(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信デバイスにおいて動作可能なワイヤレス通信の方法であって、
第1の受信機がスリープ状態にある間、
タイミングドリフトが所定のしきい値を下回ると予測されない場合、
ワイヤレスネットワークからの同期信号をリッスンするために同期期間にわたって第2の受信機をウェイクするステップであって、前記第2の受信機が、前記第1の受信機よりも少ない電力を利用して受信するように構成される、ステップと、
前記第2の受信機を用いて前記同期信号を受信するステップと、
前記同期信号に従って前記ワイヤレスネットワークとの同期を確立するステップと、
前記ワイヤレスネットワークと通信するために、前記第1の受信機を前記スリープ状態からウェイクするステップと、
前記タイミングドリフトが前記所定のしきい値を下回ると予測される場合、
前記同期信号をリッスンするために前記第1の受信機をウェイクするステップと、
前記第1の受信機を用いて前記同期信号を受信するステップと、
前記同期信号に従って前記ワイヤレスネットワークとの同期を確立するステップと
を備える、方法。
【請求項２】
前記同期信号が、前記第1の受信機が受信および復調することができるように構成された波形のものである、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
ネットワーク条件にさらに従って、前記同期信号を受信するために前記第2の受信機を利用するかどうかを決定するステップをさらに備える、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記同期信号が第1の同期信号と第2の同期信号とを備え、前記第1の同期信号が、前記第1の受信機が受信および復調することができるように構成された第1の波形のものであり、前記第2の同期信号が、前記第1の波形とは異なるタイプの、前記第2の受信機専用の第2の波形のものである、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記第2の受信機が超再生受信機である、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記第1の受信機が、第1の無線アクセス技術(RAT)において動作するように構成され、前記第2の受信機が、前記第1のRATとは異なる第2のRATにおいて動作するように構成される、請求項4に記載の方法。
【請求項７】
同一の基地局から前記第1の同期信号および前記第2の同期信号を受信するステップをさらに含む、請求項4に記載の方法。
【請求項８】
前記第2の受信機をウェイクする前記ステップが、前記同期信号の予測されるタイミングと、前記予測されるタイミングのタイミング不確実性とに対応する時間に前記第2の受信機をウェイクするステップをさらに備える、請求項1に記載の方法。
【請求項９】
前記同期信号が、同期信号期間を有する周期的であり、前記同期期間が、少なくとも1つの同期信号期間と同じ長さの持続時間を有する、請求項1に記載の方法。
【請求項１０】
前記第1の受信機を利用してダウンリンクデータを受信するステップと、
前記第1の受信機を前記スリープ状態に戻すステップと
をさらに備える、請求項1に記載の方法。
【請求項１１】
前記ワイヤレスネットワークからのページング信号を監視するために前記第2の受信機を利用するステップと、
前記ページング信号を受信するために前記第2の受信機を利用するステップと
をさらに備える、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
前記ページング信号がページインジケータを備え、前記ダウンリンクデータが全ページメッセージを備える、請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
前記ダウンリンクデータが、トラフィックチャネルに関する情報をさらに備える、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
前記同期期間が、前記ワイヤレス通信デバイスとピアツーピアネットワーク内のピアノードとの間の予測される最悪の場合のタイミングドリフトの持続時間に及ぶように構成される、請求項1に記載の方法。
【請求項１５】
前記ワイヤレスネットワークと通信するための前記第2の受信機の能力を示すために、能力メッセージを前記ワイヤレスネットワークに送信するステップをさらに備える、請求項1に記載の方法。
【請求項１６】
前記能力メッセージが、
前記第2の受信機が受信および復号することができる1つまたは複数の波形、または、
ページメッセージを受信および検出するための前記第2の受信機の能力
のうちの少なくとも1つを示すように構成される、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
前記能力メッセージに従って構成された前記同期信号を受信するステップをさらに備える、請求項15に記載の方法。
【請求項１８】
前記第2の受信機をウェイクする前記ステップが、前記ワイヤレスネットワークと通信するために前記第1の受信機を前記スリープ状態からウェイクする前記ステップのための第2のスケジュールとは無関係な第1のスケジュールに従って、前記第2の受信機を複数回ウェイクするステップを備える、請求項1に記載の方法。
【請求項１９】
第1の受信機を利用してワイヤレスネットワークと通信するための手段と、
タイミングドリフトが所定のしきい値を下回ると予測されるかどうかを決定するための手段と、
前記タイミングドリフトが前記所定のしきい値を下回ると予測されない場合、ワイヤレスネットワークから同期信号を受信するための手段であって、前記同期信号を受信するための前記手段が、前記ワイヤレスネットワークと通信するための前記手段よりも少ない電力を利用して受信するように構成される、手段と、
前記タイミングドリフトが前記所定のしきい値を下回ると予測されない場合、前記ワイヤレスネットワークと通信するための前記手段がスリープ状態にある間、前記同期信号をリッスンするために同期期間にわたって、前記同期信号を受信するための前記手段をウェイクするための手段と、
前記タイミングドリフトが前記所定のしきい値を下回ると予測されない場合、前記同期信号に従って前記ワイヤレスネットワークとの同期を確立するための手段と、
前記タイミングドリフトが前記所定のしきい値を下回ると予測されない場合、前記ワイヤレスネットワークと通信するために、前記ワイヤレスネットワークと通信するための前記手段を前記スリープ状態からウェイクするための手段と
を備え、
前記タイミングドリフトが前記所定のしきい値を下回ると予測される場合、前記同期信号をリッスンするために、前記ワイヤレスネットワークと通信するための前記手段をウェイクするための手段と、
前記タイミングドリフトが前記所定のしきい値を下回ると予測される場合、前記ワイヤレスネットワークと通信するための前記手段を用いて前記同期信号を受信するための手段と、
前記タイミングドリフトが前記所定のしきい値を下回ると予測される場合、前記同期信号に従って前記ワイヤレスネットワークとの同期を確立するための手段と
を備える、ワイヤレス通信デバイス。
【請求項２０】
コンピュータ実行可能コードを記憶するコンピュータ可読記憶媒体であって、プロセッサに、
第1の受信機がスリープ状態にある間、
タイミングドリフトが所定のしきい値を下回ると予測されない場合、
ワイヤレスネットワークからの同期信号をリッスンするために同期期間にわたって第2の受信機をウェイクすることであって、前記第2の受信機が、前記第1の受信機よりも少ない電力を利用して受信するように構成される、ウェイクすることと、
前記第2の受信機を用いて前記同期信号を受信することと、
前記同期信号に従って前記ワイヤレスネットワークとの同期を確立することと、
前記ワイヤレスネットワークと通信するために、前記第1の受信機を前記スリープ状態からウェイクすることと、
前記タイミングドリフトが前記所定のしきい値を下回ると予測される場合、
前記同期信号をリッスンするために前記第1の受信機をウェイクすることと、
前記第1の受信機を用いて前記同期信号を受信することと、
前記同期信号に従って前記ワイヤレスネットワークとの同期を確立することと
を行わせるための命令を備える、コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２１】
メモリと、
第1の受信機と、
第2の受信機であって、前記第1の受信機よりも少ない電力を利用して受信するように構成される、第2の受信機と、
前記メモリと、前記第1の受信機と、前記第2の受信機とに通信可能に結合される少なくとも1つのプロセッサと
を備え、
前記少なくとも1つのプロセッサおよび前記メモリが、
前記第1の受信機がスリープ状態にある間、
タイミングドリフトが所定のしきい値を下回ると予測されない場合、
ワイヤレスネットワークから同期信号をリッスンするために同期期間にわたって前記第2の受信機をウェイクし、
前記第2の受信機を用いて前記同期信号を受信し、
前記同期信号に従って前記ワイヤレスネットワークとの同期を確立し、
前記ワイヤレスネットワークと通信するために、前記第1の受信機を前記スリープ状態からウェイクし、
前記タイミングドリフトが前記所定のしきい値を下回ると予測される場合、
前記同期信号をリッスンするために前記第1の受信機をウェイクし、
前記第1の受信機を用いて前記同期信号を受信し、
前記同期信号に従って前記ワイヤレスネットワークとの同期を確立する
ように構成される、ワイヤレス通信デバイス。
【請求項２２】
前記同期信号が、前記第1の受信機が受信および復調することができるように構成された波形のものであり、前記少なくとも1つのプロセッサと前記メモリとが、
ネットワーク条件にさらに従って、前記同期信号を受信するために前記第2の受信機を利用するかどうかを決定するようにさらに構成される、請求項21に記載のワイヤレス通信デバイス。
【請求項２３】
前記第2の受信機が超再生受信機である、請求項21に記載のワイヤレス通信デバイス。
【請求項２４】
前記第2の受信機が、前記ワイヤレスネットワークからのページング信号を監視および受信するようにさらに構成される、請求項21に記載のワイヤレス通信デバイス。
【請求項２５】
前記ページング信号がページインジケータを備え、前記第1の受信機が、前記ページインジケータ内に示された全ページメッセージを受信するように構成される、請求項24に記載のワイヤレス通信デバイス。
【請求項２６】
前記同期期間が、前記ワイヤレス通信デバイスとピアツーピアネットワーク内のピアノードとの間の予測される最悪の場合のタイミングドリフトの持続時間に及ぶように構成される、請求項21に記載のワイヤレス通信デバイス。
【請求項２７】
前記少なくとも1つのプロセッサと前記メモリとが、前記ワイヤレスネットワークと通信するための前記第2の受信機の能力を示すために、能力メッセージを前記ワイヤレスネットワークに送信するようにさらに構成される、請求項21に記載のワイヤレス通信デバイス。
【請求項２８】
前記能力メッセージが、
前記第2の受信機が受信および復号することができる1つまたは複数の波形、または、
ページメッセージを受信および検出するための前記第2の受信機の能力
のうちの少なくとも1つを示すように構成される、請求項27に記載のワイヤレス通信デバイス。
【請求項２９】
前記少なくとも1つのプロセッサと前記メモリとが、前記能力メッセージに従って構成された前記同期信号を受信するようにさらに構成される、請求項27に記載のワイヤレス通信デバイス。
【請求項３０】
前記第2の受信機をウェイクするように構成されている前記少なくとも1つのプロセッサと前記メモリとが、前記ワイヤレスネットワークと通信するために前記第1の受信機を前記スリープ状態からウェイクすることのための第2のスケジュールとは無関係な第1のスケジュールに従って、前記第2の受信機を複数回ウェイクするようにさらに構成される、請求項21に記載のワイヤレス通信デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権主張
本出願は、2014年11月21日に米国特許商標庁に提出された仮出願第62/083,111号、および2015年7月7日に米国特許商標庁に提出された非仮出願第14/793,175号の優先権および利益を主張し、その内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示の態様は、一般にワイヤレス通信システムに関し、より詳細には、ワイヤレス通信デバイスとネットワークタイミングとのタイミング同期に関する。
【背景技術】
【０００３】
ワイヤレス通信ネットワークは、電話、ビデオ、データ、メッセージング、ブロードキャストなどの様々な通信サービスを提供するために広く展開されている。そのようなネットワークは、潜在的に多数の異なるデバイスカテゴリまたはタイプの複数のワイヤレスデバイスのための通信をサポートする。多くの場合、ワイヤレスデバイスはバッテリ駆動のデバイスであり、長いバッテリ寿命が重要な関心事である。いくつかのデバイスがバッテリ寿命を改善する1つの方法は、長時間にわたってスリープ状態または電力節約状態に入ることである。この状態では、電力増幅器、水晶発振器など、多くの電力を要する様々な構成要素がシャットダウンされ得る。
【０００４】
そのようなデバイスがスリープ状態からウェイクするとき、特にスリープ状態が長い持続時間を有するとき、デバイスにおいて時間を維持する任意のクロックは、ネットワークの残りのシステム時間に対してドリフトする傾向があり得る。したがって、デバイスは、通信を可能にするためにネットワークと再同期する。この同期プロセスは、一般に、基地局からブロードキャストされた同期(sync)信号の受信と、同期信号に基づくクロックタイミングの調整とを含む。
【０００５】
このスリープおよびウェイクアップ手順は、モバイルデバイスの電力消費を首尾よく低減するが、それらの効率およびバッテリ寿命を改善することが引き続き求められている。モバイルブロードバンドアクセスに対する需要が増加し続けるにつれて、研究開発は、モバイルブロードバンドアクセスに対する高まる需要を満たすためだけでなく、ユーザエクスペリエンスを進歩および向上させるために、ワイヤレス通信技術を進化させ続けている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下は、そのような態様の基本的な理解を提供するために、本開示の1つまたは複数の態様の簡略化された概要を提示する。本概要は、本開示のすべての企図される特徴の広い概説ではなく、本開示のすべての態様の鍵となる要素または不可欠な要素を特定することも、本開示の任意またはすべての態様の範囲を正確に説明することも意図していない。本概要の唯一の目的は、後に提示されるより詳細な説明の前置きとして、本開示の1つまたは複数の態様のいくつかの概念を簡略化された形で提示することである。
