に関連しているか否か、及び、イベント及びデータが、１又は幾つかのイベント及びデータソースから由来するかになる。

一例によれば、上述した１又は複数の方法は、セクタ内で要求されるサービス品質に基づいて、特定のセクタに割り当てるためのビームパターンに関する推測を行うことを含む。例えば、領域内のユーザデバイスに対する通信の重要な性質によって、又は、単に領域内の多くのユーザデバイス又は顧客によって、高品質のサービスが領域内で要求されると判定される。

別の例によれば、推測は、例えばピーク時間等のような日、週等の様々な時間中に適用されるビームパターンに関してなされる。前述した例は、本質において例示的であり、なされうる推測の数、又は、方式を制限することは意図されておらず、その方式では、推測が本明細書で説明された様々な実施形態及び／又は方法と連携してなされうることが認識されよう。

図８は、本明細書に記載の１又は複数の実施形態に従ってシステム容量を増加させるために、無線通信環境においてビーム形成を容易にするシステム８００の例示である。システム８００は、当業者によって理解されるように、基地局及び／又はユーザデバイス内に存在することができる。システム８００は、例えば１又は複数の受信アンテナから信号を受信し、この受信した信号に対して一般的な動作（例えば、フィルタ、増幅、ダウンコンバート等）を行い、この調整された信号をデジタル化してサンプルを得る受信機８０２を備える。復調器８０４は、受け取ったパイロットシンボルを復調し、チャネル推定のために、プロセッサ８０６へ提供する。

プロセッサ８０６は、受信機コンポーネント８０２によって受信された情報を分析し、及び／又は、送信機８１４によって送信する情報を生成するための専用のプロセッサでありうる。プロセッサ８０６は、ユーザデバイス８００の１又は複数のコンポーネントを制御するプロセッサであるか、受信機８０２によって受信された情報を分析し、送信機８０４によって送信される情報を生成し、ユーザデバイス８００の１又は複数のコンポーネントを制御するプロセッサでありうる。ユーザデバイス８００は、ビーム割当を調整する最適化コンポーネント８０８を含むことができる。最適化コンポーネント８０８は、プロセッサ８０６に組み入れられうる。最適化コンポーネント８０８は、ビームにユーザデバイスを割り当てることに関し、ユーティリィティベースの分析を行なう最適化コードを含むことができることが理解されるべきである。この最適化コードは、推測及び／又は確率的判定を行なうことに関する人工知能ベースの方法や、ユーザデバイスビーム割り当ての最適化に関する統計ベースの判定を利用することができる。

ユーザデバイス８００は更に、プロセッサ８０６と動作可能に接続され、ビームパターン情報に関連する情報と、それに関する情報及び本明細書で説明したようなビーム形成に関連するその他任意の適切な情報を備えるルックアップテーブルと、を格納するメモリ８１０を備えることができる。メモリ８１０は更に、ルックアップテーブル等の生成に関連するプロトコルを格納することができる。これによって、ユーザデバイス８００は、システム容量を増加させるために、格納されたプロトコル及び／又はアルゴリズムを適用することができる。本明細書に記載のデータ格納コンポーネント（例えばメモリ）は、揮発性メモリ又は非揮発性メモリの何れかであるか、又は、揮発性メモリと非揮発性メモリとの両方を含むことができることが理解されるだろう。限定ではなく実例として、非揮発性メモリは、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、ＥＥＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、又は、フラッシュメモリを含むことができる。揮発性メモリは、外部キャッシュメモリの役割をするランダムアクセス記憶装置（ＲＡＭ）を含むことができる。限定ではなく実例として、ＲＡＭは、シンクロナスＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、エンハンストＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、シンクリンクＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）、及び、ダイレクトラムバスＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）のような多くの形式で利用可能である。対象システム及び方法のメモリ８１０は、限定される訳ではないが、これら及びその他の適切なタイプのメモリを含むことが意図される。プロセッサ８０６は、シンボル変調器８１２と、変調された信号を送信する送信機８１４とに接続される。

