(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ機器(UE)におけるワイヤレス通信の方法であって、
送信時間およびデータレートに基づいて調整されるフレキシブルな帯域幅割振りに少なくとも部分的に基づいて基地局から狭帯域リソース割振りを受信するステップであって、前記送信時間は、前記フレキシブルな帯域幅割振りに反比例する、ステップと、
ガウス最小シフトキーイング(GMSK)およびシングルキャリア周波数分割多元接続(SC-FDMA)変調を利用して発信メッセージを変調するステップであって、前記発信メッセージは、着信メッセージによって使用される変調方式とは異なり、前記着信メッセージによって使用される変調方式によりもたらされるピーク対平均電力比(PAPR)より低いものをもたらす、変調方式を使用し、前記発信メッセージの前記変調は、前記フレキシブルな帯域幅割振りのための利用可能なトーンの数に基づいたM点離散フーリエ変換(DFT)を含む、ステップと、
前記狭帯域リソース割振りを用いて前記発信メッセージを送信するステップとを含む、方法。
【請求項２】
直交周波数分割多元接続(OFDMA)変調を利用して前記着信メッセージを復調するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記発信メッセージを変調するステップは、
前記M点DFTを用いてシンボルベクトルを生成するステップと、
周波数領域ガウスフィルタを用いて前記シンボルベクトルをフィルタリングするステップと、
逆DFTを利用して、前記フィルタリングされたシンボルベクトルからサンプルベクトルを生成するステップと、
GMSKを利用して前記サンプルベクトルを変調するステップとを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記狭帯域リソース割振りは、前記UEの電力制限に基づく、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記狭帯域リソース割振りの帯域幅は、最も狭い狭帯域キャリア帯域幅の倍数である、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
送信する前に、デジタル領域においてフレキシブルであるフィルタ帯域幅に基づいて前記発信メッセージをフィルタリングするステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記フィルタ帯域幅は、前記狭帯域リソース割振りの形をとるフレキシブルな帯域幅割振りに基づいて比例的に増加する、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記フレキシブルな帯域幅割振りは、基地局と前記UEとの間の経路損失に少なくとも部分的に基づく、請求項1に記載の方法。
【請求項９】
前記発信メッセージを変調するステップは、
GMSK変調を使用して前記発信メッセージを変調するステップであって、前記GMSK変調は、チャネル条件によって決まる、ステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１０】
マシンタイプ通信(MTC)手順に基づいて、前記基地局とデータを交換するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１１】
ユーザ機器(UE)におけるワイヤレス通信のための装置であって、
請求項1から10のいずれか一項に記載の方法を行うように構成される手段を備える、装置。
【請求項１２】
ユーザ機器(UE)におけるワイヤレス通信のためのコードを記憶するコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コードは、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法を行うように構成される、コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
相互参照
本特許出願は、2014年10月9日に出願され、本出願の譲受人に譲渡された、Liらによる「Flexible Gaussian Minimum Shift Keying in a Cellular Internet of Things System」という名称の米国特許出願第14/510,857号の優先権を主張する。
【０００２】
下記は、一般に、ワイヤレス通信に関し、より詳細には、セルラーモノのインターネット(IoT:Internet of Things)システムにおけるフレキシブルなガウス最小シフトキーイングに関する。
【背景技術】
【０００３】
ワイヤレス通信システムが、音声、ビデオ、パケットデータ、メッセージング、放送などの種々のタイプの通信コンテンツを提供するために広く展開されている。これらのシステムは、利用可能なシステムリソース(たとえば、時間、周波数、および電力)を共有することによって複数のユーザとの通信をサポートすることができる多元接続システムとすることができる。そのような多元接続システムの例は、符号分割多元接続(CDMA)システム、時分割多元接続(TDMA)システム、周波数分割多元接続(FDMA)システム、および直交周波数分割多元接続(OFDMA)システム、(たとえば、ロングタームエボリューション(LTE)システム)を含む。
【０００４】
例として、ワイヤレス多元接続通信システムは複数の基地局を含むことができ、各基地局は、別の状況ではユーザ機器(UE)として知られている場合がある複数の通信デバイスのための通信を同時にサポートする。基地局は、ダウンリンクチャネル(たとえば、基地局からUEへの送信用)上およびアップリンクチャネル(たとえば、UEから基地局への送信用)上でUEと通信することができる。
【０００５】
いくつかのUEは自動化通信を提供することができる。自動化UEは、マシン・ツー・マシン(M2M:Machine-to-Machine)通信またはマシンタイプ通信(MTC:Machine Type Communication)を実現するUEを含むことができる。M2MまたはMTCは、人が介在することなく、デバイスが互いにまたは基地局と通信できるようにするデータ通信技術を指す場合がある。M2MまたはMTCデバイスはUEを含むことができ、モノのインターネット(IoT)の一部として使用することができる。IoT内のいくつかのM2MまたはMTCデバイスはパーキングメータ、水道メータおよびガスメータならびに少量のデータを低い頻度で通信する場合がある他のセンサを含むことができる。
【０００６】
場合によっては、IoTに含むとき、UEは電力制限デバイスである場合があり、UL送信は、デバイスの使用可能な電力リソース(すなわち、電池)消耗の大きな原因となる場合がある。デバイスによって使用される変調方式は、電力使用量に著しく影響を及ぼす可能性がある。たとえば、変調方式によっては、高いピーク対平均電力比(PAPR)を有する場合があり、その結果として、条件によっては、高い電力使用量および/または制限された範囲になる場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は包括的にはワイヤレス通信システムに関連する場合があり、より詳細には、セルラーモノのインターネット(IoT)システムにおけるフレキシブルなガウス最小シフトキーイング(GMSK)のための改善されたシステム、方法および/または装置に関連する場合がある。ユーザ機器(UE)が、ダウンリンクメッセージを復調するために直交周波数分割多元接続(OFDMA)を利用し、アップリンク変調のためにGMSKおよびシングルキャリア周波数分割多元接続(SC-FDMA)の組合せを利用することができる。アップリンク変調プロセスは、M点離散フーリエ変換(DFT)を用いてシンボルベクトルを生成することと、周波数領域ガウスフィルタを用いてシンボルベクトルをフィルタリングすることと、逆DFTを利用して、フィルタリングされたシンボルベクトルからサンプルベクトルを生成することと、GMSKを利用してサンプルベクトルを変調することとを含むことができる。場合によっては、アップリンク変調は、基地局から受信された狭帯域リソース割振りに基づくことができる。
【０００８】
UEにおけるワイヤレス通信の方法が記述される。その方法は、基地局から狭帯域リソース割振りを受信することと、GMSKおよびSC-FDMA変調を利用して発信メッセージを変調すること、狭帯域リソース割振りを用いて発信メッセージを送信することとを含むことができる。
【０００９】
UEにおけるワイヤレス通信のための装置が記述される。その装置は、基地局から狭帯域リソース割振りを受信するための手段と、GMSKおよびSC-FDMA変調を利用して発信メッセージを変調するための手段と、狭帯域リソース割振りを用いて発信メッセージを送信するための手段とを含むことができる。
【００１０】
UEにおけるワイヤレス通信のためのさらなる装置が記述される。その装置は、プロセッサと、プロセッサと電子的に通信するメモリと、メモリに記憶される命令とを含むことができ、命令は、基地局から狭帯域リソース割振りを受信し、GMSKおよびSC-FDMA変調を利用して発信メッセージを変調し、狭帯域リソース割振りを用いて発信メッセージを送信することが、プロセッサによって実行可能である。
【００１１】
UEにおけるワイヤレス通信のためのコードを記憶する非一時的コンピュータ可読媒体が記述される。そのコードは、基地局から狭帯域リソース割振りを受信するために実行可能な命令と、GMSKおよびSC-FDMA変調を利用して発信メッセージを変調するために実行可能な命令と、狭帯域リソース割振りを用いて発信メッセージを送信するために実行可能な命令とを含むことができる。
【００１２】
上記の方法、装置および/または非一時的コンピュータ可読媒体のいくつかの例はさらに、OFDMA変調を利用して着信メッセージを復調することを含むことができる。それに加えて、またはその代わりに、いくつかの例では、発信メッセージを変調することは、M点DFTを用いてシンボルベクトルを生成することと、周波数領域ガウスフィルタを用いてシンボルベクトルをフィルタリングすることと、逆DFTを利用して、フィルタリングされたシンボルベクトルからサンプルベクトルを生成することと、GMSKを利用してサンプルベクトルを変調することとを含む。
【００１３】
上記の方法、装置および/または非一時的コンピュータ可読媒体のいくつかの例では、狭帯域リソース割振りは、UEの電力制限に基づく。それに加えて、またはその代わりに、いくつかの例では、狭帯域リソース割振りの帯域幅は最も狭い狭帯域キャリア帯域幅の倍数である。
【００１４】
