▶ テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル）の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-11-17
(54)【発明の名称】二重偏波アンテナアレイを使用する通信
(51)【国際特許分類】
H04B 7/0413 20170101AFI20231110BHJP
H04B 7/0456 20170101ALI20231110BHJP
H04B 7/08 20060101ALI20231110BHJP
【ＦＩ】
H04B7/0413 320
H04B7/0456 100
H04B7/08 480
【審査請求】有
【予備審査請求】有
(21)【出願番号】P 2023525976
(86)(22)【出願日】2020-10-30
(85)【翻訳文提出日】2023-06-26
(86)【国際出願番号】 EP2020080514
(87)【国際公開番号】W WO2022089756
(87)【国際公開日】2022-05-05
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．３ＧＰＰ
２．Ｂｌｕ－ｒａｙ
３．コンパクトフラッシュ
(71)【出願人】
【識別番号】598036300
【氏名又は名称】テレフオンアクチーボラゲット エルエム エリクソン（パブル）
(74)【代理人】
【識別番号】100109726
【弁理士】
【氏名又は名称】園田 吉隆
(74)【代理人】
【識別番号】100150670
【弁理士】
【氏名又は名称】小梶 晴美
(74)【代理人】
【識別番号】100194294
【弁理士】
【氏名又は名称】石岡 利康
(72)【発明者】
【氏名】ペッテション， スヴェン
(72)【発明者】
【氏名】アスリー， フレードリク
(72)【発明者】
【氏名】ニルソン， アンドレアス
(57)【要約】
二重偏波アンテナアレイを使用する無線アクセスネットワークにおける通信のための機構が提供される。アンテナアレイは、第１の偏波のアンテナエレメントおよび第２の偏波のアンテナエレメントを備える。方法が、無線アクセスネットワークの第１のリンク上で送信ビームにおいて送信アンテナポートを介して第１の信号を送信することを含む。送信アンテナポートは、第１の偏波と第２の偏波の両方のアンテナエレメントに接続される。本方法は、第１の受信ビームにおいて第１の受信アンテナポートを介して、および第２の受信ビームにおいて第２の受信アンテナポートを介して無線アクセスネットワークの第２のリンク上で第２の信号を受信することを含む。第１の受信アンテナポートは第１の偏波のアンテナエレメントに接続され、第２の受信アンテナポートは第２の偏波のアンテナエレメントに接続される。受信ビームと送信ビームとは、それらの総電力パターンに関する重複基準を満たす。
【選択図】図３
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
二重偏波アンテナアレイ（１７０）を使用する無線アクセスネットワーク（１００）における通信のための方法であって、前記アンテナアレイ（１７０）が、第１の偏波のアンテナエレメントおよび第２の偏波のアンテナエレメント（１７２ａ、１７２ｂ）を備え、前記方法は、前記無線アクセスネットワーク（１００）の第１のリンク上で送信ビーム（１５０ａ）において送信アンテナポートを介して第１の信号を送信すること（Ｓ１０４）であって、前記送信アンテナポートが、前記第１の偏波と前記第２の偏波の両方の前記アンテナエレメント（１７２ａ、１７２ｂ）に接続された、第１の信号を送信すること（Ｓ１０４）と、
第１の受信ビーム（１５０ｂ）において第１の受信アンテナポートを介して、および第２の受信ビーム（１５０ｃ）において第２の受信アンテナポートを介して前記無線アクセスネットワーク（１００）の第２のリンク上で第２の信号を受信すること（Ｓ１０８）であって、前記第１の受信アンテナポートが前記第１の偏波のアンテナエレメント（１７２ａ）に接続され、前記第２の受信アンテナポートが前記第２の偏波のアンテナエレメント（１７２ｂ）に接続され、前記受信ビーム（１５０ｂ、１５０ｃ）と前記送信ビーム（１５０ａ）とが、それらの総電力パターンに関する重複基準を満たす、第２の信号を受信すること（Ｓ１０８）と
を含む、方法。
【請求項2】
前記アンテナアレイ（１７０）に、前記第１の信号の送信のためのビームフォーミング重みの第１のセットを設定すること（Ｓ１０２）であって、ビームフォーミング重みの前記第１のセットが、前記送信アンテナポートを提供するように適合され、前記第１の偏波の前記アンテナエレメント（１７２ａ）のための前記ビームフォーミング重みが、前記第２の偏波の前記アンテナエレメント（１７２ｂ）のための前記ビームフォーミング重みとは異なる、前記アンテナアレイ（１７０）に、前記第１の信号の送信のためのビームフォーミング重みの第１のセットを設定すること（Ｓ１０２）と、前記アンテナアレイ（１７０）に、前記第２の信号の受信のためのビームフォーミング重みの第２のセットおよび第３のセットを設定すること（Ｓ１０６）であって、ビームフォーミング重みの前記第２のセットが、前記第１の受信アンテナポートを提供するように適合され、ビームフォーミング重みの前記第３のセットが、前記第２の受信アンテナポートを提供するように適合される、前記アンテナアレイ（１７０）に、前記第２の信号の受信のためのビームフォーミング重みの第２のセットおよび第３のセットを設定すること（Ｓ１０６）と
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
ビームフォーミング重みの前記第１のセット、前記第２のセット、または前記第３のセットのいずれかが、少なくとも２つのコストを伴う多目的最適化を介して決定される、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記コストのうちの１つがメインローブリップルの最大量であり、前記コストのうちの別の１つが最大サイドローブ電力レベルである、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
ビームフォーミング重みの前記第１のセットがすべて、等しい振幅を有する、請求項２から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記第１の受信アンテナポートを介して受信された前記第２の信号を、前記第２の受信アンテナポートを介して受信された前記第２の信号と合成すること（Ｓ１１０）をさらに含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
前記合成することが、前記第２の受信アンテナポート上の受信信号品質に対する前記第１の受信アンテナポート上の受信信号品質に基づく、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
前記合成することが、最大比合成である、請求項６または７に記載の方法。
【請求項9】
アンテナ電力パターンが、１０から４０度の間の、好ましくは１５から３０度の間の角度間隔にわたる広いビームパターンである、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
前記第１の信号が第１の１ポート信号であり、前記第２の信号が第２の１ポート信号である、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記方法がアンテナアレイ制御ユニット（２００）によって実施される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