図９は、様々な実施形態に従った通信環境においてシステム容量の増加を容易にするシステム９００の実例である。システム９００は、１又は複数の受信アンテナ９０６を経由して１又は複数のユーザデバイス９０４から信号を受信する受信機９１０と、複数の送信アンテナ９０８によって１又は複数のユーザデバイス９０４へ信号を送信する送信機９２０とを有する基地局９０２を備える。１又は複数の実施形態では、受信アンテナ９０６及び送信アンテナ９０８が、単一のアンテナセットを用いて実現される。受信機９１０は、受信アンテナ９０６から情報を受信し、受信した情報を復調する復調器９１２と動作可能に関連付けられている。受信機９１０は、例えば、当業者によって理解されるように、レーキ受信機（例えば、複数のベースバンド相関を用いてマルチパス信号成分を個別に処理する技術）、ＭＭＳＥベース受信機、又は、割り当てられたユーザデバイスを分離するためのその他の適切な受信機でありうる。種々な局面に従って、（例えば、受信アンテナ毎に１つの）複数の受信機を適用することができ、そのような受信機は、互いに通信し、ユーザデータの改善された推定を提供することができる。復調されたシンボルは、プロセッサ９１４によって分析される。このプロセッサ９１４は、図８に関して記述されたプロセッサに類似しており、ユーザデバイス割当に関連する情報とそれに関連するルックアップテーブル等を格納するメモリ９１６に接続されている。各アンテナの受信機出力は、受信機９１０及び／又はプロセッサ９１４によって連携して処理されうる。変調器９１８は、送信機９２０による送信アンテナ９０８を介したユーザデバイス９０４への送信のための信号を多重化することができる。

基地局９０２は更に割当コンポーネント９２２を備えている。この割当コンポーネント９２２は、プロセッサ９１４とは別のプロセッサであるか、プロセッサ９１４に統合されうる。そして、基地局９０２によってサービス提供されるセクタ内の全てのユーザデバイスのプールを評価することができ、個々のユーザデバイスの位置に少なくとも部分的に基づいて、ユーザデバイスをビームに割り当てることができる。

図１０は、典型的な無線通信システム１０００を示す。無線通信システム１０００は、簡略のために、１つの基地局、及び、１つのユーザデバイスを示している。しかしながら、このシステムは、複数の基地局、及び／又は、複数のユーザデバイスを含むことができ、そして、更なる基地局及び／又はユーザデバイスも、実質的に同じであるか、又は、後述する典型的な基地局及びユーザデバイスと異なることもできることが理解されるべきである。更に、基地局及び／又はユーザデバイスは、本明細書に記載されたシステム（図８，９）及び／又は方法（図６，７）を適用し、その間の無線通信を容易にすることが理解されるべきである。

図１０に示すように、ダウンリンクでは、アクセスポイント１００５において、送信（ＴＸ）データプロセッサ１０１０が、トラフィックデータを受け取り、フォーマット、符号化、インタリーブ、及び変調（又はシンボルマップ）し、変調シンボル（データシンボル）を提供する。シンボル変調器１０１５は、データシンボル及びパイロットシンボルを受け取って処理し、シンボルのストリームを提供する。シンボル変調器１０１５は、データ及びパイロットシンボルを多重化し、それらを送信機ユニット（ＴＭＴＲ）１０２０に提供する。送信シンボルはそれぞれ、データシンボル、パイロットシンボル、又は、０の値を持つ信号でありうる。パイロットシンボルは、各シンボル期間において連続的に送られる。パイロットシンボルは、周波数分割多重化（ＦＤＭ）、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）、時分割多重化（ＴＤＭ）、周波数分割多重化（ＦＤＭ）、又は、符号分割多重化（ＣＤＭ）されうる。

