(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレスネットワークと通信するための方法であって、
第1のワイヤレス通信デバイスをワイヤレス通信デバイスによって発見するステップと、
前記第1のワイヤレス通信デバイスを発見した後、更新されたタイミング同期信号を、前記第1のワイヤレス通信デバイスから前記ワイヤレス通信デバイスにおいて、第1のリスニング間隔の間に受信するステップであって、前記更新されたタイミング信号は、前記ワイヤレス通信デバイスにおける現在のタイミング同期に対して更新されたタイミング同期を示す、ステップと、
前記ワイヤレス通信デバイスにおいて、前記更新されたタイミング同期信号の受信後に前記第1のリスニング間隔から第2のリスニング間隔に変更するステップであって、前記第2のリスニング間隔が、前記第1のワイヤレス通信デバイスから受信した前記更新されたタイミング同期信号に基づき、前記第2のリスニング間隔が前記第1のリスニング間隔より小さい、ステップと、
前記更新されたタイミング同期信号を少なくとも1つの他のワイヤレス通信デバイスに通信するステップと、
前記更新されたタイミング同期信号に基づいてタイミングを前記少なくとも1つの他のワイヤレス通信デバイスと同期させるステップとを含む、方法。
【請求項２】
前記第1のワイヤレス通信デバイスが、ユーザ機器(UE)を含み、前記方法は、前記更新されたタイミング同期信号を前記UEからUEビーコンの一部として受信するステップをさらに含み、
前記方法は、さらに、
発見信号を前記UEから受信するステップと、
前記発見信号を受信したことに応答して前記更新されたタイミング同期信号に対する要求を前記UEに送信するステップとをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記方法が、
前記更新されたタイミング同期信号を受信する前に、前記少なくとも1つの他のワイヤレス通信デバイスとのタイミングを第1のタイミング同期信号に同期させるステップと、
前記更新されたタイミング同期信号が前記第1のタイミング同期信号より高いタイミング優先度ランクを有するかどうかを評価するステップと、
前記更新されたタイミング同期信号が前記第1のタイミング同期信号より高いタイミング優先度ランクを有することに応答して、前記更新されたタイミング同期信号を通信するステップとをさらに含むか、または、
前記ワイヤレス通信デバイスおよび前記少なくとも1つの他のワイヤレス通信デバイスが、ワイヤレス通信デバイスの第1のグループの一部であり、前記方法が、
ワイヤレス通信デバイスの第2のグループの少なくとも1つのワイヤレス通信デバイスをワイヤレス通信デバイスの前記第1のグループへとマージするステップであって、ワイヤレス通信デバイスの前記第1のグループおよびワイヤレス通信デバイスの前記第2のグループがそれぞれ、前記更新されたタイミング同期信号に基づいて同期される、ステップをさらに含み、
ワイヤレス通信デバイスの前記第1および第2のグループがそれぞれ、前記更新されたタイミング同期信号を、共通のユーザ機器(UE)を含む前記第1のワイヤレス通信デバイスから受信する、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記方法が、前記ワイヤレス通信デバイスと前記少なくとも1つの他のワイヤレス通信デバイスとの間において、交互の順で前記第1のワイヤレス通信デバイスからのさらなる同期信号をモニタリングするステップをさらに含むか、または、
前記更新されたタイミング同期信号が、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)、Bluetooth(登録商標)、Bluetooth(登録商標)低エネルギー(BLE)、ZigBee、または無線周波数識別(RFID)通信のうちの少なくとも1つを使用して前記第1のワイヤレス通信デバイスから受信される、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
検出された事象からデータを生成するように構成されたセンサと、
トランシーバであって、
第1のワイヤレス通信デバイスを発見すること、
前記発見の後、更新されたタイミング同期信号を前記第1のワイヤレス通信デバイスから第1のリスニング間隔の間に受信することであって、前記更新されたタイミング信号は、ワイヤレス通信デバイスにおける現在のタイミング同期に対して更新されたタイミング同期を示す、受信すること、および
前記更新されたタイミング同期信号を少なくとも1つの他のワイヤレス通信デバイスに通信することを行うように構成された、トランシーバと、
プロセッサであって、
前記ワイヤレス通信デバイスにおいて、前記更新されたタイミング同期信号の受信後に前記第1のリスニング間隔から第2のリスニング間隔に変更することであって、前記第2のリスニング間隔が、前記第1のワイヤレス通信デバイスから受信した前記更新されたタイミング同期信号に基づき、前記第2のリスニング間隔が前記第1のリスニング間隔より小さい、こと、および
前記更新されたタイミング同期信号に基づいてタイミングを前記少なくとも1つの他のワイヤレス通信デバイスと同期させることを行うように構成されたプロセッサと
を備える、ワイヤレス通信デバイス。
【請求項６】
前記第1のワイヤレス通信デバイスがユーザ機器(UE)を含み、前記トランシーバが、前記更新されたタイミング同期信号を前記UEからUEビーコンの一部として受信するように構成されるか、または、
前記プロセッサが、
前記トランシーバが前記更新されたタイミング同期信号を受信する前に、前記少なくとも1つの他のワイヤレス通信デバイスとのタイミングを第1のタイミング同期信号に同期させることと、
前記更新されたタイミング同期信号が前記第1のタイミング同期信号より高いタイミング優先度ランクを有するかどうかを評価することと、
前記更新されたタイミング同期信号が前記第1のタイミング同期信号より高いタイミング優先度ランクを有することに応答して、前記更新されたタイミング同期信号を通信することとを行うようにさらに構成される、請求項5に記載のワイヤレス通信デバイス。
【請求項７】
前記ワイヤレス通信デバイスおよび前記少なくとも1つの他のワイヤレス通信デバイスが、ワイヤレス通信デバイスの第1のグループの一部であり、前記プロセッサが、
ワイヤレス通信デバイスの第2のグループの少なくとも1つのワイヤレス通信デバイスをワイヤレス通信デバイスの前記第1のグループへとマージするようにさらに構成され、
イヤレス通信デバイスの前記第1のグループおよびワイヤレス通信デバイスの前記第2のグループがそれぞれ、前記更新されたタイミング同期信号に基づいて同期されるか、または、
前記トランシーバが、デバイス間(D2D)通信を使用して前記更新されたタイミング同期信号を前記少なくとも1つの他のワイヤレス通信デバイスに通信するようにさらに構成される、請求項5に記載のワイヤレス通信デバイス。
【請求項８】
前記プロセッサが、
前記ワイヤレス通信デバイスと前記少なくとも1つの他のワイヤレス通信デバイスとの間において交互の順で前記第1のワイヤレス通信デバイスからのさらなる同期信号をモニタリングするようにさらに構成される、請求項5に記載のワイヤレス通信デバイス。
【請求項９】
ワイヤレスネットワークと通信するための方法であって、
同期されたワイヤレス通信デバイスの第1のグループの第1のワイヤレス通信デバイスをユーザ機器(UE)によって発見するステップと、
タイミング同期信号を、第1の送信間隔に従って、前記UEから前記第1のワイヤレス通信デバイスに送信するステップとを含み、
前記第1の送信間隔が、同期されたワイヤレス通信デバイスの前記第1のグループのうちの1つまたは複数の通信デバイスからの1つまたは複数のビーコンに関連付けられた第2の送信間隔より短く、
同期されたワイヤレス通信デバイスの前記第1のグループの同期タイミングが、前記タイミング同期信号に基づいて更新され得る、方法。
【請求項１０】
前記発見するステップが、
発見信号を前記UEから前記第1のワイヤレス通信デバイスに送信するステップと、
前記タイミング同期信号に対する要求を前記第1のワイヤレス通信デバイスから受信するステップと、
前記受信された要求に応答して前記タイミング同期信号を送信するステップとをさらに含むか、または、
前記タイミング同期信号が、UEビーコンの一部として送信されるか、または、
前記タイミング同期信号が、全地球測位システム(GPS)タイミングおよび基地局タイミングのうちの少なくとも1つに基づく、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記タイミング同期信号を、前記UEから、同期されたワイヤレス通信デバイスの第2のグループの第2のワイヤレス通信デバイスに送信するステップをさらに含み、
同期されたワイヤレス通信デバイスの前記第1および第2のグループが、各グループの前記同期タイミングが前記タイミング同期信号に基づいて更新されたことに応答して共通の同期タイミングを有するように、同期されたワイヤレス通信デバイスの前記第2のグループの同期タイミングが、前記タイミング同期信号に基づいて更新され得る、請求項9に記載の方法。
【請求項１２】
ワイヤレスネットワークと通信するためのユーザ機器(UE)であって、
タイミング同期信号を生成するように構成されたプロセッサと、
トランシーバであって、
同期されたワイヤレス通信デバイスの第1のグループの第1のワイヤレス通信デバイスを発見すること、および
前記タイミング同期信号を第1の送信間隔に従って前記第1のワイヤレス通信デバイスに送信することを行うように構成された、トランシーバとを備え、
前記第1の送信間隔が、同期されたワイヤレス通信デバイスの前記第1のグループのうちの1つまたは複数の通信デバイスからの1つまたは複数のビーコンに関連付けられた第2の送信間隔より短く、
同期されたワイヤレス通信デバイスの前記第1のグループの同期タイミングが、前記タイミング同期信号に基づいて更新され得る、ユーザ機器。
【請求項１３】
前記トランシーバが、
発見信号を前記第1のワイヤレス通信デバイスに送信することと、
前記タイミング同期信号に対する要求を前記第1のワイヤレス通信デバイスから受信することと、
前記要求を受信したことに応答して、前記タイミング同期信号を前記第1のワイヤレス通信デバイスに送信することとを行うようにさらに構成されるか、または、
前記トランシーバが、
前記タイミング同期信号を前記ワイヤレス通信デバイスのビーコンの一部として送信するようにさらに構成されるか、または、
前記トランシーバが、
前記タイミング同期信号を前記ワイヤレス通信デバイスのビーコンと別個である信号送信の一部として送信するように構成される、請求項12に記載のユーザ機器。
【請求項１４】
前記トランシーバが、
前記タイミング同期信号を同期されたワイヤレス通信デバイスの第2のグループの第2のワイヤレス通信デバイスに送信するようにさらに構成され、
同期されたワイヤレス通信デバイスの前記第1および第2のグループが、各グループの同期タイミングが前記タイミング同期信号に基づいて更新されたことに応答して共通の同期タイミングを有するように、同期されたワイヤレス通信デバイスの前記第2のグループの同期タイミングが、前記タイミング同期信号に基づいて更新され得るか、または、
前記タイミング同期信号が、全地球測位システム(GPS)タイミングおよび基地局タイミングのうちの少なくとも1つに基づく、請求項12に記載のユーザ機器。
【請求項１５】
請求項1から4または請求項9から11のいずれか一項に記載の方法を実行するための命令を含むコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、2014年12月18日に出願した「Distributed Synchronization of IOE Devices」と題する米国仮特許出願第62/093,945号の利益を主張する、2015年9月25日に出願した米国非仮特許出願第14/866,729号の利益を主張するものであり、両出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本出願は、ワイヤレス通信システムに関し、より詳細には、ユーザ機器(UE)との機会主義的同期(Opportunistic Synchronization)による、「あらゆるモノのインターネット」(IoE: Internet of Everything)デバイスの共通タイミングに対する分散型同期に関する。
【背景技術】
【０００３】
他のセンサおよびコンピュータシステムにリンクすることができるセンサは、ますます多くのデバイスまたは対象物に組み込まれ続けており、多様なワイヤードおよび/またはワイヤレス通信技術を使用した「あらゆるモノのインターネット」(「モノのインターネット」とも呼ばれる)がもたらされている。接続性の発展は、人間の介在を必要としない機械間(M2M: Machine-to-Machine)またはデバイス間(D2D: Device-to-Device)通信をもたらしている。統合のいくつかの例には、情報を取り込み、その情報が次いで中央サーバなどのリモートシステムに中継されるように、センサまたは計測器を統合するデバイスが含まれる。これは、スマートメータリング、温度モニタリング、圧力モニタリング、流体流モニタリング、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、トランザクションベースのビジネス課金、ならびに他のアプリケーションを含むことができる。
