(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信ポイントによる無線送信のための方法であって、前記方法は、
符号化パケットを得るために、噴水符号を用いてトラフィックフローを符号化するステップと、
共通無線アクセス技術（ＲＡＴ）に従い動作する統合無線インタフェースを介して受信ポイントへ認可帯域に渡り前記符号化パケットの第１のサブセットを、及び未認可帯域に渡り前記符号化パケットの第２のサブセットを送信するステップと、
前記符号化パケットの前記第１のサブセット及び第２のサブセットが前記認可帯域及び前記未認可帯域に渡り前記受信ポイントへ送信されるレートを、前記未認可帯域の状態に従って動的に調整するステップと、
を含み、
前記統合無線インタフェースは、前記送信ポイントと前記受信ポイントとの間の共通物理及び媒体アクセス制御接続を提供するよう構成される、方法。
【請求項２】
前記符号化パケットの前記第１のサブセットは、前記符号化パケットの前記第２のサブセットが前記未認可帯域に渡り送信されるレートと異なるレートで、前記認可帯域に渡り送信される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記符号化パケットが前記受信ポイントへ送信されるレートを動的に調整するステップは、
前記未認可帯域のパケット損失が閾を超えるとき、前記符号化パケットの前記第１のサブセットが前記認可帯域に渡り送信されるレートを増大するステップ、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記符号化パケットが前記受信ポイントへ送信されるレートを動的に調整するステップは、
前記未認可帯域のパケット損失レベルが閾より下に降下するとき、前記符号化パケットの前記第２のサブセットが前記未認可帯域に渡り送信されるレートを増大するステップ、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記符号化パケットが前記受信ポイントへ送信されるレートを動的に調整するステップは、
前記符号化パケットの前記第１のサブセットが前記認可帯域に渡り送信されるレートを、前記レートが前記未認可帯域に渡り増大するのに反比例する方法で、減少するステップ、
を更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記符号化パケットが前記受信ポイントへ送信されるレートを動的に調整するステップは、
前記未認可帯域の競合レベル又は待ち時間が上限閾を超えるとき、前記符号化パケットの前記第１のサブセットが前記認可帯域に渡り送信されるレートを増大するステップと、
前記未認可帯域の前記競合レベル又は待ち時間が下限閾より下に低下するとき、前記符号化パケットの前記第２のサブセットが前記未認可帯域に渡り送信されるレートを増大するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記符号化パケットが前記認可帯域及び前記未認可帯域のうちの少なくとも１つに渡り前記受信ポイントへ通信されるレートを、前記トラフィックフローの特性に従って動的に調整するステップ、
を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記符号化パケットが前記受信ポイントへ送信されるレートを動的に調整するステップは、
前記トラフィックフローのサービス品質（ＱｏＳ）要件又は優先度レベルに従って、前記認可帯域及び前記未認可帯域のレートを決定するステップと、
前記決定したレートに従って、前記認可帯域に渡り前記符号化パケットの前記第１のサブセットを、前記未認可帯域に渡り前記符号化パケットの前記第２のサブセットを送信するステップと、
を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記噴水符号は、物理レイヤにおいて適用される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記符号化パケットを得るために前記噴水符号を用いて前記トラフィックフローを符号化するステップは、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤにおいて前記噴水符号を適用するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記符号化パケットを得るために前記噴水符号を用いて前記トラフィックフローを符号化するステップは、無線リンク制御（ＲＬＣ）レイヤにおいて前記噴水符号を適用するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記符号化パケットを得るために前記噴水符号を用いて前記トラフィックフローを符号化するステップは、アプリケーションレイヤにおいて前記噴水符号を適用するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
自動再送要求（ＡＲＱ）シグナリングは、無線リンク制御（ＲＬＣ）レイヤ及び媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤから排除される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記統合無線インタフェースは、前記認可帯域のための１つの無線インタフェース構成と、前記未認可帯域のためのもう１つの無線インタフェース構成を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