前記アンテナアレイ（１７０）および前記アンテナアレイ制御ユニット（２００）が、アクセスノード（１４０）の一部である、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記第１のリンクがダウンリンクであり、前記第２のリンクがアップリンクである、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記第１の信号が、ＳＳＢ、ｍｓｇ２メッセージ、競合解消グラント、データメッセージのいずれかを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記第２の信号が、ＳＳＢ報告、ＲＡメッセージ、ｍｓｇ３メッセージ、競合解消メッセージ、データメッセージのいずれかを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項16】
前記アンテナアレイ（１７０）および前記アンテナアレイ制御ユニット（２００）が、ユーザノード（１６０）の一部である、請求項１１に記載の方法。
【請求項17】
前記第１のリンクがアップリンクであり、前記第２のリンクがダウンリンクである、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
前記第１の信号が、ＰＵＣＣＨメッセージ、１ポートＳＲＳ、固定ランク１ＰＵＳＣＨ送信メッセージのいずれかである、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記第２の信号が、ＰＤＣＣＨ送信、ＰＤＳＣＨ送信、ＣＳＩ－ＲＳ送信、ＰＴＲＳ送信、ＤＭＲＳ送信のいずれかである、請求項１７に記載の方法。
【請求項20】
二重偏波アンテナアレイ（１７０）を使用する無線アクセスネットワーク（１００）における通信のためのアンテナアレイ制御ユニット（２００）であって、前記アンテナアレイ（１７０）が、第１の偏波のアンテナエレメントおよび第２の偏波のアンテナエレメント（１７２ａ、１７２ｂ）を備え、前記アンテナアレイ制御ユニット（２００）が処理回路（２１０）を備え、前記処理回路は、前記アンテナアレイ制御ユニット（２００）に、前記無線アクセスネットワーク（１００）の第１のリンク上で送信ビーム（１５０ａ）において送信アンテナポートを介して第１の信号を送信することであって、前記送信アンテナポートが、前記第１の偏波と前記第２の偏波の両方の前記アンテナエレメント（１７２ａ、１７２ｂ）に接続された、第１の信号を送信することと、
第１の受信ビーム（１５０ｂ）において第１の受信アンテナポートを介して、および第２の受信ビーム（１５０ｃ）において第２の受信アンテナポートを介して前記無線アクセスネットワーク（１００）の第２のリンク上で第２の信号を受信することであって、前記第１の受信アンテナポートが前記第１の偏波のアンテナエレメント（１７２ａ）に接続され、前記第２の受信アンテナポートが前記第２の偏波のアンテナエレメント（１７２ｂ）に接続され、前記受信ビーム（１５０ｂ、１５０ｃ）と前記送信ビーム（１５０ａ）とが、それらの総電力パターンに関する重複基準を満たす、第２の信号を受信することと
を行わせるように設定されている、アンテナアレイ制御ユニット（２００）。
【請求項21】
二重偏波アンテナアレイ（１７０）を使用する無線アクセスネットワーク（１００）における通信のためのアンテナアレイ制御ユニット（２００）であって、前記アンテナアレイ（１７０）が、第１の偏波のアンテナエレメントおよび第２の偏波のアンテナエレメント（１７２ａ、１７２ｂ）を備え、前記アンテナアレイ制御ユニット（２００）は、前記無線アクセスネットワーク（１００）の第１のリンク上で送信ビーム（１５０ａ）において送信アンテナポートを介して第１の信号を送信することであって、前記送信アンテナポートが、前記第１の偏波と前記第２の偏波の両方の前記アンテナエレメント（１７２ａ、１７２ｂ）に接続された、第１の信号を送信することを行うように設定された送信モジュール（２１０ｂ）と、
第１の受信ビーム（１５０ｂ）において第１の受信アンテナポートを介して、および第２の受信ビーム（１５０ｃ）において第２の受信アンテナポートを介して前記無線アクセスネットワーク（１００）の第２のリンク上で第２の信号を受信することであって、前記第１の受信アンテナポートが前記第１の偏波のアンテナエレメント（１７２ａ）に接続され、前記第２の受信アンテナポートが前記第２の偏波のアンテナエレメント（１７２ｂ）に接続され、前記受信ビーム（１５０ｂ、１５０ｃ）と前記送信ビーム（１５０ａ）とが、それらの総電力パターンに関する重複基準を満たす、第２の信号を受信することを行うように設定された受信モジュール（２１０ｄ）と
を備える、アンテナアレイ制御ユニット（２００）。
【請求項22】
請求項２から１９のいずれか一項に記載の方法を実施するようにさらに設定されている、請求項２０または２１に記載のアンテナアレイ制御ユニット（２００）。
【請求項23】
二重偏波アンテナアレイ（１７０）を使用する無線アクセスネットワーク（１００）における通信のためのコンピュータプログラム（７２０）であって、前記アンテナアレイ（１７０）が、第１の偏波のアンテナエレメントおよび第２の偏波のアンテナエレメント（１７２ａ、１７２ｂ）を備え、前記コンピュータプログラムは、アンテナアレイ制御ユニット（２００）の処理回路（２１０）上で稼働されたとき、前記アンテナアレイ制御ユニット（２００）に、前記無線アクセスネットワーク（１００）の第１のリンク上で送信ビーム（１５０ａ）において送信アンテナポートを介して第１の信号を送信すること（Ｓ１０４）であって、前記送信アンテナポートが、前記第１の偏波と前記第２の偏波の両方の前記アンテナエレメント（１７２ａ、１７２ｂ）に接続された、第１の信号を送信すること（Ｓ１０４）と、
第１の受信ビーム（１５０ｂ）において第１の受信アンテナポートを介して、および第２の受信ビーム（１５０ｃ）において第２の受信アンテナポートを介して前記無線アクセスネットワーク（１００）の第２のリンク上で第２の信号を受信すること（Ｓ１０８）であって、前記第１の受信アンテナポートが前記第１の偏波のアンテナエレメント（１７２ａ）に接続され、前記第２の受信アンテナポートが前記第２の偏波のアンテナエレメント（１７２ｂ）に接続され、前記受信ビーム（１５０ｂ、１５０ｃ）と前記送信ビーム（１５０ａ）とが、それらの総電力パターンに関する重複基準を満たす、第２の信号を受信すること（Ｓ１０８）と
を行わせるコンピュータコードを備える、コンピュータプログラム（７２０）。
【請求項24】
請求項２３に記載のコンピュータプログラム（７２０）と、前記コンピュータプログラムが記憶されるコンピュータ可読記憶媒体（７３０）とを備えるコンピュータプログラム製品（７１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書で提示される実施形態は、二重偏波アンテナアレイを使用する無線アクセスネットワークにおける通信のための方法、アンテナアレイ制御ユニット、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】
通信ネットワークにおいては、所与の通信プロトコル、そのパラメータ、および通信ネットワークが配置されている物理環境に対して、良好な性能および容量を取得するための難題があることがある。
【0003】
たとえば、将来世代の移動体通信ネットワークのために、多くの異なるキャリア周波数における周波数帯域が必要とされ得る。たとえば、低いそのような周波数帯域は、無線デバイスのための十分なネットワークカバレッジを達成するために必要とされ得、（たとえば、ミリメートル波長（ｍｍＷ）、すなわち、３０ＧＨｚ付近および３０ＧＨｚ超における）より高い周波数帯域は、必要とされるネットワーク容量に達するために必要とされ得る。大まかに言えば、高い周波数において無線チャネルの伝搬特性はより厄介であり、十分なリンクバジェットに達するためにネットワーク側におけるアクセスノードとユーザ側におけるユーザノードの両方におけるビームフォーミングが必要とされ得る。
【0004】
ｍｍＷ周波数において、パネルアンテナから生成されるビームは極めて狭くされ、したがって、いわゆるペンシルビームを形成することができる。これは、十分なデータ送信／受信（Ｔｘ／Ｒｘ）性能のために必要とされ得る。しかしながら、そのような狭いビームを伴う同期信号ブロック（ＳＳＢ）など、セル規定参照信号を送信することは、初期ネットワークアクセス、モビリティ、およびビーム管理プロシージャの大きい遅延につながることがある。これは、多数の狭いビームがセルをカバーすることを必要とされるからである。したがって、最良の狭いビームを見つけるのに長い時間がかかることがある。したがって、セル規定参照信号の送信のために、より広いビームが、少なくとも時々使用される。