【０００４】
それらの性質を考慮して、これらのIoEデバイスは、一般的に、少量の電力を消費し、低コストを有するように設計される。たとえば、ガスメーター中に配備されるセンサ(「スマートメーター」をもたらす)は、交換または(再充電が可能な場合は)再充電することなく数年間持続することが期待され得る。対照的に、モバイルデバイスなどのUEは、かなり多くのの送信電力を有し、それは、所与のUEの他の機能とともに、毎日またはそれ以上の頻度でないとしても数日ごとにUEが再充電されると見込まれる十分な電力を消費する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
IoEデバイスは、それらのデータを中央サーバまたは他のデバイスに配信するために周期的にウェイクアップするように設計される。様々なメディアアクセス制御(MAC)プロトコルでは、特定の地理的エリア中の複数のIoEデバイスが時間同期されることが望ましい。この点について、非同期のIoEデバイスの間よりも同期されたIoEデバイスの間の方が、メッシュルーティングおよび効率的MACスケジューリングを確立するのが容易である。その結果、必要なIoEデバイスの電力量をも制限するIoEデバイスの同期を改善するための技法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様では、ワイヤレスネットワークと通信するための方法は、第1のワイヤレス通信デバイスをあらゆるモノのインターネット(IoE)デバイスによって発見するステップと、第1のワイヤレス通信デバイスを発見した後、更新されたタイミング同期信号を第1のワイヤレス通信デバイスからIoEデバイスにおいて受信するステップと、更新されたタイミング同期信号を少なくとも1つの他のIoEデバイスに通信するステップと、更新されたタイミング同期信号に基づいてタイミングを少なくとも1つの他のIoEデバイスと同期させるステップとを含む。
【０００７】
本開示の追加の態様では、あらゆるモノのインターネット(IoE)デバイスは、検出された事象からデータを生成するように構成されたセンサと、トランシーバであって、第1のワイヤレス通信デバイスを発見すること、発見の後に更新されたタイミング同期信号を第1のワイヤレス通信デバイスから受信すること、および更新されたタイミング同期信号を少なくとも1つの他のIoEデバイスに通信することを行うように構成された、トランシーバと、更新されたタイミング同期信号に基づいてタイミングを少なくとも1つの他のIoEデバイスと同期させるように構成されたプロセッサとを含む。
【０００８】
本開示の追加の態様では、ワイヤレスネットワークと通信するための方法は、同期されたIoEデバイスの第1のグループのあらゆるモノのインターネット(IoE)デバイスをユーザ機器(UE)によって発見するステップと、更新されたタイミング同期信号をUEからIoEデバイスに送信するステップとを含み、同期されたIoEデバイスの第1のグループの同期タイミングは、更新されたタイミング同期信号に基づいて更新され得る。
【０００９】
本開示の追加の態様では、ワイヤレスネットワークと通信するためのユーザ機器(UE)は、更新されたタイミング同期信号を生成するように構成されたプロセッサと、トランシーバであって、同期されたIoEデバイスの第1のグループの第1のあらゆるモノのインターネット(IoE)デバイスを発見すること、および更新されたタイミング同期信号を第1のIoEデバイスに送信することとを行うように構成された、トランシーバとを含み、同期されたIoEデバイスの第1のグループの同期タイミングは、更新されたタイミング同期信号に基づいて更新され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の実施形態による例示的なワイヤレス通信環境の図である。
【図２】本開示の実施形態による例示的なIoEデバイスのブロック図である。
【図３】本開示の実施形態による例示的な基地局のブロック図である。
【図４】本開示の実施形態による例示的なUEデバイスのブロック図である。
【図５】本開示の実施形態による、例示的なワイヤレス通信環境におけるビーコン送信およびタイミング探索シーケンスの図である。
【図６】本開示の実施形態による、IoEデバイスを同期させるための例示的な方法を示すフローチャートである。
【図７】本開示の実施形態による、例示的なワイヤレス通信環境におけるデバイス間の通信プロトコルの図である。
【図８】本開示の実施形態による、例示的なワイヤレス通信環境におけるデバイス間の通信プロトコルの図である。
【図９】本開示の実施形態による、例示的なワイヤレス通信環境におけるビーコン送信の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
添付の図面に関連して以下に記載される詳細な説明は、種々の構成の説明として意図されており、本明細書において説明される概念が実践される場合がある唯一の構成を表すことは意図していない。発明を実施するための形態は、様々な概念を完全に理解することを可能にするために、具体的な詳細を含む。しかしながら、これらの具体的な詳細なしにこれらの概念が実施される場合があることは当業者には明らかであろう。いくつかの事例では、よく知られている構造および構成要素は、そのような概念を不明瞭にすることを避けるためにブロック図の形で示される。
【００１２】
本明細書で説明する技法は、CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMAおよび他のネットワークなどの、様々なワイヤレス通信ネットワークに使用される場合がある。「ネットワーク」および「システム」という用語は多くの場合に互換的に使用される。CDMAネットワークは、ユニバーサル地上無線アクセス(UTRA:Universal Terrestrial Radio Access)、cdma2000などの無線技術を実装し得る。UTRAは、広帯域CDMA(WCDMA(登録商標))およびCDMAの他の変形態を含む。cdma2000は、IS-2000規格、IS-95規格およびIS-856規格をカバーする。TDMAネットワークは、Global System for Mobile Communications(GSM(登録商標))などの無線技術を実装し得る。OFDMAネットワークは、Evolved UTRA(E-UTRA)、Ultra Mobile Broadband(UMB)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、Flash-OFDMAなどの無線技術を実装し得る。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UMTSの新しいリリースである。UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、LTE-A、および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(3GPP2:3rd Generation Partnership Project 2)」という名称の組織からの文書に記載されている。本明細書で説明する技法は、上記のワイヤレスネットワークおよび無線技術、ならびに次世代(たとえば、第5世代(5G))ネットワークなどの他のワイヤレスネットワークおよび無線技術に使用され得る。さらに、デバイスはまた、LTEダイレクト(LTE-D)、Bluetooth(登録商標)、Bluetooth(登録商標)低エネルギー(BLE)、ZigBee、無線周波数識別(RFID)、および/または他のアドホックもしくはメッシュネットワーク技術など、様々なピアツーピア技術を使用して互いに通信し得る。
【００１３】
本開示の実施形態は、あらゆるモノのインターネット(IoE)デバイスの同期を強化するためのシステムおよび技法を紹介する。互いに十分に近接するIoEデバイスは、互いにデバイス間(D2D)リンクを確立し得る。そうする際に、IoEデバイスは、D2Dリンクを介して更新された同期タイミング命令を通信し得る。このために、各IoEデバイスは、同期タイミング命令をマルチホップ方式で他のIoEデバイスにブロードキャストまたは再ブロードキャストするように構成され得る。ブロードキャスティング方式は、フラッディングに基づき得るか、または、たとえばリスニングおよびラーニング手順によって経時的にIoEデバイスのグループが確立したルーティング方式に従ってもよい。
【００１４】
更新された同期タイミングのマルチホップフォワーディング方式は、更新された同期タイミングが実施されるべきものと、ひとたび少なくとも1つのIoEデバイスが決定すると開始され得る。IoEデバイスは、ワイヤレス通信デバイスからのビーコンの一部として、または同期タイミング信号に対するワイヤレス通信デバイスへの特定の要求に応答して、同期タイミング信号をユーザ機器(UE)または基地局などのワイヤレス通信デバイスから受信し得る。IoEデバイスは、どれがより高いタイミング優先度ランクを有するかを見極めるために、ワイヤレス通信デバイスから受信された同期タイミング信号と既存の同期タイミングとを比較することによって、更新された同期タイミングが実施されるべきであるものと決定し得る。たとえば、IoEデバイス、またはIoEデバイスと通信中の、別のIoEデバイス、UEもしくは基地局などの別のデバイスが、どれがより高いランクを有するかを決定するためにルックアップテーブル中の同期タイミングをルックアップする場合がある。既存の同期タイミングが、より高いタイミング優先度ランクを有する場合、既存の同期が維持されることになる。一方、ワイヤレス通信デバイスから受信された同期タイミング信号に関連する同期タイミングが、より高いタイミング優先度ランクを有する場合、同期タイミングは、それに応じて更新されることになる。概して、より大きいグローバルな適用可能性を有する同期タイミング(たとえば、全地球測位システム(GPS)タイミング、基地局タイミング、など)は、よりローカルな適用可能性を有する同期タイミング(たとえば、UE固有のタイミング、IoE固有のタイミング、など)よりも好適であり得る。しかしながら、特定のIoEデバイスまたはIoEデバイスのグループに対する同期タイミングの優先度ランキングは、ローカルな同期タイミングが、場合によっては好適であるという結果をもたらす多くの要因を考慮に入れることができることを理解されたい。一例として、同期タイミングランキングは、次のように、好適性の高いものから順に、GPS、eNB、UE、WANリレー、WLANおよびセンサノードであり得る。
【００１５】
このようにして、IoEデバイスの全グループの同期タイミングは、グループからの単一のIoEデバイスが、UEまたは基地局などのワイヤレス通信デバイスと通信中であることに応答して更新され得る。この手法はまた、IoEデバイスの複数のグループを同じ同期タイミングに同期させるために利用され得る。たとえば、UEが、1つのセル内を、またはワイヤレスネットワークの複数のセルにわたって移動するにつれて、UEは、IoEデバイスの異なるグループからの1つまたは複数のIoEデバイスに接触することになる。IoEデバイスとUEとの間の通信に基づいて、IoEデバイスのグループの各々は、同じUEのまたはグローバルな同期タイミング信号に同期され得る。IoEデバイスの各グループのこの個別の機会主義的同期は、IoEデバイスの複数のグループがすべて同じタイミング信号に同期されることを生じさせ得る。その結果、もし1つのグループからの1つまたは複数のIoEデバイスが、別のグループからの1つまたは複数のIoEデバイスに近接したとき、IoEデバイスは、共通の同期タイミングによって互いを発見することになり、D2D通信において同期されたIoEデバイスのより大きいグループへとマージすることができる。特に、個別のIoEデバイスグループ内のおよび複数のIoEデバイスグループにわたるこの同期タイミングは、ワイヤレス通信デバイス(UEまたは基地局)との初期の通信が終了した後、長く継続することができる。
【００１６】
図1は、本開示の実施形態による例示的なワイヤレス通信環境100の図である。通信環境100は、いくつかのIoEデバイス102a〜102iと、いくつかの基地局104a〜104bと、いくつかのUEデバイス106と、コアネットワーク108と、1つまたは複数のアプリケーションサーバ110とを含む場合がある。
【００１７】
