(57)【要約】【課題】本発明は、無線ネットワークにおける通信への帯域幅の割り振りに関する。【解決手段】第1の通信プロトコルに従う通信に帯域幅を割り振るための方法であって、第2の通信プロトコルに従う通信のための通信チャネルに割り振られている、通信チャネルの保護帯域を形成する帯域幅を特定するステップと、特定された帯域幅を第1の通信プロトコルに従う通信に割り振るステップであって、割り振りは、特定された帯域幅の第2の部分よりも第2の通信プロトコルに従う通信の近くに位置する特定された帯域幅の第1の部分の割り振りが、特定された帯域幅の第2の部分の割り振りよりも大きく制約されるように、特定された帯域幅にわたって不均一に行われる、特定された帯域幅を第1の通信プロトコルに従う通信に割り振るステップとを含む、方法。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数ダイバーシチを利用する第1の通信プロトコルに従う通信に帯域幅を割り振るための方法であって、
第2の通信プロトコルに従う通信のための通信チャネルに割り振られている、前記通信チャネルの両側の保護帯域を形成する帯域幅を特定するステップと、
前記第1の通信プロトコルに従って動作するように構成された通信機器に、前記通信機器が第1のチャネルおよび第2のチャネルを周波数ダイバーシチのために使用することができるように、前記保護帯域の1つに含まれる特定された帯域幅から形成される前記第1のチャネル、および前記保護帯域の別の1つに含まれる特定された帯域幅から形成される前記第2のチャネルを割り振るステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルで同じデータを送信するステップ、を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
両方のチャネルで前記データを同時に送信するステップ、を含む、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記第1のチャネルと前記第2のチャネルの一方または両方で得られた信号品質に依存して、データを受信するのにどちらのチャネルを使用すべきか選択するステップ、を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前の受信動作時に前記第1のチャネルと前記第2のチャネルの一方または両方で得られた信号品質に依存して、データを受信するのにどちらのチャネルを使用すべきか選択するステップ、を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第1のチャネルと前記第2のチャネルの一方または両方での前の受信動作と関連付けられる成功に依存して、データを受信するのにどちらのチャネルを使用すべきか選択するステップ、を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記受信動作に成功した場合に、前記動作時に使用されたのと同じチャネルを使用して前記データを受信するステップと、
前記受信動作に成功しなかった場合に、前記動作時に使用されたのと異なるチャネルを使用して前記データを受信するステップと、
を含む、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記データを前記第1のチャネルで送信した後で、前記データを前記第2のチャネルで送信するステップ、を含む、請求項2から7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第2のチャネルでの前記送信を、前記データの意図される受信者に知られている時間長だけ遅延させるステップ、を含む、請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
前記第2のチャネルでの前記送信を、前記データを受信するのに要する最大時間長を超える時間長だけ遅延させるステップ、を含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記第1のチャネルと前記第2のチャネルの両方で前記データを受信するステップ、を含む、請求項2から10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第1のチャネルまたは前記第2のチャネルの一方での受信動作が失敗したとみなされる場合に限り、前記第1のチャネルと前記第2のチャネルの両方で前記データを受信するステップ、を含む、請求項2から11のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第1のチャネルと前記第2のチャネルの一方でのデータの受信から情報を導出し、前記情報に依存して前記第1のチャネルと前記第2のチャネルの他方でデータを受信するステップ、を含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルで受信されたデータを合成するステップ、を含む、請求項2から13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
通信機器が通信端末との通信を、前記第1のチャネルと前記第2のチャネルのどちらが、前記通信が正常に受信される結果を生じる可能性がより高いとみなされるかに依存して、前記第1のチャネルまたは前記第2のチャネルに割り振るステップ、を含む、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
通信機器が、前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルでの信号品質の測定値を別の通信機器へ転送するステップ、を含む、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルを、不十分な信号品質を被っているとみなされる通信機器だけに割り振り、他の通信機器にただ1つのチャネルを割り振るステップ、を含む、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
周波数ダイバーシチを利用する第1の通信プロトコルに従う通信に帯域幅を割り振るためのコントローラであって、
第2の通信プロトコルに従う通信のための通信チャネルに割り振られている、前記通信チャネルの両側の保護帯域を形成する帯域幅を特定し、
前記第1の通信プロトコルに従って動作するように構成された通信機器に、前記通信機器が第1のチャネルおよび第2のチャネルを使用して周波数ダイバーシチを実現することができるように、前記保護帯域の1つに含まれる特定された帯域幅から形成される前記第1のチャネル、および前記保護帯域の別の1つに含まれる特定された帯域幅から形成される前記第2のチャネルを割り振る
ように構成されている、コントローラ。
【請求項１９】
第1の通信プロトコルに従って通信するための通信機器であって、
第2の通信プロトコルに従うチャネルの一方の側の保護帯域に含まれる帯域幅を含む、前記第1の通信プロトコルに従う第1のチャネル上で通信し、
前記第1の通信プロトコルに従う第2のチャネル上で通信する、ように構成されており、前記第1のチャネルは、第2の通信プロトコルに従う前記チャネルの他方の側の保護帯域に含まれる帯域幅を含み、前記通信機器は、
前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルを使用して、前記第1の通信プロトコルに従う通信に周波数ダイバーシチを適用する
ように構成されている、通信機器。
【請求項２０】
第1の通信プロトコルに従う通信に帯域幅を割り振るための方法であって、
第2の通信プロトコルに従う通信のための複数のチャネルに分割されるスペクトルの一部において、（i）前記第2の通信プロトコルに従う通信のための少なくとも1つの他のチャネルによって相互に隔てられており、（ii）前記第1の通信プロトコルに従う通信に利用可能な、チャネルのうちの少なくとも2つを特定するステップと、
前記第1の通信プロトコルに従って動作するように構成された通信機器に、前記通信機器が第1のチャネルおよび第2のチャネルを使用して、前記第1の通信プロトコルに従ってなされる通信に周波数ダイバーシチを適用することができるように、前記2つの特定されたチャネルの一方に含まれる帯域幅から形成される前記第1のチャネル、および前記2つの特定されたチャネルの他方に含まれる帯域幅から形成される前記第2のチャネルを割り振るステップと
を含む、方法。
【請求項２１】
前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルで同じデータを送信するステップ、を含む、請求項20に記載の方法。
【請求項２２】
前記第1のチャネルと前記第2のチャネルの両方で前記データを同時に送信するステップ、を含む、請求項21に記載の方法。
【請求項２３】
前記第1のチャネルと前記第2のチャネルの一方または両方で得られた信号品質に依存して、データを受信するのにどちらのチャネルを使用すべきか選択するステップ、を含む、請求項20から22のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前の受信動作時に前記第1のチャネルと前記第2のチャネルの一方または両方で得られた信号品質に依存して、データを受信するのにどちらのチャネルを使用すべきか選択するステップ、を含む、請求項20から23のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記第1のチャネルと前記第2のチャネルの一方または両方での前の受信動作と関連付けられる成功に依存して、データを受信するのにどちらのチャネルを使用すべきか選択するステップ、を含む、請求項20から24のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記受信動作に成功した場合に、前記動作時に使用されたのと同じチャネルを使用して前記データを受信するステップと、
前記受信動作に成功しなかった場合に、前記動作時に使用されたのと異なるチャネルを使用して前記データを受信するステップと、
を含む、請求項25に記載の方法。
【請求項２７】
データを前記第1のチャネルで送信した後で、前記データを前記第2のチャネルで送信するステップ、を含む、請求項20から26のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記第2のチャネルでの前記送信を、前記データの意図される受信者に知られている時間長だけ遅延させるステップ、を含む、請求項27に記載の方法。
【請求項２９】
前記第2のチャネルでの前記送信を、前記データを受信するのに要することになる最大時間長を超える時間長だけ遅延させるステップ、を含む、請求項28に記載の方法。
【請求項３０】
前記第1のチャネルと前記第2のチャネルの両方で前記データを受信するステップ、を含む、請求項21から29のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記第1のチャネルまたは前記第2のチャネルの一方での受信動作が失敗したとみなされる場合に限り、前記第1のチャネルと前記第2のチャネルの両方で前記データを受信するステップ、を含む、請求項21から30のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
前記第1のチャネルと前記第2のチャネルの一方でのデータの受信から情報を導出し、前記情報に依存して前記第1のチャネルと前記第2のチャネルの他方でデータを受信するステップ、を含む、請求項20から31のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルで受信されたデータを合成するステップ、を含む、請求項21から32のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
通信機器が通信端末との通信を、前記第1のチャネルと前記第2のチャネルのどちらが、前記通信が正常に受信される結果を生じる可能性がより高いとみなされるかに依存して、前記第1のチャネルまたは前記第2のチャネルに割り振るステップ、を含む、請求項20から33のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
通信機器が、前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルでの信号品質の測定値を前記通信機器へ送るステップ、を含む、請求項20から34のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルを、不十分な信号品質を被っているとみなされる通信機器だけに割り振り、他の通信機器にただ1つのチャネルを割り振るステップ、を含む、請求項20から35のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記2つの特定されたチャネルの少なくとも1つを、前記第1の通信プロトコルに従う通信のための複数のチャネルに分割するステップ、を含む、請求項20から36のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
前記複数のチャネルの少なくとも1つを、前記複数のチャネルの別の1つと異なる通信機器に割り振るステップ、を含む、請求項37に記載の方法。
【請求項３９】
第1の通信プロトコルに従う通信に帯域幅を割り振るためのコントローラであって、
第2の通信プロトコルに従う通信のための複数のチャネルに分割されるスペクトルの一部において、（i）前記第2の通信プロトコルに従う通信のための少なくとも1つの他のチャネルによって相互に隔てられており、（ii）前記第1の通信プロトコルに従う通信に利用可能な、チャネルのうちの少なくとも2つを特定し、
前記第1の通信プロトコルに従って動作するように構成された通信機器に、前記通信機器が第1のチャネルおよび第2のチャネルを使用して、前記第1の通信プロトコルに従ってなされる通信に周波数ダイバーシチを適用することができるように、前記2つの特定されたチャネルの一方に含まれる帯域幅から形成される前記第1のチャネル、および前記2つの特定されたチャネルの他方に含まれる帯域幅から形成される前記第2のチャネルを割り振る
ように構成されている、コントローラ。
【請求項４０】
第1の通信プロトコルに従って通信するための通信機器であって、
前記第1の通信プロトコルに従う第1のチャネル上で通信し、
前記第1の通信プロトコルに従う第2のチャネル上で通信する
ように構成されており、
前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルは、第2の通信プロトコルに従う通信のための複数のチャネルに分割されるスペクトルの一部に含まれる帯域幅から形成されており、前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルは、前記第2の通信プロトコルに従う通信のための少なくとも1つの他のチャネルによって相互に隔てられている、前記第2の通信プロトコルに従う通信のためのチャネルのうちのそれぞれのチャネルから形成されており、前記通信機器は、