【０００７】
本開示のいくつかの態様は、ワイヤレス通信デバイスの低電力同期のための方法、装置、およびコンピュータソフトウェアを提供する。一例では、非同期符号分割多元接続(CDMA)チャネルは、アップリンク通信のために利用され得る。アップリンクに非同期CDMAを利用することによって、他の形態の通信に比べて同期要件が緩和される。したがって、スリープ状態から脱した後の同期期間が短くて済み、再同期の間の電力消費を低減することができる。
【０００８】
別の例では、デバイスがスリープ状態にある間に同期信号を取得するために、フルパワー(full-power)WWAN受信機ではなく、低電力コンパニオン受信機が使用され得る。同期が低電力コンパニオン受信機を介して達成されると、フルパワー無線機が起動し、ネットワークとの通信を実行し得る。フルパワー無線機から低電力コンパニオン無線機へと同期をシフトすることによって、再同期の間の電力消費が達成され得る。
【０００９】
一態様では、本開示は、ワイヤレス通信デバイスにおいて動作可能なワイヤレス通信の方法を提供する。この方法では、第1の送信機および/または第1の受信機がスリープ状態にある間、ワイヤレスネットワークからの同期信号をリッスンするために同期期間にわたって第2の受信機がウェイクされ、第2の受信機は、第1の受信機よりも少ない電力を利用して受信するように構成される。本方法は、第2の受信機を用いて同期信号を受信するステップと、同期信号に従ってワイヤレスネットワークとの同期を確立するステップと、ワイヤレスネットワークと通信するために、第1の送信機および/または受信機をスリープ状態からウェイクするステップとをさらに含む。
【００１０】
本開示の別の態様は、ワイヤレスネットワークと通信するための手段と、ワイヤレスネットワークから同期信号を受信するための手段とを含むワイヤレス通信デバイスを提供する。ここでは、同期信号を受信するための手段は、ワイヤレスネットワークと通信するための手段よりも少ない電力を利用して受信するように構成される。ワイヤレス通信デバイスは、ワイヤレスネットワークと通信するための手段がスリープ状態にある間、同期信号をリッスンするために同期期間にわたって同期信号を受信するための手段をウェイクするための手段をさらに含む。さらに、本ワイヤレス通信デバイスは、同期信号に従ってワイヤレスネットワークとの同期を確立するための手段と、ワイヤレスネットワークと通信するために、第1の送信機および/または受信機をスリープ状態からウェイクするための手段とを含む。
【００１１】
本開示の別の態様は、コンピュータ実行可能コードを記憶する非一時的コンピュータ可読媒体を提供する。コンピュータ可読媒体は、プロセッサに、第1の送信機および/または第1の受信機がスリープ状態にある間、ワイヤレスネットワークからの同期信号をリッスンするために同期期間にわたって第2の受信機をウェイクすることを行わせる命令を含み、第2の受信機は、第1の受信機よりも少ない電力を利用して受信するように構成される。さらに、コンピュータ可読媒体は、プロセッサに、第2の受信機を用いて同期信号を受信することと、同期信号に従ってワイヤレスネットワークとの同期を確立することと、ワイヤレスネットワークと通信するために、第1の送信機および/または受信機をスリープ状態からウェイクすることとを行わせる命令を含む。
【００１２】
本開示の別の態様は、メモリと、第1の送信機および/または第1の受信機と、ワイヤレスネットワークから同期信号を受信するための第2の受信機とを含むワイヤレス通信デバイスとを提供し、第2の受信機は、第1の送信機および/または第1の受信機よりも少ない電力を利用して受信するように構成され、少なくとも1つのプロセッサは、メモリと、第1の送信機および/または第1の受信機と、第2の受信機とに通信可能に結合される。ここでは、少なくとも1つのプロセッサおよびメモリは、第1の送信機および/または第1の受信機がスリープ状態にある間、ワイヤレスネットワークからの同期信号をリッスンするために同期期間にわたって第2の受信機をウェイクし、第2の受信機を用いて同期信号を受信し、同期信号に従ってワイヤレスネットワークとの同期を確立し、ワイヤレスネットワークと通信するために、第1の送信機および/または受信機をスリープ状態からウェイクするように構成される。
【００１３】
本発明のこれらおよび他の態様は、以下の詳細な説明を検討することにより、より完全に理解されるであろう。添付の図面とともに本発明の特定の例示的な実施形態の以下の説明を検討すると、本発明の他の態様、特徴、および実施形態が当業者に明らかになろう。本発明の特徴は、下記のいくつかの実施形態および図に対して説明され得るが、本発明のすべての実施形態は、本明細書で説明される有利な特徴のうちの1つまたは複数を含むことができる。言い換えれば、1つまたは複数の実施形態は、いくつかの有利な特徴を有するものとして説明され得るが、そのような特徴のうちの1つまたは複数は、本明細書で説明される本発明の様々な実施形態に従って使用することもできる。同様に、例示的な実施形態はデバイス、システム、または方法の実施形態として下記で説明され得るが、そのような例示的な実施形態は、様々なデバイス、システム、および方法において実装できることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】いくつかの実施形態による、ワイヤレス通信ネットワークの概略図である。
【図２】いくつかの実施形態による、処理システムを使用するユーザ機器(UE)のためのハードウェア実装形態の例を示すブロック図である。
【図３】LTEネットワークにおける従来の同期手順を示すタイミング図である。
【図４】いくつかの実施形態による、非同期CDMAアップリンクを利用する同期手順を示すタイミング図である。
【図５】いくつかの実施形態による、非同期CDMAアップリンクを利用するワイヤレス通信デバイスの同期のためのプロセスを示すフローチャートである
【図６】ワイヤレス通信デバイスにおいてフルパワー受信機を利用する簡略化された同期手順を示すタイミング図である。
【図７】いくつかの実施形態による、ワイヤレス通信デバイスにおいて低電力受信機を含むデュアル無線アーキテクチャを利用する簡略化された同期手順を示すタイミング図である。
【図８Ａ】いくつかの実施形態による、ワイヤレス通信デバイスのデュアル無線能力に関する能力メッセージの利用を示す概略図である。
【図８Ｂ】いくつかの実施形態による、受信された能力メッセージに従って適切な同期信号を選択するための、基地局またはピアツーピアノードのプロセスを示すフローチャートである。
【図９】いくつかの実施形態による、ワイヤレス通信デバイスの同期のために低電力受信機を利用するかどうかを選択するためのプロセスを示すフローチャートである。
【図１０】いくつかの実施形態による同期および送信手順を示すタイミング図である。
【図１１】いくつかの実施形態による、図10の同期および送信手順を示すフローチャートである。
【図１２】さらなる実施形態による、同期および送信手順を示すタイミング図である。
【図１３】いくつかの実施形態による、図12の同期および送信手順を示すフローチャートである。
【図１４】いくつかの実施形態による、同期および受信手順を示すタイミング図である。
【図１５】いくつかの実施形態による、図14の同期および受信手順を示すフローチャートである。
【図１６】さらなる実施形態による、同期および受信手順を示すタイミング図である。
【図１７】いくつかの実施形態による、図16の同期および受信手順を示すフローチャートである。
【図１８】受信ノードがフルパワー受信機を利用するピアツーピアノードのペア間の同期手順を示すタイミング図である。
【図１９】いくつかの実施形態による、受信ノードが低電力受信機を利用するピアツーピアノードのペア間の同期手順を示すタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
添付の図面に関連して以下に述べる詳細な説明は、様々な構成の説明として意図されており、本明細書に記載された概念が実施され得る唯一の構成を表すことが意図されるものではない。詳細な説明は、様々な概念の完全な理解を提供するための具体的な詳細を含む。しかしながら、これらの概念がこれらの具体的な詳細なしに実践される場合があることは当業者には明らかであろう。場合によっては、そのような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構成要素がブロック図の形で示される。
【００１６】
本開示の様々な態様によれば、ワイヤレスネットワークにおけるワイヤレス通信デバイスのための効率的な同期化アルゴリズムが開示される。ワイヤレスネットワークは、限定するものではないが、基地局および1つまたは複数のユーザ機器を有するセルラーネットワーク、複数のピアノードを有するピアツーピア(P2)ネットワーク、ならびに/あるいは複数のピアノードを有するメッシュネットワークを含む、いくつかの適切な形態のいずれかを取り得る。いくつかの例では、非同期符号分割多元接続(CDMA)がアップリンク通信のために利用され得、このCDMAアップリンクを利用して同期が達成され得る。このように、他のアップリンク多元接続方式に利用されるフレームレベル同期を含む完全同期とは対照的に、周波数追跡およびシンボルレベル同期だけが必要とされる。
【００１７】
他の例では、低電力コンパニオン受信機は、ダウンリンク同期信号を取得するために、Internet of Everything(IoE)デバイス内で利用され得る。長いスリープ期間を有するIoEデバイスでは、IoEデバイスがスリープ状態にある間にタイミングドリフトがかなり大きくなる可能性がある。したがって、同期を得るための受信機のオン持続時間は、一般に、タイミングドリフトに比例し(または、いくつかの例では、同期信号の周期性に従って最大になり)、本明細書に記載されるように低電力コンパニオン受信機の使用によって大幅な電力節約が達成され得る。
【００１８】
一般に、同期は、同期シーケンスを受信および検出することによって得られる。ここでは、受信された同期シーケンスは、時間と周波数の両方を含む、すべての可能な位置について予測されるシーケンスと相関される。最大エネルギーなどの所与の基準を達成するために1つの位置が検出されると、その位置に従って同期が達成される。
【００１９】
図1は、本開示のいくつかの態様に現れる可能性のある複数の通信エンティティを含む、ワイヤレス通信ネットワーク100の概略図である。図示される例では、ネットワーク100は、基地局102とスモールセル104hとを含む。基地局102および/またはスモールセル104hは、エンドポイントが互いに直接通信するピアツーピア(P2P)ネットワークなどの一部のネットワークではオプションであり得る。しかしながら、一般に、ワイヤレス通信ネットワーク100は、エアインターフェース内の時間-周波数リソースの利用をスケジューリングすることができる1つまたは複数のエンティティを含む。ネットワーク100は、スマートアラーム104a、リモートセンサ104b、スマートフォン104c、電話104d、スマートメータ104e、PDA104f、パーソナルコンピュータ104g、メッシュノード104h、タブレットコンピュータ104i、および/またはスマートウォッチ104jに常駐し得、またはその一部であり得る、1つまたは複数のユーザ機器(UE)あるいはメッシュノード(以下でさらに詳細に説明される)をさらに含む。当然のことながら、図示されたデバイスまたは構成要素は本質的に単なる例示であり、任意の適切なノードまたはデバイスが、本開示の範囲内のワイヤレス通信ネットワーク100内に現れる場合がある。また、以下でさらに議論されるように、いくつかのワイヤレス通信デバイスは時々役割を変更することができ、ある時はスモールセルまたはスケジューリングエンティティとして働き、他の時にはユーザ機器またはメッシュノードとして働く。もちろん、そのような二重実装形態は、すべての場合で発生するとは限らない。
【００２０】
電力消費を低減し、バッテリ寿命を延ばすために、図1に示されるもののうちのいくつかのようなワイヤレス通信デバイスは、周期的または断続的に、スリープ状態または他の電力節約状態に入り得る。たとえば、スリープ状態は、水晶発振器(XO)および/またはデバイスの他の様々な構成要素がオフにされ得る、または電源が切られ得る状態であり得る。
【００２１】
これらのデバイスが、スリープ状態からウェイクしてコールドスタートを実行する場合、一般に、ワイヤレスネットワークとの同期を再取得する必要がある。一般に、モバイル着信呼に対する比較的低い所望のレイテンシに対応するために、典型的なスマートフォン104cは、着信ページメッセージをリッスンするために比較的頻繁にスリープ状態からウェイクする比較的短いページング周期を有し得る。そのようなデバイスの場合、短いスリープ状態の間、タイミングドリフトは一般に小さく、場合によっては、同期を容易に得るためにスマートフォン104c内の発振器回路の引き込み範囲内にある場合がある。
【００２２】
Internet of everything(IoE)デバイスなどの他のいくつかのデバイスでは、必ずしもスマートフォンにおけるページングサイクルほど頻繁ではないが、低レイテンシ要件に対応するためにウェイクアップイベントが比較的頻繁に発生することがある。たとえば、リモートセンサ104bは、リモートセンサ104bからの情報がいつでも要求され得る、いくつかのリアルタイムデータアプリケーションの構成要素であり得る。この場合、リモートセンサ104b(または、他の適切なデバイス)は、コールドスタートを実行するように構成され得、着信ページメッセージをリッスンするために、約2秒ごとにスリープ状態からウェイクアップする。これらの比較的頻繁なウェイクアップを実行するデバイスの場合、それらの電力消費は通常、ページ検出のために利用される電力によって支配される。同期に対応する電力消費は、ページ検出と比較して小さいが、電力節約のための適したターゲットのままである。特に、以下でさらに詳細に説明されるように、本開示のいくつかの態様によれば、低電力コンパニオン無線機の利用などの、電力節約のためのページ検出段階をターゲットとする技法は、さらなる電力節約のために同期段階を追加的にターゲットとするためのメカニズムを提供する。
【００２３】
しかしながら、いくつかの他のタイプのIoEデバイスでは、スリープ状態は、長時間にわたって、たとえば数分間から数日間続くことがある。たとえば、スマートメータ104eなどのIoEデバイスは、約6時間に1度モバイル発信データを送信するためにウェイクアップし得る。そのような延長されたスリープでは、デバイスのタイミングドリフトは、場合によっては約2秒以上であり得る。したがって、ウェイクアップ時の同期は重要な手順である。これらのようなまばらなウェイクアップイベントは、対応するスマートメータ104e(または、他の適切なデバイス)において動作している非リアルタイムアプリケーションによって駆動され得る。そのようなまばらなウェイクアップスケジュールを実行するデバイスの場合、デバイスの全体的な電力消費は、一般に、スリープ状態の間に生じる電力消費によって支配される。したがって、そのようなまばらなウェイクアップデバイスの電力節約のためにコールドスタート後の同期段階をターゲットにすることは、ある程度助けになるかもしれないが、そのような電力節約の影響は、より頻繁なコールドスタートを伴うデバイスの影響よりも小さい可能性がある。