上記の方法、装置および/または非一時的コンピュータ可読媒体のいくつかの例はさらに、デジタル領域においてフレキシブルであるフィルタ帯域幅に基づいて発信メッセージをフィルタリングすることを含むことができる。それに加えて、またはその代わりに、いくつかの例では、フィルタ帯域幅は、フレキシブルな帯域幅割振りに基づいて比例的に増加する。
【００１５】
上記の方法、装置および/または非一時的コンピュータ可読媒体のいくつかの例では、狭帯域リソース割振りは、フレキシブルな帯域幅割振りに少なくとも部分的に基づき、フレキシブルな帯域幅割振りは、送信時間およびデータレートに基づいて調整することができる。それに加えて、またはその代わりに、いくつかの例では、フレキシブルな帯域幅割振りは、基地局とUEとの間の経路損失に少なくとも部分的に基づく。
【００１６】
上記の方法、装置および/または非一時的コンピュータ可読媒体のいくつかの例では、送信時間は、フレキシブルな帯域幅割振りに反比例する。それに加えて、またはその代わりに、いくつかの例では、発信メッセージを変調することは、UEのチャネル条件に基づいて発信メッセージを変調することを含む。
【００１７】
上記の方法、装置、および/または非一時的コンピュータ可読媒体のいくつかの例はさらに、マシンタイプ通信(MTC)手順に基づいてネットワークとデータを交換することを含むことができる。
【００１８】
上記では、以下の発明を実施するための形態をより良く理解できるようにするために、本開示による例の特徴および技術的利点をかなり広く概説した。以下で、さらなる特徴および利点が説明される。開示される概念および具体例は、本開示の同じ目的を実行するために他の構造を変更または設計するための基礎として容易に利用することができる。そのような同等の構造は、添付の特許請求の範囲から逸脱しない。本明細書において開示される概念の特性、それらの編成と動作方法の両方は、添付の図とともに検討されるときに、関連する利点とともに以下の説明からより良く理解されよう。図の各々は、例示および説明のために提供され、特許請求の範囲の限界を定めるものではない。
【００１９】
本開示の性質および利点のさらなる理解は、以下の図面の参照によって実現することができる。添付の図において、同様の構成要素または特徴は同じ参照ラベルを有することができる。さらに、同じタイプの種々の構成要素は、参照ラベルの後に、ダッシュと、同様の構成要素を区別する第2のラベルとを続けることによって区別することができる。第1の参照ラベルだけが本明細書において使用される場合には、その説明は、第2の参照ラベルにかかわらず、同じ第1の参照ラベルを有する同様の構成要素のうちのいずれにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのためのワイヤレス通信システムの一例を示す図である。
【図２】本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのためのワイヤレス通信サブシステムの一例を示す図である。
【図３】本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのための送信チェーンの一例を示す図である。
【図４】本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのためのリソース割振りの一例を示す図である。
【図５】本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのためのプロセスフローの一例を示す図である。
【図６】本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのために構成されるユーザ機器(UE)のブロック図である。
【図７】本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのために構成されるUEのブロック図である。
【図８】本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのために構成される通信管理モジュールのブロック図である。
【図９】本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのために構成されるUEを含むシステムのブロック図である。
【図１０】本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのための方法を示す流れ図である。
【図１１】本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのための方法を示す流れ図である。
【図１２】本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのための方法を示す流れ図である。
【図１３】本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのための方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
ワイヤレス通信する自動化デバイスのネットワークは、場合によっては、モノのインターネット(IoT)と呼ばれる場合がある。IoTネットワークを介して通信するデバイス(たとえば、マシンタイプ通信(MTC)デバイス)は、自動メータ、センサなどを含む場合がある。場合によっては、自動化デバイスは、相対的に低いスループットのアプリケーション(たとえば、基地局に最新情報を送信する水位センサ)を有する場合がある。認可された帯域において動作するセルラーシステムを含む、自動化デバイスによって使用するために利用可能ないくつかのワイヤレス通信システムが存在する場合がある。しかしながら、セルラーシステムは、高スループットアプリケーションを使用するデバイスのために設計される場合がある。低スループット条件に従って動作するデバイス(たとえば、頻度の低い、小さなデータの転送)は、より高いスループットのデバイスに関連付けられるのとは異なる設計上の検討事項を提起する場合がある。たとえば、自動化デバイスは、電池を交換することなく、長期間にわたって動作するように設計される場合がある。
【００２２】
場合によっては、セルラーシステムは、ダウンリンクにおいてある変調方式を使用し、アップリンクでは異なる変調方式を使用することによって電力使用量を改善することができる。たとえば、本開示によれば、ワイヤレス通信システムが、ダウンリンクにおいてOFDMAを使用し、アップリンクではフレキシブル狭帯域GMSKを使用することができ、それにより、ピーク対平均電力比(PAPR)を改善することができる。アップリンクでは、狭帯域GMSKは、各デバイスに割り振られるリソースが時間および周波数に関してフレキシブルであるように構成することができる。たとえば、厳しく電力制限されたデバイスは、利用可能な最も狭い狭帯域キャリアを割り振られる場合がある。一方、デバイスがそれほど過酷でない電力制限を有する場合には、そのデバイスは、最も狭い狭帯域キャリアの倍数に等しい帯域幅を有する狭帯域キャリアを割り振られる場合がある。そのような場合、デバイスのシンボルレートは、帯域幅と同じ倍数だけ高めることができる。
【００２３】
したがって、デバイスが、より広い割振り帯域幅を処理するために、比例して広いベースバンドフィルタを使用することができる(すなわち、フィルタ帯域幅はデジタル領域においてフレキシブルにすることができる)。いくつかの例では、アップリンク変調方式は、割り振られた実際の帯域幅にかかわらず、同じ帯域幅拡張率(すなわち、倍数)を使用することができる。
【００２４】
他の場合には、IoTデバイスと基地局との間の通信は、開ループタイミング同期を用いて送信シンボル時間を決定することによって、改善することができる。結果として、IoTネットワーク内の同じ基地局と通信している異なるIoTデバイスからのアップリンク信号は、ある時間窓内に到着することができ、時間窓の長さは、最長で、IoTデバイスと基地局との間の最大往復遅延とすることができる。これを考慮に入れて、IoTデバイスによってアップリンク送信において使用されるサイクリックプレフィックスの長さを延長することができ、一方、IoTデバイスへのダウンリンク送信において使用されるサイクリックプレフィックスの長さは、延長されたアップリンクサイクリックプレフィックスより短いままにすることができる。
【００２５】
いくつかの例では、デバイスが、あらかじめUEに既知であり、その地域内のセルグループに共通の波形を使用してセルと同期することができる。その後、デバイスは、物理ブロードキャストチャネル(PBCH)時間を決定することができる。デバイスはPBCHを受信し、それを用いて、そのセルのための物理レイヤIDおよびアップリンク送信のための周波数を決定することができる。また、PBCHは、チャネル構成を指示することもでき、それにより、デバイスはランダムアクセス手順を実行できるようになる場合がある。チャネル構成は、共有トラフィックチャネルの時間および周波数リソース構成を含むことができる。場合によっては、デバイスは、制御チャネル送信のインデックスに基づいてデータ送信のためのリソースを判断することができる。場合によっては、制御チャネル送信とデータチャネル送信との間に所定の遅延が存在する場合がある。その際、デバイスは、遅延中に低電力状態に入ることができる。
【００２６】
別の例では、基地局が、デバイスに、物理ランダムアクセスチャネル(PRACH)信号を送信するための時間および/または周波数リソースを割り振ることができる。そのような場合、リソース割振りは、PRACH信号のタイプおよびクラスに基づいて配分することができる。たとえば、UEが、定期のトラフィックを送信するために第1のリソースサブセットを割り当てられ、要求に応じたトラフィックを送信するために第2のリソースサブセットを割り当てられる場合がある。定期のトラフィックは、たとえば、所定の時間間隔(たとえば、24時間間隔)で基地局に報告されるセンサ測定値を含む場合がある。対照的に、要求に応じたトラフィックは、少なくとも1つの報告トリガの検出(たとえば、デバイスにおいて異常を検知すること)に基づいて開始される緊急の送信を含む場合がある。
【００２７】
いくつかの例では、デバイスが、サービングセルとの接続を確立するために、初期アクセス手順を実行することができる。その後、デバイスは、不連続送信(DTX)サイクルおよび確認応答スケジュールを含む定期送信スケジュールを、サービングセルと取り決めることができる。デバイスは、低電力モードに入ることができ、DTXサイクルのスリープ間隔中にいかなる送信も控えることができる。デバイスは、その後、別のアクセス手順を実行することなく、スリープ間隔後にウェークアップし、サービングセルにメッセージを送信することができる。デバイスは、定期送信スケジュールによってカバーされない時間において送信するために別のアクセス手順を実行することができる。たとえば、そのメッセージのための確認応答(ACK)が受信されない場合には、デバイスは、再送のための別のアクセス手順を実行することができる。
