(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線デバイス（ＵＥ）からベースノード（ＢＳ）へのデータ伝送のための方法であって、
前記ベースノードはセルラネットワークの一部であり、周波数分割多元接続方式をサポートするように構成され、前記ベースノードが受信可能な周波数帯域幅（４）は複数のサブキャリア（３）を含み、前記無線デバイス（ＵＥ）は前記ベースノード（ＢＳ）にキャンプオンしており、
前記方法は、
−前記ベースノードが、前記複数のサブキャリアのうちの１つのサブキャリア（３）を前記無線デバイスに割り当てるステップと、
−少なくとも１つの第２の無線デバイスが、前記複数のサブキャリアの２つ以上に使用する変調方式で前記ベースノードにキャンプオンし、前記無線デバイスが前記割り当てられた１つのサブキャリアのみを使用して、少なくとも１つのデータサービスセッションの期間に前記無線デバイスから前記ベースノードにデータを伝送するに際し、前記複数のサブキャリアの２つ以上に使用する前記変調方式とは異なる第１の変調方式を前記割り当てられた１つのサブキャリアに使用して前記データ伝送を行うステップと、を含み、
前記無線デバイスは前記ベースノードが前記第１の変調方式をサポート可能かの指示を前記ベースノードから受信でき、
前記方法は、さらに、前記第１の変調方式をサポートするとの指示があるときのみ前記ベースノードにキャンプオンするステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記無線デバイス及び前記第２の無線デバイスは前記セルラネットワークの異なるデバイス領域に割り当てられる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ベースノードが、前記第１の変調方式をサポートできることを前記無線デバイスに示し、その後、想定される前記第１の変調方式を用いて前記無線デバイスからの伝送を受信するステップを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ベースノードが前記複数のサブキャリアの中から前記第１の変調方式のために確保されたサブキャリアを前記無線デバイスに示すステップを含む、請求項１乃至３の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の変調方式は、次のグループ
−連続波、及び
−ガウス型最小偏移変調
からなる狭帯域伝送方式である、請求項１乃至４の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項６】
前記割り当てられたサブキャリアはエッジサブキャリアであって、前記ベースノードがサポートする前記周波数帯域幅（４）の一端にあることを特徴とする、請求項１乃至５の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項７】
前記割り当てられたサブキャリアは前記ベースノードがサポートする前記周波数帯域幅（４）の側部（１２）にある周波数に基づき、前記サブキャリアは前記第１の変調方式をサポートする無線デバイスにのみ使用可能である、請求項１乃至６の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項８】
セルラネットワークの一部であり、周波数分割多元接続方式をサポートするように構成されたベースノードにキャンプオンするように構成された無線デバイス（ＵＥ）であって、前記ベースノードは複数のサブキャリアを含む周波数帯域幅（４）を受信するように構成され、
前記無線デバイスは、
−前記複数のサブキャリアのうちの１つのサブキャリア（３）を前記ベースノードから割り当てられ、
−前記割り当てられた１つのサブキャリアのみを使用して少なくとも１つのデータサービスセッションの期間にデータを前記ベースノードに伝送するように構成され、
−少なくとも１つの第２の無線デバイスが、前記複数のサブキャリアの２つ以上に使用する変調方式で前記ベースノードにキャンプオンし、前記無線デバイスは、前記割り当てられた１つのサブキャリアのみを使用して、少なくとも１つのデータサービスセッションの期間に前記無線デバイスから前記ベースノードにデータを伝送するに際し、前記複数のサブキャリアの２つ以上に使用する前記変調方式とは異なる第１の変調方式を前記割り当てられた１つのサブキャリアに使用して前記データ伝送を行うよう構成され、
−前記ベースノードが前記第１の変調方式をサポート可能かの指示を前記ベースノードから受信でき、さらに、前記第１の変調方式をサポートするとの指示があるときのみ前記ベースノードにキャンプオンするよう構成された無線デバイス。