【００２４】
本開示の様々な態様によれば、ワイヤレス通信ネットワークにおいてデバイスを1つまたは複数の他のデバイスと同期させるために同期段階をターゲットにすることによって、ワイヤレス通信デバイス(たとえば、スリープ状態からウェイクアップするデバイス)の電力節約を提供するための装置および/または方法が開示される。
【００２５】
3GPPロングタームエボリューション(LTE)ネットワークにおいて実行されるいくつかの例では、UEの水晶発振器におけるドリフトまたは周波数エラーによるタイミング不確実性は、システム時間を取得するために、着信送信(たとえば、ページング機会)に先立ってUEをウェイクすることによって考慮され得る。ここでは、システム時間は、UEのサービングセルまたは他の何らかのセルのいずれかから取得され得る。1ステップウェイクアップを使用するいくつかの例では、UEはそのモデムをウェイクしてシステム時間を取得し、次いで、ページング機会または他の着信送信まで、モデムをオン状態に維持し得る。しかしながら、タイミング不確実性が大きい場合、UEは、ページング機会よりも実質的に早くウェイクする必要がある場合があり、その結果比較的高い電力消費をもたらす。したがって、他の例では、ページング機会のかなり前にシステム時間を取得するために、UEがそのモデムをウェイクし、次いで深いスリープ状態に再び入る、2ステップウェイクアップが議論されている。その後、UEは、ページング機会の直前にウェイクする。この2ステップウェイクアップは、ある条件下で1ステップウェイクアップと比較してある程度の電力を節約することができるが、ワイヤレス通信デバイスの電力消費性能を改善し続ける欲求が依然として存在する。
【００２６】
前述の通り、上記の例はLTEネットワークに関するものであるが、本明細書に記載される技法はLTEに限定されず、様々なワイヤレス通信システムのためにも使用され得る。「システム」および「ネットワーク」という用語は、しばしば交換可能に使用される。たとえば、符号分割多元接続(CDMA)システムは、CDMA2000、ユニバーサル地上無線アクセス(UTRA)などの無線技術を実装し得る。CDMA2000は、IS-2000、IS-95、およびIS-856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などと呼ばれている。IS-856(TIA-856)は、一般にCDMA2000 1xEV-DO、高速パケットデータ(HRPD)などと呼ばれている。UTRAは、Wideband CDMA(WCDMA(登録商標))およびCDMAの他の変形態を含む。時分割多元接続(TDMA)システムは、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ(GSM(登録商標))などの無線技術を実装し得る。直交周波数分割多元接続(OFDMA)システムは、ウルトラモバイルブロードバンド(UMB)、進化型UTRA(E-UTRA)、IEEE802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE802.20、Flash-OFDM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。LTEおよびLTE-Advanced(LTE-A)は、E-UTRAを使用するUMTSのリリースである。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)という名前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)という名前の組織からの文書に記載されている。本明細書に記載される技法は、上述のシステムおよび無線技術、ならびに第5世代または5Gネットワークなどのこれらのネットワークの進化したバージョンを含む他のシステムおよび無線技術に使用され得る。
【００２７】
図2は、本開示の様々な態様による、処理システム214を使用する装置(たとえば、ワイヤレス通信デバイス)200のためのハードウェア実装形態の例を示すブロック図である。以下でさらに詳細に説明されるように、ワイヤレス通信デバイス200は、電力効率の良い方法でワイヤレス通信ネットワークにおける同期を達成するように構成され得る。ワイヤレス通信デバイス200は、様々な例において、図1に示されるデバイス104a〜jのいずれかなどのIoEデバイスであり得る。本開示の様々な態様によれば、要素、または要素の任意の部分、あるいは要素の任意の組合せは、1つまたは複数のプロセッサ204を含む処理システム214によって実装され得る。たとえば、装置200は、ネットワークノード、基地局(BS)、中継器、ユーザ機器(UE)、Internet-of-everything(IoE)デバイス、または他のワイヤレス通信デバイスであり得る。プロセッサ204の例は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラマブルロジックデバイス(PLD)、状態機械、ゲートロジック、ディスクリートハードウェア回路、および本開示を通じて説明される様々な機能を実行するように構成された他の適切なハードウェアを含む。すなわち、装置200内で利用されるようなプロセッサ204は、以下で説明するプロセスのうちのいずれか1つまたは複数を実装するのに使用され得る。
【００２８】
この例では、処理システム214は、一般にバス202によって表されるバスアーキテクチャで実装され得る。バス202は、処理システム214の特定の適用例および全体的な設計制約に応じて、任意の数の相互接続バスおよびブリッジを含む場合がある。バス202は、1つまたは複数のプロセッサ(一般に、プロセッサ204によって表される)、メモリ205、およびコンピュータ可読媒体(一般に、コンピュータ可読媒体206によって表される)を含む様々な回路にリンクする。バス202はまた、タイミングソース、周辺機器、電圧調整器、および電力管理回路などの他の様々な回路にリンクし得、これは当技術分野ではよく知られており、したがってこれ以上説明されない。バスインターフェース208は、バス202と、フルパワートランシーバ210、低電力トランシーバ211、および/またはコンビネーショントランシーバ212などの1つまたは複数のトランシーバとの間のインターフェースを提供する。トランシーバ210、211、および/または212は、伝送媒体を介して様々な他の装置と通信するための手段を提供する。様々な例では、トランシーバ210、211、および/または212は、1つまたは複数のアンテナを含むか、または結合され得、マルチアンテナの例では、受信信号が到着する角度を決定することが可能にされ得る。トランシーバ210、211、および/または212は、1つまたは複数の電力増幅器、送信機、受信機、フィルタ、発振器などを含むがこれらに限定されない、ワイヤレス通信を可能にするように構成された様々なサブコンポーネントを含み得る。装置の性質に応じて、ユーザインターフェース213(たとえば、キーパッド、ディスプレイ、スピーカ、マイクロホン、ジョイスティック)も提供され得る。
【００２９】
本開示で使用されるように、低電力受信機211を参照することによって、低電力トランシーバ211が参照され得る。同様に、フルパワー受信機210を参照することによって、フルパワートランシーバ210が参照され得る。いずれの場合も、これは単に、それぞれの低電力トランシーバ211またはフルパワートランシーバ210の受信機部分または機能を参照するときの参照を容易にするためである。
【００３０】
1つの特定の例では、低電力トランシーバ211は、超再生受信機(SRR)を含み得る。SRR受信機は当業者に知られており、したがってその実装形態の詳細は本開示では提供されない。SRRは、オン-オフキーイング(OOK)波形の非コヒーレント検出が可能である一方、低能動電流消費を提供する。もちろん、本開示の様々な態様は、同期信号または基準信号のOOK波形に限定されず、本開示の範囲内で、周波数シフトキーイング(FSK)波形、振幅シフトキーイング(ASK)波形などを含むがこれらに限定されない、任意の適切な波形が利用され得る。
【００３１】
本開示の範囲内の別の例では、ワイヤレス通信デバイス200内で単一のトランシーバ(すなわち、可変複雑度コンビネーショントランシーバ212)が利用され得、トランシーバ212は、低複雑度モードおよび完全複雑度モードを可能にするように構成される。ここでは、コンビネーショントランシーバ212からの電力消費は、完全複雑度モードと比較して、低複雑度モードにおいてより低くてもよい。これは、任意の適切な方法で達成され得、いくつかの例では、ジャマー拒否が乏しいこと、簡略化された変調方式だけをサポートすることなど、1つまたは複数の性能パラメータが低減されるなどのトレードオフをもたらし得る。以下の説明の中で、デュアル無線の例が説明されているが、アルゴリズムおよび機能は、そのようなコンビネーショントランシーバ212において機能するように修正され得ることが理解されるべきである。
【００３２】
プロセッサ204は、バス202を管理すること、およびコンピュータ可読媒体206に記憶されたソフトウェアの実行を含む一般的な処理を担当する。このソフトウェアは、プロセッサ204によって実行されると、処理システム214に、任意の特定の装置について以下に説明される様々な機能を実行させる。コンピュータ可読媒体206は、ソフトウェアを実行するときにプロセッサ204によって操作されるデータを記憶するために使用することもできる。
【００３３】
本開示の様々な態様では、プロセッサ204は、着信同期信号を受信および検出するために、および同期信号に従ってワイヤレス通信デバイス200をワイヤレスネットワークと同期させるために、トランシーバ210、211、および/または212のうちの1つまたは複数を利用するように構成された同期(sync)信号処理および同期回路241を含み得る。いくつかの例では、同期信号処理および同期回路241は、コンピュータ可読媒体206に記憶された同期信号処理および同期ソフトウェア261と協調して動作し得る。プロセッサ204は、ワイヤレスネットワークの1つまたは複数の状態を検出および/または決定するように構成されたネットワーク状態決定回路242をさらに含み得る。ネットワーク状態は、基地局またはピアノードから測定された信号強度、雑音および/または干渉値、信号対雑音比(または、信号対雑音および干渉比)などを含み得る。そのような決定されたネットワーク状態は、低電力トランシーバ211とフルパワートランシーバ210との間の選択を含むがこれに限定されない、任意の適切な目的のためにワイヤレス通信デバイス200によって利用され得る。いくつかの例では、ネットワーク状態決定回路242は、コンピュータ可読媒体206に記憶されたネットワーク状態決定ソフトウェア262と協調して動作し得る。プロセッサ204は、たとえば水晶発振器(XO)の機能に基づいて時間を維持するように構成されたタイマ243をさらに含み得る。タイマは、ワイヤレス通信デバイス200がスリープ状態にある間、および覚醒状態にある間に機能し得るが、いくつかの例では、タイマは完全に正確ではなく、ドリフトし、時間の経過と共に何らかの不確実性を示すことがある。いくつかの例では、タイマ243は、コンピュータ可読媒体206に記憶されたタイマソフトウェア263と協調して動作し得る。プロセッサ204は、電力節約のために、より高い電力(ウェイク)状態、およびより低い電力(スリープ)状態に入るために、トランシーバ210、211、212およびそれらのサブコンポーネント内の受信機の遷移を制御するように構成された受信機ウェイクおよびスリープ制御回路244をさらに含み得る。いくつかの例では、受信機ウェイクおよびスリープ制御回路244は、コンピュータ可読媒体206に記憶された受信機ウェイクおよびスリープ制御ソフトウェア264と協調して動作し得る。いくつかの例では、プロセッサ204は、受信機ウェイクおよびスリープ制御回路244によって管理されるスリープ期間中にタイマ243のドリフトの量を予測するように構成されたタイミングドリフト予測回路245をさらに含み得る。この予測は、所与の受信機によって利用される水晶発振器の知られている不確実性、経過した時間の量、ワイヤレス通信デバイス200の温度、およびスリープ状態の間にタイミングドリフトに影響を及ぼし得る他の任意の適切な要因に基づいて予測され得る。いくつかの例では、タイミングドリフト予測回路245は、コンピュータ可読媒体206に記憶されたタイミングドリフト予測ソフトウェア265と協調して動作し得る。プロセッサ204は、同期信号を受信するために低電力トランシーバ211を利用するか、またはフルパワートランシーバ210を利用するかを選択するように構成された受信機選択回路246をさらに含み得る。受信機の選択は、回路242によって決定されるネットワーク状態、および/またはタイ��ングドリフト予測回路245に従って予測されるタイミングドリフトを含むがこれらに限定されない、任意の適切な要因に従って行われ得る。いくつかの例では、受信機選択回路246は、コンピュータ可読媒体206に記憶された受信機選択ソフトウェア266と協調して動作し得る。プロセッサ204は、CDMAエアインターフェースを使用して送信および/または受信するためにフルパワートランシーバ210、低電力トランシーバ211、および/またはコンビネーショントランシーバ212のうちの1つまたは複数を利用するように構成されたCDMA通信回路247をさらに含み得る。いくつかの例では、CDMA通信回路247はCDMAアップリンク通信用に構成され得、他のいくつかのチャネルアクセス方法はダウンリンク通信用に使用される。いくつかの例では、CDMA通信回路247は、コンピュータ可読媒体206に記憶されたCDMA通信ソフトウェア267と協調して動作し得る。いくつかの例では、プロセッサ204は、CDMAエアインターフェース以外のエアインターフェースを利用して送信および/または受信するために、フルパワートランシーバ210、低電力トランシーバ211、および/またはコンビネーショントランシーバ212のうちの1つまたは複数を利用するように構成された非CDMA通信回路248をさらに含み得る。いくつかの例では、非CDMA通信回路248は、コンピュータ可読媒体206に記憶された非CDMA通信ソフトウェア268と協調して動作し得る。
【００３４】
