特開 2023-118073 アップリンク通信の方法、無線アクセスネットワーク、ＲＡＮシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023118073

(43)【公開日】2023-08-24

(54)【発明の名称】アップリンク通信の方法、無線アクセスネットワーク、ＲＡＮシステム

(51)【国際特許分類】

   H04W 88/08 20090101AFI20230817BHJP

   H04W 88/02 20090101ALI20230817BHJP

   H04W 24/06 20090101ALI20230817BHJP

【ＦＩ】

H04W88/08

H04W88/02 140

H04W24/06

【審査請求】有

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023012428

(22)【出願日】2023-01-31

(31)【優先権主張番号】111105037

(32)【優先日】2022-02-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】504025778

【氏名又は名称】明泰科技股▲分▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】柯子仲

(72)【発明者】

【氏名】饒硯喬

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067DD11

5K067EE02

5K067EE10

5K067KK02

(57)【要約】

【課題】アップリンクスループットを最適化する方法を提供する。
【解決手段】該方法は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１００によって実行されるアップリンク通信の方法であって、各ユーザ機器（ＵＥ）９に対して１つの無線ユニット（ＲＵ）３との接続を確立し、ホスト装置１０は、ＵＥ９に接続するＲＵ３を介してＵＥ９のビームフォーミングアンテナ９１を制御することにより、複数の位相遅延で各ＵＥ９とデータ伝送を行って、各位相遅延についてエラー率を計算し、最小エラー率を有する位相遅延を探し出し、最小エラー率を有する位相遅延を用いてＵＥ９のビームフォーミングアンテナ９１を設定し、これにより、ＵＥ９は該ＵＥ９に接続するＲＵ３と空間的に独立した関係を形成し、空間的に独立した関係において、ＲＵ３はＵＥ９からアップリンクデータを受信してホスト装置１０に送信する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）により実行されるアップリンク通信の方法であって、前記ＲＡＮは、ビームフォーミングアンテナを有する複数のユーザ機器（ＵＥ）と通信的接続し、前記ＲＡＮは、前記ＵＥとデータ交換するように用いられる複数の無線ユニット（ＲＵ）と、前記ＲＵと通信するように用いられるホスト装置と、を含み、前記ホスト装置は、前記ＲＵとそれぞれ接続するように構成される複数の高物理層を有する分散ユニット（ＤＵ）と、前記ＤＵに接続し前記ＤＵを管理するように構成される中央ユニット（ＣＵ）と、を含み、
前記方法は、
前記ＵＥのそれぞれは、１つの前記ＲＵとの接続を確立するステップと、
前記ＵＥのそれぞれに対して、前記ホスト装置は、前記ＵＥに接続する該１つの前記ＲＵを介して前記ＵＥの前記ビームフォーミングアンテナを制御することにより、複数の位相遅延で前記ＵＥとのデータ伝送を行って、前記位相遅延のそれぞれに対してエラー率を計算するステップと、
前記ホスト装置は、前記ＵＥのそれぞれに対して、最小エラー率を有する１つの前記位相遅延を探し出すステップと、
前記ＵＥのそれぞれに対して、前記ホスト装置は、前記ＵＥに接続する該１つの前記ＲＵを介して前記ＵＥを制御することにより、最小エラー率を有する該１つの前記位相遅延を用いて、前記ＵＥの前記ビームフォーミングアンテナを設定することで、前記ＵＥ及び前記ＵＥに接続する該１つの前記ＲＵが、空間的に独立した関係を形成するステップと、
前記空間的に独立した関係において、該１つの前記ＲＵは、前記ＵＥからアップリンクデータを受信して、前記アップリンクデータを前記ホスト装置に送信するステップであって、
該１つの前記ＲＵが、前記ＵＥから前記アップリンクデータを受信して送信することと、
該１つの前記ＲＵに接続する前記ＤＵの前記高物理層の１つが、該１つの前記ＲＵから前記アップリンクデータを受信し、受信した前記アップリンクデータにデコーディングを実行することと、
前記ＤＵが、デコードされた前記アップリンクデータを前記ＣＵに送信することと、を含むステップと、を含む、
方法。