【請求項９】
前記無線デバイスは、前記少なくとも１つの第２の無線デバイスと異なる、前記セルラネットワークのデバイス領域に割り当てられる、請求項８に記載の無線デバイス。
【請求項１０】
前記第１の変調方式は、次のグループ
−連続波、及び
−ガウス型最小偏移変調
からなる狭帯域伝送方式である、請求項８又は９に記載の無線デバイス。
【請求項１１】
セルラネットワークの一部であるベースノード（ＢＳ）であって、前記ベースノードは周波数分割多元接続方式をサポートするように構成され、更に、前記ベースノードにキャンプオンする少なくとも１つの無線デバイス（ＵＥ）から複数のサブキャリアを含む周波数帯域幅（４）を受信するように構成され、
前記ベースノードは更に
−前記複数のサブキャリアのうちの１つのサブキャリア（３）を前記無線デバイスに割り当て、
−前記割り当てられた１つのサブキャリアのみを使用してデータサービスセッションの期間に無線デバイスからデータ伝送を受信するように構成され、
−少なくとも１つの第２の無線デバイスが、前記複数のサブキャリアの２つ以上に使用する変調方式で前記ベースノードにキャンプオンし、前記データ伝送は、前記割り当てられた１つのサブキャリアのみに使用する、前記複数のサブキャリアの２つ以上に使用する前記変調方式とは異なる、第１の変調方式で前記割り当てられた１つのサブキャリアについて受信されるよう構成され、
前記ベースノードは、さらに、前記無線デバイスに対し前記第１の変調方式をサポート可能かを指示するよう構成されるベースノード。
【請求項１２】
前記ベースノードは更に前記指示に続いて、想定される前記第１の変調方式を用いて前記無線デバイスからの伝送を受信するように構成された、請求項１１に記載のベースノード。
【請求項１３】
前記ベースノードは更に、前記複数のサブキャリアの中から前記第１の変調方式に確保されたサブキャリアを前記無線デバイスに示すように構成された、請求項１１又は１２に記載のベースノード。
【請求項１４】
前記第１の変調方式は、次のグループ
−連続波、及び
−ガウス型最小偏移変調
からなる狭帯域伝送方式である、請求項１１乃至１３の少なくとも１項に記載のベースノード。
【請求項１５】
前記割り当てられたサブキャリアはエッジサブキャリアであって、前記ベースノードがサポートする周波数帯域幅（４）の一端にあることを特徴とする、請求項１１乃至１４の少なくとも１項に記載のベースノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線デバイス、特にロングタームエボリューションネットワークにおける低能力無線デバイスからベースノードへのデータ伝送のための方法に関する。
【０００２】
本発明はまた、当該方法を用いる無線デバイスに関連する。本発明は更に、当該無線デバイスと通信するベースノードに関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に無線通信の分野では、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）の技術は、特に２Ｇ（ＧＳＭ（登録商標）、ＧＰＲＳ、ＥＤＧＥ）又は３Ｇ（ＵＭＴＳ、ＨＳＰＡ）をサポートする利用可能なセルラネットワークが提供するよりもデータの必要性が高い新しいサービスの導入を可能にするために、レイテンシーの低い高帯域化を可能にする技術として３ＧＰＰにより規格化されつつある。同時に、ネットワークオペレータは維持するセルラネットワーク規格の数を減らす傾向がある。長くみれば、旧来のセルラネットワークの少なくとも１つがオフになることが予想される。
【０００４】
一方、ロングタームエボリューション規格の定義は、いかなる種類のサービスであれ、この規格をサポートする無線デバイスはかなりの処理能力を有する無線デバイスを必要とするいくつかの機能を提供する必要があることを示している。特に１ミリ秒で２０ＭＨｚの周波数帯域をサポートする必要性は、かなりの量のハードウェアリソースを無線デバイスの側に要求する。
【０００５】
この状況はマシンツーマシン（Ｍ２Ｍ）デバイスの増加傾向と相いれないことは当然である。これらのＭ２Ｍデバイスは、典型的には自動販売機、店頭（ＰＯＳ）デバイス、電力量計若しくはその他のセンサデバイス、又はホームセキュリティデバイス等のマシンがセルラネットワークを介してリモートサーバと定期的に通信するものであり、好ましくはめったに少量のデータを送信しないように設計されている。従って、これらのＭ２Ｍデバイスは低能力無線デバイスである。これらは通常、これらが動作しているセルラネットワークとの全てのシグナリング運動を実施するのに必要な全てのコンポーネントが組み込まれた無線モジュールを備えている。