処理システム内の1つまたは複数のプロセッサ204は、ソフトウェアを実行し得る。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、または他の名称で呼ばれるかどうかにかかわらず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、プロシージャ、関数などを意味するように広く解釈されるべきである。ソフトウェアは、コンピュータ可読媒体206上に存在し得る。コンピュータ可読媒体206は、非一時的コンピュータ可読媒体であり得る。非一時的なコンピュータ可読媒体は、例として、磁気ストレージデバイス(たとえば、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気ストリップ)、光ディスク(たとえば、コンパクトディスク(CD)またはデジタル多用途ディスク(DVD))、スマートカード、フラッシュメモリデバイス(たとえば、カード、スティック、またはキードライブ)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読出し専用メモリ(ROM)、プログラマブルROM(PROM)、消去可能なPROM(EPROM)、電気的に消去可能なPROM(EEPROM)、レジスタ、リムーバブルディスク、およびコンピュータによってアクセスされ、読み取られ得るソフトウェアおよび/または命令を記憶するための他の任意の適切な媒体が含まれる。コンピュータ可読媒体には、例として、搬送波、伝送路、ならびに、コンピュータによってアクセスされ、読み取られ得るソフトウェアおよび/または命令を送信するための任意の他の適切な媒体も含まれ得る。コンピュータ可読媒体206は、処理システム214内に常駐してもよく、処理システム214の外部に常駐してもよく、または処理システム214を含む複数のエンティティにわたって分散されてもよい。コンピュータ可読媒体206は、コンピュータプログラム製品内で具現化され得る。例として、コンピュータプログラム製品は、包装材料にコンピュータ可読媒体を含み得る。当業者であれば、特定の適用例およびシステム全体に課せられる全体的な設計制約に応じて、本開示を通して提示される説明された機能をどのように実施するのが最良であるかを認識するであろう。
【００３５】
以下の説明では、非同期CDMAアップリンクを利用する例と、デュアル無線アーキテクチャを利用する別の例が説明される。これらの例のいずれにおいても、ネットワーク(たとえば、基地局またはP2Pノード)は、ワイヤレス通信デバイス200の同期を可能にするために同期信号を送信し得る。
【００３６】
いくつかの例では、同期信号は、タイミングの曖昧さを解決するのに役立つシステムフレーム番号(SFN)を含み得る。すなわち、ワイヤレス通信デバイス200が非常に長い時間スリープ状態にある場合、たとえば、タイミングドリフトが同期信号の周期性を超えている場合、同期を解決することは困難であり得る。たとえば、LTEネットワークの場合、タイミングドリフトが10msを超える場合、SFNはPBCHを受信することを通じて再取得され得る。SFNを利用することによって、大きなタイミングドリフトから生じる可能性のある任意のタイミングの曖昧さが解決され得る。
【００３７】
図3は、IoEデバイスがLTEネットワークにおいて発生し得るIoEデバイスの同期手順を示すタイムラインを示す。ここでは、関連するLTEネットワークはフレームレベル同期を必要とする場合があり、UEは、フレーム内のサブフレーム番号を検出する。LTEネットワークは、スケジューリングされたシステムであるため、フレームレベル同期を必要とする場合がある。さらに、使用されるスクランブリングシーケンスは、フレーム内のスロット番号(ここでは、1つのサブフレーム内に2つのスロットがある)に基づき得るので、UEが正しいフレームタイミングを取得しない限り、UEはeNBと正確にデータを交換できない場合がある。フレーム境界およびサブフレーム番号が知られているこのフレームレベル同期は、フレームレベルを超える同期(たとえば、スーパーフレームにおける)も得られるシステムレベル同期とは区別される。図示される例では、5msごとに、基地局またはeNBは、プライマリ同期信号(PSS)および/またはセカンダリ同期信号(SSS)などの同期ブロック302を送信する。これらの信号PSS/SSSはまた、セルIDを含む情報を伝達し得る。フレーム同期を確立するために、一般にこれらの同期ブロックのうちの2つの受信が必要とされる。同期ブロック302は一般に5msごとに送信されるので、ウェイクアップ後のフレームレベル同期の確立には10ms以上かかる場合がある。
【００３８】
フレームレベル同期が確立されると、IoEデバイスは、ネットワークから、マスタ情報ブロック(MIB)、システム情報ブロック(SIB)などの特定のパラメータ(param)ブロック304をさらに受信し得る。たとえば、物理ブロードキャストチャネル(PBCH)上で搬送されるMIBにシステムフレーム番号(SFN)が埋め込まれ得る。SFNを取得しないと、たとえIoEデバイスがフレーム同期であっても、それはまだシステム同期ではない。すなわち、IoEデバイスは、まだスケジューリング要求を送信する準備ができていない。MIBは、HARQインジケータチャネルのためのシステム帯域幅および構成などの他の情報を含み得る。LTEネットワークで利用されるMIB/SIB送信は、特定の制御情報をUEに提供するための単なる1つの方法であり、他のネットワークまたはシステムでは、ブロードキャストおよびユニキャストフォーマットを含む任意の適切な送信またはチャネルが利用され得ることが当業者には理解されよう。
【００３９】
IoEデバイスがシステム同期を得ると、IoEデバイスは、図示されるように、スケジューリング要求306をネットワークに送信し得る。スケジューリング要求306を送信した後、IoEデバイスは、基地局から許可およびTxアドバンス308を待つ。ここでは、Txアドバンス機能は、セル内のすべての送信デバイスが同じ時間境界を利用して基地局に到着しなければならないので、ワイヤレスネットワークにおいてアップリンク同期を可能にする。したがって、基地局からの距離に部分的に基づいて、Txアドバンス信号は、ネットワークにおける同期を達成するのに役立ち得る。同期が達成されると、IoEデバイスは最終的にネットワークと通信し得、アップリンクデータ310を送信し、ダウンリンクデータ/ACK信号312などを受信する。
【００４０】
上記の説明から分かるように、LTEネットワークでは、IoEデバイスなどのデバイスのフレームレベル同期を確立するために、基地局から実質的なシグナリングメッセージが必要とされる。しかしながら、以下でさらに説明するように非同期CDMAアップリンクを利用することによって、アップリンクに必要な同期が緩和され得、大きなタイミングドリフト(たとえば、100ppmクロックで約10秒を超えるドリフト)後のコールドスタート中の同期期間が短縮される。
【００４１】
すなわち、アップリンクのために非同期CDMAを利用することによって、シグナリングのかなり簡略化されたセットが利用され得、より短いレイテンシおよびアクティブ時間でデータトランザクションを達成するために、緩和された同期要件が提供され得る。コールドスタート中、特に大きなタイミングドリフト後に、同期期間を短縮することによって、非同期CDMAアップリンクは、ワイヤレス通信デバイスにおける電力消費を低減し得る。図4は、本開示のいくつかの態様による、非同期CDMAを利用する同期プロセスの一例を示すタイムラインである。この例では、基地局102と通信するIoEデバイスが示されている。しかしながら、これは単なる一例に過ぎず、この例はP2Pノード、メッシュノードなどのワイヤレス通信ネットワーク内の任意の適切なノードに適用され得ることが当業者には理解されよう。
【００４２】
図4に見られるように、IoEまたは他のワイヤレスデバイスは、同期信号、基準信号、制御信号、および/またはデータ信号などの信号を監視するために、ウェイクアップ信号またはタイマなどの任意の適切なイベントの発生時にリッスン期間402を可能にし得る。リッスン/同期期間402中に、ワイヤレスIoEデバイスは、他の任意の非関連動作を実行することもでき、またはいくつかの例では、通信バーストが完了するのを待機することもできる。これらの信号をリッスンするために、ワイヤレス通信デバイス200は、いくつかの例では、フルパワートランシーバ210(図2を参照)を利用し得る。すなわち、CDMAアップリンクを使用するワイヤレス通信デバイスは、単一のトランシーバのみを備えることができ、したがって、着信同期信号をリッスンするためにこのトランシーバ210を利用し得る場合がある。ワイヤレス通信デバイス200が低電力トランシーバ211を備えている別の例では、可能であれば、ワイヤレス通信デバイス200は、ワイヤレスネットワークから基準信号または同期信号を受信するために低電力トランシーバ211を利用し得る。
【００４３】
所与の時間に(たとえば、定期的に)、基地局または他のP2Pノードは、ワイヤレスデバイスを同期させるための情報を含む同期(sync)信号404を送信し得る。この同期信号404は、いくつかの例では、セルを介してブロードキャストされ得、またワイヤレスIoEデバイスによって受信されるように構成された任意の適切な送信フォーマットを利用し得る。PSS/SSS送信の場合(図3に関連して上述したように)、同期404送信は5msごとに行われ得る。したがって、この期間では、周波数追跡を達成するための最悪の場合の遅延は5msとなる。ここでは、周波数追跡は、周波数追跡が達成されたときにあるレベルの周波数エラーが存在する可能性があるが、ネットワーク周波数との同期を得ることを指す。ワイヤレスIoEデバイスは、このエラーを訂正し、周波数ロックを取得するために、適切な周波数追跡ループ(FTL)をさらに利用し得る。
【００４４】
信号(たとえば、同期信号404)が受信されると、ワイヤレスIoEデバイスは、ネットワークとの同期を確立し得る。すなわち、ワイヤレスIoEデバイスは、同期信号404に従ってワイヤレスネットワークとの周波数ロックおよびタイミング同期を得ることができる。ここでは、同期信号404は、UEのタイミング情報の検出を容易にする任意の適切なシーケンスを含み得る。1つの非限定的な例として、同期信号404は、擬似乱数(PN)シーケンスを含み得る。同期信号404においてどのようなシーケンスが利用されても、ワイヤレスIoEデバイスは、同期を得るために、このシーケンスから受信されたサンプルと予測されるシーケンスとを相関させ得る。
【００４５】
図4におけるLTEの例では、SFN、システム帯域幅、およびHARQインジケータチャネル構成などのいくつかの制御情報は、MIBを利用してワイヤレスIoEデバイスに提供された。図4の例では、非同期CDMAアップリンクを利用することによって、SFNはもはや必要とされない。さらに、システム帯域幅およびHARQインジケータチャネル構成情報は、必要に応じて、任意の適切な手段またはチャネルによってワイヤレスIoEデバイスに提供され得る。したがって、この例では、図4のパラメータ送信404を省略している。
【００４６】
同期の確立後、ワイヤレスIoEデバイスは、スケジューリング要求およびデータ406を送信し得る。すなわち、アップリンクは非同期CDMAチャネルアクセスモードを利用するため、アップリンク送信はネットワークから割り当てられたリソースブロックを必要としない。したがって、ワイヤレスIoEデバイスは、システム同期を得ると、そのアップリンクデータ406を単に送信し得、また、デバイスがスケジューリング要求306を送信する図3のLTEの例に見られる遅延なしに、スケジューリング許可を受信するのを待ち、許可されたリソースの時間がアップリンク送信を行うのを待つ。さらに、CDMAアップリンクを利用することによって、ワイヤレスIoEデバイスは、図3に関連して上述したタイミングアドバンスパラメータの取得を回避し得る。伝搬遅延および適切な処理時間の後、アップリンク送信406の受信機(たとえば、基地局または他のP2Pノード)は肯定応答メッセージ408を送信し得、これを受信すると、ワイヤレスデバイスはスリープモードに再び入り得る。
【００４７】
図示した例は、アップリンク送信、すなわちワイヤレスIoEデバイスからのCDMAチャネルアクセス方法を利用するアップリンクデータ406の送信を前提としている点に留意されたい。しかしながら、本開示の態様はそれに限定されない。すなわち、図4に示されるような同期を得ると、ワイヤレスIoEデバイスは、ページインジケータまたはページメッセージなどのスケジューリングされたダウンリンク送信をさらにリッスンし得、したがって基地局からのダウンリンクデータ、あるいはメッシュノードまたはP2Pノードなどの他の任意のネットワークノードからの他のデータを受信し得る。ここでは、ダウンリンクデータは、必ずしもCDMAである必要はない任意の適切なチャネルアクセス方法を利用し得る。さらに、同期を得たことにより、ワイヤレスIoEデバイスは、ダウンリンク送信に応答して、チャネル品質情報(CQI)および/またはパケット肯定応答(ACK)などの制御情報を迅速に送信し得る。
【００４８】
CDMA送信は、小さいペイロードおよびデータレートの許可のために最も有用であり得る。いくつかの例では、より長いトランザクションは、たとえば、非同期ネットワーク内の別のデバイスとの衝突の可能性などにより、再送信および閉ループ電力制御を必要とする場合がある。
【００４９】
前述の通り、本明細書に記載されるアップリンクはCDMAを利用するが、ダウンリンク(すなわち、ワイヤレスIoEデバイスによって受信される送信)は、一般的なタイミング基準を提供するために同期チャネルアクセス方法を利用し得る。もちろん、様々な例において、ダウンリンクはCDMAであってもよく、OFDMあるいは他の任意の適切な多重化またはチャネルアクセス方法であってもよい。さらに、非同期CDMAアップリンクを利用することによって、アップリンク伝送に先立ってIoEデバイスへのTXアドバンス要求が回避され得る。すなわち、SC-FDMAアップリンクを使用するLTEネットワークとは異なり、非同期CDMAチャネルは、アップリンク送信が知られている定義された間隔で基地局に到着するという何らかの保証に依存する必要はない。したがって、Txアドバンスパラメータの除去は、同期を得る際に基地局とワイヤレスIoEデバイスとの間のオーバーヘッドをさらに低減し得る。
【００５０】
図5は、本開示のいくつかの態様による、アップリンク送信のためにCDMAチャネルアクセスモードを利用するように構成されたワイヤレス通信デバイス200の同期のための例示的なプロセス500を示すフローチャートである。様々な例では、プロセス500は、図1に示されるデバイス104a〜104jなどのIoEデバイス、図2に示されるワイヤレス通信デバイス200、図2に示されるプロセッサ204などの1つまたは複数のプロセッサ、あるいは記載された機能を実行するための他の任意の適切な装置または手段によって実装され得る。
【００５１】