ＴＭＴＲ１０２０は、シンボルのストリームを受け取って、１又は複数のアナログ信号に変換し、更に、このアナログ信号を調整（例えば、増幅、フィルタ、及び周波数アップコンバート）して、無線チャネルを介した送信に適切なダウンリンク信号を生成する。その後、このダウンリンク信号は、アンテナ１０２５を介してユーザデバイスへ送信される。ユーザデバイス１０３０では、アンテナ１０３５がこのダウンリンク信号を受信し、この受信した信号を、受信機ユニット（ＲＣＶＲ）１０４０に与える。受信機ユニット１０４０は、この受信信号を調整（例えば、フィルタ、増幅、及び周波数ダウンコンバート）し、調整した信号をデジタル化して、サンプルを得る。シンボル復調器１０４５は、受け取ったパイロットシンボルを復調し、チャネル推定のためにプロセッサ１０５０へ提供する。シンボル復調器１０４５は更に、プロセッサ１０５０から、ダウンリンクのための周波数応答推定値を受け取り、受け取ったデータシンボルについてデータ復調を行ってデータシンボル推定値（送信されたデータシンボルの推定値）を取得し、ＲＸデータプロセッサ１０５５にデータシンボル推定値を与える。ＲＸデータプロセッサ１０５５は、このデータシンボル推定値を復調（すなわち、シンボル逆マップ）し、逆インタリーブし、復号して、送信されたトラフィックデータを復元する。シンボル復調器１０４５及びＲＸデータプロセッサ１０５５によるこれら処理は、アクセスポイント１００５おけるシンボル変調器１０１５及びＴＸデータプロセッサ１０１０による処理にそれぞれ相補的である。

アップリンクでは、ＴＸデータプロセッサ１０６０がトラフィックデータを処理し、データシンボルを提供する。シンボル変調器１０６５は、データシンボルを受信し、パイロットシンボルと多重化し、変調を実行し、シンボルのストリームを提供する。その後、送信機ユニット１０７０は、シンボルのストリームを受信して処理し、アップリンク信号を生成する。このアップリンク信号は、アンテナ１０３５によってアクセスポイント１００５へ送信される。

アクセスポイント１００５では、ユーザデバイス１０３０からのアップリンク信号が、アンテナ１０２５によって受信され、受信機ユニット１０７５によって処理されて、サンプルが得られる。その後、シンボル復調器１０８０がサンプルを処理し、アップリンクのためのデータシンボル推定値及び受信パイロットシンボルを提供する。ＲＸデータプロセッサ１０８５は、データシンボル推定値を処理し、ユーザデバイス１０３０によって送信されたトラッフィックデータを復元する。プロセッサ１０９０は、アップリンク上で送信する個々のアクティブなユーザデバイスのためにチャネル推定を行なう。多数のユーザデバイスが、パイロットサブ帯域のそれぞれの割り当てられたセットで、アップリンク上で、パイロットを同時に送信するかもしれない。この場合、パイロットサブ帯域セットは、インタレースされるかもしれない。

プロセッサ１０９０，１０５０は、アクセスポイント１００５及びユーザデバイス１０３０のそれぞれにおいて、動作（例えば、制御、調整、管理等）を指示する。プロセッサ１０９０，１０５０の各々は、プログラムコード及びデータを格納するメモリユニット（図示せず）に関連付けられうる。プロセッサ１０９０，１０５０はまた、アップリンク及びダウンリンクそれぞれのための周波数推定値及びインパルス応答推定値を導くための計算を行うことができる。