【０００６】
コストの観点から、上述した例のような低能力無線デバイスが単にＬＴＥ対応無線モジュールが組み込まれるだけで魅力的なものになる。同時に、現在ではもう数百万もの低能力無線デバイスがフィールドに存在し、もしそれらがＬＴＥに切り替わるだけで、現在のＬＴＥ対応セルラネットワーク（ＬＴＥネットワーク）は容量の点でこの負荷に圧倒される。これは、ペイロードを提供しない今日の標準規格に従ってかなりの量のオーバーヘッドシグナリングが必要とされるため、たとえこのような低能力無線デバイスがまれにしかデータを送信していないとしてもそうである。
【０００７】
従って、一方で低コストデバイス、特に低能力無線デバイスをサポートし、他方で低能力無線デバイスの予想される数量を供給するためのＬＴＥネットワークを準備するために、ＬＴＥ規格を適合させる必要がある。
【０００８】
現在では、アップリンク通信を含め、周波数帯域を低能力無線デバイスがサポートする必要があるキャリアのより小さい部分に低減することによって、無線デバイスの側の処理リソースが減ることは知られている。今までこれらのアプローチはリソース要素の基本単位に対応する必要量１．４ＭＨｚを超えなかった。さらに、単なるサポート帯域幅を超えるアップリンク通信のための低コストデバイスの処理要件を緩和するアプローチは不足している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明の目的は、ＬＴＥ対応無線デバイスの対応するベースノードへのアップリンク方向の通信プロトコルであって、ベースノードのアーキテクチャに与える影響が低い無線デバイスの処理リソースの大幅な削減を可能にする改善された通信プロトコルに向けた解決策を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
従って、本発明の第１の態様によれば、請求項１に記載の無線デバイスからベースノードへのデータ伝送のための方法が提案される。本発明の第２の態様によれば、請求項８に記載の無線デバイスが更に提案される。本発明の第３の態様によれば、請求項１１に記載のベースノードが提案される。
【００１１】
従って、本発明の第１の態様によれば、無線デバイスからベースノードへのデータ伝送のための方法であって、ベースノードはセルラネットワークの一部であり、周波数分割多元接続方式をサポートするように構成され、ベースノードが受信可能な帯域幅は複数のサブキャリアを含み、無線デバイスはベースノードにキャンプオンしており、
方法は、
−ベースノードが、複数のサブキャリアのうちの１つのサブキャリアを無線デバイスに割り当てるステップと、
−割り当てられたサブキャリアのみを使用して、少なくとも１つのデータサービスセッションの期間に無線デバイスからベースノードにデータを伝送することにより、ベースノードにキャンプオンする少なくとも１つの第２の無線デバイスが複数のサブキャリアの２つ以上に使用する変調方式とは異なる第１の変調方式を割り当てられたサブキャリアについてのデータ伝送に使用するステップと、を含み、
−無線デバイスはベースノードが第１の変調方式をサポート可能かの指示をベースノードから受信でき、さらに、第１の変調方式をサポートするとの指示があるときのみ、ベースノードにキャンプオンするステップを含む方法が提案される。
【００１２】
方法は、セルラネットワークのベースノードに基づき、ベースノードは周波数分割多元接続方式をサポートする。これは、特にＬＴＥ無線規格をサポートするベースノード、いわゆるｅＮｏｄｅＢｓに当てはまる。ＬＴＥにおいて、アップリンク通信は好ましくは単一キャリア周波数分割多元接続を用いて行われ、単一キャリア周波数分割多元接続は、ベースノードで動作する無線デバイスが他の無線デバイスと共に同じ周波数範囲でデータを提供し、無線デバイスは、ベースノードがサポートされる周波数帯域の全てのサブキャリアに１つの受信無線デバイスのために送信されたシンボルを分配可能なＬＴＥダウンリンクと対照的に、周波数帯域の１つ以上の割り当てられたサブキャリアでデータを伝送するものであることを意味する。
【００１３】
サブキャリアは周波数帯域の１５ｋＨｚ部分を表す。
【００１４】
アップリンクデータ伝送の一部として、ベースノードは、後続のデータ伝送に使用することが予想される各サブキャリアを無線デバイスに割り当てる。
【００１５】
これは、好ましくはデータサービスセッションを設定するための無線デバイスからの要求と同時に起きている。これは特に、無線デバイスがベースノードにデータを伝送する、及び／又はベースノードとの間でデータを送受信する期間である。斯かるデータサービスセッションは、特にデータ接続、ワンタイム伝送期間、又は無線デバイスがベースノードにキャンプオンしている期間である。もっともデータサービスセッションを開始する及び／又は終了させる他のイベントもカバーされる。
