(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端末（２０）とアクセスネットワーク（３０）との間の無線通信のための方法（５０）であって、
前記端末は、アップリンクメッセージをアップリンクでアクセスネットワークに非同期的に送信し、
前記アクセスネットワークは、前記アップリンクメッセージの全て又は一部に応答して、ダウンリンクメッセージをダウンリンクで送信するよう構成され、
前記アクセスネットワークは、複数の基地局（３１）を含み、前記複数の基地局（３１）は、前記基地局が前記アップリンクメッセージを受信できない送信ウィンドウ内で、前記ダウンリンクメッセージを送信するよう構成される、方法（５０）において、
送信された前記アップリンクメッセージに応答した前記ダウンリンクメッセージを待っている各端末は、前記アップリンクメッセージに関して予め決定されたリスニングウィンドウの間、前記ダウンリンクをリッスンするよう構成され、前記リスニングウィンドウの期間は、前記ダウンリンクメッセージの期間よりも少なくとも５倍長く、
前記方法は、以下のステップ：
‐前記ダウンリンクメッセージを待っている前記端末の前記リスニングウィンドウがオーバラップを呈しているかどうかを決定するステップ（５１）；
‐１つの同一の前記基地局による複数の前記ダウンリンクメッセージの送信に好適な前記オーバラップが存在する場合、前記基地局の１つの同一の送信ウィンドウ内でグループ化された前記複数のダウンリンクメッセージを、前記オーバラップ内で送信するステップ（５２）
を含むことを特徴とする、方法（５０）。
【請求項２】
複数の前記ダウンリンクメッセージを、前記基地局の１つの同一の前記送信ウィンドウ内でグループ化して送信する場合、少なくとも２つの前記ダウンリンクメッセージがそれぞれ異なる中心周波数で同時に送信される、請求項１に記載の方法（５０）。
【請求項３】
ある前記アップリンクメッセージに応答して送信される前記ダウンリンクメッセージの中心周波数は、前記アップリンクメッセージの中心周波数に応じて決定される、請求項２に記載の方法（５０）。
【請求項４】
複数の前記ダウンリンクメッセージを、前記基地局の１つの同一の前記送信ウィンドウ内でグループ化して送信する場合、少なくとも２つの前記ダウンリンクメッセージが連続して送信される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法（５０）。
【請求項５】
複数の前記ダウンリンクメッセージを前記基地局の１つの同一の前記送信ウィンドウ内でグループ化できる場合、前記ダウンリンクメッセージは、それぞれ異なる中心周波数で同時に送信されることにより、周波数についてグループ化され、これは、周波数についてグループ化された前記ダウンリンクメッセージの総瞬時電力が予め決定された最大電力より低くなる限りにおいて行われ、
また前記ダウンリンクメッセージは、周波数についてグループ化された前記ダウンリンクメッセージの前記総瞬時電力が前記最大電力より高くなる場合、連続して送信されることにより時間的にグループ化され、これにより、前記総瞬時電力は、前記送信ウィンドウの前記期間にわたり前記最大電力より低いままとなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法（５０）。
【請求項６】
複数の前記ダウンリンクメッセージを前記基地局の１つの同一の前記送信ウィンドウ内でグループ化して送信する場合、前記少なくとも１つの前記ダウンリンクメッセージは、これに応答して前記ダウンリンクメッセージが送信される前記アップリンクメッセージのビットレートより高いビットレートで送信される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法（５０）。
【請求項７】
前記複数の端末はまた、前記ダウンリンクメッセージをどの時点でも受信するのに好適な、「非同期受信端末（ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ  ｔｅｒｍｉｎａｌ）」と呼ばれる複数の端末を含み、
前記方法は、ダウンリンクメッセージを非同期受信端末に送信しなければならない場合に、以下のステップ：
‐「同期受信端末（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ  ｔｅｒｍｉｎａｌ）」と呼ばれる前記端末が送信する前記アップリンクメッセージに応答して前記ダウンリンクメッセージを送信するようスケジューリングされた前記基地局によって、前記ダウンリンクメッセージを送信してよいかどうかを決定するステップ；
‐非同期受信を対象とした前記ダウンリンクメッセージを、前記ダウンリンクメッセージを同期受信端末に送信するようスケジューリングされた前記基地局によって送信してよい場合、１つの同一の前記送信ウィンドウ内でグループ化された前記ダウンリンクメッセージを、前記基地局から送信するステップ
を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法（５０）。
【請求項８】
無線通信システム（１０）の端末（２０）であって、
前記端末は、アップリンクメッセージをアップリンクでアクセスネットワーク（３０）に送信するのに好適であり、
前記アクセスネットワークは、前記アップリンクメッセージの全て又は一部に応答して、ダウンリンクメッセージをダウンリンクで送信するのに好適であり、
前記端末は、前記端末が、これに応答して前記アクセスネットワークが前記ダウンリンクメッセージを送信しなければならないアップリンクメッセージを送信すると、前記アップリンクメッセージに対して予め決定されたリスニングウィンドウ中に前記ダウンリンクメッセージを受信するために、前記端末が前記ダウンリンクをリッスンするよう構成される、端末（２０）において、
前記リスニングウィンドウの期間は、前記ダウンリンクメッセージの期間よりも少なくとも５倍長いことを特徴とする、端末（２０）。
【請求項９】
前記端末（２０）が、これに応答して前記アクセスネットワークが前記ダウンリンクメッセージを送信しなければならない前記アップリンクメッセージを送信すると、予め決定された期間のスタンバイウィンドウにわたるスタンバイモードに切り替わり、前記スタンバイウィンドウの後、前記リスニングウィンドウ中に前記ダウンリンクをリッスンするよう構成される、請求項８に記載の端末（２０）。
