JP2018046582A - セルラーワイヤレス通信システムにおけるハイブリッドノードのための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】セルラーワイヤレス通信システムにおけるハイブリッドノードのための方法および装置の提供。
【解決手段】セルラー通信ネットワークにおけるハイブリッドノードの展開への新しいアプローチが提案され、ハイブリッドノードは、セルへ、またはセルから同時に信号を送信するかまたは受信することによって同時にセルラー通信ネットワークにおける複数のセルをサーブする複数のアンテナを含む。セルラー通信ネットワークはハイブリッドノードによってサーブされる複数のセルの中におけるパートナーセルをさらに含み、このパートナーセルは同時に一つより多いノードのアンテナとの通信チャネルを維持するソフトセルである。セルラー通信ネットワークはまたハイブリッドノードによってサーブされる複数のセルの中におけるハイブリッドセルをさらに含み、ハイブリッドセルは任意の時間にただ一つのノードのアンテナとの通信チャネルを維持するハードセルである。
【選択図】図１

Description

（関連する特許出願）
本出願は、３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）のもとで、２０１３年１月２日に出願された、「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｏｆ ａ Ｈｙｂｒｉｄ Ｎｏｄｅ ｉｎ ａ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ」と題する、米国仮特許出願第６１／７４８，４２８号に対して優先権の利益を主張する。これは、参照により本明細書に全体が援用されている。

（発明の分野）
本発明は概してセルラーワイヤレス通信システムおよびその方法に関する。

（発明の背景）
多くのセルラー無線システムにおいて、それらのセル識別番号（セル−ＩＤ）によって、セルはユーザ装置（ＵＥ）の観点から区別される。ＵＥは、モバイルデバイスであり得るが、それに限定されるものではない。異なるセル−ＩＤは、異なる（主物理層）送信特性をしばしば反映し、その特性は、参照信号シーケンス、スクランブルシーケンス、および同期信号特性を含むがそれらに限定はされない。ＵＥは、セルのセル−ＩＤを検出し、それは、ある想定された物理層パラメータに基づいて、接続されており、かつ、検出されたセル−ＩＤに対する他の（例えば、主物理層）特性を続いて知ることができる。各セル−ＩＤは、複数の部分に分割され得、その一つの部分は、ある物理層パラメータから、より容易に検出され得、一方、他の部分は、放送された情報から読まれ得る。

ＵＥは、複数の近隣のセルの識別をしばしば検出する。一般に、ＵＥは、送信信号強度に関して最強として識別するセルに接続しようとする。ほとんどの場合、ＵＥは、一度に一つのセルにのみ接続される。ＵＥがセルに接続された場合、該ＵＥは、セルのセル−ＩＤに対応する送信特性および、パラメータを用いる。いくつかのセルラーシステムにおいては、例えば、ＵＥが接続されるセルを変更するハンドオーバー手順の間、ＵＥは複数のセルに同時に接続し得る。

アンテナは、アンテナを介してセルのセル−ＩＤに関連する信号を送信および受信することによって、セルをサーブする。従来のセルラーシステムの実装においては、セルをサーブするアンテナの組は、準共同設置であり、これは、たとえ、それらが正確に同じ物理空間を占有していなくても、アンテナの組が概略同じ位置にあることを示す。アンテナの準共同設置の一例は、３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１ Ｖ１１．４．０ （２０１３−０９）の６．２．１節に記載されており、これは、参照により、本明細書に援用されている。限定されない例としては、数メータ離れて同じ塔に設置されているアンテナは、準共同設置されている。他の非限定例では、数メータ離れて同じ建物壁に設置されているアンテナも、また、準共同設置として考えられる。これに対して、別の非限定例では、建物の反対側に設置されているアンテナは、準共同設置ではない。ＵＥは、準共同設置のアンテナが、いくつかのの共通のまたは同様な特性（例えば、とりわけ、ドップラーシフト）を共有することをしばしば仮定する。従来のセルラーシステム展開においては、準共同設置でないアンテナは、異なるセル−ＩＤを有するセルをサーブする。

幾つかのセルラーシステムにおいては、準共同設置であるアンテナの組は、複数のセルをサーブする。いくつかの従来のセルラーシステムにおいては、しかしながら、たとえ、それらが準共同設置であったとしても、異なるセルが異なるアンテナによってサーブされる。この一例は、異なる方向を指し示す準共同設置アンテナを有する塔であり、アンテナは一つのセルをサーブする一つの方向を指し示し、アンテナは別のセルをサーブする別の方向を指し示す。

別の種類のセルラーシステム展開において、セルに使用されるアンテナは、準共同設置ではない。限定されない例では、そのようなシステムは分散アンテナシステム（ＤＡＳ）であり得、または、例えば、Ｐａｒｋｖａｌｌ他によって記述されたような「Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｏｕｓ ｎｅｔｗｏｒｋ ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔｓ ｉｎ ＬＴＥ」、Ｅｒｉｃｓｓｏｎ Ｒｅｖｉｅｗ ｎｏ ２，２０１１に記述されたような、ソフトセルであり得る。ＤＡＳ展開の一例は、単一セルであり、単一セルは、建物の室内をカバーし、異なる階に分散された、長いアンテナフィーダーを使用するアンテナを有する。ソフトセル展開の一例は、タワー上にアンテナを有する従来の高出力マクロセル送信機と、マクロセルと同じセル−ＩＤを使用する、マクロセルのサービス領域内の街路レベルのアンテナを有する低出力送信機である。ソフトセルからＤＡＳを区別する一つの方法は、分散アンテナが、たとえ同じセル−ＩＤに対応していたとしても、ソフトセル内の分散アンテナが異なる信号を送信し得る一方で、ＤＡＳ内の分散アンテナが同じ信号を送信し、また、ソフトセル内の分散アンテナが、異なる信号を送信し得る分散アンテナであり得ることである。アンテナがＤＡＳ内またはソフトセル内に分散され得るのみでなく、無線ユニット、ベースバンドユニットのような他の構成部品もまた、完全に、または部分的に分散され得ることに注意する事。