【００１６】
これに応じて、無線デバイスは割り当てられたサブキャリアで、すなわちこのベースノードで動作する他の無線デバイスが使用する変調方式と異なる変調方式を用いて１５ｋＨｚの周波数範囲でデータを伝送している。使用される第１の変調方式は、特に、ただ１つのサブキャリアを使用することを特徴とするゆえに単一サブキャリア変調方式である狭帯域変調方式である。
【００１７】
特に、第１の変調方式は、次のグループ
−連続波（ＣＷ）、及び
−ガウス型最小偏移変調（ＧＭＳＫ）
からなる狭帯域伝送方式であることが提案される。
【００１８】
これらの狭帯域伝送方式は、特にＧＳＭ対応セルラネットワーク内で使用されるものである。
【００１９】
従って、無線デバイスはＳＣ−ＦＤＭＡのシグナリング構造を用いるが、それぞれが広帯域変調方式、特に１２個のサブキャリアから構成される少なくとも１つのリソースブロックをカバーする周波数分割多重化伝送方式であるＬＴＥで使用される一般的な変調方式、特にＢＳＰＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４−ＱＡＭである異なる変調方式を割り当てられたサブキャリア内に組み込む。
【００２０】
これは、データを伝送するための無線デバイスにおいてリソースがはるかに少なくて済む、つまり
−一度に１つのサブキャリアだけがアドレスされ、
−特に、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）及び逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）のそれぞれを実行する必要がないため、変調方式についての処理能力が小さくて済む、
状況をもたらす。
【００２１】
その代わりに、よりシンプルな変調方式を用いて、伝送時の無線デバイスは、伝送が他の送信無線デバイスによって邪魔されないように、ＳＣ−ＦＤＭＡ構造、特にガードインターバル及びサブキャリアを分離するサブキャリア間隔対応ガード帯域を利用するが、本格的なＬＴＥ対応ＳＣ−ＦＤＭＡをサポートする無線デバイスに予想される複雑性を必要としない。そういう意味で、第１の変調方式を用いるデータ伝送はＳＣ−ＦＤＭＡ構造に組み込まれている。
【００２２】
更に有利な実施形態によれば、第１の無線デバイス及び第２の無線デバイスはセルラネットワークの異なるデバイス領域に割り当てられる。
【００２３】
この実施形態ではセルラネットワーク内の領域の定義が用いられる。特に、マシン型通信（ＭＴＣ）デバイスは携帯電話機とは別の領域として扱われることが好ましい。領域の概念では、セルラネットワーク内の具体的な実装にかかわらず、セルラネットワークは斯かる無線デバイスを異なる方法で扱う手段を有する。これによって、特にＭＴＣデバイスのために第１の領域で動作する無線デバイスのみが本発明の方法に従って動作し、アップリンク伝送に異なる変調方式を使用する可能性がもたらされる。
【００２４】
これは、ＭＴＣデバイスがデータ転送速度に関して携帯電話機と異なるニーズを有することが好ましいため特に有利である。一般的な完全装備の無線デバイスは最大のデータ伝送速度を目標にしているが、ＭＴＣデバイスには典型的に全く逆の要求がある。電力量計等の無線デバイスでは伝送時間は二次的である。従って、効果の弱い変調方式が伝送に適切である。
【００２５】
本発明の別の好適な実施形態によれば、ベースノードが、示された第１の変調方式をサポートできることを無線デバイスに示し、その後、想定される第１の変調方式を用いて無線デバイスからの伝送を受信するステップを含む方法が提案される。
【００２６】
この実施形態では、無線デバイスはベースノードが第１の変調方式をサポート可能かどうかの指示をベースノードから受信する。
【００２７】
指示は、特にベースノードから多数の無線デバイス、特に第１の領域、好ましくはＭＴＣ領域に割り当てられた無線デバイスへの同報通信で発信される。同報通信は、好ましくはＢＣＣＨの一部として発信されるシステム情報ブロック（ＳＩＢ）の一部である。システム情報について、特にＭＴＣデバイスへの特定のシステム情報のみを確保することが想定される。従って、第１の変調方式がサポートされているという指示は、Ｍ−ＳＩＢの１つに組み込まれることが好ましい。
【００２８】
無線デバイスがこの情報を受信すると、これに応答して次のデータ伝送が第１の変調方式を使用して開始される。
【００２９】