【請求項１０】
無線通信システム（１０）のアクセスネットワーク（３０）であって、
前記アクセスネットワーク（３０）は、複数の基地局（３１）を含み、前記複数の基地局（３１）は、前記基地局がラジオ信号を受信できない送信ウィンドウ内において、ラジオ信号を送信するよう構成される、アクセスネットワーク（３０）において、
前記無線通信システムは、請求項８又は９に記載の複数の端末（２０）を含み、
前記端末は、アップリンクメッセージをアップリンクで非同期的に送信し、
前記アクセスネットワークは：
‐複数のダウンリンクメッセージを待っている複数の前記端末の複数のリスニングウィンドウがオーバラップを呈しているかどうかを決定し；
‐１つの同一の前記基地局による複数の前記ダウンリンクメッセージの送信に好適な前記オーバラップが存在する場合、前記基地局の１つの同一の前記送信ウィンドウ内でグループ化された前記複数のダウンリンクメッセージを、前記オーバラップ内で送信する
よう、構成される
ことを特徴とする、アクセスネットワーク（３０）。
【請求項１１】
複数の前記ダウンリンクメッセージを、前記基地局の１つの同一の前記送信ウィンドウ内でグループ化して送信する場合、少なくとも２つの前記ダウンリンクメッセージが、それぞれ異なる中心周波数で同時に送信される、請求項１０に記載のアクセスネットワーク（３０）。
【請求項１２】
受信した前記アップリンクメッセージに応答して送信された前記ダウンリンクメッセージの前記中心周波数は、前記アクセスネットワークによって測定された、前記受信したアップリンクメッセージの中心周波数に応じて決定される、請求項１１に記載のアクセスネットワーク（３０）。
【請求項１３】
複数の前記ダウンリンクメッセージを、前記基地局の１つの同一の前記送信ウィンドウ内でグループ化して送信する場合、少なくとも２つの前記ダウンリンクメッセージが連続して送信される、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のアクセスネットワーク（３０）。
【請求項１４】
各前記基地局は、前記基地局が前記アップリンクメッセージを受信できるものの前記ダウンリンクメッセージを送信できない受信モードにおいて、デフォルトで動作するよう構成される、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載のアクセスネットワーク（３０）。
【請求項１５】
複数の請求項８又は９に記載の端末（２０）と、請求項１０〜１４のいずれか１項に記載のアクセスネットワーク（３０）とを含むことを特徴とする、無線通信システム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル遠距離通信の分野に属し、より詳細には、端末とアクセスネットワークとの間の無線通信のための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、特に有利には、いかなる種類の制約も有するものではないが、超狭帯域無線通信システムにおいて使用される。用語「超狭帯域（ｕｌｔｒａ‐ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ）」（ＵＮＢ）は、端末によって送信されるラジオ信号の瞬時周波数スペクトルの周波数幅が１キロヘルツ未満であることを意味すると理解される。
【０００３】
このようなＵＮＢ無線通信システムは、Ｍ２Ｍ（マシンツーマシン（ｍａｃｈｉｎｅ‐ｔｏ‐ｍａｃｈｉｎｅ））用途又はモノのインターネット（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  ｔｈｉｎｇｓ：ＩｏＴ）に関連する用途に特に好適である。
【０００４】
このようなＵＮＢ無線通信システムでは、データ交換は基本的に一方向であり、この場合、端末と上記システムのアクセスネットワークとの間のアップリンクを介したものである。
【０００５】
端末は、アクセスネットワークの基地局によって回収されるアップリンクメッセージを、上記アップリンクメッセージ自体をアクセスネットワークの１つ又は複数の基地局と予め関連付ける必要なしに、送信する。換言すれば、端末によって送信されるアップリンクメッセージはアクセスネットワークの１つの特定の基地局を対象としたものではなく、当該端末は、少なくとも１つの基地局がアップリンクメッセージを受信できるという想定の下で、アップリンクメッセージを送信する。このような構成は、端末が、端末のアップリンクメッセージを受信するのに最も適切な基地局を決定するための、規則的な測定を行う（これは特に電力消費に関して過酷なものである）必要がないという点で、有利である。複雑性は、任意の時間に任意の周波数で送信できるアップリンクメッセージを受信できる必要があるアクセスネットワークにある。アクセスネットワークの各基地局は、その範囲内にある様々な端末からアップリンクメッセージを受信する。
【０００６】
データ交換が基本的に一方向であるこのような動作モードは、例えばガス、水道及び電気メータの遠隔読み取り、建物又は住宅の遠隔監視等といった多数の用途に関して、全く申し分のないものである。
【０００７】
しかしながらいくつかの用途では、例えば端末を再設定する及び／又は上記端末に接続されたアクチュエータを制御するために、他の方向においても、即ちアクセスネットワークから端末へのダウンリンクで、データを交換できるようにすることが有利である場合がある。しかしながら、端末の電力消費に対する影響を制限しながら、このような性能を提供する必要がある。
【０００８】
特許文献１は、端末の電力消費に対する影響を制限できる例示的な双方向ＵＮＢ無線通信システムを記載している。
【０００９】
具体的には、特許文献１では、端末によって送信されるアップリンクメッセージに対して予め決定されたリスニングウィンドウ内で、上記端末にダウンリンクメッセージが送信される。より詳細には、アップリンクメッセージを送信した後、端末は、予め決定された期間のスタンバイウィンドウにわたるスタンバイ（又は省電力）モードに切り替わる。上記スタンバイウィンドウの終わりに、端末は、スタンバイモードから離れて、制限された期間のリスニングウィンドウの間、基地局によって送信されるダウンリンクメッセージを待ちながら、ダウンリンクをリッスンする。