多元接続システム（例えば、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＳＤＭＡ等）では、多数のユーザデバイスが、アップリンク上で同時に送信することができる。そのようなシステムでは、パイロットサブ帯域が、様々なユーザデバイス間で共有されうる。チャネル推定技術は、各ユーザデバイスのパイロットサブ帯域が、（おそらくは、帯域エッジを除く）動作帯域全体にまたがる場合に用いられる。そのようなパイロットサブ帯域構造は、各ユーザデバイスのために周波数ダイバーシティを得ることが望ましいだろう。本明細書に記載の技術は、様々な手段によって実現されうる。例えば、これら技術は、ハードウェア、ソフトウェア、あるいはこれらの組み合わせで実現されうる。ハードウェアによる実現の場合、チャネル推定に使用される処理ユニットは、１又は複数の特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＤ）、フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、本明細書に記載の機能を実行するように設計されたその他の電子ユニット、又はこれらの組み合わせ内で実現されうる。ソフトウェアを用いた場合、本明細書に記載の機能を実行するモジュール（例えば、手順、機能等）によって実現されうる。ソフトウェアコードは、メモリユニット内に格納され、プロセッサ１０９０，１０５０によって実行されうる。

ソフトウェアで実現する場合、本明細書に記載の技術が、本明細書に記載の機能を実行するモジュール（例えば、手順、機能等）を用いて実現されうる。ソフトウェアコードは、メモリユニット内に格納され、プロセッサによって実行されうる。メモリユニットは、プロセッサ内、又はプロセッサ外であるかもしれない。その場合、メモリユニットは、当業者に周知の様々な手段によって、プロセッサに通信可能に接続される。

上述したものは、１又は複数の実施形態のうちの一例を含んでいる。もちろん、上述した実施形態を説明することを目的として、構成要素又は方法の考えられるあらゆる組み合わせを記述することは不可能であるが、当業者であれば、様々な実施形態の多くの更なる組み合わせや置き換えが可能であることを認識うるだろう。従って、記載された実施形態は、特許請求の範囲の精神及びスコープ内にあるそのような全ての変形、修正、及び、バリエーションを含むことが意図されている。更に、用語"includes"が、詳細記述又は特許請求の範囲のうちの何れかで使用されている限り、その用語は、特許請求の範囲において遷移用語として使用される場合、用語"comprising"と同様に包括的であると解釈されることが意図される。

Claims (44)