通信環境100は、複数のキャリア(たとえば、異なる周波数の波形信号)上での動作をサポートし得る。マルチキャリア送信機は、被変調信号を複数のキャリア上で同時に送信することができる。たとえば、各被変調信号は、上記の様々な無線技術に従って変調されるマルチキャリアチャネルとすることができる。各被変調信号は、異なるキャリア上で送られてよく、制御情報(たとえば、パイロット信号、制御チャネルなど)、オーバーヘッド情報、データなどを搬送し得る。通信環境100は、ネットワークリソースを効率的に割り振ることが可能なマルチキャリアLTEネットワークであり得る。通信環境100は、本開示の様々な態様を適用するネットワークの一例である。
【００１８】
基地局104の一方または両方は、たとえば、発展型ノードB(eノードBまたはeNB)を含む場合がある。基地局104はまた、基地トランシーバ局またはアクセスポイントと呼ばれる場合がある。図1は、単に簡潔さのために、2つの基地局104aおよび104bを示す。1基地局から多数の基地局まで存在してよく、ならびにマクロ、ピコ、および/またはフェムト基地局など、異なるタイプの取り合わせが存在してよいことが理解されよう。基地局104は、コアネットワーク108などのバックホールを介してアプリケーションサーバ110と通信し得る。基地局104はまた、直接的に、またはたとえばコアネットワーク108を介して間接的に、互いに通信し得る。
【００１９】
IoEデバイス102は、通信環境100全体にわたって分散されてよく、各IoEデバイス102は固定またはモバイルであり得る。図1は、単に例示の簡潔さのために、IoEデバイス102a〜102iを示す。当業者に理解されるように、より多くのまたはより少ないIoEデバイスが、通信環境100内に配備されてもよい。IoEデバイス102a〜102iは、スタンドアロンであってよく、または他のデバイス内に統合されていてもよい。IoEデバイス102は、次に図1のアプリケーションサーバ110などのリモートシステムに中継される情報を取り込み得る。IoEデバイス102は、たとえばそれらのデバイスまたは対象物を「スマート」にするためにデバイスまたは対象物と統合され、長い時間期間、たとえば数日、数週間、数か月、または数年の間、交換または再充電することなく動作可能である必要があるので、IoEデバイス102は制限された電力リソースを有する場合がある。その結果、電力消費を減少させるために、IoEデバイス102が所定の時間間隔においてのみアウェイクするように、IoEデバイス102は、以下でより詳細に説明するように同期され得る。
【００２０】
UE106は、ワイヤレスネットワーク100全体にわたって分散され、固定またはモバイルのいずれかであり得る1つまたは複数のUE106を代表する。UE106はまた、端末、移動局、加入者ユニットなどと呼ばれる場合がある。UE106は、セルラーフォン、スマートフォン、携帯情報端末、ワイヤレスモデム、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータなどであり得る。
【００２１】
アプリケーションサーバ110は、IoEデバイス102が、記憶および/または分析のために、データを送信しようとしている中央サーバであり得る。アプリケーションサーバ110は、IoEデバイス102のうちの1つまたは複数からのデータを、そのデータが基地局104から伝達されるときに受信し、そのデータからの情報を利用し、および/またはそのデータをアプリケーションサーバ110と対話する1つまたは複数のユーザに提示し得る。
【００２２】
基地局104aおよび104bは、IoEデバイス102a〜102iおよび/またはUE106のうちの1つまたは複数が、ダウンリンクを介して基地局104aおよび104bの一方または両方からデータを受信し得る、十分に大きいカバレージエリアを有し得る。ダウンリンク(または、順方向リンク)は、基地局104からIoEデバイス102および/またはUE106への通信リンクを指す。基地局104とのダウンリンクを確立することはできても、いくつかの例では、IoEデバイス102のうちの1つまたは複数は、基地局104へのアップリンクを確立することができるのに十分な電力を持たない場合がある。アップリンク(または、逆方向リンク)は、IoEデバイス102(またはUE106)から基地局104への通信リンクを指す。さらに、いくつかの例では、IoEデバイスは、基地局104とのアップリンクまたはダウンリンク接続を確立することができない場合がある。いくつかの例では、IoEデバイス102は、基地局104との間接的通信を容易にするために、他のIoEデバイス102および/またはUE106との通信を利用し得る。そのような間接的通信手法の例は、2013年12月16日に出願した「A HYBRID RELAY SCHEME」と題する米国特許出願第14/107,195号、2013年12月16日に出願した「RELAY SCHEME BETWEEN NARROW FREQUENCY BAND AND BROAD FREQUENCY BAND DEVICES」と題する米国特許出願第14/107,221号、2014年11月12日に出願した「OPPORTUNISTIC IOE MESSAGE DELIVERY VIA SENSOR-TRIGGERED FORWARDING」と題する米国仮特許出願第62/078,755号、および/または2014年11月12日に出願した「OPPORTUNISTIC IOE MESSAGE DELIVERY VIA WAN-TRIGGERED FORWARDING」と題する米国仮特許出願第62/078,711号に記載されており、それらの各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００２３】
IoEデバイス102は、たとえばD2Dリンクを介して互いにリンクすることが可能であり得る。一実施形態では、IoEデバイス102は、どの他のIoEデバイス102が隣接する周辺内にあり得るかを決定するために発見メッセージを送出することによって互いにリンクする。IoEデバイス102の各々は、たとえば、リスニングおよびラーニング手順に基づいて経時的に確立された、それ自体のルーティングテーブルを維持し得る。発見は、周期的に、またはIoEデバイス102が通信環境100に最初に追加されるときに発生し得る。一例にすぎないが、IoEデバイス102cが通信環境100に新しく追加されるものと仮定する記述のために、IoEデバイス102cは、応答するのに十分な近傍内にあり得る任意の他のIoEデバイス102の位置を特定するために発見メッセージまたはビーコンを送出し得る。ここで、IoEデバイス102aおよび102dが応答し得、それによって、IoEデバイス102cと102aとの間、およびIoEデバイス102cと102dとの間にD2Dリンクが確立される。代替として、IoEデバイス102aおよび102dの一方または両方は、発見メッセージまたはビーコンを周期的に送出し、IoEデバイス102cが新しく近接するときにIoEデバイス102cを発見し、それによってリンクが確立され得る。
【００２４】
互いに近接しているIoEデバイス102は、IoEデバイス102の同期されたグループを形成することができる。その点において、互いにD2D通信している非同期のIoEデバイス102は、(たとえば、WiFiダイレクトなど、任意の適切な自己組織化ピアツーピア(P2P)ネットワーク方式を使用して)それらのタイミングを共通の同期タイミング信号に同期させ得る。図1では、同期されたIoEデバイスの3つのグループ112、114および116が示される。具体的には、グループ112はIoEデバイス102a、102b、102cおよび102dを含み、グループ114はIoEデバイス102e、102fおよび102gを含み、グループ116はIoEデバイス102hおよび102iを含む。各グループ112、114および116は、例示の簡潔さのために示されており、各グループ112、114および116は、任意の数のIoEデバイス102を含み得ることを理解されたい。各グループ112、114および116内で、および/またはグループ112、114および116のうちの2つまたはそれ以上にわたってIoEデバイス102のタイミングを同期させるための技法について、以下でさらに詳細に説明する。
【００２５】
図2は、本開示の実施形態による例示的なIoEデバイス102のブロック図である。IoEデバイス102は、上記で説明した様々なIoEアプリケーションに対する多くの構成のうちの任意の1つを有し得る。IoEデバイス102は、プロセッサ202、メモリ204、センサ208、フォワーディングモジュール210、トランシーバ212、およびアンテナ218を含み得る。これらの要素は、たとえば1つまたは複数のバスを介して互いに直接的または間接的に通信中であり得る。
【００２６】
プロセッサ202は、中央処理装置(CPU)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、コントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)デバイス、別のハードウェアデバイス、ファームウェアデバイス、または図1に関して上記で紹介し、以下でより詳細に説明する、IoEデバイス102を参照しながら本明細書で説明する動作を実行するように構成されたそれらの任意の組合せを含み得る。プロセッサ202はまた、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つまた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装され得る。
【００２７】
メモリ204は、キャッシュメモリ(たとえば、プロセッサ442のキャッシュメモリ)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、磁気抵抗RAM(MRAM)、読取り専用メモリ(ROM)、プログラマブル読取り専用メモリ(PROM)、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ(EPROM)、電気消去可能プログラマブル読取り専用メモリ(EEPROM)、フラッシュメモリ、固体メモリデバイス、ハードディスクドライブ、他の形態の揮発性および不揮発性メモリ、または異なるタイプのメモリの組合せを含み得る。一実施形態では、メモリ204は非一時的コンピュータ可読媒体を含み得る。メモリ204は、命令206を記憶することができる。命令206は、プロセッサ202によって実行されたときに、本開示の実施形態に関連してIoEデバイス102を参照しながら本明細書で説明する動作をプロセッサ202に実行させる命令を含み得る。命令206はまた、コードと呼ばれる場合がある。「命令」および「コード」という用語は、任意のタイプのコンピュータ可読ステートメントを含むように、広く解釈されるべきである。たとえば、「命令」および「コード」という用語は、1つまたは複数のプログラム、ルーチン、サブルーチン、関数、手順などを指し得る。「命令」および「コード」は、単一のコンピュータ可読ステートメント、または多くのコンピュータ可読ステートメントを含み得る。
【００２８】
センサ208は、その環境の何らかの態様についての情報を知覚し、取り込むことができる任意のセンサまたは計測器であり得る。これは、ほんのいくつかの例を挙げれば、サービスメータリング(たとえば、ガス事業用)、温度モニタリング、圧力モニタリング、流体流モニタリング、インベントリレベルモニタリング、水位モニタリング、機器ステータスモニタリング、野生生物追跡、天候事象モニタリング、地質学的事象モニタリング、フリート追跡、トランザクションベースのビジネス課金を含むことができる。センサ208は、センサ208がデータとして取り込む任意の情報を、アプリケーションサーバ110などのリモートサイトへの機会主義的送信のために、トランシーバ212に送信し得る。センサ208はまた、センサ208がデータとして取り込む任意の情報を、一時的または永久的に記憶するためにメモリ204に送信し得る。
【００２９】
フォワーディングモジュール210は、IoEデバイス102が、それ自体のデータメッセージならびに他のIoEデバイス102間の通信の他の行為(act)を送信するためにどのタイムスロットを使用することになるかを決定するために使用され得る。フォワーディングモジュール210は、タイミング同期信号が実施されるべきかどうかを決定するために、他のIoEデバイス102、基地局104、またはUE106から受信されたタイミング同期信号を分析し得る。この決定は、受信されたタイミング同期信号が現在のタイミング同期より高いランクを占めるかどうかを決定することを含み得る。特定のタイミング同期信号が実施されるべきであるとき、フォワーディングモジュール210はまた、タイミング同期信号が他のIoEデバイス102にフォワーディングされるべきかどうか、およびそうであれば、どのIoEデバイス102にフォワーディングされるべきかを決定し得る。この点について、フォワーディングモジュール210は、タイミング同期信号がフォワーディングされるべきIoEデバイス102の識別子のためのルーティングテーブルを検査し得る。フォワーディングモジュール210は、タイミング同期信号がフォワーディングされるべき場所にトランシーバ212を方向づけるためにルーティングテーブルを使用し得る。概して、任意の適切なフラッディング方式、マルチキャスト方式またはブロードキャスト方式は、同期されたIoEデバイスのグループ内のIoEデバイス102のすべてが、更新されたタイミング同期を受信することを確実にするために利用され得る。この点について、受信IoEデバイス102は、更新されたタイミング同期の受信の肯定応答を送信IoEデバイスに送信し得る。