いくつかのセルラーシステムにおいて、ＵＥは、パラメータおよびセルラーネットワークおよびセルの設定を習得し得る。セルは共通の情報ブロックからつながり、これらは、セルラーネットワークによって、周期的に放送される。そのような、放送された共通情報は、セルに接続されたすべてのＵＥに適用されるが、該情報は、通常、異なるセルに対しては異なる。いくつかのセルラーシステムにおいて、コヒーレント通信が、これらの共通の情報ブロックに対して使用され、これは、ＵＥが、放送された情報ブロックと共に、ある既知の参照（パイロット）信号を受信する必要があることを意味する。参照信号は、以降、共通参照信号と呼ぶことにする。そして、共通の放送された情報ブロックは以降、放送チャネルと呼ぶことにする。いくつかのセルラーシステムにおいては、共通の参照信号は同じ組のアンテナから放送チャネルとして送信される。ＵＥは、アンテナの組に対する放送されたチャネルの変調されたシンボルのマッピングと、アンテナの組に対する共通参照信号シンボルのマッピングとの間の関係を知る必要がある。これらの通常は線形のマッピングは、しばしば、プレコーディングと呼ばれる。プレコーディング操作はまた、共通参照信号により使用されるアンテナの組からのアンテナサブセット選択を含み得る。

放送チャネルの受信に使用される共通参照信号は、しばしば、ＵＥの可動性および、チャネル特性予測に対する電力測定のような、他の重要な機能に使用される。従って、放送チャネルのみでなく、共通参照信号も、従来のセルラー通信システムにおける中断なしにサービスエリアを提供するために、いつでも送信される必要がある（定常的に、かつ、周期的に）。

可変システム帯域幅を有するいくつかのセルラー通信システムにおいて、セルのダウンリンクおよびアップリンクシステム帯域幅についての情報が放送される。非限定例では、共通参照信号について測定を行うために、ＵＥはダウンリンクシステム帯域幅を知る必要がある。

ＵＥ専用制御およびＵＥへのデータコヒーレント送信は、一般には、共通参照信号の補助として実行される。ＵＥ専用制御およびデータをコヒーレントに通信する他の方法は、共通参照信号とは別の、他の参照信号を使用することであり、以降、専用参照信号と言うことにする。一般には、専用の制御またはデータを受信するＵＥのみが、この専用参照信号を使用する。専用の参照信号を使用する一つの利点は、そのプレコーディングが、受信するＵＥに不明である、任意のプレコーディングが使用され得ることである。同じ不明なプレコーディングが、該専用の参照信号および情報シンボルの両方に適用される場合、コヒーレントな受信は、なおも有効である。この方法において、特に受信するＵＥに適しているプレコーディングは、送信機によって選択され得、これついて受信するＵＥに通知する必要なく、かつ、プレコーディング動作は、この場合、受信するＵＥについて、透明である。専用参照信号の送信パラメータおよび専用制御またはデータ送信が、セル−ＩＤに依存してもしなくてもよいことに注意が必要である。

一般には、一つのキャリアがその自身のセル−ＩＤを有する一つのセルに対応するので、上の記述は、一つのキャリアに関連する。複数のキャリアが一つの凝集体に凝集し、セル−ＩＤを共有する例に従うと、上の記述は同様に凝集体に適用可能である。

セルラーシステムの非限定例において、ロング−ターム エボリューション（Ｌｏｎｇ−ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ （ＬＴＥ）））では、ＵＥは、主同期信号（ｐｒｉｍａｒｙ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌｓ（ＰＳＳ））および副同期信号 （ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌｓ（ＳＳＳ））に対する検索により、ＬＴＥネットワークを検出し得、これらの信号は、ＬＴＥ ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）によって周期的に送信され得る。ＰＳＳ／ＳＳＳの検出から、ＵＥはまた、セル識別番号（セル−ＩＤ）を知り得る。ＰＳＳ／ＳＳＳの検出の後で、ＵＥは、Ｍａｓｔｅｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ （ＭＩＢ）を受信し得、これは、物理的放送チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ （ＰＢＣＨ）上で送信され、また、Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋｓ （ＳＩＢ）の組は、Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ （ＰＤＳＣＨ）上で送信される。これらのブロックは、ＵＥがＬＴＥセルにおいて機能するために必要な共通情報を含み得る。非限定例では、ダウンリンクシステム帯域幅はＭＩＢに信号が出され、アップリンクシステム帯域幅は、第二のＳＩＢに信号が出される。これらの情報ブロックは、セルにおいて周期的に放送される。ＬＴＥにおけるＭＩＢおよびＳＩＢは、上で議論した放送チャネルの例である。

ＭＩＢおよびＳＩＢの復調に対して、ＵＥは、また、全ダウンリンクシステム帯域幅で送信されたセル特有の参照信号（ＣＲＳ）を受信する必要がある。ＭＩＢおよびＳＩＢがプレコーディングを用いて送信される。ＭＩＢのプレコーディングは、ＵＥによって全体的には知られているわけではなく、いくつかの方法のうちの一つにおいて達成され得る。ＵＥは、ＭＩＢの成功裏の受信をもたらすプレコーディングが送信機において使用されると仮定できる。ＬＴＥにおけるＣＲＳは、上で議論した共通参照信号の例である。ＬＴＥにおいては、ダウンリンク制御およびデータシンボルの復調（ＵＥによる）は、ＣＲＳ（しばしば、送信モード１−６と言われる）または、ＵＥ−特有の参照信号のいずれかに基づき得、また、復調ＲＳまたは、ＤＭ−ＲＳ（しばしば、送信モード７−９と言われる）とも呼ばれる。ＬＴＥにおけるＵＥ特有のＲＳまたはＤＭ−ＲＳは、上で議論した専用の参照信号の例である。