前記第1のチャネルおよび前記第2のチャネルを使用して、前記第1の通信プロトコルに従ってなされる通信に周波数ダイバーシチを適用する
ように構成されている、通信機器。
【請求項４１】
第2の通信プロトコルに従う通信への干渉を最小化するような方法で第1の通信プロトコルに従う通信に帯域幅を割り振るための方法であって、
前記第2の通信プロトコルによって定義されるチャネルと異なる幅を有する、前記第1の通信プロトコルに従う複数のチャネルを形成するために帯域幅を割り振るステップと、
前記複数のチャネルの各々のための送信電力を、前記第1の通信プロトコルに従う前記複数のチャネルにわたってデータを送信することによって形成される電力エンベロープが、前記第2の通信プロトコルが前記割り振られた帯域幅にわたってデータを送信するために定義する電力エンベロープに実質的に一致するように、個別に決定するステップと
を含む、方法。
【請求項４２】
前記複数のチャネルの少なくとも1つが、前記複数のチャネルの別の1つと異なる送信電力を割り当てられるように前記送信電力を個別に決定するステップ、を含む、請求項41に記載の方法。
【請求項４３】
通信端末と関連付けられる位置、前記通信端末によって得られる信号品質、および前記通信端末との間で送信されるべきデータのタイプ、のうちの1つまたは複数に依存して、前記複数のチャネルを前記通信端末に割り振るステップ、を含む、請求項41または42に記載の方法。
【請求項４４】
不十分な信号品質を得ている通信端末に、より高い送信電力が割り当てられるチャネルを優先的に割り振るステップ、を含む、請求項41から43のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４５】
高インピーダンスと関連付けられるデータに、より高い送信電力が割り当てられるチャネルを優先的に割り振るステップ、を含む、請求項41から44のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４６】
通信機器に前記複数のチャネルのうちの複数を割り振り、前記割り振られたチャネルの組合せに、前記割り振られたチャネルについて個別に決定された前記送信電力の平均値である送信電力を割り当てるステップ、を含む、請求項41から45のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４７】
前記複数のチャネルの1つまたは複数に、前記複数のチャネルの前記電力エンベロープを前記第2の通信プロトコルによって定義される前記電力エンベロープから逸脱させることになる、前記第2の通信プロトコルに従う通信に対して許容できない干渉を生じない、より高い電力で送信させることを決定するステップと、
前記複数のチャネルの1つまたは複数にわたる送信を、前記より高い電力で行われるように制御するステップと
を含む、請求項41から46のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４８】
アップリンク通信にダウンリンク通信と異なる数の複数のチャネルを割り振るステップ、を含む、請求項41から47のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４９】
第2の通信プロトコルに従う通信への干渉を最小化するような方法で第1の通信プロトコルに従う通信に帯域幅を割り振るためのコントローラであって、
前記第2の通信プロトコルによって定義されるチャネルと異なる幅を有する、前記第1の通信プロトコルに従う複数のチャネルを形成するために帯域幅を割り振り、
前記複数のチャネルの各々のための送信電力を、前記第1の通信プロトコルに従う前記複数のチャネルにわたってデータを送信することによって形成される電力エンベロープが、前記第2の通信プロトコルが前記割り振られた帯域幅にわたってデータを送信するために定義する電力エンベロープに実質的に一致するように、個別に決定する
ように構成されている、コントローラ。
【請求項５０】
第2の通信プロトコルに従う通信への干渉を最小化するような方法で第1の通信プロトコルに従って通信するための通信機器であって、
前記第2の通信プロトコルによって定義されるチャネルと異なる幅を有する、前記第1の通信プロトコルに従う複数のチャネルの1つでデータを送信し、
前記チャネル上の前記通信機器の送信電力を、前記通信機器の送信が、前記第1の通信プロトコルに従う前記複数のチャネルの他のチャネル上での送信と併せて、前記第2の通信プロトコルが前記複数のチャネルに割り振られる帯域幅にわたってデータを送信するために定義する電力エンベロープと実質的に一致する電力エンベロープを形成するように制御する
ように構成されている、通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ネットワークにおける通信への帯域幅の割り振りに関する。
【背景技術】
【０００２】
世界中の移動体通信事業者（Mobile Network Operator（MNO））が、急速に台頭しつつあるモノのインターネット（Internet-of-Things（IoT））セグメントのための免許帯域における超低コスト・エア・インターフェースを必要としている。システムは、サービス品質を保証するために免許帯域において配置されることが好ましく、各々が非常に長い電池寿命を有する超低コスト端末をサポートし、1ノード当たり膨大な数の端末まで拡張可能であり、しかもセキュアで、アクセスしやすく、ロバストであることが好ましい。その課題は、利用可能であると共に、必要なエアインターフェースを提供することもできる帯域幅を特定することである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
したがって、IoTネットワークに帯域幅を割り振るための新しい機構が求められている。
【０００４】
本発明の第1の態様によれば、第1の通信プロトコルに従う通信に帯域幅を割り振るための方法が提供され、本方法は、第2の通信プロトコルに従う通信のための通信チャネルに割り振られている、該通信チャネルの保護帯域を形成する帯域幅を特定するステップと、特定された帯域幅を第1の通信プロトコルに従う通信に割り振るステップであって、上記割り振りは、特定された帯域幅の第2の部分よりも第2の通信プロトコルに従う通信の近くに位置する特定された帯域幅の第1の部分の割り振りが、特定された帯域幅の第2の部分の割り振りよりも大きく制約されるように、特定された帯域幅にわたって不均一に行われる、特定された帯域幅を第1の通信プロトコルに従う通信に割り振るステップと、を含む。
【０００５】
本方法は、特定された帯域幅を複数のチャネルに分割し、各チャネルを、第1の通信プロトコルに従って動作するように構成された通信機器に割り振るステップ、を含むことができる。
【０００６】
本方法は、上記複数のチャネルの第1のチャネルを上記複数のチャネルの第2のチャネルに優先して割り振るステップであって、第2のチャネルは第1のチャネルよりも第2の通信プロトコルに従う通信の近くに位置する、上記複数のチャネルの第1のチャネルを上記複数のチャネルの第2のチャネルに優先して割り振るステップ、を含むことができる。
【０００７】
本方法は、複数のチャネルの各々と電力制約条件を、上記複数のチャネルの第1のチャネルが上記複数のチャネルの第2のチャネルより厳しく制限された電力制約条件を課されるように関連付けるステップであって、第2のチャネルは第1のチャネルよりも第2の通信プロトコルに従う通信の近くに位置する、複数のチャネルの各々と電力制約条件を関連付けるステップ、を含むことができる。
【０００８】
本方法は、複数のチャネルと第2の通信チャネルに従う通信との間の内側保護帯域、および複数のチャネルと通信チャネルのエッジとの間の外側保護帯域を残しておくステップであって、上記内側保護帯域は上記外側保護帯域より広い、内側保護帯域および外側保護帯域を残しておくステップ、を含むことができる。
【０００９】
本方法は、通信機器に、同時に使用することのできるアップリンクチャネルおよびダウンリンクチャネルを割り振りするステップ、を含むことができる。
【００１０】
本方法は、通信機器に、第2の通信プロトコルに従う通信のためのアップリンク通信チャネルの保護帯域に含まれる帯域幅から形成されるアップリンクチャネル、および第2の通信プロトコルに従う通信のためのダウンリンク通信チャネルの保護帯域に含まれる帯域幅から形成されるダウンリンクチャネルを割り振るステップ、を含むことができる。
【００１１】
本方法は、通信機器との通信がアップリンクチャネル上およびダウンリンクチャネル上で同時に行われるようにスケジュールするステップ、を含むことができる。
【００１２】
本方法は、通信機器と、通信機器が通信する相手の特定の通信端末との間の通信が、どの時点においても、アップリンクチャネルとダウンリンクチャネルの一方だけで行われるようにスケジュールするステップ、を含むことができる。
【００１３】
本方法は、ダウンリンクチャネルの全帯域幅を第1の通信プロトコルに従うダウンリンク通信に割り振るステップ、を含むことができる。
【００１４】
本方法は、アップリンクチャネルを、各サブチャネルが第1の通信プロトコルに従う異なるアップリンク通信に割り振られるように複数のサブチャネルに分割するステップ、を含むことができる。
【００１５】
本方法は、アップリンクサブチャネル上の各通信を個別にパルス整形するステップ、を含むことができる。
【００１６】
本方法は、通信端末に、単一のアップリンク通信のための複数の連続したサブチャネルを割り振りするステップ、を含むことができる。
【００１７】
本方法は、単一のアップリンク通信を単一のキャリア上へパルス整形するステップ、を含むことができる。
【００１８】
本方法は、複数のサブチャネルにわたる通信機器における合成受信電力がどの時点においても所定の閾値を超えないように、1台または複数の通信端末が通信機器と前に通信した際の電力に依存して、複数のサブチャネル上での通信をスケジュールするステップ、を含むことができる。
【００１９】
本発明の第2の態様によれば、第1の通信プロトコルに従う通信に帯域幅を割り振るためのコントローラが提供され、本コントローラは、第2の通信プロトコルに従う通信のための通信チャネルに割り振られている、該通信チャネルの保護帯域を形成する帯域幅を特定し、特定された帯域幅を第1の通信プロトコルに従う通信に割り振るように構成されており、上記割り振りは、特定された帯域幅の第2の部分よりも第2の通信プロトコルに従う通信の近くに位置する特定された帯域幅の第1の部分の割り振りが、特定された帯域幅の第2の部分の割り振りよりも大きく制約されるように、特定された帯域幅にわたって不均一に行われる。
【００２０】
本発明の第3の態様によれば、周波数ダイバーシチを利用する第1の通信プロトコルに従う通信に帯域幅を割り振るための方法が提供され、本方法は、第2の通信プロトコルに従う通信のための通信チャネルに割り振られている、通信チャネルの両側の保護帯域を形成する帯域幅を特定するステップと、第1の通信プロトコルに従って動作するように構成された通信機器に、通信機器が第1のチャネルおよび第2のチャネルを周波数ダイバーシチのために使用することができるように、保護帯域の1つに含まれる特定された帯域幅から形成される第1のチャネル、および保護帯域の別の1つに含まれる特定された帯域幅から形成される第2のチャネルを割り振るステップと、を含むことができる。
【００２１】
本方法は、第1のチャネルおよび第2のチャネルで同じデータを送信するステップ、を含むことができる。
【００２２】
本方法は、第1のチャネルおよび第2のチャネルで同じデータを連続して送信するステップ、を含むことができる。
【００２３】
本方法は、第1のチャネルまたは第2のチャネルの一方での受信動作が失敗したとみなされる場合に限り、第1のチャネルと第2のチャネルの両方でデータを受信するステップ、を含むことができる。
【００２４】
本方法は、第1のチャネルと第2のチャネルの一方でのデータの受信から情報を導出し、当該情報に依存して第1のチャネルと第2のチャネルの他方でデータを受信するステップ、を含むことができる。
【００２５】
本方法は、通信機器が通信端末との通信を、第1のチャネルと第2のチャネルのどちらが、通信が正常に受信される結果を生じる可能性がより高いとみなされるかに依存して、第1のチャネルまたは第2のチャネルに割り振るステップ、を含むことができる。
【００２６】
本発明の第4の態様によれば、周波数ダイバーシチを利用する第1の通信プロトコルに従う通信に帯域幅を割り振るためのコントローラが提供され、本コントローラは、第2の通信プロトコルに従う通信のための通信チャネルに割り振られている、通信チャネルの両側の保護帯域を形成する帯域幅を特定し、第1の通信プロトコルに従って動作するように構成された通信機器に、通信機器が第1のチャネルおよび第2のチャネルを使用して周波数ダイバーシチを実現することができるように、保護帯域の1つに含まれる特定された帯域幅から形成される第1のチャネル、および保護帯域の別の1つに含まれる特定された帯域幅から形成される第2のチャネルを割り振るように構成されている。
【００２７】
本発明の第5の態様によれば、第1の通信プロトコルに従って通信するための通信機器が提供され、本通信機器は、第2の通信プロトコルに従うチャネルの一方の側の保護帯域に含まれる帯域幅を含む、第1の通信プロトコルに従う第1のチャネル上で通信し、第1の通信プロトコルに従う第2のチャネル上で通信する、ように構成されており、上記第1のチャネルは、第2の通信プロトコルに従う上記チャネルの他方の側の保護帯域に含まれる帯域幅を含み、本通信機器は、第1のチャネルおよび第2のチャネルを使用して、第1の通信プロトコルに従う通信に周波数ダイバーシチを適用するように構成されている。
【００２８】
本発明の第6の態様によれば、第1の通信プロトコルに従う通信に帯域幅を割り振るための方法が提供され、本方法は、第2の通信プロトコルに従う通信のための複数のチャネルに分割されるスペクトルの一部において、（i）第2の通信プロトコルに従う通信のための少なくとも1つの他のチャネルによって相互に隔てられており、（ii）第1の通信プロトコルに従う通信に利用可能な、チャネルのうちの少なくとも2つを特定するステップと、第1の通信プロトコルに従って動作するように構成された通信機器に、通信機器が第1のチャネルおよび第2のチャネルを使用して、第1の通信プロトコルに従ってなされる通信に周波数ダイバーシチを適用することができるように、2つの特定されたチャネルの一方に含まれる帯域幅から形成される第1のチャネル、および2つの特定されたチャネルの他方に含まれる帯域幅から形成される第2のチャネルを割り振るステップと、を含むことができる。
【００２９】
本方法は、第1のチャネルおよび第2のチャネルで同じデータを送信するステップ、を含むことができる。
【００３０】