特に第１の変調方式によって物理的にのみデータを伝送することができるこれらの無線デバイスでは、特にベースノードがサポートする他の変調方式に対して利用可能なリソースが十分ではないため、ベースノードからの前記指示は適性基準として使用される。これは、無線デバイスがベースノードへのキャンプオンを望み、ベースノードが第１の変調方式をサポートしていないことを示す場合は、無線デバイスは可能ならば別のベースノードを見つける必要があることを意味する。
【００３０】
別の好ましい実施形態によれば、ベースノードが複数のサブキャリアの中から第１の変調方式のために確保されたサブキャリアを無線デバイスに示すステップを含む方法が提案される。
【００３１】
この実施形態では、ベースノードは追加的又は代替的にどのサブキャリアが第１の変調方式によってデータ伝送に使用されるかを無線デバイスに示す。
【００３２】
好ましくは、ベースノードが第１の変調方式をサポート可能かどうかの前の指示はこの指示と組み合わせられる。これは、ベースノードがどのサブキャリアが第１の変調方式によってデータ伝送に使用されるかを無線デバイスに示す場合に、ベースノードは第１の変調方式をサポートするという無線デバイスのための情報でもあることを意味する。サブキャリアが示されない場合、好ましくは、無線デバイスは別のベースノードを探している。
【００３３】
別の好ましい実施形態では、割り当てられるサブキャリアはエッジサブキャリアであって、ベースノードがサポートする周波数帯域の一端にあることを特徴とする方法が提案される。
【００３４】
割り当てられるサブキャリアと関連して、この実施形態によれば、利用可能なら周波数範囲のエッジに第１の変調方式によってデータ伝送のためのサブキャリアを確保することが有利である。これは他のサブキャリアとの干渉を減らす。
【００３５】
追加的又は代替的に、狭帯域ＲＦフィルタが、隣接するサブキャリアとの干渉を減らす単一サブキャリアに適合される。また、これによってガード帯域電波スペクトルが斯かるデータ伝送に利用可能になる。
【００３６】
更に有利な実施形態によれば、割り当てられるサブキャリアがサポートされる周波数帯域の側部にある周波数に基づき、前記サブキャリアが第１の変調方式をサポートする無線デバイスにのみ使用可能な方法が提案される。
【００３７】
この実施形態はさらに、周波数帯域の専用のサブキャリアの数に割り当てられる周波数範囲を超えるサブキャリアが使用されることを提案する。典型的にはベースノードの受信器は復号に使用されるよりも広い周波数帯域を受信することができる。特に各周波数帯域において２の冪よりも少数のサブキャリアが利用可能である。高速フーリエ変換（ＦＦＴ）では入力値は２の冪に一致するため、サブキャリアに割り当てられない残りのサブキャリアは、変調方式でデータを伝送するための十分な機能を備えている。従って、このガード帯域のこれらのサブキャリアを第１の変調方式に従ってデータ伝送に割り当てることが提案される。
【００３８】
本発明の第２の態様によれば、セルラネットワークの一部であり、周波数分割多元接続方式をサポートするように構成されたベースノードにキャンプオンするように構成された無線デバイスであって、ベースノードは複数のサブキャリアを含む帯域幅を受信するように構成され、
無線デバイスは、
−複数のサブキャリアのうちの１つのサブキャリアをベースノードから受信し、
−割り当てられたサブキャリアのみを使用して少なくとも１つのデータサービスセッションの期間にデータをベースノードに伝送するように構成され、
−無線デバイスは、前記ベースノードにキャンプオンする少なくとも１つの第２の無線デバイスが複数のサブキャリアの２つ以上に使用する変調方式とは異なる第１の変調方式を割り当てられたサブキャリアについてのデータ伝送に使用するように構成され、
−無線デバイスはベースノードが第１の変調方式をサポート可能かの指示をベースノードから受信でき、さらに、第１の変調方式をサポートするとの指示があるときのみ、ベースノードにキャンプオンする無線デバイスが提案される。
【００３９】
特に無線デバイスは、少なくとも処理ユニット、メモリユニット、及び無線送受信器を備える。無線デバイスは第１の変調方式をサポートすることができ、特にデータ伝送はこの第１の変調方式を使用することしかできない。特に無線デバイスはＲＦユニットを含む無線送受信器を備え、送受信器は１つのサブキャリアをアドレスするのに十分な周波数範囲でデータを伝送することができる。これは、影響を受ける低コスト無線デバイスのためにハードウェアリソースを確保するため特に有利である。
【００４０】
第２の態様は本発明の第１の態様の利点を共有する。
【００４１】
本発明の第３の態様によれば、セルラネットワークの一部であるベースノードであって、周波数分割多元接続方式をサポートするように構成され、更に、ベースノードにキャンプオンする少なくとも１つの無線デバイスから複数のサブキャリアを含む帯域幅を受信するように構成され、