ＣＲＳベースの通信に対して、情報シンボルは、アンテナの組から有利に送信され、そこから、ＣＲＳがまた送信される。さらに、ＣＲＳのプレコーディングと制御およびデータシンボルのプレコーディングとの間の関係は、ＵＥに信号を出される。放送された情報ブロックを受信するためにこれらが使用されるので、ＣＲＳのプレコーディングは、先験的に有利に知られていることに注意が必要である。ＤＭ−ＲＳベースの通信に対して、ＤＭ−ＲＳシンボルのプレコーディングと情報シンボルのプレコーディングとの間の関係は、受信ＵＥによって先験的に知られているが、プレコーディング自体は知られていないか、または受信ＵＥによって必要とされない。

いくつかのＬＴＥシステムは、また、アンテナポートを使用する。一つのアンテナポートは多数のアンテナにマップされ得る。例えば、ＣＲＳおよびＬＴＥにおける放送チャネルは、二つのアンテナポートを通って送信され得るが、８つのアンテナを使用する。アンテナポートからアンテナへのマッピングは、ＵＥに対して透明である。

ＵＥは、異なる能力を有し得る。いくつかのＵＥは、共通の参照信号のみに基づいて、ダウンリンク専用データおよび制御通信の能力を有し得る。他のＵＥは、専用の参照信号のみに基づいて、ダウンリンク専用データおよび制御通信の能力を有し得る。第三種のＵＥは、両方の能力を有し得る。ＬＴＥにおいては、例えば、いくつかのＵＥは、ＣＲＳベースのダウンリンク通信のみの能力を有する。他のＵＥは、また、ＤＭ−ＲＳベースのダウンリンク通信の能力を有する。

本発明の一つに実施形態において、ハイブリッドノードはセルラー通信ネットワークに展開され、ハイブリッドノードは、複数のアンテナを含み、複数のアンテナは、セルへ、および／または、セルから同時に信号を送信し、および／または、信号を受信することのよって、セルラー通信ネットワークにおける複数のセルを同時にサーブする。セルラー通信ネットワークは、ハイブリッドノードによってサーブされる複数のセルの中にパートナーセルをさらに含み、該パートナーセルは、一つより多いノードのアンテナとの通信チャネルを同時に維持するソフトセルである。セルラー通信ネットワークは、ハイブリッドノードによってサーブされる複数のセルの中に、ハイブリッドセルをさらに含み、該ハイブリッドセルは、ハードセルであり、任意の時間にただ一つのノードのアンテナとの通信チャネルを維持する。パートナーセルおよびハイブリッドセルは、異なるセル−ＩＤを有し、それらは、ハイブリッドノードへのアップリンク通信およびハイブリッドノードからのダウンリンク通信のために、複数のユーザ装置（ＵＥ）に接続し、かつサーブする。