【００２８】
さらに別の例では、IoTデバイスは、後続の第2の通信セッションのための電力およびタイミング制御情報を決定するために、基地局との第1の通信セッションからの記憶された制御情報を使用することができる。具体的には、この例では、デバイスが基地局との第1の通信セッションを確立し、第1の通信セッション中に、基地局から、アップリンク送信に関連付けられる送信信号シンボルタイミングおよび/または電力制御レベルを調整する際にデバイスを助ける閉ループ制御情報を受信することができる。そのような場合に、デバイスは、第1の通信セッション中に閉ループ制御情報から導出された送信電力およびシンボルタイミング情報を、そのメモリに記憶することができる。その後、デバイスは、第1の通信セッションからの記憶された閉ループ制御情報を利用して、送信信号電力および/またはシンボルタイミングを決定し、基地局との第2の通信セッションを確立することができる。
【００２９】
以下の説明は、セルラーモノのインターネット(IoT)システムにおけるフレキシブルGMSKの例を提供するが、特許請求の範囲において記載される範囲、適用性または例を制限するものではない。本開示の範囲から逸脱することなく、論じられる要素の機能および構成において変更を行うことができる。種々の例は、必要に応じて、種々の手順もしくは構成要素を省略、置換、または追加することができる。たとえば、説明される方法は、説明される順序とは異なる順序で実行することができ、種々のステップを追加するか、省略するか、または組み合わせることができる。また、いくつかの例に関して説明する特徴は、他の例において組み合わせることもできる。
【００３０】
図1は、本開示の種々の態様による、ワイヤレス通信システム100の一例を示す。システム100は、基地局105と、少なくとも1つのUE115と、コアネットワーク130とを含む。コアネットワーク130は、ユーザ認証、アクセス許可、追跡、インターネットプロトコル(IP)接続、および他のアクセス機能、ルーティング機能、またはモビリティ機能を提供し得る。基地局105は、バックホールリンク132(たとえば、S1など)を通じてコアネットワーク130とインターフェースする。基地局105は、UE115との通信のための無線構成およびスケジューリングを実行することができるか、または基地局コントローラ(図示せず)の制御下で動作することができる。種々の例では、基地局105は、有線またはワイヤレス通信リンクとすることができるバックホールリンク134(たとえば、X1、など)を介して、直接に、または(たとえば、コアネットワーク130を通して)間接的に互いに通信することができる。
【００３１】
基地局105は、1つまたは複数の基地局アンテナを介して、UE115とワイヤレス通信することができる。基地局105の各々は、それぞれの地理的カバレッジエリア110に通信カバレッジを提供することができる。いくつかの例では、基地局105は、トランシーバ基地局、無線基地局、アクセスポイント、無線トランシーバ、ノードB、eノードB(eNB)、ホームノードB、ホームeノードB、または何らかの他の適切な用語で呼ばれることがある。基地局105の地理的カバレッジエリア110は、カバレッジエリアの一部のみを構成するセクタ(図示せず)に分割することができる。ワイヤレス通信システム100は、異なるタイプの基地局105(たとえば、マクロセル基地局および/またはスモールセル基地局)を含むことがある。異なる技術のための重複する地理的カバレッジエリア110が存在する場合がある。
【００３２】
いくつかの例では、ワイヤレス通信システム100はロングタームエボリューション(LTE)/LTEアドバンスト(LTE-A)ネットワークである。LTE/LTE-Aネットワークでは、基地局105を説明するために、一般に発展型ノードB(eNB)という用語が使用されることがあり、一方、UE115を説明するために、一般にUEという用語が使用されることがある。ワイヤレス通信システム100は、異なるタイプのeNBが様々な地理的領域のためのカバレッジを提供するヘテロジニアスLTE/LTE-Aネットワークとすることができる。たとえば、各eNBまたは基地局105は、マクロセル用、スモールセル用、および/または他のタイプのセル用の通信カバレッジを提供することができる。「セル」という用語は、文脈に応じて、基地局、基地局に関連するキャリアもしくはコンポーネントキャリア、またはキャリアもしくは基地局のカバレッジエリア(たとえば、セクタなど)を説明するために使用することができる3GPP用語である。
【００３３】
マクロセルは、一般的に、比較的大きい地理的エリア(たとえば、半径数キロメートル)をカバーし、ネットワークプロバイダのサービスに加入しているUE115による無制限アクセスを可能にする場合がある。スモールセルは、マクロセルと同じまたはマクロセルとは異なる(たとえば、認可、免許不要などの)周波数帯域で動作することができる、マクロセルと比べて低電力の基地局である。スモールセルは、種々の例によるピコセル、フェムトセル、およびマイクロセルを含むことができる。ピコセルは、たとえば、小さい地理的エリアをカバーする場合があり、ネットワークプロバイダのサービスに加入しているUE115による無制限アクセスを可能にする場合がある。フェムトセルも、小さい地理的エリア(たとえば、自宅)をカバーする場合があり、フェムトセルとの関連を有するUE115(たとえば、限定加入者グループ(CSG)内のUE115、自宅内のユーザのためのUE115など)による限定アクセスを提供する場合がある。マクロセル用のeNBは、マクロeNBと呼ばれることがある。スモールセル用のeNBは、スモールセルeNB、ピコeNB、フェムトeNB、またはホームeNBと呼ばれることがある。eNBは、1つまたは複数(たとえば、2つ、3つ、4つなど)のセル(たとえば、コンポーネントキャリア)をサポートすることができる。
【００３４】
ワイヤレス通信システム100は、同期動作または非同期動作をサポートすることができる。同期動作では、基地局105は、同様のフレームタイミングを有することができ、異なる基地局105からの送信は、時間的に概ね合わせられる。非同期動作では、基地局105は、異なるフレームタイミングを有することができ、異なる基地局105からの送信は、時間的に合わせられなくてもよい。本明細書において説明される技法は、同期動作または非同期動作のいずれにも使用することができる。
【００３５】
種々の開示された例のいくつかに対応することができる通信ネットワークは、階層化プロトコルスタックに従って動作するパケットベースネットワークとすることができる。ユーザプレーンでは、ベアラまたはパケットデータコンバージェンスプロトコル(PDCP)レイヤにおける通信は、IPベースとすることができる。無線リンク制御(RLC)レイヤは、論理チャネルを介して通信するためにパケットセグメンテーションおよびリアセンブリを実行することができる。媒体アクセス制御(MAC)レイヤは、優先権処理および論理チャネルのトランスポートチャネルへの多重化を実行することができる。MACレイヤは、リンク効率を改善するために、MACレイヤにおける再送を提供するハイブリッド自動再送要求(HARQ)を使用することもできる。制御プレーンでは、無線リソース制御(RRC)プロトコルレイヤは、UE115と基地局105との間のRRC接続の確立、構成、およびメンテナンスを提供することができる。RRCプロトコルレイヤは、ユーザプレーンデータのための無線ベアラのコアネットワーク130サポートのために使用することもできる。物理(PHY)レイヤでは、トランスポートチャネルを、物理チャネルにマッピングすることができる。
【００３６】
UE115は、ワイヤレス通信システム100全体にわたって分散することができ、各UE115は固定またはモバイルとすることができる。UE115はまた、移動局、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、もしくは何らかの他の適切な用語を含むことがあり、または当業者によってそのように呼ばれることがある。UE115は、セルラーフォン、携帯情報端末(PDA)、ワイヤレスモデム、ワイヤレス通信デバイス、ハンドヘルドデバイス、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、コードレスフォン、ワイヤレスローカルループ(WLL)局などであり得る。UEは、マクロeNB、スモールセルeNB、中継基地局などを含む、様々なタイプの基地局およびネットワーク機器と通信できる場合がある。
【００３７】
ワイヤレス通信システム100において、いくつかのUEは、自動化通信を提供することができる。自動化ワイヤレスデバイスは、マシン・ツー・マシン(M2M:Machine-to-Machine)通信またはマシンタイプ通信(MTC:Machine Type Communication)を実現するデバイスを含む場合がある。M2MまたはMTCは、人が介在することなく、デバイスが互いにまたは基地局と通信できるようにするデータ通信技術を指す場合がある。たとえば、M2Mおよび/またはMTCは、情報を測定またはキャプチャし、その情報を中央サーバまたはアプリケーションプログラムに中継するためにセンサまたはメータを組み込むデバイスからの通信を指し得、中央サーバまたはアプリケーションプログラムは、その情報を利用することができるか、あるいはプログラムまたはアプリケーションと対話している人間にその情報を提示することができる。いくつかのUE115は、情報を収集するように、またはマシンの自動化動作を可能にするように設計されたデバイスのようなMTCデバイスとすることができる。MTCデバイスに関する適用例は、スマートメータリング、インベントリモニタリング、水位モニタリング、機器モニタリング、ヘルスケアモニタリング、野生生物モニタリング、天候および地質学的事象モニタリング、フリート管理および追跡、リモートセキュリティ検知、物理的アクセス制御、ならびにトランザクションベースのビジネス課金を含む。MTCデバイスは、低減されたピークレートにおいて半二重(単方向)通信を用いて動作することができる。MTCデバイスは、能動的通信に関与しないときに、電力を節約する「ディープスリープ」モードに入るように構成することもできる。M2MまたはMTCデバイスである、ワイヤレス通信システム100におけるUE115は、IoTの一部とすることもできる。したがって、ワイヤレス通信システム100は、IoTシステムを含むか、またはその一部とすることもできる。