無線マルチバンド送信機であって、
プロセッサと、
前記プロセッサによる実行のためのプログラミングを格納している非一時的コンピュータ可読記憶媒体と、
を有し、前記プログラミングは、
符号化パケットを得るために、噴水符号を用いてトラフィックフローを符号化し、
共通無線アクセス技術（ＲＡＴ）に従い動作する統合無線インタフェースを介して受信ポイントへ認可帯域に渡り前記符号化パケットの第１のサブセットを、及び未認可帯域に渡り前記符号化パケットの第２のサブセットを送信し、
前記符号化パケットの前記第１のサブセット及び第２のサブセットが前記認可帯域及び前記未認可帯域に渡り前記受信ポイントへ送信されるレートを、前記未認可帯域の状態に従って動的に調整する、
ための命令を含み、
前記統合無線インタフェースは、前記無線マルチバンド送信機と前記受信ポイントとの間の共通物理及び媒体アクセス制御接続を提供するよう構成される、無線マルチバンド送信機。
【請求項１６】
前記符号化パケットの前記第１のサブセットは、前記符号化パケットの前記第２のサブセットが前記未認可帯域に渡り送信されるレートと異なるレートで、前記認可帯域に渡り送信される、請求項１５に記載の無線マルチバンド送信機。
【請求項１７】
受信ポイントにより無線送信を受信する方法であって、前記方法は、
共通無線アクセス技術（ＲＡＴ）に従い動作する統合無線インタフェースを介して無線送信を受信するステップであって、前記無線送信は、認可帯域に渡り符号化パケットの第１のサブセットを及び未認可帯域に渡り前記符号化パケットの第２のサブセットを伝達し、前記符号化パケットの前記第１のサブセット及び第２のサブセットが前記認可帯域及び前記未認可帯域に渡り前記受信ポイントへ送信されるレートは、前記未認可帯域の状態に従って動的に調整される、ステップと、
トラフィックフローを得るために、同じ噴水符号に従って、前記符号化パケットの前記第１のサブセット及び前記符号化パケットの前記第２のサブセットの両方を復号化するステップと、
を含み、
前記統合無線インタフェースは、送信ポイントと前記受信ポイントとの間の共通物理及び媒体アクセス制御接続を提供するよう構成される、方法。
【請求項１８】
前記符号化パケットの前記第１のサブセットは、前記符号化パケットの前記第２のサブセットが前記未認可帯域に渡り受信されるのと異なるレートで、前記認可帯域に渡り受信される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
無線マルチバンド受信機あって、
プロセッサと、
前記プロセッサによる実行のためのプログラミングを格納している非一時的コンピュータ可読記憶媒体と、
を含み、前記プログラミングは、
共通無線アクセス技術（ＲＡＴ）に従い動作する統合無線インタフェースを介して無線送信を受信するステップであって、前記無線送信は、認可帯域に渡り符号化パケットの第１のサブセットを及び未認可帯域に渡り前記符号化パケットの第２のサブセットを伝達し、前記符号化パケットの前記第１のサブセット及び第２のサブセットが前記認可帯域及び前記未認可帯域に渡り前記無線マルチバンド受信機へ送信されるレートは、前記未認可帯域の状態に従って動的に調整される、
トラフィックフローを得るために、同じ噴水符号に従って、前記符号化パケットの前記第１のサブセット及び前記符号化パケットの前記第２のサブセットの両方を復号化する、
ための命令を含み、
前記統合無線インタフェースは、送信ポイントと前記無線マルチバンド受信機との間の共通物理及び媒体アクセス制御接続を提供するよう構成される、無線マルチバンド受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、米国特許出願番号第１４／６６２，０１７号、２０１５年３月１８日出願、名称「System  and  Method  for  Joint  Transmission  over  Licensed  and  Unlicensed  Bands  using  Fountain  Codes」、及び米国仮出願番号第６１／９９４，５９２号、２０１４年５月１６日出願、名称「System  and  Method  for  Joint  Transmission  over  Licensed  and  Unlicensed  Spectrum  Bands  using  Fountain  Codes」の優先権を主張する。これらの両出願は、本願明細書での参照により、それらの全体が複製されるかのようにここに組み込まれる。
【０００２】
本発明は、無線通信のためのシステム及び方法に関し、特定の実施形態では、噴水符号を用いる認可及び未認可帯域に渡る共同送信のためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
行政体は、異なる使用のために無線スペクトルの帯域を予約している。例えば、ＦＣＣ（Federal  Communications  Commission）、ＩＴＵ（International  Telecommunication  Union）、及び他の規制当局は、認可活動（例えば、ラジオ、テレビジョン、衛星、移動通信）のためにスペクトルの幾つかの部分を予約し、一方で未認可活動のためにスペクトルの他の部分を予約している。認可スペクトルは、規制当局により設定される規則、並びに認可活動に従事している公衆及び／又は私設エンティティにより合意された経営上の協定の対象である。未認可通信のために予約されるスペクトルも、特に送信パワー及び共有アクセスに関して、対応する規制当局により設定される規制の対象であり得る。とりわけ、未認可スペクトルを介する送信のデータレート及びサービス品質（quality  of  service、ＱｏＳ）メトリック（例えば、パケット損失率）は、他の未認可ユーザ／ソース、例えば高送信パワーレベルで大容量データをブロードキャストしているユーザとの競合及びそれからの干渉により、大幅に変動し得る。