【請求項2】

前記ＵＥのそれぞれにおいて、１つの前記ＲＵとの接続を確立するステップは、
前記ＲＵ及び前記ＵＥの間の接続を確立し、前記ＵＥのそれぞれに対して、前記ホスト装置は、前記ＵＥに接続する１つまたはそれ以上の前記ＲＵを介してランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）信号を受信するステップと、
前記ホスト装置は、前記ＲＡＣＨ信号の信号強度に従って、前記ＵＥに接続する該１つの前記ＲＵを決定し、該１つの前記ＲＵは前記ＵＥとの接続を確立するステップと、を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ＲＵ及び前記ＵＥの間の接続を確立するステップは、前記ＲＵのそれぞれが、複数の放送信号を低い送信電力から高い送信電力の順に発して、無線周波数信号カバー範囲を小から大まで生成することによって、小さい無線電周波数信号カバー範囲内に位置する前記ＵＥのいずれかが、前記ＲＵを検知し、前記ＲＵとの接続を早期に確立するステップとを含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記ＵＥのそれぞれに対して、前記ホスト装置が、複数の位相遅延で前記ＵＥとのデータ伝送を行って、前記位相遅延のそれぞれに対してエラー率を計算するステップは、
前記ＵＥのそれぞれに対して、前記ホスト装置は、前記ＵＥに接続する該１つの前記ＲＵを介して、前記ＵＥの前記ビームフォーミングアンテナを制御し、複数の位相遅延においてユーザーデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）伝送を行うステップと、
前記ホスト装置は、受信したＵＤＰパケットデータに対して、ブロックエラー率（ＢＬＥＲ）を計算するステップと、を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記高物理層のそれぞれは、アップリンク通信のための、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）と、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）と、物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）と、を有し、
該１つの前記ＲＵに接続する前記ＤＵの前記高物理層の１つが該１つの前記ＲＵから前記アップリンクデータを受信し受信した前記アップリンクデータにデコーディングを実行することは、前記ＰＵＳＣＨが、前記ＲＵから前記アップリンクデータを受信し、前記アップリンクデータを運び、受信した前記アップリンクデータにデコーディングを実行することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記複数の高物理層は、共通のランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）と、共通の物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）と、を有し、前記高物理層のそれぞれは、それぞれの物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を有し、
該１つの前記ＲＵに接続する前記ＤＵの前記高物理層の１つが該１つの前記ＲＵから前記アップリンクデータを受信し受信した前記アップリンクデータにデコーディングを実行することは、
前記ＰＵＳＣＨが、前記ＲＵから前記アップリンクデータを受信し、前記アップリンクデータを運び、受信した前記アップリンクデータにデコーディングを実行することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

ビームフォーミングアンテナを有する複数のユーザ機器（ＵＥ）と通信的接続するように用いられる無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）であって、前記ＲＡＮは、
前記ＵＥと接続するように用いられる複数の無線ユニット（ＲＵ）と、
前記ＲＵと通信的に接続するように用いられるホスト装置と、を含み、
前記ホスト装置は、前記ＲＵとそれぞれ接続するように構成される複数の高物理層を有する分散ユニット（ＤＵ）と、前記ＤＵに接続し管理するように構成される中央ユニット（ＣＵ）と、を含み、
前記ＵＥのそれぞれに対して、前記ホスト装置は、前記ＵＥと接続する１つの前記ＲＵを決定し、前記ＵＥに接続する該１つの前記ＲＵを介して前記ＵＥを制御することにより、特定の位相遅延を用いて前記ＵＥの前記ビームフォーミングアンテナを設定することで、前記ＵＥ及び前記ＵＥに接続する該１つの前記ＲＵは空間的に独立した関係を形成し、
前記特定の位相遅延は、前記ホスト装置によって、データ伝送の最小エラー率を計算して探し出すことによって、決定され、
前記ＲＵのそれぞれは、前記ＲＵに接続する前記ＵＥからアップリンクデータを受信し、前記アップリンクデータを前記ＤＵの前記高物理層のそれぞれの１つに送信し、前記高物理層のそれぞれの１つが前記アップリンクデータにデコーディングを実行し、前記ＤＵはデコードされた前記アップリンクデータを前記ＣＵに送信する、
ＲＡＮ。

【請求項8】

前記ホスト装置は、前記ＵＥから送信され且つ前記ＲＵを介して中継されるランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）信号を受信し、前記ＲＡＣＨ信号の信号強度に従って前記ＵＥのそれぞれと接続する該１つの前記ＲＵを決定する、請求項７に記載のＲＡＮ。