【００３０】
トランシーバ212は、モデムサブシステム214と無線周波数(RF)ユニット216とを含み得る。トランシーバ212は、基地局104および/またはUE106など、他のデバイスと双方向に通信するように構成される。モデムサブシステム214は、変調およびコーディング方式(MCS)、たとえば低密度パリティチェック(LDPC)コーディング方式、ターボコーディング方式、畳み込みコーディング方式、などに従ってセンサ208および/またはフォワーディングモジュール210からのデータを変調および/または符号化するように構成され得る。RFユニット216は、(アウトバウンド送信上の)モデムサブシステム214からの、または基地局104またはUE106など、別のソースから発信された送信の、変調/符号化されたデータを処理する(たとえば、アナログデジタル変換またはデジタルアナログ変換などを実行する)ように構成され得る。トランシーバ212内にともに統合されるように示されているが、モデムサブシステム214およびRFユニット216は、IoEデバイスが他のデバイスと通信することを可能にするためにIoEデバイス102においてともに結合される別個のデバイスであってもよい。
【００３１】
RFユニット216は、変調および/または処理されたデータ、たとえばデータパケット(または、より一般的に、1つまたは複数のデータパケットおよび他の情報を含み得るデータメッセージ)を、1つまたは複数の他のデバイスに送信するためにアンテナ218に供給し得る。これは、たとえば、本開示の実施形態に従って、データメッセージを、D2Dリンクを介して別のIoEデバイス102に、基地局104に中継するためにUE106に、または基地局104に送信することを含み得る。アンテナ218はさらに、基地局104、UE106および/または他のIoEデバイス102から送信されたデータメッセージを受信し、受信されたデータメッセージをトランシーバ212における処理および/または復調のために供給することができる。図2はアンテナ218を単一のアンテナとして示すが、アンテナ218は、複数の送信リンクを維持するために、同様のまたは異なる設計の複数のアンテナを含み得る。
【００３２】
図3は、本開示の実施形態による例示的な基地局104のブロック図である。基地局104は、プロセッサ302、メモリ304、タイミング同期モジュール308、トランシーバ310、およびアンテナ316を含み得る。これらの要素は、たとえば1つまたは複数のバスを介して互いに直接的または間接的に通信中であり得る。基地局104は、進化型ノードB(eノードB)、マクロセル、ピコセル、フェムトセル、中継局、アクセスポイント、または基地局104に関して本明細書で説明した動作を実行するように動作可能な別の電子デバイスであり得る。基地局104は、第3世代(3G)ワイヤレス通信規格、第4世代(4G)ワイヤレス通信規格、ロングタームエボリューション(LTE)ワイヤレス通信規格、LTE-アドバンストワイヤレス通信規格、または(たとえば、5Gプロトコルに従って動作する次世代ネットワークといった)現在知られているもしくは後に開発される別のワイヤレス通信規格などの、1つまたは複数の通信規格に従って動作することができる。
【００３３】
プロセッサ302は、CPU、DSP、ASIC、コントローラ、FPGAデバイス、別のハードウェアデバイス、ファームウェアデバイス、または上記の図1に紹介する基地局104を参照しながら本明細書で説明する動作を実行するように構成されたそれらの任意の組合せを含み得る。プロセッサ302はまた、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つまた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装され得る。
【００３４】
メモリ304は、キャッシュメモリ(たとえば、プロセッサ302のキャッシュメモリ)、RAM、MRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、固体メモリデバイス、1つもしくは複数のハードディスクドライブ、他の形態の揮発性および不揮発性メモリ、または異なるタイプのメモリの組合せを含むことができる。一実施形態では、メモリ304は非一時的コンピュータ可読媒体を含み得る。メモリ304は、命令306を記憶し得る。命令306は、プロセッサ302によって実行されたとき、本開示の実施形態に関連して基地局104を参照しながら本明細書で説明する動作をプロセッサ302に実行させる命令を含み得る。命令306はまたコードと呼ばれる場合があり、コードは、図2に関して上記で説明したように、任意のタイプのコンピュータ可読ステートメントを含めるように広く解釈され得る。
【００３５】
タイミング同期モジュール308は、IoEデバイス102を同期させることに関連する1つまたは複数の機能を実行するように動作し得る。いくつかの実装形態では、タイミング同期モジュール308は、IoEデバイス102によって受信されたタイミング同期信号が実施されるべきかどうかを決定するランキングテーブルを維持する。基地局104は、ランキング情報を、基地局104のダウンリンク範囲内のIoEデバイス102および/またはUE106に周期的にブロードキャストし得る。ランキング情報は、IoEデバイス102および/またはUE106によって後で参照するために、IoEデバイス102のローカルメモリ(メモリ204など)および/またはUE106のローカルメモリに記憶され得る。さらに、いくつかの例では、基地局104は、IoEデバイス102の間、IoEデバイス102とUE106との間、UE106と基地局104との間、IoEデバイス102と基地局104との間、および/またはそれらの組合せの通信を同期させるために利用され得るタイミング同期信号を、基地局104のダウンリンク範囲内のIoEデバイス102および/またはUE106にブロードキャストし得る。タイミング同期モジュール308は、基地局104によってブロードキャストされるべきタイミング同期信号を生成または定義し得る。
【００３６】
タイミング同期モジュール308は、情報、信号および/または命令が、基地局104のダウンリンク範囲内でIoEデバイス102および/またはUE106にブロードキャストされ得るように、対応する情報、信号および/または命令をトランシーバ310に送り得る。たとえば、これは、タイミング同期ランキング階層、利用可能なタイミング同期のタイミングオフセット、利用可能なタイミング同期のオリジン、更新されたタイミング同期を実施するための実施タイミングおよび/または遅延スケジュール、ならびに/あるいはタイミング同期に関連する他のデータを含み得る。トランシーバ310は、モデムサブシステム312と無線周波数(RF)ユニット314とを含み得る。トランシーバ310は、IoEデバイス102および/またはUE106など、他のデバイスと双方向に通信するように構成される。モデムサブシステム312は、MCSに従ってデータを変調および/または符号化するように構成され得、モデムサブシステム312のいくつかの例は、図2に関して上記に列挙されている。RFユニット314は、(アウトバウンド送信上の)モデムサブシステム312からの、またはIoEデバイス102またはUE106など、別のソースから発信された送信の、変調/符号化されたデータを処理する(たとえば、アナログデジタル変換またはデジタルアナログ変換などを実行する)ように構成され得る。トランシーバ310内にともに統合されるように示されているが、モデムサブシステム312およびRFユニット314は、基地局104が他のデバイスと通信することを可能にするために基地局104においてともに結合される別個のデバイスであってもよい。
【００３７】
RFユニット314は、変調および/または処理されたデータ、たとえばデータパケットを、IoEデバイス102およびUE106など、1つまたは複数の他のデバイスに送信するためにアンテナ316に供給し得る。トランシーバ310がゲートウェイ選択モジュール308から識別情報を受信した後、モデムサブシステム312は、送信の準備において識別情報を変調および/または符号化し得る。RFユニット314は、変調および/または符号化されたデータパケットを受信し、データパケットをアンテナ316に送る前にデータパケットを処理し得る。これは、たとえば、本開示の実施形態に従って、データメッセージを、ダウンリンク範囲内の1つまたは複数のIoEデバイス102に、IoEデバイス102に中継するためにUE106に、または別の基地局104に送信することを含み得る。アンテナ316はさらに、IoEデバイス102および/またはUE106から送信されたデータメッセージを受信し、受信されたデータメッセージをトランシーバ310における処理および/または復調のために供給することができる。図3はアンテナ316を単一のアンテナとして示すが、アンテナ316は、複数の送信リンクを維持するために、同様のまたは異なる設計の複数のアンテナを含み得る。
【００３８】
図4は、本開示の実施形態による例示的なUE106のブロック図である。UE106は、いくつかの例を挙げれば、UE106に関して本明細書で説明する動作を実行するように動作可能である、モバイル通信デバイス(たとえば、スマートフォン、セルラー電話、携帯情報端末など)、タブレットコンピューティングデバイス、ラップトップコンピューティングデバイス、車両、ゲーム用コンソール、機械、個人用コンピューティングデバイス、電子リーダーデバイス、センサデバイス、別の電子デバイス、またはこれらのデバイスの組合せであり得る。UE106は、プロセッサ402、メモリ404、中継モジュール408、電力増幅器410、トランシーバ412、およびアンテナ418を含み得る。これらの要素は、たとえば1つまたは複数のバスを介して互いに直接的または間接的に通信中であり得る。
【００３９】
プロセッサ402は、CPU、DSP、ASIC、コントローラ、FPGAデバイス、別のハードウェアデバイス、ファームウェアデバイス、または上記の図1に紹介するUE106を参照しながら本明細書で説明する動作を実行するように構成されたそれらの任意の組合せを含み得る。プロセッサ402はまた、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つまた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装され得る。
【００４０】
メモリ404は、キャッシュメモリ(たとえば、プロセッサ302のキャッシュメモリ)、RAM、MRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、固体メモリデバイス、1つもしくは複数のハードディスクドライブ、他の形態の揮発性および不揮発性メモリ、または異なるタイプのメモリの組合せを含み得る。一実施形態では、メモリ404は非一時的コンピュータ可読媒体を含み得る。メモリ404は、命令406を記憶し得る。命令406は、プロセッサ402によって実行されたときに、本開示の実施形態に関連してUE106を参照しながら本明細書で説明する動作をプロセッサ402に実行させる命令を含み得る。命令406はまた、またコードと呼ばれる場合があり、コードは、図2に関して上記で説明したように、任意のタイプのコンピュータ可読ステートメントを含めるように広く解釈され得る。
【００４１】
中継モジュール408は、UE106に、IoEデバイス102からのアップリンクデータメッセージを受信することと、増幅された信号を有するデータメッセージを、IoEデバイス102が本来ならアップリンクを用いて到達し得ない基地局104に中継することとを行わせるように動作し得る。中継モジュール408はさらに、UE106が基地局104からのダウンリンクデータメッセージをIoEデバイス102に中継することを可能にし得る。一実施形態では、基地局104は、ダウンリンクデータメッセージを、基地局104の追加の送信電力によって、IoEデバイス102に直接送信し得る。
【００４２】
電力増幅器410は、UE106が、たとえば1つまたは複数の基地局104と長距離にわたって通信することを可能にし得る。電力増幅器410は、アンテナ418が、基地局104またはIoEデバイス102など、他のデバイスに送信することになる信号(データメッセージを含む)を増幅するために、トランシーバ412およびアンテナ418と協働して動作し得る。
【００４３】
