特許 6687186 ネットワークノード、ユーザデバイスおよびその方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6687186

(24)【登録日】2020年4月6日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】ネットワークノード、ユーザデバイスおよびその方法

(51)【国際特許分類】

   H04W 72/04 20090101AFI20200413BHJP

   H04L 27/26 20060101ALI20200413BHJP

   H04W 16/28 20090101ALI20200413BHJP

【ＦＩ】

   H04W72/04 130

   H04L27/26 113

   H04W16/28 110

   H04L27/26 114

   H04L27/26 111

【請求項の数】17

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2018-536471(P2018-536471)

(86)(22)【出願日】2016年7月13日

(65)【公表番号】特表2019-511143(P2019-511143A)

(43)【公表日】2019年4月18日

(86)【国際出願番号】EP2016066667

(87)【国際公開番号】WO2018010786

(87)【国際公開日】20180118

【審査請求日】2018年8月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】504161984

【氏名又は名称】ホアウェイ・テクノロジーズ・カンパニー・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】ケラ、ぺッテリ

(72)【発明者】

【氏名】コスタ、マリオ

【審査官】 石原 由晴

(56)【参考文献】

【文献】 欧州特許出願公開第０２８５８３９８（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−２２２７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／１２２６５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 Samsung，Non-Orthogonal Multiple Access Considerations for NR[online]，3GPP TSG RAN WG1 #85 R1-163993，インターネット＜URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG1_RL1/TSGR1_117/Docs/R1-163993.zip＞，２０１６年 ５月

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／２４−７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００−９９／００

Ｈ０４Ｌ ２７／２６

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１−４

ＳＡ ＷＧ１−４

ＣＴ ＷＧ１、４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線通信システムのためのネットワークノードであって、
複数のユーザデバイスに関連する複数の参照信号を受信する送受信器と、
受信された前記複数の参照信号に基づいて、前記複数のユーザデバイスを少なくとも１つのユーザデバイスグループにグループ化し、
前記ユーザデバイスグループにおける少なくとも２つのユーザデバイスが同じ時間インスタンスにおいてグラントフリーデータを伝送する同時グラントフリーデータ伝送のための無線リソースを前記ユーザデバイスグループに割り当て、
受信された前記複数の参照信号および割り当てられた前記無線リソースに基づいて、前記ユーザデバイスグループについての受信器フィルタを計算する
プロセッサと
を備え、
前記送受信器は、割り当てられた前記無線リソースにおいて、前記ユーザデバイスグループにおける複数のユーザデバイスから同時グラントフリーデータ伝送を受信し、
前記プロセッサは、計算された前記受信器フィルタに基づいて、前記ユーザデバイスグループにおける前記複数のユーザデバイスからの前記同時グラントフリーデータ伝送を分離する、
ネットワークノード。

【請求項2】

前記プロセッサは、前記ユーザデバイスグループのうちの少なくとも１つのユーザデバイスについての第１制御メッセージを決定することであって、前記第１制御メッセージは、割り当てられた前記無線リソースを指示する、ことを行い、
前記送受信器は、前記第１制御メッセージを前記ユーザデバイスへ伝送する、
請求項１に記載のネットワークノード。

【請求項3】

前記プロセッサは、
受信された前記複数の参照信号に基づいて、前記複数のユーザデバイスについての位置情報を取得し、
取得された、前記複数のユーザデバイスについての前記位置情報に基づいて、前記複数のユーザデバイスをグループ化する、
請求項１または２に記載のネットワークノード。

【請求項4】

前記プロセッサは、受信された前記複数の参照信号に基づいて、少なくとも１つの変調および符号化方式（ＭＣＳ）を決定し、
前記送受信器は、第２制御メッセージを前記ユーザデバイスへ伝送することであって、前記第２制御メッセージは、前記同時グラントフリーデータ伝送において前記ユーザデバイスによって使用されることになっている前記ＭＣＳを指示する、ことを行い、
請求項２または３に記載のネットワークノード。

【請求項5】

前記第２制御メッセージはさらに、前記同時グラントフリーデータ伝送のための前記ＭＣＳを更新するように前記ユーザデバイスに命令するＭＣＳ更新命令を指示する、請求項４に記載のネットワークノード。

【請求項6】

前記第２制御メッセージはさらに、前記同時グラントフリーデータ伝送において、前記ユーザデバイスによって異なる無線リソースのために使用されることになっている異なるＭＣＳを指示する、請求項４または５に記載のネットワークノード。

【請求項7】

前記プロセッサは、前記複数のユーザデバイスのうちの少なくとも１つのユーザデバイスを少なくとも２つの異なるユーザデバイスグループにグループ化し、請求項１から６のいずれか一項に記載のネットワークノード。

【請求項8】

前記プロセッサは、
前記ユーザデバイスグループにおける前記ユーザデバイスから受信された複数の前記同時グラントフリーデータ伝送におけるデータパケットについての到着時間間隔を推定し、
受信された前記複数の参照信号および推定された前記到着時間間隔に基づいて、前記ユーザデバイスグループについての前記受信器フィルタを再計算する、
請求項１から７のいずれか一項に記載のネットワークノード。

【請求項9】

前記送受信器は、
前記複数のユーザデバイスに関連する複数の新しい参照信号を受信し、
前記プロセッサは、受信された前記複数の新しい参照信号に基づいて、前記ユーザデバイスグループのために前記受信器フィルタを再計算する、
請求項１から８のいずれか一項に記載のネットワークノード。

【請求項10】

前記送受信器は、前記複数のユーザデバイスに関連する複数の新しい参照信号を受信し、
前記プロセッサは、受信された前記複数の新しい参照信号に基づいて、前記複数のユーザデバイスを少なくとも１つの新しいユーザデバイスグループに再グループ化する、
請求項１から９のいずれか一項に記載のネットワークノード。

【請求項11】

異なるユーザデバイスグループのための割り当てられた無線リソースが互いに直交する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のネットワークノード。

【請求項12】

無線通信システムのためのユーザデバイスであって、
少なくとも１つの参照信号をネットワークノードへ伝送すること、
第１制御メッセージを前記ネットワークノードから受信することであって、前記第１制御メッセージは、同一の無線リソースを共有するユーザデバイスグループにおける少なくとも２つのユーザデバイスが同じ時間インスタンスにおいてグラントフリーデータを伝送する同時グラントフリーデータ伝送のための無線リソースを指示する、こと、
第２制御メッセージを前記ネットワークノードから受信することであって、前記第２制御メッセージは、指示された前記無線リソースに関連する少なくとも１つのＭＣＳを指示する、こと、
指示された前記ＭＣＳを使用して、同時グラントフリーデータ伝送のための指示された前記無線リソースにおいて、データパケットを前記ネットワークノードへ伝送すること
を行う送受信器を備えるユーザデバイス。

【請求項13】

前記第２制御メッセージはさらに、前記同時グラントフリーデータ伝送のための前記ＭＣＳを更新するように前記ユーザデバイスに命令するＭＣＳ更新命令を指示し、
前記送受信器は、更新された前記ＭＣＳを使用して、指示された前記無線リソースにおいて、データパケットを前記ネットワークノードへ伝送する、
請求項１２に記載のユーザデバイス。

【請求項14】

前記第２制御メッセージはさらに、前記同時グラントフリーデータ伝送において、異なる無線リソースのために前記ユーザデバイスによって使用されることになっている異なるＭＣＳを指示し、
前記送受信器は、異なる無線リソースのための前記ＭＣＳを使用して、指示された前記無線リソースにおいて、データパケットを前記ネットワークノードへ伝送する、
請求項１２または１３に記載のユーザデバイス。

【請求項15】

複数のユーザデバイスに関連する複数の参照信号を受信する段階と、
受信された前記複数の参照信号に基づいて、前記複数のユーザデバイスを少なくとも１つのユーザデバイスグループにグループ化する段階と、
前記ユーザデバイスグループにおける少なくとも２つのユーザデバイスが同じ時間インスタンスにおいてグラントフリーデータを伝送する同時グラントフリーデータ伝送のための無線リソースを前記ユーザデバイスグループに割り当てる段階と、
受信された前記複数の参照信号および割り当てられた前記無線リソースに基づいて、前記ユーザデバイスグループについての受信器フィルタを計算する段階と、
割り当てられた前記無線リソースにおいて、前記ユーザデバイスグループにおけるユーザデバイスから複数の同時グラントフリーデータ伝送を受信する段階と、
計算された前記受信器フィルタに基づいて、前記ユーザデバイスグループにおける前記ユーザデバイスからの前記同時グラントフリーデータ伝送を分離する段階と
を備える方法。