【請求項9】

前記ＲＵのそれぞれは、複数の放送信号を低い送信電力から高い送信電力の順に発して、無線周波数信号カバー範囲を小から大まで生成することによって、小さい無線電周波数信号カバー範囲内に位置する前記ＵＥのいずれかが、前記ＲＵを検知し、前記ＲＵとの接続を早期に確立する、請求項７に記載のＲＡＮ。

【請求項10】

前記ＵＥのそれぞれに対して、前記ホスト装置は、前記ＵＥに接続する該１つの前記ＲＵを介して、前記ＵＥの前記ビームフォーミングアンテナを制御し、複数の位相遅延においてユーザーデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）伝送を行って、受信したＵＤＰパケットデータに対してブロックエラー率（ＢＬＥＲ）を計算し、最小ＢＬＥＲを有する１つの位相遅延を用いて前記ＵＥの前記ビームフォーミングアンテナを設定する、請求項７に記載のＲＡＮ。

【請求項11】

前記高物理層のそれぞれは、アップリンク通信のための、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）と、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）と、物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）と、を含み、
前記ＰＵＳＣＨは、前記ＲＵから前記アップリンクデータを受信し、前記アップリンクデータを運び、受信した前記アップリンクデータにデコーディングを実行するように構成される、請求項７に記載のＲＡＮ。

【請求項12】

前記複数の高物理層は、共通のランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）と、共通の物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）と、を有し、前記高物理層のそれぞれは、それぞれの物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を有し、
前記ＰＵＳＣＨは、前記ＲＵから前記アップリンクデータを受信し、前記アップリンクデータを運び、受信した前記アップリンクデータにデコーディングを実行するように構成される、請求項７に記載のＲＡＮ。

【請求項13】

請求項７から請求項１２のいずれかに記載のＲＡＮと、ビームフォーミングアンテナを有する複数のユーザ機器（ＵＥ）と、を含む、
無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線アクセスネットワーク、並びに関連するシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

スマートファクトリー（インテリジェントマニュファクチャリング）とは、一般に、製造時やテスト時にリアルタイムの情報を得て、得た情報を利用して、モニタリング、分析、さらには異常判定や故障予測などの人工知能の応用を行う製造工場のことを指す。

【0003】

上記のプロセスでは、リアルタイムの情報は、一般にユーザ機器（ＵＥ：user equipment）と呼ばれるカメラ、センサーなどの複数の機器を介して収集され、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）によりコアネットワーク（ＣＮ：core network）に送信される。

【0004】

図１を参照すると、オープンＲＡＮ（Ｏ－ＲＡＮ）の電気通信アーキテクチャーの場合、５Ｇ基地局は、中央ユニット（ＣＵ：central unit）と、分散ユニット（ＤＵ：distributed unit）と、無線ユニット（ＲＵ：radio unit）と、に分かれる。ＲＵは、電波を介してＵＥと通信するように、低物理層（low physical layer、ｌｏｗ－ＰＨＹ層）と無線周波数信号の送信に関連するハードウェアとを含む。ＤＵは、無線リンク制御（ＲＬＣ）、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）、及び高物理層（high physical layer、ｈｉｇｈ－ＰＨＹ層）を担当し、イーサネット（登録商標）のｅＣＰＲＩ（evolved Common Public Radio Interface）を介してＲＵとデータ伝送を行う。ＣＵは、ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）及び無線リソース制御（ＲＲＣ）を担当する。ＣＵは、例えば５ＧＦＡＰＩ（Femto Application Platform Interface）を介してＤＵに接続しＤＵを管理するように構成され、次世代インターフェースを介してＣＮとデータを送信する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】台湾特許第Ｉ７４５２５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

現在、ＵＥとＲＵとの間の接続を確立する方法は、ＵＥの電源が入った時に送信の電力レベルを最高にプリセットし、ＲＵを確実にスキャンして接続できるようにすることである。しかしながら、このようにすると、ＵＥは最も近いＲＵだけではなく、送信信号が到達できる他のＲＵとも通信的に接続する。このような状況下では、ＵＥが最も近いＲＵから信号を受信する際は他のＲＵによって干渉され、ＵＥがアップリンク信号を送信する際も他のＲＵによって干渉される。アップリンクを例とすると、ＵＥが信号を送信する際に干渉がある場合において、バンドの利用効率は影響を受け、さらに、送信信号の電力を干渉信号より強くなるように調整する必要があるため、ＵＥの望まない電力消費が発生する。