本発明のさらなる特徴および利点が、本発明の様々な実施形態の構造および動作と同様に、添付の図面を参照して以下に詳細に記述される。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
セルラー通信ネットワークにおいてハイブリッドノード展開を支持するシステムであって、該システムは、
複数のアンテナを含むハイブリッドノードであって、複数のセルに対応する信号を同時に送信または受信することによって、該アンテナは同時にセルラー通信ネットワークにおける該複数のセルをサーブする、ハイブリッドノードと、
該ハイブリッドノードによってサーブされる、第一のセル−ＩＤを有する該複数のセルのうちの第一のセルであって、該第一のセルは、領域を覆う第一のセル−ＩＤに対応する、一つより多い隣接ノードのアンテナとの通信チャネルを同時に維持するソフトセルである、第一のセルと、
該ハイブリッドノードによってサーブされる、第二のセル−ＩＤを有する該複数のセルのうちの第二のセルであって、該第二のセルは、該第二のセル−ＩＤに対応する、ただ一つのノードのアンテナとの通信チャネルをいつでも維持するハードセルである、第二のセルと
を含み、
該第一のセルと該第二のセルのそれぞれは、該ハイブリッドノードへのアップリンク通信および該ハイブリッドノードからのダウンリンク通信のために複数のユーザ装置（ＵＥ）に接続し、かつ該複数のＵＥをサーブし、該第二のセルのダウンリンクおよび／またはアップリンク通信帯域は、該第一のセルのダウンリンクおよび／またはアップリンク通信帯域に完全にまたは部分的に重なる、
システム。
（項目２）
前記第一のセルと前記第二のセルは、異なる送信電力を使用する複数のノードを有する異種ネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ）の一部分である、項目１に記載のシステム。
（項目３）
前記ハイブリッドノードの前記複数のアンテナは、同じ場所における準共同設置である、項目１に記載のシステム。
（項目４）
一つより多いセルのうちの異なるセル−ＩＤに対応する信号を同時に送信するか、または受信することによって、前記ハイブリッドノードの前記複数のアンテナのうちの少なくとも一つは、前記複数のセルのうちの一つより多いセルをサーブする、項目１に記載のシステム。
（項目５）
前記ハイブリッドノードの前記複数のアンテナのそれぞれは、送信、または受信のいずれかのために、時分割複信（ＴＤＤ）システムにおいて、任意の時間に利用される、項目１に記載のシステム。
（項目６）
前記ハイブリッドノードの前記複数のアンテナのそれぞれは、送信および受信のために、周波数分割複信（ＦＤＤ）システムにおいて、任意の時間に利用される、項目１に記載のシステム。
（項目７）
前記第一のセルの前記第一のセル−ＩＤおよび前記第二のセルの前記第二のセル−ＩＤは異なる、項目１に記載のシステム。
（項目８）
前記第一のセルは、他のノードのアンテナによってもサーブされ、該他のノードの該アンテナは、前記ハイブリッドノードの前記アンテナと準共同設置ではない、項目１に記載のシステム。
（項目９）
前記ハイブリッドノードおよび前記他のノードの両方は、同じ第一のセル−ＩＤを使用して前記第一のセルをサーブする、項目８に記載のシステム。
（項目１０）
前記第二のセルの前記ダウンリンクおよび／またはアップリンク通信帯域は、前記第一のセルの前記ダウンリンクおよび／またはアップリンク通信帯域と同じキャリア中心周波数を有する、項目１に記載のシステム。
（項目１１）
前記第二のセルの前記ダウンリンクおよび／またはアップリンク通信帯域は、前記第一のセルの前記ダウンリンクおよび／またはアップリンク通信帯域とは異なるキャリア中心周波数を有する、項目１に記載のシステム。
（項目１２）
前記第二のセルの前記ダウンリンク通信帯域幅が前記第一のセルの対応する帯域幅よりも小さい場合、前記ハイブリッドノードは、該第二のセルに対応する信号を該第二のセルのダウンリンク通信帯域上で送信し、該ハイブリッドノードは、主として、該第一のセルに対応する信号を、該第二のセルの該ダウンリンク通信帯域の外側にある該第一のセルの前記ダウンリンク通信帯域の一部分上で送信する、項目１に記載のシステム。
（項目１３）
前記ハイブリッドノードは、共通参照信号および／または前記第一のセルに対応する専用参照信号を、前記第二のセルによって占有されていない該第一のセルのダウンリンク通信帯域の一部分で送信する、項目１に記載のシステム。
（項目１４）
前記共通参照信号は、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）ネットワークにおけるセル特有の参照信号（ＣＲＳ）である、項目１４に記載のシステム。
（項目１５）
前記専用参照信号は、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）ネットワークにおけるＵＥ特有の参照信号（ＵＥ特有ＲＳ）または、復調参照信号（ＤＭ−ＲＳ）である、項目１４に記載のシステム。
（項目１６）
前記ハイブリッドノードは、前記第一のセルおよび前記第二のセルに対する異なるダウンリンク送信電力スペクトル密度を使用する、項目１に記載のシステム。
（項目１７）
前記ハイブリッドノードは、前記第一のセルのためのダウンリンク送信のために、該第一のセルも同時にサーブする他のノードよりも低い送信電力スペクトル密度を使用する、項目１のシステム。
（項目１８）
前記ハイブリッドノードは、前記第一のセルのためのダウンリンク送信のために、該第一のセルも同時にサーブする他のノードと同じ送信電力スペクトル密度を使用する、項目１に記載のシステム。
（項目１９）
前記ハイブリッドノードは、様々なパラメータに依存して時間と共に変化する送信電力スペクトル密度を使用する、項目１に記載のシステム。
（項目２０）
前記第一のセルおよび／または第二のセルの前記アップリンクおよび／またはダウンリンク通信帯域幅は、様々なパラメータに依存して時間と共に変化する、項目１に記載のシステム。
（項目２１）
前記セルラー通信ネットワークは、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）ネットワークである、項目１に記載のシステム。
（項目２２）
前記通信帯域は、ＬＴＥ中心キャリア周波数およびＬＴＥシステム帯域幅によって規定される、項目２１に記載のシステム。
（項目２３）
前記第一および／または第二のセル−ＩＤは、ＬＴＥのセル−ＩＤであり、該ＬＴＥのセル−ＩＤは、物理的セル−ＩＤ（ＰＣＩ）または、仮想セル−ＩＤである、項目２１に記載のシステム。
（項目２４）
セルラー通信ネットワークにおいてハイブリッドノード展開を支持する方法であって、該方法は、
複数のセルに対応する信号を同時に送信し、または受信することによって、同時に該セルラー通信ネットワークにおける該複数のセルをサーブするハイブリッドノードにおいて複数のアンテナを含むことと、
該ハイブリッドノードによって第一のセル−ＩＤを有する該複数のセルのうちの第一のセルをサーブすることであって、該第一のセルは、領域を覆う該第一のセル−ＩＤに対応する、一つより多い隣接ノードのアンテナとの通信チャネルを同時に維持するソフトセルである、ことと、
該ハイブリッドノードによって第二のセル−ＩＤを有する該複数のセルのうちの第二のセルをサーブすることであって、該第二のセルは、該第二のセル−ＩＤに対応する、ただ一つのノードのアンテナとの通信チャネルをいつでも維持するハードセルであり、該第二のセルのダウンリンクおよび／またはアップリンク通信帯域は、該第一のセルのダウンリンクおよび／またはアップリンク通信帯域に完全にまたは部分的に重なる、ことと、
該第一のセルと該第二のセルとをそれぞれ接続して、該ハイブリッドノードへのアップリンク通信および該ハイブリッドノードからのダウンリンク通信のために、複数のユーザ装置（ＵＥ）をサーブすることと
を含む、方法。
（項目２５）
一つより多いセルの異なるセル−ＩＤに対応する信号を同時に送信および／または受信することによって、前記ハイブリッドノードの前記複数のアンテナのうちの少なくとも一つを介して前記複数のセルのうちの一つより多くをサーブすることをさらに含む、項目２４に記載の方法。
（項目２６）
送信、または受信のいずれかのために、時分割複信（ＴＤＤ）システムにおいて、前記ハイブリッドノードの前記複数のアンテナのそれぞれを、任意の時間に利用することをさらに含む、項目２４に記載の方法。
（項目２７）
送信、または受信のいずれかのために、周波数分割複信（ＦＤＤ）システムにおいて、前記ハイブリッドノードの前記複数のアンテナのそれぞれを、任意の時間に利用することをさらに含む、項目２４に記載の方法。
（項目２８）
他のノードのアンテナによって前記第一のセルをサーブすることをさらに含み、該別のノードの該アンテナは、前記ハイブリッドノードの前記アンテナと準共同設置ではない、項目２４に記載の方法。
（項目２９）
前記ハイブリッドノードおよび前記他のノードの両方により、同じ第一のセル−ＩＤを使用して前記第一のセルをサーブすることをさらに含む、項目２８に記載の方法。
（項目３０）
前記第二のセルの前記ダウンリンク通信帯域幅が前記第一のセルの対応する帯域幅よりも大きくない場合、該第二のセルに対応する信号を、該第二のセルのダウンリンク通信帯域上で送信し、該第一のセルに対応する信号を、該第二のセルの該ダウンリンク通信帯域の外側にある該第一のセルの前記ダウンリンク通信帯域の一部分上で送信することをさらに含む、項目２４に記載の方法。
（項目３１）
共通参照信号および／または、前記第一のセルに対応する専用参照信号を、前記第二のセルによって占有されていない前記第一のセルのダウンリンク通信帯域の一部分上で送信することをさらに含む、項目２４に記載の方法。
（項目３２）
前記第一のセルおよび前記第二のセルとの通信に対して、異なるダウンリンク送信電力スペクトル密度を使用することをさらに含む、項目２４に記載の方法。
（項目３３）
前記第一のセルのためのダウンリンク送信のために、該第一のセルも同時にサーブする他のノードよりも低い送信電力スペクトル密度を使用することをさらに含む、項目２４に記載の方法。
（項目３４）
前記第一のセルのためのダウンリンク送信のために、該第一のセルも同時にサーブする他のノードと同じ送信電力スペクトル密度を使用することをさらに含む、項目２４に記載の方法。
（項目３５）
様々なパラメータに依存して時間にわたって変化する送信電力スペクトル密度を使用することをさらに含む、項目２４に記載の方法。