トランシーバ412は、モデムサブシステム414と無線周波数(RF)ユニット416とを含み得る。トランシーバ412は、IoEデバイス102および/または基地局104など、他のデバイスと双方向に通信するように構成される。モデムサブシステム414は、MCSに従ってデータを変調および/または符号化するように構成され得、モデムサブシステム414のいくつかの例は、図2に関して上記に列挙されている。RFユニット416は、(アウトバウンド送信上の)モデムサブシステム414からの、またはIoEデバイス102または基地局104など、別のソースから発信された送信の、変調/符号化されたデータを処理する(たとえば、アナログデジタル変換またはデジタルアナログ変換などを実行する)ように構成され得る。トランシーバ412内にともに統合されるように示されているが、モデムサブシステム414およびRFユニット416は、UE106が他のデバイスと通信することを可能にするためにUE106においてともに結合される別個のデバイスであってもよい。
【００４４】
RFユニット416は、変調および/または処理されたデータ、たとえばデータメッセージを、IoEデバイス102および基地局104など、1つまたは複数の他のデバイスに送信するためにアンテナ418に供給し得る。トランシーバ412が送信のためのデータメッセージを受信した後、モデムサブシステム414は、送信の準備においてデータメッセージを変調および/または符号化し得る。RFユニット416は、変調および/または符号化されたデータメッセージを受信し、データメッセージをアンテナ418に送る前にデータメッセージを処理し得る。アンテナ418はさらに、IoEデバイス102および/または基地局104から送信されたデータメッセージを受信し、受信されたデータパケットをトランシーバ412における処理および/または復調のために供給することができる。図4はアンテナ418を単一のアンテナとして示すが、アンテナ418は、複数の送信リンクを維持するために、同様のまたは異なる設計の複数のアンテナを含み得る。
【００４５】
一実施形態では、中継モジュール408は、UE106に、近くにあり得る任意のIoEデバイス102を発見するための発見手順を開始させ得る。中継モジュール408は、アンテナ418を介して発見信号をブロードキャストすることによって、そのように行うことができる。IoEデバイス102が発見信号に応答すると、中継モジュール408は、タイミング同期信号を含むビーコンを送信することによって、および/または応答するIoEデバイス102への接続を設けることによって続けることができる。その点において、IoEデバイス102とUE106との間に接続が確立されると、タイミング同期信号は、UEビーコンを利用して、および/またはデータ通信チャネルを利用してIoEデバイス102に送信され得る。代替実施形態では、または追加として、UE106は、要求するIoEデバイス102から送信された発見信号に応答し、タイミング同期信号を含むビーコンを送信すること、および/または発見信号を送信したIoEデバイス102への接続を設けることを続けることができる。さらに、いくつかの実施形態では、UE106は、最初に、タイミング同期信号を含むビーコンを、発見信号の代わりにブロードキャストし得る。UE106からビーコンを受信すると、IoEデバイス102は、UE106とさらに通信する必要なしにタイミング同期信号を受信したことになる。
【００４６】
タイミング同期情報は、いくつかのフォーマットにおいてUE106からIoEデバイス102に伝達され得る。たとえば、UE106は、IoEデバイス102の現在タイミングと、UE106によって与えられる更新されたタイミング同期のタイミングとの間のタイミングオフセットを計算して通信し得る。代替として、UE106は、更新されたタイミング同期に関連付けられた新しいオリジンを通信し得る。その点において、IoEデバイス102は、IoEデバイス102の現在タイミングと、UE106によって与えられる情報に基づく更新されたタイミング同期(たとえば、新しいオリジンのタイミング、次のUEビーコンのタイミング、など)との間のオフセットを計算し得る。さらに、いくつかの例では、IoEデバイス102は、UE106または基地局104からWAN信号を受信することはできない。たとえば、多くのIoEデバイス102は、極めて低コストであるように製造され、したがってWAN技術を含まない。したがって、いくつかの実装形態では、UE106が、IoEデバイス102のビーコンプロトコルに従うが、IoEデバイス102を更新されたタイミング同期(たとえば、より高いランキングのタイミング同期)と同期させるのに必要なタイミング訂正値を通信し得るように、UE106は、特定の無線プロトコルを使用してIoEデバイス102に関連付けられたチャネル(たとえば、WLAN、Bluetooth(登録商標)、ZigBee、など)上でIoEデバイス102と通信し得る。
【００４７】
図5は、本開示の実施形態による、例示的なワイヤレス通信環境100における例示的なビーコン送信およびデバイスの探索間隔を示すタイミング図500である。IoEデバイス102が電源投入されるとき、および/またはワイヤレス通信環境100の中に導入されるとき、IoEデバイス102は、別のIoEデバイス102からのビーコン信号に対するチャネルをモニタリングすることによって近くの他のIoEデバイス102を発見しようとする。ビーコン信号が検出された場合、IoEデバイス102は、IoEデバイス102のタイミングを受信されたビーコンに同期させ得る。ビーコン信号が最初の探索間隔内で受信されなかった場合、IoEデバイス102は、それ自体のビーコンを周期的に送信することを開始し得、それによって、別のIoEデバイス102が近傍にあって電源投入されると、別のIoEデバイス102がIoEデバイスビーコンを発見することになり、それに応じて2つのIoEデバイスは、それらのタイミングを同期させ得る。
【００４８】
このIoEデバイス発見に関与する基本的パラメータは、IoEデバイス102のビーコン信号502間の間隔(T1)、およびIoEデバイスがIoEビーコンの存在を発見するためにチャネルをモニタリングするのに必要な探索間隔(T2)である。IoEデバイス102の電力消費を最小化するために、ビーコン信号502間の間隔(T1)をできるだけ長くする一方で、探索間隔(T2)をできるだけ短くすることが望ましい。しかしながら、IoEデバイス102が近傍にある別のIoEデバイスを見落とさないことを確実にするために、T2は、T1以上であるべきである。図5の例示的な実施形態では、T2は、T1より大きく示されている。その結果、ビーコン502の送信に注がれる電力と、他のIoEデバイスのビーコンの探索に注がれる電力との間には、トレードオフが存在する。
【００４９】
初期の発見および関連付けに対して、IoEデバイス102は、他のIoEデバイス102に対するチャネルをモニタリングするために、比較的長い探索間隔(T2)を利用し得る。しかしながら、ひとたびIoEデバイスのグループが同期されると、IoEデバイス102は、ビーコンが、送信されて時間およびクロックのパラメータがIoEデバイス102の間で調整/再同期され得るようにスケジュールされるときの、比較的短い間隔またはウェイクアップ期間(T3)の間だけウェイクアップすることを必要とする。T3の長さは、IoEビーコン信号の長さ、ビーコン同期期間の間の発振器の不正確さによるタイミングドリフト、ならびにチャネルアクセスおよびビーコン信号の送信のために残されたマージンに依存する。図示のように、ウェイクアップ期間(T3)を使用してIoEデバイス102の間で同期を維持することに関連する電力コストは、探索間隔(T2)を使用する最初の同期よりずっと小さい。
【００５０】
IoEデバイス102を同期することにおけるさらなる問題は、最初に異なるタイミング信号に同期されるIoEデバイスの複数のグループを背景にして生じる。この点について、当初は互いに離間しており、時間同期されていないが、(たとえば、グループの一方または両方のIoEデバイスのモビリティにより)互いの近傍に移動するIoEデバイスの2つのグループを考察する。IoEデバイスの2つのグループは近接しているので、両グループのIoEデバイスは同期されることが望ましい。課題は、両グループのIoEデバイスが接近中であることを検出する方法である。1つの解決策は、各IoEデバイス102が、深い探索(deep search)を周期的に行う(たとえば、長い探索間隔(T2)または他の延長時間期間の間、チャネルをモニタリングする)ことである。そのような深い探索は、通常の同期維持(T3)より多くの電力を要するので、ひとたびIoEデバイスが他のIoEデバイスと同期されたならば、深い探索を行うにしても、頻繁に行うことは望ましくない。その結果、互いに近接するIoEデバイスの2つのグループは、スケジュールされた深い探索が発生するまで、延長時間期間の間(または無期限に)同期外れのままである場合がある。
【００５１】
本開示によれば、IoEデバイス102の近傍における1つまたは複数のUE106の機会主義的存在(たとえば、1つまたは複数のIoEデバイス102の検出可能な近傍に機会主義的に出入りするUE106)が、深い探索よりずっと低い電力コストで、IoEデバイスの単一のグループ内のみならずIoEデバイスの複数のグループにわたって同期を達成するために活用され得る。
【００５２】
図5に示すように、UE106は、UEビーコン504を周期的にブロードキャストする。UEビーコン504は、タイミング同期信号を含み得るか、または単に存在発見信号であり得る。UE106は、IoEデバイス102よりも電力を制限されないので、UEビーコン504間の間隔(T4)は、IoEビーコン502間の間隔(T1)よりずっと小さくてもよい。たとえば、いくつかの実装形態では、T1は、10分、30分、1時間、4時間、8時間、12時間、24時間、または他の適切な時間期間など、5分を超えるが、T4は、1分、30秒、10秒、または他の適切な時間期間など、5分未満である。その結果、本開示によれば、同期されたグループのIoEデバイス102は、探索間隔(T5)の間、UEビーコン504を周期的に探索することができる。IoEデバイス102がIoEデバイス102に近接するUEを見落とさないことを確実にするために、T5は、T4以上であるべきである。図5の例示的な実施形態では、T5は、T4より大きく示されている。一実施形態では、IoEデバイス102は、UEビーコン504が検出されると、探索間隔(T2)から、(T2)より短い探索間隔(T5)に遷移してよく、そのことで、IoEデバイス102への電力負荷が低減され得る。
【００５３】
IoEデバイス102への電力負荷をさらに低減するために、同期されたグループ内のIoEデバイス102は、IoEデバイスが、UEビーコン504に対するチャネルを交代でモニタリングするように、UEビーコン504に対して協調してモニタリングすることができる。
【００５４】
1つのIoEデバイス102がUEビーコン504を発見すると、そのIoEデバイス102は、それの同期されたグループの他のIoEデバイス102に、それらのIoEビーコン502をUEビーコン504に同期させるように通知することができる。たとえば、IoEデバイス102は、(たとえば、他のIoEデバイス102が再同期のためにウェイクアップしたとき、次の利用可能なIoEビーコン信号502の間に)更新されたタイミング同期信号をD2D通信を介して他のIoEデバイス102に通信し得る。たとえば、IoEデバイス102は、経時的に確立されたフラッディング方式またはルーティング方式のいずれかに基づいて、および各IoEデバイス102中のルーティングテーブルに示されるように、マルチホップ方式で更新されたタイミング同期信号をブロードキャストすることができる。いくつかの例では、更新されたタイミング同期信号がIoEデバイスのグループに最初に導入された後、IoEデバイスのあるサブセットが更新されたタイミング同期を受信している一方で、別のサブセットが受信していない時間が存在し得る。この潜在的な非同期を防止する(または少なくとも低減する)ために、他方のIoEデバイスに送信されたタイミング同期信号は、更新されたタイミング同期が実施されるべきときについてIoEデバイスに指示する実施タイミングおよび/または遅延スケジュールを含むことができる。たとえば、実施タイミングおよび/または遅延スケジュールは、特定の遅延時間(たとえば、更新されたタイミング同期信号を受信してからまたは他の参照点からのウェイクアップ期間の数(すなわち、n個のウェイクアップ期間)に基づく)、または時間の量(すなわち、更新されたタイミング同期信号を受信してからまたは他の参照点からのx秒、分、時間)、ならびに/あるいは他の適切なタイミングスケジュールに基づいて、特定の開始時刻(たとえば、既存のまたは更新されたクロックエントリのいずれかに基づく)においてIoEデバイスが現在のタイミング同期から更新されたタイミング同期に切り替えるべきときを定義することができる。IoEデバイスが更新されたタイミング同期信号を受信するとき(たとえば、発信元のIoEデバイスからのIoEデバイスのホップの数に基づく)、および/またはIoEデバイスが変更を実施するのに必要な時