【００１０】
アクセスネットワーク側では、様々な端末のリスニングウィンドウは、これらの端末が受信するアップリンクメッセージに基づいて決定でき、アクセスネットワークは、対応する端末が上記端末の各リスニングウィンドウ内でダウンリンクメッセージを受信できるように、ダウンリンクメッセージの送信を編成しなければならない。
【００１１】
端末は予め決定されたリスニングウィンドウのみに関するダウンリンクをリッスンするため、ダウンリンクメッセージの受信に必要となる追加の電力消費が制限され、上記端末は、殆ど常にスタンバイモードであってよい。更に、端末は送信及び受信を同時に行わなくてよいため、上述のような端末は半二重端末であってよく、従って製造が安価となり得る。
【００１２】
更に、端末は、特定の基地局と前もって関連付けられていないため、アクセスネットワークは、どの端末が上記様々な基地局の範囲内にあるのかを知らない。この問題もまた、端末がアップリンクメッセージを送信した後にしかリッスンせず、これにより、この端末にダウンリンクメッセージを送信するためには、上記アップリンクメッセージを受信した基地局を使用するだけで十分となるため、解決される。
【００１３】
しかしながら、このような双方向ＵＮＢ無線通信システムに関して、特にアクセスネットワークの配備のコストに関連する理由で、半二重基地局、即ちアップリンクメッセージを受信してダウンリンクメッセージを送信できるものの、これらを同時に行うことはできない基地局を使用するのも望ましい。このような場合、ダウンリンクメッセージを端末に送信するために送信モードに切り替わる基地局は、他の端末が送信するアップリンクメッセージを受信するためにはもはや使用できず、これにより多数のアップリンクメッセージが逃され得ることが理解される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第６１３０９１４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、アクセスネットワークの様々な基地局が受信のために利用できなくなる期間を制限しながら、双方向データ交換を行うことを可能とする解決策を提案することにより、特に上で示した、従来技術の解決策の制約のうちの全て又は一部を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的のために、第１の態様によると、本発明は、複数の端末とアクセスネットワークとの間の無線通信のための方法に関し、上記端末は、アップリンクメッセージをアップリンクでアクセスネットワークに非同期的に送信し、上記アクセスネットワークは、上記アップリンクメッセージの全て又は一部に応答して、ダウンリンクメッセージをダウンリンクで送信するよう構成され、上記アクセスネットワークは、複数の基地局を含み、上記複数の基地局は、上記基地局がアップリンクメッセージを受信できない送信ウィンドウ内で、ダウンリンクメッセージを送信するよう構成される。送信されたアップリンクメッセージに応答したダウンリンクメッセージを待っている各端末は、上記アップリンクメッセージに関して予め決定されたリスニングウィンドウの間、ダウンリンクをリッスンするよう構成され、上記リスニングウィンドウの期間は、上記ダウンリンクメッセージの期間よりも少なくとも５倍長く、本方法は、以下のステップを含む：
‐ダウンリンクメッセージを待っている端末のリスニングウィンドウがオーバラップを呈しているかどうかを決定するステップ；
‐１つの同一の基地局による複数のダウンリンクメッセージの送信に好適なオーバラップが存在する場合、上記基地局の１つの同一の送信ウィンドウ内でグループ化された上記複数のダウンリンクメッセージを、上記オーバラップ内で送信するステップ。
【００１７】
よって上記端末は、上記ダウンリンクメッセージを受信するために必要な期間よりもはるかに長いリスニングウィンドウの間、ダウンリンクをリッスンする。このような構成により、部分的にオーバラップする異なる端末のリスニングウィンドウを有する蓋然性を上昇させることができ、従ってこれらの端末を対象としたダウンリンクメッセージをグループ化して、１つの同一の基地局によって送信できる蓋然性を上昇させることができる。
【００１８】
異なる複数の端末のリスニングウィンドウ間のオーバラップにより、１つの同一の基地局による対応するダウンリンクメッセージの送信が可能となると、上記ダウンリンクメッセージは有利には、上記基地局の１つの同一の送信ウィンドウ内でグループ化される。よって、基地局を受信のために使用できない期間を制限できる。具体的には、基地局を受信のために使用できない期間は、送信ウィンドウの期間によってだけでなく、上記基地局の受信モードから送信モードへの（及びその逆の）トグリングの期間によっても決定される。複数のダウンリンクメッセージを送信するように単一の送信ウィンドウを構成することにより、受信モードと送信モードとの間のトグリングの操作の数は、これに関連する、受信のために使用できない期間と共に、大幅に減少する。
【００１９】
特定の実装モードでは、上記無線通信方法は、単独で又は技術的に可能な組み合わせのいずれに従って選択される、以下の特徴のうちの１つ又は複数を更に含んでよい。
【００２０】
特定の実装モードでは、複数のダウンリンクメッセージを、基地局の１つの同一の送信ウィンドウ内でグループ化して送信する場合、少なくとも２つのダウンリンクメッセージがそれぞれ異なる中心周波数で同時に送信される。
【００２１】
このような構成により、基地局を受信のために使用できない期間を更に削減できる。具体的には、複数のダウンリンクメッセージを同時に（即ち上記ダウンリンクメッセージ間の時間的オーバラップがゼロでない状態で）送信することにより、上記ダウンリンクメッセージを送信するのに必要な期間は、上記ダウンリンクメッセージの各期間の合計より大幅に短くなる。
【００２２】
特定の実装モードでは、あるアップリンクメッセージに応答して送信されるダウンリンクメッセージの中心周波数は、上記アップリンクメッセージの中心周波数に応じて決定される。