【発明の概要】
【０００４】
技術的利益は、概して、噴水符号を用いる認可及び未認可帯域を介する共同送信のためのシステム及び方法を記載する本開示の実施形態により達成される。
【０００５】
一実施形態によると、無線送信のための方法が提供される。本例では、方法は、符号化パケットを得るために、噴水符号を用いてトラフィックフローを符号化するステップと、認可帯域に渡り前記符号化パケットの第１のサブセットを、及び未認可帯域に渡り前記符号化パケットの第２のサブセットを送信するステップと、を含む。本方法を実行する機器も提供される。
【０００６】
別の実施形態によると、無線送信を受信する方法が提供される。本例では、方法は、認可帯域に渡り符号化パケットの第１のサブセットを及び未認可帯域に渡り符号化パケットの第２のサブセットを伝達する無線送信を受信するステップであって、前記無線送信は、送信ポイントから受信される、ステップと、トラフィックフローを得るために、同じ噴水符号に従って、符号化パケットの前記第１のサブセット及び符号化パケットの前記第２のサブセットの両方を復号化するステップと、を含む。本方法を実行する機器も提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明並びにその利点のより完全な理解のため、添付の図と共に以下の説明を参照する。
【図１】一実施形態の無線通信ネットワークの図を示す。
【図２】統合無線インタフェースを介する認可及び未認可の両方の部分に及ぶ無線送信をトランスポートするよう適応される一実施形態の無線ネットワークの図を示す。
【図３】認可及び未認可スペクトルに渡り噴水符号を利用する図を示す。
【図４】認可及び未認可スペクトルを介するトラフィックフローの符号化パケットを多重化する一実施形態の方法のフローチャートを示す。
【図５】認可及び未認可スペクトルを介するトラフィックフローの符号化パケットを受信する一実施形態の方法のフローチャートを示す。
【図６】無線リンク制御（ＲＬＣ）レイヤにおいて実行される一実施形態の噴水符号化技術の図を示す。
【図７】ＲＬＣレイヤにおける噴水符号化を実装する一実施形態の技術の図を示す。
【図８】ＲＬＣレイヤにおける噴水符号化を実装する別の実施形態の技術の図を示す。
【図９】アプリケーションレイヤにおいて実行される一実施形態の噴水符号化技術の図を示す。
【図１０】一実施形態のコンピューティングプラットフォームの図を示す。
【図１１】一実施形態の通信装置の図を示す。  異なる図中の対応する数字及び記号は、特に断りのない限り、概して対応する部分を表す。図は、実施形態の関連する態様を明確に示すために描かれたものであり、必ずしも縮尺通りではない。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本願明細書に開示の実施形態の製造及び使用は、以下に詳細に議論される。しかしながら、理解されるべきことに、本発明は、広範な特定の状況で実施できる多くの適用可能な新規な概念を提供する。議論される特定の実施形態は、本発明を生成し使用する特定の方法を単に説明するものであり、本発明の範囲を制限しない。
【０００９】
ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）アドバンスト（ＬＴＥ−Ａ）プロトコルのような多くの従来の無線通信プロトコルは、本開示を通じて「認可帯域」として集合的に参照される、無線通信の認可された周波数帯域で排他的に動作する。Ｗｉ−Ｆｉプロトコルのような他の従来の無線電気通信プロトコルは、本開示を通じて「未認可帯域」として参照される、未認可通信のために予約された帯域で排他的に動作する。用語「認可帯域」は、用語「主要帯域」と同義的に使用されることがある。用語「未認可帯域」は、用語「補助帯域」と同義的に使用されることがある。とりわけ、無線送信のために認可された周波数帯域は、時間と共に変化することがあり、用語「認可帯域」は、本願の出願後に無線送信のために再認可される周波数帯域を含む。認可帯域に渡り動作する電気通信プロトコルは、より信頼できるデータ送信を提供する場合が多い。一方で、未認可帯域に渡り動作する電気通信プロトコルは、信頼性が低減されるが、短い待ち時間の大容量送信が可能な場合が多い。
【００１０】
認可及び未認可帯域の両方の部分に及ぶ無線送信をトランスポートする統合無線インタフェースは、本願明細書で参照することにより、全体が複製されるように組み込まれる米国特許出願１４／６６９，３３３（代理人管理番号第ＨＷ９１０１７８９５ＵＳ０２号）に記載されている。本開示の態様は、個々の認可及び未認可帯域に渡り異なる符号化パケットセットをトランスポートするという概念にまで広がる。送信ポイントは、符号化パケットを得るために噴水符号を用いてトラフィックフローを符号化し、次に個々の認可及び未認可帯域に渡り符号化パケットの異なるサブセットを送信しても良い。噴水符号は、物理レイヤ、媒体アクセス制御（media  access  control、ＭＡＣ）レイヤ、無線リンク制御（radio  link  control、ＲＬＣ）レイヤ、又はアプリケーションレイヤにおいて適用されても良い。幾つかの実施形態では、パケットの個々のサブセットは、異なるレートで認可及び未認可帯域に渡り送信される。