1. 無線通信環境のパフォーマンスを高める方法であって、
   ユーザのチャネル情報を決定することと、
   ワイドビーム又は予め定めた少なくとも１つのナロービームのうちの少なくとも１つへユーザデバイスを割り当てることと
   を備える方法。
2. 同じ時間期間中、別のユーザデバイスを、少なくとも幾つかのオーバラップ周波数、及び、ワイドビームと少なくとも１つの予め定めた少なくとも１つのナロービームのうちの他方へ、ユーザデバイスとして割り当てることを更に備える請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも１つの予め定めた少なくとも１つのナロービームは、ナロービームのクラスタと、ナロービームの別のクラスタとを備え、
   前記クラスタと別のクラスタとはオーバラップしない請求項１に記載の方法。
4. 周期的な遅延ダイバーシティスキームを用いて前記ワイドビームを生成することを更に備える請求項１に記載の方法。
5. １又は複数のユーザデバイスに対するブロードキャスト制御送信を、前記ワイドビームに割り当てることを更に備える請求項１に記載の方法。
6. 前記ユーザデバイスの通信パターンに基づいて、前記少なくとも１つの予め定めた少なくとも１つのナロービームの方向を修正することを更に備える請求項１に記載の方法。
7. チャネル品質情報に基づいて、前記ユーザデバイスを、前記予め定めた少なくとも１つのナロービームから、前記ワイドビームへ再割当することを更に備える請求項１に記載の方法。
8. 前記チャネル品質情報は、信号対干渉及び雑音比である請求項７に記載の方法。
9. 前記ユーザデバイスの予め定めた速度に基づいて、前記ユーザデバイスを、前記ワイドビームへ割り当てることを更に備える請求項１に記載の方法。
10. 前記ユーザデバイスを割り当てることは、前記ワイドビーム又は前記予め定めた少なくとも１つのナロービームのうちの少なくとも１つのユーザデバイスによる選択に少なくとも部分的に基づいて前記ユーザデバイスを割り当てることを備える請求項１に記載の方法。
11. 前記ユーザデバイスを割り当てることは、前記ユーザデバイスを、前記ユーザデバイスのために示されたサービス品質に少なくとも部分的に基づいて割り当てることを備える請求項１に記載の方法。
12. 前記ユーザデバイスを割り当てることは、前記ユーザデバイスを、前記ユーザデバイスに送信されるデータのタイプに少なくとも部分的に基づいて割り当てることを備える請求項１に記載の方法。
13. 前記少なくとも１つの予め定めた少なくとも１つのナロービームは、ナロービームのクラスタと、ナロービームの別のクラスタとを備え、
    前記クラスタと前記別のクラスタとのうちの幾つかがオーバラップする請求項１に記載の方法。
14. 別のデバイスを、同じ時間期間中、前記少なくとも１つの予め定めた少なくとも１つのナロービーム又はワイドビームのないオーバラップしない周波数へ割り当てることを更に備える請求項１に記載の方法。
15. 割り当てることに先立って、前記ワイドビームと前記予め定めた少なくとも１つのナロービームのうちの少なくとも１つを示す情報を送信することを更に備える請求項１に記載の方法。
16. 前記情報は、コードブックからのエントリーを含む請求項１５に記載の方法。
17. 送信前を示す情報を量子化することを更に備える請求項１５に記載の方法。
18. 無線通信装置であって、
    少なくとも１つの予め定めた少なくとも１つのナロービームとワイドビームとに関連する情報を格納するメモリと、
    前記メモリに接続されており、前記ワイドビーム及び前記予め定めた少なくとも１つのナロービームのうちの少なくとも１つへユーザデバイスを割り当てるプロセッサと
    を備える無線通信装置。
19. 前記プロセッサは、空間分割多重化、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）、又はオポチュニスティックビーム形成スケジューリング技術に基づいて、前記ユーザデバイスのための通信をスケジュールする請求項１８に記載の装置。
20. 第１のアンテナクラスタと、第２のアンテナクラスタとを更に備え、前記第１のアンテナクラスタを第１のナロービームクラスタが利用し、前記第２のアンテナクラスタを第２のナロービームクラスタが利用し、前記第１のナロービームクラスタと前記第２のナロービームクラスタとはオーバラップしない請求項１９に記載の装置。
21. 前記プロセッサは、周期的な遅延ダイバーシティスキームを用いて前記ワイドビームを生成する請求項１８に記載の装置。
22. 前記プロセッサは、前記ワイドビームによって、ブロードキャスト制御送信を送信する請求項１８に記載の装置。
23. 前記プロセッサは、前記ユーザデバイスの通信パターンに基づいて、前記予め定めたナロービームの方向を修正する請求項１８に記載の装置。
24. 前記プロセッサは、チャネル品質インジケータに基づいて、前記ユーザデバイスを、前記予め定めた少なくとも１つのナロービームから、前記ワイドビームへ再割当する請求項１８に記載の装置。