【００２３】
特定の実装モードでは、複数のダウンリンクメッセージを、基地局の１つの同一の送信ウィンドウ内でグループ化して送信する場合、少なくとも２つのダウンリンクメッセージが連続して送信される。
【００２４】
従って、複数のダウンリンクメッセージを、時間的にグループ化する（即ち時間的オーバラップを有することなく連続して送信する）こともできる。このような構成は、特に、２つのダウンリンクメッセージを同一の中心周波数で送信しなければならない、従って同時に送信できない場合に、有利であることが分かり得る。このような構成はまた、基地局により送信されるラジオ信号の瞬時電力を制限するため、又は異なる通信プロトコル等を用いてダウンリンクメッセージをより容易に送信するために有利であることが分かり得る。
【００２５】
特定の実装モードでは、複数のダウンリンクメッセージを基地局の１つの同一の送信ウィンドウ内でグループ化できる場合、上記ダウンリンクメッセージは周波数についてグループ化され、即ちそれぞれ異なる中心周波数で同時に送信され、これは、周波数についてグループ化された上記ダウンリンクメッセージの総瞬時電力が予め決定された最大電力より低くなる限りにおいて行われ、また上記ダウンリンクメッセージは、周波数についてグループ化された上記ダウンリンクメッセージの上記総瞬時電力が上記最大電力より高くなる場合、時間的にグループ化され、即ち連続して送信される。
【００２６】
よって、可能な場合、時間的グループ化よりも周波数についてのダウンリンクメッセージのグループ化を優先することにより、基地局を受信のために使用できない期間を最小化しながら、総瞬時電力を、（例えば規制制約に従うために）送信ウィンドウの期間のための所定の最大電力未満に維持してよい。
【００２７】
特定の実装モードでは、複数のダウンリンクメッセージを、基地局の１つの同一の送信ウィンドウ内でグループ化して送信する場合、少なくとも１つのダウンリンクメッセージは、アップリンクメッセージ（これに応答して上記ダウンリンクメッセージが送信される）のビットレートより高いビットレートで送信される。
【００２８】
このような構成により、基地局を受信のために使用できない期間を更に削減できる。具体的には、１つのダウンリンクメッセージ、又は好ましくは各ダウンリンクメッセージを、アップリンクメッセージのビットレートより高いビットレートで送信することにより、アップリンクメッセージと同一のビットレートが使用される場合と比較して、ダウンリンクメッセージの送信の期間が削減されることになる。
【００２９】
特定の実装モードでは、無線通信システムはまた、ダウンリンクメッセージをどの時点でも受信するのに好適な、「非同期受信端末（ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ  ｔｅｒｍｉｎａｌ）」と呼ばれる複数の端末を含んでよく、上記方法は、ダウンリンクメッセージを非同期受信端末に送信しなければならない場合に、以下のステップを含む：
‐「同期受信端末（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ  ｔｅｒｍｉｎａｌ）」と呼ばれる端末が送信するアップリンクメッセージに応答してダウンリンクメッセージを送信するようスケジューリングされた基地局によって、上記ダウンリンクメッセージを送信してよいかどうかを決定するステップ；
‐非同期受信を対象とした上記ダウンリンクメッセージを、ダウンリンクメッセージを同期受信端末に送信するようスケジューリングされた基地局によって送信してよい場合、１つの同一の送信ウィンドウ内でグループ化された上記ダウンリンクメッセージを、上記基地局から送信するステップ。
【００３０】
よって、以下の複数のタイプの端末が、無線通信システム内で共存してよい：
‐同期受信端末、即ち送信されたアップリンクメッセージに対して予め決定されたリスニングウィンドウ内でのみダウンリンクメッセージを受信してよい端末；
‐ダウンリンクメッセージをどの時点でも受信してよい非同期受信端末。
【００３１】
このような場合、基地局の１つの同一の送信ウィンドウにおける送信のために、同期受信端末を対象としたダウンリンクメッセージと非同期受信端末を対象としたダウンリンクメッセージとをグループ化できる。
【００３２】
本発明の第２の態様によると、本発明は、無線通信システムの端末に関し、上記端末は、アップリンクメッセージをアップリンクでアクセスネットワークに送信するのに好適であり、上記アクセスネットワークは、上記アップリンクメッセージの全て又は一部に応答して、ダウンリンクメッセージをダウンリンクで送信するのに好適であり、上記端末は、上記端末が、これに応答してアクセスネットワークがダウンリンクメッセージを送信しなければならないアップリンクメッセージを送信すると、上記アップリンクメッセージに対して予め決定されたリスニングウィンドウ中に上記ダウンリンクメッセージを受信するために、上記端末が上記ダウンリンクをリッスンするよう構成される。本発明によると、上記リスニングウィンドウの期間は、上記ダウンリンクメッセージの期間よりも少なくとも５倍長い。
【００３３】
特定の実施形態では、上記端末は、上記端末が、これに応答してアクセスネットワークがダウンリンクメッセージを送信しなければならないアップリンクメッセージを送信すると、予め決定された期間のスタンバイスタンバイウィンドウにわたるスタンバイモードに切り替わり、上記スタンバイウィンドウの後、リスニングウィンドウ中にダウンリンクをリッスンするよう構成される。
【００３４】
第３の態様によると、本発明は、無線通信システムのアクセスネットワークに関し、上記アクセスネットワークは複数の基地局を含み、上記複数の基地局は、上記基地局がラジオ信号を受信できない送信ウィンドウ内において、ラジオ信号を送信するよう構成される。上記システムは、本発明の実装モードのうちのいずれの１つによる複数の端末を含み、上記端末は、アップリンクメッセージをアップリンクで非同期的に送信し、上記アクセスネットワークは更に：
‐複数のダウンリンクメッセージを待っている複数の端末の複数のリスニングウィンドウがオーバラップを呈しているかどうかを決定し；