本方法は、第1のチャネルと第2のチャネルの両方で上記データを同時に送信するステップ、を含むことができる。
【００３１】
本方法は、第1のチャネルと第2のチャネルの一方または両方で得られた信号品質に依存して、データを受信するのにどちらのチャネルを使用すべきか選択するステップ、を含むことができる。
【００３２】
本方法は、前の受信動作時に第1のチャネルと第2のチャネルの一方または両方で得られた信号品質に依存して、データを受信するのにどちらのチャネルを使用すべきか選択するステップ、を含むことができる。
【００３３】
本方法は、第1のチャネルと第2のチャネルの一方または両方での前の受信動作と関連付けられる成功に依存して、データを受信するのにどちらのチャネルを使用すべきか選択するステップ、を含むことができる。
【００３４】
本方法は、前記受信動作に成功した場合に、前記動作時に使用されたのと同じチャネルを使用してデータを受信するステップと、前記受信動作に成功しなかった場合に、前記動作時に使用されたのと異なるチャネルを使用してデータを受信するステップと、を含むことができる。
【００３５】
本方法は、上記データを第1のチャネルで送信した後で、上記データを第2のチャネルで送信するステップ、を含むことができる。
【００３６】
本方法は、第2のチャネルでの送信を、上記データの意図される受信者に知られている時間長だけ遅延させるステップ、を含むことができる。
【００３７】
本方法は、第2のチャネルでの送信を、上記データを受信するのに要することになる最大時間長を超える時間長だけ遅延させるステップ、を含むことができる。
【００３８】
本方法は、第1のチャネルと第2のチャネルの両方でデータを受信するステップ、を含むことができる。
【００３９】
本方法は、第1のチャネルまたは第2のチャネルの一方での受信動作が失敗したとみなされる場合に限り、第1のチャネルと第2のチャネルの両方でデータを受信するステップ、を含むことができる。
【００４０】
本方法は、第1のチャネルと第2のチャネルの一方でのデータの受信から情報を導出し、当該情報に依存して第1のチャネルと第2のチャネルの他方でデータを受信するステップ、を含むことができる。
【００４１】
本方法は、第1のチャネルおよび第2のチャネルで受信されたデータを合成するステップ、を含むことができる。
【００４２】
本方法は、通信機器が通信端末との通信を、第1のチャネルと第2のチャネルのどちらが、通信が正常に受信される結果を生じる可能性がより高いとみなされるかに依存して、第1のチャネルまたは第2のチャネルに割り振るステップ、を含むことができる。
【００４３】
本方法は、通信機器が、第1のチャネルおよび第2のチャネルでの信号品質の測定値を通信機器へ送るステップ、を含むことができる。
【００４４】
本方法は、第1のチャネルおよび第2のチャネルを、不十分な信号品質を被っているとみなされる通信機器だけに割り振り、他の通信機器にただ1つのチャネルを割り振るステップ、を含むことができる。
【００４５】
本方法は、2つの特定されたチャネルの少なくとも1つを、第1の通信プロトコルに従う通信のための複数のチャネルに分割するステップ、を含むことができる。
【００４６】
本方法は、上記複数のチャネルの少なくとも1つを、上記複数のチャネルの別の1つと異なる通信機器に割り振るステップ、を含むことができる。
【００４７】
本発明の第7の態様によれば、第1の通信プロトコルに従う通信に帯域幅を割り振るためのコントローラが提供され、本コントローラは、第2の通信プロトコルに従う通信のための複数のチャネルに分割されるスペクトルの一部において、（i）第2の通信プロトコルに従う通信のための少なくとも1つの他のチャネルによって相互に隔てられており、（ii）第1の通信プロトコルに従う通信に利用可能な、チャネルのうちの少なくとも2つを特定し、第1の通信プロトコルに従って動作するように構成された通信機器に、通信機器が第1のチャネルおよび第2のチャネルを使用して、第1の通信プロトコルに従ってなされる通信に周波数ダイバーシチを適用することができるように、2つの特定されたチャネルの一方に含まれる帯域幅から形成される第1のチャネル、および2つの特定されたチャネルの他方に含まれる帯域幅から形成される第2のチャネルを割り振るように構成されている。
【００４８】
本発明の第8の態様によれば、第1の通信プロトコルに従って通信するための通信機器が提供され、本通信機器は、第1の通信プロトコルに従う第1のチャネル上で通信し、第1の通信プロトコルに従う第2のチャネル上で通信する、ように構成されており、上記第1のチャネルおよび第2のチャネルは、第2の通信プロトコルに従う通信のための複数のチャネルに分割されるスペクトルの一部に含まれる帯域幅から形成されており、第1のチャネルおよび第2のチャネルは、第2の通信プロトコルに従う通信のための少なくとも1つの他のチャネルによって相互に隔てられている、第2の通信プロトコルに従う通信のためのチャネルのうちのそれぞれのチャネルから形成されており、本通信機器は、第1のチャネルおよび第2のチャネルを使用して、第1の通信プロトコルに従ってなされる通信に周波数ダイバーシチを適用するように構成されている。
【００４９】
本発明の第9の態様によれば、第2の通信プロトコルに従う通信への干渉を最小化するような方法で第1の通信プロトコルに従う通信に帯域幅を割り振るための方法が提供され、本方法は、第2の通信プロトコルによって定義されるチャネルと異なる幅を有する、第1の通信プロトコルに従う複数のチャネルを形成するために帯域幅を割り振るステップと、上記複数のチャネルの各々のための送信電力を、第1の通信プロトコルに従う上記複数のチャネルにわたってデータを送信することによって形成される電力エンベロープが、第2の通信プロトコルが割り振られた帯域幅にわたってデータを送信するために定義する電力エンベロープに実質的に一致するように、個別に決定するステップと、を含むことができる。
【００５０】
本方法は、上記複数のチャネルの少なくとも1つが、上記複数のチャネルの別の1つと異なる送信電力を割り当てられるように送信電力を個別に決定するステップ、を含むことができる。
【００５１】
本方法は、通信端末と関連付けられる位置、通信端末によって得られる信号品質、および通信端末との間で送信されるべきデータのタイプ、のうちの1つまたは複数に依存して、複数のチャネルを通信端末に割り振るステップ、を含むことができる。
【００５２】
本方法は、不十分な信号品質を得ている通信端末に、より高い送信電力が割り当てられるチャネルを優先的に割り振るステップ、を含むことができる。
【００５３】
本方法は、高インピーダンスと関連付けられるデータに、より高い送信電力が割り当てられるチャネルを優先的に割り振るステップ、を含むことができる。
【００５４】
本方法は、通信機器に上記複数のチャネルのうちの複数を割り振り、それら割り振られたチャネルの組合せに、それら割り振られたチャネルについて個別に決定された送信電力の平均値である送信電力を割り当てるステップ、を含むことができる。
【００５５】
本方法は、複数のチャネルの1つまたは複数に、複数のチャネルの電力エンベロープを第2の通信プロトコルによって定義される電力エンベロープから逸脱させることになる、第2の通信プロトコルに従う通信に対して許容できない干渉を生じない、より高い電力で送信させることを決定するステップと、複数のチャネルの1つまたは複数にわたる送信を、当該のより高い電力で行われるように制御するステップと、を含むことができる。
【００５６】
本方法は、アップリンク通信にダウンリンク通信と異なる数の複数のチャネルを割り振るステップ、を含むことができる。
【００５７】
本発明の第10の態様によれば、第2の通信プロトコルに従う通信への干渉を最小化するような方法で第1の通信プロトコルに従う通信に帯域幅を割り振るためのコントローラが提供され、本コントローラは、第2の通信プロトコルによって定義されるチャネルと異なる幅を有する、第1の通信プロトコルに従う複数のチャネルを形成するために帯域幅を割り振り、上記複数のチャネルの各々のための送信電力を、第1の通信プロトコルに従う上記複数のチャネルにわたってデータを送信することによって形成される電力エンベロープが、第2の通信プロトコルが割り振られた帯域幅にわたってデータを送信するために定義する電力エンベロープに実質的に一致するように、個別に決定するように構成されている。
【００５８】
本発明の第11の態様によれば、第2の通信プロトコルに従う通信への干渉を最小化するような方法で第1の通信プロトコルに従って通信するための通信機器が提供され、本通信機器は、第2の通信プロトコルによって定義されるチャネルと異なる幅を有する、第1の通信プロトコルに従う複数のチャネルの1つでデータを送信し、当該チャネル上の本通信機器の送信電力を、本通信機器の送信が、第1の通信プロトコルに従う上記複数のチャネルの他のチャネル上での送信と併せて、第2の通信プロトコルが複数のチャネルに割り振られる帯域幅にわたってデータを送信するために定義する電力エンベロープと実質的に一致する電力エンベロープを形成するように制御するように構成されている。
【００５９】
本発明の第12の態様によれば、第1の通信プロトコルに従う通信に帯域幅を割り振るための方法が提供され、本方法は、第2の通信プロトコルに従う通信のためのチャネルの一部を形成する帯域幅を特定するステップと、特定された帯域幅を、第1の通信プロトコルに従う通信に割り振るための複数のチャネルに分割するステップと、各チャネルに1つまたは複数の制約条件を割り当てるステップであって、上記制約条件は、第2の通信プロトコルに従う通信のためのチャネル内の各割り振りチャネルの位置に依存して、特定された帯域幅にわたって不均一に適用される、各チャネルに1つまたは複数の制約条件を割り当てるステップと、を含む。
【００６０】
本発明の第13の態様によれば、第1の通信プロトコルに従う通信に帯域幅を割り振るためのコントローラが提供され、本コントローラは、第2の通信プロトコルに従う通信のためのチャネルの一部を形成する帯域幅を特定し、特定された帯域幅を、第1の通信プロトコルに従う通信に割り振るための複数のチャネルに分割し、各チャネルに1つまたは複数の制約条件を割り当てるように構成されており、上記制約条件は、第2の通信プロトコルに従う通信のためのチャネル内の各割り振りチャネルの位置に依存して、特定された帯域幅にわたって不均一に適用される。
【００６１】
本発明の第14の態様によれば、第1の通信プロトコルに従って通信するための通信機器が提供され、本通信機器は、第2の通信プロトコルに従う通信のためのチャネルに含まれる帯域幅から形成される複数のチャネルの1つである、第1の通信プロトコルに従うチャネル上で通信し、通信を、チャネルに適用される1つまたは複数の制約条件に従い、通信が、複数のチャネルの他のチャネル上での通信と併せて、複数のチャネルによって占有される帯域幅にわたる制約条件の不均一な適用を具体化するように制御する、ように構成されており、上記制約条件は、第2の通信プロトコルに従う通信のためのチャネル内の複数のチャネルの各々の位置に依存して適用される。
【００６２】
次に本発明を、例として添付の図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】通信ネットワークの一例を示す図である。
【図２】1つのリソースブロック内の複数のダウンリンクチャネルを示す図である。
【図３】GMSK送信およびセルラIoT送信の電力スペクトルを示す図である。
【図４】チャネルの割り振りを示す図である。
【図５】典型的なLTEスペクトルを示す図である。
【図６】提案のWLLチャネルと共にLTE保護帯域を示す図である。
【図７】16サブチャネルに細分されたアップリンクWLLチャネルを示す図である。
【図８】アップリンクWLLサブチャネルを示す図である。
【図９】ボンディングを用いたアップリンクWLLサブチャネルを示す図である。
【図１０】単一のWLLチャネルについての集約データ速度を示す図である。
【図１１】セルカバレッジ対半径を示す図である。
【図１２】MACフレーム構造を示す図である。
【図１３】通信帯域幅を割り振る方法の一例を示す図である。
【図１４】通信帯域幅を割り振るためのコントローラの一例を示す図である。
【図１５】通信機器の一例を示す図である。
【図１６】ホスト帯域幅のいくつかのチャネルへの分割の一例を示す図である。
【図１７】周波数ダイバーシチを利用する方法の一例を示す図である。
【図１８】周波数ダイバーシチを利用する方法の一例を示す図である。
【図１９】被ホストチャネルに制約条件を適用する方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
無線通信ネットワークは通常、無線通信ネットワークが利用可能な、チャネルに分割することのできるある量の帯域幅を有する。それらのチャネルはその場合、ネットワークが適合するとみなす異なる通信に割り振ることができる。あるシナリオでは、ネットワークを、別のネットワークによっても使用されるスペクトルの一部で動作するように構成することができる。通常、その他方のネットワークは異なる通信プロトコルを使用することになる。またネットワークが使用するスペクトルの部分は、その他方の通信プロトコルに従う通信に適するチャネルにすでに「分割」されていることになる。本明細書で記述される方法の多くは、あるプロトコルのためのチャネルにすでに分割されている帯域幅を取得し、それらのチャネルを、別のプロトコルによる使用に適するチャネルの代わりに使用する。多くの例において、ネットワークの通信によりその「ホスト」ネットワークに対して引き起こす干渉を最小限にするように、その責任は「被ホスト」ネットワークが負うことになる。これがそうなるのは、普通は、他方のネットワークが、スペクトルのその部分において先に確立されたためであり、あるいは、問題のスペクトルが、主として、他方のネットワークおよび／または他方のネットワークの事業者によって所有され、または使用されているためである場合もある。
【００６５】
本明細書では、被ホスト通信ネットワークがそのホストネットワークに対して引き起こす干渉を最小化するための様々な方法を記述する。主としてこれらの方法を、ホストネットワークへの干渉を最小化しようとするIoTネットワークに関連して記述する。これは例示のためにすぎず、本明細書で記述される方法は、任意の通信ネットワークによって別の通信ネットワークに対して引き起こされる干渉を最小化するために適用し得ることを理解すべきである。同様に、2つの特定のホストネットワーク、2Gネットワーク（具体的にはGSM(登録商標)のようなGMSKネットワーク）および4Gネットワーク（具体的にはLTE）についても記述される。この場合もやはり、本明細書で記述される方法は、一般に、任意の適切なホストネットワークに適用可能であることを理解すべきである。
【００６６】