【請求項16】

少なくとも１つの参照信号をネットワークノードへ伝送する段階と、
第１制御メッセージを前記ネットワークノードから受信する段階であって、前記第１制御メッセージは、同一の無線リソースを共有するユーザデバイスグループにおける少なくとも２つのユーザデバイスが同じ時間インスタンスにおいてグラントフリーデータを伝送する同時グラントフリーデータ伝送のための無線リソースを指示する、段階と、
第２制御メッセージを前記ネットワークノードから受信する段階であって、前記第２制御メッセージは、指示された前記無線リソースに関連する少なくとも１つのＭＣＳを指示する、段階と、
指示された前記ＭＣＳを使用して、指示された前記無線リソースにおいて、データパケットを前記ネットワークノードへ伝送する段階と
を備える方法。

【請求項17】

請求項１５または１６に記載の方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はネットワークノードおよびユーザデバイスに関する。さらに、本発明はまた、対応する方法、コンピュータプログラムおよびコンピュータプログラム製品に関する。

【背景技術】

【0002】

ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）などの典型的な無線ネットワークにおいて、アップリンク（ＵＬ）データ伝送のための共有物理チャネルの選択は、スケジューリング（またはグラント）機構に基づく。そのような機構は、基地局（ＢＳ）において行われる。特に、ユーザ装置（ＵＥ）は、ＵＬ制御チャネル上でＢＳへスケジューリング要求またはグラントを送信する。ＢＳは、スケジューリング要求またはグラントを受信すると、ダウンリンク（ＤＬ）制御チャネル上で、ＵＬデータ伝送のためのリソース割り当てを指示するＵＬグラントをＵＥへ伝送する。そのようなリソースは、例えば、時間、周波数、符号チャネルなどであり得る。その後、ＵＥは、そのような付与されたリソース上でＵＬデータを伝送する。

【0003】

従来のコンテンションベースの手法においては、伝送媒体アクセスは制御されず、従って、同一の物理リソースを使用する伝送は、伝送を成功裏に受信できない方式で衝突することがあり得る。

【0004】

グラントフリーＵＬデータ伝送のための方式を説明する従来の解決法が提案されている。しかしながら、この従来の解決法は、ＩＥＥＥ ８０２．１１規格において使用されているものと同様に、コンテンションベース方式である。特に、従来の解決法において、ネットワークは、時間、周波数および／または符号の領域の観点から、コンテンションベースのＵＬデータ伝送のための物理リソースを定義している。これにより、スケジューリング、および、関連する割り当てシグナリングのレイテンシが無い、データパケットの送信が可能になる。しかしながら、コンテンションベースのアクセス方式は、ＵＬデータ伝送が衝突するリスクが高いことに起因して、物理リソースの利用率の観点では非効率である。従って、従来の解決法は、高いトラフィック負荷を生じさせるユーザにとっては適切でない。

【0005】

スケジューリングまたはグラント要求に基づく方式の制約は、特に伝送されるＵＬデータが小さい場合に、シグナリングのオーバーヘッドが大きいことである。例として、２０バイトほどの小さなデータパケットの場合、スケジューリングまたはグラント要求に基づく典型的な機構によって使用されるリソースは約３０％であり、または、約５０％でさえある。そのような方式の別の制約は、スケジューリング要求と肯定応答伝送との間のレイテンシが高いことである。例えば、ＬＴＥにおいて、ＵＥは最初に、アップリンク制御チャネル上で、次回の可能な機会において、スケジューリング要求によって、アップリンクリソースの必要性についてネットワークに通知する必要がある。そこでＵＥは、可能なアップリンク割り当てまで待つ必要がある。アップリンク割り当てが受信されると、ＵＥは引き続き、割り当てられたサブフレーム、および、伝送後の肯定応答を待つ必要がある。そのようなスケジューリング関連のシグナリングによって引き起こされるそのようなレイテンシを減少させることは、遅延の影響を受けやすい通信にとって重要である。

【0006】

コンテンションベースの解決法の制約は常に、ＵＬデータの衝突のリスクが高いことに関連する。ＵＬデータが衝突した場合、データを正確に復号化できず、再伝送が必要となる。これにより、レイテンシが増加するので、遅延の影響を受けやすい通信にとって、コンテンションベース方式の魅力が低下する。さらに、コンテンションベース機構は、無線リソースの利用率という観点で、非効率的である。なぜなら、衝突の確率を低くするべく、ＵＬデータ伝送の容量を実際の使用量より大きくする必要があるからである。これに起因して、コンテンションベース機構は、時折の小さい伝送に最適である。

【発明の概要】

【0007】

本発明の実施形態の目的は、従来の解決法の欠点および問題を緩和または解決する解決法を提供することである。

【0008】

本発明の実施形態の別の目的は、コンテンションベースの解決法の制約を克服する、グラントフリーＵＬ伝送のためのシステムおよび方法を提供することである。これにより、無線通信システムにおけるネットワーク性能を低下させることなく、パケットサイズおよびデータ負荷に関係なく効率的なグラントフリー伝送が可能となる。

【0009】

この明細書および対応する特許請求の範囲における「または」は、「および」および「または」を含む数学的な論理和であると理解されるべきであり、ＸＯＲ（排他的論理和）として理解されるべきではない。

【0010】

この開示および特許請求の範囲における不定冠詞「ａ」は、「１」に限定されるものではなく、「１または複数」、すなわち複数形としても理解できる。

【0011】

上述の目的は、独立請求項の主題によって解決される。本発明のさらに有利な実装形態は、従属請求項において見出すことができる。

【0012】

本発明の第１態様によれば、上述の目的および他の目的は、無線通信システムのためのネットワークノードを用いて実現され、当該ネットワークノードは、複数のユーザデバイスに関連する複数の参照信号を受信するように構成されている送受信器と、受信された複数の参照信号に基づいて、複数のユーザデバイスを少なくとも１つのユーザデバイスグループにグループ化し、グラントフリーデータ伝送のための無線リソースをユーザデバイスグループに割り当て、受信された複数の参照信号および割り当てられた無線リソースに基づいて、ユーザデバイスグループについての受信器フィルタを計算するように構成されているプロセッサとを備え、送受信器は、割り当てられた無線リソースにおいて、ユーザデバイスグループにおけるユーザデバイスから複数のグラントフリーデータ伝送を受信するように構成され、プロセッサは、計算された受信器フィルタに基づいて、ユーザデバイスグループにおけるユーザデバイスからのグラントフリーデータ伝送を分離するように構成されている。

【0013】

第１の態様に係るネットワークノードによって多数の利点が提供される。ユーザデバイスを１または複数のグループにグループ化し、受信器フィルタを計算することによって、非常に低い衝突確率が実現され、これにより、高いスペクトル効率が提供される。さらに、グラントフリー伝送では、従来の解決法のようなスケジューリング要求およびスケジューリングのレイテンシが無いことに起因して、低レイテンシを実現できる。

【0014】

第１の態様に係るネットワークノードの第１の可能な実装形態において、プロセッサは、ユーザデバイスグループのうちの少なくとも１つのユーザデバイスについての第１制御メッセージを決定することであって、第１制御メッセージは、割り当てられた無線リソースを指示する、ことを行うように構成され、送受信器は、第１制御メッセージをユーザデバイスへ伝送するように構成されている。

【0015】

第１の実装形態は、指示された、グラントフリー伝送のために割り当てられた無線リソースをユーザデバイスに通知するためのシグナリング機構を提供する。

【0016】

第１態様の第１の実装形態、または、第１態様自体に係るネットワークノードの第２の可能な実装形態において、プロセッサは、受信された複数の参照信号に基づいて、複数のユーザデバイスについての位置情報を取得すること、および、取得された、複数のユーザデバイスについての位置情報に基づいて、複数のユーザデバイスをグループ化することを行うように構成されている。

【0017】

第２の実装形態は、ユーザデバイス位置に基づくグループ化を可能にする。位置情報を使用するこの方法は、同一の時間−周波数‐符号リソース上で生じる同時グラントフリー伝送を（空間領域において）分離し、それにより、スペクトル効率を改善するために使用できる。このことはユーザデバイスとネットワークノードとの間の見通し（ｌｉｎｅ−ｏｆ−ｓｉｇｈｔ）伝播が利用できるときに特に当てはまる。