一例では、個々の帯域の送信レートは、トラフィックフローのＱｏＳ制約、並びに個々の帯域の状態に従って決定される。送信レートは、トラフィックフローの測定されたＱｏＳメトリック、未認可帯域の状態、又は認可帯域の状態に基づき、動的に調整されても良い。幾つかの実施形態では、個々の認可及び未認可帯域を介するレートは、反比例の量により調整される。一例では、認可帯域を介するレートは、未認可帯域を介するレートが減少する量に比例する量だけ増大される。幾つかの実施形態では、送信機は、個々の帯域を介する異なる符号化レートを使用する。一例では、未認可帯域のより低い信頼性を補償するために、未認可帯域を介する符号化レートは、認可帯域よりも高い。噴水符号は、無レート符号であっても良い。上述の及び他の詳細事項は、以下に更に詳細に議論される。
【００１１】
本願明細書で使用されるとき、用語「統合無線インタフェース」は、第５世代（５Ｇ）ＬＴＥシステムの中のワイヤレス無線アクセスネットワーク（radio  access  network、ＲＡＮ）のような共通無線アクセス技術（radio  access  technology、ＲＡＴ）に従い動作するインタフェースと整合するように、共通の物理及び媒体アクセス制御（ＭＡＣ）コネクションを共有する無線インタフェースを表す。幾つかの実施形態では、統合無線インタフェースは、認可帯域のための１つの無線インタフェース構成、及び未認可帯域のための１つの無線インタフェース構成を含む少なくとも２つのスペクトル種類に依存する無線インタフェース構成を含む。
【００１２】
図１は、データを通信するネットワーク１００を示す。ネットワーク１００は、カバレッジエリア１０１を有する基地局１１０と、複数のモバイル装置１２０と、バックホールネットワーク１３０と、を含む。図示のように、基地局１１０は、モバイル装置１２０とアップリンク（破線）及び／又はダウンリンク（点線）コネクションを確立する。これらは、モバイル装置１２０から基地局１１０へ及びその逆にデータを伝達する働きをする。アップリンク／ダウンリンクコネクションに渡り伝達されるデータは、モバイル装置１２０の間で通信されるデータ、並びに、バックホールネットワーク１３０を用いてリモート端（図示しない）へ／から通信されるデータを含んでも良い。本願明細書で使用されるとき、用語「基地局」は、ネットワークへの無線アクセスを提供するよう構成される任意のコンポーネント（又はコンポーネントの集合）、例えば３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ）により制定されたｅｖｏｌｖｅｄ  Ｎｏｄｅ  Ｂ（ｅＮＢ）のような基地局、マクロセル、フェムトセル、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイント（ＡＰ）、又は他の無線で有効にされる装置、を表す。基地局は、１又は複数の無線通信プロトコル、例えばロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ）、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）、Ｗｉ−Ｆｉ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃに従う無線アクセスを提供する。本願明細書で使用されるとき、用語「モバイル装置」は、ユーザ機器（ＵＥ）、移動局（ＳＴＡ）、及びモバイルであっても良くそうでなくても良い他の無線で有効にされる装置のような基地局と無線コネクションを確立できる任意のコンポーネント（又はコンポーネントの集合）を表す。幾つかの実施形態では、ネットワーク１００は、中継器、低電力ノードのような種々の他の無線装置を含む。
【００１３】
米国特許出願番号第１４／６６９，３３３号（代理人管理番号第ＨＷ９１０１７８９５ＵＳ０２）において議論されるように、認可及び未認可スペクトルの両方の部分に及ぶ無線送信をサポートする統合無線インタフェースは、送信ポイントと受信ポイントとの間で確立され得る。図２は、認可及び未認可スペクトルの両方の部分に及ぶ無線送信を通信するよう適応される一実施形態の無線ネットワーク２００を示す。図示のように、無線ネットワーク２００は、送信ポイント２１０、受信ポイント２３０、及びスケジューラ２７０を含む。送信ポイント２１０は、無線送信を発するよう適応される任意の装置であっても良い。受信ポイント２３０は、送信ポイント２１０から無線送信を受信するよう適応される任意の装置であっても良い。例えば、送信ポイント２１０は、基地局、中継局、又は移動局であっても良い。同様に、受信ポイント２３０も、基地局、中継局、又は移動局であっても良い。
【００１４】
送信ポイント２１０と受信ポイント２３０との間に確立される統合無線インタフェース２１３は、少なくとも認可帯域の一部と未認可帯域の一部とに及ぶ無線送信２９０を伝達するよう適応される。無線送信２９０は、送信ポイント２１０と受信ポイント２３０との間で通信される任意の種類の無線信号、例えばダウンリンク信号、アップリンク信号、装置対装置信号、又は無線バックホールリンクに渡り（例えば、近隣の基地局の間で）通信される信号であっても良い。無線送信２９０は、異なる実装において異なる送信フォーマット／特性を有しても良い。例えば、無線送信２９０は、ユニキャスト送信、マルチキャスト送信、又はブロードキャスト送信であっても良い。他の例では、無線送信は、単一アンテナからの又は複数アンテナからの単一レイヤシグナリング及び／又は複数レイヤシグナリング、例えば単一ユーザ（ＳＵ）複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）送信、複数ユーザＭＩＭＯ送信、を含んでも良い。