IoTネットワークの一例が図1に示されている。通常、ネットワークは、各々が多数の地理的に間隔を置いて配置された端末102と通信するように構成されているいくつかの基地局101からなることになる。ネットワークはセルラネットワークとすることができ、各通信機器は、それぞれのセル103、104内に位置する端末との無線通信を担う。基地局は、有線または無線インターフェースを介して、コアネットワーク105としかるべく通信し、少なくとも一部は、コアネットワークの制御下で動作することができる。コアネットワークは、その全部または一部をクラウドとして実施することができる。IoTネットワークは、特定のIoTプロトコルに従って動作するように構成することができる。一例がWeightless（商標）プロトコルであるが、本明細書で記述される方法は、任意のIoTプロトコルに従って動作するように構成されたネットワークによって容易に実施することができる。通信機器は、IoTプロトコルに加えて、ホストプロトコルにも従って動作するように構成することができる。
【００６７】
本明細書で記述される一方法においては、第2の通信プロトコルに従う通信のためのチャネルの一部を形成する帯域幅を最初に特定することにより、帯域幅が第1の通信プロトコルに従う通信に割り振られる。当該帯域幅は複数のチャネルに分割することができる。各チャネルは、第1の通信プロトコルに従って動作するように構成された通信機器または装置に割り振ることができる。各チャネルは、好ましくは、1つまたは複数の制約条件を課される。これらの制約条件は、好ましくは、第2の通信プロトコルに従う通信のためのチャネル内の各割り振りチャネルの位置（すなわち、被ホストチャネルのための帯域幅を提供したホストチャネル内の被ホストチャネルの位置）に依存して、特定された帯域幅にわたって不均一に適用される。
【００６８】
通信チャネルは普通、近隣のチャネルにおける通信が相互に干渉し合うリスクを低減するために、上側保護帯域および下側保護帯域を組み込んでいる。本明細書で記述される帯域幅を割り振る別の方法によれば、ある通信プロトコルに割り振られたチャネルの保護帯域に含まれる帯域幅が別の通信プロトコルによって使用され得る。
【００６９】
本明細書で記述されるこの概念の具体例は、LTE（Long Term Evolution）保護帯域を利用してIoT通信のための帯域幅を提供する。保護帯域が提供する狭い帯域幅はIoT通信に特に適し、IoT通信は通常、ほとんどの他のネットワークでは実用的でないはずの遅延および低ビットレートを許容する。またIoTプロトコルは、多くのIoT端末が小型の電池式機器であるため、低電力動作のために最適化される傾向にある。保護帯域を使用してホストシステムへの干渉のリスクを最小化するときには制限電力送信が好ましいと考えられ、そのため、IoT通信はこの用途に最適である。しかし、これらは例にすぎず、任意の適切な通信システムおよびプロトコルが本明細書で記述される方法および装置を利用し得るはずである。
【００７０】
LTE保護帯域内のIoT通信に潜在的に利用可能な帯域幅は、好ましくは、均一なブロックとして扱われない。代わりに、ホストプロトコルに従う通信の近くに位置する利用可能な帯域幅の部分は、好ましくは、利用可能な帯域幅のより遠く離れた部分よりも大きな制約条件を課される（ホスト通信は普通、主に、ホストチャネルにおいて中央に位置決めされた周波数範囲内に制限されることになる）。これらの制約条件は、潜在的に利用可能な帯域幅の割り振りを制限する。課され得る制限の例には、帯域幅の内側部分についてのより多くの電力制約条件、帯域幅の外側部分に好都合なチャネル割り振りの制限、および内側帯域幅の大部分がIoT通信に利用不能とされることを意味する、最も内側のIoTチャネルおよび最も外側のIoTチャネルについての非対称的な保護帯域の設定、のうちの1つまたは複数が含まれ得る。これらの制限の不均一性により、ホストシステムとの干渉を最小化しつつ、保護帯域の帯域幅を十分に利用させることができる。
【００７１】
ホストチャネルの各々は、2つの保護帯域、すなわち、上側保護帯域と下側保護帯域を有することになる。これらの保護帯域は、ホスト通信が行われるリソースブロックによって隔てられている。上側保護帯域および下側保護帯域は、したがって、周波数において分離されている。これは、通信機器に、1対のチャネル、すなわち上側保護帯域内のチャネルと下側保護帯域内のチャネルを割り振ることによって、周波数ダイバーシチに利用することができる。間隔を置いたチャネルは、通信機器（例えば基地局）による送信に、または通信機器が通信する相手の通信端末による送信に使用することができる。
【００７２】
本明細書で記述される他の具体例は、2Gチャネルを利用してIoT通信のための帯域幅を提供する。IoTネットワークは、2Gネットワークから全チャネルを使用することができる。それらのチャネルは、ホスト帯域幅内で広い間隔を置いて配置することができる。IoTネットワークは、この分離を利用して、上側保護帯域および下側保護帯域の使用と同様の方法で周波数ダイバーシチを実現することができる。例えば、通信機器（基地局または端末）に、あるホストチャネルに含まれる帯域幅から形成される1つのチャネル、および完全に異なるホストチャネルに含まれる帯域幅から形成される別のチャネルを割り振ることができる。2つのホストチャネルは、しかるべく、少なくとも1つのホストチャネルによって隔てられる。介在するホストチャネルには、ホストネットワークによる通信に割り当てられる可能性が高い。結果として得られる周波数間隔を、周波数ダイバーシチを実現するためにIoTによって利用することができる。
【００７３】
IoTネットワークが2Gネットワークとの干渉を最小化することは重要である。IoTネットワークは、異なる幅のチャネルを利用し、かつ／または異なる変調方式を利用し得るが、IoTネットワークの2Gの近隣のチャネルにはIoTネットワークが単なる別の2Gチャネルに見えることが好ましいはずである。2Gホストネットワークとの干渉を最小化するための方法は、複数のチャネルの送信電力を、ホスト通信プロトコルによって定義される電力エンベロープを近似的に模倣するように個別に制御することによるものである。好ましくは、複数のチャネルにわたる電力スペクトルは、ホストプロトコルによって定義される電力エンベロープに実質的に一致する。よって、厳密な一致は不要であるが、複数のチャネルにわたる電力エンベロープは、どんな近隣のホストチャネルに対しても許容できないレベルの干渉を生じないように、許容可能な電力エンベロープに十分に近いものである必要がある。ホストネットワークの電力エンベロープのミラーリングの1つの帰結は、複数のチャネルの送信電力が、往々にして、それらのチャネル全体にわたって均一にならないことである。すなわち、送信電力は、往々にして、その帯域幅を提供したホストチャネル内の特定のチャネルの位置に従って変動することになる。
【００７４】
セルラIoT
長距離にわたって通信する必要のある既存のM2M機器またはIoT機器は、一般に、標準2G（例えばGSM(登録商標)）ネットワーク上でGPRSまたはSMSを使用する。いくつかの点で、2Gセルラシステムは、それらが（900MHzを一例とする）いくつかの周波数帯域においてほとんどグローバルに利用可能であり、2G端末が比較的低コストであるために、IoTネットワークのマシンツーマシン（M2M）通信に非常に適する。3Gネットワークおよび4Gネットワークと比べた2Gの限られた最大データ速度は、通常、M2M用途にとっては重要ではない。既存の2Gシステムは、しかし、M2M用途のコンテキストにおいて以下のようないくつかの重要な制限事項を有する。
1．2G端末のコストは、往々にして、いくつかの用途では、特に競合する技術と比べて、高すぎる。
2．2Gプロトコルは、1つのセル内に存在し得る何万台ものM2M端末をサポートするように設計されていない。
3．2Gの屋内透過は、いくつかの用途には不十分である。
4．2G端末の電池寿命は多くのM2Mアプリケーションには短すぎる。
【００７５】
M2M通信のために最適化された、M2Mに使用される場合の既存の2Gネットワークの制限を克服する代替のセルラシステムを、「セルラIoT」と呼ぶことができる。
【００７６】
チャネル分割
セルラIoTシステムの望ましい特性は、それが既存の200kHz  GSM(登録商標)チャネル内で（ダウンリンクとアップリンク両方で）配置することができることである。GSM(登録商標)事業者は、所与の帯域内の多くの連続したGSM(登録商標)チャネルにアクセスすることができ、それらのチャネルはGSM(登録商標)事業者の2G配置全体を形成する。これらのチャネルの少数（おそらくは、ダウンリンクとアップリンクの各々でただ1つのチャネル）をセルラIoTに再割り当てすることによって、事業者はM2Mのための最適化されたIoTネットワークを配置することができる。チャネルは個別に、または連続したグループとしてセルラIoTに割り当てることができるはずである。図2に、12サブチャネルに細分された200kHzダウンリンク周波数チャネルの一例を示す。
【００７７】
セルラIoTシステムをM2M／IoT用途に最適化するためには、変調方法および変調帯域幅を、標準2G変調技術と対比して変更することが必要となり得る。特に、ダウンリンクおよび／またはアップリンクに使用される200kHzチャネルを多数の狭いサブチャネルへ細分することができる。この分割には、以下のようないくつかの重要な利点がある。
1．分割は、セル間干渉を低減させるために、近隣の基地局にサブチャネルの異なるサブセットを割り当てることにより、ダウンリンクおよびアップリンクの柔軟な周波数計画を可能にする。さらに、異なるサブチャネルは、サブチャネルが搬送するトラフィックの性質に応じて、異なる周波数再利用係数で動作することができる。
【００７８】
2．分割は、複数の端末が周波数分割多重接続（FDMA）により同時に送信することを可能にすることによって、ネットワークのアップリンク容量を大幅に増加させる。
【００７９】
3．分割は、端末受信機で必要とされる等化を簡略化する。というのは、ダウンリンクサブチャネルの各々は、帯域幅が十分に狭いため、（OFDMサブキャリアの場合と同様に）フラットフェージングだけを被るにすぎないからである。これにより端末のコストを低減させることができる。
【００８０】
電力スペクトル
セルラIoT送信に、既存のGSM(登録商標)送信と比べて異なる変調方式および帯域幅を使用することは、セルラIoTシステムと、隣接（または隣隣接）するチャネルで動作している可能性のある既存のGSM(登録商標)システムとの間の共存に関する懸念を生じ得る。特定の周波数帯域におけるGMSK変調の使用を承認した規制当局は、同じ帯域において、異なるスペクトル特性を有する代替の変調システムを許可することに対して特に懸念を持つ可能性がある。
【００８１】
これらのスペクトル特性の一例が図3の上のプロットに示されている。このプロットは、302の12セルラIoTサブチャネルを重ね合わせた301の標準GMSK周波数スペクトルを示している。この例では、セルラIoTサブチャネルの各々は12kHzの3dB帯域幅および15kHzの間隔を有する。200kHzチャネルのいくつかの部分において、セルラIoTの電力スペクトル密度は、GMSKの電力スペクトル密度より高くなる可能性を有し、他方、チャネルの他の部分については、セルラIoTの電力スペクトルはGMSKの電力スペクトルより低くなる可能性を有することが分かる。
【００８２】
好ましい手法は、IoT信号の複数のサブチャネルにわたるIoT信号の電力スペクトル密度を、ホストシステムにおける標準配置の全体電力スペクトル密度に近づけることである。これを実現するために、セルラIoTサブチャネルごとに使用される送信電力レベルを、サブチャネルごとに等しい電力を想定するのではなく、個別に決定することができる。各サブチャネルにおける送信電力レベルは、対応する周波数範囲における標準ホストチャネルと同じレベルにしかるべく設定される。これは図3の下のプロットに示されている。標準ホストチャネルの送信電力が対応する周波数範囲にわたって変動する場合、セルラIoTチャネルの送信電力レベルは、その周波数範囲にわたるホストの最小電力、最大電力、または平均電力のいずれかに設定することができる。最適な電力は、ホストに対して生じ得るはずの干渉の実際のレベルおよび／またはホストが干渉に耐え得る能力に依存し得る。
【００８３】
この手法には、以下のようないくつかの利点がある。
1．チャネルが標準GMSK信号と共に使用されていた場合に、各セルラIoTサブチャネル上の送信電力を同じ周波数範囲内の送信電力に近づけることによって、隣接するGSM(登録商標)チャネルに対して生じる干渉が通常のGMSK信号によって生じる干渉と類似したものになる可能性が高い。したがって、セルラIoT送信は、GSM(登録商標)ネットワーク性能に及ぼす影響の点で許容できる可能性が高い。
【００８４】
2．チャネルの中央に最も近いセルラIoTサブチャネルは、実際には、（セルラIoTシステムへの固定された総送信電力について）全サブチャネルにわたる電力の均一分布の場合よりも高い送信電力を使用することができる。これは、図3の上のプロットと下のプロットとの間でこれらのサブチャネルを比較すれば分かる。中央のセルラIoTチャネルは、（セル内のすべての端末に到達しなければならないブロードキャスト情報のものを含めて）カバレッジの極端にある端末との間のトラフィックに優先的に割り振ることができる。これにより、全体のシステムカバレッジおよび容量の改善がもたらされ得る。
【００８５】
3．最も外側のセルラIoTサブチャネルは、非最悪のリンクバジェットを有する端末（例えば、屋内の奥の方ではないところにある端末）との間のトラフィックの搬送に優先的に割り振ることができ、したがって、これらのサブチャネル上の利用可能な送信電力の低減に耐えることができる。
【００８６】
この方式は、ダウンリンクでもアップリンクでもその両方でも使用することができる。ダウンリンク上で使用される場合、基地局はサブチャネルのサブセットだけを使用することもできる。通常、基地局は、少なくとも3つのサブチャネルを使用することになり、ブロードキャスト情報に使用される少なくとも1つのチャネルを使用することになる。アップリンク上で使用される場合、各端末は、1つのサブチャネルだけを使用することもでき、相互に結合してより広い帯域幅のサブチャネルとされる複数のサブチャネルを使用することもできる。この結合される例では、許容される送信電力は、結合されたサブチャネルの帯域幅にわたるGMSK信号の平均電力レベルにて近づけることができる。
【００８７】
ダウンリンクサブチャネルとアップリンクサブチャネルの数は異なっていてよく、ダウンリンクチャネルと比べて多数のアップリンクチャネルを有する際にアップリンク容量に関して利点が生じ得る。
【００８８】
各サブチャネル上の許容される送信電力は、共存に及ぼす影響が許容できることが計算される場合には、GMSKテンプレートから逸脱し得る。例えば、GMSK送信と比べたセルラIoT送信からの低サイドローブ放射が理由で高い送信電力が許容され得る。
【００８９】
この概念はGSM(登録商標)帯域内のセルラIoT配置のコンテキストで記述されているが、任意の他のタイプの配置にも広く適用可能であることを理解すべきである。非GSM(登録商標)配置において、セルラIoTサブチャネルの電力整形は、何であれ、セルラIoTシステムで置き換えられるホストシステムにおいて適用される変調から導出されるテンプレートに従う。