【００３８】
ワイヤレス通信システム100内に示される通信リンク125は、UE115から基地局105へのアップリンク(UL)送信、および/または基地局105からUE115へのダウンリンク(DL)送信を含むことができる。ダウンリンク送信は順方向リンク送信と呼ばれることもあり、一方、アップリンク送信は逆方向リンク送信と呼ばれることもある。各通信リンク125は、1つまたは複数のキャリアを含む場合があり、各キャリアは、先に説明された種々の無線技術に従って変調される複数のサブキャリア(たとえば、異なる周波数の波形信号)から構成される信号とすることができる。各被変調信号は、異なるサブキャリア上で送信することができ、制御情報(たとえば、基準信号、制御チャネル、など)、オーバーヘッド情報、ユーザデータなどを搬送することができる。通信リンク125は、周波数分割複信(FDD)動作(たとえば、対をなすスペクトルリソースを使用する)または時分割複信(TDD)動作(たとえば、対をなさないスペクトルリソースを使用する)を使用して、双方向通信を送信することができる。FDD(たとえば、フレーム構造タイプ1)およびTDD(たとえば、フレーム構造タイプ2)に対するフレーム構造を規定することができる。
【００３９】
システム100のいくつかの実施形態では、基地局105および/またはUE115は、アンテナダイバーシティ方式を利用して基地局105とUE115との間の通信品質および信頼性を改善するために複数のアンテナを含むことができる。それに加えて、またはその代わりに、基地局105および/またはUE115は、同じまたは異なるコード化データを搬送する複数の空間レイヤを送信するためにマルチパス環境を利用することができる多入力多出力(MIMO)技法を利用することができる。
【００４０】
ワイヤレス通信システム100は、複数のセルまたはキャリア上の動作をサポートすることができ、この機能は、キャリアアグリゲーション(CA)またはマルチキャリア動作と呼ばれることがある。キャリアはまた、コンポーネントキャリア(CC)、レイヤ、チャネルなどと呼ばれることがある。「キャリア」、「コンポーネントキャリア」、「セル」、および「チャネル」という用語は、本明細書で互換的に使用される場合がある。UE115は、キャリアアグリゲーションのための複数のダウンリンクCCおよび1つまたは複数のアップリンクCCとともに構成することができる。キャリアアグリゲーションは、FDDコンポーネントキャリアとTDDコンポーネントキャリアの両方とともに使用することができる。
【００４１】
本開示によれば、ユーザ機器(UE)115は、ダウンリンクメッセージを復調するために直交周波数分割多元接続(OFDMA)を利用し、アップリンク変調のためにガウス最小シフトキーイング(GMSK)およびシングルキャリア周波数分割多元接続(SC-FDMA)の組合せを利用することができる。アップリンク変調プロセスは、M点離散フーリエ変換(DFT)を用いてシンボルベクトルを生成することと、周波数領域ガウスフィルタを用いてシンボルベクトルをフィルタリングすることと、逆DFTを利用して、フィルタリングされたシンボルベクトルからサンプルベクトルを生成することと、GMSKを利用してサンプルベクトルを変調することとを含むことができる。場合によっては、アップリンク変調は、基地局105から受信された狭帯域リソース割振りに基づくことができる。
【００４２】
図2は、本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのためのワイヤレス通信サブシステム200の一例を示す。ワイヤレス通信サブシステム200は、図1を参照しながら先に説明されたUE115の一例とすることができるUE115-aを含むことができる。ワイヤレス通信サブシステム200は、図1を参照しながら先に説明された基地局105の一例とすることができる基地局105-aも含むことができる。
【００４３】
UE115-aは、図1を参照しながら先に概説されたように、アップリンク205およびダウンリンク210を介して基地局105-aと通信することができる。ダウンリンク210は、結果として相対的に高い(すなわち、1より著しく高い)ピーク対平均電力比(PAPR)をもたらす変調方式を有する信号を含むことができる。アップリンク205は、1より相対的に低いか、または1に近いPAPRを可能にする変調方式を使用することができる。たとえば、UE115-aは、ダウンリンク210上でメッセージを復調するためにOFDMAを利用し、アップリンク205のためにGMSKおよびSC-FDMAの組合せを利用することができる。アップリンク205の変調プロセスは、M点DFTを用いてシンボルベクトルを生成することと、周波数領域ガウスフィルタを用いてシンボルベクトルをフィルタリングすることと、逆DFTを利用して、フィルタリングされたシンボルベクトルからサンプルベクトルを生成することと、GMSKを利用してサンプルベクトルを変調することとを含むことができる。場合によっては、アップリンク205の変調は、基地局105-aから受信された狭帯域リソース割振りに基づくことができる。
【００４４】
図3は、本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのための送信チェーン300の一例を示す。送信チェーン300は、図1または図2を参照しながら先に説明されたように、UE115によって実現される場合がある。たとえば、送信チェーン300は、図2を参照しながら先に説明されたように、アップリンク205を介して一定のPAPR信号を送信するために、UE115-aによって使用される場合がある。
【００４５】
ブロック305において、送信チェーン300は、シリアル時間領域信号を複数のパラレル時間領域信号に変換することができる。送信チェーン300は、ブロック310においてM点DFTを含むことができ、M点DFTは、M点DFTを用いて、パラレル時間領域信号を周波数領域信号に変換することができる(たとえば、ブロック310は、周波数領域においてM個の複素シンボルからなるベクトルを出力することができる)。場合によっては、ブロック315において、パラレル時間領域信号は、選択された1組の周波数リソース上にシンボルをマッピングするために、ゼロパディングされる場合がある。
【００４６】
ブロック320において、信号にガウスフィルタを適用することができる。ガウスフィルタは、信号ベクトルのインパルス応答がガウス関数であるのを確実にし、後続のGMSK変調を可能にするために適用することができる。
【００４７】
ブロック325において、N点逆DFT(IDFT)が、N点逆フーリエ変換を用いて、周波数領域信号ベクトルを時間領域に変換することができる。たとえば、ブロック325は、時間領域においてサンプルベクトルを出力することができる。いくつかの実施形態では、ブロック330において、複数のパラレル時間領域信号(すなわち、サンプルベクトル)を単一の信号に変換することができる。場合によっては、Nはシステムのトーン(またはサブキャリア)の全数を表すことができ、Mは所与のMTC送信機に割り振られるトーンの数(すなわち、狭帯域割振り)を表すことができる。したがって、一般的に、MはN未満とすることができる。
【００４８】
ブロック335において、GMSK変調器を用いて、信号を変調することができる。GMSKは、式
x(t)=cos(2πfct+Φ(t))      (1)
によって示される信号を利用する連続位相周波数シフトキーイング変調方式とすることができる。ただし、以下の式が成り立つ。
【００４９】
【数１】
0006775496.tif 000002
【００５０】
ただし、fcはキャリア周波数であり、akは2値インデックス±1であり、hは変調指数(たとえば、h=0.5)であり、s(t)は、以下のような、正規化されたガウス周波数整形フィルタである。
【００５１】
【数２】
0006775496.tif 000003
【００５２】
GMSK変調は、側波帯電力を低減することができ、フェージング効果および電力増幅器非線形性の影響を受けにくくすることができる。GMSK変調は、信号のPAPRが等しいことを確実にする手段とすることができる。場合によっては、GMSK変調器は、付属構成要素として、位相アキュムレータと、同相/直交(IQ)変調器とを含むことができる。
【００５３】
ブロック340において、シンボル間干渉を軽減するために、信号にサイクリックプレフィックス(CP)を付加することができる。その後、ブロック345において、たとえば、デジタル/アナログコンバータ(DAC)を用いて、デジタル信号をアナログ信号に変換することができる。ブロック350において、アンテナ355を介して送信するために、ベースバンド信号を無線周波数(RF)にアップコンバートすることができる。
【００５４】
このようにして、UE115は、ダウンリンクメッセージを復調するためにOFDMAを利用し、アップリンク変調のためにGMSKおよびSC-FDMAの組合せを利用することができる。アップリンク変調プロセスは、M点DFTを用いてシンボルベクトルを生成すること(たとえば、ブロック310において)と、周波数領域ガウスフィルタを用いてシンボルベクトルをフィルタリングすること(たとえば、ブロック320において)と、逆DFTを利用して、フィルタリングされたシンボルベクトルからサンプルベクトルを生成すること(たとえば、ブロック325において)と、GMSKを利用してサンプルベクトルを変調すること(たとえば、ブロック335において)とを含む、上記の送信チェーン300の1つまたは複数のブロックの使用を含むことができる。
【００５５】
図4は、本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのためのリソース割振り400の一例を示す。リソース割振り400は、複数のトーン(すなわち、周波数サブキャリア)に及ぶ時間-周波数リソースセグメントを示す。リソース割振り400は、図1または図2を参照しながら先に説明されたように、基地局105によってUE115に与えることができ、図3を参照しながら先に説明されたように、変調方式とともに使用することができる。リソース割振り400は、4つのトーンを含む説明のため例を示すが、利用可能なトーンの数は5つ以上とすることができる。場合によっては、フレキシブル割振りのためのトーンの数は、キャリア内のサブキャリアの数(たとえば、20MHzキャリアの場合、1200サブキャリア)に等しい場合がある。
【００５６】