【００１５】
スケジューラ２７０は、統合無線インタフェース２１３を介してトラフィックをスケジューリングするよう適応される制御プレーンエンティティであっても良い。幾つかの実施形態では、スケジューラ２７０は、送信ポイント２１０にある統合コンポーネントである。例えば、送信ポイント２１０は、基地局であっても良く、スケジューラ２７０は、ダウンリンク送信をスケジューリングするよう適応される基地局のオンボードコンポーネントであっても良い。他の実施形態では、スケジューラ２７０は、受信ポイント２３０にある統合コンポーネントである。例えば、受信ポイント２３０は、基地局であっても良く、スケジューラ２７０は、送信ポイント２１０からのアップリンク送信をスケジューリングするよう適応される基地局のオンボードコンポーネントであっても良い。更に他の実施形態では、スケジューラ２７０は、送信ポイント２１０及び受信ポイント２３０と独立である。一例では、スケジューラ２７０は、基地局のクラスタに対してスケジューリングを実行するよう適応される中央制御部である。別の例では、送信ポイント２１０及び受信ポイント２３０のうちの少なくとも１つは、低電力ノードであり、スケジューラ２７０は、低電力ノードに対してスケジューリングを実行するマクロ基地局のオンボードコンポーネントである。更に別の例では、送信ポイント２１０及び受信ポイント２３０は、モバイル装置又は機械であり、スケジューラ２７０は、送信ポイント２１０と受信ポイント２３０との間の装置対装置（Ｄ２Ｄ）又は機械対機械（Ｍ２Ｍ）送信のためにスケジューリングを実行する基地局のオンボードコンポーネントである。他の実装も可能である。
【００１６】
スケジューラ２７０は、認可及び未認可帯域の符号化パラメータを指定するトラフィック工学（ＴＥ）ポリシを送信ポイント２１０に提供しても良い。一実施形態では、ＴＥポリシは、符号化パケットを得るためにトラフィックフローが１又は複数の噴水符号を用いて符号化されること、及び１又は複数の基準又は目標を指定する方法で認可及び未認可帯域に渡り符号化パケットが多重化されること、を指示する。ＴＥポリシは、噴水符号のパラメータ（例えば、符号化レート）、及び認可及び未認可帯域を介する符号化パケットの多重化のためのパラメータを指定しても良い。
【００１７】
他の実施形態では、ＴＥポリシは、帯域幅使用を最適化又は向上しながらトラフィックフローの指定スループットを維持する方法で、符号化パケットが認可及び未認可帯域に渡り多重化されることを指定する。例えば、未認可帯域を介する送信レートは、未認可帯域の競合レベルに基づき調整されても良く、認可帯域を介する送信レートは、特定の閾で全体送信レートを維持するよう調整されても良い。
【００１８】
更に他の例示的な実施形態では、符号化パケットは、トラフィックフローの統計に基づくＱｏＳ制約を満たす方法で多重化される。本願明細書で参照されるとき、「統計に基づくＱｏＳ制約」は、幾つかのパケット（例えば、全体のパケットの一部分）がＱｏＳ要件に違反する方法で通信されるときであっても満たされるＱｏＳ制約である。例えば、トラフィックフローが統計に基づく待ち時間要件を有する場合、特定の割合のパケットが遅延境界の範囲内で通信される限り、サービス契約は満たされ得る。統計に基づくＱｏＳ制約は、トラフィックフローの中の全てのパケットがＱｏＳ要件を満たすように通信されることを要求する「決定的ＱｏＳ制約」と異なる。
【００１９】
統計に基づくＱｏＳ制約を満たすために、一方又は両方の帯域に渡り符号化パケットが送信される送信レートは、トラフィックフローの測定されたＱｏＳメトリック、例えば、パケット損失レート、待ち時間／パケット遅延、に基づき動的に変更されても良い。一実施形態では、認可帯域を介する送信レートは、測定されたパケット損失又はパケット遅延を調整するために増加又は低下される。
【００２０】
本開示の態様は、トラフィックフローに噴水符号を適用し認可及び未認可帯域に渡り結果として生じる符号化パケットを多重化する技術を提供する。図３は、認可及び未認可スペクトルに渡り噴水符号を利用するシステム３００を示す。図示のように、トラフィックフロー３１０は、複数の符号化パケット３２０を生成するために、噴水符号を用いて符号化される。符号化パケット３２０は、次に、認可帯域及び未認可帯域に渡り多重化され、受信機３３０により受信される。受信機３３０は、閾個数の符号化パケット３２０を受信し及び／又は復号化に成功すると、トラフィックフロー３１０を復号化できても良い。
【００２１】
図示のように、符号化パケットの異なるサブセットは、認可及び未認可帯域の異なる部分に渡り多重化される。符号化パケット３２０は、認可及び未認可帯域の異なる部分に渡り、異なるレート（ＲＬ，ＲＵＬ１，．．．ＲＵＬ（Ｍ−１），ＲＵＬＭ）で送信されても良い。送信ポイントは、種々の基準、例えば負荷レベル、パケット損失レベル、チャネル状態、ＱｏＳ要件／メトリックに依存して、帯域の部分に割り当てられる符号化パケットの数を動的に変更しても良い。受信機３３０は、バケツ受信機、例えば閾レベルの噴水符号化シンボル／パケットを受信するとデータセグメントを復元できる受信機、であっても良い。元の情報（例えば、Ｋ個の入力パケット）は、メッセージ確率伝搬（passing  belief-propagation、ＢＰ）復号化を用いて、（どのパケットが受信されたかに無関係に）充分な符号化パケットＮ（ε）≒Ｋ（１＋ｅ）が受信される限り、１−εの確率で復元される。
【００２２】