‐１つの同一の基地局による複数のダウンリンクメッセージの送信に好適なオーバラップが存在する場合、上記基地局の１つの同一の送信ウィンドウ内でグループ化された上記複数のダウンリンクメッセージを、上記オーバラップ内で送信する
よう、構成される。
【００３５】
特定の実施形態では、アクセスネットワークは、単独で又は技術的に可能な組み合わせのいずれに従って選択される、以下の特徴のうちの１つ又は複数を更に含んでよい。
【００３６】
特定の実施形態では、複数のダウンリンクメッセージを、基地局の１つの同一の送信ウィンドウ内でグループ化して送信する場合、少なくとも２つのダウンリンクメッセージが、それぞれ異なる中心周波数で同時に送信される。
【００３７】
特定の実施形態では、受信したアップリンクメッセージに応答して送信されたダウンリンクメッセージの中心周波数は、上記アクセスネットワークによって測定された、上記受信したアップリンクメッセージの中心周波数に応じて決定される。
【００３８】
特定の実施形態では、複数のダウンリンクメッセージを、基地局の１つの同一の送信ウィンドウ内でグループ化して送信する場合、少なくとも２つのダウンリンクメッセージが連続して送信される。
【００３９】
特定の実施形態では、各基地局は、上記基地局がアップリンクメッセージを受信できるもののダウンリンクメッセージを送信できない受信モードにおいて、デフォルトで動作するよう構成される。
【００４０】
第４の態様によると、本発明は、本発明の実施形態のいずれの１つによる複数の端末と、本発明の実施形態のいずれの１つによるアクセスネットワークとを含む、無線通信システムに関する。
【００４１】
図面を参照しながら、完全に非限定的な例として提供される以下の説明を読むことにより、本発明がより良好に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、無線通信システムの概略図である。
【図２】図２は、無線通信方法の主要なステップを示す図である。
【図３】図３は、異なる端末のリスニングウィンドウ間のオーバラップを探す原理を示す時間図である。
【図４】図４は、異なる端末のリスニングウィンドウ間のオーバラップ内で、ダウンリンクメッセージをグループ化するための様々な戦略の概略図である。
【図５】図５は、異なる端末のリスニングウィンドウ間のオーバラップ内で、ダウンリンクメッセージをグループ化するための様々な戦略の概略図である。
【図６】図６は、異なる端末のリスニングウィンドウ間のオーバラップ内で、ダウンリンクメッセージをグループ化するための様々な戦略の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
これらの図面において、ある図面から別の図面まで同一の参照番号は、同一又は類似の要素を示す。明瞭さのために、特段の記載がない限り、要素は正確な縮尺ではない。
【００４４】
図１は、複数の端末２０と、複数の基地局３１を含むアクセスネットワーク３０とを含む、例えばＵＮＢタイプの無線通信システム１０の概略図である。
【００４５】
端末２０及び上記アクセスネットワークの基地局３１は、ラジオ信号の形態のデータを交換する。用語「ラジオ信号（ｒａｄｉｏ  ｓｉｇｎａｌ）」は、その周波数がラジオ波の従来のスペクトル（数ヘルツ〜数１００ギガヘルツ）内に含まれる、無線手段を介して伝播される電磁波を意味することが理解される。
【００４６】
端末２０は、アップリンクメッセージをアップリンクでアクセスネットワーク３０に非同期的に送信するのに好適である。用語「非同期的に送信する（ｔｒａｎｓｍｉｔ  ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｌｙ）」は、上記端末２０の互いとの及びアクセスネットワーク３０の基地局３１との協調なし、端末２０が、送信をいつ行うかを自律的に決定することを意味することが理解される。
【００４７】
各基地局３１は、その範囲内にある端末２０から、アップリンクメッセージを受信するのに好適である。このようにして受信される各アップリンクメッセージは例えば、アップリンクメッセージを受信する基地局３１の識別子、上記受信されたアップリンクメッセージの電力、上記アップリンクメッセージの受信のデータ等といった他の情報を潜在的に伴って、アクセスネットワーク３０のサーバ３２に送信される。サーバ３２は例えば、基地局３１から受信した全てのアップリンクメッセージを処理する。
【００４８】
更に、アクセスネットワーク３０はまた、ダウンリンクメッセージをダウンリンクで、上記ダウンリンクメッセージを受信するのに好適な端末２０に、基地局３１を介して送信するのに好適である。アクセスネットワーク３０は、受信した各アップリンクメッセージに応答してダウンリンクメッセージを送信してよく、又は特定のアップリンクメッセージのみに応答してダウンリンクメッセージを送信してよい。例えば、アクセスネットワーク３０は、１つの同一の端末２０から所定の数のアップリンクメッセージを受信した後でのみ応答してよく、又はその旨の要求を含むアップリンクメッセージのみに対して応答してよい。
【００４９】
アクセスネットワーク３０の配備のコストに関する理由から、基地局３１は半二重タイプのものである。換言すれば、基地局３１は、アップリンクメッセージを受信してダウンリンクメッセージを送信できるものの、同時にこれを行うことはできない。よって各基地局３１を交互に：
‐上記基地局３１が受信ウィンドウ内でアップリンクメッセージを受信できるものの、ダウンリンクメッセージを送信できない、受信モード；
‐上記基地局３１が送信ウィンドウ内でダウンリンクメッセージを送信できるものの、アップリンクメッセージを受信できない、送信モード
に設定してよい。
【００５０】
本記載の残りの部分では、限定するものではないが、各端末２０が同期受信タイプのものであることを想定する。換言すれば、各端末２０は、上記端末２０によって送信される最後のアップリンクメッセージに対して予め決定されたリスニングウィンドウ内でのみ、ダウンリンクメッセージを受信してよい。
【００５１】
端末２０は送信と受信とを同時に行う必要はないため、好ましい実施形態では、このような端末２０は、製造コストを低減するために、半二重タイプのものである。
【００５２】