セグメントは、割振りのための利用可能なすべてのトーン(たとえば、セグメント405)または利用可能なトーンの一部(たとえば、セグメント420およびセグメント425)を含むことができる。場合によっては、たとえば、セグメント420およびセグメント425は、帯域幅の観点から最も狭い狭帯域キャリア(たとえば、15KHzサブキャリア)を含むことができる。他のリソースセグメント(たとえば、セグメント410、415、430および435)は、中間の帯域幅を使用することができる。リソースセグメントによって使用されるスロットの数は、セグメント内のトーンの数に反比例する場合がある。たとえば、セグメント405は、割振りのために利用可能な4つのトーンを含み、1つのスロットのみを使用する場合があり、一方、セグメント410は、利用可能な2つのトーンを含み、2倍のタイムスロットを使用する場合がある。セグメント420は、1つのトーンのみを含み、4倍のスロットを使用する場合がある。リソース割振り400の時間-周波数リソースは、同じUE115または異なるUE115に割り当てられる場合があり、動的、かつフレキシブルに割り振られる場合がある。たとえば、セグメント405、410および415が、1つのUE115に割り振られる場合があり、セグメント420および425が第2のUE115に割り振られる場合があり、セグメント430および435が第3のUE115に割り振られる場合がある。場合によっては、UE115に割り当てられるセグメントの帯域幅は、デバイスの電力制限に対応することができる。たとえば、電力制限のあるUE115は、より長いスリープ期間中にデバイスが無線構成要素の電源を切ることができるように、より広い帯域幅を割り振られる場合がある。
【００５７】
このようにして、フレキシブルな帯域幅割振りは電力消費量を削減し、それにより、電力制限のあるUE115のための電力を保存することができる。この例および他の例において、セグメントは、最も狭い狭帯域キャリアの倍数であるリソースを割り振られる場合がある。たとえば、セグメント410、415、430、435は、最も狭い狭帯域キャリアの2倍の帯域幅を有する場合がある。他の場合には、倍数は2以外の整数とすることができる。UE115のシンボルレートは、実際には、同じ倍数だけ上げることができる(すなわち、1スロット中に送信されるシンボルの数は、送信するために使用されるトーンの数に比例することができる)。
【００５８】
図5は、本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのためのプロセスフロー500の一例を示す。プロセスフロー500は、図1または図2を参照して先に説明されたUE115の一例とすることができるUE115-bを含む場合がある。また、プロセスフロー500は、図1〜図2を参照しながら先に説明された基地局105の一例とすることができる基地局105-bを含む場合がある。
【００５９】
ステップ505において、UE115-bは、基地局105-bからダウンリンク接続上で狭帯域リソース割振りを受信することができる。いくつかの例では、狭帯域リソース割振りは、UE115-bの電力制限に基づく。たとえば、基地局105-bは、UE115-bから電力制限の指示を受信することができる。他の例では、フレキシブルな帯域幅割振りは、基地局とUE115-bとの間の経路損失に基づく。帯域幅割振りの送信時間およびデータレートは動的に調整することができる。これらの実施形態および他の実施形態において、狭帯域リソース割振りの帯域幅は、最も狭い狭帯域キャリア帯域幅の倍数とすることができる。たとえば、帯域幅は、LTE互換システムでは、15KHzの倍数とすることができる。
【００６０】
ステップ510において、UE115-bは、直交周波数分割多元接続(OFDMA)復調を利用して、狭帯域リソース割振りまたは別の着信メッセージを復調することができる。場合によっては、着信メッセージは、図2を参照しながら先に説明されたように、相対的に高いPAPRを有する場合がある。
【００６１】
ステップ515において、UE115-bは、送信するためのデータ(すなわち、発信メッセージ)を生成することができる。たとえば、UE115-bは、制御メッセージ(着信メッセージに対するACKなど)または上位レイヤアプリケーションからのユーザデータを生成することができる。
【００６２】
ステップ520において、UE115-bは、GMSKおよびSC-FDMA変調を利用してデータを変調することができる。たとえば、データを変調することは、M点DFTを用いてシンボルベクトルを生成することと、周波数領域ガウスフィルタを用いてシンボルベクトルをフィルタリングすることと、逆DFTを用いて、フィルタリングされたシンボルベクトルからサンプルベクトルを生成することと、GMSK変調を用いてデータを変調することとを含むことができる。場合によっては、GMSK変調は、チャネル条件によって決まる場合がある。フィルタ帯域幅は、送信帯域幅に比例してフレキシブルに増減することができる。
【００６３】
ステップ525において、UE115-bは、狭帯域リソース割振りを用いて、データを送信することができる。いくつかの例では、送信時間は帯域幅に反比例する。場合によっては、UE115-bは、MTC手順に基づいて、ネットワークとデータを交換することができる。
【００６４】
図6は、本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのために構成されるUE115-cのブロック図600を示す。UE115-cは、図1〜図5を参照して説明されたUE115の態様の一例とすることができる。UE115-cは、受信機605、通信管理モジュール610、および/または送信機615を含むことができる。UE115-cはプロセッサも含むことができる。これらの構成要素の各々は、互いと通信することができる。
【００６５】
受信機605は、種々の情報チャネル(たとえば、制御チャネル、データチャネルおよびセルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKに関連する情報など)に関連付けられるパケット、ユーザデータおよび/または制御情報のような情報を受信することができる。情報は、通信管理モジュール610に、かつUE115-cの他の構成要素に渡される場合がある。
【００６６】
通信管理モジュール610は、基地局から狭帯域リソース割振りを受信し、GMSKおよびSC-FDMA変調を利用して発信メッセージを変調し、狭帯域リソース割振りを用いて発信メッセージを送信することができる。
【００６７】
送信機615は、UE115-cの他の構成要素から受信された信号を送信することができる。いくつかの実施形態では、送信機615は、トランシーバモジュールにおいて受信機605と並置される場合がある。送信機615は、単一のアンテナを含むことができるか、または複数のアンテナを含むことができる。いくつかの例では、送信機615は、受信機605を用いて基地局105から受信された狭帯域リソース割振りを用いて発信メッセージを送信することができる。
【００６８】
図7は、本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのためのUE115-dのブロック図700を示す。UE115-dは、図1〜図6を参照しながら説明されたUE115の態様の一例とすることができる。UE115-dは、受信機605-a、通信管理モジュール610-a、および/または送信機615-aを含むことができる。UE115-dはプロセッサも含むことができる。これらの構成要素の各々は、互いと通信することができる。また、通信管理モジュール610は、狭帯域リソースモジュール705と、GMSK/SC-FDMA変調器710とを含むことができる。
【００６９】
受信機605-aは、通信管理モジュール610-aに、かつUE115-dの他の構成要素に渡される場合がある情報を受信することができる。通信管理モジュール610は、図6を参照しながら先に説明された動作を実行することができる。送信機615-aは、UE115-dの他の構成要素から受信された信号を送信することができる。
【００７０】
狭帯域リソースモジュール705は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、基地局から狭帯域リソース割振りを受信することができる。いくつかの例では、狭帯域リソース割振りは、UE115-dの電力制限に基づくことができる。いくつかの例では、狭帯域リソース割振りの帯域幅は最も狭い狭帯域キャリア帯域幅の倍数とすることができる。いくつかの例では、狭帯域リソース割振りは、フレキシブルな帯域幅割振りに少なくとも部分的に基づくことができ、フレキシブルな帯域幅割振りは、送信時間およびデータレートに基づいて調整することができる。いくつかの例では、フレキシブルな帯域幅割振りは、基地局105とUE115-dとの間の経路損失に少なくとも部分的に基づくことができる。いくつかの例では、送信時間はフレキシブルな帯域幅割振りに反比例する場合がある。
【００７１】
GMSK/SC-FDMA変調器710は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、GMSKおよびSC-FDMA変調を利用して発信メッセージを変調することができる。いくつかの例では、発信メッセージを変調することは、UE115-dのチャネル条件に基づいて発信メッセージを変調することを含む。
【００７２】
図8は、本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのため通信管理モジュール610-bのブロック図800を示す。通信管理モジュール610-bは、図6または図7を参照しながら先に説明された通信管理モジュール610の態様の一例とすることができる。通信管理モジュール610-bは、狭帯域リソースモジュール705-aと、GMSK/SC-FDMA変調器710-aとを含むことができる。これらのモジュールはそれぞれ、図7を参照しながら先に説明された機能を実行することができる。また、通信管理モジュール610-bは、OFDMA復調器805を含むことができる。GMSK/SC-FDMA変調器710-aは、M点DFTモジュール810と、ガウスフィルタ815と、IDFTモジュール820と、GMSK変調器825とを含むことができる。
【００７３】
OFDMA復調器805は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、OFDMA変調を利用して着信メッセージを復調することができる。
【００７４】