【0005】
しかしながら、信号の送信と受信の両方に好適である、そのような広いビーム、ならびに他のビームを生成する困難があり得る。
【発明の概要】
【0006】
本明細書の実施形態の目的は、信号の送信と受信の両方に好適である、広いビーム、ならびに他のビームの効率的な生成のための技法を提供することである。
【0007】
第１の態様によれば、二重偏波アンテナアレイを使用する無線アクセスネットワークにおける通信のための方法が提示される。アンテナアレイは、第１の偏波のアンテナエレメントおよび第２の偏波のアンテナエレメントを備える。本方法は、無線アクセスネットワークの第１のリンク上で送信ビームにおいて送信アンテナポートを介して第１の信号を送信することを含む。送信アンテナポートは、第１の偏波と第２の偏波の両方のアンテナエレメントに接続される。本方法は、第１の受信ビームにおいて第１の受信アンテナポートを介して、および第２の受信ビームにおいて第２の受信アンテナポートを介して無線アクセスネットワークの第２のリンク上で第２の信号を受信することを含む。第１の受信アンテナポートは第１の偏波のアンテナエレメントに接続され、第２の受信アンテナポートは第２の偏波のアンテナエレメントに接続される。受信ビームと送信ビーム１５０ａとは、それらの総電力パターンに関する重複基準を満たす。
【0008】
第２の態様によれば、二重偏波アンテナアレイを使用する無線アクセスネットワークにおける通信のためのアンテナアレイ制御ユニットが提示される。アンテナアレイは、第１の偏波のアンテナエレメントおよび第２の偏波のアンテナエレメントを備える。本アンテナアレイ制御ユニットは、処理回路を備える。処理回路は、本アンテナアレイ制御ユニットに、無線アクセスネットワークの第１のリンク上で送信ビームにおいて送信アンテナポートを介して第１の信号を送信することを行わせるように設定される。送信アンテナポートは、第１の偏波と第２の偏波の両方のアンテナエレメントに接続される。処理回路は、本アンテナアレイ制御ユニットに、第１の受信ビームにおいて第１の受信アンテナポートを介して、および第２の受信ビームにおいて第２の受信アンテナポートを介して無線アクセスネットワークの第２のリンク上で第２の信号を受信することを行わせるように設定される。第１の受信アンテナポートは第１の偏波のアンテナエレメントに接続され、第２の受信アンテナポートは第２の偏波のアンテナエレメントに接続される。受信ビームと送信ビームとは、それらの総電力パターンに関する重複基準を満たす。
【0009】
第３の態様によれば、二重偏波アンテナアレイを使用する無線アクセスネットワークにおける通信のためのアンテナアレイ制御ユニットが提示される。アンテナアレイは、第１の偏波のアンテナエレメントおよび第２の偏波のアンテナエレメントを備える。本アンテナアレイ制御ユニットは、無線アクセスネットワークの第１のリンク上で送信ビームにおいて送信アンテナポートを介して第１の信号を送信するように設定された送信モジュールを備える。送信アンテナポートは、第１の偏波と第２の偏波の両方のアンテナエレメントに接続される。本アンテナアレイ制御ユニットは、第１の受信ビームにおいて第１の受信アンテナポートを介して、および第２の受信ビームにおいて第２の受信アンテナポートを介して無線アクセスネットワークの第２のリンク上で第２の信号を受信するように設定された受信モジュールを備える。第１の受信アンテナポートは第１の偏波のアンテナエレメントに接続され、第２の受信アンテナポートは第２の偏波のアンテナエレメントに接続される。受信ビームと送信ビームとは、それらの総電力パターンに関する重複基準を満たす。
【0010】
第４の態様によれば、二重偏波アンテナアレイを使用する無線アクセスネットワークにおける通信のためのコンピュータプログラムであって、コンピュータプログラムが、コンピュータプログラムコードを備え、コンピュータプログラムコードが、アンテナアレイ制御ユニット上で稼働されたとき、アンテナアレイ制御ユニットに、第１の態様による方法を実施させる、コンピュータプログラムが提示される。
【0011】
第５の態様によれば、第４の態様によるコンピュータプログラムと、コンピュータプログラムが記憶されるコンピュータ可読記憶媒体とを備えるコンピュータプログラム製品が提示される。コンピュータ可読記憶媒体は、非一時的コンピュータ可読記憶媒体であり得る。
【0012】
有利には、これらの態様は、信号の送信と受信の両方に好適である、広いビーム、ならびに他のビームの生成を簡略化する。
【0013】
有利には、送信のために二重偏波ビームフォーミングを使用することは、高い電力効率および低いアンテナ利得リップルを可能にする。
【0014】
有利には、受信のために単一偏波ビームフォーミングを使用することは、偏波ダイバーシティを可能にする。
【0015】
有利には、これらの態様は、送信のために二重偏波ビームフォーミングを使用することの利益が、受信のために単一偏波ビームフォーミングを使用することの利益と合成されることを可能にする。
【0016】
有利には、これらの態様は、送信のために使用されるビーム形状と受信のために使用されるビーム形状との間の整合を維持しながら、全出力電力が参照信号の送信のために使用されることを可能にする。
【0017】
有利には、これらの態様は、直交偏波を伴う２つの受信アンテナポートが、１つの受信アンテナポートが両方の偏波のアンテナエレメントに接続されるべきであることに関する要件なしに、ダイバーシティ受信のために使用されることを可能にする。
【0018】
有利には、これらの態様は、セル規定参照信号が、広いビームにおいて送信され、したがって、増加されたセルカバレッジを生じることを可能にする。
【0019】
同封の実施形態の他の目標、特徴、および利点は、以下の詳細な開示から、添付の従属請求項から、ならびに図面から明らかとなるであろう。
【0020】
概して、特許請求の範囲において使用されるすべての用語は、本明細書で別段明示的に規定されない限り、本技術分野におけるその通例の意味に従って解釈されるべきである。「１つの（ａ／ａｎ）／その（ｔｈｅ）エレメント、装置、構成要素、手段、モジュール、ステップなど」へのすべての言及は、別段明示的に述べられていない限り、そのエレメント、装置、構成要素、手段、モジュール、ステップなどの少なくとも１つの事例を指すようにオープンに解釈されるべきである。本明細書で開示されるいずれの方法のステップも、明示的に述べられていない限り、開示される厳密な順序で実施される必要はない。
【0021】
次に、例として、添付の図面を参照しながら、本発明の概念が説明される。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】実施形態による無線アクセスネットワークを示す概略図である。
【図2】一実施形態による二重偏波アンテナアレイを概略的に示す図である。
【図3】実施形態による方法のフローチャートである。
【図4】一実施形態による総電力パターンの例を示す図である。
【図5】一実施形態によるアンテナアレイ制御ユニットの機能ユニットを示す概略図である。
【図6】一実施形態によるアンテナアレイ制御ユニットの機能モジュールを示す概略図である。
【図7】一実施形態によるコンピュータ可読記憶媒体を備えるコンピュータプログラム製品の一例を示す図である。
【図8】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概略図である。
【図9】いくつかの実施形態による、部分的無線接続上で無線基地局を介して端末デバイスと通信するホストコンピュータを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