間の量における変動を考慮するために、遅延がIoEデバイス間で変化する場合があることを理解されたい。
【００５５】
IoEデバイスの2つの(またはそれ以上の)グループがUEビーコン504を発見し、それらのそれぞれのIoEビーコン502をUEビーコン504に同期させるので、各グループは、同じタイミング同期信号に同期されることになる。その結果、もし2つのグループのIoEデバイス102が近接したとき、それらは、互いのIoEビーコン502を(各グループは、UEから受信された同じタイミング同期信号に依拠するという事実によって)発見することになり、IoEデバイスの1つの同期されたグループへとマージし得る。同じく、IoEデバイスのグループがマージすると、タイミング同期を維持するコストは、わずか/最小(T3)になる。
【００５６】
図6は、本開示の実施形態による、IoEデバイス102を同期させるための例示的な方法600を示すフローチャートである。方法600の態様は、IoEデバイス102内で実施され得る。この点について、IoEデバイス102は、他のIoEデバイス102およびUE106と通信中であり得る。
【００５７】
ステップ601において、IoEデバイス102はIoEビーコンをリッスンする。これは、たとえば、IoEデバイスが電源投入される(またはネットワーク内に導入される)ときの探索間隔(たとえば、T2)の間、または別のIoEデバイス102、基地局104、もしくはUE106から受信されたタイミング同期信号に同期されたウェイクアップ期間(たとえば、T3)の間に発生する。ステップ601において、IoEデバイス102がIoEビーコンを受信すると、IoEデバイスは、それのクロック、タイミング、およびまたは他のパラメータを受信されたIoEビーコンに同期させ得る。
【００５８】
ステップ602において、IoEデバイス102はUEビーコンをリッスンする。これは、たとえば、探索間隔(たとえば、T5)の間、または別のIoEデバイス102、基地局104、もしくはUE106から受信されたタイミング同期信号に同期されたウェイクアップ期間の間に発生し得る。いくつかの例では、UEビーコンをリッスンする(ステップ602)持続時間(たとえば、T5)は、IoEビーコンをリッスンする(ステップ601)持続時間(たとえば、T2)よりずっと短い。より短い持続時間、したがってより低い電力コストによって、IoEデバイス102は、より高い頻度でUEビーコンをリッスンすることができる。
【００５９】
ステップ604において、IoEデバイス102は、UEビーコンが受信されたかどうかを決定する。IoEデバイス102の探索間隔またはウェイクアップ期間の間にUEビーコンが受信されていない場合、方法600はステップ602に戻り、そこでIoEデバイス102は、次にスケジュールされている探索間隔またはウェイクアップ期間の間にUEビーコンをリッスンすることになる。探索間隔またはウェイクアップ期間の間にUEビーコンが受信された場合、方法600は、ステップ606に続く。
【００６０】
ステップ606において、IoEデバイス102は、受信されたUEビーコンがタイミング同期のために十分な情報を含むかどうかを決定する。この点について、いくつかの例では、UEビーコンは、UE106の存在(たとえば、UE106がIoEデバイス102の近傍に入ったばかりで、今や検出可能であること)を示すが、タイミング同期信号を含まない、発見信号であり得る。受信されたUEビーコンが、タイミング同期のために十分な情報を含まないものとIoEデバイス102が決定した場合、方法はステップ608に進み、そこでIoEデバイス102は、タイミング同期情報に対する要求をUEに送信する。ステップ610において、IoEデバイス102は、UE106から要求されたタイミング同期情報を受信する。UE106は、タイミング同期信号の一部として、UEビーコンの一部として、データチャネルの一部として、要求されたタイミング同期情報を、および/または他の適切な信号送信をIoEデバイス102に送信し得る。IoEデバイス102が、(ステップ606またはステップ610のいずれかにおいて)必要なタイミング同期情報を受信すると、方法600は、ステップ612に続く。
【００６１】
ステップ612において、IoEデバイス102は、それのタイミングがUEから受信された同期タイミング情報に基づいて更新されるべきかどうかを決定する。いくつかの例では、IoEデバイス102は、UEから受信された同期タイミング信号と既存の同期タイミング信号とを比較して、どちらがより高いタイミング優先度ランクを有するかを見極めることによって、IoEデバイス102の同期タイミングが更新されるべきかどうかを決定する。たとえば、IoEデバイス(または別のIoEデバイス、UEまたは基地局など、IoEデバイスと通信中の別のデバイス)が、ルックアップテーブル中のそれぞれの同期タイミングをルックアップして、どれがより高いランクを有するかを決定することができる。概して、より大きいグローバルな適用可能性を有する同期タイミング(たとえば、全地球測位システム(GPS)タイミング、基地局タイミング、など)は、よりローカルな適用可能性を有する同期タイミング(たとえば、UE固有のタイミング、IoE固有のタイミング、など)よりも好適である場合がある。しかしながら、特定のIoEデバイスまたはIoEデバイスのグループに対する同期タイミングの優先度ランキングは、ローカルな同期タイミングが、場合によっては好適であるという結果をもたらす場合がある多くの要因を考慮に入れ得ることを理解されたい。いくつかの例では、同期タイミング信号の相対的ランクまたは優先度は、UE106から受信された同期タイミング信号および/またはビーコンの1つまたは複数の特性(たとえば、周波数、チャネル、帯域幅、電力、など)に基づいてIoEデバイス102によって推論され得る。たとえば、いくつかの例では、より高い周波数は、より良い同期タイミング信号を示し、パワーバーンにあまり関心を払わなくてよい。いくつかの例では、ビーコンの周波数が高いほど、同期タイミング信号のランクは高い。したがって、IoEデバイス102は、新しい同期タイミングが現在の同期タイミングより高いランクまたは優先度を有するかどうかを決定するために、UE106から受信されたビーコンおよび/または同期タイミング信号の特性(たとえば、周波数、チャネル、帯域幅、電力、など)と、IoEデバイス102の現在のタイミングに関連する特性とを比較し得る。
【００６２】
いくつかの例では、IoEデバイス102は、ネットワークタイミングソースの間で同期されていないタイミング階層において同じレベルまたはランキングを有する2つまたはそれ以上のネットワークタイミングソースに遭遇する場合がある。そのような例では、IoEデバイス102(または別のIoEデバイス102、基地局104、またはUE106など、他のネットワークデバイス)は、(たとえば、どれほどの頻度でタイミング重複が発生するかによって)等しくランク付けられたソースの好ましいタイミングを決定し得る。さらに、代替タイミングソースに対するオフセットが、それらのソースのタイミング参照信号間の時間差を記録することによって追跡され得る。
【００６３】
ステップ612において、既存の同期タイミングが、より高いタイミング優先度ランクを有するものと決定される場合、既存の同期が維持されることになる。その結果、同期タイミングは更新されないことになり、方法600はステップ602に戻る。UE106から受信された同期タイミング信号に関連付けられた同期タイミングが、既存の同期タイミング信号より高いタイミング優先度ランクを有する場合、方法600は、ステップ614に続く。
【００６４】
ステップ614において、IoEデバイス102は、それのビーコンを、UE106から受信された同期タイミング信号に同期させる。いくつかの例では、IoEデバイス102は、UE106から受信された同期タイミング信号の参照クロックに適合させるために、IoEデバイス102の参照クロックを変更する。他の例では、IoEデバイス102は、それの既存の参照クロックを維持するが、それの既存の参照クロックとUE106から受信された同期タイミング信号に関連付けられた参照クロックタイミングとの間の差を表すオフセット値を記憶する。その結果、オフセットは、IoEデバイスの既存の参照クロックを変更する必要なしに、通信を、IoEデバイス102、UE106、基地局104などを含む他のワイヤレス通信デバイスと同期させるために利用され得る。
【００６５】
ステップ616において、IoEデバイス102は、更新されたタイミング同期信号を他のIoEデバイス102に通信する。この点について、IoEデバイス102は、(たとえば、他のIoEデバイス102が再同期のためにウェイクアップしたとき、次の利用可能なIoEビーコン信号の間に)更新された同期タイミングをD2D通信を介して通信し得る。たとえば、他のIoEデバイスは、IoEビーコンをリスニングするとき、ステップ601の間に更新された同期タイミングを受信し得る。ステップ614および616は、任意の順序でおよび/または同時に実行され得ることを理解されたい。次いで、方法600はステップ602に戻り、そこでIoEデバイス102は、次のスケジュールされた探索間隔またはウェイクアップ期間の間にUEビーコンをリッスンすることになる。
【００６６】
図7は、本開示の実施形態による、例示的なワイヤレス通信環境100におけるデバイス間の通信プロトコル700の図である。プロトコル700の態様は、IoEデバイス102内および/またはUE106内に実装され得る。この点について、IoEデバイス102およびUE106は、互いに、および/または他のIoEデバイス102およびUE106と通信中であり得る。いくつかの態様では、通信プロトコル700は、上記で説明した方法600を実施するために利用され得る。
【００６７】
図示のように、IoEデバイス102は、最初にUEビーコンをリッスンし702、702は方法600のステップ602に対応し得る。これは、たとえば、ビーコンの一部として受信されたタイミング同期信号および/または別のIoEデバイス102、基地局104またはUE106から送信された他の信号に同期されているウェイクアップ期間の間に発生し得る。IoEデバイス102のウェイクアップ期間は、IoEデバイス102がD2D通信中である1つまたは複数のIoEデバイスのウェイクアップ期間と同期され得る。ウェイクアップ期間は、本開示の様々な態様を実施するために使用される複数のタイムスロットを含み得る。十分に小さいデューティサイクルを有するこれらのタイムスロットを割り当てることで、IoEデバイス102の電力消費が低減され得、そのことが、IoEデバイス102の寿命を延ばすのを支援することができる。一実施形態では、基地局104および/またはUE106は、それらがIoEデバイスに送信するビーコンまたは他の信号を介してタイムスロットを割り振ることができる。代替として、IoEデバイス102は、タイムスロットを割り振るためにともに協働し得る。いくつかの例では、IoEデバイスのグループ内のIoEデバイス102は、UEビーコンを交代でリッスンする。
【００６８】
UE106は、IoEデバイス102によって受信され得るUEビーコン704を送信する。次いで、IoEデバイス102は、方法600のステップ606と同様に、UEビーコン704を評価し得る(706)。UEビーコンの評価に応答して、IoEデバイスは、方法600のステップ608と同様に、タイミング同期信号要求708をUE106に送信し得る。UE106は、方法600のステップ610と同様に、タイミング同期信号要求708をIoEデバイスから受信したことに応答してタイミング同期信号170をIoEデバイス102に送信し得る。信号708および710の送信は、場合によっては(たとえば、UEビーコン704が、IoEデバイス102が使用するのに十分なタイミング同期情報を含む場合)必要ではないことを理解されたい。この理由で、信号708および710は、破線で示されている。
【００６９】
IoEデバイス102は、方法600のステップ612と同様に、タイミング同期信号710(またはUEビーコン704の一部として受信されたタイミング同期信号)を評価する(712)。評価(712)に基づいて、IoEデバイスのタイミング同期が更新されるべきである場合、IoEデバイス102は、それの同期タイミングを受信されたタイミング同期信号に基づいて更新し(714)、対応するタイミング同期信号716を他のIoEデバイス102に(たとえば、D2D通信を介して)送信する。タイミング同期信号716を受信したことに応答して、他のIoEデバイス102は、IoEデバイスのグループが更新されたタイミング同期に同期されるように、他のIoEデバイス102のタイミング同期を同様に更新し得る。次いで、通信プロトコル700は、IoEデバイス102が再びUEビーコンをリッスンすること(702)を継続してよく、各探索間隔(T3)またはウェイクアップ期間の間、同じプロセスを繰り返す。
【００７０】