【００９０】
この概念は、2つの通信プロトコルが異なる幅のものである実装形態において特に有益となり得る。セルラIoTの例では、ホストチャネルは2つのうちの広い方であるが、この概念は、ホストチャネルが狭い方である実装形態においても等しく適用され得るはずである。
【００９１】
ダイバーシチ
端末の位置、および基地局と端末との間に存在するマルチパスの性質によっては、端末で受信されるダウンリンク信号が200kHzチャネルのフェージングによって実質的に減衰し得る可能性もある。これは、端末が静的であり、マルチパスを生み出す1次反射器も静的である場合には特に問題である。この状況においては、フェージングは、時間の経過に対して相対的に不変となり得る。同様の問題が通常はアップリンクにおいても存在するが、典型的な基地局は複数の受信アンテナを有し、これは、問題に対処するのに受信空間ダイバーシチが利用可能であることを意味する。しかし、後述する技法は、必要に応じてダウンリンクと同様にアップリンクにも等しく適用され得るはずである。
【００９２】
この問題を緩和するための確立された方法は以下を含む。
1．周波数ダイバーシチを提供するための多くのチャネル間での周波数ホッピングの使用。これは、より多くのチャネルがセルラIoTシステムに割り振られること、したがって、より大きいスペクトル割り振りを必要とするはずであり、既存のGSM(登録商標)サービスを犠牲にしなければならなくなる。また、IoTトラフィックの大部分は、音声ストリーミングやデータではなく、短いまばらな「データグラム」であるため、ランダムな周波数ホッピングがさらに所与の端末についての多くの受信失敗につながる可能性がある。IoTトラフィックの特性が意味するのは、受信失敗のコストが、特に、端末がアップリンク上で送信するための許容される機会を定義するダウンリンク制御情報については、極めて高くつくことになり得ることである。
【００９３】
2．信号が全受信信号帯域幅にわたってフラットフェージングを受けないようにするための、非常に大きいチャネル帯域幅の使用。これはセルラIoTにとっては魅力的ではない。というのは、信頼できる周波数ダイバーシチを提供するために、占有スペクトルを200kHzから数MHzまで拡大することになるはずだからである。
【００９４】
3．基地局において複数の送信アンテナを利用することによる送信側空間ダイバーシチの使用。典型的なGSM(登録商標)基地局は、1セクタ当たり1つの送信アンテナしか有しないが、設備をアップグレードすることは、法外に費用がかさむ可能性が高い。
【００９５】
4．端末で複数の受信アンテナを利用することによる受信側空間ダイバーシチ。これは端末のコストを増大させ、多くのIoT用途にとって許容できない可能性がある。
【００９６】
1つの解決策は、相対的に多数のチャネル間隔で隔てられた少数のダウンリンクチャネル（例えば2チャネル）をセルラIoTに割り振ることとすることができる。これが意味するのは、配置に必要とされる最小限のスペクトル割り振りが、少なくとも1／2だけ増加することである。割り振られたチャネルは、それらが確実に脱相関されるように、好ましくは数MHzだけ分離されるべきである。このセルラIoTの例では、その間隔は、セルラIoTチャネルの幅の5倍、10倍、またはおそらくは最大15倍の倍数に対応する。よって、一方のダウンリンクチャネルが深いフェージングを被る場合、他方のチャネルが同時に深いフェージングを被る確率の著しい増加は生じない。これは図4に示されている。
【００９７】
図4に、2つのセルラIoTチャネル、すなわち、上側チャネルと下側チャネルを示す。この例では、各セルラIoTチャネルが、2つまたは3つのGSM(登録商標)チャネルの連続したグループに対応する帯域幅から形成される。これは、GSM(登録商標)システムから取得された帯域幅の一部はIoT通信に使用され、取得された帯域幅の一部は、セルラIoT通信とGSM(登録商標)システムとの間の保護帯域として残されることを可能にする。
【００９８】
2つの異なるホストチャネルを使用して周波数ダイバーシチを提供することは、ホストの保護帯域においてIoTシステムを配置するのに使用される（後述する）別の技術と同様である。ここで記述する手法は、類似した原理に従うものであり、個別チャネルの帯域幅よりはるかに大きい帯域幅にまたがる帯域幅にわたって拡散するチャネルに事業者がアクセスすることができる場合の、任意のスペクトルにおける配置に適用可能である。好ましくは、チャネルは何MHzもの総帯域幅にわたって拡散している。IoTネットワークがアクセスすることのできるチャネルは、普通、当該帯域幅にわたって連続しない（すなわち、IoTチャネル間にはホストチャネルが介在することになる）。
【００９９】
2つ以上のダウンリンクチャネル間には相対的に大きい周波数分離があり、介在する周波数範囲内には別のシステムからの大きい信号が存在し得る可能性があるため、現実的な低コスト端末は、一度にセルラIoTダウンリンクチャネルの1つを受信することができるにすぎないはずである。しかし、セルラIoTシステムにおいては、相対的に低いデータ速度が通常は使用されることになるため（例えば、最小瞬間データ速度は、毎秒20キロビット以下とすることができる）、端末は普通、あるダウンリンクチャネルから別のダウンリンクチャネルに非常に高速でチューニングし直すことができる。端末はしかるべく、少数のシンボル持続期間内にこの再チューニングを行うことができる。
【０１００】
基地局から端末へのダウンリンク信号は、例えば以下のような、多種多様なタイプの情報を搬送するのに使用することができる。
1．端末が周波数誤り、シンボルタイミングおよびフレームタイミングを決定することを可能にする同期シーケンス、
2．すべての端末が必要とするネットワーク構成情報を搬送するブロードキャストシステム情報、
3．個別端末または複数の端末への管理および制御情報、
4．特定の端末向けのトラフィック、ならびに
5．端末グループ向けのトラフィック。
【０１０１】
ダウンリンク情報をこれらの2つ（またはそれ以上）のチャネル上にマップするための様々なオプションがあり、チャネルは周波数において分離されている。ダウンリンク情報のタイプにより異なるマッピング方法を適用した方が有益となり得る。
【０１０２】
最も単純な手法は、すべてのダウンリンクチャネル上で、同じタイミングでダウンリンク情報を複製することである。これは、端末が、利用可能な各チャネル上の信号品質に関する端末が利用可能な情報に基づいて、正常な受信の最善の確率を提供するように端末の好ましいダウンリンクチャネルを自律的に選択することを可能にする。この手法は単純でロバストであり、1つの「切換えダイバーシチ」の形を提供する。
【０１０３】
端末は、いくつかの可能な方法でそのダウンリンクチャネルの選択を行うことができる。端末は、端末が判断を行う前に複数のチャネル上の信号品質を感知することができるように、求められるダウンリンク送信よりも十分に前にその受信機の電源を入れることができるはずである。あるいは、端末は、前に使用されたのと同じチャネルを、その受信が成功した場合には保持し、そうでない場合には、異なるチャネルに変更することもできるはずである。あるいは、端末は、前の受信からのいくつかの信号品質メトリックを使用して、同じチャネルを使用し続けるべきか、それとも異なるチャネルを推論的に試すべきか決定することもできるはずである。
【０１０４】
別の改善方法は、2つ（またはそれ以上）の割り振りチャネル上でのダウンリンク送信を時間的にずらすことである。これは、端末が一方のダウンリンクチャネル上での受信を試みることを可能にし、その受信が失敗した場合に、端末は、新しいチャネルに再チューニングした後で（同じ情報の遅延された送信を有する）異なるダウンリンクチャネル上での受信試行を繰り返すことができる。ずらしの持続時間は、好ましくは、異なるチャネル上で同じ情報を受信する連続した試行を可能にするために、送信されたパケットの最大持続時間を上回るべきである。これは待ち時間の増加を意味する。ずらしの持続時間は、好ましくは、所与のチャネルまたはサブチャネルについて端末に知られている一定値とすべきである。ずらしの持続時間は、ブロードキャストシステム情報によって構成可能とすることができる。
【０１０５】
待ち時間を改善するために、基地局は、端末が、パケットのシーケンスからなるトランザクション内の最初のパケットとトランザクション内の最後のパケットとの間のすべてのパケット受信について、同じダウンリンクチャネルから受信することを必要とし得るはずである。これは、（深いフェージングが所与のチャネル上で保持される可能性の高い時間に関連する）チャネルのコヒーレンス時間がトランザクションの総持続時間を超えない限り有効である。
【０１０６】
別の改善方法は、端末が2つ（またはそれ以上）のチャネルからの受信データを合成することができるようにダウンリンク送信の時間的ずれを利用し得ることである。これは、たとえ各個別送信が正しく受信され得ない場合でさえも、合成された情報が正常な復号を可能にし得る可能性を提供する。これは、「最大比合成」の技術に基づくものとすることができ、最大比合成は、複数の受信アンテナを利用するシステムにおいて、または、初期送信に失敗した場合にパケットの複数の再送信のソフト合成を用いるシステムにおいて一般に使用される。提案の方式は、送信が複数のチャネルにわたって（よって異なる周波数上で）繰り返され、決定的な方法で時間的にずらされるという点で、最大比合成を用いる既存の方式とは異なる。
【０１０７】
別の可能な改善方法は、基地局が、端末のための制御情報およびトラフィックを搬送するのにどのダウンリンクチャネルが使用されるかを、利用可能なダウンリンクチャネル上の信号品質の、端末によって行われる測定に基づいて、端末と折衝し得ることである。これは、全体システム容量については有益であるが、各ダウンリンクチャネル上のフェージングは、（端末がその電池寿命を温存するために非常に低いデューティサイクルで動作し得るとした場合に）端末による連続した受信試行間で著しく異なり得るという問題にさらされる。
【０１０８】
この手法の1つの欠点は、この手法が、ダウンリンク容量のいかなる増加も提供することなく、ダウンリンクチャネル数に比例した使用帯域幅の増加を伴うことである。しかし、多くのIoT用途は、ダウンリンクトラフィックよりも圧倒的にアップリンクを生成し、よって、ダウンリンクスペクトルを対となるアップリンクスペクトルより低効率で使用することは許容できる可能性がある。これが特に当てはまるのは、典型的なGSM(登録商標)周波数分割複信（FDD）配置においては、アップリンクチャネル数はダウンリンクチャネル数と等しいからである。
【０１０９】
いくつかのセルラIoTシステムにおいては、ダウンリンク200kHz周波数チャネルは、いくつかのサブチャネルにさらに細分される。これは、図2に、12サブチャネルからなるダウンリンクチャネルの場合について示されている。この場合には、各ダウンリンクサブチャネルを、当該サブチャネル上で搬送される情報が別のチャネル割り振りの対応するサブチャネル上で複製されるかどうかに関して別々に考察することができる。これには、リンクバジェット能力の限界のところにある端末（例えばセルエッジ端末）へ情報を搬送するのに使用されているダウンリンクサブチャネルだけが複製されさえすればよいという利点がある。これは通常、すべての端末が必要とする同期情報およびブロードキャスト情報を含むはずである。したがって、システムの全体スペクトル効率は、すべてのサブチャネルの複製と比べて改善される。
【０１１０】
サブチャネルの各々を、異なる方法でデータを送信するのに使用することもできるはずである。各サブチャネルを、周波数ダイバーシチのための異なる技術を適用するのに使用することができるはずである。そのため、例えば、特定のチャネル内のあるサブチャネルは、別のチャネル内のそれらの対応部分と同時にデータを送信することができる。別のサブチャネルは、それらの対応部分とのずらし送信に使用することができるはずである。また各サブチャネルは、異なるチャネル内のサブチャネルと対にすることもできるはずである。そのため、例えば、あるサブチャネルはあるチャネル内のサブチャネルと、それら2つのサブチャネル間に第1の周波数間隔を置いて対にすることができるはずであり、他方、その隣のサブチャネルは完全に異なるチャネル内のサブチャネルと、第2の周波数間隔を置いて対にすることができるはずである。端末には、端末が現在課されている通信条件に応じて、特定の周波数間隔を割り振ることができるはずである。
【０１１１】
IoTシステムがホストシステムの保護帯域において実施される方式におけるダイバーシチに関して後述する技術のいずれも、このセルラIoTのための方式に組み込むことができるはずである。
【０１１２】
保護帯域におけるIoT
IoTネットワークに帯域幅を割り振るための別のオプションは、別の通信プロトコルによって規定された保護帯域を利用することである。一般に、保護帯域における帯域幅は、当該帯域幅におけるホスト送信からのスプリアスエネルギーが、IoT送信の帯域幅で測定されるIoT送信電力レベルの約10パーセント未満である（すなわち約10dB低い）場合に、別の通信プロトコルによる使用について考慮することができる。これは確固たる制限ではなく、例示のために示す典型的な値である。ホスト送信電力がIoT送信電力に対して低いほど、使用され得るIoT変調の次数は高く（例えば、QPSKよりもむしろ16QAMであり）、したがって、IoTシステムのデータ速度／容量も高い。
【０１１３】
以下の例では、ホストネットワークはLTEシステムであり、IoTプロトコルはWeightlessであり、LTE保護帯域を使用したWeightlessチャネルの作成をWeightless−LまたはWLLと呼ぶ。PHY層およびMAC層の関連する側面をカバーする、WLLのためのエアインターフェースについて説明する。
【０１１４】
WLLシステムは以下の属性を有する。
・提案のWLLシステムは、既存のLTEキャリアの両側の保護帯域で動作する。この手法の利点は、この手法が、変調の方法およびプロトコルの選択を、LTEに使用されるものから切り離し、したがって、IoT用途のためにシステムを最適化するための非常に多くの機会を提供することである。
・WLLシステムは、低端末コストおよび低端末電力消費のために最適化される。MACプロトコルは、Weightless  IoTシステムのために開発された要件に厳密に基づくものであり、他方、PHY層は、WLL動作の具体的要件に適応している。
【０１１５】
・WLLシステムは、データ速度の低減および待ち時間の増加をリンクバジェットの改善と引き換えにし、所与の送信電力についてのカバレッジの改善を可能とするように設計される。
・WLLシステムは非常に限られた電力制御および周波数精度要件を有し、このことは、一般に高速フィードバックチャネルを利用することのできないIoTシステムにとって望ましい。
・WLLシステムは、LTEチャネルのFDDベースの割り振りを考慮する。
・基地局スケジューリングは、端末が送受切換え器の必要を回避するために半二重モードで動作することができるようにする。