本発明は、一つ以上の様々な実施形態に従って、以下の図面を参照に詳細に記述される。図面は、本発明の例示的実施形態を図示する目的でのみ提供され、単に発明の例示的実施形態を図示する。これらの図面は、読者の発明の理解を容易にするように、提供され、かつ、本発明の広がり、範囲、または、適用性を制限するものではない。明確性および説明の容易性のために、これらの図面は必ずしも比例しては描かれていない。
図１は、セルラー通信ネットワークにおけるハイブリッドノードの展開を支持する、システムの例を図示する。 図２は、セルラー通信ネットワークにおけるハイブリッドノードの展開を支持する、プロセスの例のフローチャートを図示する。 図３Ａから３Ｇはそれぞれ、ハイブリッドノードと、パートナーセルおよびハイブリッドセルとの間の電力スペクトル密度および通信帯域の中心周波数の様々な例を図示する。 図３Ａから３Ｇはそれぞれ、ハイブリッドノードと、パートナーセルおよびハイブリッドセルとの間の電力スペクトル密度および通信帯域の中心周波数の様々な例を図示する。 図３Ａから３Ｇはそれぞれ、ハイブリッドノードと、パートナーセルおよびハイブリッドセルとの間の電力スペクトル密度および通信帯域の中心周波数の様々な例を図示する。 図３Ａから３Ｇはそれぞれ、ハイブリッドノードと、パートナーセルおよびハイブリッドセルとの間の電力スペクトル密度および通信帯域の中心周波数の様々な例を図示する。 図３Ａから３Ｇはそれぞれ、ハイブリッドノードと、パートナーセルおよびハイブリッドセルとの間の電力スペクトル密度および通信帯域の中心周波数の様々な例を図示する。 図３Ａから３Ｇはそれぞれ、ハイブリッドノードと、パートナーセルおよびハイブリッドセルとの間の電力スペクトル密度および通信帯域の中心周波数の様々な例を図示する。 図３Ａから３Ｇはそれぞれ、ハイブリッドノードと、パートナーセルおよびハイブリッドセルとの間の電力スペクトル密度および通信帯域の中心周波数の様々な例を図示する。

アプローチは、例によって説明され、添付の図面の図における制限によるものではない。図面において、同様な参照は、同様な要素を示す。本開示における「ひとつの」、「ひとつ」または、「いくつかの」実施形態は、必ずしも、同じ実施形態を表すものではなく、それらの参照は、少なくとも一つを意味することに注意が必要である。

例示的実施形態の以下の記述において、本明細書の一部を形成する添付の図面が参照され、本発明が実施され得る特定の実施形態の図面によって示される。他の実施形態が利用され得、構造的変化は本発明の範囲から逸脱することなくなされ得ることが理解されるべきである。

一般に、本発明は、セルラー通信ネットワークにおける、ハイブリッドノード展開に対するシステムと方法を対象にしている。本発明の実施形態は、実際的な用途の文脈、つまり、セルラー通信ネットワークにおけるハイブリッドノードと複数のソフトおよびハードセルとの間の通信において本明細書に記述される。この文脈では、例示のシステムは、ハイブリッドノードと複数のＵＥ （例えば、携帯デバイス）との間のセルを介するダウンリンクおよびアップリンク通信を提供するために利用可能である。しかしながら、本発明はそのようなノードとノードが接続するセルとの間の通信用途に限定されるものではなく、本明細書に記述される方法は、また、非限定例として、携帯から携帯への通信、ワイヤレスローカルループ通信、ワイヤレス中継通信、またはワイヤレスバックホール通信等、他の用途にも利用され得る。

図１は、セルラー通信ネットワークにおけるハイブリッドノード展開を支持するシステム１００の例を図示する。ダイアグラムは、構成部品を機能的に分けて図示しているが、そのような図示は、単に図面的な目的だけである。この図面に図示された構成部品は、任意に組み合わせられ得、または、別々のフトウェア、ファームウェアおよび／または、ハードウェア構成部品に分解され得る。

図１の例において、システム１００は、ハイブリッドノード１０２を含み、このハイブリッドノード１０２は、複数のセルに同時をサーブする複数のアンテナ１０４を含む。ここで、ハイブリッドノード１０２のアンテナ１０４の少なくとも一つが、一つ以上の異なるセル−ＩＤに対応する信号を同時に送信および／または受信することによって、一つ以上のセルをサーブするように使用される。システム１００が時分割複信（ｔｉｍｅ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ；ＴＤＤ）システムの場合、ハイブリッドノード１０２のアンテナ１０４のそれぞれは、任意の時点において送信または受信のいずれかのために使用され得る。システム１００が周波数分割複信（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ；ＦＤＤ）システムの場合、ハイブリッドノード１０２のアンテナ１０４のそれぞれは、任意の時点において送信と受信との両方に使用され得る。いくつかの実施形態において、アンテナ１０４が、正確に同じ物理空間を占めていなくても、ハイブリッドノード１０２のアンテナ１０４が同じ場所において準共同設置である。