ベースノードは更に
−複数のサブキャリアのうちの１つのサブキャリアを前記無線デバイスに割り当て、
−割り当てられたサブキャリアのみを使用してデータサービスセッションの期間に無線デバイスからデータ伝送を受信するように構成され、
前記データ伝送は、前記ベースノードにキャンプオンする少なくとも１つの第２の無線デバイスが複数のサブキャリアの２つ以上に使用する変調方式とは異なる第１の変調方式で割り当てられたサブキャリアについて受信されるよう構成され、
ベースノードは更に
−無線デバイスに対し、第１の変調方式をサポート可能かを指示するよう構成されるベースノードが提案される。
【００４２】
一般に、この態様は本発明の第１の態様の利点を共有する。
【００４３】
加えて、既存のベースノード実装、特に今日のＬＴＥ実装で使用されるｅＮｏｄｅＢｓは、本発明に従う構成に予め適した物理的な前提条件に由来することが有利である。特にＲＦ部分は、同じ周波数帯域の受信が予想されるため変更が不要である。従って、アップリンクリソーススケジューラ、及び、好ましくはダウンリンク伝送を、特に第１の変調方式をサポートすることができることを示すシステム情報の同報通信に適合させるには、ソフトウェア更新だけで十分である。
【００４４】
示されているように、有利な点として本発明は示された課題を解決し、低リソースの無線デバイスがデータ伝送ニーズに応じてＬＴＥネットワーク内で動作できるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
以下の説明及び添付図面は幾つかの例示的な態様を詳細に示しているが、実施形態の原理を使用することができる種々の方法のうちのほんの一部を示しているにすぎない。本発明の特徴及び利点は、限定的ではなく例示的な例として与えられる有利な実施形態の以下の説明及び添付図面を読む時に現れるだろう。
【００４６】
【図１】従来技術による送信ユーザ装置及び受信ベースノードの動作ステップのブロック図を表す。
【図２】本発明の好適な実施形態による送信ユーザ装置及び受信ベースノードの動作ステップのブロック図を表す。
【図３】本発明の好適な実施形態によるアップリンクにおける周波数時間図を示す。
【図４】本発明の好適な実施形態の一部である使用及び未使用の周波数帯域並びにガード帯域の使用を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図１は、単一キャリア周波数分割多元接続によるアップリンク伝送の従来技術による、ユーザ装置（ＵＥ）及びＬＴＥネットワークの一部であるベースノード（ＢＳ）それぞれの無線デバイスの動作ステップを概略的に示している。プロセスはＵＥからＢＳへの処理キューとして示されている。
【００４８】
この例ではいくつかのペイロードデータが、例えば１つのＵＥによるデータサービスセッションの一部であるプロセスに入れられる。以下のステップは、一般にプロトコルスタック内でＵＥと無線周波数ユニット（ＲＦ）とにより実行される。
【００４９】
初めにペイロードデータは、一般的なＬＴＥ変調方式であるＧＰＳＫ、１６-ＱＡＭ又は６４-ＱＡＭを使用して、データ量及びＢＳで設定された方式に従って変調される。次に変調データはパラレル化される、つまり、一度に変調データの各部分が多重経路に分けられる。
【００５０】
次に時間領域のこれらの経路は、周波数領域において順高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により変換される。周波数領域のデータに基づいて個別のサブキャリアへのマッピングが可能である。
【００５１】
各サブキャリアは１．４ｋＨｚをカバーするため、１つ以上のサブキャリアが特定のＵＥのデータ伝送に使用できるベースノードから割り当てられたリソースに依存している。典型的にはマッピングは、特に実際それ自体が１２個のサブキャリアから構成されるリソースブロックで行われる。
【００５２】
次に、サブキャリアへのマッピングを下位層でのアナログシリアル伝送のために変換する必要がある。そのため、時間領域における逆ＦＦＴ変換が初めに実行され、次いでその結果がシリアル化に使用可能となる。
【００５３】
巡回プレフィックスの付加はＬＴＥに特有である。これは、特定のサブキャリアの周波数でのシリアル化伝送がいわゆるガード期間により拡張された後、エアインターフェースＳ１を通じたベースノードへのアナログ伝送が実行されることを意味する。
【００５４】
ＢＳにおいて反対の動作が実行される必要があり、これによって、異なるＵＥからのデータが、選別する必要がある各周波数範囲で受信されることが予想される。