25. 前記チャネル品質インジケータは、信号対干渉及び雑音比である請求項２４に記載の装置。
26. 前記プロセッサは、前記ユーザデバイスの速度に基づいて、前記ユーザデバイスを前記ワイドビームに割り当てる請求項１８に記載の装置。
27. 前記ユーザデバイスは、前記ワイドビーム又は前記予め定めた少なくとも１つのナロービームのうちの少なくとも１つに対する選択を示す請求項１８に記載の装置。
28. 無線通信環境のパフォーマンスを高める装置であって、
    少なくとも１つの予め定めたナロービームを生成する手段と、
    ワイドビームを生成する手段と、
    前記ワイドビームと前記少なくとも１つの予め定めたナロービームとのうちの少なくとも１つに、ユーザデバイスを割り当てる手段と
    を備える装置。
29. 空間分割多重化、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）、又はオポチュニスティックビーム形成スケジューリング技術に基づいて、前記ユーザデバイスのための通信をスケジュールする手段を更に備える請求項２８に記載の装置。
30. 前記ユーザデバイスの通信パターンに基づいて、前記少なくとも１つの予め定めたナロービームの方向を修正する手段を更に備える請求項２８に記載の装置。
31. チャネル品質インジケータに基づいて、前記ユーザデバイスを、前記少なくとも１つの予め定めたナロービームから、前記ワイドビームへ再割当する手段を更に備える請求項２８に記載の装置。
32. 前記ユーザデバイスの速度に基づいて、前記ユーザデバイスを、前記ワイドビームへ割り当てる手段を更に備える請求項２８に記載の装置。
33. 前記ワイドビーム又は前記少なくとも１つの予め定めたナロービームのうちの少なくとも１つに対する選択を示す手段を更に備える請求項２８に記載の装置。
34. 格納されたコンピュータ実行可能命令を有するコンピュータ読取可能媒体であって、前記各命令は、
    少なくとも１つの予め定めたナロービームを生成する命令と、
    ワイドビームを生成する命令と、
    前記ワイドビームと前記少なくとも１つの予め定めたナロービームとのうちの少なくとも１つに、ユーザデバイスを割り当てる命令
    であるコンピュータ読取可能媒体。
35. 空間分割多重化、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）、又はオポチュニスティックビーム形成スケジューリング技術に基づいて、前記ユーザデバイスのための通信をスケジュールする命令を更に備える請求項３４に記載のコンピュータ読取可能媒体。
36. 周期的な遅延ダイバーシティスキームを用いて前記ワイドビームを生成する命令を更に備える請求項３４に記載のコンピュータ読取可能媒体。
37. 前記ワイドビームによって、ブロードキャスト制御送信を送信する命令を更に備える請求項３４に記載のコンピュータ読取可能媒体。
38. 前記ユーザデバイスの通信パターンに基づいて、前記予め定めたナロービームの方向を修正する命令を更に備える請求項３４に記載のコンピュータ読取可能媒体。
39. チャネル品質インジケータに基づいて、前記ユーザデバイスを、前記予め定めたナロービームから、前記ワイドビームへ再割当する命令を更に備える請求項３４に記載のコンピュータ読取可能媒体。
40. 前記ユーザデバイスの速度に基づいて、前記ユーザデバイスを前記ワイドビームに割り当てる命令を更に備える請求項３４に記載のコンピュータ読取可能媒体。
41. 無線通信環境のパフォーマンスを高める命令を実行するプロセッサであって、前記各命令は、
    少なくとも１つの予め定めたナロービームを生成する命令と、
    ワイドビームを生成する命令と、
    前記ワイドビームと前記少なくとも１つの予め定めたナロービームとのうちの少なくとも１つに、ユーザデバイスを割り当てる命令
    であるプロセッサ。
42. 前記命令は、空間分割多重化、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）、又はオポチュニスティックビーム形成スケジューリング技術に基づいて、前記ユーザデバイスのための通信をスケジュールする命令を更に備える請求項４１に記載のプロセッサ。
43. 無線ネットワークによる通信を容易にするモバイルデバイスであって、
    前記ワイドビームと少なくとも１つの予め定めたナロービームとのうちの少なくとも１つへ前記モバイルデバイスを割り当てることを要求するように構成されたコンポーネントと、
    前記要求を基地局へ送信する送信機と
    を備えるモバイルデバイス。
44. 前記デバイスは、セルラ電話、スマートフォン、ハンドヘルド通信デバイス、ハンドヘルド計算デバイス、衛星ラジオ、全地球測位システム、ラップトップ、及びＰＤＡのうちの少なくとも１つである請求項４３に記載のモバイルのデバイス。

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