スペクトルに跨る噴水符号化は、認可スペクトル（ＢＬ）及び１又は複数の未認可帯域（ＢＵＬ１，．．．，ＢＵＬＭ）に渡り共同送信を提供する。送信レートＲは、任意の１つの利用可能チャネルの容量より大きい可能性があり得る。つまり、ｍａｘ（Ｃ（ＢＬ），Ｃ（ＢＵＬ１），．．．，Ｃ（ＢＵＬＭ））≦Ｒ≦Ｃ（ＢＬ＋ＢＵＬ１＋．．．＋ＢＵＬＭ）の範囲内である。ここで、Ｃ（Ｂ）は、所与のスペクトル帯域Ｂのチャネル容量を示す。噴水符号は、ＱｏＳ要件及び全スペクトル帯域に跨るチャネル品質に従うダイバーシティ又は多重化を提供する。
【００２３】
一実施形態では、スペクトルに跨るチャネル符号化は、無レート噴水符号を使用する。一実施形態は、所望するのと同数の符号化パケットを生成する。符号は、チャネルフェージングが同一でない（スペクトル帯域に依存して、サブチャネルの信頼性がより高い又は低い）消失通信路に適する。したがって、予め符号化レートを知る必要がなく、符号化パケットは必要に応じてオンザフライで生成できる。デジタル噴水符号は、漸近的に最適である。一実施形態は、線形符号化及び復号化複雑性を利用しても良い。一実施形態は、計算効率の良いプリコード噴水符号であり線形符号化及び復号化複雑性を伴う体系的符号であるRaptor符号を利用しても良い。
【００２４】
図４は、送信ポイントにより実行されても良い、認可及び未認可スペクトルに渡りトラフィックフローの符号化パケットを多重化する一実施形態の方法４００のフローチャートを示す。ステップ４１０で、送信ポイントは、受信ポイント宛のトラフィックフローを受信する。ステップ４２０で、送信ポイントは、符号化パケットを得るために噴水符号を用いてトラフィックフローを符号化する。噴水符号のパラメータは、ＴＥポリシにより定められても良い。ステップ４３０で、送信ポイントは、認可及び未認可帯域に渡り、符号化パケットの異なるサブセットを送信する。幾つかの実施形態では、送信ポイントは、認可及び／未認可帯域に渡る、トラフィックフローの測定されたＱｏＳメトリック及び／又は測定されたチャネル状態に基づき、個々の認可及び未認可帯域に渡り送信レートを変化させる。
【００２５】
図５は、受信ポイントにより実行されても良い、認可及び未認可スペクトルに渡りトラフィックフローの符号化パケットを受信する一実施形態の方法５００のフローチャートを示す。ステップ５１０で、受信ポイントは、個々の認可及び未認可帯域に渡り、符号化パケットの異なるサブセットを伝達する無線送信を受信する。ステップ５２０で、受信ポイントは、共通トラフィックフローを得るために、符号化パケットのサブセットを復号化する。
【００２６】
一実施形態は、認可スペクトル及び未認可スペクトル帯域の両方に渡り統合５Ｇ無線インタフェースを用いて、無線システムにおいて共同送信を提供する。一実施形態のシステム及び方法は、５Ｇ無線アクセスネットワークの性能を格納するよう、認可及び未認可スペクトルの両方を効率的に及び共同で利用するために、噴水符号を用いて認可及び未認可スペクトル帯域の両方に渡り共同送信を提供する。
【００２７】
電気通信プロトコルは、ビルトイン自動再送要求（automatic-repeat  request、ＡＲＱ）再送信プロトコルを含んでも良い。一例では、ＭＡＣレイヤパケットが閾回数まで送信できるように、ハイブリッドＡＲＱ（Hybrid-ARQ、Ｈ−ＡＲＱ）プロトコルは、ＭＡＣレイヤにおいて採用される。最大再送数に達した後に、受信機がパケットの肯定応答に成功しないとき、ＭＡＣレイヤパケットは、ドロップされる。別の例では、ＡＲＱプロトコルは、Ｈ−ＡＲＱプロトコルによりキャプチャされない残りのパケットエラーをキャッチするために、ＲＬＣレイヤにおいて適用される。ＲＬＣレイヤＡＲＱプロトコルは妥当なエネルギコストで高信頼性を提供でき、一方でＭＡＣレイヤＨ−ＡＲＱプロトコルは短い待ち時間の（例えば、高速の）再送信を提供するので、ＭＡＣレイヤＨ−ＡＲＱ及びＲＬＣレイヤＡＲＱプロトコルは、互いに補い合っても良い。ＭＡＣレイヤＨ−ＡＲＱ及びＲＬＣレイヤＡＲＱプロトコルの両者は、チャネルのオーバヘッドを増大し、並びに、送信及び受信ポイントにおいて追加エネルギ消費を要求する。幾つかの実施形態では、ＭＡＣレイヤＨ−ＡＲＱ及び／又はＲＬＣレイヤＡＲＱは、オーバヘッド及び／又はエネルギ消費を低減するために省略される。このような実施形態では、提案の帯域に跨る符号化フレームワークにおいて適切な信頼性／性能を提供するために、無レート噴水符号が採用され／設計される。
【００２８】
一実施形態は、無線ＭＡＣレイヤにおいて噴水符号を適用する。一実施形態は、無線リンク制御（ＲＬＣ）レイヤにおいて噴水符号を適用する。一実施形態は、無線アクセスプロトコルスタックの中の物理（ＰＨＹ）／ＭＡＣレイヤより上位で噴水符号を適用する。一実施形態は、柔軟な（特定用途の）スペクトルに跨る符号化を提供する。一実施形態は、認可及び未認可スペクトル帯域で使用される５Ｇ  ＰＨＹ／ＭＡＣ設計について不可知である。一実施形態は、ＭＡＣレイヤハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）及び／又は無線リンク制御（ＲＬＣ）レイヤ再送プロトコルを補完し又は置換する。一実施形態は、特定用途ＱｏＳを達成し及び全体のシステム性能を最大化するために、認可及び未認可スペクトル帯域に跨り、送信レートを動的に調整する。
【００２９】
認可及び未認可スペクトル帯域に渡る共同送信は、例えば５Ｇ無線アクセスネットワークの中で期待される１０００倍の容量増大を可能にするものである。一実施形態は、認可及び未認可スペクトルリソースの効率的な利用が主要な役割を果たす５Ｇ無線アクセスネットワークにおいて提案される大規模容量に適する。