【００５５】
初めに、ＵＥでの最後の動作に対する正反対の動作、すなわちエアインターフェースを通じて伝送されたアナログデータの受信、そして巡回プレフィックス処理の一部であるガード期間の除去、データのパラレル化、及び周波数領域における時間領域からの順ＦＦＴが実行される。
【００５６】
サブキャリア選択ステップにおいて、それぞれデータ伝送のためにサブキャリアが割り当てられた異なるＵＥからのデータ伝送は送信ＵＥにより分離される。この例で示されたＵＥのサブキャリアでは、左端の４つのサブキャリアが確保され、適切に処理される。そしてＯＦＤＭＡと同様に、上り伝送における振幅変化及び位相シフトに対してデータ伝送で受信した参照シンボルを使用することに関係する等化及びチャネル推定ステップが行われる。
【００５７】
そしてサブキャリアに関するデータは、逆ＦＦＴによって時間領域で変換され、続いてシリアル化される。最後に、最初に伝送されたペイロードを受信するために、変調を最初から戻す復調が実行されなければならない。復調には、ＵＥにおける変調ステップで行われたのと同じ、戻すだけの変調方式を使用しなければならない。
【００５８】
これに対して、図２は本発明の例示的な実施形態についての同じ手順を示している。見れば分かるように、本発明の目的である簡略化が主にＵＥに影響を及ぼしている。
【００５９】
これはＵＥ側のステップＵＳ１において、ＵＥからＢＳに伝送されるペイロードから始まる。実際、ここではＵＥ（１）と示されている複数のＵＥのうちの１つからの伝送が示されている。
【００６０】
次のステップにおいて、単一サブキャリア狭帯域変調方式、特にＧＭＳＫ又はＣＷを用いた変調ＵＳ２が実行される。
【００６１】
これらの変調データは、各サブキャリア周波数に偏移させるだけでよい。この周波数は、前の段階、特に登録、データ接続の設定、又は別のデータサービスセッションの開始時にデータ伝送のためにＢＳから割り当てられるサブキャリアに関連している。
【００６２】
ＬＴＥプロトコル構造に従うための適応として、静位相を一定期間内に挿入することにすぎない処理が同様にステップＵＳ３に付加される、つまりガード期間が変調データストリームに付加される。
【００６３】
最後に、結果として生じる出力がステップＵＳ４においてアナログＲＦ送信器を介してエアインターフェースＳ１で送信される。
【００６４】
見れば分かるように、本発明によるＵＥからＢＳへのデータ伝送にはシリアル化／パラレル化ステップも順又は逆ＦＦＴも使用されない。アナログ送信器が狭帯域変調方式しかサポートできない場合は、ＲＦ送信器であっても１つのサブキャリアを送信するのに十分な範囲を有するにすぎない。
【００６５】
ＢＳ側では、従来技術によるものとほぼ同じステップＢＳ１〜ＢＳ１０が実行される。ＢＳ５におけるサブキャリア選択によって、狭帯域変調方式を用いたＵＥによるデータ伝送と同数のサブキャリアがもたらされる。ここで、２つのサブキャリア、特に各周波数範囲のエッジサブキャリアが狭帯域変調方式を使用する斯かるＭＴＣ−ＵＥのために少なくとも時間的に確保されていることが２種類の矢印で示され、結果的に異なるＵＥ（１）、ＵＥ（ｎ）からの別個のペイロードＢＳ１０がもたらされる。
【００６６】
従って、送信ＵＥ（ｎ）のそれぞれに対して、次のステップＢＳ６〜ＢＳ１０が実行される。ここで各復調方式は選択する必要があるため、復調ステップＢＳ９だけが従来技術による復調と異なる。
【００６７】
ＢＳ側におけるこの処理キューは、本発明の方法をサポートするベースノードにおいて重大な変更が不要であることを示している。これはハードウェア部分、特に受信器に特に当てはまるが、本発明の方法をサポートするために一般的なプロセスも実質的に変更されず、従ってわずかなソフトウェア変更しか必要としない。
【００６８】
図３は、提案する本発明の実施形態を拡張したサポート周波数分割多元接続方式の構造を周波数及び時間に関する図で示している。この図は周波数１及び時間２に関し、各周波数帯域幅４におけるサブキャリア３のシグナリングを示している。
【００６９】
周波数軸１上には、隣接サブキャリア３で伝送される信号の振幅８が示されている。これは、振幅の重複を伴うが追加のガード周波数なしに十分なシグナリング品質を与える、振幅８の最大の１５ｋＨｚごとのサブキャリアの間隔のＯＦＤＭＡの典型的な分布を示している。この設計は、従来の技術標準よりＬＴＥでより速い伝送速度を達成するベースの１つである。
【００７０】
更に、各単一ＯＦＤＭシンボル６はデータ伝送全体の同期をもたらす循環ガード期間５により離間されている。この構造はサブキャリアの時間領域９に共通である。
【００７１】
この概念は一般にアップリンク及びダウンリンク伝送に影響を及ぼす。