M点DFTモジュール810は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、M点DFTを用いてシンボルベクトルを生成することができる。ガウスフィルタ815は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、周波数領域ガウスフィルタを用いてシンボルベクトルをフィルタリングすることができる。ガウスフィルタ815は、デジタル領域においてフレキシブルであるフィルタ帯域幅に基づいて発信メッセージをフィルタリングすることができる。いくつかの例では、フィルタ帯域幅は、フレキシブルな帯域幅割振りに基づいて比例的に増加させることができる。
【００７５】
IDFTモジュール820は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、逆DFTを利用して、フィルタリングされたシンボルベクトルからサンプルベクトルを生成することができる。
【００７６】
GMSK変調器825は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、GMSKを利用してサンプルベクトルを変調することができる。場合によっては、GMSK変調器825は、位相アキュムレータと、IQ変調器(図示せず)とを含むことができる。
【００７７】
図9は、本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのために構成されるUE115を含むシステム900の図を示す。システム900は、図1〜図8を参照しながら説明されたUE115の一例とすることができるUE115-eを含むことができる。UE115-eは、図6〜図8を参照しながら説明された通信管理モジュール610の一例とすることができる通信管理モジュール910を含むことができる。UE115-eはMTCモジュール925も含むことができる。また、UE115-eは、通信を送信するための構成要素および通信を受信するための構成要素を含む、双方向音声およびデータ通信のための構成要素を含むことができる。たとえば、UE115-eは、UE115-fおよび/または基地局105-cと双方向通信することができる。
【００７８】
MTCモジュール925は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、MTC手順に基づいてネットワークとデータを交換することができる。たとえば、MTCモジュール925は、開ループタイミング同期を用いて送信シンボル時間を決定することによって、UE115-eと基地局105-cとの間の改善された通信を助長することができる。また、この例では、MTCモジュール925は、アップリンク送信において延長サイクリックプレフィックス長の使用を助長することができ、一方、ダウンリンク送信では、非延長サイクリックプレフィックス長を使用することができる。延長アップリンクサイクリックプレフィックスを使用することによって、異なるUE(たとえば、UE115-e、115-f)からのアップリンク信号は、アップリンクサイクリックプレフィックスによってカバーされる時間窓(たとえば、UE115-e、115-fと基地局105-cとの間の最大往復遅延)内に基地局105-cに到着することができる。
【００７９】
MTC手順の他の例では、UE115-eは、あらかじめUEに既知であり、その地域内のセルグループに共通の波形を使用してセルと同期することができる。その後、UEは、物理ブロードキャストチャネル(PBCH)時間を決定することができる。UE115-eはPBCHを受信し、それを用いて、そのセルのための物理レイヤIDおよびアップリンク送信のための周波数を決定することができる。また、PBCHは、チャネル構成を指示することもでき、それにより、UE115-eはランダムアクセス手順を実行できるようになる場合がある。チャネル構成は、共有トラフィックチャネルの時間および周波数リソース構成を含むことができる。場合によっては、UE115-eは、制御チャネル送信のインデックスに基づいてデータ送信のためのリソースを決定することができる。場合によっては、制御チャネル送信とデータチャネル送信との間に所定の遅延が存在する場合がある。その際、UE115-eは、遅延中に低電力状態に入ることができる。
【００８０】
MTC手順の他の例では、MTCモジュール925は、基地局105-cによってUE115-eに割り振られる時間および/または周波数リソースを識別するように構成することができる。この例では、リソース割振りは、送信のためにスケジューリングされたPRACH信号のタイプおよびクラスに基づいて配分される場合がある。たとえば、MTCモジュール925は、定期のトラフィックを送信するための第1のリソースサブセット、および要求に応じたトラフィックを送信するための第2のリソースサブセットがUE115-eに割り当てられると判断することができる。定期のトラフィックは、たとえば、所定の時間間隔(たとえば、24時間間隔)で基地局に報告されるセンサ測定値を含む場合がある。対照的に、要求に応じたトラフィックは、少なくとも1つの報告トリガの検出(たとえば、UE115-eにおいて異常を検知すること)に基づいて開始される緊急の送信を含む場合がある。
【００８１】
MTC手順の他の例では、UE115が、サービングセルとの接続を確立するために、初期アクセス手順を実行することができる。その後、UE115-eは、不連続送信(DTX)サイクルおよび確認応答スケジュールを含む定期送信スケジュールを、サービングセルと取り決めることができる。UE115-eは、低電力モードに入ることができ、DTXサイクルのスリープ間隔中にいかなる送信も控えることができる。UE115-eは、その後、別のアクセス手順を実行することなく、スリープ間隔後にウェークアップし、サービングセルにメッセージを送信することができる。UE115-eは、定期送信スケジュールによってカバーされない時間において送信するために別のアクセス手順を実行することができる。たとえば、そのメッセージのための確認応答(ACK)が受信されない場合には、UE115-eは、再送のための別のアクセス手順を実行することができる。
【００８２】
MTC手順の他の例では、MTCモジュール925は、後続の第2の通信セッションのための電力およびタイミング制御情報を決定するために、基地局との第1の通信セッションからの記憶された制御情報を使用するのを助長することができる。具体的には、この例では、MTCモジュール925は、基地局105-cとの第1の通信セッションを確立し、第1の通信セッション中に、基地局から、アップリンク送信に関連付けられる送信信号シンボルタイミングおよび/または電力制御レベルを調整する際にUE115-eを助ける閉ループ制御情報を受信することができる。そのような場合に、MTCモジュール925は、第1の通信セッション中に閉ループ制御情報から導出された送信電力およびシンボルタイミング情報を、メモリ915に記憶するのを助長することができる。その後、MTCモジュール925は、第1の通信セッションからの記憶された閉ループ制御情報を利用して、送信信号電力および/またはシンボルタイミングを決定し、基地局105-cとの第2の通信セッションを確立することができる。
【００８３】
また、UE115-eはまた、直接または間接的に、(たとえば、バス945を介して)互いと通信することができるプロセッサモジュール905と、(ソフトウェア(SW)920を含む)メモリ915と、トランシーバモジュール935と、1つまたは複数のアンテナ940とを含むことができる。トランシーバモジュール935は、上記のように、アンテナ940および/または有線リンクもしくはワイヤレスリンクを介して、1つまたは複数のネットワークと双方向通信することができる。たとえば、トランシーバモジュール935は、基地局105および/または別のUE115と双方向通信することができる。トランシーバモジュール935は、パケットを変調して、被変調パケットを送信のためにアンテナ940に供給し、アンテナ940から受信されたパケットを復調するモデムを含むことができる。UE115-eは単一のアンテナ940を含むことができるが、UE115-eは、複数のワイヤレス送信を同時に送信および/または受信することができる複数のアンテナ940を有することもできる。
【００８４】
メモリ915は、ランダムアクセスメモリ(RAM)と読み出し専用メモリ(ROM)とを含むことができる。メモリ915は、実行されるときに、プロセッサモジュール905に、本明細書において説明された種々の機能(たとえば、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKなど)を実行させる命令を含む、コンピュータ可読コンピュータ実行可能ソフトウェア/ファームウェアコード920を記憶することができる。代替的には、ソフトウェア/ファームウェアコード920は、プロセッサモジュール905によって直接実行可能とするのではなく、(たとえば、コンパイルされ、実行されるときに)コンピュータに、本明細書において説明された機能を実施させることができる。プロセッサモジュール905は、インテリジェントハードウェアデバイス(たとえば、ARM(登録商標)ベースプロセッサ、またはIntel(登録商標)CorporationもしくはAMD(登録商標)製のものなどののような中央処理ユニット(CPU)、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)など)を含むことができる。
【００８５】
図10は、本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのための方法1000を例示する流れ図を示す。方法1000の動作は、図1〜図9を参照しながら説明されたUE115またはその構成要素によって実施される場合がある。たとえば、方法1000の動作は、図6〜図10を参照しながら説明されたような通信管理モジュール610によって実行される場合がある。いくつかの例では、UE115は、以下に説明される機能を実行するために、UE115の機能要素を制御する1組のコードを実行することができる。それに加えて、またはその代わりに、UE115は、専用ハードウェアを用いて、以下に説明される機能の態様を実行することができる。
【００８６】
ブロック1005において、UE115は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、基地局から狭帯域リソース割振りを受信することができる。いくつかの例では、ブロック1005の動作は、図7を参照しながら先に説明されたように、狭帯域リソースモジュール705によって実行することができる。
【００８７】