【００３０】
図６は、無線リンク制御（ＲＬＣ）レイヤにおいて実装される噴水符号を示す。噴水符号は、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤ、ＲＬＣレイヤ、及びアプリケーションレイヤを含むプロトコルスタックの任意のレイヤにおいて実装され得る。噴水符号が実装されるレイヤは、性能要件、アプリケーション要件（例えば、エンドツーエンド遅延）、及び送信パワーコストに依存しても良い。
【００３１】
噴水符号化は、認可及び未認可スペクトル帯域において使用される、場合によっては異なるＭＡＣ及び物理（ＰＨＹ）設計にとって完全に不可知である。ＲＬＣレイヤにおいて噴水符号を適用することは、ＭＡＣレイヤＨＡＲＱ再送信を置換できる。したがって、シグナリングオーバヘッドを節約し、エネルギ効率を増大する。
【００３２】
図７は、ＲＬＣレイヤにおける噴水符号化を実装する一実施形態の技術の図を示す。本例では、噴水符号は、ＲＬＣセグメント化及び連結段階の前の、バッファされたＲＬＣサービスデータユニット（service  data  unit、ＳＤＵ）に適用される。
【００３３】
図８は、ＲＬＣレイヤにおける噴水符号化を実装する別の実施形態の技術の図を示す。本例では、噴水符号は、ＲＬＣセグメント化及び連結段階の後の、単一のＲＬＣパケットデータユニット（packet  data  unit、ＰＤＵ）に適用される。
【００３４】
図８は、アプリケーションレイヤにおける噴水符号化を実装する別の実施形態の技術の図を示す。異なる噴水符号が異なるアプリケーションに使用できるように、噴水符号は特定用途向けであり得る。受信機が充分なメモリを有するとき、受信機は単一のブロックに対して噴水符号化を実行しても良い。その他の場合、データは符号化の前にサブブロックのセットに区分されても良い。
【００３５】
実施形態の噴水符号化技術は、認可及び未認可スペクトル帯域の中のＰＨＹ／ＭＡＣレイヤ設計に関して不可知であっても良い。認可スペクトル及び未認可スペクトルは、異なるＰＨＹ設計、例えば、異なる波形、異なるアクセス方式、異なるフレーム構造、異なるチャネライゼーションを利用しても良い。
【００３６】
スペクトルに跨るレート調整を用いる実施形態では、幾つかの遅延に敏感なアプリケーションは、最大遅延制約（Ｄｍａｘ）に制約されても良い。例えば、特定数の符号化パケットが、特定の遅延の範囲Ｄｍａｘ内で受信されなければならない。中央制御部（ＣＣ）エンティティは、負荷レベル、干渉、及びチャネル状態を監視し、並びに、未認可スペクトル帯域に渡る長期統計パケット損失レートを推定しても良い。制御部は、ＱｏＳ制約に適合するために、認可及び未認可スペクトル帯域に渡り送信レートも調整しても良い。例えば、制御部は、遅延制約に適合するために、未認可スペクトルに渡り送信レートを増大し、認可スペクトルに渡り送信レートを減少しても良い。
【００３７】
図１０は、本願明細書に開示の装置及び方法を実施するために使用され得る処理システムのブロック図を示す。特定の装置は、図示の全てのコンポーネントを、又はコンポーネントのうちの一部のみを用いても良く、統合のレベルは装置によって変わっても良い。さらに、装置は、複数の処理ユニット、プロセッサ、メモリ、送信機、受信機のようなコンポーネントの複数のインスタンスを有しても良い。処理システムは、スピーカ、マイクロフォン、マウス、タッチスクリーン、キーパッド、キーボード、プリンタ、ディスプレイ、等のような１又は複数の入力／出力装置を備えた処理ユニットを含んでも良い。処理ユニットは、バスに接続される中央処理ユニット（ＣＰＵ）、メモリ、大容量記憶装置、ビデオアダプタ、及びＩ／Ｏインタフェースを有しても良い。
【００３８】
バスは、メモリバス又はメモリ制御部、周辺機器バス、ビデオバス、等を含む任意の種類の複数のバスアーキテクチャのうちの１又は複数であっても良い。ＣＰＵは、任意の種類の電子データプロセッサを含んでも良い。メモリは、静的ランダムアクセスメモリ（static  random  access  memory、ＳＲＡＭ）、動的ランダムアクセスメモリ（dynamic  random  access  memory、ＤＲＡＭ）、動機ＤＲＡＭ（synchronous  DRAM、ＳＤＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（read−only  memory、ＲＯＭ）、それらの組合せ、等のような任意の種類のシステムメモリを含んでも良い。一実施形態では、メモリは、ブートアップで使用するＲＯＭ、プログラムの実行中に使用するプログラム及びデータ記憶のためのＤＲＡＭを有しても良い。
【００３９】
大容量記憶装置は、データ、プログラム、及び他の情報を格納し及びデータ、プログラム、及び他の情報をバスを介してアクセス可能にするよう構成される任意の種類の記憶装置を含んでも良い。大容量記憶装置は、例えば、固体ドライブ、ハードディスクドライブ、磁気ディスクドライブ、光ディスクドライブ、等のうちの１又は複数を含んでも良い。
【００４０】
ビデオアダプタ及びＩ／Ｏインタフェースは、外部入力及び出力装置を処理ユニットに結合するインタフェースを提供する。図示のように、入力及び出力装置の例は、ビデオアダプタに結合されるディスプレイ、及びＩ／Ｏインタフェースに結合されるマウス／キーボード／プリンタを含む。他の装置が処理ユニットに結合されても良く、追加の又はより少ないインタフェースカードが利用されても良い。例えば、ユニバーサルシリアルバス（Universal  Serial  Bus、ＵＳＢ）のようなシリアルインターフェース（図示しない）は、プリンタのためのインタフェースを提供するために用いられても良い。