ブロック502において、ワイヤレス通信デバイス200は、ワイヤレスネットワークからの同期信号を監視するために、受信機をスリープ状態からウェイクし得る。このブロック502においてウェイクする受信機は、上述したフルパワー受信機210、低電力受信機211、またはコンビネーショントランシーバ212のいずれかであり得る。同期信号は、基準信号、制御信号、データ信号、またはワイヤレス通信デバイス200とネットワークとの間の同期が達成され得る他の任意の適切な信号のうちの1つまたは複数を含み得る。ブロック504において、ワイヤレス通信デバイス200は、同期信号を受信し、同期信号に従ってワイヤレスネットワークとの周波数ロックを取得し得る。
【００５２】
ブロック506において、ワイヤレス通信デバイス200は、CDMAエアインターフェースを利用して、ワイヤレスネットワークにデータを非同期的に送信し得る。ブロック508において、ワイヤレス通信デバイス200は、送信されたデータに対応する肯定応答(ACK)メッセージを受信したかどうかをチェックし、受信した場合、ワイヤレス通信デバイス200はスリープ状態に戻り得る。
【００５３】
本開示の別の態様によれば、デュアル無線アーキテクチャが利用され得る。このデュアル無線アーキテクチャは、ビッグリトルアーキテクチャと呼ばれることがあり、比較的少ない電力を利用するワイヤレス通信ネットワークにおいて同期を達成するために利用され得る。このデュアル無線アルゴリズムは、一般に、変調、多元接続方法、または利用されるチャネルアクセス方法に依存せず、したがって、CDMAアップリンクが利用され得るが、先の例のように、本アルゴリズムはそれに限定されず、アップリンク方向およびダウンリンク方向において任意の適切な多元接続方式が利用され得る。
【００５４】
たとえば、上述の図2に示されるように、ワイヤレス通信デバイス200(たとえば、IoEデバイス)は、第1の無線機および第2の無線機を含み得る。例示的な一例として、これらの無線機は低電力トランシーバ211およびフルパワートランシーバ210であり得、その各々が送信機および/または受信機を含み得る。ここでは、低電力およびフルパワーという用語は、本質的に限定されることが意図されるものではなく、一般に、低電力トランシーバ211が、フルパワートランシーバ210の電力よりもワイヤレス通信のためにより少ない電力を利用し得ることを伝えることが単に意図される。いくつかの例では、低電力トランシーバ211は、追加で、低複雑度受信機、すなわち、フルパワートランシーバの回路に対して簡略化された回路および/または機能を有するものであり得る。さらに、いくつかの例では、エネルギー検出ベースの受信機、または他の適切な低電力受信機が利用され得る。
【００５５】
そのようなデュアル無線アーキテクチャを利用することによって、ワイヤレス通信デバイス200は、そのフルパワー受信機210をウェイクアップする必要がある頻度を低減することが可能であり得る。この態様は、図6および図7に示される。たとえば、図6を参照すると、単一の受信機(すなわち、フルパワー受信機210)を利用して発生し得る例示的な同期手順が示されている。図示されたタイムラインでは、垂直軸は、所与の時間にワイヤレス通信デバイスによって消費され得る電力の量を示し、水平軸は時間の進行を示す。
【００５６】
この図に見られるように、ベースライン電力消費レベルは、デバイスがスリープ状態601にあるときに発生する。ここでは、同期期間602は、所与の時間に、たとえば定期的に発生してもよく、任意の適切なイベントによってトリガされてもよい。同期期間602の間、フルパワー受信機210は、同期信号または基準信号を受信および検出し、上述したように、ネットワークとの同期を得るために、同期信号または基準信号内の情報を利用する。フルパワー受信機210によって消費される電力の量は比較的高い場合があり、同期期間602の間に比較的高いレベルによって示されている。同期期間602に続いて、受信期間604が示されており、フルパワー受信機210は着信送信(たとえば、ページメッセージまたは他のダウンリンクメッセージ)を受信するために再び電源を入れる。受信期間であるこの期間は、いくつかの原理を説明するための単なる一例に過ぎず、他の例では、受信期間ではなく送信期間が発生し得る点に留意されたい。
【００５７】
図示されるように、同期期間602と受信期間604の各々について、フルパワー受信機210が電源をオンにされているこれらの所与の期間中に電力が消費されるだけでなく、それに加えて、これらの期間の各々はまた、ランプアップ期間およびランプダウン期間を含む。たとえば、同期期間602の直前にはスリープトゥウェイク期間602aがあり、直後にウェイクトゥスリープ期間602bが続く。同様に、受信期間604の直前には、スリープトゥウェイク期間604aがあり、直後にウェイクトゥスリープ期間604bが続く。これらのランプアップ期間またはスリープトゥウェイク期間、およびランプダウン期間またはウェイクトゥスリープ期間は、同期期間602または受信期間604の間より少ない電力を利用するものとして示されているが、スリープ期間601の間の電力よりも大きな電力を利用する。
【００５８】
多くの場合、受信期間604が同期期間602の直後に続くことが可能である場合、フルパワー受信機210は、ウェイクトゥスリープ期間602bおよびスリープトゥウェイク期間604aの間に再びランプダウンおよびバックアップせずにそのオン状態を維持することができる点が注目され得る。しかしながら、タイミングドリフトが十分に大きい場合、これは典型的な場合であり得るが、同期期間602の間のフルパワー受信機の電源オン時間と、ターゲットデータ送信または受信時間604との間に十分に大きなギャップが存在するので、スリープ状態に戻るのが最善の選択肢である。すなわち、フルパワー受信機210は比較的電力を消費しているので、通常、数十ミリ秒以上のギャップは、フルパワー受信機210がこのギャップのすべてまたは大部分の間スリープすることが最も経済的であることを意味することになる。
【００５９】
したがって、図6に示される場合のように、フルパワー受信機210は、事実上、通信機会ごとに2度ウェイクアップする必要がある。しかしながら、本開示のある態様によれば、低電力コンパニオン無線機211を利用するデュアル無線同期は、通信機会ごとにそのようなウェイクアップを低減し得る。
【００６０】
次に図7を参照すると、低電力受信機211を利用する簡略化された同期手順が示されている。ここに見られるように、デバイスがスリープ状態701にあるときに、図6と同じレベルのベースライン電力消費が発生する可能性があると考えられ得る。ここでは、同期期間702は、図6の例のように所与の時間に発生し得る。しかしながら、ここでは、同期信号または基準信号を受信および検出するために、低電力受信機211が利用され得る。したがって、同期期間702の間に消費される電力の量は、フルパワー受信機210が利用された場合に比べて低減され得る。ここでは、ワイヤレス通信デバイス200は、同期を達成した後に、ページング機会、受信期間704、またはフルパワー受信機210を利用してデータを受信するための他の機会が発生し得るまで、電力を節約するためにスリープ状態に戻ることができる。ここでは、図6の例のように、フルパワー受信機210を利用するために、スリープトゥウェイク期間704aが受信期間704の直前にあり得、ワイヤレス通信デバイス200がスリープ状態に戻ることができるように、ウェイクトゥスリープ期間704bが受信期間704の直後に続き得る。
【００６１】
この例に見られるように、電力節約は、同期期間702の間のより低い電力消費によって達成されるだけではない。さらに、電力節約は、ランプアップ期間およびランプダウン期間(たとえば、図6のs2w 602aおよびw2s 602b)を排除する可能性によって達成される。したがって、低電力受信機211を利用し、ワイヤレス通信デバイス200がフルパワー受信機210をウェイクする必要がある機会を減らすことによって、同期手順のための電力節約が達成され得る。
【００６２】
本開示のさらなる態様では、図7に示されるようなこの2ステップ同期手順を構築し、いくつかのワイヤレス通信デバイスは、同期702をより頻繁に実行するように構成され得る。すなわち、水晶発振器の周波数エラーが大きい場合、および/またはスリープ状態が長期間にわたる場合など、タイミング不確実性が非常に大きくなり得る場合には、同期は、フレームレベルの同期だけでなく、スーパーフレームを取得することなどのいくつかのステップを必要とする場合があり、さもないと他の長期シーケンス番号が失われる場合がある。したがって、低電力受信機211で構成されたデバイスは、同期702をより頻繁に実行するように構成され得る。たとえば、図7の説明では、同期702は、スケジューリングされたページング機会704に先立って実行されるように示されている。言うまでもなく、ページング機会の前の同期は唯一の使用例ではなく、任意のスケジューリングされた送信動作または受信動作の前に(たとえば、それを予期して、またはそれに関連して)同様の同期手順が実行され得る。スケジューリングされた送信動作または受信動作に先立って、それを予期して、またはそれに関連して発生する同期処理のこの頻度または速度は、第1のスケジュールと見なされ得る。しかしながら、本開示のある態様では、ワイヤレス通信デバイス200は、第1のスケジュールよりも頻繁な第2のスケジュールに従って同期手順702を実行するように構成され得る。第2のスケジュールは、実際には、ワイヤレスネットワークと通信するためにトランシーバをスリープ状態からウェイクするためのスケジュール、あるいは送信動作または受信動作の任意の要件と無関係でもよく、いくつかの例では、それ自体のスケジュールに従ってもよい。したがって、低電力受信機211の低電力特性のために大量の電力を消費することなく、ワイヤレス通信デバイス200はより頻繁に同期して、非常に大きなタイミング不確実性が生じる可能性をとにかく低減または回避することができる。
【００６３】
本開示のさらなる態様では、図8Aに示されるように、ワイヤレス通信デバイス200は、ワイヤレス通信デバイス200が低電力コンパニオン受信機211を含むことを示す能力メッセージ804をネットワークに提供するように構成され得る。追加で、または代替的に、能力メッセージ804は、異なるタイプの波形、マルチRATまたはマルチキャリア機能、ページングチャネル復号などへの、低電力コンパニオン受信機のサポートを示し得る。
【００６４】
すなわち、低電力受信機211によってサポートされ、能力メッセージによって示される波形の1つの例示的な選択肢は、フルパワー受信機210が復調するように設計されてない専用波形806を、低電力受信機211が受信するように構成され得ることである。たとえば、低電力受信機211は、フルパワー受信機210が受信するように構成されていない帯域、搬送波、変調、符号化方式、または他の送信フォーマットを受信するように構成され得る。したがって、基地局102は、低電力コンパニオン受信機211によって検出されるように構成された専用波形を利用して、ワイヤレス通信デバイス200に同期信号を送信し得る。
【００６５】
別の例では、基地局102は、通常の波形802、たとえば、フルパワー受信機210が受信可能であり得る波形を利用して、ワイヤレス通信デバイス200に同期信号を送信するように構成され得る。ここでは、本開示のいくつかの態様では、低電力受信機211とフルパワー受信機210の両方が、同期信号に利用される同じ波形802を復調することが可能であるように構成され得る。
【００６６】
さらなる態様では、デュアル無線アーキテクチャは、同期手順がマルチRATアーキテクチャにおいて動作可能であることを可能にし得る。すなわち、低電力トランシーバ211は、第1の無線アクセス技術(RAT)用に構成され得、フルパワートランシーバは第2のRAT用に構成され得る。たとえば、フルパワートランシーバはワイヤレスワイドエリアネットワーク(WWAN)トランシーバであり得、低電力トランシーバはワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)、Bluetooth(登録商標)、Zigbee、または他の任意の適切な低電力RAT用に構成され得る。しかしながら、本開示内では、RATという用語は、異なる通信規格またはプロトコルに限定されない。すなわち、マルチRATアーキテクチャは、単一の通信規格またはプロトコル内であっても、マルチキャリアおよび/またはマルチバンドアーキテクチャを含み得る。したがって、低電力トランシーバ211は、第1の搬送波または帯域内での通信(たとえば、サブ1GHz帯の搬送波上での同期)用に構成され得、フルパワートランシーバ210は、第2の搬送波または帯域(たとえば、3.5GHz帯の搬送波)内での通信用に構成され得る。このように、より低い電力のRAT(あるいは帯域、または搬送波)は、マルチ接続性設定において、1つまたは複数の比較的電力を消費するRAT(あるいは帯域、または搬送波)の再取得および/または同期のために利用され得る。したがって、以下に説明する例示的なアルゴリズムのいずれにおいても、低電力トランシーバ211が参照される場合、この低電力トランシーバ211は、フルパワートランシーバ210が動作するRATとは異なるRATにおいて動作可能であり得ることが理解されるべきである。
【００６７】
本開示のさらなる態様では、以下に説明するデュアル無線同期アルゴリズムを支援することに加えて、ページングインジケータチャネルを監視するために、またメッシュネットワーク/ピアツーピアネットワークにおけるノード発見のために、低電力コンパニオン受信機211も使用され得る。
【００６８】
たとえば、ワイヤレス通信デバイス200のページングは、ページングインジケータが低電力トランシーバ211によって復調され得るように構成され得る。このように、そのページングインジケータを検出するために、低電力トランシーバ211のみが電源がオンにされる必要がある。したがって、ページングインジケータチャネルが、ワイヤレス通信デバイス200のために着信するページメッセージがあることを示す場合にのみ、フルパワートランシーバ210の電源がオンにされる必要があることになる。
【００６９】
いずれにしても、ワイヤレス通信デバイス200からネットワークに送信された能力メッセージ804はそのような能力を示す場合があり、いくつかの例では、比較的まれにしか送信されない場合がある。たとえば、能力メッセージは、ワイヤレス通信デバイス200によって実行される初期コンテキストセットアップ中に一度送信されてもよく、および/または、能力メッセージは、各無線リソース制御(RRC)接続セットアップ手順中に一度更新されてもよい。
【００７０】