【0018】

第１態様の上述の実装形態、または、第１態様自体のいずれかに係るネットワークノードの可能な実装形態において、プロセッサは、受信された複数の参照信号の空間相関を取得すること、および、取得された空間相関に基づいて複数のユーザデバイスをグループ化することを行うように構成されている。

【0019】

この実装形態において、空間相関を使用することにより、ユーザデバイスを空間的にグループ化できる。それにより、伝送衝突を最小限に抑えることができ、スペクトル効率をさらに改善できる。このことは、例えばマルチユーザＭＩＭＯシステムにおいて、すべてのアクティブなユーザデバイスにサービスを同時に提供するための自由度が十分に無いときに特に当てはまる。

【0020】

第１態様の第１または第２の実装形態に係るネットワークノードの第３の可能な実装形態において、プロセッサは、受信された複数の参照信号に基づいて、少なくとも１つの変調および符号化方式（ＭＣＳ）を決定するように構成され、送受信器は、第２制御メッセージをユーザデバイスへ伝送することであって、第２制御メッセージは、グラントフリーデータ伝送においてユーザデバイスによって使用されることになっているＭＣＳを指示する、ことを行うように構成されている。

【0021】

受信された参照信号に基づいて、ユーザデバイスによって使用されることになっているＭＣＳを決定することにより、スペクトル効率の改善が実現される。

【0022】

第１態様の第３の実装形態に係るネットワークノードの第４の可能な実装形態において、第２制御メッセージはさらに、グラントフリーデータ伝送についてのＭＣＳを更新するようにユーザデバイスに命令するＭＣＳ更新命令を指示する。

【0023】

第４の実装形態はさらに、変化する伝播および／または干渉の条件にＭＣＳを適合させるためのＭＣＳ更新機構を提供する。それにより、スペクトル効率の改善が可能になる。

【0024】

第１態様の第３または第４の実装形態に係るネットワークノードの第５の可能な実装形態において、第２制御メッセージはさらに、グラントフリーデータ伝送において、異なる無線リソースのためにユーザデバイスによって使用されることになっている異なる、または、複数のＭＣＳを指示する。

【0025】

第５実装形態は、異なる無線リソースを異なるＭＣＳに関連付けることによってスペクトル効率を最適化する。なぜなら、同一のユーザデバイスにとって、異なる無線リソースについてのチャネル条件および／または干渉条件は異なるからである。

【0026】

第１態様の上述の実装形態、または、第１態様自体のいずれかに係るネットワークノードの第６の可能な実装形態において、プロセッサは、複数のユーザデバイスの少なくとも１つのユーザデバイスを少なくとも２つの異なるユーザデバイスグループにグループ化するように構成されている。

【0027】

第６の実装形態は、異なるユーザデバイスに異なる量の無線リソースを与える機構を提供する。例えば、アクティブなユーザデバイスに対し、よりアクティブでないユーザデバイスより多くの無線リソースを与えることができる。それにより、スペクトル効率の改善が可能になる。

【0028】

第１態様の上述の実装形態、または、第１態様自体のいずれかに係るネットワークノードの第７の可能な実装形態において、プロセッサは、ユーザデバイスグループにおけるユーザデバイスから受信された複数のグラントフリーデータ伝送におけるデータパケットについての到着時間間隔を推定し、受信された複数の参照信号および推定された到着時間間隔に基づいて、ユーザデバイスグループについての受信器フィルタを再計算するように構成されている。

【0029】

第７の実装形態は、受信器フィルタを計算するために、受信されたデータパケットの到着時間間隔の推定を使用する。それにより、ユーザデバイスについての到着時間間隔の推定から取得されたアクティビティレベルが、スペクトル効率の改善のための受信器フィルタ計算において使用される。

【0030】

第１態様の上述の実装形態または第１態様自体のいずれかに係るネットワークノードの第８の可能な実装形態において、送受信器は、複数のユーザデバイスに関連する複数の新しい参照信号を受信するように構成され、プロセッサは、受信された複数の新しい参照信号に基づいてユーザデバイスグループについての受信器フィルタを再計算するように構成されている。

【0031】

第８の実装形態は、受信器フィルタを計算するために、受信された新しい参照信号から取得された、更新されたチャネル状態情報を使用する。それにより、スペクトル効率の改善が可能になる。なぜなら、受信器フィルタが、変化する伝播および／または干渉の条件に適合されるからである。

【0032】

第１態様の上述の実装形態、または、第１態様自体に係るネットワークノードの第９の可能な実装形態のいずれかにおいて、送受信器は、複数のユーザデバイスに関連する複数の新しい参照信号を受信するように構成され、プロセッサは、受信された複数の新しい参照信号に基づいて、少なくとも１つの新しいユーザデバイスグループに複数のユーザデバイスを再グループ化するように構成されている。

【0033】

第９の実装形態は、ユーザデバイスの移動を考慮するグループ化のための機構を提供する。それにより、スペクトル効率の改善が可能となる。

【0034】

第１態様の上述の実装形態、または、第１態様自体のいずれかに係るネットワークノードの第１０の可能な実装形態において、異なるユーザデバイスグループのために割り当てられた無線リソースは、互いに直交する。

【0035】

第１０の実装形態は、異なるグループのための直交無線リソースを使用することによって、グループ間干渉を減少させる、または、完全に除去する。

【0036】

本発明の第２態様によれば、上述の他の目的は、無線通信システムのためのユーザデバイスを用いて実現され、当該ユーザデバイスは、送受信器を備え、送受信器は、少なくとも１つの参照信号をネットワークノードへ伝送すること、第１制御メッセージをネットワークノードから受信することであって、第１制御メッセージは、グラントフリーデータ伝送のための無線リソースを指示する、こと、第２制御メッセージをネットワークノードから受信することであって、第２制御メッセージは、指示された無線リソースに関連する少なくとも１つのＭＣＳを指示する、こと、および、指示されたＭＣＳを使用して、グラントフリーデータ伝送のための指示された無線リソースにおいてデータパケットをネットワークノードへ伝送することを行うように構成されている。

【0037】

第２態様に係るユーザデバイスによって、多数の利点が提供される。第２態様に係るユーザデバイスは、スケジューリング要求およびスケジューリングのレイテンシが無いことに起因する低レイテンシをもたらすグラントフリー伝送を可能にする。さらに、指示された無線リソースにおける伝送は、協調された干渉をもたらす。指示されたＭＣＳにおいて伝送することによって、スペクトル効率の改善も可能になる。

【0038】

第２態様に係るユーザデバイスの第１の可能な実装形態において、第２制御メッセージはさらに、グラントフリーデータ伝送のためのＭＣＳを更新するようにユーザデバイスに命令するＭＣＳ更新命令を指示し、送受信器は、更新されたＭＣＳを使用して、指示された無線リソースにおいて、データパケットをネットワークノードへ伝送するように構成されている。

【0039】

第１の実装形態はさらに、変化する伝播および／または干渉の条件に適合するためのＭＣＳ更新機構を提供する。それにより、スペクトル効率の改善が可能になる。

【0040】

第２態様の第１の可能な実装形態、または、第１態様自体に係るユーザデバイスの第２の可能な実装形態において、第２制御メッセージはさらに、グラントフリーデータ伝送において、異なる無線リソースのためにユーザデバイスによって使用されることになっている異なる、または、複数のＭＣＳを指示し、送受信器は、異なる無線リソースのためにＭＣＳを使用して、指示された無線リソースにおいて、データパケットをネットワークノードへ伝送するように構成されている。

【0041】

第２の実装形態は、異なる無線リソースを異なるＭＣＳに関連付けることによってスペクトル効率を最適化する。なぜなら、同一のユーザデバイスにとって、異なる無線リソースについてのチャネル条件は異なるからである。

【0042】

本発明の第３態様によれば、上述の目的および他の目的は、複数のユーザデバイスに関連する複数の参照信号を受信する段階と、受信された複数の参照信号に基づいて、複数のユーザデバイスを少なくとも１つのユーザデバイスグループにグループ化する段階と、グラントフリーデータ伝送のための無線リソースをユーザデバイスグループに割り当てる段階と、受信された複数の参照信号および割り当てられた無線リソースに基づいて、ユーザデバイスグループについての受信器フィルタを計算する段階と、割り当てられた無線リソースにおいて、ユーザデバイスグループにおけるユーザデバイスから複数のグラントフリーデータ伝送を受信する段階と、計算された受信器フィルタに基づいて、ユーザデバイスグループにおけるユーザデバイスからのグラントフリーデータ伝送を分離する段階とを備える方法によって実現される。