・基地局は通常、アンテナダイバーシチを使用するが、これはコストを低減するために端末には必須とされない。
【０１１６】
LTE保護帯域の使用が意味するのは、LTEとWLLとの間の共存問題が、主として、送信側スペクトルマスクおよび受信側ブロッキング性能と関連付けられるRF問題に関連するものであることである。
【０１１７】
提案は、Weightless（商標）IoT仕様に基づくものである。Weightless（商標）は、セルラWANアーキテクチャを、IoTシステムの要件（低端末コスト、低端末デューティサイクル、よって低電力消費、および超低データ速度への拡張性）のために最適化されたプロトコルと共に使用する。Weightless（商標）は当初、470MHzから790MHzまでのテレビ・ホワイトスペース・スペクトルで動作するように設計されたが、PHYは、様々な帯域幅の免許帯域、共用免許アクセス帯域および免許不要帯域で動作するように一般化されている。
【０１１８】
チャネル割り振り
WLLシステムは、各LTEチャネル内のLTEリソースブロックの両側の保護帯域を使用する。
【０１１９】
「LTEリソースブロック」という表現は、LTEシステムによって実際に使用されるOFDMサブキャリアをいう。OFDMシステムにおいては、使用されるサブキャリアの両側に相当な大きさの保護帯域を残すのが普通である。これは一部には、OFDM信号が、変調の性質（パルス整形が行われない）により、本来的に相当な大きさの送信幅（transmit skirt）を有するためであり、また、OFDM信号は高いピーク平均電力比（PAPR）を有し、これは、送信チェーンにおける任意の非線形性が著しいスペクトル再生を生じさせることを意味するためでもある。保護帯域は、現実の送信機が全チャネル・スペクトル・マスクに対応するためのある程度のマージンを残し、そのため、隣接するチャネルにおけるスプリアス放射を回避する。OFDMシステムでは、全体チャネル帯域幅の5％から10％の保護帯域が典型的である（LTEでは、保護帯域は、LTE信号の各側のチャネル帯域幅の5％であり、例えば、10MHzのLTEチャネルでは、2×500kHzである）。本明細書で記述される方法を実施するのに最適な保護帯域は、「ホスト」信号の各側のチャネル帯域幅のおおよそ5％以上の帯域である。これは確固たる制限ではなく、WLL信号のための妥当な量の利用可能な帯域幅があり、したがって、ホストシステムと比べて妥当なWLL容量を実現することができることを意味する。
【０１２０】
システムは、LTEによって使用されるFDD構造に準拠し、そのため、ダウンリンクLTEチャネルに隣接した保護帯域はWLLダウンリンクに使用され、アップリンクLTEチャネルに隣接した保護帯域はWLLアップリンクに使用される。
【０１２１】
WLL端末における送受切換え器の必要を回避するために、基地局スケジューラは、好ましくは、端末が、受信を要求されるのと同時に送信を要求されないようにする。言い換えると、端末は半二重FDDを使用して動作し、基地局は全二重FDDを使用して動作する。この手法は、所与の端末のダウンリンクとアップリンクの組合せについての理論的最大スループットをわずかに低減させ、また、アップリンクトラフィックを、ダウンリンクブロードキャスト制御トラフィックと同時にスケジュールすることができないことも意味するものであるが、容量の影響はほどほどであり、端末コストの節約が重要な考慮事項である。
【０１２２】
ダウンリンク
10MHzのLTEダウンリンクチャネルでは、LTEリソースブロックの両側の保護帯域の帯域幅は500kHzである。
【０１２３】
1つのオプションは、各保護帯域を以下のように複数のWLLダウンリンクチャネルに分割することである。
・最も外側のWLLチャネルと隣接するLTEチャネルとの間の32kHzの残りの外側保護帯域
・1対の保護帯域にわたって1／12の集約周波数再利用係数を提供する、6つの連続した48kHzのWLLチャネル
・最も内側のWLLチャネルと最も近いLTEリソースブロックとの間の180kHzの残りの内側保護帯域
【０１２４】
これは、全LTEチャネルを示す図5に例示されており、より詳細には、1つのLTE保護帯域を示す図6に例示されている。
【０１２５】
他のLTEチャネル帯域幅については、WLLチャネルの帯域幅および残りの保護帯域の帯域幅は、LTE保護帯域の帯域幅に比例して拡張される。したがって、WLLチャネルの数は固定されたままである。
【０１２６】
残りの内側保護帯域および外側保護帯域の幅は、LTEリソースブロックとWLLキャリアとの間の干渉を最小化するように非対称的である。優先事項は、LTEリソースブロックからWLLチャネルまでの周波数分離を最大化すると同時に、LTEチャネルの全体送信マスク（または許容できる電力密度スペクトル）も満たすことである。
【０１２７】
WLLダウンリンクチャネルは、ネットワークの周波数計画を可能にするために異なるWLL基地局に割り振られる。1LTEチャネル当たり合計12のWLLチャネルがあるため、最大サポート周波数再利用係数は、単一のLTEダウンリンクチャネルを使用する配置では1／12である。
【０１２８】
外側WLLチャネルは、全周波数再利用が不要であり、ネットワークが容量制限されない場合には、基地局に優先的に割り振られる。これは、周波数分離の増加によるLTEリソースブロックとの干渉のあらゆる可能性を最小化する。同様に、WLLチャネルの電力制御も干渉の可能性を制御するために必要となる場合があり、そのためにはTE基地局／ネットワークとのある程度のインタラクションが必要となり得るはずである。この場合には、外側WLLチャネルは、内側チャネルより高い送信電力をサポートすることになる。
【０１２９】
任意選択で、下側の周波数再利用係数が許容できる場合に、または複数のLTEチャネルが利用可能である場合に、容量を増やすために、複数のWLLチャネルを単一のWLL基地局に割り振ることもできる。しかし、個々のWLL端末は、所与のタイムスロットにおいて単一のWLLチャネルを受信しさえすればよい。これは、各端末への最大データ速度を制約するが、端末受信機フィルタリングが簡略化されることを意味する。
【０１３０】
WLLダウンリンクは時分割多重接続（TDMA）を使用し、そのため、異なる端末への送信が時間的に分離される。周波数分割多重接続（FDMA）は所与のWLLダウンリンクチャネル内では使用することができない。というのは、IoTシステムにとって特に有益ではないからである。
【０１３１】
アップリンク
10MHzのLTEアップリンクチャネルでは、ダウンリンクの場合と同様の方法で、500kHz保護帯域を12のWLL48kHzアップリンクチャネルに分割することができる。他のLTEチャネル帯域幅のスケーリングもダウンリンクの場合と同じである。
【０１３２】
複雑度の増加を回避するために、所与の基地局へのダウンリンクWLLチャネルの割り振りと同じ基地局へのアップリンクWLLチャネルの割り振りとの間に1対1関係があってもよい。
【０１３３】
各アップリンクWLLチャネルは、図7に示すように、各々が3kHz幅の16サブチャネルにさらに細分することができる。これは、複数の端末が、周波数分割多重接続（FDMA）を使用して衝突なしで同時に送信することを可能にする。結果として、セル内の多くの端末が、全WLLチャネル帯域幅で動作する場合に通常は処理利得を必要とするはずであるときの全体アップリンク容量の改善がもたらされる。後述するように、単一のサブチャネルで可能であるよりも高い端末からのデータ速度を可能にするために、サブチャネルボンディングがサポートされる。
【０１３４】
各アップリンクサブチャネルは、OFDMAシステムにおいて該当するはずの直交性またはGFDMシステムの擬似直交性に依拠するのではなく、周波数において完全に分離可能であるように個別にパルス整形される。具体的には、これが意味するのは、サブチャネルを、基地局においてフィルタリング技術によって、周波数誤りおよび不釣合いな電力レベルの影響をあまり受けずに、分離することができるということである。この障害許容力は、端末からのトラフィックが非常にまばらである可能性があり、そのため、周波数オフセットまたは電力レベルの閉ループ制御の範囲が制限されるIoTシステムにおいて役に立つ。その場合、ある程度の総電力制御は、基地局受信チェーン全体を通して必要なダイナミックレンジを制限するのに必要とされるものだけになるはずである。
【０１３５】
同様に、提案の手法は、符号分割多重接続（CDMA）と比べても好ましい。というのは、この手法が高速の、または正確な電力制御の必要を回避するからである。
【０１３６】
個別のサブキャリアパルス整形は、ユーザ間干渉を制約するためのスペクトルマスクに準拠した変調に従う、各サブチャネル内で使用し得る変調のタイプの制限も除く。特に、この手法は、端末PA効率の改善のための一定のエンベロープ変調方式の使用をサポートする。GMSKは端末電力増幅器が高効率で動作することを可能にする適切な変調オプションであるが、BPSK、QPSKおよび16QAMの各オプションは、電力消費がデータ速度より低い優先事項であるタイプの端末に利用可能である。
【０１３７】
基地局は、サブチャネルボンディングにより高いアップリンクデータ速度をサポートするために、端末に、端末のアップリンク送信のための連続したサブチャネルのセットを割り振ることができる。簡略化のために、結合されるサブチャネルの数は2の冪になるように制約される（すなわち、2、4、8、または16であり、最大帯域幅割り振りは全アップリンクWLLチャネルである）。結合されたサブチャネルは、より高い帯域幅を有するが、単一のキャリアとしてパルス整形され、そのため、前述の利点を保持する。これは図9に示されている。
【０１３８】
WLLアップリンクを複数のサブチャネルに分割することにより、複数の端末が同時に送信することが可能になり、このことは全体アップリンク容量にとっては好都合である。しかし、これは基地局におけるLTE受信機についての干渉の増加につながり得る。最悪の場合は、基地局に近い16WLL端末がすべて全出力で送信し、LTE端末もセルエッジから送信する場合であろう。WLLシステムからの干渉は、明らかに、端末の数によって倍増する。言い換えると、電力集約問題が生じる。標準的な手法は、電力制御を使用して基地局に近い端末からの電力を低下させることのはずであるが、これは、端末からの送信がまばらであり、端末が移動している可能性があるために理想的でない可能性もある。電力が過剰に下げられる場合には、端末は基地局への接続を失うことになる。代替の手法は、基地局が端末を、基地局に近い多くの端末が同時に送信する異常な状況の尤度を最小化するような方法でスケジュールすることである。基地局はこれを、各端末からの前の送信の受信強度に基づいて、ベスト・エフォート・ベースで行うはずである。システムは、正しく機能するためにはこのスケジューリングに依拠しないはずであるが、統計的にはこれは、ほとんどすべての状況までLTE受信機が受ける干渉を低減させることになる。
【０１３９】
変調方式
ダウンリンク
単一キャリア変調が各48kHzのWLLダウンリンクチャネル内で使用される。以下のダウンリンク変調方式がサポートされる。
・16−QAM
・QPSK
・BPSK
【０１４０】
最大ダウンリンクデータ速度を上げるために64QAMを含めることが実用的なはずであるが、これは、位相雑音およびデータ変換器精度の点で、端末受信機にいくつかのさらなる実装制約条件を課すことになるはずである。
【０１４１】
ルート・レイズド・コサイン・パルス整形が、0.4のベータを使用して、すべての変調モードについて適用される。
【０１４２】
シンボルレートは全体変調を48kHzのWLLチャネルに適合させるために32kHzに設定され、RRCパルス整形およびスペクトル再生のためのある程度のマージンを可能にする。
【０１４３】
拡散コードを使用して、高レンジで端末と通信する場合の処理利得が提供される。これらのコードは、おおよそ平坦な電力スペクトル密度を維持し、端末受信機におけるコヒーレントな統合を可能にする。例えば、大きなセルにおけるブロードキャスト制御チャネルは、セルエッジ端末との確実な通信を保証するために、拡散コードを使用する可能性が高い。最大32までの2の冪の拡散率がサポートされる。高い拡散率は通常は、大きなセルだけに、または基地局送信電力が実質的に制約される場合に使用されるはずである。
【０１４４】
10MHzのLTEチャネルを仮定して、1WLLチャネル当たりのダウンリンクデータ速度のいくつかの例がtable 1（［表３］）に示されている。LTEチャネル全体（12WLLチャネル）についての集約ダウンリンクデータ速度も示されており、この例ではすべてのWLLチャネルが同じ変調率を使用しているものと仮定する。
【０１４５】
大きいマルチパス遅延拡散に対するロバスト性を保証するためにブロックベースの周波数領域等化が行われるように、短い巡回プレフィックス／巡回ポストフィックスがシンボルのブロックに付加される。巡回プレフィックス／巡回ポストフィックスは、31.25μsのシンボル期間と比べて非常に低い最大マルチパス遅延拡散を想定することのできる端末によって無視され得る。この場合には、WLLチャネルがフラットフェージングだけしか受けないため、等化は簡単である。
【０１４６】
アップリンク
単一キャリア変調が各WLLアップリンクサブチャネル内で使用される。結合されたサブチャネルの場合には、単一キャリア変調がやはり使用されるが、対応してより高い変調帯域幅を有する。以下のアップリンク変調方式がサポートされる。
・GMSK、差分プリコーディングを伴う
・16−QAM
・π／4回転QPSK、差分オプションを含む
・π／2回転BPSK、差分オプションを含む
【０１４７】
GMSKモードでは、ガウス整形フィルタは0.3のBT係数を有する。シンボルレートは、3kHzの最小サブチャネル帯域幅について1kHzに設定され、これはGMSKスペクトルサイドローブを許容し、結合されたサブチャネルのために比例して拡張される。基地局受信機は、著しいドップラーまたは他の位相ドリフトの原因があるかどうかに依存して、コヒーレントな復号または非コヒーレントな復号を用いることができる。
【０１４８】
16−QAM、QPSK、およびBPSKの各変調モードについては、ルート・レイズド・コサイン・パルス整形が、0.4のベータを使用して適用される。シンボルレートは、3kHzの最小サブチャネル帯域幅について2kHzに設定され、結合されたサブチャネルに比例して拡張される。
【０１４９】
ドップラーおよび他の位相ドリフトの原因に対する障害許容力を提供するために、基礎をなす受信感度の〜2dBの損失を犠牲にしてではあるが、基地局の制御下で、BPSKおよびQPSKに差分符号化を使用することができる。
【０１５０】
QPSKに適用されるπ／4回転およびBPSKに適用されるπ／2回転は、変調方式のピーク平均電力比（PAPR）を低減させ、これにより、端末受信機でのさほどのコストなしでこれらの変調を使用する場合の送信効率が改善される。
【０１５１】