【００４１】
処理ユニットは、ノード又は異なるネットワークにアクセスするためにＥｔｈｅｒｎｅｔケーブル等のような有線リンク及び／又は無線リンクを含んでも良い１又は複数のネットワークインタフェースも含む。ネットワークインタフェースは、処理ユニットがネットワークを介してリモートユニットと通信できるようにする。例えば、ネットワークインタフェースは、１又は複数の送信機／送信アンテナ及び１又は複数の受信機／受信アンテナにより無線通信を提供しても良い。一実施形態では、処理ユニットは、データ処理、及び他の処理ユニット、インターネット、リモート記憶設備、等のようなリモート装置との通信のために、ローカルエリアネットワーク又はワイドエリアネットワークに結合される。
【００４２】
図１１は、上述の１又は複数の装置（例えば、ＵＥ、ＮＢ）と等価であり得る通信装置１１００の一実施形態のブロック図を示す。通信装置１１００は、プロセッサ１１０４と、メモリ１１０６と、複数のインタフェース１１１０、１１１２、１１１４とを含んでも良い。これらは、図１１に示されるように配置されても良い（又はされなくても良い）。プロセッサ１１０４は、計算及び／又は他の処理関連タスクを実行できる任意のコンポーネントであっても良い。メモリ１１０６はプロセッサ１１０４のためのプログラミング及び／又は命令を格納できる任意のコンポーネントであっても良い。インタフェース１１１０、１１１２、１１１４は、通信装置１１００に無線信号を用いて通信させる任意のコンポーネント又はコンポーネントの集合であっても良く、無線ネットワークの無線コネクションに渡り情報を受信し及び／又は送信するために使用されても良い。
【００４３】
本説明は詳細に記載されたが、種々の変更、置換及び修正が添付の請求の範囲により定められるように本開示の精神及び範囲から逸脱することなく行われうることが理解されるべきである。現在既存の又は後に開発される処理、機械、製造者、事項、手段、方法若しくはステップの組成が本願明細書に記載の対応する実施形態と実質的に同一の機能を実行できること又は実質的に同一の結果を達成できることを当業者が本開示から直ちに理解するように、本開示の範囲は本願明細書に記載された特定の実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲は、処理、機械、製造者、事項、手段、方法又はステップの組成のようなそれらの範囲を包含するものとする。
【００４４】
以下の参考文献は、本願の主題に関連する。これらの参考文献の各々は、参照することによりその全体が本願明細書に組み込まれる。
・John  Byers,  Michael  Luby,  Michael  Mitzenmacher,  Ashu  Rege,  “A  Digital  Fountain  Approach  to  Reliable  Distribution  of  Bulk  Data”,  Proceedings  of  ACM  SIGCOMM  '９８,  September  ２−４,  １９９８
・A  Shokrollahi,  “Raptor  codes,”  Information  Theory,  IEEE  Transactions  on  ５２  (６),  ２５５１−２５６７
・“LT  Codes”  Foundations  of  Computer  Science,  ２００２.  Proceedings.  The  ４３rd  Annual  IEEE  Symposium  on,  ２７１−２８０
・３GPP  TS  ２６.３４６  V１０.４.０,  “Technical  Specification  Group  Services  and  System  Aspects:  MBMS,  Protocols  and  codecs,”  (Release  １０),  ２０１２
・M.  Luby,  M.  Mitzenmacher,  A.  Shokrollahi,  and  D.  Spielman,  “Efficient  erasure  correcting  codes,”  IEEE  Trans.  Inf.  Theory,  vol.  ４７,  no.  ２,  pp.  ５６９−５８４,  Feb.  ２００１
・H.  Kushwaha,  Y.  Xing,  R.  Chandramouli,  and  Harry  Heffes,  “Reliable  Multimedia  Transmission  Over  Cognitive  Radio  Networks  Using  Fountain  Codes,”  Proceedings  of  the  IEEE  (Volume  ９６,  Issue  １)
【００４５】
本発明は説明のための実施形態を参照して記載されたが、本記載は限定的な意味で解釈されることを意図しない。説明のための実施形態の種々の変形及び組合せ、並びに本発明の他の実施形態は、本記載を参照することにより当業者に明らかになるだろう。したがって、添付の請求の範囲はこのような変更又は実施形態を包含することが意図される。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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