【0043】

第３態様に係る方法の第１の可能な実装形態において、方法は、ユーザデバイスグループの少なくとも１つのユーザデバイスについての第１制御メッセージを決定する段階であって、第１制御メッセージは、割り当てられた無線リソースを指示する、段階と、第１制御メッセージをユーザデバイスへ伝送する段階とを備える。

【0044】

第３態様の第１の実装形態、または、第３態様自体に係る方法の第２の可能な実装形態において、方法は、受信された複数の参照信号に基づいて複数のユーザデバイスについての位置情報を取得する段階と、複数のユーザデバイスについての取得された位置情報に基づいて複数のユーザデバイスをグループ化する段階とを備える。

【0045】

第３態様の上述の実装形態、または、第３態様自体のいずれかに係る方法の可能な実装形態において、方法は、受信された複数の参照信号の空間相関を取得する段階と、取得された空間相関に基づく複数のユーザデバイスをグループ化する段階とを備える。

【0046】

第３態様の第１または第２の実装形態に係る方法の第３の可能な実装形態において、方法は、受信された複数の参照信号に基づいて、少なくとも１つの変調および符号化方式（ＭＣＳ）を決定する段階と、第２制御メッセージをユーザデバイスへ伝送する段階であって、第２制御メッセージは、グラントフリーデータ伝送において、ユーザデバイスによって使用されることになっているＭＣＳを指示する、段階とを備える。

【0047】

第３態様の第３の実装形態に係る方法の第４の可能な実装形態において、第２制御メッセージはさらに、グラントフリーデータ伝送についてのＭＣＳを更新するようにユーザデバイスに命令するＭＣＳ更新命令を指示する。

【0048】

第３態様の第３または第４の実装形態に係る方法の第５の可能な実装形態において、第２制御メッセージはさらに、グラントフリーデータ伝送において、異なる無線リソースのためにユーザデバイスによって使用されることになっている異なる、または、複数のＭＣＳを指示する。

【0049】

第３態様の上述の実装形態、または、第３態様自体のいずれかに係る方法の第６の可能な実装形態において、方法は、複数のユーザデバイスのうちの少なくとも１つのユーザデバイスを少なくとも２つの異なるユーザデバイスグループにグループ化する段階を備える。

【0050】

第３態様の上述の実装形態、または、第３態様自体のいずれかに係る方法の第７の可能な実装形態において、方法は、ユーザデバイスグループにおけるユーザデバイスから受信された複数のグラントフリーデータ伝送におけるデータパケットについての到着時間間隔を推定する段階と、受信された複数の参照信号および推定された到着時間間隔に基づいて、ユーザデバイスグループについての受信器フィルタを再計算する段階とを備える。

【0051】

第３態様の上述の実装形態、または、第３態様自体のいずれかに係る方法の第８の可能な実装形態において、方法は、複数のユーザデバイスに関連する複数の新しい参照信号を受信する段階と、受信された複数の新しい参照信号に基づいてユーザデバイスグループについての受信器フィルタを再計算する段階とを備える。

【0052】

第３態様の上述の実装形態、または、第３態様自体のいずれかに係る方法の第９の可能な実装形態において、方法は、複数のユーザデバイスに関連する複数の新しい参照信号を受信する段階と、受信された複数の新しい参照信号に基づいて、複数のユーザデバイスを少なくとも１つの新しいユーザデバイスグループに再グループ化する段階とを備える。

【0053】

第３態様の上述の実装形態、または、第３態様自体のいずれかに係る方法の第１０の可能な実装形態において、異なるユーザデバイスグループのために割り当てられた無線リソースは互いに直交する。

【0054】

本発明の第４態様によれば、上述の目的および他の目的は、少なくとも１つの参照信号をネットワークノードへ伝送する段階と、第１制御メッセージをネットワークノードから受信する段階であって、第１制御メッセージはグラントフリーデータ伝送についての無線リソースを指示する、段階と、第２制御メッセージをネットワークノードから受信する段階であって、第２制御メッセージは、指示された無線リソースに関連する少なくとも１つのＭＣＳを指示する、段階と、指示されたＭＣＳを使用して、指示された無線リソースにおいて、データパケットをネットワークノードへ伝送する段階とを備える方法を用いて実現される。

【0055】

第４態様に係る方法の第１の可能な実装形態において、第２制御メッセージはさらに、グラントフリーデータ伝送のためのＭＣＳを更新するように命令するＭＣＳ更新命令を指示し、当該方法は、更新されたＭＣＳを使用して、指示された無線リソースにおいてデータパケットをネットワークノードへ伝送する段階を備える。

【0056】

第４態様の第１の可能な実装形態、または、第４態様自体に係る方法の第２の可能な実装形態において、第２制御メッセージはさらに、グラントフリーデータ伝送において、異なる無線リソースのために使用されることになっている異なる、または、複数のＭＣＳを指示し、当該方法は、異なる無線リソースのためのＭＣＳを使用して、指示された無線リソースにおいて、データパケットをネットワークノードへ伝送する段階を備える。

【0057】

第３または第４態様に係る任意の方法の利点は、第１もしくは第２態様に係る対応するネットワークノードまたはユーザデバイスについての利点と同一である。

【0058】

本発明の実施形態は、符号化手段を特徴とするコンピュータプログラムにも関連し、これは、処理手段により実行されるとき、上記処理手段に本発明に係る任意の方法を実行させる。さらに、本発明は、コンピュータ可読媒体および上述のコンピュータプログラムを含むコンピュータプログラム製品にも関連し、上述のコンピュータプログラムは、コンピュータ可読媒体に含まれ、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＰＲＯＭ（プログラマブルＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能ＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（電気的ＥＰＲＯＭ）、およびハードディスクドライブの群からの１または複数から構成される。

【0059】

本発明のさらなる適用および利点が、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0060】

添付図面は、本発明の種々の実施形態を明確化し、説明するよう意図されている。

【図1】本発明の実施形態に係るネットワークノードを示す。

【図2】本発明の実施形態に係る方法のフローチャートを示す。

【図3】本発明の実施形態に係るユーザデバイスを示す。

【図4】本発明の実施形態に係る方法のフローチャートを示す。

【図5】無線通信システムにおける本発明の実施形態を図示する。

【図6】本発明の実施形態のフローチャートを示す。

【図7】本発明の実施形態のフローチャートを示す。

【図8】２つの異なるユーザデバイスグループについての直交無線リソースを図示する。

【図9】受信器フィルタ最適化を図示する。

【図10】本発明の実施形態のシグナリング態様を図示する。

【図11】本発明の実施形態の性能結果を示す。

【発明を実施するための形態】

【0061】

本発明の実施形態は、ユーザデバイスがコンテンションベース伝送を利用することなくグラントフリー方式で伝送することを可能にする、ネットワークノード、ユーザデバイス、および、対応する方法に関する。

【0062】

図１は、本発明の実施形態に係るネットワークノード１００を示す。ネットワークノード１００は、図１において矢印で図示されている通信手段１１０を用いてプロセッサ１０４に通信可能に連結された送受信器１０２を備える。この実施形態におけるネットワークノード１００はさらに、例えばＬＴＥなどの無線通信システム５００における無線通信のために構成されているアンテナ１０８を備える。アンテナは、例えば、マルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）対応アンテナアレイであり得る。

【0063】

本解決法によれば、ネットワークノード１００の送受信器１０２は、複数のユーザデバイス３００ａ、３００ｂ、...、３００ｎに関連する複数の参照信号５０２ａ、５０２ｂ、...、５０２ｎを受信するように構成されている（図５を参照）。ネットワークノード１００のプロセッサ１０４は、受信された複数の参照信号５０２ａ、５０２ｂ、...、５０２ｎに基づいて、複数のユーザデバイス３００ａ、３００ｂ、...３００ｎを少なくとも１つのユーザデバイスグループ３１０ｎにグループ化するように構成されている。プロセッサ１０４はさらに、グラントフリーデータ伝送のための無線リソースをユーザデバイスグループ３１０ｎに割り当てるように構成されている。プロセッサ１０４はさらに、受信された複数の参照信号５０２ａ、５０２ｂ、...、５０２ｎ、および、割り当てられた無線リソースに基づいて、ユーザデバイスグループ３１０ｎのための受信器フィルタ１０６を計算するように構成されている。送受信器１０２はさらに、割り当てられた無線リソースにおいて、ユーザデバイスグループ３１０ｎにおけるユーザデバイス３００ｎから複数のグラントフリーデータ伝送を受信するように構成されている。プロセッサ１０４はさらに、計算された受信器フィルタ１０６に基づいて、ユーザデバイスグループにおけるユーザデバイス３００ｎからのグラントフリーデータ伝送を分離するように構成されている。図１は、プロセッサ１０４がどのようにユーザデバイスを１または複数のユーザデバイスグループ３１０ａ、３１０ｂ、...、３１０ｎにグループ化するかを図示している。