図8Bは、本開示のいくつかの態様による、波形選択および受信機選択のためのプロセス850を示すフローチャートである。説明したように、プロセス850の一部であるいくつかの動作は、基地局102、メッシュノードまたはスモールセル104h、あるいは他の任意の適切なP2Pノードまたはスケジューリングエンティティによって実装され得る。さらに、プロセス850の一部であるいくつかの動作は、ワイヤレス通信デバイス200、ワイヤレスIoEデバイス104a〜j、または記載された機能を実装するための他の任意の適切な手段によって実装され得る。
【００７１】
ブロック852において、ワイヤレス通信デバイス200(たとえば、ユーザ機器(UE)、または他のワイヤレスIoEデバイス)は、上述のように、低電力コンパニオン受信機211に関するワイヤレス通信デバイス200の能力を示すように構成された能力メッセージ804を送信し得る。ブロック854において、基地局102は、能力メッセージ804に従って、ワイヤレス通信デバイス200の低電力受信機211の能力を決定し得る。場合によっては、ワイヤレス通信デバイス200が専用波形806を介して送信された同期信号を受信および利用することが可能である場合、ブロック856において、基地局102は専用波形806を介して同期信号を送信し得る。このように、ワイヤレス通信デバイス200は、フルパワー受信機210を電源が切れた状態に維持しながら、同期信号806に従ってネットワークとの同期を達成し得る。しかしながら、基地局102が、ワイヤレス通信デバイス200が専用波形を利用することが可能であることを示す能力メッセージ804を受信したとしても、基地局102と通信している他のデバイスがそのような能力を欠いていることなどの他の考慮事項が、基地局102に専用波形806を利用して同期信号を送信させない場合がある。すなわち、基地局102は、通常の波形802のみを利用して同期信号を送信してもよく、他の例では、通常の波形802と専用波形806の両方を利用して同期信号を送信してもよい。
【００７２】
ブロック854に戻ると、ワイヤレス通信デバイス200から送信された能力メッセージ804が、ワイヤレス通信デバイス200が専用波形806を介して同期信号を利用することができないことを示す場合、ブロック858において、基地局102は、通常の波形802を利用して同期信号を送信し得る。いくつかの例では、基地局102は専用波形806を介して同期信号を追加で送信し得、たとえば、基地局102と通信している他のデバイスがこの同期信号を利用することが可能であり得る。このように、能力メッセージ804を送信したワイヤレス通信デバイス200は、通常の波形802を介して同期信号を利用して同期を得ることができる一方、専用波形806を介して同期信号を利用することが可能である低電力受信機211を含み得る他のデバイスは、代わりにその専用信号を利用し得る。
【００７３】
前述の通り、場合によっては、ワイヤレス通信デバイス200が、着信同期信号を受信するために、その低電力受信機211またはそのフルパワー受信機210のいずれかを利用することが可能であり得る。たとえば、同期信号がフルパワー受信機210によって検出され得る通常の波形802を利用する場合、低電力受信機211も同期信号を検出することができるように構成されている場合がある。別の例では、基地局102は、通常の波形802と専用波形806の両方を利用して同期信号を送信し得る。低電力受信機211およびフルパワー受信機210の両方が同期信号のために利用される波形を復調することができるそのような場合では、いくつかの緩やかな結合動作が可能になり得る。すなわち、ワイヤレス通信デバイス200は、ネットワーク/基地局/P2Pノードにおける動作に影響を与えることなく、どの受信機を使用するべきかを自律的に決定し得る。
【００７４】
図9は、本開示のいくつかの態様による、ワイヤレス通信デバイス200が、着信同期信号を受信または検出するために低電力受信機211を利用するかどうかを決定するためのプロセス900を示すフローチャートである。様々な例では、プロセス900は、図1に示されるデバイス104a〜104jなどのIoEデバイス、図2に示されるワイヤレス通信デバイス200、図2に示されるプロセッサ204などの1つまたは複数のプロセッサ、あるいは記載された機能を実行するための他の任意の適切な装置または手段によって実装され得る。プロセス900は、同期信号が、低電力受信機211とフルパワー受信機210の両方が受信および復調することができる波形のものである場合において行うことができる。上述したように、これは、同期信号が専用波形上および通常の波形上の両方において送信される場合、および低電力受信機211が通常の波形上で搬送される同期信号を受信および利用することができる場合にも起こり得る。
【００７５】
ブロック902において、ワイヤレス通信デバイス200は、ネットワークカバレージが不良であるかどうかを決定し得る。たとえば、ワイヤレス通信デバイス200が、検出されたネットワーク条件に従い低電力受信機211がフルパワー受信機210よりも十分に機能していないと決定した場合、ワイヤレス通信デバイス200は、同期信号を検出するためにフルパワー受信機210を利用すると決定し得る。そのような決定は、様々な検出された条件に基づき得る。たとえば、低電力受信機211の感度がフルパワー受信機210の感度よりも劣っている場合、ワイヤレス通信デバイス200が不良なカバレージエリアにある場合などのいくつかの場合において(たとえば、ネットワークカバレージに対応する信号強度、または他のメトリックが適切なしきい値未満である場合)、低電力受信機211の感度は、同期信号を検出するには不適切であり得る。別の例では、ワイヤレス通信デバイス200が、フルパワー受信機210がより処理することができる強いRF干渉(たとえば、適切な干渉しきい値よりも大きな干渉)の存在下にある場合、ワイヤレス通信デバイス200は、同様に、低電力受信機211の電源を入れることなく、フルパワー受信機210のみを使用することを決定し得る。そのような場合、プロセス900はブロック904に進み、ワイヤレス通信デバイス200は、同期信号を受信するためにフルパワー受信機210を利用することを決定し得る。
【００７６】
同期信号を受信するために低電力受信機211を利用するかどうかを決定する際に、他の要因が追加的または代替的に考慮され得る。たとえば、ブロック906において、ワイヤレス通信デバイス200は、タイミングドリフトが特定のしきい値(たとえば、所定のしきい値)を下回ると予測されるかどうかを決定し得る。すなわち、スリープ状態からウェイクした後、ワイヤレス通信デバイス200は、たとえば、スリープ状態がどれくらいの間持続したかに基づいて、タイミングドリフトが所与のドリフトしきい値よりも大きいまたは小さい確率を予測し得る。タイミングドリフトがしきい値を下回ると予測される場合、低電力コンパニオン無線機211を使用することによって達成可能なエネルギー節約は無視され得る。この場合、フルパワー無線機210のみを使用することが妥当であり得る。したがって、プロセス900はブロック904に進み得、ワイヤレス通信デバイス200は、同期信号を受信するためにフルパワー受信機210を利用し得る。
【００７７】
プロセス900の後に所与のワイヤレス通信デバイス200が続くか否かにかかわらず、場合によっては、同期信号を受信するために低電力受信機211が利用され得る。低電力コンパニオン受信機211がワイヤレス通信デバイス200において利用される場合、本開示の様々な態様によれば、それはいくつかの方法で使用され得る。以下に、4つの例示的な使用事例が提供される:(1)小さいタイミング不確実性に対処するときに同期して送信する、(2)高いタイミング不確実性に対処するときに同期して送信する、(3)小さいタイミング不確実性に対処するときに同期して受信する、(4)高いタイミング不確実性に対処するときに同期して受信する。
【００７８】
図10は、本開示のいくつかの態様に従って実装され得る、同期および送信(syncおよび送信)手順の一例を示すタイミング図である。図は、フルパワートランシーバ210の状態、ネットワーク/基地局/P2Pノードから送信された同期信号のタイミング、および低電力トランシーバ211の状態を示す。図示されたタイムラインの始めに、フルパワー受信機210はスリープ状態にあり得る。図示されるように、低電力受信機211は、所与の時間1002に電源をオンにし得る。低電力受信機211の電源をオンにする時間1002は、タイマに従って、あるいは任意の適切なイベントまたはトリガに応答して決定され得る。低電力受信機211の電源をオンにする時間の持続時間はタイミング不確実性に対応し得、たとえばデバイスがウェイクするスリープ状態の持続時間を所与として予測される最大時間ドリフトを2倍にする。この例では、フルパワー受信機210の短いスリープ期間のために、タイミング不確実性は比較的小さくてよい。
【００７９】
低電力受信機211の電源がオンである間、ネットワークからの同期信号1004は図示されるように受信され得る。同期信号1004は、ネットワークからまれにしか送信されない疎信号であり得る。同期信号1004に基づいて受信、復号、および同期すると、フルパワー受信機210がオンにされ得る。ここでは、フルパワートランシーバ210の適切なランプアップ時間があり得、その後、データ1006を送信するためにフルパワートランシーバ210が利用され得る。いくつかの例では、同期信号1004の後の同じまたは同様の時間に、あまりにも多くのデバイスがそれらのデータを送信しようとする可能性を回避しようと試みるために、ワイヤレス通信デバイス200がそのデータ1006を送信する実際の時間は、任意の適切な追加の時間オフセット(たとえば、ランダムまたは擬似ランダムオフセット、またはバックオフ時間)に基づき得る。すなわち、図10に示されるランプアップ時間遅延は単なる一例に過ぎず、他の例では、たとえば所定のバックオフ時間を含む、他の遅延が生じ得る。
【００８０】
低電力トランシーバ211は、フルパワートランシーバ210より少ない電力を利用するように構成され、低電力トランシーバ211が再同期期間の間に電源をオンにしている間、フルパワートランシーバ210はスリープ状態のままであり得るので、このアルゴリズムを利用して同期処理におけるエネルギー節約が達成され得る。具体的には、この例において達成されるエネルギー節約は以下と等しい:
エネルギー節約:(フルパワーRx-低電力Rx)*(タイミング不確実性)
【００８１】
図11は、図10に関連して上述したアルゴリズムを実行するための例示的なプロセス1100を示すフローチャートである。様々な例では、プロセス1100は、図1に示されるデバイス104a〜104jなどのIoEデバイス、図2に示されるワイヤレス通信デバイス200、図2に示されるプロセッサ204などの1つまたは複数のプロセッサ、あるいは記載された機能を実行するための他の任意の適切な装置または手段によって実装され得る。
【００８２】
ブロック1102において、フルパワー受信機210がスリープ状態のままである間、ワイヤレス通信デバイス200は、ワイヤレスネットワークからの同期信号をリッスンするために、同期期間の間、低電力受信機211の電源をオンにする、またはウェイクすることができる。低電力受信機211がウェイクする時間は、同期信号の予測されるタイミングに対応し得る。ここでは、ウェイク時間は、予測されるタイミング不確実性によってさらにオフセットされ得る。本明細書で使用されるように、タイミング不確実性は、予測される最大タイミングドリフト、または最悪の場合のタイミングドリフトを指す場合がある。ワイヤレス通信デバイス200は、受信機において利用される水晶発振器(XO)の知られている精度、受信機がスリープ状態にあった時間の長さ、およびタイミングドリフトに影響を及ぼす可能性のある他の任意の適切な要因またはパラメータに基づいて計算を行うことによって、最大タイミングドリフト、または最悪の場合のタイミングドリフトを予測し得る。簡単な例として、所与のXOの最悪の場合のタイミングドリフトが1時間ごとに1msである場合、予測される最悪の場合のタイミングドリフトは、受信機がスリープ状態にあった1時間ごとに1msとして計算され得る。
【００８３】
ブロック1104において、ワイヤレス通信デバイス200は、低電力受信機211との同期信号を受信し、同期信号に従ってワイヤレスネットワークとの同期を確立し得る。同期が確立されると、ブロック1106において、ワイヤレス通信デバイスは、たとえば、スケジューリング要求または他のアップリンクデータなどのデータを送信することによって、ワイヤレスネットワークと通信するためにフルパワートランシーバ210をスリープ状態からウェイクし得る。ここでは、適切なランプアップ時間が送信期間に先行し得る。場合によっては、同期アップリンクチャネルアクセス方法を利用するネットワークにおける衝突を低減するために、バックオフ時間(たとえば、ランダムバックオフ時間)がアップリンク情報の送信に追加で先行し得る。ブロック1108において、ワイヤレス通信デバイス200は、ネットワークからアップリンク送信に対応するACKが受信されたかどうかを決定し、ACKが受信されると、フルパワートランシーバ210はスリープ状態に戻り得る。
【００８４】
図12は、本開示のいくつかの態様に従って実施され得る、同期および送信手順の別の例を示すタイミング図である。図10に示される上記の例は、タイミング不確実性が低い場合にどのように同期が達成され得るかを示しているが、図12は、タイミング不確実性がより高いレベルである場合はどのように同期が達成され得るかを示す。
【００８５】
この図に見られるように、ネットワーク/基地局/P2Pノードから送信される同期信号1202は、周期的であってもよく、および/またはワイヤレス通信デバイス200に知られているタイミングで送信されてもよい。ここでは、所与の時間1204において、ワイヤレス通信デバイス200における低電力トランシーバ211は、少なくとも1つの同期信号1202と重複するように構成された持続時間を有し得る同期期間の間に電源がオンにされ得る。このように、ワイヤレス通信デバイス200は、ワイヤレス通信デバイス200が同期信号1202をキャッチできるように、少なくとも1つの同期信号1202を重複させ得る。たとえば、周期的な同期信号1202の場合、低電力受信機211の電源がオンにされる同期期間は、少なくとも同期信号送信サイクルの1つの期間と同じ長さであり得る。このように、低電力受信機211は、同期信号1202に関する情報を受信し、ネットワークと同期し得る。同期を達成すると、フルパワートランシーバ210は、データ1206を送信するために、適切なランプアップ時間、および任意の追加の待機時間またはバックオフ期間(上述したような)に続いて、電源をオンにし得る。
【００８６】
図10および図11を参照して上述したアルゴリズムと比較して、本明細書で説明され、図12に示されるアルゴリズムは、同期期間1204(すなわち、同期信号1202をリッスンするために低電力受信機211の電源がオンにされる期間)がタイミング不確実性よりも実質的に小さい場合、より効率的であり得る。たとえば、これは、フルパワートランシーバ210が比較的長いスリープ状態になった後の場合であり得る。