次に、本発明の概念のいくつかの実施形態が示された添付の図面を参照しながら、本発明の概念が以下でより十分に説明される。しかしながら、本発明の概念は、多くの異なる形態で具現され得、本明細書に記載される実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全であり、本発明の概念の範囲を当業者に十分に伝えるように、例として提供される。同様の番号は、説明全体にわたって同様のエレメントを指す。破線によって示される任意のステップまたは特徴は、随意と見なされるべきである。
【0024】
本明細書で開示される実施形態は、二重偏波アンテナアレイを使用する無線アクセスネットワークにおける通信のための機構に関する。そのような機構を取得するために、アンテナアレイ制御ユニットと、アンテナアレイ制御ユニットによって実施される方法と、たとえばコンピュータプログラムの形態の、コードを備えるコンピュータプログラム製品とが提供され、コードは、アンテナアレイ制御ユニット上で稼働されたとき、アンテナアレイ制御ユニットに方法を実施させる。
【0025】
図１は、本明細書で提示される実施形態が適用され得る、無線アクセスネットワーク１００を示す概略図である。無線アクセスネットワーク１００は、第３世代（３Ｇ）通信ネットワーク、第４世代（４Ｇ）通信ネットワーク、第５世代（５Ｇ）通信ネットワーク、またはそれらの任意の発展であり、適用可能な場合に、任意の３ＧＰＰ通信規格をサポートすることができる。
【0026】
無線アクセスネットワーク１００は、（無線）アクセスネットワーク１１０において、ユーザノード１６０によって表されるユーザノードにネットワークアクセスを提供するように設定された（無線）アクセスノード１４０を備える。アクセスネットワーク１１０は、コアネットワーク１２０に動作可能に接続される。コアネットワーク１２０は、インターネットなど、サービスネットワーク１３０に動作可能に接続される。ユーザノード１６０は、それにより、アクセスノード１４０を介して、サービスネットワーク１３０のサービスにアクセスすることと、サービスネットワーク１３０とデータを交換することとを可能にされる。アクセスノード１４０およびユーザノード１６０は、ビーム１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃにおいて互いと通信するように設定される。
【0027】
アクセスノード１４０の例は、無線基地局、基地トランシーバ局、ノードＢ、エボルブドノードＢ（ｅＮＢ）、ｇＮＢ、アクセスポイント、アクセスノード、および無線アクセスバックホール統合伝送ノードである。ユーザノード１６０の例は、無線デバイス、端末デバイス、移動局、モバイルフォン、ハンドセット、無線ローカルループ電話、ユーザ機器（ＵＥ）、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ネットワーク搭載センサー、ネットワーク搭載車両、ウェアラブル電子デバイス、およびいわゆるモノのインターネットデバイスである。
【0028】
この点において、ｍｍＷａｖｅのためのアクセスノード１４０の一般的なアンテナアーキテクチャは、異なる方向において配向された数個のアンテナアレイからなる。いくつかのアンテナアレイは、直交偏波を伴うアンテナエレメントを有し、二重偏波ビームフォーミングの使用を可能にする。アクセスノード１４０は、次いで、異なるアンテナアレイ間で、および／またはアナログビームフォーミングが実施されるとき各アンテナアレイ内で切り替えるように設定され得る。しかしながら、実際的使用では、そのようなアクセスノード１４０は、広いビームにおいて送信するとき、全電力を使用するとは限らないことがある。これは、いくつかのＰＡがオフに切り替えられること、または振幅テーパリングを伴う単一の偏波が使用されることによるものであり得る。本明細書で開示される実施形態によれば、アクセスノード１４０は、全出力電力を使用しながら広いビームにおいて送信し、それにより、振幅テーパリングを使用することまたはそのアンテナエレメントのサブセットのみ上で送信することと比較してカバレッジを増加させることができる。
【0029】
図２は、たとえば、（無線）アクセスノード１４０またはユーザノード１６０の一部であり得る二重偏波アンテナアレイ１７０を示す概略図である。図２の二重偏波アンテナアレイ１７０は、第１の偏波のアンテナエレメント１７２ａと第２の偏波のアンテナエレメント１７２ｂとを備える。二重偏波アンテナアレイ１７０は、第１のパネルポート１８２と第２のパネルポート１８４とを介してトランシーバ１８０によってアクセスされる。第１のパネルポート１８２は、フィードネットワーク１７４を介して、第１の偏波のアンテナエレメント１７２０に接続されるが、第２のパネルポート１８４は、フィードネットワーク１７４を介して、第２の偏波のアンテナエレメント１７２ｂに接続される。ビームフォーミングは、フィードネットワーク１７４においてビームフォーミング重みを適用することによって可能にされ得、ここで、ビームフォーミング重みは、増幅器１７６の利得値と位相値位相シフタ１７８とを変更することによって適用される。いくつかの例では、各アンテナエレメント１７２ａ、１７２ｂは、それ自体の増幅器１７６および位相シフタ１７８を有し、これは、ビームフォーミング重みが個々のアンテナエレメント１７２ａ、１７２ｂごとに適用されることを可能にする。ビームフォーミング重み、したがって、利得値と位相値とは、制御インターフェース１９０を介してフィードネットワーク１７４に接続されたアンテナアレイ制御ユニット２００によって制御される。
【0030】
上述のように、信号の送信と受信の両方に好適である、そのような広いビーム、ならびに他のビームを生成する困難があり得る。
【0031】
この点において、より広いビームが、たとえば、原則として２つの異なるやり方で、すなわち、単一偏波ビームフォーミング（ＳＰＢＦ：ｓｉｎｇｌｅ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）を使用して、または二重偏波ビームフォーミング（ＤＰＢＦ：ｄｕａｌ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）を使用してのいずれかで生成され得る。
【0032】
単一偏波ビームフォーミングの場合、パネルアンテナのアンテナアレイにわたって、振幅、および場合によってはまた、位相、テーパを適用することによって、ビームが広げられ、テーパリングは偏波ごとに適用され得る。発明者によって了解されるように、この手法に関する欠点は、いくつかのアンテナ分岐またはエレメントが、振幅テーパリングにより、電力低減を伴って（または共通電力増幅器（ＰＡ）を使用する場合に減衰を伴って）送信する必要があるので、送信のための全電力利用が得られるとは限らないことがあることである。しかしながら、同じく発明者によって了解されるように、振幅テーパリングは、信号の受信について同じ負の影響を有しない。振幅テーパリングは、すべてのアンテナエレメントが全電力で送信するとは限らないので、総送信電力の低減を暗示する。概して、高いＰＡ利用を伴い、低利得リップルを伴う広いビームを生成することは困難である。発明者によって了解されるように、したがって、振幅テーパリングは、総送信電力の損失とセル規定参照信号のカバレッジ低減とにつながる。セル規定参照信号が送信されるビームにおける利得リップルは、いくつかの方向においてカバレッジホールの危険を増加させ得、また、ユーザノードモビリティ中により多くのハンドオーバピンポン効果を引き起こし、不要なオーバーヘッドシグナリングを引き起こし得る。
【0033】
二重偏波ビームフォーミングの場合、両方の偏波のアンテナエレメントが、広いビームを作成するために使用される。この手法に関する利点は、所望のビーム形状が、多くの場合、位相のみのテーパリングによって取得され得ることであり、これは、すべてのＰＡが全電力で送信することができること（または共通ＰＡの場合減衰が必要とされないこと）を意味する。発明者によって了解されるように、各アンテナポートが同じ偏波のアンテナエレメントにのみ接続される、パネルアーキテクチャのための二重偏波ビームフォーミングに関する欠点は、単一のビームポートのみが生成され得ることである。しかしながら、同じく発明者によって了解されるように、これは、１つのポートのみを有する、ＳＳＢなどのセル規定参照信号についての問題ではない。