【0064】

図２は、図１に示されているもののような、ネットワークノード１００において実行され得る、本発明の実施形態に係る対応する方法２００を示す。方法２００は、複数のユーザデバイス３００ａ、３００ｂ、...、３００ｎに関連する複数の参照信号５０２ａ、５０２ｂ、...、５０２ｎを受信する段階２０２を備える。方法２００はさらに、受信された複数の参照信号５０２ａ、５０２ｂ、...、５０２ｎに基づいて、複数のユーザデバイス３００ａ、３００ｂ、...、３００ｎを少なくとも１つのユーザデバイスグループ３１０ｎにグループ化する段階２０４を備える。方法２００はさらに、グラントフリーデータ伝送のための無線リソースをユーザデバイスグループ３１０ｎに割り当てる段階２０６を備える。方法２００はさらに、受信された複数の参照信号５０２ａ、５０２ｂ、...、５０２ｎ、および、割り当てられた無線リソースに基づいて、ユーザデバイスグループ３１０ｎのための受信器フィルタ１０６を計算する段階２０８を備える。方法２００はさらに、割り当てられた無線リソースにおいて、ユーザデバイスグループ３１０ｎにおけるユーザデバイス３００ｎから複数のグラントフリーデータ伝送を受信する段階２１０を備える。方法２００はさらに、計算された受信器フィルタ１０６に基づいて、ユーザデバイスグループにおけるユーザデバイス３００ｎからのグラントフリーデータ伝送を分離する段階２１２を備える。

【0065】

本明細書において記載されるネットワークノード１００はまた、アクセスノードまたはアクセスポイントまたは基地局として示され得て、基地局は例えば、使用される技術および用語に応じて、いくつかのネットワークにおいて、伝送器、「ｅＮＢ」、「ｅＮｏｄｅＢ」、「ＮｏｄｅＢ」、「ｇＮＢ」または「Ｂノード」と称され得る無線基地局（ＲＢＳ）である。アクセスネットワークノードは、伝送電力に基づいて、また、従ってセルサイズに基づいて、例えば、マクロｅＮｏｄｅＢ、ホームｅＮｏｄｅＢ、または、小型基地局など、種々のクラスのものであり得る。アクセスネットワークノードは、ステーション（ＳＴＡ）であり得る。これは、無線媒体（ＷＭ）へのＩＥＥＥ ８０２．１１準拠媒体アクセス制御（ＭＡＣ）および物理層（ＰＨＹ）インタフェースを含む任意のデバイスである。また、アクセスネットワークノード３００ａ、３００ｂは、有線通信システムにおけるネットワークノードであり得る。さらに、ＩＥＥＥ、インターネットエンジニアリングタスクフォース（ＩＥＴＦ）、および、国際電気通信連合（ＩＴＵ）によって公布される規格、３ＧＰＰ規格、ならびに、第５世代（５Ｇ）規格などがサポートされる。様々な実施形態において、ネットワークノード４００は、ＷＬＡＮについてのＩＥＥＥ ８０２．１１規格（例えば、８０２．１１ａ、ｂ、ｇ／ｈ、ｊ、ｎ、およびその派生）、および／もしくは、ＷＭＡＮについての８０２．１６規格（例えば、８０２．１６−２００４、８０２．１６．２−２００４、８０２．１６ｅ、８０２．１６ｆおよびその派生）を含む１または複数のＩＥＥＥ８０２規格、ならびに／または、３ＧＰＰ ＬＴＥ規格に従って情報を通信し得る。アクセスネットワークノード３００ａ、３００ｂは、地上デジタルビデオブロードキャスティング（ＤＶＢ−Ｔ）放送規格、および、高性能無線ローカルエリアネットワーク（ＨｉｐｅｒＬＡＮ）規格のうちの１つまたは複数に従って情報を通信し得る。

【0066】

実施形態において、ネットワークノード１００のプロセッサ１０４は、ユーザデバイスグループ３１０ｎにおける少なくとも１つのユーザデバイス３００ｎのための第１制御メッセージ５０４ｎを決定するように構成されている。第１制御メッセージ５０４ｎは、グラントフリー伝送のために割り当てられた無線リソースを指示する。送受信器１０２はさらに、第１制御メッセージ５０４ｎをユーザデバイス３００ｎへ伝送するように構成されている。従って、この実施形態は、グラントフリー伝送のために割り当てられた無線リソースをユーザデバイスへシグナリングすることに関する。

【0067】

一実施形態において、各ユーザデバイス３００は、例えばいわゆるビーコン信号を伝送することによって、ＵＬ参照信号をネットワークノード１００へ周期的に伝送すると想定する。そのようなＵＬ参照信号は、物理リソース上で伝送され、それらはユーザデバイス３００ａ、３００ｂ、...、３００ｎの間で重複しない（すなわち直交している）。これらのＵＬ参照信号は、伝送器におけるチャネル状態情報（ＣＳＩＴ）を取得するために使用される。代替的に、そのようなＵＬ参照信号は、ユーザデバイス３００ｎの位置を推定およびトラッキングして位置情報を取得するために使用され得る。ＵＬ参照信号は、ユーザデバイス３００ｎがグラントフリーＵＬデータを伝送するときにいつも最新のＣＳＩＴまたはおよその位置推定を想定できるような方式で割り当てられる。

【0068】

特に、ネットワークノード１００は、周期的に伝送されるＵＬ参照信号から、ユーザデバイス３００ｎのチャネルおよび／または位置を推定およびトラッキングし得る。これにより、ネットワークノード１００は、ユーザデバイス３００ｎのチャネルおよび／または位置が異なっている限り、同一の時間および周波数のリソース上で送信されたユーザデバイス伝送をネットワークノード１００が受信できるような方式で、そのＭＵ−ＭＩＭＯ対応アンテナアレイについての受信器フィルタのウェイトを計算できる。従って、複数のユーザデバイスからのＵＬ伝送を空間的に分離でき、エラーを生じさせない方式で受信できる。

【0069】

制御シグナリングをさらに減少させるべく、ユーザデバイス３００によるＵＬグラントフリー伝送のために、ロバストな変調および符号化方式（ＭＣＳ）をデフォルトで使用できる。しかしながら、提案された方式の全体的な性能を最適化するべく、ネットワークノード１００は、ユーザデバイスのために個々にＭＣＳを更新でき、さらに、ＭＣＳの決定に使用される信号対干渉および雑音比（ＳＩＮＲ）が失効したことをネットワークノード１００が検出したとき、再更新できる。

【0070】

さらなる実施形態において、プロセッサ１０４はさらに、受信された複数の参照信号５０２ａ、５０２ｂ、...、５０２ｎに基づいて、少なくとも１つのＭＣＳを決定するように構成されている。さらに、送受信器１０２は、第２制御メッセージ５０６ｎをユーザデバイス３００ｎへ伝送するように構成されている。第２制御メッセージ５０６ｎは、グラントフリーデータ伝送においてユーザデバイス３００ｎによって使用されることになっているＭＣＳを指示する。

【0071】

一実施形態において、第１制御メッセージ５０４ｎおよび第２制御メッセージ５０６ｎは、異なる時間インスタンスにおいて伝送される。別の実施形態において、第１制御メッセージ５０４ｎおよび第２制御メッセージ５０６ｎは、同一の時間インスタンスにおいて、例えば同一の制御シグナリングにおいて伝送される。

【0072】

一実施形態において、第２制御メッセージ５０６ｎはさらに、グラントフリーデータ伝送のためのＭＣＳを更新するようにユーザデバイス３００ｎに命令するＭＣＳ更新命令を指示する。それにより、ＭＣＳ更新機構が提供される。

【0073】

実施形態において、第２制御メッセージ５０６ｎはさらに、グラントフリーデータ伝送において、ユーザデバイス３００ｎによって異なる無線リソースのために使用されることになっている異なる、または複数のＭＣＳを指示する。