【００８７】
図13は、図12に関連して上述したアルゴリズムを実行するための例示的なプロセス1300を示すフローチャートである。様々な例では、プロセス1300は、図1に示されるデバイス104a〜104jなどのIoEデバイス、図2に示されるワイヤレス通信デバイス200、図2に示されるプロセッサ204などの1つまたは複数のプロセッサ、あるいは記載された機能を実行するための他の任意の適切な装置または手段によって実装され得る。
【００８８】
ブロック1302において、フルパワー受信機210がスリープ状態のままである間、ワイヤレス通信デバイス200は、ワイヤレスネットワークからの同期信号をリッスンするために、同期期間の間、低電力受信機211の電源をオンにする、またはウェイクすることができる。ここでは、低電力受信機が同期信号をリッスンする同期期間の持続時間は、少なくとも周期的な同期信号の1つの期間と同じ長さであり得る。
【００８９】
ブロック1304において、ワイヤレス通信デバイス200は、低電力受信機211との同期信号を受信し、同期信号に従ってワイヤレスネットワークとの同期を確立し得る。同期が確立されると、ブロック1306において、ワイヤレス通信デバイスは、たとえば、スケジューリング要求または他のアップリンクデータなどのデータを送信することによって、ワイヤレスネットワークと通信するためにフルパワートランシーバ210をスリープ状態からウェイクし得る。ここでは、適切なランプアップ時間が送信期間に先行し得る。場合によっては、同期アップリンクチャネルアクセス方法を利用するネットワークにおける衝突を低減するために、バックオフ時間(たとえば、ランダムバックオフ時間)がアップリンク情報の送信に追加で先行し得る。ブロック1308において、ワイヤレス通信デバイス200は、ネットワークからアップリンク送信に対応するACKが受信されたかどうかを決定し、ACKが受信されると、フルパワートランシーバ210はスリープ状態に戻り得る。
【００９０】
図14は、本開示のいくつかの態様に従って実施され得る、同期および受信手順の例を示すタイミング図である。図は、フルパワートランシーバ210の状態、ネットワーク/基地局/P2Pノードから送信された同期信号のタイミング、ネットワーク/基地局/P2Pノードから送信されたページング信号のタイミング、および低電力トランシーバ211の状態を示す。図示されたタイムラインの始めに、フルパワー受信機210はスリープ状態にあり得る。図示されるように、低電力受信機211は、所与の時間1402に電源をオンにし得る。低電力受信機211の電源をオンにする時間1402は、タイマに従って、あるいは任意の適切なイベントまたはトリガに応答して決定され得る。低電力受信機211の電源をオンにする時間の持続時間はタイミング不確実性に対応し得、たとえばデバイスがウェイクするスリープ状態の持続時間を所与として予測される最大時間ドリフトを2倍にする。この例では、フルパワー受信機210の短いスリープ期間のために、タイミング不確実性は比較的小さくてよい。
【００９１】
低電力受信機211の電源がオンである間、同期信号1404は、図示されるように受信され得る。同期信号1404は、ネットワークからまれにしか送信されない疎信号であり得る。同期信号1404に基づいて受信、復号、および同期すると、ワイヤレス通信デバイス200は、フルパワートランシーバ210のスリープ状態の間に発生した可能性がある任意のタイミングドリフトを補償し得る。
【００９２】
本開示のさらなる態様では、低電力受信機210は、一般にブロードキャストチャネル上で送信される同期信号1404を受信および検出するだけでなく、さらに、ページング信号1406を受信および検出するように構成され得る。ページング信号1406は、いくつかの例ではページングインジケータであり得、これは、一般に、ページングチャネル上で着信する全ページメッセージの潜在的な存在を示すショートメッセージまたはインジケータである。他の例では、ページング信号1406は全ページメッセージであり得る。様々な例では、ページング信号1406は、ブロードキャストチャネル上で送信され得るが、追加的または代替的に、マルチキャストチャネルまたはユニキャストチャネル上で送信され得る。
【００９３】
同期信号1404をキャッチするために低電力受信機211を利用することによって達成される同期タイミングにより、ワイヤレス通信デバイス200は、スケジューリングされたページング機会の間に、ページング信号1406(たとえば、ページングインジケータ、または全ページメッセージ)を受信するために低電力受信機211の電源を正確にオンにし得る。ここでは、ページング機会が、ワイヤレス通信デバイス200に、データ1408(たとえば、ページングチャネル上のページメッセージ、および/またはトラフィックチャネル上のダウンリンクデータ)がワイヤレス通信デバイス200に着信していることを示す場合、フルパワートランシーバ210の電源をオンにするための適切なランプアップ時間の後、ページメッセージまたはデータ送信1408を受信するためにフルパワートランシーバ210が利用され得る。
【００９４】
したがって、同期期間の間に電源をオンにし、同期信号1404を受信し、ならびにページング信号1406を受信するために、フルパワートランシーバ210ではなく低電力トランシーバ211を利用することによって、同期および受信手順のために相当なエネルギーが節約され得る。具体的には、この例において達成されるエネルギー節約は以下と等しい:
エネルギー節約:(フルパワーRx-低電力Rx)*(タイミング不確実性+ページング機会)
【００９５】
図15は、図14に関連して上述したアルゴリズムを実行するための例示的なプロセス1500を示すフローチャートである。様々な例では、プロセス1500は、図1に示されるデバイス104a〜104jなどのIoEデバイス、図2に示されるワイヤレス通信デバイス200、図2に示されるプロセッサ204などの1つまたは複数のプロセッサ、あるいは記載された機能を実行するための他の任意の適切な装置または手段によって実装され得る。
【００９６】
ブロック1502において、フルパワー受信機210がスリープ状態のままである間、ワイヤレス通信デバイス200は、ワイヤレスネットワークからの同期信号をリッスンするために、同期期間の間、低電力受信機211の電源をオンにする、またはウェイクすることができる。低電力受信機211がウェイクする時間は、同期信号の予測されるタイミングに対応し得る。ここでは、ウェイク時間は、予測されるタイミング不確実性によってさらにオフセットされ得る。本明細書で使用されるように、タイミング不確実性は、予測される最大タイミングドリフト、または最悪の場合のタイミングドリフトを指す場合がある。ワイヤレス通信デバイス200は、受信機において利用される水晶発振器(XO)の知られている精度、受信機がスリープ状態にあった時間の長さ、およびタイミングドリフトに影響を及ぼす可能性のある他の任意の適切な要因またはパラメータに基づいて計算を行うことによって、最大タイミングドリフト、または最悪の場合のタイミングドリフトを予測し得る。簡単な例として、所与のXOの最悪の場合のタイミングドリフトが1時間ごとに1msである場合、予測される最悪の場合のタイミングドリフトは、受信機がスリープ状態にあった1時間ごとに1msとして計算され得る。
【００９７】
ブロック1504において、ワイヤレス通信デバイス200は、低電力受信機211との同期信号を受信し、同期信号に従ってワイヤレスネットワークとの同期を確立し得る。同期が確立されると、ブロック1506において、ワイヤレス通信デバイスは、ページ情報を受信する能力を有する低電力受信機211がページメッセージまたはページインジケータメッセージを受信し得るように、ページング機会のために低電力受信機211の電源を再びオンにし得る。ブロック1508において、ワイヤレス通信デバイス200は、ワイヤレス通信デバイス200のページメッセージが受信されたかどうかを決定し得る。受信されていない場合、デバイスはスリープ状態に戻り得る。しかしながら、ページメッセージが受信された場合、ブロック1510において、ワイヤレス通信デバイス200は、フルパワー受信機210の電源をオンにし、低電力受信機211がページインジケータを受信した場合、ページメッセージなどのダウンリンク送信を受信し得る。ここでは、低電力受信機211がページメッセージを受信した場合、フルパワー受信機210はトラフィックチャネル上で送信されたダウンリンクデータを受信し得る。ここでは、適切なランプアップ時間は、フルパワー受信機210の電源オンに先行し得る。ダウンリンク送信を受信した後、ワイヤレス通信デバイス200は、スリープ状態に戻り得る。
【００９８】
図16は、本開示のいくつかの態様に従って実装され得る、同期および受信手順の別の例を示すタイミング図である。図14に示される上記の例は、タイミング不確実性が低い場合にどのように同期が達成され得るかを示しているが、図16は、タイミング不確実性がより高いレベルである場合はどのように同期が達成され得るかを示す。
【００９９】
この図に見られるように、ネットワーク/基地局/P2Pノードから送信される同期信号1602は、周期的であってもよく、および/またはワイヤレス通信デバイス200に知られているタイミングで送信されてもよい。ここでは、電源オン時間1604において、低電力トランシーバ211は、ワイヤレス通信デバイス200がその同期信号1602をキャッチすることができるように、少なくとも1つの同期信号1602と重複するように構成された持続時間を有し得る同期期間の間に電源がオンにされ得る。たとえば、周期的な同期信号1602の場合、低電力受信機211の電源がオンにされる同期期間は、少なくとも同期信号送信サイクルの1つの期間と同じ長さであり得る。このように、低電力受信機211は、同期信号1602に関する情報を受信し、ネットワークと同期し得る。
【０１００】
図14に関して上述したのとほぼ同じ方法で、低電力受信機211は、ページング信号1606(たとえば、ページングインジケータ、またはページメッセージ)を受信するためにさらに利用され得る。ここでは、データがワイヤレス通信デバイス200のために示されている場合、フルパワートランシーバ210は、データ送信1608(たとえば、ページングチャネル上のページメッセージ、および/またはトラフィックチャネル上のダウンリンクデータ)を受信するために、適切なランプアップ時間に従って電源をオンにされ得る。
【０１０１】
図14を参照して上述したアルゴリズムと比較して、本明細書で説明され、図16に示されるアルゴリズムは、同期期間(すなわち、同期信号1602をリッスンするために低電力受信機211の電源がオンにされる期間)がタイミング不確実性よりも実質的に小さい場合、より効率的であり得る。たとえば、これは、フルパワートランシーバ210が比較的長いスリープ状態になった後の場合であり得る。
【０１０２】
図17は、図16に関連して上述したアルゴリズムを実行するための例示的なプロセス1700を示すフローチャートである。様々な例では、プロセス1700は、図1に示されるデバイス104a〜104jなどのIoEデバイス、図2に示されるワイヤレス通信デバイス200、図2に示されるプロセッサ204などの1つまたは複数のプロセッサ、あるいは記載された機能を実行するための他の任意の適切な装置または手段によって実装され得る。
【０１０３】
ブロック1702において、フルパワー受信機210がスリープ状態のままである間、ワイヤレス通信デバイス200は、ワイヤレスネットワークからの同期信号をリッスンするために、同期期間の間、低電力受信機211の電源をオンにする、またはウェイクすることができる。ここでは、低電力受信機が同期信号をリッスンする同期期間の持続時間は、少なくとも周期的な同期信号の1つの期間と同じ長さであり得る。
【０１０４】
ブロック1704において、ワイヤレス通信デバイス200は、低電力受信機211との同期信号を受信し、同期信号に従ってワイヤレスネットワークとの同期を確立し得る。同期が確立されると、ブロック1706において、ワイヤレス通信デバイスは、ページ情報を受信する能力を有する低電力受信機211がページメッセージまたはページインジケータメッセージを受信し得るように、ページング機会のために低電力受信機211の電源を再びオンにし得る。ブロック1708において、ワイヤレス通信デバイス200は、ワイヤレス通信デバイス200のページメッセージが受信されたかどうかを決定し得る。受信されていない場合、デバイスはスリープ状態に戻り得る。しかしながら、ページメッセージが受信された場合、ブロック1710において、ワイヤレス通信デバイス200は、フルパワー受信機210の電源をオンにし、低電力受信機211がページインジケータを受信した場合、ページメッセージなどのダウンリンク送信を受信し得る。ここでは、低電力受信機211がページメッセージを受信した場合、フルパワー受信機210はトラフィックチャネル上で送信されたダウンリンクデータを受信し得る。ここでは、適切なランプアップ時間は、フルパワー受信機210の電源オンに先行し得る。ダウンリンク送信を受信した後、ワイヤレス通信デバイス200は、スリープ状態に戻り得る。
【０１０５】
上述の説明では、ワイヤレス通信デバイス200は、基地局102、あるいは他の適切なP2Pノードまたはメッシュノードなどの他の何らかのネットワークデバイスから送信された同期信号の受信側にあると仮定されている。送信デバイスが基地局102であり、多くの場合メッシュノード104hがグリッド電力を有する場合、同期信号を送信するそのデバイスの電力消費は一般に問題ではない。しかしながら、同期信号を送信するデバイスがP2Pノードである特定の場合、または同期信号を送信するデバイスが電力に敏感である(たとえば、バッテリ駆動である)他の場合では、同期信号を送信するデバイスの電力消費を考慮することが有益であり得る。
【０１０６】
たとえば、メッシュネットワークまたはP2Pネットワークにおいて、特にいくつかの非リアルタイムアプリケーションにおいて、デバイスの各々は、非常にまばらな時間スケール、たとえば、いくつかの例では1日に1回のみウェイクアップし得る。この場合、両方のデバイスにタイミングドリフトの問題があり得る。さらに、そのようなデバイスがウェイクすると、それらのデバイスの少なくとも1つは同期信号を送信する必要があり、もう1つはその信号を受信する必要がある。ルーティングテーブルを確立するために、他のノードを探したり、それらのノードがどれくらい近くにあるか、チャネルがどの程度良好かなどを評価したりするために、かなりの時間が費やされ得る。これらの動作は、潜在的に非常に電力を消費する可能性がある。本開示のいくつかの態様によれば、低電力トランシーバ211は、以下でさらに説明するように、メッシュネットワークまたはP2Pネットワークにおいてこの探索または発見を実装するために利用され得る。
【０１０７】