いくつかの実施形態において、システム１００は、さらに、ハイブリッドノード１０２によって同時にサーブされるように、二つの対応するセル−ＩＤを有する少なくとも二つの論理セルを含む（パートナーセル−ＩＤを有するパートナーセル１０６および、ハイブリッドセル−ＩＤを有するハイブリッドセル１０８）。ここで、パートナーセル−ＩＤとハイブリッドセル−ＩＤとは異なる。図１に示されるように、パートナーセル１０６およびハイブリッドセル１０８は、両方とも、ハイブリッドノード１０２のサービスエリア内にある。パートナーセル１０６およびハイブリッドセル１０８のそれぞれは、ハイブリッドノード１０２へおよびハイブリッドノード１０２からのアップリンクおよびダウンリンク通信のために、複数のＵＥ１１０（携帯デバイスのような）に接続し、それらをサーブする。アップリンク通信に対して、パートナーセル１０６およびハイブリッドセル１０８のそれぞれは、ＵＥ１００からアップリンク通信を受信し、ハイブリッドノード１０２へアップリンク通信を送信する。ダウンリンク通信に対して、パートナーセル１０６およびハイブリッドセル１０８のそれぞれは、ハイブリッドノード１０２からダウンリンク通信を受信し、ＵＥ１１０へダウンリンク通信を送信する。

いくつかの実施形態において、パートナーセル１０６は、通信チャネルを維持できるソフトセルであり得、セル−ＩＤサービスエリアに対応し、同時に、一つ以上の隣接ノードのアンテナを有する。セルがカバーするスポットは、サービスエリアの他の部分とは「接続」されていないので、セルのサービスエリアは、かならずしも連続ではない。スポットと残りのセルとの間のエリアは、伝搬条件に依存して他のセルによって覆われ得る。ここで、パートナーセル１０６は、様々な実施形態において、マクロセル、マイクロセル、またはピコセルであり得るがそれに限定されるものではない。ソフトセルの例は、３ＧＰＰ
ＴＲ ３６．８１９ＶＩ１．２．０ （２０１３−０９）のＣｏＭＰ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｍｕｌｔｉ Ｐｏｉｎｔ）シナリオ４に記載されており、これは参照により本明細書に援用されている。いくつかの実施形態において、ハイブリッドセル１０８は、通常のハードセルであり、通信チャネルを維持し、セル−ＩＤに対応し、一度にただ一つのノードのアンテナを有する。いくつかの実施形態においては、ハードセルによってサーブされるＵＥは、異なるノードに係合する前に、ノードによって扱われ、サービングセルから異なるノードによって取り扱われる目標セルにハンドオーバーを行う必要がある。いくつかの実施形態においては、いくつかのノードは、複数の近隣セルを取り扱い、例えば、マクロ基地局は、それぞれがセルである３セクタをサーブする。いくつかの実施形態においては、ＵＥは、例えば、ソフトハンドオーバ（Ｊｏｎｓｏｎ，「Ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｆｏｒ ＵＭＴＳ：ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ」， Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ， ２００８）のように、同時に異なるセルと係合できる。

ＬＴＥネットワークの場合、通信帯域はＬＴＥの中心キャリア周波数およびＬＴＥシステム帯域幅によって規定され、第一および／または第二のセル−ＩＤがＬＴＥセル−ＩＤであり、これが物理セル−ＩＤ（ＰＣＩ）または、仮想セル−ＩＤである。

いくつかの実施形態において、パートナーセル１０６は、また、本明細書においてパートナーノード１１２と称される他のノードのアンテナの組によってサーブされる。パートナーノード１１２のアンテナ１１４は、ハイブリッドノード１０２のアンテナ１０４と準共同設置ではない。ここで、ハイブリッドノード１０２は、パートナーノード１１２と共に、パートナーセル１０６のためのソフトセル動作を提供し、ハイブリッドノード１０２およびパートナーノード１１２は両方ともパートナーセル１０６のための同じセル−ＩＤを使用する。

いくつかの実施形態において、ハイブリッドセル１０８のダウンリンク通信（周波数）帯域は、パートナーセル１０６のダウンリンク通信帯域と完全に重なるか（図３Ａの例によって示されるように）、または、部分的に重なる（図３Ｄの例によって示されるように）。図３Ａに示されるように、ハイブリッドセル１０８のダウンリンク通信帯域は、パートナーセル１０６のダウンリンク通信帯域と同じキャリア中心周波数を有する。一つの代替実施形態において、ハイブリッドセル１０８のダウンリンク通信帯域は、図３Ｂの例によって示されるように、パートナーセル１０６のダウンリンク通信帯域とは異なるキャリア中心周波数を有する。

いくつかの実施形態において、ハイブリッドセル１０８のアップリンク通信帯域は、完全に、または部分的にパートナーセル１０６のアップリンク通信帯域と重なる。一つの実施形態において、ハイブリッドセル１０８のアップリンク通信帯域は、パートナーセル１０６のアップリンク通信帯域と同じキャリア中心周波数を有する。

いくつかの実施形態において、ハイブリッドセル１０８のダウンリンクおよび／またはアップリンクシステム帯域幅は、パートナーセル１０６の対応する帯域幅よりも大きくない。非限定の例として、ハイブリッドセル１０８のダウンリンクおよび／またはアップリンク通信帯域幅は、パートナーセル１０６の対応する帯域幅よりも小さい。