【0034】
図３は、二重偏波アンテナアレイ１７０を使用する無線アクセスネットワーク１００における通信のための方法の実施形態を示すフローチャートである。アンテナアレイ１７０は、第１の偏波のアンテナエレメント１７２ａおよび第２の偏波のアンテナエレメント１７２ｂを備える。方法は、有利には、アンテナアレイ制御ユニット２００によって実施される。方法は、有利には、コンピュータプログラム７２０として提供される。
【0035】
本明細書で開示される実施形態は、１つの単一のビームポートを伴う送信ビーム１５０ａを作成するために二重偏波ビームフォーミングを使用することに基づく。
【0036】
Ｓ１０４：第１の信号が、無線アクセスネットワーク１００の第１のリンク上で送信ビーム１５０ａにおいて送信アンテナポートを介して送信される。送信アンテナポートは、第１の偏波と第２の偏波の両方のアンテナエレメント１７２ａ、１７２ｂに接続される。
【0037】
本明細書で開示される実施形態は、２つの偏波の各々において１つずつ、２つのビームポートを伴って受信ビームを作成するために単一偏波ビームフォーミングを使用することに基づく。
【0038】
Ｓ１０８：第２の信号が、第１の受信ビーム１５０ｂにおいて第１の受信アンテナポートを介して、および第２の受信ビーム１５０ｃにおいて第２の受信アンテナポートを介して無線アクセスネットワーク１００の第２のリンク上で受信される。第１の受信アンテナポートは第１の偏波のアンテナエレメント１７２ａに接続され、第２の受信アンテナポートは第２の偏波のアンテナエレメント１７２ｂに接続される。受信ビーム１５０ｂ、１５０ｃと送信ビーム１５０ａとは、それらの総電力パターンに関する重複基準を満たす。
【0039】
いくつかの例では、重複基準によれば、受信ビーム１５０ｂ、１５０ｃの各々の総電力の少なくとも７５％が、送信ビーム１５０ａの総電力の少なくとも７５％と同じ角度間隔内にある。角度間隔は、受信ビーム１５０ｂ、１５０ｃの各々のメインローブと、送信ビーム１５０ａのメインローブとを包含する。
【0040】
いくつかの例では、重複基準によれば、受信ビーム１５０ｂ、１５０ｃの各々の利得と送信ビーム１５０ａの利得との間の差の分散が、デシベル（ｄＢ）スケールで計算されるとき、１ｄＢよりも小さい。
【0041】
したがって、直交偏波を伴う２つの受信アンテナポートが、二重偏波アンテナアレイ１７０の固有偏波にわたって単一偏波ビームフォーミングを適用することによって作成され、受信ダイバーシティを可能にする。
【0042】
本明細書で使用される電力という用語は、２つの異なる意味を有することができる。一態様では、送信ビーム１５０ａを生成するとき、電力増幅器からのできるだけ多くの出力電力があるべきである。別の態様では、送信ビーム１５０ａの場合、電力は、２つの直交偏波から合計される。
【0043】
次に、有利にはアンテナアレイ制御ユニット２００によって実施される、二重偏波アンテナアレイ１７０を使用する無線アクセスネットワーク１００における通信のさらなる詳細に関する実施形態が開示される。
【0044】
いくつかの例では、第１の信号は第１の１ポート信号であり、第２の信号は第２の１ポート信号である。しかしながら、他の例では、第２の信号は、２ポート信号（さらには任意ポート信号）である。
【0045】
次に、ビームフォーミングの態様が開示される。
【0046】
上記で開示されたように、ビームフォーミングは、フィードネットワーク１７４においてビームフォーミング重みを適用することによって可能にされ得る。したがって、一実施形態によれば、ステップＳ１０２およびステップＳ１０６が実施される。
【0047】
Ｓ１０２：アンテナアレイ１７０に、第１の信号の送信のためのビームフォーミング重みの第１のセットが設定される。ビームフォーミング重みの第１のセットは、送信アンテナポートを提供するように適合される。第１の偏波のアンテナエレメント１７２ａのためのビームフォーミング重みは、第２の偏波のアンテナエレメント１７２ｂのためのビームフォーミング重みとは異なる。
【0048】
この点において、第２の偏波のアンテナエレメント１７２ｂのためのビームフォーミング重みは、共通位相シフト（すなわち、すべてのアンテナエレメント１７２ｂについて共通である位相シフト）超だけ、第１の偏波のアンテナエレメント１７２ａのためのビームフォーミング重みとは異なる。
【0049】
Ｓ１０６：アンテナアレイ１７０に、第２の信号の受信のためのビームフォーミング重みの第２のセットおよび第３のセットが設定される。ビームフォーミング重みの第２のセットは、第１の受信アンテナポートを提供するように適合される。ビームフォーミング重みの第３のセットは、第２の受信アンテナポートを提供するように適合される。第１の受信アンテナポートが、第１の偏波のアンテナエレメント１７２ａに接続され、第２の受信アンテナポートが、第２の偏波のアンテナエレメント１７２ｂに接続されるので、ビームフォーミング重みの第２のセットは、第１の偏波のアンテナエレメント１７２ａのみに適用され、ビームフォーミング重みの第３のセットは、第２の偏波のアンテナエレメント１７２ｂのみに適用される。
【0050】
ビームフォーミング重みを見つけるための異なるやり方があり得る。いくつかの態様では、ビームフォーミング重みを見つけるために、多目的最適化（ｍｕｌｔｉ－ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）が使用される。したがって、いくつかの実施形態では、ビームフォーミング重みの第１のセット、第２のセット、または第３のセットのいずれかが、少なくとも２つのコストを伴う多目的最適化を介して決定される。いくつかの例では、コストのうちの１つがメインローブリップルの最大量であり、コストのうちの別の１つが最大サイドローブ電力レベルである。ビームフォーミング重みを見つけるために、他のコストとともに可能な他の技法も使用され得る。
【0051】
いくつかの実施形態では、ビームフォーミング重みの第１のセットはすべて、等しい振幅を有する。たとえば、ビームフォーミング重みの第１のセットがすべて単位振幅を有する、すべて位相のみのテーパリングが使用され得る。
【0052】
次に、第２の信号の受信の態様が開示される。
【0053】
いくつかの態様では、受信された信号の合成が、受信機ダイバーシティの利用のために形成される。したがって、一実施形態によれば、ステップＳ１１０が実施される。
【0054】
Ｓ１１０：第１の受信アンテナポートを介して受信された第２の信号は、第２の受信アンテナポートを介して受信された第２の信号と合成される。
【0055】
いくつかの態様では、合成することは、第２の受信アンテナポート上の受信信号品質に対する第１の受信アンテナポート上の受信信号品質に基づく。
【0056】
第１の受信アンテナポートを介して受信された第２の信号が、第２の受信アンテナポートを介して受信された第２の信号と合成される異なるやり方があり得る。いくつかの実施形態では、合成することは、最大比合成（ＭＲＣ：ｍａｘｉｍｕｍ ｒａｔｉｏ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）である。したがって、受信の場合、トランシーバ１８０は、たとえば、ＭＲＣを使用することによって、受信された信号の偏波整合を実施し得る。
【0057】
次に、アンテナアレイ１７０およびアンテナアレイ制御ユニット２００がアクセスノード１４０の一部である実施形態が開示される。これらの実施形態では、第１のリンクはダウンリンクであり、第２のリンクはアップリンクである。ステップＳ１０４において送信される異なる第１の信号があり得る。いくつかの非限定的な例では、第１の信号は、ＳＳＢ、ｍｓｇ２メッセージ、競合解消グラント、データメッセージのいずれかを含む。ステップＳ１０８において受信される異なる第２の信号があり得る。いくつかの非限定的な例では、第２の信号は、ＳＳＢ報告、ランダムアクセス（ＲＡ）メッセージ、ｍｓｇ３メッセージ、競合解消メッセージ、データメッセージのいずれかを含む。
【0058】