【0007】

さらに、スマートファクトリーの５Ｇビジネスネットワーク（ローカル５Ｇネットワークやプライベート５Ｇネットワーク）のスペクトルを取得するコストは、専用スペクトルまたは共用スペクトルであるかに関わらず、かなり高額になる。従って、信号干渉なしにスペクトル利用率を高めることは、業界が関連技術を導入する際の大きな課題となっている。

【0008】

従って、本発明の目的は、従来技術の欠点を少なくとも１つ軽減することができるアップリンク通信の方法、ＲＡＮ、及びＲＡＮシステムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明によれば、アップリンク通信の方法は無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）により実行される。ＲＡＮは、ビームフォーミングアンテナを有する複数のユーザ機器（ＵＥ）と通信的接続する。ＲＡＮは、ＵＥとデータ交換するように用いられる複数の無線ユニット（ＲＵ）と、ＲＵと通信するように用いられるホスト装置と、を含む。ホスト装置は、ＲＵとそれぞれ接続するように構成される複数の高物理層を有する分散ユニット（ＤＵ）と、ＤＵに接続しＤＵを管理するように構成される中央ユニット（ＣＵ）と、を含む。該方法は以下のステップを含む。

【0010】

１つのステップにおいて、ＵＥのそれぞれは、１つのＲＵとの接続を確立する。

【0011】

他のステップにおいて、ＵＥのそれぞれに対して、ホスト装置は、ＵＥに接続する１つのＲＵを介してＵＥのビームフォーミングアンテナを制御することにより、複数の位相遅延でＵＥとのデータ伝送を行って、位相遅延のそれぞれに対してエラー率を計算する。

【0012】

もう１つのステップにおいて、ホスト装置は、ＵＥのそれぞれに対して、最小エラー率を有する１つの位相遅延を探し出す。

【0013】

さらにもう１つのステップにおいて、ＵＥのそれぞれに対して、ホスト装置は、ＵＥに接続する該１つのＲＵを介してＵＥを制御することにより、最小エラー率を有する該１つの位相遅延を用いて、ＵＥのビームフォーミングアンテナを設定することで、ＵＥ及びＵＥに接続する該１つのＲＵは、空間的に独立した関係を形成し、該空間的に独立した関係において、該１つのＲＵは、ＵＥからアップリンクデータを受信して、アップリンクデータをホスト装置に送信し、ＲＵがＵＥからのアップリンクデータを受信して送信すると、ＲＵに接続するＤＵの高物理層の１つは、該アップリンクデータを受信し、受信したアップリンクデータにデコーディングを実行し、ＤＵは、デコードされたアップリンクデータをＣＵに送信する。

【0014】

本発明によれば、ＲＡＮはビームフォーミングアンテナを有する複数のＵＥに通信的接続するように用いられる。ＲＡＮは、ＵＥと接続するように用いられる複数のＲＵと、ＲＵと通信的接続するホスト装置と、を含む。ホスト装置は、ＲＵとそれぞれ接続するように構成される複数の高物理層を有するＤＵと、ＤＵに接続しＤＵを管理するように構成されるＣＵと、を含む。

【0015】

ＵＥのそれぞれに対して、ホスト装置は、ＵＥと接続する１つのＲＵを決定し、ＵＥに接続する１つのＲＵを介してＵＥを制御することにより、特定の位相遅延を用いてＵＥのビームフォーミングアンテナを設定し、これによって、ＵＥ及びＵＥに接続する該１つのＲＵは空間的に独立した関係を形成する。

【0016】

特定の位相遅延は、ホスト装置によって、データ伝送の最小エラー率を計算して探し出すことによって、決定される。

【0017】

ＲＵのそれぞれは、接続するＵＥからアップリンクデータを受信し、アップリンクデータをＤＵの高物理層のそれぞれの１つに送信し、高物理層のそれぞれの１つは、アップリンクデータにデコーディングを実行し、ＤＵは、デコードされたアップリンクデータをＣＵに送信する。

【0018】

本発明によれば、ＲＡＮシステムは、前述のＲＡＮと、ビームフォーミングアンテナを有する複数のＵＥと、を含む。

【発明の効果】

【0019】

本発明の利点は、ＵＥのビームフォーミングアンテナの信号送信方向がデジタル的に制御されることができ、ＵＥ及びＲＵが空間的に独立した関係を形成することにより、固定されたバンド幅においてのアップリンクスループットを最適化し、スペクトルの利用率を向上する。