いくつかの実施形態において、ハイブリッドセル１０８のダウンリンク通信帯域幅が、パートナーセル１０６のダウンリンク通信帯域幅よりも小さいという筋書きの元に、ハイブリッドノード１０２は、ハイブリッドセル１０８のダウンリンク通信帯域上で、ハイブリッドセル１０８に対応する信号を送信する。ハイブリッドノード１０２は、また、主としてハイブリッドセル１０８のダウンリンク通信帯域の外にあるパートナーセル１０６のダウンリンク通信帯域の一部分上で、パートナーセル１０６に対応する信号を送信する。いくつかの実施形態において、パートナーセル１０６に対応する信号は、また、図３Ｃ（ここでは、パートナーセル１０６およびハイブリッドセル１０８のダウンリンク通信帯域は同じ中心周波数を有する）、図３Ｅ（ここでは、パートナーセル１０６およびハイブリッドセル１０８のダウンリンク通信帯域は異なる中心周波数を有する）、および図３Ｄ（ここでは、パートナーセル１０６およびハイブリッドセル１０８のダウンリンク通信帯域は、部分的に重なる）それぞれに図示されるように、ハイブリッドセル１０８のダウンリンク通信帯域上にハイブリッドノード１０２によって送信され得る。パートナーセル１０６は、パートナーセル１０６の全体のダウンリンク通信帯域幅を有利に使用して、パートナーセル１０６からの信号とハイブリッドセル１０８からの信号との間の干渉を回避する。ハイブリッドノード１０２は、共通の参照信号（例えば、ＬＴＥにおけるＣＲＳ）をハイブリッドセル１０８によって占有されないパートナーセル１０６のダウンリンク通信帯域の一部分上で、パートナーセル１０６に送信し得る。ハイブリッドノード１０２は、また、専用の参照信号（例えば、ＬＴＥにおけるＤＭ−ＲＳ）または、他の参照信号をパートナーセル１０６に送信し得る。いくつかの実施形態では、ハイブリッドノード１０２は共通の参照信号（例えば、ＬＴＥにおけるＣＲＳ）をパートナーセル１０６には送信しない。代わりに、ハイブリッドノード１０２は、パートナーセル１０６のための専用の参照信号（例えば、ＬＴＥにおけるＤＭ−ＲＳ）を使用し得る。

いくつかの実施形態において、ハイブリッドセル１０８のアップリンク通信帯域幅が、パートナーセル１０６のアップリンク通信帯域幅よりも小さいという筋書きの元に、ハイブリッドノード１０２は、ハイブリッドセル１０８のアップリンク通信帯域上で、ハイブリッドセル１０８に対応する信号を送信する。ハイブリッドセル１０８のアップリンク通信に有意に干渉し得るパートナーセル１０６にＵＥ１１０によって、送信された信号は、主として、ハイブリッドセル１０８のアップリンク通信帯域の外にある、パートナーセル１０６のアップリンク通信帯域の一部分上で、ハイブリッドノード１０２によって有利に送信され得る。ハイブリッドセル１０８のアップリンクに有意に干渉するＵＥによって送信されたパートナーセル１０６に対応する信号はまた、ハイブリッドノード１０２によって、ハイブリッドセル１０８のアップリンク通信帯域上で送信され得、パートナーセル１０６からのアップリンク信号とハイブリッドセル１０８からアップリンク信号との間の更なる干渉をもたらす。いくつかの実施形態において、ハイブリッドノード１０２は、パートナーセル１０６の全体のアップリンク通信帯域幅を使用して、ハイブリッドセル１０８に有意に干渉しない、ＵＥによってパートナーセル１０６に送信された信号を送信し得る。

いくつかの実施形態において、ハイブリッドノード１０２からハイブリッドセル１０８へのダウンリンク送信電力スペクトル密度は、図３Ｆおよび図３Ｇに図示された例によって示されるように、ハイブリッドノード１０２からパートナーセル１０６へのダウンリンク送信電力スペクトル密度とは異なり得、図３Ｆにおいて、ハイブリッドセル１０８のダウンリンク通信帯域は、パートナーセル１０６のダウンリンク通信帯域と同じキャリア中心周波数を有し、図３Ｇにおいて、ハイブリッドセル１０８のダウンリンク通信帯域は、パートナーセル１０６のダウンリンク通信帯域とは異なるキャリア中心周波数を有する。ここで、ハイブリッドセル１０８に対するおよび／またはパートナーセル１０６に対するパワースペクトル密度は、様々なパラメータに依存して時間にわたって変化し得、これは、非限定例としては、異なるセル能力に基づくＵＥ１１０の分布、各セル内の推定された妨害状況、およびセルに対するダウンリンク／アップリンクのトラフィック負荷を含むがそれらに限定されない。加えて、ハイブリッドセル１０８および／またはパートナーセル１０６の、アップリンクおよび／またはダウンリンク通信帯域幅は、上述の同様なパラメータセットに依存して時間にわたって変化し得る。

いくつかの実施形態において、ハイブリッドノード１０２は、パートナーセル１０６に対するダウンリンク送信のために、同時にパートナーセル１０６もサーブするパートナーノード１１２よりも顕著に低いスペクトル密度を用いる。非限定の例について、パートナーノード１１２は、マクロ基地局の信号をパートナーセル１０６に送信し得、一方、ハイブリッドノード１０２はピコ、またはフェムトまたは他の適切な基地局の信号をパートナーセル１０６に送信し、このことは、マクロ基地局よりも顕著により少ないパワーを要求する。そのような筋書きの元に、ハイブリッドノード１０２は、異なる送信電力を有する複数のノードを有する異種ネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ）において、有利に使用され得る。いくつかの代替実施形態において、ハイブリッドノード１０２は、同時にパートナーセル１０６もサーブするパートナーノード１１２として、パートナーセル１０６と共に、ダウンリンクおよび／またはアップリンク通信に対する送信電力スペクトル密度を使用する。