次に、アンテナアレイ１７０およびアンテナアレイ制御ユニット２００がユーザノード１６０の一部である実施形態が開示される。これらの実施形態では、第１のリンクはアップリンクであり、第２のリンクはダウンリンクである。ステップＳ１０４において送信される異なる第１の信号があり得る。いくつかの非限定的な例では、第１の信号は、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）メッセージ、１ポートサウンディング参照信号（ＳＲＳ）、固定ランク１物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）送信メッセージのいずれかである。ステップＳ１０８において受信される異なる第２の信号があり得る。いくつかの非限定的な例では、第２の信号は、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）送信、物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）送信、（追跡参照信号（ＴＲＳ）を含む）チャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ－ＲＳ）送信、位相追跡参照信号（ＰＴＲＳ）送信、復調用参照信号（ＤＭＲＳ）送信のいずれかを含む。
【0059】
図４は、単一偏波ビームフォーミング（ＳＰＢＦ）を使用して生成されるビームのための総電力パターンが、二重偏波ビームフォーミング（ＤＰＢＦ）を使用して生成されるビームのための総電力パターンと比較される一例を示す。図４は、方位角次元における総電力パターンを示す。ビームは、ある角度セクタをカバーするように設計された。位相テーパリングのみが、二重偏波ビームフォーミングを使用して生成されるビームのために使用された。二重偏波ビームフォーミングを使用して生成されるビームのためのビームフォーミング重みは、２つのコスト、すなわち、メインビーム方向におけるリップル、および所望のレベルをオーバーシュートするサイドローブレベルである他のものを伴う多目的最適化を介して見つけられた。リップルは、最適化においてリップルに対してより高いコストを適用することによって、さらに低減され得る。振幅テーパリングの効果を考慮に入れるために、２つの総電力パターンは、総送信電力を考慮に入れるために指向性正規化された。これは、ＤＰＢＦと比較してＳＰＢＦの場合３．６ｄＢ低い、電力増幅器電力の差が、図に反映されないことを意味する。二重偏波ビームフォーミングを使用して生成されるビームのメインローブの形状は、単一偏波ビームフォーミングを使用して生成されるビームのメインローブの形状と同様である。したがって、それぞれ、送信および受信のために使用されるビーム間に良好な整合がある。図４中の例は、メインローブが同じ形状を有する場合、二重偏波ビームフォーミングおよび単一偏波ビームフォーミングを使用してビームを生成することが実際に可能であることを示す。
【0060】
図５は、いくつかの機能ユニットに関して、一実施形態によるアンテナアレイ制御ユニット２００の構成要素を概略的に示す。処理回路２１０は、たとえば、記憶媒体２３０の形態で（図７の場合のように）コンピュータプログラム製品７１０に記憶されたソフトウェア命令を実行することが可能な、好適な中央処理ユニット（ＣＰＵ）、マルチプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）などのうちの１つまたは複数の任意の組合せを使用して提供される。処理回路２１０はさらに、少なくとも１つの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）として提供され得る。
【0061】
詳細には、処理回路２１０は、上記で開示されたように、アンテナアレイ制御ユニット２００に、動作またはステップのセットを実施させるように設定される。たとえば、記憶媒体２３０は動作のセットを記憶し得、処理回路２１０は、アンテナアレイ制御ユニット２００に動作のセットを実施させるために、記憶媒体２３０から動作のセットを取り出すように設定され得る。動作のセットは、実行可能な命令のセットとして提供され得る。
【0062】
したがって、それにより、処理回路２１０は、本明細書で開示される方法を実行するように構成される。記憶媒体２３０はまた、たとえば、磁気メモリ、光メモリ、固体メモリ、さらにはリモートに搭載されるメモリのうちのいずれか単独の１つまたは組合せであり得る、永続記憶装置を備え得る。アンテナアレイ制御ユニット２００は、少なくとも、二重偏波アンテナアレイ１７０など、他のエンティティ、機能、ノード、およびデバイスとの通信のために設定された通信インターフェース２２０をさらに備え得る。したがって、通信インターフェース２２０は、アナログおよびデジタル構成要素を備える１つまたは複数の送信機および受信機を備え得る。処理回路２１０は、たとえば、データおよび制御信号を通信インターフェース２２０および記憶媒体２３０に送ることによって、データおよび報告を通信インターフェース２２０から受信することによって、ならびにデータおよび命令を記憶媒体２３０から取り出すことによって、アンテナアレイ制御ユニット２００の全般の動作を制御する。アンテナアレイ制御ユニット２００の他の構成要素、ならびに関係する機能は、本明細書で提示される概念を不明瞭にしないために省略される。
【0063】
図６は、いくつかの機能モジュールに関して、一実施形態によるアンテナアレイ制御ユニット２００の構成要素を概略的に示す。図６のアンテナアレイ制御ユニット２００は、いくつかの機能モジュール、すなわち、ステップＳ１０４を実施するように設定された送信モジュール２１０ｂと、ステップＳ１０８を実施するように設定された受信モジュール２１０ｄとを備える。図６のアンテナアレイ制御ユニット２００は、ステップＳ１０２を実施するように設定された設定モジュール２１０ａ、ステップＳ１０６を実施するように設定された設定モジュール２１０ｃ、およびステップＳ１１０を実施するように設定された合成モジュール２１０ｅのいずれかなど、いくつかの随意の機能モジュールをさらに備え得る。大まかに言えば、各機能モジュール２１０ａ：２１０ｅは、一実施形態では、ハードウェアのみで実装され、別の実施形態では、ソフトウェアの助けをかりて実装され得、すなわち、後者の実施形態は、処理回路上で稼働されたとき、アンテナアレイ制御ユニット２００に、図６に関連して上述の対応するステップを実施させる、記憶媒体２３０に記憶されたコンピュータプログラム命令を有する。モジュールは、コンピュータプログラムの一部に対応するが、それらのモジュールは、その中で別個のモジュールである必要がなく、それらのモジュールがソフトウェアで実装されるやり方は、使用されるプログラミング言語に依存することも言及されるべきである。好ましくは、１つまたは複数のまたはすべての機能モジュール２１０ａ：２１０ｅが、処理回路２１０によって、場合によっては通信インターフェース２２０および／または記憶媒体２３０と協働して実装され得る。処理回路２１０は、したがって、機能モジュール２１０ａ：２１０ｅによって提供される命令を記憶媒体２３０からフェッチし、これらの命令を実行するように設定され、それにより、本明細書で開示される任意のステップを実施し得る。
【0064】
アンテナアレイ制御ユニット２００は、スタンドアロンデバイスとして、または少なくとも１つのさらなるデバイスの一部として提供され得る。たとえば、アンテナアレイ制御ユニット２００は、（無線）アクセスノード１４０においてまたはユーザノード１６０において提供され得る。代替として、アンテナアレイ制御ユニット２００の機能が、少なくとも２つのデバイスまたはノード間で分散され得る。アンテナアレイ制御ユニット２００によって実施される命令の第１の部分が第１のデバイスにおいて実行され得、アンテナアレイ制御ユニット２００によって実施される命令の第２の部分が第２のデバイスにおいて実行され得、本明細書で開示される実施形態は、アンテナアレイ制御ユニット２００によって実施される命令が実行され得るいかなる特定の数のデバイスにも限定されない。したがって、本明細書で開示される実施形態による方法は、クラウドコンピュータによる環境に常住するアンテナアレイ制御ユニット２００によって実施されることに好適である。したがって、図５には単一の処理回路２１０が示されているが、処理回路２１０は、複数のデバイスまたはノードの間で分散され得る。同じことが、図６の機能モジュール２１０ａ：２１０ｅ、および図７のコンピュータプログラム７２０に適用される。