【0074】

図３は、本発明の実施形態に係るユーザデバイス３００を示す。ユーザデバイス３００は、図１において矢印で図示されている通信手段３１０を用いてプロセッサ３０４と通信可能に連結されている送受信器３０２を備える。この実施形態におけるユーザデバイス３００はさらに、無線通信システム５００における無線通信のために構成されたアンテナ３０６を備える。

【0075】

本解決法によれば、ユーザデバイス３００の送受信器３０２は、少なくとも１つの参照信号５０２ｎをネットワークノード１００へ伝送するように構成されている。送受信器３０２はさらに、第１制御メッセージ５０４ｎをネットワークノード１００から受信するように構成されている。第１制御メッセージ５０４ｎは、グラントフリーデータ伝送のための無線リソースを指示する。送受信器３０２はさらに、第２制御メッセージ５０６ｎをネットワークノード１００から受信するように構成されている。第２制御メッセージ５０６ｎは、指示された無線リソースに関連する少なくとも１つのＭＣＳを指示する。送受信器３０２はさらに、指示されたＭＣＳを使用して、グラントフリーデータ伝送のための指示された無線リソースにおいて、データパケットをネットワークノード１００へ伝送するように構成されている。

【0076】

図４は、図３において示されるもののような、ユーザデバイス３００において実行され得る、本発明の実施形態に係る対応する方法４００を示す。方法４００は、少なくとも１つの参照信号５０２ｎをネットワークノード１００へ伝送する段階４０２を備える。方法４００はさらに、第１制御メッセージ５０４ｎをネットワークノード１００から受信する段階４０４であって、第１制御メッセージ５０４ｎはグラントフリーデータ伝送のための無線リソースを指示する、段階を備える。方法４００はさらに、第２制御メッセージをネットワークノード１００から受信する段階４０６を備え、第２制御メッセージ５０６ｎは、指示された無線リソースに関連する少なくとも１つのＭＣＳを指示する。方法４００はさらに、指示されたＭＣＳを使用して、指示された無線リソースにおいて、データパケットをネットワークノード１００へ伝送する段階４０８を備える。

【0077】

本明細書において説明されるユーザデバイス３００は、セルラー無線システムと称されることもある無線通信システムにおいて無線通信可能なユーザ装置（ＵＥ）、移動局（ＭＳ）、無線端末、もしくは、移動端末のうちのいずれかであり得る。ＵＥはさらに、モバイルフォン、セルラー電話、コンピュータタブレット、または、無線機能を有するラップトップとも呼ばれ得る。本文脈におけるＵＥは、無線アクセスネットワークを介して、別の受信器またはサーバなどの別のエンティティと音声またはデータを通信可能な、例えば、ポータブル、ポケット内収容可能、ハンドヘルド、コンピュータ内蔵、または車載モバイルデバイスであり得る。ＵＥは、無線媒体（ＷＭ）へのＩＥＥＥ ８０２．１１準拠媒体アクセス制御（ＭＡＣ）および物理層（ＰＨＹ）インタフェースを含む任意のデバイスであるステーション（ＳＴＡ）であってよい。さらに、ＩＥＥＥ、インターネットエンジニアリングタスクフォース（ＩＥＴＦ）、および、国際電気通信連合（ＩＴＵ）によって公布される規格、３ＧＰＰ規格、ならびに、第５世代（５Ｇ）規格などがサポートされる。様々な実施形態において、受信デバイス１００は、ＷＬＡＮについてのＩＥＥＥ ８０２．１１規格（例えば、８０２．１１ａ、ｂ、ｇ／ｈ、ｊ、ｎ、およびその派生）、および／もしくは、ＷＭＡＮについての８０２．１６規格（例えば、８０２．１６−２００４、８０２．１６．２−２００４、８０２．１６ｅ、８０２．１６ｆおよびその派生）を含む１または複数のＩＥＥＥ８０２規格、ならびに／または、３ＧＰＰ ＬＴＥ規格に従って情報を通信し得る。受信デバイス１００は、地上デジタルビデオブロードキャスティング（ＤＶＢ−Ｔ）放送規格、および、高性能無線ローカルエリアネットワーク（ＨｉｐｅｒＬＡＮ）規格のうちの１つまたは複数に従って情報を通信し得る。

【0078】

ネットワーク側での利用可能な自由度に対して高いユーザデバイス密度に対応するべく、ユーザデバイス３００ａ、３００ｂ、...、３００ｎは、別個のユーザデバイスグループ３１０ａ、３１０ｂ、...３１０ｎに分けられる。これらのグループには、グラントフリーＵＬ伝送のための重複しない時間または周波数または符号のリソースブロックが割り当てられ得る。しかしながら、各グループにおいて、同一のグループのユーザデバイスは、そのようなリソースブロックを共有する。少なくとも１つのユーザデバイス３００を２つまたはより多くのグループに割り当てることができることに留意されたい。例えば、ユーザのグループ化のために、様々なスケジューリング指標を使用できる。これらの指標は、例えば、ユーザ間の空間直交性、過去の平均ユーザスループット、ＳＩＮＲ推定、最後のチャネル状態情報（ＣＳＩ）測定からの時間などであり得る。

【0079】

上述のように、そのような指標の１つは、受信された複数の参照信号５０２ａ、５０２ｂ、...、５０２ｎに基づき得る。「基づく」とは、多くの代替例があることを示唆し得る。一例は、シグナリング強度および干渉に関連するすべての態様である。他の例は、例えば、受信された参照信号５０２ａ、５０２ｂ、...、５０２ｎから取得され得る、位置および空間相関に関連し得る。

【0080】

従って、一実施形態において、ネットワークノード１００のプロセッサ１０４は、受信された複数の参照信号５０２ａ、５０２ｂ、...、５０２ｎに基づいて、ユーザデバイス３００ａ、３００ｂ、...、３００ｎについての位置情報を取得するように構成されている。プロセッサ１０４はさらに、複数のユーザデバイス３００ａ、３００ｂ、...、３００ｎについての取得された位置情報に基づいて、複数のユーザデバイス３００ａ、３００ｂ、...、３００ｎをグループ化するように構成されている。

【0081】

従って、別の実施形態において、ネットワークノード１００のプロセッサ１０４は、受信された複数の参照信号５０２ａ、５０２ｂ、...、５０２ｎの空間相関を取得し、取得された空間相関に基づいて、ユーザデバイス３００ａ、３００ｂ、...、３００ｎをグループ化するように構成されている。

【0082】

図５は、無線通信システム５００における本解決法を図示する。ネットワークノード１００は、ユーザデバイス３００ａ、３００ｂ、...、３００ｎに関連する参照信号５０２ａ、５０２ｂ、...、５０２ｎを受信する。ネットワークノード１００は、受信された参照信号５０２ａ、５０２ｂ、...、５０２ｎに基づいて、ユーザデバイス３００ａ、３００ｂ、...、３００ｎをグループ化する。その後、ネットワークノード１００は、無線リソースを割り当て、１または複数の受信器フィルタ１０６を計算する。さらに、図５において、ネットワークノード１００がどのように第１制御メッセージ５０４ｎおよび第２制御メッセージ５０６ｎをユーザデバイス３００ｎへ伝送するかが図示されている。ユーザデバイス３００ｎは、第１制御メッセージ５０４ｎおよび第２制御メッセージ５０６ｎを受信すると、アップリンク（ＵＬ）において、グラントフリー方式でネットワークノード１００へ伝送する。グラントフリー伝送は、第１制御メッセージ５０４ｎにおいて指示される無線リソースにおいて実行される。グラントフリー伝送はさらに、第２制御メッセージ５０４ｎにおいて指示される１または複数のＭＣＳにおいて実行される。

【0083】

図６は、ユーザデバイスが異なるグループにグループ化される、本発明の実施形態のフローチャートを示す。段階６０２において、ネットワークノード１００は、ＵＬデータを伝送し得る、潜在的にアクティブなユーザデバイスのリストを生成する。段階６０４において、ネットワークノード１００は、潜在的にアクティブなユーザデバイスを１または複数のグループにグループ化する。ネットワークノード１００が、潜在的にアクティブなユーザデバイスをすべてサポートできる場合、１つのグループで十分であり得る。そうでない場合、ネットワークノード１００は、潜在的にアクティブなユーザデバイスを複数のグループにグループ化する。段階６０６において、ネットワークノード１００は、直交無線リソースを異なるグループに割り当てる。直交無線リソースは、重複しない時間、周波数、符号などであり得る。しかしながら、同一のグループにおける無線リソースは、直交しない。