ブロック1010において、UE115は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、GMSKおよびSC-FDMA変調を利用して発信メッセージを変調することができる。いくつかの例では、ブロック1010の動作は、図7を参照しながら先に説明されたように、GMSK/SC-FDMA変調器710によって実行することができる。
【００８８】
ブロック1015において、UE115は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、狭帯域リソース割振りを用いて発信メッセージを送信することができる。いくつかの例では、ブロック1015の動作は、図6を参照しながら先に説明されたように、送信機615によって実行することができる。
【００８９】
図11は、本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのための方法1100を例示する流れ図を示す。方法1100の動作は、図1〜図9を参照しながら説明されたUE115またはその構成要素によって実施される場合がある。たとえば、方法1100の動作は、図6〜図10を参照しながら説明されたように、通信管理モジュール610によって実行される場合がある。いくつかの例では、UE115は、以下に説明される機能を実行するために、UE115の機能要素を制御する1組のコードを実行することができる。それに加えて、またはその代わりに、UE115は、専用ハードウェアを用いて、以下に説明される機能の態様を実行することができる。また、方法1100は、図10の方法1000の態様を組み込むことができる。
【００９０】
ブロック1105において、UE115は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、基地局から狭帯域リソース割振りを受信することができる。いくつかの例では、ブロック1105の動作は、図7を参照しながら先に説明されたように、狭帯域リソースモジュール705によって実行することができる。
【００９１】
ブロック1110において、UE115は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、OFDMA変調を利用して着信メッセージを復調することができる。たとえば、UE115は、狭帯域リソース割振りを復調することができる。いくつかの例では、ブロック1120の動作は、図8を参照しながら先に説明されたように、OFDMA復調器805によって実行することができる。
【００９２】
ブロック1115において、UE115は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、GMSKおよびSC-FDMA変調を利用して発信メッセージを変調することができる。いくつかの例では、ブロック1110の動作は、図7を参照しながら先に説明されたように、GMSK/SC-FDMA変調器710によって実行することができる。
【００９３】
ブロック1120において、UE115は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、狭帯域リソース割振りを用いて発信メッセージを送信することができる。いくつかの例では、ブロック1115の動作は、図6を参照しながら先に説明されたように、送信機615によって実行することができる。
【００９４】
図12は、本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのための方法1200を例示する流れ図を示す。方法1200の動作は、図1〜図9を参照しながら説明されたUE115またはその構成要素によって実施される場合がある。たとえば、方法1200の動作は、図6〜図10を参照しながら説明されたように、通信管理モジュール610によって実行される場合がある。いくつかの例では、UE115は、以下に説明される機能を実行するために、UE115の機能要素を制御する1組のコードを実行することができる。それに加えて、またはその代わりに、UE115は、専用ハードウェアを用いて、以下に説明される機能の態様を実行することができる。また、方法1200は、図10または図11の方法1000および1100の態様を組み込むことができる。
【００９５】
ブロック1205において、UE115は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、基地局から狭帯域リソース割振りを受信することができる。いくつかの例では、ブロック1205の動作は、図7を参照しながら先に説明されたように、狭帯域リソースモジュール705によって実行することができる。
【００９６】
その後、UE115は、発信メッセージを変調することができる。たとえば、ブロック1210において、UE115は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、M点DFTを用いてシンボルベクトルを生成することができる。いくつかの例では、ブロック1210の動作は、図8を参照しながら先に説明されたように、M点DFTモジュール810によって実行することができる。
【００９７】
ブロック1215において、UE115は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、周波数領域ガウスフィルタを用いてシンボルベクトルをフィルタリングすることができる。いくつかの例では、ブロック1215の動作は、図8を参照しながら先に説明されたように、ガウスフィルタ815によって実行することができる。
【００９８】
ブロック1220において、UE115は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、逆DFTを利用して、フィルタリングされたシンボルベクトルからサンプルベクトルを生成することができる。いくつかの例では、ブロック1220の動作は、図8を参照しながら先に説明されたように、IDFTモジュール820によって実行することができる。
【００９９】
ブロック1225において、UE115は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、GMSK変調を利用してサンプルベクトルを変調することができる。いくつかの例では、ブロック1225の動作は、図8を参照しながら先に説明されたように、GMSK変調器825によって実行することができる。
【０１００】
ブロック1230において、UE115は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、狭帯域リソース割振りを用いて発信メッセージを送信することができる。いくつかの例では、ブロック1230の動作は、図6を参照しながら先に説明されたように、送信機615によって実行される場合がある。
【０１０１】
図13は、本開示の種々の態様による、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKのための方法1300を例示する流れ図を示す。方法1300の動作は、図1〜図9を参照しながら説明されたUE115またはその構成要素によって実施される場合がある。たとえば、方法1300の動作は、図6〜図10を参照しながら説明されたように、通信管理モジュール610によって実行される場合がある。いくつかの例では、UE115は、以下に説明される機能を実行するために、UE115の機能要素を制御する1組のコードを実行することができる。それに加えて、またはその代わりに、UE115は、専用ハードウェアを用いて、以下に説明される機能の態様を実行することができる。また、方法1300は、図10〜図12の方法1000、1100および1200の態様を組み込むことができる。
【０１０２】
ブロック1305において、UE115は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、基地局から狭帯域リソース割振りを受信することができる。いくつかの例では、ブロック1305の動作は、図7を参照しながら先に説明されたように、狭帯域リソースモジュール705によって実行することができる。
【０１０３】
ブロック1310において、UE115は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、デジタル領域においてフレキシブルであるフィルタ帯域幅に基づいて発信メッセージをフィルタリングすることができる。いくつかの例では、ブロック1320の動作は、図8を参照しながら先に説明されたように、ガウスフィルタ815によって実行することができる。
【０１０４】
ブロック1315において、UE115は、図2〜図5に関して上記で説明したように、GMSK/SC-FDMA変調を利用して発信メッセージを変調することができる。いくつかの例では、ブロック1310の動作は、図7を参照しながら先に説明されたように、GMSK/SC-FDMA変調器710によって実行することができる。
【０１０５】
ブロック1320において、UE115は、図2〜図5を参照しながら先に説明されたように、狭帯域リソース割振りを用いて発信メッセージを送信することができる。いくつかの例では、ブロック1315の動作は、図6を参照しながら先に説明されたように、送信機615によって実行することができる。
【０１０６】
このようにして、方法1000、1100、1200および1300は、セルラーIoTシステムにおけるフレキシブルGMSKを提供することができる。方法1000、1100、1200および1300は可能な実施形態が説明されること、ならびに動作およびそのステップは、他の実施形態が可能であるように並べ替えることができるか、またはそれ以外の方法で変更できることに留意されたい。いくつかの例では、方法1000、1100、1200および1300のうちの2つ以上からの態様を組み合わせることができる。
【０１０７】
添付の図面に関して先に記載された発明を実施するための形態は、例示的な実施形態について説明するものであり、実現することができるか、または特許請求の範囲内にあるすべての実施形態を表すものではない。本明細書全体にわたって使用される「例示的」という用語は、「例、実例、または例示として役立つ」ことを意味し、「好ましい」または「他の実施形態よりも有利な」を意味するものではない。詳細な説明は、説明された技法を理解してもらうために、具体的な詳細を含む。しかしながら、これらの技法は、これらの具体的な詳細を用いることなく実践することができる。場合によっては、説明された実施形態の概念を曖昧にするのを避けるために、よく知られている構造およびデバイスはブロック図の形で示されている。
【０１０８】