【0065】
図７は、コンピュータ可読記憶媒体７３０を備えるコンピュータプログラム製品７１０の一例を示す。このコンピュータ可読記憶媒体７３０上に、コンピュータプログラム７２０が記憶され得、そのコンピュータプログラム７２０は、処理回路２１０に、ならびに通信インターフェース２２０および記憶媒体２３０など、処理回路２１０に動作可能に結合されたエンティティおよびデバイスに、本明細書で説明される実施形態による方法を実行させることができる。したがって、コンピュータプログラム７２０および／またはコンピュータプログラム製品７１０は、本明細書で開示される任意のステップを実施するための手段を提供し得る。
【0066】
図７の例では、コンピュータプログラム製品７１０は、ＣＤ（コンパクトディスク）またはＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）、またはＢｌｕ－Ｒａｙディスクなどの光ディスクとして示されている。コンピュータプログラム製品７１０はまた、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）または電気的消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）など、メモリとして、より詳細には、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）メモリ、またはコンパクトフラッシュメモリなどのフラッシュメモリなど、外部メモリにおけるデバイスの不揮発性記憶媒体として具現化され得る。したがって、コンピュータプログラム７２０は、ここでは、示された光ディスク上のトラックとして概略的に示されているが、コンピュータプログラム７２０は、コンピュータプログラム製品７１０に好適な任意のやり方で記憶され得る。
【0067】
図８は、いくつかの実施形態による、中間ネットワーク４２０を介してホストコンピュータ４３０に接続された電気通信ネットワークを示す概略図である。一実施形態によれば、通信システムは、図１中の（無線）アクセスネットワーク１１０などのアクセスネットワーク４１１と、図１中のコアネットワーク１２０などのコアネットワーク４１４とを備える、３ＧＰＰタイプセルラネットワークなどの通信ネットワーク４１０を含む。アクセスネットワーク４１１は、（図１の（無線）アクセスノード１４０に各々対応する）ＮＢ、ｅＮＢ、ｇＮＢまたは他のタイプの無線アクセスポイントなど、複数の無線アクセスネットワークノード４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃを備え、各々が、対応するカバレッジエリアまたはセル４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃを規定する。各無線アクセスネットワークノード４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃは、有線接続または無線接続４１５上でコアネットワーク４１４に接続可能である。カバレッジエリア４１３ｃ中に位置する第１のＵＥ４９１が、対応するネットワークノード４１２ｃに無線で接続するか、または対応するネットワークノード４１２ｃによってページングされるように設定される。カバレッジエリア４１３ａ中の第２のＵＥ４９２が、対応するネットワークノード４１２ａに無線で接続可能である。この例では複数のＵＥ４９１、４９２が示されているが、開示される実施形態は、唯一のＵＥがカバレッジエリア中にある状況、または唯一の端末デバイスが、対応するネットワークノード４１２に接続している状況に等しく適用可能である。ＵＥ４９１、４９２は、図１の無線デバイス１６０に対応する。
【0068】
通信ネットワーク４１０は、それ自体、ホストコンピュータ４３０に接続され、ホストコンピュータ４３０は、スタンドアロンサーバ、クラウド実装サーバ、分散サーバのハードウェアおよび／またはソフトウェアにおいて、あるいはサーバファーム中の処理リソースとして具現され得る。ホストコンピュータ４３０は、サービスプロバイダの所有または制御下にあり得、あるいは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に代わって動作され得る。通信ネットワーク４１０とホストコンピュータ４３０との間の接続４２１および４２２は、コアネットワーク４１４からホストコンピュータ４３０に直接延び得るか、または随意の中間ネットワーク４２０を介して進み得る。中間ネットワーク４２０は、公衆ネットワーク、プライベートネットワークまたはホストされたネットワークのうちの１つ、またはそれらのうちの２つ以上の組合せであり得、中間ネットワーク４２０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であり得、特に、中間ネットワーク４２０は、２つまたはそれ以上のサブネットワーク（図示せず）を備え得る。
【0069】
図８の通信システムは全体として、接続されたＵＥ４９１、４９２とホストコンピュータ４３０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）接続４５０として説明され得る。ホストコンピュータ４３０および接続されたＵＥ４９１、４９２は、アクセスネットワーク４１１、コアネットワーク４１４、任意の中間ネットワーク４２０、および考えられる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接続４５０を介して、データおよび／またはシグナリングを通信するように設定される。ＯＴＴ接続４５０は、ＯＴＴ接続４５０が通過する、参加する通信デバイスが、アップリンクおよびダウンリンク通信のルーティングに気づいていないという意味で、透過的であり得る。たとえば、ネットワークノード４１２は、接続されたＵＥ４９１にフォワーディング（たとえば、ハンドオーバ）されるべき、ホストコンピュータ４３０から発生したデータを伴う着信ダウンリンク通信の過去のルーティングについて、知らされないことがあるかまたは知らされる必要がない。同様に、ネットワークノード４１２は、ＵＥ４９１から発生してホストコンピュータ４３０に向かう発信アップリンク通信の将来のルーティングに気づいている必要がない。
【0070】
図９は、いくつかの実施形態による、部分的無線接続上で無線アクセスネットワークノードを介してＵＥと通信するホストコンピュータを示す概略図である。次に、一実施形態による、前の段落において説明されたＵＥ、無線アクセスネットワークノードおよびホストコンピュータの例示的な実装形態が、図９を参照しながら説明される。通信システム５００では、ホストコンピュータ５１０が、通信システム５００の異なる通信デバイスのインターフェースとの有線接続または無線接続をセットアップおよび維持するように設定された通信インターフェース５１６を含む、ハードウェア５１５を備える。ホストコンピュータ５１０は、記憶能力および／または処理能力を有し得る、処理回路５１８をさらに備える。特に、処理回路５１８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、またはこれらの組合せ（図示せず）を備え得る。ホストコンピュータ５１０は、ホストコンピュータ５１０に記憶されるかまたはホストコンピュータ５１０によってアクセス可能であり、処理回路５１８によって実行可能である、ソフトウェア５１１をさらに備える。ソフトウェア５１１はホストアプリケーション５１２を含む。ホストアプリケーション５１２は、ＵＥ５３０およびホストコンピュータ５１０において終端するＯＴＴ接続５５０を介して接続するＵＥ５３０など、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り得る。ＵＥ５３０は、図１のユーザノード１６０に対応する。リモートユーザにサービスを提供する際に、ホストアプリケーション５１２は、ＯＴＴ接続５５０を使用して送信されるユーザデータを提供し得る。