【0084】

図７は、ネットワークノード１００における受信器フィルタ再計算およびＭＣＳインデックス更新手順のための機構を図示する。段階７０２において、ネットワークノード１００は、新しい参照信号５０２ａ'、５０２ｂ'、...、５０２ｎ'をユーザデバイスから受信する（図５も参照）。ネットワークノード１００は、新しい参照信号５０２ａ'、５０２ｂ'、...、５０２ｎ'に基づいて、ユーザデバイスを新しい一連のユーザデバイスグループに再グループ化し得る。段階７０４において、ネットワークノード１００は、各グループのための受信器フィルタを再計算する。段階７０６において、ネットワークノード１００は、グループにおけるすべてのユーザデバイスについてＳＮＩＲを推定する。段階７０８において、ネットワークノード１００は、推定されたＳＮＲに基づいて、グループにおけるユーザデバイスにシグナリングされたＭＣＳがまだ有効であるかどうかを確認する。すでにシグナリングされたＭＣＳが有効である場合、さらなる動作は実行されない（すなわち、図７のＹＥＳ）。しかしながら、すでにシグナリングされたＭＣＳが有効でない、すなわち、図７でＮＯである場合、段階７１０において、ネットワークノード１００は、グループにおけるユーザデバイスについてのＭＣＳを更新し、第２制御メッセージにおいて、更新されたＭＣＳをユーザデバイスへシグナリングする（図７には示されていない）。

【0085】

図７に図示されているように、段階７０４は、段階７０２によってトリガされる。すなわち、新しいＣＳＩＴが取得される（例えばアップリンクパイロットシグナリングが測定される）とき、または、ユーザデバイスの位置が更新されるとき、または、１もしくは複数のユーザデバイスがグループに追加されるか、もしくは、そこから除外されるとき、ネットワークノード１００は、段階７０４においてマルチアンテナ受信器フィルタを再計算する。受信器フィルタは、干渉およびノイズの存在下で、空間選択的な方式で、目的の信号を受信するためのものである。受信器フィルタの更新は、各ユーザグループについて別個に実行される。マルチアンテナ受信器フィルタがネットワークノード１００によって計算されると、段階７０６において、すべてのユーザデバイスについてＳＩＮＲ推定が更新される。段階７０８において、所与のユーザデバイスについて新しく計算されたＳＩＮＲ推定により、ユーザデバイスによって使用されるものと著しく異なるＭＣＳ値が生じる場合、ネットワークノード１００は、更新されたＭＣＳ命令（例えば、更新インデックス）をＤＬ制御チャネル上でユーザデバイスへ伝送して、その後のグラントフリーＵＬデータ伝送のためにユーザデバイスによって使用されるようにする。

【0086】

従って、一実施形態において、ネットワークノード１００の送受信器１０２は、複数のユーザデバイス３００ａ、３００ｂ、...、３００ｎに関連する、複数の新しい参照信号５０２ａ'、５０２ｂ'、...、５０２ｎ'を受信するように構成されている。さらに、ネットワークノード１００のプロセッサ１０４は、受信された複数の新しい参照信号５０２ａ'、５０２ｂ'、...、５０２ｎ'に基づいて、受信器フィルタ１０６を再計算するように構成されている。

【0087】

さらなる実施形態において、ネットワークノード１００の送受信器１０２は、複数のユーザデバイス３００ａ、３００ｂ、...、３００ｎに関連する、複数の新しい参照信号５０２ａ'、５０２ｂ'、...、５０２ｎ'を受信するように構成されている。さらに、ネットワークノード１００のプロセッサ１０４は、受信された複数の新しい参照信号５０２ａ'、５０２ｂ'、...、５０２ｎ'に基づいて、複数のユーザデバイス３００ａ、３００ｂ、...、３００ｎを少なくとも１つの新しいユーザデバイスグループ３１０ｎに再グループ化するように構成されている。

【0088】

図７に対するさらなる注釈をここでいくつか示す。第１に、アクティブなユーザデバイスは、ＵＬ参照信号を周期的に伝送すると想定し、これにより、ネットワークノードはＭＩＭＯチャネルおよび／またはユーザデバイスの位置をトラッキングし続けることができる。第２に、図７に示されるネットワークノード手順は、基地局によって、または、ネットワーク内の１もしくは複数の基地局を制御する他のネットワークデバイス、例えば、無線ネットワークコントローラなどの制御デバイスにおいて実行できる。最後に、図７における実施形態は、「最悪のケース」のシナリオを想定している。なぜなら、受信器フィルタを計算するとき、および、ＭＣＳを選択するためにＳＩＮＲを推定するとき、グループ内のすべてのＵＥが同時に伝送できることが想定されているからである。

【0089】

上述のように、ユーザデバイス３００を複数のグループに同時に割り当てることが可能である。このことは、複数のグループに割り当てられたユーザデバイス３００が、複数のグループに割り当てられた無線リソースをグラントフリーＵＬ伝送の送信に利用できることを意味する。しかしながら、ネットワークノード１００はこれにより、ユーザデバイス３００が割り当てられている各グループについて、別個のユーザ固有ＭＣＳを計算する必要がある。ユーザデバイス３００は、制御シグナリングを用いて動的に構成され得るか、または、例えば、予め定義されたグループインデックスを有する予め定義された無線リソースを使用するためのＲＲＣシグナリングを用いて割り当てられ得るかのいずれかである。次に、割り当てられた無線リソースに対応する（１つまたは複数の）ＵＬグループインデックスだけがＵＥにシグナリングされ得る。

【0090】

物理リソース割り当ての簡略化された例が図８に図示されている。図８における例において示されるように、異なる時間インスタンスにおいて伝送することが許可されているので、割り当てられた直交無線リソースであるユーザデバイスグループが２つある。

【0091】

一実施形態において、ネットワークノード１００は、各ユーザデバイス３００について、ＵＬパケット到着時間間隔を推定する。従って、ユーザデバイスが伝送していない可能性が非常に高いときの期間を成功裏に予測できると仮定すると、ネットワークノード１００は、受信器フィルタおよびＳＩＮＲ推定を最適化することができる。予測可能性を向上させるために、個々のユーザデバイスについて、半永続的なＵＬ伝送ウィンドウを割り当てることによって、一定時間のウィンドウのみを使用するようにユーザデバイスに強制することも可能である。

【0092】

図９において、（同一の周波数を使用する）ユーザ１、２、３および４についてＵＬ伝送時間ウィンドウを示すことによる受信器フィルタ計算最適化が図示されている。そのようなＵＬ伝送は、ネットワークノードがデータパケットの到着時間間隔を推定することによって推測される。図９における処理ボックスＡにおいて、受信器フィルタおよびＭＣＳは両方とも、時間スロットの端において更新される。これにより、各期間において、ユーザデバイスのための最適なＭＣＳを計算できる。しかしながら、この手順から利益を得るためには、ネットワークノード１００は、受信器フィルタが変化したときはいつも、ユーザデバイスのための新しいＭＣＳを指示する必要がある。このことは、例えば、各ユーザデバイスについての各時間スロットについて、異なるＭＣＳの値が与えられるような方式で実行できる。ＭＣＳは、ＤＬ制御シグナリングによって更新されるか、または、予め割り当てられたＭＣＳ割り当て表から、個別にユーザデバイス３００によって更新されるかのいずれかである。例えば、一定期間にＮ個の時間スロットがある場合、その期間について、Ｎ個の異なるＭＣＳを割り当てることが可能である。異なる受信器フィルタが適用されるとき、ユーザデバイスについてのＳＩＮＲ推定が著しく変化すると想定される場合、ＭＣＳは、最適な性能に到達するためにも変更されるべきである。図９において、対応する受信器フィルタを最適化するべく、ユーザ４には、５つの隣接する時間スロットについて、５つの異なるＭＣＳが割り当てられる必要があることが分かる。これらの５つの時間スロット中、チャネルが著しく経時変化しない場合、ＳＩＮＲ推定は変化せず、ユーザ４は再度、同一のＭＣＳ割り当てを再使用できる。従って、変更は不要である。また、ユーザ３は、わずか１つのＭＣＳ値で最適な性能に到達することが分かる。ユーザ１および２は、２つのＭＣＳ値を両方とも必要とする。上述のように、より少ないＭＣＳ指示シグナリングが望ましい場合、最悪のケースのシナリオ（すなわち、全ユーザが同時に伝送することが想定される）に従って、各ユーザデバイスについて、単一のＭＣＳだけを割り当てることも可能である。性能を最適化するべく、受信器フィルタは、ユーザデバイスの異なるセットの各々について更新される必要がある。これはまた、ユーザデバイスによって経験されるＳＩＮＲを変動させる。このことは、受信器フィルタにおいて、ユーザデバイスの異なるセットの各々について、異なるＭＣＳが要求される可能性が非常に高いことを意味する。このことは、性能最大化が目標である場合、各ユーザデバイス３００について、複数のＭＣＳが必要であることを意味している。別の選択肢は、単一の（「最悪のケース」）受信器フィルタのみを使用して、ＭＣＳの更新を最低限に抑えることである。