すべての変調モードについて、拡散コードを使用してさらなる処理利得を提供し、よって、リンクバジェットを改善することができる。最大8までの2の冪の拡散率がサポートされる。拡散は、最小サブチャネル帯域幅と共にのみ使用される。
【０１５２】
GMSKモードは、16QAMモード／QPSKモード／BPSKモードより低い帯域幅効率を有するが、複雑な実装に頼らずに、ずっと改善された電力増幅器効率を提供する。多くの低コスト長電池寿命端末は、GMSKアップリンクモードの使用を選択することになる可能性が高い。1つのオプションは、GMSKサポートを必須とすると同時に、QAM／PSKモードを、より高いデータ速度を必要とする端末によって使用されるように任意選択として残すことになるであろう。
【０１５３】
1台の端末当たりのアップリンクデータ速度のいくつかの例が、10MHzのLTEチャネルについてtable 2（［表４］）に示されている。LTEチャネル全体（12WLLチャネル、16サブチャネル）についての集約アップリンクデータ速度も示されており、この例では、すべてのWLLチャネルが、同じ変調率を使用しているものと仮定する。
【０１５４】
ダウンリンクの場合と同様に、WLLアップリンクチャネルごとの時間領域等化は、（単一の完全に結合されたサブチャネルの最悪の場合について）最大マルチパス遅延拡散が31.25μsのシンボル期間と比べて低いという条件では、単純である。容量を最大化するために、巡回プレフィックス／巡回ポストフィックスは挿入されず、よって、基地局は時間領域技術を用いて任意の著しいISIを等化することができるものと想定される。
【０１５５】
ダイバーシチ
個別のWLLダウンリンクチャネルおよびWLLアップリンクチャネルの帯域幅は、それらがフラットフェージングを受けることになるのに十分なほど狭い。これは性能を実質的に劣化させる可能性もある。例えば、固定された端末は永続的に深いフェージング状態に置かれることになり得る。したがって、アンテナダイバーシチまたは周波数ダイバーシチを提供するための何らかの追加的な機構が必要である。
【０１５６】
端末コストおよびフォームファクタを最小化するために、端末が複数のアンテナを使用する必要はない。しかし、複数のアンテナの使用を選択する端末は、最大比合成といった技術によってダウンリンク性能を改善することができる。
【０１５７】
基地局は通常、1セクタ当たり2つ以上のアンテナを有することになる。これらは以下の2つの方法で使用される。
1．おそらくは干渉除去技術と組み合わされる、最大比合成（または類似のもの）の使用によってアップリンク性能を改善すること
2．空間時間コーディング（例えばAlamouti符号）により、開ループ送信ダイバーシチを使用してダウンリンク性能を改善すること。ビーム形成といった閉ループ技術は、チャネル情報のための低待ち時間フィードバックパスの欠如により、IoTシステムにおいては非実用的となる可能性がある。
【０１５８】
基地局が複数のアンテナをサポートすることが実際的でない場合、または開ループ送信ダイバーシチがダウンリンク上で不十分な性能利得をもたらす場合もあり得る。これらの場合には、基地局は、WLLダウンリンクチャネルの対を割り振り、一方のチャネルは下側保護帯域にあり、対の他方のチャネルは上側保護帯域にある。これは、セルラIoTシステムに関して上述した一般化された周波数ダイバーシチ技術と同様である。周波数分離は、周波数ダイバーシチを提供するのに十分である。間隔を置いたチャネルは、基地局が1つまたは複数の端末へデータを送信するのに使用することもできるはずであり、基地局が端末の1台または複数による送信に割り振ることもできるはずである。チャネル対をどのように利用し得るかについては様々な可能な方法がある。例えば、以下の通り。
1．基地局はWLLチャネルの対の各々で同じダウンロード情報を連続して送信する。端末受信機は、第1の送信の受信を試み、それに失敗した場合（例えば、CRC誤りが生じた場合）、端末受信機は、第2の送信の受信を試みる（第1の受信が成功した場合に、両方の送信を受信することは電力を無駄にするだけであり、普通は無意味である）。
【０１５９】
2．（1）の拡張が、第1の送信に失敗した場合、端末受信機は、第1の受信試行からのソフト情報を第2の試行と組み合わせて、（例えばチェイス合成を使用して）正しい全体受信の確率を高めることができることである。
【０１６０】
3．基地局と端末とは、1回の送信だけで済むように、前の送信からの信号品質測定に基づいて、WLLチャネルの対のどちらが端末にとってより適切であるか折衝することができる。この方法は冗長性を、よって容量の無駄を回避するが、特に端末が移動している場合には、判断をたびたび更新する必要が生じ得る。
【０１６１】
4．セルラIoTシステムにおけるダイバーシチに関する上述の技術のいずれか。
【０１６２】
上記の概念は、基地局と端末の役割を入れ替えて、アップリンクについても適用可能である。
【０１６３】
リンクバジェット分析
Table 3（［表５］）に、リンクバジェット分析に使用される基礎をなす仮定を示す。Table 4（［表６］）およびTable 5（［表７］）に、選択されたダウンリンクWLL変調率およびアップリンクWLL変調率についてのリンクバジェット計算を示す。最大許容伝搬損は、各表の最終行に示されている。
【０１６４】
仮定の伝導送信電力およびアンテナ利得は、実装の観点から見た妥当な値として選択されている。送信電力は、ダウンリンクについては1WLLチャネル当たりであり、アップリンクについては1WLLサブチャネル当たりである。
【０１６５】
実際には、基地局および端末からの許容される送信電力は、LTEシステムとの潜在的な干渉問題のために低減されなければならない可能性がある。また分析は、端末への信号ごとの伝搬損が等しくなるように、WLL基地局がLTE基地局と同じ場所に位置するかどうかにも依存する。各表に示される推定最大伝搬損は、異なる送信電力またはアンテナ利得の仮定について容易に調整することができる。
【０１６６】
AWGNチャネルの理想化された事例では、受信ダイバーシチ利得は、基地局における2つの受信アンテナを仮定すると、アップリンクについてさらに3dBの利益を提供するはずである。
【０１６７】
ドップラーの存在下での性能は、所与の端末のために選択されたデータ速度と密接にリンクされる。低データ速度は長シンボル持続期間を意味し、これは、チャネルを追跡することのできる速度に制約条件を課す。制限要因はアップリンクである傾向がある。というのは、アップリンク上のデータ速度は、往々にして、基地局と端末との間の伝導送信電力の非対称性のために、ダウンリンク上より低いからである。正確なチャネル追跡の必要を回避するために、基地局は、アップリンクに差分PSK変調を選択し、または非コヒーレントGMSK受信を使用することができる。これは、ドップラーに対する障害許容力を、特定の変調方式についての基礎をなすAWGN感度の低下と引き換えにする。
【０１６８】
集約セルデータ速度およびセル容量
単一のWLLチャネルを使用したダウンリンクおよびアップリンクについての集約セルデータ速度が図10に示されている。集約データ速度は、多数のフレームにわたって平均された、すべての正常な送信の予期される平均PHYデータ速度として定義される。
【０１６９】
奥村−秦伝搬損モデルを使用して、大規模なチャネルフェージングをモデル化し、8dBの標準偏差を有する対数正規確率変数を、マルチパスチャネルおよび追加的なシャドーイングを表すために適用した。基地局は、2つのアンテナを有し、干渉除去を使用するものと仮定する。ダウンリンクは送信ダイバーシチを使用する。セル内のすべての端末から見た壁透過損は25dBである。
【０１７０】
この分析は、必要に応じて、異なる基礎をなす仮定またはチャネルモデルについて容易に繰り返すことができる。
【０１７１】
セルカバレッジは図11に示されている。セルカバレッジは、正常な送信を可能にする観測SINR値のパーセンテージとして定義される。
MACフレーム構造およびバーストフォーマット
【０１７２】
提案のMACは、Weightless規格に従い、FDD動作をサポートするためのいくつかの適応を伴う。トランスポートチャネル、論理チャネル、フレームフォーマット、バーストフォーマット、再送方式などは、このWeightless仕様において詳細に定義されており、以下は、重要な特性のいくつかの簡単な概要を示すためのものにすぎない。
【０１７３】
以下の論理チャネルが、MACの下位リンク層によって提供される。
・ユニキャスト確認ありデータ
・ユニキャスト確認なしデータ
・ユニキャスト確認あり制御
・マルチキャスト確認ありデータ
・マルチキャスト確認なしデータ
・割り込み確認ありデータ
・割り込み確認なしデータ
・ブロードキャスト確認なしデータ
・登録確認なし制御
【０１７４】
これらの論理チャネルは、IoTシステムに必要とされる多様なトラフィックタイプをサポートするように設計されている。例えば、短いイベント駆動型アップリンクデータは、「割り込み確認ありデータ」チャネルを使用し得るはずであり、他方、多くの端末への大容量のファームウェアダウンロードは、「マルチキャスト確認ありデータ」チャネルを使用するはずである。
【０１７５】
MACフレーム期間は2秒間であり、これは、最小達成可能待ち時間と、最小端末データ速度で、単一フレーム内で伝達することのできるデータ量との間の妥協点を提供する。多くの低電力IoT用途においては、待ち時間は、MACフレーム持続期間よりも休眠モードの影響によって決定されることに留意されたい。
【０１７６】
2秒間のMACフレーム期間の選択は必須の選択ではなく、システムは、待ち時間と効率との間の異なるトレードオフに従って、代替の選択（例えば、1秒間、1.5秒間、または1秒と2秒の間の任意の持続期間）に容易に拡張するはずである。
【０１７７】
ダウンリンクおよびアップリンクのためのMACフレームの構造は図12に示されている。
【０１７８】
ダウンリンクMACフレームのフィールドは以下の通りである。
【０１７９】
【表１】
2018088701.tif 000003
【０１８０】
アップリンクMACフレームのフィールドは以下の通りである。
【０１８１】
【表２】
2018088701.tif 000004
【０１８２】
ダウンリンクRS_MAPフィールドは、ダウンリンクとアップリンク両方について、このフレームでサービスされる端末ごとのリソース割り振りを含む。ダウンリンクでは、これはタイムスロット割り振りに対応し、アップリンクでは、これはタイムスロットとサブチャネル割り振りの両方に対応する。
【０１８３】
加えて、RS_MAPは、リソース割り振りごとの変調率（変調モード、拡散率およびFEC率）を定義し、アップリンク割り振りの場合については、RS_MAPは、最大許容端末送信電力を定義する。端末ごとの変調率の選択は、したがって、基地局の制御下にあり、基地局は、当該端末とのリンク性能に従ってこれを適応させることができる。
【０１８４】
確認および再送方式は、再送のために変調率が変更されることを可能にし、これにより、リンクが本来選択された変調率をサポートすることができない場合に、おそらくは長い遅延の後で、バーストがフラッシュされなければならなくなることが回避される。アップリンクバーストは、適切な場合に、基地局がダウンリンク変調率を適応させることを可能にするダウンリンクに対応するリンク品質情報を含む。
【０１８５】
またRS_MAPは、どのアップリンクリソースが競合ベースのアクセスに利用可能かも指定する。競合ベースのアクセスは、「登録制御」チャネルおよび「割り込みデータ」チャネルによって使用される。競合ベースのバーストは、衝突の確率を低減するために最小限の長さに保持され、来るべきMACフレームにおけるスケジュール済みのリソースを求める要求とみなすことができる。
【０１８６】
端末電力消費を最小化するために、端末は基地局と折衝して、ランデブーフレームと呼ばれる、ダウンリンクフレームの小部分だけを受信することができる。したがって、基地局から端末へのダウンリンクトラフィックは、これらのフレームについてのみスケジュールされる。端末は、アップリンクトラフィックを、ランデブーフレーム上で、または任意のフレーム上で競合ベースのアクセスによって送信するよう選択することができる。
【０１８７】
ビーコンフレームは、基地局によって、セルを管理するために、「ブロードキャスト制御」チャネルに使用される。端末はビーコンフレームを受信するよう要求され、ビーコンフレームは通常、（ネットワーク構成に依存して）512フレームごとに発生し、受信の信頼性を高めるために繰り返される。またビーコンフレームは、基地局によって、特定の端末に、次のランデブーフレームを待つのではなく、後続の定義済みのフレーム上でダウンリンクデータを受信するよう指示するのにも使用され得る。
【０１８８】
ダウンリンクおよびアップリンクのためのバーストフォーマットは、図12に示されている。バースト同期シーケンスは、バースト検出、精密タイミング推定、精密周波数誤り推定、およびチャネル推定を可能にする。バーストヘッダは、バーストのための論理チャネル、バースト長、（現在のバーストおよび逆方向の次の予期されるシーケンス番号についての）シーケンス番号、ならびに他の制御／構成情報を記述する。アップリンク・バースト・ヘッダも、ダウンリンクについてのリンク品質情報を含む。バーストペイロードは複数のサブバーストにセグメント化され、各サブバーストは誤り検出のための24ビットCRCを有する。これは、より細分化された選択的再送を可能にする。典型的な最大サブバースト長は256バイトであり、よって、より短いバーストは単一のサブバーストのみを含む。
【０１８９】
インターリーブ、誤り訂正、および誤り検出
ダウンリンク送信およびアップリンク送信は、誤り検出のためのCRCを適用することができ、その後にFEC、およびブロックベースのインターリーブが続く。
【０１９０】
FECオプションは以下の通りである。
・レート1／2の畳み込みコーディング
・レート1／2方式のパンクチャリングに基づく、レート3／4の畳み込みコーディング
【０１９１】
畳み込みコーディングが使用されるのは、これが、過剰なオーバーヘッドを課すことなく、非常に短いバーストに一般化する（すなわち、少数の終端シンボルしか要しない）からである。ターボ符号やLDPCといった代替のFEC方式は、長いバーストについてはより優れたコーディング利得を達成するはずであるが、これは、最小限のバースト長を課すこと（または性能の損失）および複雑度の増大という犠牲を払う。
【０１９２】
ずっと長いIoTメッセージでの性能を改善するために望ましいとみなされた場合には、代替の、任意選択の、FEC方式として、LDPCまたはターボコーディングを追加することも可能なはずである。ブロードキャスト制御チャネルは、すべての端末との適合性のためにベースラインの畳み込みコーディング方式を引き続き使用するはずである。
【０１９３】
各サブバーストは、その持続期間を最小化し、よって衝突の確率を低減するために16ビットのCRCで保護されるいくつかの競合ベースのアクセス要求を除いて、24ビットCRCによって保護される。
【０１９４】
時間ダイバーシチを提供するためにブロックベースのインターリーブが使用される。ブロック長は、拡散率、および、アップリンクの場合には、結合されたサブチャネルの数に従って拡張され、そのため、ブロック長はおおよそ一定の期間を表す。