【0020】

本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照する以下の実施形態の詳細な説明において明白になる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】従来の無線アクセスネットワークの電気通信アーキテクチャーが示されているブロック図である。

【図2】本発明の無線アクセスネットワークシステムの一実施形態のアーキテクチャーが示されているブロック図である。

【図3】本発明に係る無線アクセスネットワークのアップリンクの方法の一実施形態のステップが示されているフローチャートである。

【図4】本発明に係る無線アクセスネットワークのアップリンクの方法の一実施形態のステップが示されているフローチャートである。

【図5】本発明に係る無線アクセスネットワークのアップリンクの方法の一実施形態のステップが示されているフローチャートである。

【図6】高物理層の構造が示されるブロック図である。

【図7】高物理層の構造が示されるブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明を詳細に説明する前に、以下の説明において、類似な構成要素は同一の参照数字で示されることに留意されたい。本明細書に開示される技術は、ワイヤレスネットワークにおけるデータ伝送に関するものである。ワイヤレスネットワークは、例えば、第５世代（５Ｇ）ワイヤレスシステム技術又は規格、或いは、その逸脱、前の世代（３ＧＰＰ（登録商標）、ＬＴＥ（登録商標）、ＬＴＥ－Ａ、ＷｉＭＡＸ－Ａ、及び４Ｇを含む）、後の世代などの異なるバージョンのワイヤレスシステム技術又は規格に従う。

【0023】

本実施形態において、ワイヤレスネットワークは、例として５Ｇネットワークシステムにオープン無線アクセスネットワーク（Ｏ－ＲＡＮ）の電気通信アーキテクチャーを採用することによって示され、且つ、スマートファクトリーに適用される。いくつかの実施形態において、ワイヤレスネットワークは、他のネットワークシステム又は電気通信アーキテクチャーを、追加的または代替的に使用してもよい。本発明は、これらの例に限定されない。

【0024】

図２を参照すると、本発明の無線アクセスネットワークシステムの一実施形態は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１００と、ビームフォーミングアンテナ９１を有する複数のユーザ機器（ＵＥ）９と、を含む。ＲＡＮ１００は、中央ユニット（ＣＵ）１と、分散ユニット（ＤＵ）２と、複数の無線ユニット（ＲＵ）３と、を含む。

【0025】

本実施形態において、ＣＵ１及びＤＵ２は、スマートファクトリーのローカルエンド又はリモートエンドに配置可能なホスト装置１０に統合される。ＣＵ１は、Packet Data Convergence Protocolを担当するＰＤＣＰ層１１と、無線リソース制御を担当するＲＲＣ層１２と、を含む。ＣＵ１は、例えば５ＧＦＡＰＩを介して、ＤＵ２に接続し管理するように構成され、次世代インターフェースを介してコアネットワーク（ＣＮ）２００とデータ伝送を行う。ＤＵ２は、無線リンク制御を担当するＲＬＣ層２１と、媒体アクセス制御を担当するＭＡＣ層２２と、複数の高物理層（ｈｉｇｈ－ＰＨＹ層）２３と、を有する。ＤＵ２とＲＵ３との間のデータ伝送は、イーサネットのｅＣＰＲＩを介して行う。

【0026】

ＲＵ３は、スマートファクトリーにおいて互いに間隔を置いて配置され、例えば、各部屋に１つずつ又は各フロアに１つずつ配置されてもよいが、これらに限定されない。本実施形態において、ＲＵ３のそれぞれは、ＤＵ２のｈｉｇｈ－ＰＨＹ層２３と接続するように用いられる低物理層（ｌｏｗ－ＰＨＹ層）３１と、無線周波数（ＲＦ）モジュール３２と、電波を介してＵＥ９と接続するように用いられるアンテナ３３と、を含む。なお、いくつかの実施形態において、ＲＵ３は種類が異なってもよく、ｌｏｗ－ＰＨＹ層３１とＲＦモジュール３２とアンテナ３３との搭載数は本明細書に開示されるものに限定されない。