【００７２】
１つの特定のサブキャリア３を表す特定の周波数４．１についての本発明の好適な実施形態によれば、ＳＤ−ＦＤＭＡシグナリングの代わりに、別の狭帯域変調方式が周波数帯域幅に組み込まれる。特定の実施形態では、これはエッジサブキャリアとして示され、本発明の特定の実施形態の一部として有利である。特定の変調方式におけるこのサブキャリアでの伝送７は時間軸に沿って続き、ガード期間５も有する。
【００７３】
サブキャリアの共通の振幅構造を利用することによって、特定のサブキャリアの周波数の干渉が削除される。変調方式の狭帯域構造を用いると追加の干渉が導入されないため、この変調方式はサブキャリアの振幅構造の残りの部分に組み込むことができる。これはデータ伝送の容量要件の増加が周波数領域ではなく時間領域でのみ要求されるという事実によるものである。すなわち、追加のデータ伝送はより時間がかかるだけで、想定されるＵＥに重要でないと考えられる。また、好ましくは第１のサブキャリアに隣接する別のサブキャリアは、より多くの容量が必要とされ、リソースがＵＥとエアインターフェースの両方で利用可能な場合に、ＵＥにより使用されることが予測される。
【００７４】
図４は、ＬＴＥ規格に準拠するＵＥ及びＢＳ間の周波数帯域を本発明の更に好適な実施形態の一部として示している。例として１５ＭＨｚの周波数帯域が示されている。この周波数帯域では、ＬＴＥ規格に準拠し、合計１３．５ＭＨｚをカバーする総計９００個のサブキャリアが想定される。周波数帯域のエッジにガード帯域１４が付加される。
【００７５】
更に、ＦＦＴは、計算されるデータ点、この場合はサブキャリアの数が２の冪に等しい場合に最良に実行される。これは９００ＭＨｚ帯域で１０２４個のサブキャリアに等しくなる。従って、９００個のサブキャリアしか宣言されなくても、各ＢＳは少なくとも１０２４個のサブキャリアを受信し、受信したサブキャリアにＦＦＴを実行することができる。
【００７６】
これは、ＢＳが実際に読取可能なサポート周波数範囲に加えて側部１２に委ねられる。
【００７７】
既知のＬＴＥ規格に準拠して動作する一般的なＵＥ１１ｂは、１３．５ＭＨｚの周波数に分布する割り当てられたサブキャリアの各リソースブロックによるデータ発信のための領域１０を使用している。
【００７８】
本発明の方法をサポート可能な低コストＵＥ１１ａは、特により小さい範囲で一度にデータを伝送するようにのみ構成されている。破線によって示される周波数帯域の全領域で、ＵＥは、指定された伝送周波数、すなわち第１の変調方式によるデータ伝送のためのサブキャリアをサポートすることができる。
【００７９】
従って、ＵＥ１１ａは、読取可能な周波数範囲の側部１２で周波数領域１０の外側、好ましくはガード帯域１４の外側のサブキャリア１５でデータを伝送することができる。
【００８０】
このオプションは、これにより他の高性能無線デバイスの周波数が割り当てられないため、特に有利である。特にいくつかの低コストＵＥは、使用する狭帯域変調方式の伝送速度が低いために比較的少ないデータ量でも長い時間がかかるため、低コストＵＥに割り当てられるサブキャリアは著しく短い時間の間ブロックされる。専用のサブキャリアが共通のＬＴＥデバイスのアドレス可能な周波数帯域の外側にあるため、エアインターフェースにおけるリソース衝突が発生していない。更に、使用される周波数帯域はなおもいずれにせよＢＳが読取可能でなければならない周波数範囲内にあるため、ＢＳ側でのハードウェア変更は不要である。
【００８１】
以上の詳細な説明において、本発明が実施され得る特定の実施形態を例示する添付の図面に参照がなされる。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施し得るために十分に詳細に記載されている。本発明の様々な実施形態は、相互に相違があるが、必ずしも相互に排他的である必要性は無いことが理解される。例えば、１つの実施形態に関連して本願明細書において記載されている特定の特徴、構成又は特性は、本発明の範囲から逸脱すること無く、他の実施形態の範囲内で実施され得る。加えて、開示された各実施形態の個々の要素の位置又は配列は、本発明の範囲から逸脱することなく修正され得ることが理解される。従って、以上の詳細な説明は、本発明を限定するようには解釈されず、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ確定され、特許請求の範囲が権利を与える均等物の全範囲と共に適切に解釈される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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