図8は、本開示の実施形態による、例示的なワイヤレス通信環境100におけるデバイス間の通信プロトコル800の図である。プロトコル800の態様は、UE106および/またはIoEデバイス102の中に実装され得る。UE106およびIoEデバイス102は、互いに、および/または他のIoEデバイス102およびUE106と通信中であり得る。この点について、概念を説明する簡潔さのために、図1のワイヤレス通信環境100のIoEデバイスグループ112(IoEデバイス102a、102b、102cおよび102dから成る)のIoEデバイス102aおよびIoEデバイスグループ114(IoEデバイス102e、102fおよび102gから成る)のIoEデバイス102eが示される。
【００７１】
図示のように、UE106は、IoEデバイス102aによって受信され得るUEビーコン802を送信する。UEビーコン802は、タイミング同期情報を含み得る。代替として、UEビーコン802は、タイミング同期情報を含まない発見信号であり得る。UEビーコン802は、UE106がIoEデバイス102aの近傍にあるとき、IoEデバイス102aによって受信され得る。UEビーコン802を受信したことに応答して、IoEデバイス102aは、タイミング同期信号要求804をUE106に送信し得る。この点について、UEビーコン802が発見信号であるか、または更新されたタイミング同期を実施するのに十分な、IoEデバイス102aのための情報を含まないとき、タイミング同期信号要求804がIoEデバイス102aによって送信され得る。UE106は、タイミング同期信号要求804をIoEデバイス102aから受信したことに応答してタイミング同期信号806をIoEデバイス102aに送信し得る。次いで、IoEデバイス102aは、それの同期タイミングを、タイミング同期信号806に基づいて更新し、および/または更新されたタイミング同期信号をIoEデバイスグループ112の他のIoEデバイス102b、102cおよび/または102dに通信し得る。その結果、IoEデバイスグループ112のIoEデバイス102a、102b、102cおよび102dはすべて、UEから(UEビーコン802またはタイミング同期信号806のいずれかの一部として)受信された更新されたタイミング同期信号に基づいて同期され得る。信号804および806の送信は、場合によっては(たとえば、UEビーコン802が、IoEデバイス102aが使用するのに十分なタイミング同期情報を含む場合)必要ではないことを理解されたい。この理由で、信号804および806は、破線で示されている。
【００７２】
UE106はまた、IoEデバイス102eによって受信され得るUEビーコン808を送信する。UEビーコン808は、UEビーコン802と同じであり得る。その点において、UEビーコン802および808は、IoEデバイス102aと102eの両方によって受信される単一のビーコン送信であり得る。代替として、UEビーコン802の送信は、1時点において派生し得、UEビーコン808の送信は、異なる(より早いかまたはより遅い)1時点において発生し得る。この点について、UE106は、UEビーコン802の送信とUEビーコン808の送信との間の時間期間中に、IoEデバイス102aの近傍のある位置からIoEデバイス102eの近傍のある位置まで(またはその逆に)移動している場合がある。
【００７３】
UEビーコン808は、タイミング同期情報を含み得る。代替として、UEビーコン808は、タイミング同期情報を含まない発見信号であり得る。UEビーコン808は、UE106がIoEデバイス102eの近傍にあるとき、IoEデバイス102eによって受信され得る。UEビーコン808を受信したことに応答して、IoEデバイス102eは、タイミング同期信号要求810をUE106に送信し得る。この点について、UEビーコン808が発見信号であるか、または更新されたタイミング同期を実施するのに十分な、IoEデバイス102eのための情報を含まないとき、タイミング同期信号要求810がIoEデバイス102eによって送信され得る。UE106は、タイミング同期信号要求810をIoEデバイス102eから受信したことに応答してタイミング同期信号812をIoEデバイス102eに送信し得る。同じく、信号810および812の送信は、場合によっては(たとえば、UEビーコン808が、IoEデバイス102eが使用するのに十分なタイミング同期情報を含む場合)必要ではないことを理解されたい。この理由で、信号810および812は、破線で示されている。
【００７４】
次いで、IoEデバイス102eは、それの同期タイミングを、タイミング同期信号812に基づいて更新し、および/または更新されたタイミング同期信号をIoEデバイスグループ114の他のIoEデバイス102fおよび/または102gに通信し得る。その結果、IoEデバイスグループ114のIoEデバイス102e、102fおよび102gはすべて、UEから(UEビーコン808またはタイミング同期信号812のいずれかの一部として)受信された更新されたタイミング同期信号に基づいて同期され得る。さらに、IoEデバイス112および114の2つのグループは同じUE106に同期されるので、もし2つのグループのIoEデバイス102が近接したとき、それらのIoEデバイス102は、互いのIoEビーコンを発見することになり、上記で説明したように、1つのより大きい同期されたIoEデバイスのグループへとマージし得る。
【００７５】
図9は、本開示の実施形態による、例示的なワイヤレス通信環境におけるビーコン送信の図900である。詳細には、図900は、IoEデバイスの2つのグループが独立して共通の同期タイミングに同期され、次いで、2つのグループが互いに近接したとき、1つの同期されたIoEデバイスのグループへとマージする、本開示による状況を示す。図示のように、同期されたIoEデバイスの第1のグループ(IoEグループ1)のIoEデバイスはビーコン902を放射する一方、同期されたIoEデバイスの第2のグループ(IoEグループ2)のIoEデバイスはビーコン904を放射する。最初に、ビーコン902および904は、T6で示されるように、時間的にオフセットされる。オフセット(T6)によって、たとえ2つのグループが互いに近接したとしても、それらのグループは、IoEデバイスのうちの少なくとも1つによって電力を消費する深い探索が行われなければ、互いを発見する見込みはない。
【００７６】
図9に示すように、ある時点において、IoEグループ1は、たとえば、図5〜図8に関して上記で説明した技法のうちの1つまたは複数を使用して、UEと機会主義的に同期する(906)。その結果、いくつかの例では、IoEグループ1のビーコン902のタイミングは、グローバルタイミングおよび/または基地局ベースのタイミングであり得る更新された同期信号に基づいて調整される。たとえば、IoEビーコン902の更新されたタイミングは、IoEグループ2のIoEビーコン904に対して新しいオフセットT7を生じることができる。しかしながら、ビーコン902および904は、時間的にオフセットされたままであるので、それらのグループは、依然として互いを発見する見込みはない。
【００７７】
同じく図9に示すように、ある時点において、IoEグループ2は、たとえば、図5〜図8に関して上記で説明した技法のうちの1つまたは複数を使用して、UEと機会主義的に同期する(908)。IoEグループ2のUE同期908は、IoEグループ1のUE同期906の後、の前、またはと同時に発生し得ることを理解されたい。さらに、IoEグループ2のUE同期908は、IoEグループ2のIoEデバイス102が、IoEグループ1のUE同期906に関わるUEと同じUEまたは異なるUEからのUEビーコンを受信した結果として発生し得る。たとえば、同じUEは、それが、(たとえば、モビリティの結果として)グループ1およびグループ2の各々からのIoEデバイスと異なる時刻に通信するようにネットワークを通して移動してよく、または同じUEが、グループ1とグループ2の両方からのIoEデバイスと同時に通信するように配置されてもよい。代替として、2つ(またはそれ以上)の異なるUEは、異なるUEの各々が、同期906および908の間にIoEグループ1および2と同じタイミング同期を通信するように、同じグローバルタイミングおよび/または基地局ベースのタイミングに同期され得る。このようにして、IoEグループ1および2の各々は、異なるUEと通信しているにもかかわらず、同じタイミング同期信号を受信し得る。
【００７８】
UE同期908の結果として、IoEグループ2のビーコン904のタイミングは、更新された同期信号に基づいて調整される。図示のように、IoEグループ1のビーコン902が、同じく、(UE同期906の結果として)同じ同期信号に調整されたとき、IoEグループ1のIoEビーコン902およびIoEグループ2のIoEビーコン904が同期されることになる。ある時点において、IoEグループ1および2からのIoEデバイスは、互いに近接する場合がある。IoEグループ1と2の両方が同じタイミングに同期されるので、IoEデバイスは、両グループに共通の同期されたウェイクアップ期間(T3)の間に他のグループのIoEデバイスを発見し得る。その結果、IoEグループ1および2は、より大きいIoEマージグループへとマージすることができる。図示のように、IoEマージグループのIoEデバイスは、ビーコン910を放射する。代替として、より大きいグループへとマージする代わりに、IoEグループ1および2は、(たとえば、IoEデバイスが据置型であり、したがって互いに近接しないとき)同じ更新されたタイミング同期信号に無期限に同期された別個のグループとして動作することを継続し得る。
【００７９】
本開示によって、様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して、情報および信号が表されてもよい。たとえば、上記の説明全体を通して言及されることがあるデータ、命令、指令、情報、信号、ビット、シンボルおよびチップは、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されることがある。
【００８０】
本明細書の開示に関して説明した様々な例示的なブロックおよびモジュールは、汎用プロセッサ、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装または実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替では、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、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であり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、(たとえば、DSPおよび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つまた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)として実装され得る。
【００８１】
本明細書で説明した機能は、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装され得る。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装される場合、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され得る。他の例および実装形態は、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のために、上述の機能は、プロセッサ、ハードウェア、ファームウェア、ハードワイヤリング、またはこれらの任意の組合せによって実行されるソフトウェアを使用して実装され得る。機能を実装する特徴はまた、機能の部分が異なる物理的ロケーションにおいて実装されるように分散されることを含めて、様々な位置に物理的に位置していてもよい。また、特許請求の範囲を含めて、本明細書で使用する場合、項目のリスト(たとえば、「のうちの少なくとも1つ」または「のうちの1つまたは複数」のような句が後に続く項目のリスト)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]のリストが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)を意味するように、包含的リストを示す。
【００８２】
本開示の実施形態は、検出された事象からデータを生成するための手段と、第1のワイヤレス通信デバイスから更新されたタイミング同期信号を受信するための手段と、更新されたタイミング同期信号を少なくとも1つの他のワイヤレス通信デバイスに通信するための手段と、更新されたタイミング同期信号に基づいて少なくとも1つの他のワイヤレス通信デバイスとタイミングを同期させるための手段とを含むワイヤレス通信デバイスを含む。
【００８３】