【0027】

本実施形態において、ＵＥ９は、センサーを有する無線通信装置であり、スマートファクトリーにおける１つまたはそれ以上のマシン上にまたはその（それらの）近くに配置される。例えば、各ＵＥ９は、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ノート型コンピュータ、ウェブカメラ、監視カメラ、赤外線感知器、圧力センサーなどであってもよい。本実施形態においては、ＵＥ９のすべてが、ＲＵ３と通信的接続するように用いられるビームフォーミングアンテナ９１を有する。

【0028】

図３から図５を参照すると、無線アクセスネットワーク１００のアップリンク通信の方法の一実施形態は以下のステップを有する。スマートファクトリーにおけるＵＥ９の電源が入った時に、図３に示されているように、ステップＳ３１からステップＳ３６が実行され、ＵＥ９とＲＵ３との間の接続を確立する。ＵＥ９のそれぞれが１つのＲＵ３との接続を確立すると、図４に示されているように、ステップＳ４１からステップＳ４９が実行され、ＵＥ９と該ＵＥ９に接続する該１つのＲＵ３との間に空間的に独立した関係を形成する。ＵＥ９のそれぞれが該ＵＥ９に接続する単一のＲＵ３と空間的に独立した関係を形成すると、図５に示されているように、ステップＳ５１からステップＳ５５が実行され、アップリンクデータを送信する。

【0029】

ステップＳ３１において、ＲＵ３のそれぞれは、例えばホスト装置１０によって、起動され、低い送信電力（Ｔｘ ｐｏｗｅｒ）で放送信号を発して、これによって、小さい無線周波数信号カバー範囲を生成する。電源が入れられたＵＥ９のいずれかが小さい無線周波数信号カバー範囲の１つにある場合、ＵＥ９は該小さい無線周波数信号カバー範囲を生成したＲＵ３を検知することができ、ＵＥ９とＲＵ３との間の接続を確立することができる（ステップＳ３２）。そして、ＲＵ３のそれぞれは、再びホスト装置１０によって起動され、より高い送信電力で放送信号を発して、より大きい無線周波数信号カバー範囲を生成する。元々ＲＵ３のいずれをも検出できなかったＵＥ９のそれぞれは、その時点で、より大きい無線周波数信号カバー範囲の１つに位置する可能性があり、従って、ＵＥ９とＵＥ９が位置するより高い無線周波数信号カバー範囲に対応するＲＵ３との間の接続を確立することができる。このメカニズムに従って、ＵＥ９は、ＵＥ９により近い範囲内にあるＲＵ３との接続を他のＲＵ３より早く確立する。言い換えれば、このステップにおいて、ＲＵ３のそれぞれは、複数の放送信号を低い送信電力から高い送信電力の順に発して、無線周波数信号カバー範囲を小から大まで生成することによって、小さい無線電周波数信号カバー範囲内に位置するＵＥ９のいずれかが、ＲＵ３を検知し、該ＲＵ３との接続を早期に確立する。

【0030】

ステップＳ３３において、１つ以上のＲＵ３と接続する任意のＵＥ９について、ＵＥ９は、該ＵＥ９に接続するＲＵ３を介して、チャネル要求を実行するために、ＲＡＮ１００のホスト装置１０へのランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）信号の送信を開始し、ＲＵ３のそれぞれはＲＡＣＨ信号を受信しＤＵ２に送信する（ステップＳ３４）。

【0031】

ステップＳ３５において、ＤＵ２は、ＵＥ９から、該ＵＥ９に接続する対応のＲＵ３を介して、ＲＡＣＨ信号を受信する。ＵＥ９のそれぞれに対して、ＤＵ２のＭＡＣ層２２は、ＲＡＣＨ信号の信号強度に基づいて、ＵＥ９と接続するＲＵ３のうちＵＥ９が接続するべきである１つを決定し、決定されたＲＵ３とＵＥ９との間の接続を確立するようにコマンドを下す。これによって、ＵＥ９は、１つのＲＵ３のみとの接続を維持し、該１つのＲＵ３を介して送信したＲＡＣＨ信号の強度が最も強いと判明する（ステップＳ３６）。詳しく説明すると、前述のステップＳ３１からステップＳ３４の間、ＵＥ９のそれぞれは１つ以上のＲＵ３との接続を一時的に確立し、ステップＳ３５及びステップＳ３６の後、ＵＥ９のそれぞれについて単独のＲＵ３との接続が確認される。なお、各ＵＥ９は１つのＲＵ３のみに接続するが、各ＲＵ３は１つ以上のＵＥ９に接続することができる。