端末２０のリスニングウィンドウは、特にアクセスネットワーク３０の応答時間が短い場合、アップリンクメッセージを送信した直後に開始してよい。しかしながら好ましい実施形態では、アップリンクメッセージを送信した後の各端末２０は、これもまたアクセスネットワーク３０に知られている予め決定された期間のスタンバイウィンドウにわたるスタンバイモードに切り替わるよう、構成される。従来、スタンバイモードは、電力消費を低下させるよう最適化された動作モードであり、この動作モードでは、上記端末２０は特に、ダウンリンクメッセージの受信も、アップリンクメッセージの送信も行わない。例えば、スタンバイウィンドウの期間は、アクセスネットワーク３０の最小応答時間と同等となるよう又はこれより長くなるよう、選択される。
【００５３】
本記載の残りの部分では、限定するものではないが、各端末２０が、アップリンクメッセージを送信した後にスタンバイモードに切り替わるよう構成されることを想定する。
【００５４】
スタンバイウィンドウ後、端末２０は、スタンバイモードを離れて、予め決定された期間のリスニングウィンドウの間、ダウンリンクメッセージを予期してダウンリンクをリッスンする。
【００５５】
用語「リスニングウィンドウの期間（ｄｕｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｌｉｓｔｅｎｉｎｇ  ｗｉｎｄｏｗ）」は、端末２０がダウンリンクメッセージを予期してダウンリンクをリッスンするよう構成される最大期間を意味することが理解される。よって、端末２０がリスニングウィンドウの終了前にダウンリンクメッセージを受信した場合、端末２０は、たとえリスニングウィンドウがまだ終了していなくても、ダウンリンクメッセージが終了するとすぐに、ダウンリンクのリッスンを停止してよい。しかしながら、端末２０は、ダウンリンクメッセージを受信しない限り、及びリスニングウィンドウが終了しない限り、ダウンリンクをリッスンする。リスニングウィンドウの終了時、端末２０は、たとえダウンリンクメッセージを受信していなくても、リッスンを停止する。好ましくは、端末２０はその後、例えば次のアップリンクメッセージの送信まで、再度スタンバイモードに切り替わる。
【００５６】
なお、例えば送信されたアップリンクメッセージがその旨の要求を含んでいなかったために、アクセスネットワーク３０がダウンリンクメッセージを送信しないことを、端末２０が演繹的に把握している場合、上記端末２０は、ダウンリンクをリッスンせず、好ましくは、例えば次のアップリンクメッセージの送信までスタンバイモードのままである。
【００５７】
有利には、各端末２０のリスニングウィンドウの期間は、上記端末が受信しなければならないダウンリンクメッセージの期間より５倍長い。
【００５８】
このような構成により、部分的にオーバラップする異なる複数の端末２０のリスニングウィンドウを有する蓋然性を上昇させることが可能となる。リスニングウィンドウの期間が長ければ長いほど、このオーバラップの蓋然性が上昇するため、リスニングウィンドウの期間は、例えばダウンリンクメッセージの期間よりも更に長く、例えば１０倍以上又はそれ以上長くなるよう選択されると有利となり得る。
【００５９】
アクセスネットワーク３０によって送信される可能性のある全てのダウンリンクメッセージが同一の期間を有する場合では、リスニングウィンドウの期間は好ましくは一定であり、全ての端末２０に対して同一である。
【００６０】
異なる期間のダウンリンクメッセージが可能な場合では、リスニングウィンドウの期間は、例えば、演繹的に把握される、受信しなければならないダウンリンクメッセージの期間に従って、動的に調整してよい。別の例によると、リスニングウィンドウの期間は好ましくは一定であり、全ての端末２０に対して同一であり、例えばダウンリンクメッセージの最大期間より少なくとも５倍長くなるよう選択される。
【００６１】
本記載の残りの部分では、限定するものではないが、全てのダウンリンクメッセージが同一の期間を有し、また全てのリスニングウィンドウが経時的に変動しない同一の期間を有することを想定する。期間が１秒未満のダウンリンクメッセージに関して、リスニングウィンドウの期間は、例えば１０〜３０秒となるよう選択される。
【００６２】
図２は、無線通信方法５０の主要なステップを概略的に示し、上記方法は、端末２０が、ダウンリンクメッセージの期間より遥かに長い期間のリスニングウィンドウ中にダウンリンクをリッスンする、という特徴に基づくものである。
【００６３】
図２に示すように、アクセスネットワーク３０が、異なる端末２０が送信した複数のアップリンクメッセージを受信すると、これに応答してダウンリンクメッセージを送信しなければならず、無線通信方法５０はまず、ダウンリンクメッセージがオーバラップを呈することを端末２０のリスニングウィンドウが予期しているかどうかを決定するステップ５１を含む。
【００６４】
１つの同一の基地局３１による複数のダウンリンクメッセージの送信に好適なオーバラップが存在する場合、無線通信方法５０は次に、上記オーバラップ内で、上記基地局３１の１つの同一の送信ウィンドウ内でグループ化された上記ダウンリンクメッセージを送信するステップ５２を含む。
【００６５】
１つの同一の基地局３１が複数のダウンリンクメッセージを送信することを可能とするオーバラップが識別されない場合（図２に図示せず）では、上記ダウンリンクメッセージは例えば、１つの同一の基地局３１からの及び／又は複数の異なる基地局３１からの、異なる複数の送信ウィンドウ内で送信される。
【００６６】
端末２０のリスニングウィンドウの期間はダウンリンクメッセージの期間より遥かに長いため、リスニングウィンドウ間に、１つの同一の基地局３１による複数のダウンリンクメッセージの送信に好適なオーバラップを有する蓋然性は、上昇する。このようなオーバラップが識別される場合、対応するダウンリンクメッセージは有利には、上記基地局３１から１つの同一の送信ウィンドウ内でグループ化されて送信される。よって、以下の事実：
‐単一の基地局３１を送信モードに切り替えて複数のダウンリンクメッセージを送信することにより、他の基地局３１を、受信に利用できる状態のままとし；
‐単一の送信ウィンドウを、上記基地局３１において、複数のダウンリンクメッセージを送信するよう構成することにより、受信モードと送信モードとの間のトグリングに関連した、受信不可能状態が大幅に削減される