確認および再送
【０１９５】
以下の2つの確認および再送方式が定義される。
・ダウンリンクデータと長いアップリンクメッセージとのためのベースライン方式
・短いアップリンクメッセージのための最適化された方式
【０１９６】
ベースライン方式は選択的再送を使用し、確認または再送要求が受信されるのを待たずにデータが続けて送信されることを可能にするために、8ビットのシーケンス番号を伴う。これが必要とされるのは、長いMACフレーム持続期間が与えられた場合のより高いデータ速度をサポートするためである。
【０１９７】
短いアップリンクメッセージのための最適化された方式は、ストップ・アンド・ウエイト方式を使用し、1ビットのシーケンス番号を伴う。確認情報はコンパクト（1ビット）であり、そのため、後続フレームのACKフィールドで返される。この方式は、単一のサブバーストを含むただ1つのバーストだけを各フレームにおいて所与の端末から送信することができるにすぎないという点で制約される。サブバーストの長さは可変であるが、典型的な最大長は256バイトになるはずであり、よってこれが、この方式を使用する場合に、所与の「論理チャネル」上で、1フレームにおいて送信することのできるデータ量の限界である。
【０１９８】
どちらの方式も、送信データが再送されるときに送信データの再フラグメント化を許容にする。これは以下の2つの理由で重要である。
・再フラグメント化は、基地局が、再送の場合に同じリソース割り振りを維持することを可能にする。1つのセルにおいて多数の端末をスケジュールすることは複雑な問題であり、よって、リソース割り振りに課される制約を最小化することが好ましい。
・再フラグメント化は、何回か再送試行に失敗した後で、基地局が端末の変調モードを、下位の変調次元、（アップリンクについての）低減された数の結合されたサブチャネル、またはより高い拡散率に変更することを可能にする。これは、多くのIoT用途がまばらな送信を必要とし、したがって、送信の間に履歴リンク品質情報が無効となり得る場合に役に立つ。
【０１９９】
再送割り振りを許容することの欠点は、チェイス合成を伴うハイブリッドARQが複雑になる例が生じることである。より単純な端末は通常、チェイス合成を試みないはずである。
【０２００】
【表３】
2018088701.tif 000005
【０２０１】
【表４】
2018088701.tif 000006
【０２０２】
【表５】
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【０２０３】
【表６】
2018088701.tif 000008
【０２０４】
【表７】
2018088701.tif 000009
【０２０５】
本明細書で記述される方法の一例が図13に示されている。本方法は、あるプロトコルに従う通信チャネルの保護帯域に割り振られている帯域幅を特定するステップ（S1301）を含む。この帯域幅は次いで、別のプロトコルに従う通信に割り振られるが、この割り振りは不均一に行われる。これは、ホストシステムのリソースブロックからの利用可能な帯域幅の各部分の相対距離を特定するステップ（S1302）と、次いで、以下のステップのうちの1つまたは複数のステップを行うことを含む。（i）リソースブロックからの帯域幅の個々の部分の相対距離に依存して電力制約条件を帯域幅の個々の部分と関連付けるステップ（S1303）、（ii）利用可能な帯域幅を、最も内側の保護帯域に重み付けされた非対称的な保護帯域を提供するような方法でチャネルに分割するステップ（S1304）、および（iii）最も外側のチャネルが使い果たされた後で最も内側のチャネルが初めて割り振られるように、最も外側のチャネルを優先的に割り振るステップ（S1305）。帯域幅は次いで、不均一な制約条件のうちの1つまたは複数に従って割り振られる（S1306）。
【０２０６】
帯域幅を割り振るためのコントローラに含まれ得る機能部の一例が図14に示されている。本コントローラは、IoT被ホストネットワークによって使用され得る帯域幅の適切な部分を特定するように構成された特定部1401と、被ホストネットワーク内の通信機器（例えば基地局や端末）にチャネルを割り振るように構成された割り振り部1402と、個々の通信にタイムスロットを割り振るように構成されたスケジューラ1403とを含む。また本コントローラは、もしあれば、どんな制約条件が、ホストネットワークに対して生じる干渉を最小化するために帯域幅の個々の割り振りに適用されるべきか判定するように構成された制約条件部1404も含む。この例では、制約条件部は、帯域幅の個々の部分についての適切な送信電力を決定するように構成された電力コントローラ1405を含む。本コントローラは、コアネットワークにおいて、または基地局といった通信機器において実装することができる。本コントローラのいくつかの機能は、コアネットワークと基地局にまたがって分割することができる。例えば、特定部および割り振り部はコアネットワークにおいて実装することができ、スケジューラは基地局において実装される。
【０２０７】
通信機器または通信装置の一例が図15に示されている。本通信機器は、ネットワークにおいて任意の役割を果たすことができる。例えば、通信機器は、基地局または通信端末とすることができる。本通信機器は、ホストへの干渉を最小化する複合的効果を生み出すように、他の機器および／もしくはネットワークとの何らかの形の明示的協調によって、または単にプロトコルおよび／もしくはネットワークからの命令に従うことによって、ネットワーク内の他の機器と組み合わせて動作するように構成することができる。そうした複合的効果の例には、ホストにおいて予期される電力スペクトルをミラーリングする複合電力スペクトルや、ホスト帯域幅にわたる送信電力の不均一な分散が含まれ得るはずである。
【０２０８】
この例の通信機器は無線通信用に構成される。すなわち、本通信機器は、アンテナ1501と、RFフロントエンド1502と、ベースバンド処理部1503とを含み、それらはすべてデータを送受信するために構成されている。本通信機器は、メモリ1504と電池1505とをさらに含む。ベースバンド処理部は、コントローラ1506と周波数ダイバーシチモジュール1507とを含むいくつかの機能モードを組み込んでいる。コントローラは一般に、通信機器による通信に適用可能な任意の制約条件に従うことを保証するように構成することができる。この例では、コントローラは、特定の電力制御部1508を含む。
【０２０９】
図14および図15に示す構造は、装置内のいくつかの機能ブロックに対応することが意図されている。これは例示のためにすぎない。図14および図15は、チップ上のハードウェアの異なる部分間の、またはソフトウェアにおける異なるプログラム、手順、もしくは機能の間の厳密な分割を定義するためのものではない。いくつかの実施形態においては、本明細書で記述される手順の一部または全部を、完全に、または部分的にハードウェアにおいて行うことができる。いくつかの実装形態においては、割り振り部、スケジューラ、コントローラ、および周波数ダイバーシチモジュールといった機能ブロックを、ソフトウェア制御下で動作するプロセッサによって実施することができる。任意のそうしたソフトウェアは、好ましくは、メモリ（RAM、キャッシュ、FLASH、ROM、ハードディスクなど）や他の記憶手段（USBスティック、FLASH、ROM、CD、ディスクなど）といった、非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶される。
【０２１０】
被ホストネットワークに帯域幅を割り振るための方法の概要が図16に示されている。本方法は、ある通信プロトコルに従う通信のためのチャネルの一部を形成する帯域幅を特定するステップ（ステップS1601）を含む。その帯域幅は次いで、別の通信プロトコルが使用するための複数のチャネルに分割される（ステップS1602）。各チャネルは次いで、1つまたは複数の制約条件を割り当てられる（ステップS1603）。それらの制約条件は、好ましくは、通信プロトコルの第1のものに従う通信のためのチャネル内の各割り振りチャネルの相対位置に依存して、特定された帯域幅にわたって不均一に適用される。
【０２１１】
本明細書で記述される方法の別の例が図17に示されている。本方法は、通信機器に、周波数において間隔を置いた1対のチャネルを割り振るステップ（S1601）を含む。この例では、通信機器は、LTEチャネルの下側保護帯域に含まれる帯域幅から形成される1つのチャネルと、LTEチャネルの上側保護帯域に含まれる帯域幅から形成される対応するチャネルとを割り振られる。この1対のチャネルは次いで、周波数ダイバーシチに使用される（S1702）。
【０２１２】
周波数ダイバーシチは、以下のオプションによって実現することができる。
（i）基地局と端末との間で通信されるべきデータを、両方のチャネルで、異なる時刻において送信するステップ（S1703）。これには、通信端末が、信号の両方のインスタンスを伝達するのに単一のアンテナがありさえすればよいという利点がある。送信側は、基地局であっても端末であってもよい。受信側は、送信のうちの第1のものを受信し（S1704）、当該受信動作に成功したかどうか確認する（S1705）。成功した場合、受信側は第2の送信を無視する（S1706）。成功しなかった場合、受信側は第2の送信を受信し（S1707）、任意選択で、第1の受信動作時に導出された情報を、第2の受信動作を支援するのに使用する（S1708）。
【０２１３】
（ii）周波数ダイバーシチの利点は、基地局および／または端末機器が、正常な送信を生み出す可能性のより高いチャネルを予め決定する（S1709）場合には、同じデータの2つの別々の送信を行う追加オーバーヘッドなしで実現することもできる。いくつかの実施形態において、この決定は、もっぱら基地局によって、基地局が端末に関して事前に収集した情報、例えば、端末の場所、端末が受ける干渉、第1のチャネルおよび第2のチャネル上での端末の前の性能、端末はモバイルかそれとも固定式かなどに基づいて行われ得る。データはその場合、チャネル対の好ましい方だけで送信することができる（S1710）。
【０２１４】
本方法が提供する周波数ダイバーシチは、通信端末が、特に、基地局のチャネルのうちの1つがフェージングを受ける状況において、通常得られるはずの品質よりも優れた品質の送信データのバージョンを導出することを可能にする。
【０２１５】
本明細書で記述される方法の別の例が図18に示されている。本方法もまた、通信機器に、周波数において間隔を置いた1対のチャネルを割り振るステップ（S1801）を含む。この例では、通信機器は、異なるホストチャネルに含まれる帯域幅から形成されるチャネルを割り振られる。この1対のチャネルは次いで、周波数ダイバーシチに使用される（S1802）。
【０２１６】
この例では、周波数ダイバーシチは、以下のオプションによって実現される。
（i）通信端末は、どちらのチャネルをリッスンすべきか選択する（ステップS1803）。この選択は、例えば、端末が両方のチャネル上で得ている信号品質や、それらのチャネル上での前の受信機動作にどれほど成功したかに基づくものとすることができる。一例では、通信端末は、例えば、データが両方のチャネルで同時に送信されるために、常に一方のチャネルだけをリッスンすることができる。
【０２１７】
（ii）基地局からの通信は、端末に知られている時間長だけずらすこともできるはずである（ステップS1804）。通信端末は、第1の送信が正常に受信されるか否かに応じて、後の送信をリッスンすべきかどうか判断する（ステップS1805）。通信端末は、第1の送信が正常に受信される場合、第2の送信を無視することができる（ステップS1806）。第1の受信動作が十分に成功しなかった場合、端末は、第2の送信を受信することを決め（ステップS1807）、任意選択で、第2の送信を第1の受信動作からの任意のデータと合成する（ステップS1808）ことができる。
【０２１８】
図19に、ある通信プロトコルに従う通信チャネルの一部を形成する帯域幅が、別の通信プロトコルに従う複数のチャネルを形成するのに使用される（ステップS1901）別の方法の概要を示す。それらのチャネルは、ホストチャネルと異なる幅を有し得る。送信電力はその場合、上記複数のチャネルの各々について個別に決定される（ステップS1902）。送信電力は、複数の被ホストチャネルにわたってデータを送信することによって形成される電力エンベロープが、通信プロトコルの第1のものに従うホストチャネルにとって許容可能な電力エンベロープに実質的に一致するように選択される。
【０２１９】
本出願者は本明細書により、本明細書で記述される各個別の特徴および2つ以上のそうした特徴の任意の組合せを、そうした特徴または特徴の組合せが本明細書で開示される任意の問題を解決するかどうかにかかわらず、また、特許請求の範囲に対する限定なしで、そうした特徴または組合せが、当業者の共通の一般知識に照らして全体として、本明細書に基づいて実行することが可能である範囲で、分離して開示するものである。本出願者は、本発明の各態様は任意のそうした個別の特徴または特徴の組合せからなり得ることを表明するものである。以上の説明を考慮すれば、当業者には、本発明の範囲内で様々な改変がなされ得ることが明らかであろう。
【符号の説明】
【０２２０】
101  基地局
102  端末
103  セル
104  セル
105  コアネットワーク
1401  特定部
1402  割り振り部
1403  スケジューラ
1404  制約条件部
1405  電力コントローラ
1501  アンテナ
1502  RFフロントエンド
1503  ベースバンド処理部
1504  メモリ
1505  電池
1506  コントローラ
1507  周波数ダイバーシチモジュール
1508  電力制御部
【図１】
2018088701.tif 000010
【図２】
2018088701.tif 000011
【図３】
2018088701.tif 000012
【図４】
2018088701.tif 000013
【図５】
2018088701.tif 000014
【図６】
2018088701.tif 000015
【図７】
2018088701.tif 000016
【図８】
2018088701.tif 000017
【図９】
2018088701.tif 000018
【図１０】
2018088701.tif 000019
【図１１】
2018088701.tif 000020
【図１２】
2018088701.tif 000021
【図１３】
2018088701.tif 000022
【図１４】
2018088701.tif 000023
【図１５】
2018088701.tif 000024
【図１６】
2018088701.tif 000025
【図１７】
2018088701.tif 000026
【図１８】
2018088701.tif 000027
【図１９】
2018088701.tif 000028
【外国語明細書】
2018088701000001.pdf