【0032】

図２及び図４を参照すると、ステップＳ４１において、ホスト装置１０のＤＵ２のＭＡＣ層２２は、ＵＥ９に、該ＵＥ９に接続するＲＵ３を介して、制御信号を送信し（ステップＳ４２）、複数の位相遅延でそれぞれユーザーデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）伝送を行うように、ＵＥ９のビームフォーミングアンテナ９１をトリガする。本実施形態において、ＵＥ９のそれぞれは、制御信号を受信し、位相遅延をデジタル的に調整し、複数の位相遅延でＵＤＰパケットデータをストリーミングする（ステップＳ４３）。

【0033】

ＵＤＰパケットデータは、ＲＵ３を介してＤＵ２に送信され（ステップＳ４４）、ＤＵ２は、受信したＵＤＰパケットデータに対してブロックエラー率（ＢＬＥＲ）の計算を行い（ステップＳ４５）、すなわち、送信ブロックの総数に対するエラーブロック（連続ビット）の割合を計算する。詳しく説明すると、複数のブロックが、位相遅延のそれぞれで、各ＵＥ９によってＤＵ２に送信され、各ブロックに対して、ブロックに従って計算された巡回冗長検査（ＣＲＣ：cyclic redundancy check）コードが該ブロックに付加される。ＤＵ２は、ブロックを受信した後、受信したブロックに基づいて同じ方法でＣＲＣコードを計算し、ＵＥ９から受信したＣＲＣコードと比較する。２つのＣＲＣコードが同一である場合、このブロックは正しく送信されたものであり、そうでない場合、この送信にエラーが発生したことが記録される。ステップＳ４５において、ＤＵ２は、位相遅延のそれぞれで、各ＵＥ９のブロックの総数に対してエラーが発生したブロックの割合を計算する。

【0034】

ステップＳ４６において、ＵＥ９のそれぞれに対して、次に、ＤＵ２のＭＡＣ層２２は、該ＵＥ９の複数の位相遅延におけるそれぞれのＢＬＥＲを比較し、最小ＢＬＥＲを有する位相遅延を探し出し、最小ＢＬＥＲを有する位相遅延に従ってＵＥ９に制御信号を発する（ステップＳ４７）。制御信号は、ＲＵ３を介して、最小ＢＬＥＲを有する位相遅延を用いてビームフォーミングアンテナ９１を設定するようにＵＥ９に命令する（ステップＳ４８及びステップＳ４９）。従って、ＵＥ９それぞれのビームフォーミングアンテナ９１は、該ＵＥ９が該ＵＥ９に接続するＲＵ３と空間的に独立した関係を形成するようにデジタル的に（位相遅延により）調整され、特定の方向へ電波を送信することができる。

【0035】

図２及び図５を参照すると、ステップＳ５１において、ＵＥ９のそれぞれは、空間的に独立した関係において、該ＵＥ９に接続するＲＵ３にアップリンクデータを送信する。

【0036】

ステップＳ５２において、ＲＵ３は、空間的に独立した関係において、アップリンクデータを受信して転送する。

【0037】

ステップＳ５３において、ＤＵ２のＲＵ３に対応するｈｉｇｈ－ＰＨＹ層２３の１つは、ＲＵ３からアップリンクデータを受信しデコーディングを実行する。なお、本実施形態のＤＵ２は、ＲＵ３とそれぞれ接続する複数のｈｉｇｈ－ＰＨＹ層２３を備え、各ｈｉｇｈ－ＰＨＹ層２３は、アップリンクデータを個別にデコードし、デコードされたアップリンクデータを同一のＭＡＣ層２２及びＲＬＣ層２１に送信することができ、これにより、複数のホスト装置１０を必要とせずに高効率処理を実現する。

【0038】

より具体的には、図６を参照し、各ｈｉｇｈ－ＰＨＹ層２３は、アップリンク通信のための、ＲＡＣＨ（random access channel、ランダムアクセスチャネル）２３１と、ＰＵＣＣＨ（physical uplink control channel、物理アップリンク制御チャネル）２３２と、ＰＵＳＣＨ（physical uplink shared channel、物理アップリンク共有チャネル）２３３と、を有する。ＲＡＣＨ２３１は、アップリンク同期を実現し、ＲＲＣ接続リクエストなどのメッセージからリソースを得るように用いられる。ＰＵＣＣＨ２３２は、チャネル状態情報（ＣＳＩ：channel state information）レポートと共にアップリンク制御情報（ＵＣＩ：uplink control information）、スケジューリングリクエスト（ＳＲ）などを運ぶように用いられる。ＰＵＳＣＨ２３３は、ＲＵ３からアップリンクデータを受信し、アップリンクデータを運び、デコーディングを実行し、デコードされたアップリンクデータを同一のＭＡＣ層２２とＲＬＣ層２１とに送信するように用いられる。