により、アクセスネットワーク３０の使用可能性が最適化される。
【００６７】
受信のためのアクセスネットワーク３０の使用可能性の最適化は、従来技術に対してリスニングウィンドウの期間が増大することによる、端末２０の電力消費のわずかな増大を伴うことがある。
【００６８】
一般に、アクセスネットワーク３０は、１つの同一の基地局３１が、それに応答して複数のダウンリンクメッセージを送信しなければならなくなる全てのアップリンクメッセージを受信する限り、これらのダウンリンクメッセージを上記基地局３１が送信できるものと想定できる。具体的には、対応する端末２０を、上記基地局３１の範囲内にあるものと見なしてよい。更に、オーバラップが複数のダウンリンクメッセージの送信に好適であるかどうかを決定するために、上記オーバラップの期間を特に考慮する。しかしながら、この期間が複数のダウンリンクメッセージの送信に十分かどうかを決定することを可能とする関係は、上記ダウンリンクメッセージをグループ化するための、ここで考察中の戦略に依存する。
【００６９】
図３は、異なる端末のリスニングウィンドウがオーバラップを呈しているかどうかを決定するステップ５１の実行を示す時間図を概略的に示す。図３によって示される非限定的な例では、スタンバイウィンドウの期間は、全ての端末に対して同一であると想定される。
【００７０】
図３の部分ａ）は、端末２０‐１に関連する時間図を表し、これは、送信時間Ｔ１において送信されたアップリンクメッセージＭＭ１と、上記アップリンクメッセージＭＭ１に基づいて予め決定されたリスニングウィンドウΔＥ１とを示す。より詳細には、アップリンクメッセージＭＭ１を送信した後、端末２０‐１はスタンバイウィンドウΔＶ１にわたるスタンバイモードに切り替わる。スタンバイウィンドウΔＶ１の終わりに、端末２０‐１はスタンバイモードから離れ、リスニングウィンドウΔＥ１中にダウンリンクをリッスンする。
【００７１】
図３の部分ｂ）は、端末２０‐２に関連する時間図を表し、これは、送信時間Ｔ２において送信されたアップリンクメッセージＭＭ２を示す。アップリンクメッセージＭＭ２を送信した後、端末２０‐２はスタンバイウィンドウΔＶ２にわたるスタンバイモードに切り替わり、スタンバイウィンドウΔＶ２の終わりに、上記端末２０‐２は、リスニングウィンドウΔＥ２中にダウンリンクをリッスンする。
【００７２】
図３の部分ｃ）は、端末２０‐３に関連する時間図を表し、これは、送信時間Ｔ３において送信されたアップリンクメッセージＭＭ３を示す。アップリンクメッセージＭＭ３を送信した後、端末２０‐３はスタンバイウィンドウΔＶ３にわたるスタンバイモードに切り替わり、スタンバイウィンドウΔＶ３の終わりに、上記端末２０‐３は、リスニングウィンドウΔＥ３中にダウンリンクをリッスンする。
【００７３】
好ましくは、アップリンクメッセージＭＭ１、ＭＭ２、ＭＭ３はそれぞれ、例えば端末２０‐１、２０‐２、２０‐３によって自律的に決定された、異なる中心周波数ＦＭ１、ＦＭ２、ＦＭ３において送信される。
【００７４】
図３に示すように、アップリンクメッセージＭＭ１、ＭＭ２、ＭＭ３はそれぞれ異なる送信時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３において送信されたが、リスニングウィンドウΔＥ１、ΔＥ２、ΔＥ３は、無視できない時間的オーバラップΔＲを呈する。
【００７５】
図４の部分ｄ）は、アップリンクメッセージＭＭ１、ＭＭ２、ＭＭ３を受信ウィンドウＦＲ１内で受信した基地局３１の挙動を示す時間図を表す。従って、この基地局３１は、ダウンリンクメッセージＭＤ１、ＭＤ２、ＭＤ３を端末２０‐１、２０‐２、２０‐３に送信してよい。この目的のために、上記基地局３１の送信ウィンドウＦＥは、上記ダウンリンクメッセージを送信するために、オーバラップΔＲ内で構成される。ダウンリンクメッセージＭＤ１、ＭＤ２、ＭＤ３は例えば、サーバ３２によって生成され、基地局３１に送達されて、ダウンリンクで送信される。
【００７６】
図４の部分ｄ）に示すように、ダウンリンクメッセージＭＤ１、ＭＤ２、ＭＤ３を送信した後、上記基地局３１のために新たな受信ウィンドウＦＲ２が構成される。具体的には、基地局３１は好ましくは、基地局３１を受信のために使用できない期間を削減するために、デフォルトで受信モードとなるよう構成される。従って、上記基地局３１は、少なくとも１つのダウンリンクメッセージを送信しなければならないときのみ、送信モードに切り替えられる。
【００７７】
図４〜６は、基地局３１の送信ウィンドウＦＥ内で、ダウンリンクメッセージＭＤ１、ＭＤ２、ＭＤ３をグループ化するための戦略の非限定的な例を概略的に示す。
【００７８】
図４〜６が示す例では、限定するものではないが、各ダウンリンクメッセージＭＤ１、ＭＤ２、ＭＤ３の中心周波数ＦＤ１、ＦＤ２、ＦＤ３が、アップリンクメッセージＭＭ１、ＭＭ２、ＭＭ３の中心周波数ＦＭ１、ＦＭ２、ＦＭ３に応じて決定されることを想定する。例えば中心周波数ＦＤ１、ＦＤ２、ＦＤ３は、以下の式：ＦＤｉ＝ＦＭｉ＋ΔＦｉ（ｉ＝１，２，３）に従って、端末２０‐１、２０‐２、２０‐３にそれぞれ関連する所定の周波数シフトΔＦ１、ΔＦ２、ΔＦ３に応じて決定される。
【００７９】
各周波数シフトΔＦ１、ΔＦ２、ΔＦ３は例えば、アクセスネットワーク３０、及び対応する端末２０‐１、２０‐２、２０‐３に先験的に把握されている。なお、端末２０及びアクセスネットワーク３０の両方が、上記端末によって送信されるアップリンクメッセージの中心周波数に基づいてダウンリンクメッセージの中心周波数を決定できさえすれば、他の対応規則を考えてもよい。
【００８０】
アップリンクメッセージの中心周波数に基づいてダウンリンクメッセージの中心周波数を決定することは特に有利である。というのは、端末２０の周波数基準は、基地局３１（これらは互いに独立していてよい）の周波数基準と無関係であり得るためである。更に、アップリンクメッセージの送信／受信と、関連するダウンリンクメッセージの送信／受信との間で基準周波数のドリフトが小さい限りは、これらの基準周波数は正確である必要はない。例えば、端末２０‐１が、アップリンクメッセージＭＭ１を（ＦＭ１＋ｂ１）（ここでｂ１はバイアスに対応する）に対応する中心周波数ＦＭ１’で送信する場合、どの中心周波数で端末２０がアップリンクメッセージを送信するのか先験的に把握していないアクセスネットワークは、このアップリンクメッセージＭＭ１を検出し、その中心周波数は、アクセスネットワーク３０によって、ＦＭ１’に略等しい値で測定される。端末２０‐１及びアクセスネットワーク３０の両方は、以下の式：ＦＤ１’＝ＦＭ１’＋ΔＦ１＝ＦＭ１＋ΔＦ１＋ｂ１に従って、ダウンリンクメッセージＭＤ１を受信／送信しなければならない中心周波数ＦＤ１’を決定する。