ワイヤレス通信デバイスは、更新されたタイミング同期信号を受信するための手段が、ユーザ機器(UE)から更新されたタイミング同期信号を受信するように構成されることをさらに含む。ワイヤレス通信デバイスは、発見信号をUEから受信するための手段と、発見信号を受信したことに応答して更新されたタイミング同期信号に対する要求をUEに送信するための手段とをさらに含む。ワイヤレス通信デバイスは、更新されたタイミング同期信号を受信するための手段が、更新されたタイミング同期信号をUEビーコンの一部として受信するように構成されることをさらに含む。ワイヤレス通信デバイスは、更新されたタイミング同期信号を受信するための手段が、更新されたタイミング同期信号をUEビーコンとは別個である信号送信の一部として受信するように構成されることをさらに含む。ワイヤレス通信デバイスは、更新されたタイミング同期信号を受信する前に、少なくとも1つの他のワイヤレス通信デバイスとのタイミングを第1のタイミング同期信号に同期させるための手段をさらに含む。ワイヤレス通信デバイスは、更新されたタイミング同期信号を受信したことに応答して、更新されたタイミング同期信号が実施されるべきかどうかを決定するための手段をさらに含む。ワイヤレス通信デバイスは、決定するための手段が、更新されたタイミング同期信号が第1のタイミング同期信号より高いタイミング優先度ランクを有するかどうかを評価することによって、更新されたタイミング同期信号が実施されるべきかどうかを決定するように構成されることをさらに含む。ワイヤレス通信デバイスは、通信するための手段が、更新されたタイミング同期信号が第1のタイミング同期信号より高いタイミング優先度ランクを有することに応答して、更新されたタイミング同期信号を少なくとも1つの他のワイヤレス通信デバイスに通信するように構成されることをさらに含む。ワイヤレス通信デバイスは、通信するための手段が、デバイス間(D2D)通信を使用して、更新されたタイミング同期信号を少なくとも1つの他のワイヤレス通信デバイスに通信するように構成されることをさらに含む。
【００８４】
本開示の実施形態は、更新されたタイミング同期信号を同期されたワイヤレス通信デバイスの第1のグループの第1のワイヤレス通信デバイスに送信するための手段を含むワイヤレスネットワークと通信するためのユーザ機器(UE)をさらに含み、同期されたワイヤレス通信デバイスの第1のグループの同期タイミングは、更新されたタイミング同期信号に基づいて更新され得る。
【００８５】
UEは、発見信号をUEから第1のワイヤレス通信デバイスに送信するための手段と、更新されたタイミング同期信号に対する要求を第1のワイヤレス通信デバイスから受信するための手段とをさらに含む。UEは、更新されたタイミング同期信号を送信するための手段が、更新されたタイミング同期信号に対する要求を第1のワイヤレス通信デバイスから受信するための手段に応答して第1のワイヤレス通信デバイスに更新されたタイミング同期信号を送信するように構成されることをさらに含む。UEは、更新されたタイミング同期信号を送信するための手段が、更新されたタイミング同期信号をUEビーコンの一部として送信するように構成されることをさらに含む。UEは、更新されたタイミング同期信号を送信するための手段が、更新されたタイミング同期信号をUEビーコンとは別個である信号送信の一部として送信するように構成されることをさらに含む。UEは、更新されたタイミング同期信号を同期されたワイヤレス通信デバイスの第2のグループの第2のワイヤレス通信デバイスに送信するための手段をさらに含み、同期されたワイヤレス通信デバイスの第2のグループの同期タイミングは、各グループの同期タイミングが更新されたタイミング同期信号に基づいて更新される場合、同期されたワイヤレス通信デバイスの第1および第2のグループが共通の同期タイミングを有することになるように、更新されたタイミング同期信号に基づいて更新され得る。UEは、更新されたタイミング同期信号が全地球測位システム(GPS)タイミングおよび基地局タイミングのうちの少なくとも1つに基づくことをさらに含む。
【００８６】
本開示の実施形態は、第1のタイミング同期信号をワイヤレス通信デバイスの第1のグループの第1のワイヤレス通信デバイスからワイヤレス通信デバイスにおいて受信するステップと、ワイヤレス通信デバイスの通信を第1のタイミング同期信号に同期させるステップと、グローバルタイミング同期信号を第1のユーザ機器(UE)からワイヤレス通信デバイスにおいて受信するステップと、ワイヤレス通信デバイスの通信をグローバルタイミング同期信号に同期させるステップと、ビーコンをワイヤレス通信デバイスの第2のグループの第2のワイヤレス通信デバイスからワイヤレス通信デバイスにおいて受信するステップであって、第2のワイヤレス通信デバイスがグローバルタイミング同期信号に同期されている、受信するステップと、ワイヤレス通信デバイスの第1および第2のグループの少なくともいくつかのワイヤレス通信デバイスがワイヤレス通信デバイスの組み合わされたグループへとマージするようにワイヤレス通信デバイスの通信を第2のワイヤレス通信デバイスと同期させるステップとを含むワイヤレスネットワークと通信するための方法をさらに含む。
【００８７】
方法は、グローバルタイミング同期信号が、第1のUEのビーコンの一部として受信されることをさらに含む。方法は、グローバルタイミング同期信号が、第1のUEのビーコンと別個である信号送信の一部として受信されることをさらに含む。方法は、発見信号を第1のUEからワイヤレス通信デバイスにおいて受信するステップと、発見信号を受信したことに応答してグローバルタイミング同期信号に対する要求をワイヤレス通信デバイスから第1のUEに送信するステップとをさらに含む。方法は、グローバルタイミング同期信号をワイヤレス通信デバイスの第1のグループの少なくとも1つの他のワイヤレス通信デバイスに通信するステップをさらに含む。方法は、ワイヤレス通信デバイスの第1および第2のグループがそれぞれ、グローバルタイミング同期信号を共通のUEから受信することをさらに含む。方法は、ワイヤレス通信デバイスの第2のグループが、グローバルタイミング同期信号を第1のUEと異なる第2のUEから受信することをさらに含む。方法は、グローバル同期タイミングが全地球測位システム(GPS)タイミングおよび基地局タイミングのうちの少なくとも1つに基づくことをさらに含む。
【００８８】
本開示の実施形態は、第1のタイミング同期信号をワイヤレス通信デバイスの第1のグループの第1のワイヤレス通信デバイスからワイヤレス通信デバイスにおいて受信するステップと、ワイヤレス通信デバイスの通信を第1のタイミング同期信号に同期させるステップと、第2のタイミング同期信号をユーザ機器(UE)からワイヤレス通信デバイスにおいて受信するステップと、第2のタイミング同期信号を受信したことに応答して、第2のタイミング同期信号が第1のタイミング同期信号より高いタイミング優先度ランクを有するかどうかを評価することによって、第2のタイミング同期信号が実施されるべきかどうかを決定するステップとを含むワイヤレスネットワークと通信するための方法をさらに含む。
【００８９】
方法は、第2のタイミング同期信号が第1のタイミング同期信号より高いタイミング優先度ランクを有する場合、ワイヤレス通信デバイスの通信を第2のタイミング同期信号に同期させるステップをさらに含む。方法は、第1および第2のタイミング同期信号が、以下の優先度が低下する順、すなわち全地球測位システム(GPS)タイミング、基地局タイミング、UEタイミング、WAN中継タイミング、WLANタイミング、およびセンサノードタイミングのランキングを有するタイミング優先度ランキング階層と比較されることをさらに含む。方法は、タイミング優先度ランキング階層をワイヤレス通信デバイスにおいて受信するステップをさらに含む。方法は、タイミング優先度ランキング階層が、UE、基地局、または別のワイヤレス通信デバイスのうちの少なくとも1つから受信されることをさらに含む。方法は、第1および第2のタイミング同期信号のタイミング優先度ランクが、基地局、UE、または別のワイヤレス通信デバイスのうちの少なくとも1つによって定義されることをさらに含む。方法は、ワイヤレス通信デバイスの通信を第2のタイミング同期信号に同期させるステップが、ワイヤレス通信デバイスの基準クロックを更新するステップを含むことをさらに含む。方法は、ワイヤレス通信デバイスの通信を第2のタイミング同期信号に同期させるステップが、ワイヤレス通信デバイスの現在の基準クロックを維持するステップと、第1のタイミング同期信号と第2のタイミング同期信号との間のオフセットを利用するステップとを含むことをさらに含む。方法は、オフセットをワイヤレス通信デバイスのメモリに記憶するステップをさらに含む。方法は、第2のタイミング同期信号が第1のタイミング同期信号より高いタイミング優先度ランクを有するかどうかを評価するステップが、第2のタイミング同期信号の少なくとも1つの特性に基づいて第2のタイミング同期信号のタイミング優先度ランクを推論するステップを含むことをさらに含む。方法は、第2のタイミング同期信号の少なくとも1つの特性が、周波数、チャネル、帯域幅、および電力のうちの少なくとも1つを含むことをさらに含む。方法は、第2のタイミング同期信号が、UEのビーコンの一部として受信されることをさらに含む。方法は、第2のタイミング同期信号が、UEのビーコンと別個である信号送信の一部として受信されることをさらに含む。方法は、発見信号をUEからワイヤレス通信デバイスにおいて受信するステップと、発見信号を受信したことに応答して第2のタイミング同期信号に対する要求をワイヤレス通信デバイスからUEに送信するステップとをさらに含む。方法は、第2のタイミング同期信号が、ワイドエリアネットワーク(WAN)通信を使用してUEから受信されることをさらに含む。方法は、第2のタイミング同期信号が、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)、Bluetooth(登録商標)、Bluetooth(登録商標)低エネルギー(BLE)、ZigBee、または無線周波数識別(RFID)通信のうちの少なくとも1つを使用してUEから受信されることをさらに含む。
【００９０】
当業者が今では諒解するように、また当面の特定の用途に応じて、本開示の要旨および範囲から逸脱することなく、多くの修正、置換、および変形が、本開示のデバイスの材料、装置、構成、および使用方法において、またそれらに対してなされ得る。このことに照らして、本明細書において図示および説明される特定の実施形態はそのいくつかの例としてのものにすぎないため、本開示の範囲はそうした特定の実施形態の範囲に限定されるべきではなく、むしろ、下記に添付される特許請求項およびそれらの機能的な均等物の範囲と完全に同等であるべきである。
【符号の説明】
【００９１】
100  ワイヤレス通信環境
102  IoEデバイス
102a  IoEデバイス
102b  IoEデバイス
102c  IoEデバイス
102d  IoEデバイス
102e  IoEデバイス
102f  IoEデバイス
102g  IoEデバイス
102h  IoEデバイス
102i  IoEデバイス
104  基地局
104a  基地局
104b  基地局
106  UEデバイス
108  コアネットワーク
110  アプリケーションサーバ
112  同期されたIoEデバイスのグループ
114  同期されたIoEデバイスのグループ
116  同期されたIoEデバイスのグループ
202  プロセッサ
204  メモリ
206  命令
208  センサ
210  フォワーディングモジュール
212  トランシーバ
214  モデムサブシステム
216  無線周波数(RF)ユニット
218  アンテナ
302  プロセッサ
304  メモリ
306  命令
308  タイミング同期モジュール
310  トランシーバ
312  モデムサブシステム
314  RFユニット
316  アンテナ
402  プロセッサ
404  メモリ
406  命令
408  中継モジュール
410  電力増幅器
412  トランシーバ
414  モデムサブシステム
416  RFユニット
418  アンテナ
500  タイミング図
502  IoEビーコン
504  UEビーコン
700  通信プロトコル
702  UEビーコンをリッスンする
704  UEビーコン
706  UEビーコンを評価する
708  タイミング同期信号要求
710  タイミング同期信号
712  タイミング同期信号を評価する
714  同期タイミングを更新する
716  タイミング同期信号
800  プロトコル
802  UEビーコン
804  タイミング同期信号要求
806  タイミング同期信号
808  UEビーコン
810  タイミング同期信号要求
812  タイミング同期信号
900  ビーコン送信の図
902  ビーコン
904  ビーコン
906  IoEグループ1のUE同期
908  IoEグループ2のUE同期
910  ビーコン
【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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