【0039】

ｈｉｇｈ－ＰＨＹ層２３の実施は、図６に示されるアーキテクチャーに限定されないことに留意されたい。図７を参照すると、他の実施形態においては、ｈｉｇｈ－ＰＨＹ層２３は、結合アーキテクチャで実施される。すなわち、これらのｈｉｇｈ－ＰＨＹ層２３は、共通のＲＡＣＨ２３１と、共通のＰＵＣＣＨ２３２と、を有し、各ｈｉｇｈ－ＰＨＹ層２３は、それぞれのＰＵＳＣＨ２３３を有する。例えば、第１のｈｉｇｈ－ＰＨＹ層２３ａは第１のＰＵＳＣＨ２３３ａを有し、第２のｈｉｇｈ－ＰＨＹ層２３ｂは第２のＰＵＳＣＨ２３３ｂを有する、というように、それぞれのＰＵＳＣＨを有する。ステップＳ５４において、ＤＵ２は、デコードされたアップリンクデータをＣＵ１に送信する。

【0040】

ステップＳ５５において、ＣＵ１は、デコードされたアップリンクデータをＣＮ２００に送信する。

【0041】

上記のように、各ＵＥ９及び該ＵＥ９に接続するＲＵ３が空間的に独立した関係を形成すると、他のＲＵ３からの信号干渉を大幅に低減することができる。各ＵＥ９は、該ＵＥ９に接続するＲＵ３のみにアップリンクデータを送信するため、他のＲＵ３と干渉しない。この場合、ＲＵ３の数に関わらず、ホスト装置１０のＤＵ２のＭＡＣ層２２は、信号干渉を気にすることなく、ＲＵ３を制御し、ＲＵ３がそれぞれ接続するＵＥ９から同時にアップリンクデータを受信することができ、アップリンクスループットはＲＵ３の数の増加と比例的に増加することができ、これによって、同じバンド幅においてアップリンクスループットを最適化するという目的を達成することができる。

【0042】

上記の説明では、説明の目的のために、実施形態の完全な理解を提供するために多数の特定の詳細が述べられた。しかしながら、当業者であれば、一又はそれ以上の他の実施形態が具体的な詳細を示さなくとも実施され得ることが明らかである。また、本明細書における「一実施形態」「一つの実施形態」を示す説明において、序数などの表示を伴う説明は全て、特定の態様、構造、特徴を有する本発明の具体的な実施に含まれ得るものであることと理解されたい。更に、本明細書において、時には複数の変化例が一つの実施形態、図面、又はこれらの説明に組み込まれているが、これは本明細書を合理化させるためのもので、本発明の多面性が理解されることを目的としたものであり、また、一実施形態における一又はそれ以上の特徴あるいは特定の具体例は、適切な場合には、本発明の実施において、他の実施形態における一またはそれ以上の特徴あるいは特定の具体例と共に実施され得る。

【0043】

以上、本発明の実施形態および変化例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、最も広い解釈の精神および範囲内に含まれる様々な構成として、全ての修飾および均等な構成を包含するものとする。

【符号の説明】

【0044】

１００ 無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）
１０ ホスト装置
１ 中央ユニット（ＣＵ）
１１ ＰＤＣＰ層
１２ ＲＲＣ層
２ 分散ユニット（ＤＵ）
２１ ＲＬＣ層
２２ ＭＡＣ層
２３ 高物理層（ｈｉｇｈ－ＰＨＹ層）
３ 無線ユニット（ＲＵ）
３１ 低物理層（ｌｏｗ－ＰＨＹ層）
３２ ＲＦモジュール
３３ アンテナ
９ ユーザ機器（ＵＥ）
９１ ビームフォーミングアンテナ
２００ コアネットワーク（ＣＮ）
Ｓ３１～Ｓ３６ ステップ
Ｓ４１～Ｓ４９ ステップ
Ｓ５１～Ｓ５５ ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】