【００８１】
よって、バイアス１が高くなり得るため、中心周波数ＦＭ１における精度が低くても、中心周波数ＦＤ１’は、端末２０‐１側及びアクセスネットワーク３０側において略同一となる、これは特に、中心周波数ＦＤ１’が、アップリンクメッセージＭＭ１の測定された中心周波数ＦＭ１’に関してアクセスネットワーク側で決定されるためである。従って、基準周波数を合成するための安価な手段を、特に端末２０に実装してよい。
【００８２】
本記載の残りの部分では、限定するものではないが、周波数シフトΔＦ１、ΔＦ２、ΔＦ３が同一であることにより、中心周波数ＦＭ１、ＦＭ２、ＦＭ３が異なる場合、中心周波数ＦＤ１、ＦＤ２、ＦＤ３も異なることを想定する。
【００８３】
図４は、第１の例示的なグループ化戦略を表し、ここでダウンリンクメッセージＭＤ１、ＭＤ２、ＭＤ３は周波数でグループ化され、即ち各中心周波数ＦＤ１、ＦＤ２、ＦＤ３で同時に送信される。用語「同時に送信される（ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ  ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ）」は一般に、上記ダウンリンクメッセージが時間的オーバラップを呈することを意味するものと理解される。この場合、図４に示す例では、ダウンリンクメッセージＭＤ１、ＭＤ２、ＭＤ３は全て同一の期間を有し、また完全に同一の送信時点において送信されるため、時間的オーバラップは全体である。３つのダウンリンクメッセージＭＤ１、ＭＤ２、ＭＤ３の送信に使用される送信ウィンドウＦＥの期間は、単一のダウンリンクメッセージの期間に対して短縮してよい。
【００８４】
端末２０は非同期的に送信するが、即ち複数のアップリンクメッセージは通常、アクセスネットワーク３０によって異なる時点において受信されるが、それにもかかわらず、リスニングウィンドウの期間がダウンリンクメッセージの期間より遥かに長いという事実により、ダウンリンクメッセージを同時に送信できる。
【００８５】
図５は、第２の例示的なグループ化戦略を表し、ここでダウンリンクメッセージＭＤ１、ＭＤ２、ＭＤ３は時間的にグループ化される、即ち時間的オーバラップなしに連続して送信される。このような場合、基地局３１を受信のために使用できない期間の短縮は主に、受信モードと送信モードとの間のトグリングの操作の数の減少に関連し、また２つの連続するダウンリンクメッセージ間の間隙が任意に小さい場合があるという事実によるものである。
【００８６】
受信のために使用できない期間を更に短縮するために、ダウンリンクメッセージＭＤ１、ＭＤ２、ＭＤ３は、アップリンクメッセージのビットレートより高いビットレートで送信してよく、これは例えば、少なくとも２つのダウンリンクメッセージが、アップリンクメッセージの最大期間より短い期間にわたって送信されるように選択される。より一般には、少なくとも特定のダウンリンクメッセージに関して、アップリンクでのビットレートより高いダウンリンクでのビットレートの使用を、各グループ化戦略に関して考えてよい。
【００８７】
図６は、第３の例示的なグループ化戦略を表し、ここでダウンリンクメッセージＭＤ１、ＭＤ２、ＭＤ３は、周波数及び時間の両方においてグループ化される。より詳細には、ダウンリンクメッセージＭＤ１、ＭＤ２は周波数でグループ化され（これらの各中心周波数ＦＤ１、ＦＤ２で同時に送信され）、ダウンリンクメッセージＭＤ３は、上記ダウンリンクメッセージＭＤ１、ＭＤ２の後に、中心周波数ＦＤ３で送信される。
【００８８】
周波数及び時間の両方においてダウンリンクメッセージをグループ化することは例えば、考慮対象の周波数帯域内での最大送信電力に関する規制制約に従うために、必要である。このような場合、周波数でのグループ化が好都合であるが、周波数でグループ化されたダウンリンクメッセージの総瞬時電力は上記最大電力より小さい。全てのダウンリンクメッセージを周波数でグループ化できない場合、いくつかのダウンリンクメッセージを周波数でグループ化してよく、そして他のダウンリンクメッセージを後で、可能であれば互いに周波数でグループ化して、送信してよい。各ダウンリンクメッセージの瞬時電力を制御して、上記瞬時電力を厳密な最小に制限でき、これにより、周波数でグループ化してよいダウンリンクメッセージの数を最大化できる。
【００８９】
より一般には、上で考慮した実施形態及び実装モードは非限定的な例として説明されており、従って他の変形例を想定してよいことに留意されたい。
【００９０】
特に、本発明を、同期受信端末２０のみを含む無線通信システム１０を想定して説明した。しかしながら他の例によると、同期受信端末２０と、非同期受信端末、即ちダウンリンクメッセージをどの時点でも受信するのに好適な端末との共存は、除外されない。
【００９１】
このような場合、ダウンリンクメッセージを非同期受信端末に送信しなければならない場合、方法５０は以下のステップ（図示せず）：
‐上記ダウンリンクメッセージを、同期受信端末２０が送信するアップリンクメッセージに応答してダウンリンクメッセージを送信するようスケジューリングされた基地局３１によって送信してよいかどうかを決定するステップ；
‐非同期受信端末を対象とした上記ダウンリンクメッセージを、ダウンリンクメッセージを同期受信端末に送信するようスケジューリングされた基地局３１によって送信できる場合、１つの同一の送信ウィンドウ内でグループ化された上記ダウンリンクメッセージを、上記基地局３１から送信するステップ
を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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