いくつかの実施形態において、ハイブリッドノード１０２は、ハードセル機能性とソフトセル機能性との両方を同じノードに提供し、パートナーセル１０６とハイブリッドセル１０８とを同時にサーブする。一つの実施形態において、ハードセル通信は、ソフトセル通信に対する通信周波数とは別の通信周波数においてなされ得る。これは、ハードセル１０８の通信帯域幅をソフトパートナーセル１０６の通信帯域幅よりも小さくすることによって達成され得る。一つの代替実施形態において、ハードセル通信は、ソフトセル通信に対する通信周波数帯域と同じ通信周波数帯域上でなされ得る。そのような、ハイブリッドノード１０２によって提供されるハイブリッドセル機能性は、さらなる柔軟性をハイブリッドノード１０２と通信するＵＥ１１０に与える。ある能力を有するいくつかのＵＥ１１０は、通信のソフトセルモードにおいて、パートナーセル１０６等のソフトセルを介して、ハイブリッドノード１０２と通信することが望ましくあり得、一方、ある能力を有するいくつかのＵＥ１１０は、通信のハードセルモードにおいて、ハイブリッドセル１０８等のハードセルを介して、ハイブリッドノード１０２と通信することが望ましくあり得る。ＬＴＥの例において、ハイブリッドノード１０２とのハードセル通信に対して、レガシーＵＥ（例えば、リリース８のＵＥ）をハイブリッドセル１０８にハンドオーバーすることが望ましくあり得、一方、ハイブリッドノード１０２とのソフトセル通信に対して、代わりに、他のより最近のＵＥ（例えば、リリース１１のＵＥ）をパートナーセル１０６にハンドオーバーすることが望ましくあり得る。

図２は、セルラー通信ネットワークにおける、ハイブリッドノード展開を支持するプロセスの例のフローチャート２００を図示する。この図は機能ステップを、例示の目的のために特定の順序で図示しているが、プロセスはステップのいかなる特定の順序またはステップの配列に限定されるものではない。関連する技術の当業者は、この図面に描かれた様々なステップが、様々な方法で省略され、再配置され、組み合わせられ、および／または適合され得ることを理解するであろう。

図２の例において、フローチャート２００は、ブロック２０２で開始し、複数のアンテナがハイブリッドノードに含まれ、ハイブリッドノードは、セルへ、および／またはセルから信号を送信および／または受信することによって、セルラー通信ネットワークにおける複数のセルを同時にサーブする。フローチャート２００は、ブロック２０４に続き、ここでは、複数のセルのうちの、第一のセル−ＩＤを有する第一のセルがハイブリッドノードによってサーブされ、第一のセルは、第一のセル−ＩＤに対応する通信チャネルを維持するソフトセルであり、一つ以上のノードのアンテナを同時に有する。フローチャート２００は、ブロック２０６に続き、ここでは、第二のセル−ＩＤを有する、複数のセルのうちの第二のセルが、ハイブリッドノードによってサーブされ、第二のセルは、第二のセル−ＩＤに対応する通信チャネルを維持するハードセルであり、ただ一つのノードのアンテナを同時に有する。

フローチャート２００は、ブロック２０８で終了する。ここでは、第一のセルおよび第二のセルのそれぞれが、ハイブリッドノードへのアップリンク通信およびハイブリッドノードからのダウンリンク通信のために、複数のユーザ装置（ＵＥ）に接続し、かつ、サーブされる。

本発明の様々な実施形態が上に記述されてきたが、それらは、例示のためだけに提示されており、限定のためではない。同様に、種々の図表が本発明のための例示の基本概念または、他の構成を図示し、これは、本発明に含まれ得る特徴および機能性を理解する助けとなることが理解されるべきである。本発明は、例示の基本概念または構成に限定されるものではない。しかし、様々な代替えの構造および構成を使用して実装され得る。さらに、本発明は様々な例示的実施形態によって上に記述されてきたが、個々の実施形態の一つ以上において記述された様々な特徴および機能性は、それらが、ともに記述された特定の実施形態への適応性に限定されるものではないが、代わりに、そのような実施形態が記述されていようとなかろうと、記述された実施形態の一部としてそのような特徴が提示されていようとなかろうと、単独でまたは組み合わせで、本発明の他の実施形態の一つ以上に応用され得ることを理解すべきである。従って、本発明の広がりと範囲は、上記の例示的実施形態によって限定されるべきものではない。

本文献に記述された一つ以上の機能は、適切に構成されたモジュールにっよって実施され得る。本明細書に使用される場合、用語「モジュール」は、ソフトウェアを言及し、本明細書に記述された関連する機能を実施するための、一つ以上のプロセッサ、ファームウェア、ハードウェアおよび任意のそれらの要素の組み合わせによって実行される。さらに、検討の目的のため、様々なモジュールが個別のモジュールとして記述されているが、しかしながら、当業者には明らかなように、二つ以上のモジュールが組み合わせられて、本発明の実施形態による関連する機能を実施する単一のモジュールを形成し得る。

加えて、本文献に記述された一つ以上の機能は、「コンピュータプログラム製品」、「コンピュータ読み取り可能媒体」等に格納されたコンピュータプログラムコードによって実施され得、これらは、本明細書で一般に使用され、概してメモリ格納デバイス、または、格納ユニットのような媒体と称される。これらの、およびコンピュータ読み取り可能媒体の他の形は、プロセッサによって使用され、プロセッサに特定の動作を実施させる一つ以上の命令を格納することに関与し得る。そのような命令、（概して「コンピュータプログラムコード」と称される）（コンピュータプログラムまたは他のグルーピングの形式にグループ化され得る）が、実行される場合、これらは、コンピュータシステムが所望の動作を実施することを可能にする。

明確性の目的のため、上の記述は本発明の実施形態を異なる機能ユニットおよびプロセスを参照して述べてきたことが容易に理解されるであろう。しかしながら、異なる機能性ユニット、プロセッサまたはドメインの間の任意の適切な機能性の分布が、本発明から損なわれることなく使用され得ることは明らかであろう。例えば、別のユニット、プロセッサまたはコントローラによって実施されるように図示された機能性は、同じユニット、プロセッサまたはコントローラによって実施され得る。従って、特定の機能ユニットの参照は、厳格な論理的または物理的構造または組織を示すよりも、むしろ、記述された機能性を提供する適切な手段を参照するためにのみ見られるものである。

Claims (1)

1. 明細書に記載された発明。

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