情報および信号は、種々の異なる技術および技法のいずれかを使用して表すことができる。たとえば、上記の説明全体にわたって参照される場合があるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光学粒子、またはそれらの任意の組合せによって表すことができる。
【０１０９】
本明細書の開示に関して説明された種々の例示的なブロックおよびモジュールは、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、ASIC、FPGAもしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、または本明細書で説明する機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実現または実行することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサとすることができるが、代替形態では、プロセッサは、任意の従来型プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンとすることができる。また、プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携する1つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実現することができる。
【０１１０】
本明細書において説明される機能は、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せにおいて実現することができる。プロセッサによって実行されるソフトウェアにおいて実現される場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶されるか、またはコンピュータ可読媒体を介して送信することができる。他の例および実施形態は、本開示および添付の特許請求の範囲の範囲内にある。たとえば、ソフトウェアの性質に起因して、先に説明された機能は、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ハードワイヤリング、またはそれらのいずれかの組合せを使用して実現することができる。また、機能を実施する特徴は、機能の部分が異なる物理的な場所において実現されるように分散されることを含む、種々の位置に物理的に位置することもできる。また、特許請求の範囲を含む、本明細書において使用されるとき、項目のリスト(たとえば、「少なくとも1つの」または「1つまたは複数の」などという句で始まる項目のリスト)内で使用される「または」は、たとえば、「A、B、またはCのうちの少なくとも1つ」というリストがAまたはBまたはCまたはABまたはACまたはBCまたはABC(すなわち、AおよびBおよびC)を意味するような、選言的リストを示す。
【０１１１】
コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体と、コンピュータプログラムのある場所から別の場所への転送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体との両方を含む。記憶媒体は、汎用または専用コンピュータによってアクセス可能である任意の入手可能な媒体とすることができる。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、電気的消去可能プログラマブル読取り専用メモリ(EEPROM)、コンパクトディスク(CD)ROMもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、または命令もしくはデータ構造の形態の所望のプログラムコード手段を搬送もしくは記憶するために使用することができ、汎用もしくは専用コンピュータまたは汎用もしくは専用プロセッサによってアクセスすることができる任意の他の媒体を含むことができる。また、いかなる接続も適切にコンピュータ可読媒体と呼ばれる。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(「DSL」)、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用してウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、DSL、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。ディスク(disk)およびディスク(disc)は、本明細書において使用されるとき、CD、レーザーディスク(登録商標)(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピーディスク(disk)およびブルーレイディスク(disc)を含み、ディスク(disk)は通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)はレーザーを用いてデータを光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含まれる。
【０１１２】
本開示のこれまでの説明は、当業者が本開示を作製または使用することを可能にするために提供される。本開示への種々の修正は当業者には容易に明らかになり、本明細書において規定される一般原理は、本開示の範囲から逸脱することなく他の変形形態に適用することができる。したがって、本開示は、本明細書において説明された例および設計に限定されず、本明細書において開示された原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
【０１１３】
本明細書において説明される技法は、符号分割多元接続(CDMA)、時分割多元接続(TDMA)、周波数分割多元接続(FDMA)、OFDMA、SC-FDMAおよび他のシステムなどの種々のワイヤレス通信システムのために使用することができる。「システム」と「ネットワーク」という用語は、しばしば互換的に使用される。CDMAシステムは、CDMA2000、ユニバーサル地上波無線アクセス(UTRA)などの無線技術を実現することができる。CDMA2000は、IS-2000、IS-95およびIS-856標準規格をカバーする。IS-2000リリース0およびAは、一般に、CDMA2000 1X、1Xなどと呼ばれる。IS-856(TIA-856)は、一般に、CDMA2000 1xEV-DO、高速パケットデータ(HRPD)などと呼ばれる。UTRAは、広帯域CDMA(WCDMA(登録商標))およびCDMAの他の変形形態を含む。TDMAシステムは、モバイル通信用グローバルシステム(GSM(登録商標):Global System for Mobile Communications)などの無線技術を実現することができる。OFDMAシステムは、ウルトラモバイルブロードバンド(UMB)、発展型UTRA(E-UTRA)、IEEE802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE802.20、Flash-OFDMなどの無線技術を実現することができる。UTRAおよびE-UTRAは、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム(UMTS)の一部である。3GPPロングタームエボリューション(LTE)およびLTEアドバンスト(LTE-A)は、E-UTRAを使用するユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム(UMTS)の新しいリリースである。UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、LTE-A、およびモバイル通信用グローバルシステム(GSM(登録商標))は、「第3世代パートナーシッププロジェクト」(3GPP)という名称の組織からの文書に記載されている。cdma2000およびUMBは、「第3世代パートナーシッププロジェクト2」(3GPP2)という名称の組織からの文書に記載されている。本明細書において説明された技法は、上述のシステムおよび無線技術、ならびに他のシステムおよび無線技術に使用することができる。ただし、上記の説明は、例としてLTEシステムについて説明し、上記の説明の大部分においてLTE用語が使用されるが、本技法はLTE適用例以外に適用可能である。
【符号の説明】
【０１１４】
100  ワイヤレス通信システム
105  基地局
105-a  基地局
105-b  基地局
110  カバレッジエリア
115  UE
115-a  UE
115-b  UE
115-c  UE
115-d  UE
115-e  UE
115-f  UE
125  通信リンク
130  コアネットワーク
132  バックホールリンク
134  バックホールリンク
200  ワイヤレス通信サブシステム
205  アップリンク
210  ダウンリンク
300  送信チェーン
305  ブロック
310  ブロック
315  ブロック
320  ブロック
325  ブロック
330  ブロック
335  ブロック
340  ブロック
345  ブロック
350  ブロック
400  リソース割振り
405  セグメント
410  セグメント
415  セグメント
420  セグメント
425  セグメント
430  セグメント
435  セグメント
605  受信機
605-a  受信機
610  通信管理モジュール
610-a  通信管理モジュール
610-b  通信管理モジュール
615  送信機
615-a  送信機
705  狭帯域リソースモジュール
705-a  狭帯域リソースモジュール
710  GMSK/SC-FDMA変調器
710-a  GMSK/SC-FDMA変調器
805  OFDMA復調器
810  M点DFTモジュール
815  ガウスフィルタ
820  IDFTモジュール
825  GMSKモジュール
900  システム
905  プロセッサモジュール
910  通信管理モジュール
915  メモリ
920  ソフトウェア(SW)
925  MTCモジュール
935  トランシーバモジュール
940  アンテナ
945  バス
【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】
0006775496.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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