【0071】
通信システム５００は、通信システム中に提供される無線アクセスネットワークノード５２０をさらに含み、無線アクセスネットワークノード５２０は、無線アクセスネットワークノード５２０がホストコンピュータ５１０およびＵＥ５３０と通信することを可能にするハードウェア５２５を備える。無線アクセスネットワークノード５２０は、図１の（無線）アクセスノード１４０に対応する。ハードウェア５２５は、通信システム５００の異なる通信デバイスのインターフェースとの有線接続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ース５２６、ならびに無線アクセスネットワークノード５２０によってサーブされるカバレッジエリア（図９に図示せず）中に位置するＵＥ５３０との少なくとも無線接続５７０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ース５２７を含み得る。通信インターフェース５２６は、ホストコンピュータ５１０への接続５６０を容易にするように設定され得る。接続５６０は直接であり得るか、あるいは、接続５６０は、通信システムのコアネットワーク（図９に図示せず）を、および／または通信システムの外部の１つまたは複数の中間ネットワークを通過し得る。図示の実施形態では、無線アクセスネットワークノード５２０のハードウェア５２５は、処理回路５２８をさらに含み、処理回路５２８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、またはこれらの組合せ（図示せず）を備え得る。無線アクセスネットワークノード５２０は、内部的に記憶されるかまたは外部接続を介してアクセス可能なソフトウェア５２１をさらに有する。
【0072】
通信システム５００は、すでに言及されたＵＥ５３０をさらに含む。ＵＥ５３０のハードウェア５３５は、ＵＥ５３０が現在位置するカバレッジエリアをサーブする無線アクセスネットワークノードとの無線接続５７０をセットアップおよび維持するように設定された、無線インターフェース５３７を含み得る。ＵＥ５３０のハードウェア５３５は、処理回路５３８をさらに含み、処理回路５３８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、またはこれらの組合せ（図示せず）を備え得る。ＵＥ５３０は、ＵＥ５３０に記憶されるかまたはＵＥ５３０によってアクセス可能であり、処理回路５３８によって実行可能である、ソフトウェア５３１をさらに備える。ソフトウェア５３１はクライアントアプリケーション５３２を含む。クライアントアプリケーション５３２は、ホストコンピュータ５１０のサポートのもとに、ＵＥ５３０を介して人間のまたは人間でないユーザにサービスを提供するように動作可能であり得る。ホストコンピュータ５１０では、実行しているホストアプリケーション５１２は、ＵＥ５３０およびホストコンピュータ５１０において終端するＯＴＴ接続５５０を介して、実行しているクライアントアプリケーション５３２と通信し得る。ユーザにサービスを提供する際に、クライアントアプリケーション５３２は、ホストアプリケーション５１２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し得る。ＯＴＴ接続５５０は、要求データとユーザデータの両方を転送し得る。クライアントアプリケーション５３２は、クライアントアプリケーション５３２が提供するユーザデータを生成するためにユーザと対話し得る。
【0073】
図９に示されているホストコンピュータ５１０、無線アクセスネットワークノード５２０およびＵＥ５３０は、それぞれ、図８のホストコンピュータ４３０、ネットワークノード４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃのうちの１つ、およびＵＥ４９１、４９２のうちの１つと同様または同等であり得ることに留意されたい。つまり、これらのエンティティの内部の働きは、図９に示されているようなものであり得、別個に、周囲のネットワークトポロジーは、図８のものであり得る。
【0074】
図９では、ＯＴＴ接続５５０は、仲介デバイスと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とへの明示的言及なしに、ネットワークノード５２０を介したホストコンピュータ５１０とＵＥ５３０との間の通信を示すために抽象的に描かれている。ネットワークインフラストラクチャが、ルーティングを決定し得、ネットワークインフラストラクチャは、ＵＥ５３０からまたはホストコンピュータ５１０を動作させるサービスプロバイダから、またはその両方からルーティングを隠すように設定され得る。ＯＴＴ接続５５０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、さらに、ネットワークインフラストラクチャが（たとえば、ネットワークの負荷分散考慮または再設定に基づいて）ルーティングを動的に変更する判断を行い得る。
【0075】
ＵＥ５３０と無線アクセスネットワークノード５２０との間の無線接続５７０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、無線接続５７０が最後のセグメントを形成するＯＴＴ接続５５０を使用して、ＵＥ５３０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は、著しい干渉を生成することがある空中ＵＥの改善された分類能力により、干渉を低減し得る。
【0076】
１つまたは複数の実施形態が改善する、データレート、レイテンシおよび他のファクタを監視する目的での、測定プロシージャが提供され得る。測定結果の変動に応答して、ホストコンピュータ５１０とＵＥ５３０との間のＯＴＴ接続５５０を再設定するための随意のネットワーク機能がさらにあり得る。測定プロシージャおよび／またはＯＴＴ接続５５０を再設定するためのネットワーク機能は、ホストコンピュータ５１０のソフトウェア５１１およびハードウェア５１５でまたはＵＥ５３０のソフトウェア５３１およびハードウェア５３５で、またはその両方で実装され得る。実施形態では、ＯＴＴ接続５５０が通過する通信デバイスにおいて、またはその通信デバイスに関連して、センサー（図示せず）が配置され得、センサーは、上記で例示された監視された量の値を供給すること、またはソフトウェア５１１、５３１が監視された量を算出または推定し得る他の物理量の値を供給することによって、測定プロシージャに参加し得る。ＯＴＴ接続５５０の再設定は、メッセージフォーマット、再送信セッティング、好ましいルーティングなどを含み得、再設定は、ネットワークノード５２０に影響を及ぼす必要がなく、再設定は、無線アクセスネットワークノード５２０に知られていないかまたは知覚不可能であり得る。そのようなプロシージャおよび機能は、当技術分野において知られ、実践され得る。いくつかの実施形態では、測定は、スループット、伝搬時間、レイテンシなどのホストコンピュータ５１０の測定を容易にするプロプライエタリＵＥシグナリングを伴い得る。測定は、ソフトウェア５１１および５３１が、ソフトウェア５１１および５３１が伝搬時間、エラーなどを監視する間にＯＴＴ接続５５０を使用して、メッセージ、特に空のまたは「ダミー」メッセージが送信されることを引き起こすことにおいて、実装され得る。
【0077】
本発明の概念が、主に数個の実施形態を参照しながら上記で説明された。しかしながら、当業者によって直ちに諒解されるように、上記で開示された実施形態以外の他の実施形態が、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の概念の範囲内で等しく可能である。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【国際調査報告】