【0093】

ネットワークノード１００はまた、受信されたシグナリングについて、複数の受信器フィルタを適用し（すなわち、伝送している可能性があるユーザの異なる組み合わせを使用することによって、複数の受信器フィルタの選択肢を計算し）、最適な受信器フィルタを使用できることに留意すべきである。しかしながら、問題は、ユーザデバイス３００がこのプロセスを認識せず、従って、ＭＣＳは、ユーザデバイス３００に対して事前に指示される必要があることである。信頼性と性能との間でバランスをとるべく、ＭＣＳ選択は、ＳＩＮＲ推定、および、例えばユーザの移動性によって生じた、推定されたチャネル経時変化に関して、悲観的または楽観的のいずれかであり得る。チャネル経時変化は、いくらか前に送信されたパイロットから推定された、実際の伝送について、より低いＳＩＮＲをもたらす可能性が非常に高い。

【0094】

図１０は、本発明のさらなる重要なシグナリングの態様をいくつか図示する。ネットワークノード１００は、参照信号５００ｎをユーザデバイス３００から受信する。実施形態によれば、ネットワークノード１００は、第１制御メッセージ５０４および第２制御メッセージ５０６をユーザデバイス３００へ伝送する。言及された制御メッセージ５０４および５０６の内容は、上で説明した。ユーザデバイス３００は、第１および第２制御メッセージ５０４および５０６にそれぞれ従って、グラントフリー（ＧＦ）伝送を実行する。ユーザデバイス３００は、図１０において新しい参照信号５０２ｎ'として示された参照信号を伝送し続ける。ネットワークノード１００は、新しい参照信号５０２ｎ'に基づいて、ユーザデバイス３００の再グループ化、受信器フィルタ１０６の再計算、１または複数のＭＣＳの再計算などを行い得る。図１０に図示される更新およびフィードバックの機構は、ユーザデバイス３００がアクティブである限り継続し得る。

【0095】

本発明の実施形態の効果は、アクティブなユーザデバイスが、スケジューリングおよびグラントシグナリングの負担無しで、それらのＵＬデータを送信できることである。ユーザデバイスは、最良とみられる利用可能なＵＬ無線リソースを個別に利用できる。このことは、伝送は、例えば任意のＯＦＤＭシンボルで開始および停止できることを意味する。さらに、コンテンションベース方式は、本解決法において不要であり、また、要求もされないので、結果として、従来の解決法と比較して、無線通信システム５００におけるスペクトル効率が改善される。

【0096】

本解決法の有効性は、動的５Ｇ ＴＤＤシステムレベルシミュレータを用いても証明された。このシミュレータは、各々が２０のアンテナを含むネットワークノード（または基地局）を有する超高密度ネットワークをモデリングする。密度は１０００ユーザ／ｋｍ^２、ユーザデバイスの移動速度は５０ｋｍ／時であると想定する。ＤＬとＵＬとの間の性能比較をより容易にするべく、ＤＬとＵＬとの間のリソースの分割は、５０対５０にした。シミュレーションにおいて、ＵＬ伝送のための同一の物理リソースが、シミュレーション領域内のすべてのユーザデバイスに割り当てられた。すべてのユーザデバイスはアクティブであり、従って、パイロットの形態でＵＬ参照信号を送信した。ネットワークは、すべてのユーザデバイスについて、チャネル状態情報を最新に維持するべく、そのようなパイロット伝送を使用した。ネットワークノードは、新しいチャネル測定が利用可能になるたびに、それらの受信器フィルタを個別に更新した。ＳＩＮＲ推定が著しく変化する場合に受信器フィルタが再計算されてＭＣＳがユーザデバイスにシグナリングされるたびに、ＳＩＮＲ推定が更新される。最悪のケースのシナリオをシミュレートするべく、すべてのユーザデバイスは、常にバッファが一杯の状態でＵＬデータを送信する。

【0097】

上述のようなシミュレーション試験の性能結果は、図１１におけるＵＬスループットＣＤＦにおいて示されている。図１１におけるＸ軸は、ユーザスループットをＭｂｐｓ単位で示し、図１１におけるＹ軸は、確率を示す。図１１から、本解決法が有効であることが分かる。１％のユーザだけが、シミュレーション中にアップリンク伝送の完全な停止を経験した。しかしながら、実際にはデータトラフィックはバースト的な性質を有するので、同時伝送の量が減少し、従って、干渉が減少することに留意する必要がある。さらに、ユーザデバイスをグループ化し、別個のユーザデバイスグループのために、別個の時間または周波数または符号のリソースを割り当てることによって、干渉が減少する可能性があり得て、より均一なスループットの分配が可能になる。５Ｇ超高密度ネットワークにおける、提案されるグラントフリーアップリンク解決法における最悪のケースの性能は、５０ｋｍ／時で移動するユーザを伴うものである。従来のコンテンションベースのグラントフリーの解決法の性能は、はるかに小さいアップリンクトラフィックの負荷であれば、急減していたであろうことにさらに留意すべきである。このシミュレーション試験は、本願のグラントフリーの解決法が、少なくとも試験された環境、すなわち超高密度ネットワークにおいて、すべてのＵＬデータ伝送に適用可能であることを示唆している。

【0098】

さらに、本発明に係る任意の方法は、符号化手段を有するコンピュータプログラム内において実装され得る。コンピュータプログラムは、処理手段によって実行されるとき、処理手段に、方法の段階を実行させる。コンピュータプログラムは、コンピュータプログラム製品のコンピュータ可読媒体内に含まれる。コンピュータ可読媒体は、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＰＲＯＭ（プログラマブルリードオンリメモリ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能ＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能ＰＲＯＭ）、またはハードディスクドライブなどの任意のメモリを本質的に含み得る。

【0099】

さらに、当業者であれば、本ネットワークノード１００またはユーザデバイス３００は、本解決法を実行するために、例えば、機能、手段、ユニット、要素などの形態で、必要な通信能力を有することを理解するであろう。そのような手段、ユニット、要素、および機能の他の例は、プロセッサ、メモリ、バッファ、制御ロジック、エンコーダ、デコーダ、レートマッチャ（ｒａｔｅ ｍａｔｃｈｅｒ）、デレートマッチャ（ｄｅ‐ｒａｔｅ ｍａｔｃｈｅｒ）、マッピングユニット、乗算器、決定ユニット、選択ユニット、スイッチ、インタリーバ、デインタリーバ、モジューレタ、デモジュレータ、入力、出力、アンテナ、増幅器、受信器ユニット、伝送器ユニット、ＤＳＰ、ＭＳＤ、ＴＣＭエンコーダ、ＴＣＭデコーダ、電源ユニット、給電線、通信インタフェース、通信プロトコルなどである。これらは、本解決法を実行するために、適切に共に配置される。

【0100】

特に、プロセッサ１０４および３０４は、例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、処理ユニット、処理回路、プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、マイクロプロセッサ、または、命令を解釈および実行し得る他の論理処理ロジックの１または複数のインスタンスを含み得る。従って、「プロセッサ」という表現は、複数の処理回路を含む処理回路を表してよい。例えば、上述されたものうちのいずれか、いくつか、またはすべてなどである。処理回路は、データの入力、出力、および処理のためのデータ処理機能をさらに実行してよい。それらの機能には、コール処理制御、ユーザインタフェース制御、または同様のものなどの、データバッファリングおよびデバイス制御機能が含まれる。

【0101】

最後に、本発明は上述された実施形態に限定されるものではなく、添付の独立請求項の範囲内のすべての実施形態にも関連し、これらを含むものであることが理解されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】