図18に示される一例では、送信ノードおよび受信ノードと呼ばれ得る2つのP2Pノードが、1日に1度相互に通信するようにスケジューリングされていると仮定されている。一例として、各ノードにおける水晶発振器は、ノードごとの最大ドリフトが約8秒になり得るようなものであると仮定され得る。ドリフトは潜在的にいずれかの方向に進む可能性があるので、2つのノード間の最悪の場合のタイミング不確実性は、これの4倍、すなわち約32秒となる。受信ノードの電源オン時間の持続時間を制限するために、典型的には、送信ノードは、通信のためのスケジューリングされた時間の近くであり、最大タイミング不確実性の持続時間をカバーするような時間に、発見信号または同期信号の送信をスケジューリングし得る。
【０１０８】
送信ノードにおいては、所与の量の電力が、同期信号1802の送信のために消費され得る。この電力はPtxによって表され得ると仮定する。Tの持続時間を有する同期信号送信のために消費される総エネルギーはPtx×Tである。ここでは、送信ノードが、タイミング不確実性期間の全32秒間に1秒ごとに1つの同期信号1802を送信する場合、最大32回の同期信号送信が発生し、32×Ptx×Tと等しいエネルギーの量を消費する。
【０１０９】
この場合、1秒ごとに1つの同期信号1802が送信されているので、受信ノードは単一の同期期間1804を有することで十分であり、1秒の持続時間を有するために、その受信機は電源をオンにされて同期信号1802をリッスンする。その場合、同期手順のために受信ノードによって消費される総エネルギーは、Prx×1秒になる。
【０１１０】
本開示のある態様によれば、受信ノードにおいて低電力受信機211を利用し、それに応じて同期手順を修正することによって、この電力消費は、送信ノードと受信ノードの両方について低減され得る。図19は、本開示の範囲内の一例によるP2P同期手順を示す。
【０１１１】
前の例と同様に、送信ノードと受信ノードが1日に1度相互に通信するようにスケジューリングされていると仮定する。ここでは、送信ノードにおける電力消費を低減するために、送信ノードは、たとえば、受信ノードが同期信号を待っている可能性があると予測される時間に、同期信号を1度だけ送信するように構成され得る。すなわち、本開示のある態様では、送信ノードにおける電力消費を低減するために、いくつかの例では、送信される同期信号の数が単一の同期信号送信まで低減され得る。以下でさらに詳細に説明されるように、タイミング不確実性は、低電力受信機211での受信期間の持続時間を延長することによって、受信ノードにおいて考慮され得る。
【０１１２】
送信ノードにおいて、前の例と同じパラメータを仮定すると、同期信号の送信のために消費される電力はPtxで表され得、持続時間Tを有する同期信号送信ごとの総エネルギーはPtx×Tである。しかしながら、受信ノードでは、上述した低電力コンパニオン受信機211を利用することにより、同期手順のために受信ノードによって消費される電力は、Prxよりもずっと小さい場合がある。参考までに、低電力受信機211を利用する同期手順のために受信ノードによって消費される電力はPlprxで表され得、ここではPlprx<Prxである。本明細書に開示された概念を説明する一例として、Prx=100×Plprxと仮定され得る。したがって、上述され、図18に示される例と比較して、低電力受信機211の実質的により長い電源オン時間が、フルパワー受信機210を利用する先の例におけるエネルギーよりも少ないエネルギーを依然として利用しながら利用され得る。本開示のある態様によれば、送信ノードと受信ノードが同じ8秒のタイミング不確実性を有し、2つの間の最悪の場合のタイミング不確実性が同じ32秒であるので、受信ノードは、単に低電力受信機211の電源をオンにし得、送信ノードが単一の同期信号1902を送信するだけでよいのに対して、同期期間1904は32秒間(すなわち、送信ノードと受信ノードとの間の最悪の場合のタイミング不確実性の持続時間)持続する。すなわち、低電力受信機211の電源オン時間は、ワイヤレス通信デバイスとピアツーピアネットワーク内のピアノードとの間の予測される最悪の場合のタイミングドリフトの持続時間に及ぶことがある。このように、送信ノードと受信ノードの両方における電力節約は、受信ノードにおいてフルパワー受信機210を利用する図18における場合に関連して達成され得る。
【０１１３】
具体的には、上記の例示的な図を利用して、受信ノードにおいて低電力受信機211を利用することにより、受信ノードにおける総エネルギー消費はPrx×1秒からPlprx×32秒に低減され得る。この例ではPrx=100×Plprxであるので、これは約3倍のエネルギー節約である。同様に、送信ノードでは、総エネルギー消費量は32×Ptx×TからPtx×Tに低減され得、32倍のエネルギー節約を達成する。もちろん、これらの節約は、フルパワー受信機210と低電力受信機211との間の実際の電力差、および特定の送信ノードと受信ノードとの間の最悪の場合のタイミング不確実性に応じて、特定の実装形態において変化し得る。
【０１１４】
当業者であれば容易に理解するように、本開示を通じて説明される様々な態様は、任意の適切な電気通信システム、ネットワークアーキテクチャ、および通信規格に拡張され得る。例として、様々な態様は、W-CDMA、TD-SCDMA、およびTD-CDMAなどのUMTSシステムに適用され得る。様々な態様はまた、(FDD、TDD、またはこれら両方のモードの)ロングタームエボリューション(LTE)、(FDD、TDD、またはこれら両方のモードの)LTEアドバンスト(LTE-A)、CDMA2000、エボリューションデータオプティマイズド(EV-DO)、ウルトラモバイルブロードバンド(UMB)、IEEE802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE802.20、ウルトラワイドバンド(UWB)、Bluetooth(登録商標)、および/またはまだ定義されていないワイドエリアネットワーク規格によって記述されるものを含む他の適切なシステムを利用するシステムに適用されてもよい。利用される実際の電気通信規格、ネットワークアーキテクチャ、および/または通信規格は、具体的な適用例、およびシステムに課される全体的な設計制約によって決まる。
【０１１５】
本開示内で、「例示的」という用語は、「例、事例、または例示としての役割を果たす」ことを意味するために使用される。「例示的」として本明細書で説明する任意の実装形態または態様は、必ずしも本開示の他の態様よりも好ましいかまたは有利であると解釈されるべきではない。同様に、「態様」という用語は、本開示のすべての態様が、説明する特徴、利点または動作モードを含むことを必要としない。本明細書では、「結合された」という用語は、2つの物体間の直接的または間接的な結合を指すために使用される。たとえば、オブジェクトAがオブジェクトBに物理的に接触し、オブジェクトBがオブジェクトCに接触する場合、オブジェクトAおよびCは、たとえ互いに直接物理的に接触していなくても、依然として互いに結合されていると見なされ得る。たとえば、第1のダイがパッケージ内の第2のダイに物理的に直接接触していなくても、第1のダイは、第2のダイに結合されている可能性がある。「回路(circuit)」および「回路(circuitry)」は、広く使用され、電子回路のタイプを限定せずに、接続され、構成されるとき、本開示で説明した機能の性能を有効化する電気デバイスおよび導体のハードウェア実装形態、ならびにプロセッサによって実行されるとき、本開示で説明した機能の性能を有効化する情報および命令のソフトウェア実装形態の両方を含むことが意図される。
【０１１６】
図1〜図19に示される構成要素、ステップ、特徴、および/または機能のうちの1つまたは複数は、単一の構成要素、ステップ、特徴、または機能に再編成および/または組み合わせられてもよく、いくつかの構成要素、ステップ、または機能に具体化されてもよい。本明細書で開示された新規な特徴から逸脱することなしに、追加の要素、構成要素、ステップ、および/または機能が追加され得る。図1および/または図2に示される装置、デバイス、および/または構成要素は、本明細書に記載され、図5〜図19に示される方法、特徴、またはステップのうちの1つまたは複数を実行するように構成され得る。本明細書に記載される新規のアルゴリズムはまた、ソフトウェアにおいて効率的に実装され、および/またはハードウェアに組み込まれ得る。
【０１１７】
開示された方法におけるステップの特定の順序または階層は、例示的なプロセスの例示であることを理解されたい。設計の選好に基づいて、方法におけるステップの具体的な順序または階層は再構成され得ることを理解されたい。添付の方法クレームは、様々なステップの要素をサンプル順に提示し、具体的に列挙されていない限り提示される特定の順序または階層に限定されることを意味しない。
【０１１８】
前述の説明は、当業者が本明細書に記載の様々な態様を実施することを可能にするために提供される。これらの態様に対する種々の修正が当業者に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他の態様に適用される場合がある。したがって、特許請求の範囲は、本明細書に示される態様に限定されることが意図されるものではなく、特許請求の範囲の用語と一致する全範囲が与えられるべきであり、単数の要素への言及は、具体的に述べられていない限り、「1つだけ」を意味することが意図されるものではなく、むしろ「1つまたは複数」を意味するものとする。別段に明記されていない限り、「いくつかの」という用語は、1つまたは複数を指す。項目のリストの「少なくとも1つ」を指す語句は、単一のメンバーを含むそれらの項目の任意の組合せを指す。一例として、「a、b、またはcのうちの少なくとも1つ」は、a、b、c、aおよびb、aおよびc、bおよびc、ならびにa、bおよびcを包含することが意図される。当業者に知られている、または後に知られることになる、本開示を通じて説明された様々な態様の要素に対するすべての構造的および機能的同等物は、参照により本明細書に明示的に組み込まれ、特許請求の範囲に包含されることが意図される。さらに、本明細書に開示されたものはいずれも、そのような開示が特許請求の範囲に明示的に列挙されているかどうかにかかわらず、公衆に捧げられることが意図されるものではない。請求項のいかなる要素も、「のための手段」という句を使用して要素が明示的に列挙されていない限り、または方法クレームの場合、「のためのステップ」という句を使用して要素が列挙されていない限り、米国特許法第112条(f)項の規定の下で解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【０１１９】
100  ワイヤレス通信ネットワーク
100  ネットワーク
102  基地局
104a  スマートアラーム
104b  リモートセンサ
104c  スマートフォン
104d  電話
104e  スマートメータ
104f  PDA
104g  パーソナルコンピュータ
104h  スモールセル
104h  メッシュノード
104i  タブレットコンピュータ
104j  スマートウォッチ
104a〜j  デバイス
104a〜j  ワイヤレスIoEデバイス
200  装置
200  ワイヤレス通信デバイス
202  バス
204  プロセッサ
205  メモリ
206  コンピュータ可読媒体
208  バスインターフェース
210  フルパワートランシーバ
210  フルパワー受信機
211  低電力受信機
211  低電力トランシーバ
211  低電力コンパニオン無線機
211  低電力コンパニオン受信機
212  コンビネーショントランシーバ
212  可変複雑性コンビネーショントランシーバ
214  処理システム
241  同期信号処理および同期回路
242  ネットワーク状態決定回路
243  タイマ
244  受信機ウェイクおよびスリープ制御回路
245  タイミングドリフト予測回路
246  受信機選択回路
247  CDMA通信回路
248  非CDMA通信回路
261  同期信号処理および同期ソフトウェア
262  ネットワーク状態決定ソフトウェア
263  タイマソフトウェア
264  受信機ウェイクおよびスリープ制御ソフトウェア
265  タイミングドリフト予測ソフトウェア
266  受信機選択ソフトウェア
267  CDMA通信ソフトウェア
268  非CDMA通信ソフトウェア
302  同期ブロック
304  パラメータ(param)ブロック
306  スケジューリング要求
308  許可およびTxアドバンス
310  アップリンクデータ
312  ダウンリンクデータ/ACK信号
402  リッスン期間
404  同期信号
406  スケジューリング要求およびデータ
406  アップリンクデータ
406  アップリンク送信
408  肯定応答メッセージ
500  例示的なプロセス
601  スリープ状態
602  同期期間
602a  スリープトゥウェイク期間
602b  ウェイクトゥスリープ期間
604  受信期間
604  ターゲットデータ送信または受信時間
701  スリープ状態
702  同期期間
702  同期
702  同期手順
704  受信期間
704  ページング機会
802  通常の波形
804  能力メッセージ
806  専用波形
806  同期信号
850  プロセス
900  プロセス
1004  同期信号
1006  データ
1100  例示的なプロセス
1202  同期信号
1204  所与の時間
1206  データ
1300  例示的なプロセス
1402  所与の時間
1404  同期信号
1406  ページング信号
1408  データ送信
1500  例示的なプロセス
1700  例示的なプロセス
1802  同期信号
1804  同期期間
【図１】
0006301016.tif 000002
【図２】
0006301016.tif 000003
【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】
0006301016.tif 000008
【図８Ａ】
0006301016.tif 000009
【図８Ｂ】
0006301016.tif 000010
【図９】
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【図１０】
0006301016.tif 000012
【図１１】
0006301016.tif 000013
【図１２】
0006301016.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0006301016.tif 000017
【図１６】
0006301016.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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