(57)【要約】  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、複数の階層のユーザの間の共有スペクトル動作のためのビーコンに関する。たとえば、共有スペクトルで動作するネットワークの第2階層のワイヤレス通信デバイスを用いて、ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、ネットワークに関するデータを含むビーコン情報フィールドとを含むビーコンを生成するステップと、共有スペクトルによる通信がビーコンに基づいて調整されるように、ネットワークの第2階層のワイヤレス通信デバイスから、サブフレームのタイムスロット中にビーコンを伝送するステップとを含む、ワイヤレス通信のための方法が提供される。
2018514125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信のための方法であって、
共有スペクトルで動作するネットワークの第2階層のワイヤレス通信デバイスを用いて、ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、ネットワークに関するデータを含むビーコン情報フィールドとを含むビーコンを生成するステップと、
前記共有スペクトルを通じた通信が前記ビーコンに基づいて調整されるように、前記ネットワークの前記第2階層のワイヤレス通信デバイスから、サブフレームのタイムスロット中に前記ビーコンを伝送するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記ビーコン情報フィールドに含まれる前記ネットワークに関する前記データが、ネットワーク識別子、占有されたネットワーク帯域の表示、第2階層のイネーブル信号、第3階層のイネーブル信号、第2階層の予約時間、第3階層の予約時間、シャットダウン信号、および/またはビーコン間隔のうちの1つまたは複数を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記ビーコンを前記伝送するステップが、前記ネットワークのすべての利用可能な帯域で、または前記ネットワークの利用可能な帯域のサブセットのみで、前記ビーコンを伝送するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記ネットワークの前記第2階層のワイヤレス通信デバイスから、ビーコン間隔で追加のビーコンを周期的に伝送するステップ
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記追加のビーコンを前記周期的に伝送するステップが、時間とともに前記ネットワークの利用可能な帯域の異なる帯域を通じて伝送するステップを含む、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記ビーコンが500μs以下である、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記ビーコンが、前記サブフレーム内で前記ビーコンの伝送の前および後に切り替えることを可能にするために前記サブフレームの前記タイムスロットの一部分のみを占有する、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記ネットワークの前記第2階層のワイヤレス通信デバイスから、ロングビーコンを定義するために所定の時間期間の間前記ビーコンを繰り返し伝送するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項９】
前記所定の時間期間が、第3階層のワイヤレス通信デバイスの最大オン時間を超える、請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
ネットワーク起動時に、前記ネットワークの前記第2階層のワイヤレス通信デバイスから、所定の時間期間の間起動ビーコンを繰り返し伝送するステップ
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１１】
前記起動ビーコンが、前記サブフレームの前記タイムスロット中の前記ビーコンの前記伝送のためのタイミング情報を含む、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
ワイヤレス通信のための方法であって、
ワイヤレス通信デバイスにおいて、サブフレームのタイムスロット中に、共有スペクトルで動作するネットワークの第2階層のワイヤレス通信デバイスからビーコンを受信するステップであって、前記ビーコンが、ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、前記ネットワークに関するデータを含むビーコン情報フィールドとを含む、ステップと、
前記ワイヤレス通信デバイスによって、前記ビーコンに基づいて前記共有スペクトルを通じた通信を調整するステップと
を含む、方法。
【請求項１３】
前記ビーコン情報フィールドに含まれる前記ネットワークに関する前記データが、ネットワーク識別子、占有されたネットワーク帯域の表示、第2階層のイネーブル信号、第3階層のイネーブル信号、第2階層の予約時間、第3階層の予約時間、シャットダウン信号、および/またはビーコン間隔のうちの1つまたは複数を含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
前記ビーコンについて前記ネットワークのすべての利用可能な帯域をスキャンするステップ、または
前記ビーコンについて前記ネットワークのすべての利用可能な帯域のサブセットのみをスキャンするステップ
のうちの少なくとも一方をさらに含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１５】
前記ビーコンが500μs以下である、請求項12に記載の方法。
【請求項１６】
前記ビーコンが、前記サブフレームの前記タイムスロットの一部のみを占有する、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
前記ネットワークの前記第2階層のワイヤレス通信デバイスから、ビーコン間隔で追加のビーコンを周期的に受信するステップと、
前記ワイヤレス通信デバイスによって、前記追加のビーコンに基づいて前記共有スペクトルを通じた通信を調整するステップと
をさらに含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１８】
前記ワイヤレス通信デバイスが、第3階層のデバイスであり、前記通信を調整するステップが、利用可能な第3階層のタイムフレーム中にデータを伝送するステップを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１９】
前記ビーコンに含まれる第3階層のイネーブル信号に基づいて、前記利用可能な第3階層のタイムフレームを識別するステップをさらに含む、請求項18に記載の方法。
【請求項２０】
前記ビーコンに含まれる第2階層の予約時間に基づいて、前記利用可能な第3階層のタイムフレームを識別するステップをさらに含み、前記利用可能な第3階層のタイムフレームが、前記第2階層の予約時間外にある、請求項18に記載の方法。
【請求項２１】
前記ワイヤレス通信デバイスが、第2階層のデバイスであり、前記通信を調整するステップが、利用可能な第2階層のタイムフレーム中にデータを伝送するステップを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項２２】
前記ビーコンに含まれる第2階層のイネーブル信号に基づいて、前記利用可能な第2階層のタイムフレームを識別するステップをさらに含む、請求項21に記載の方法。
【請求項２３】
前記ビーコンに含まれる第2階層の予約時間に基づいて、前記利用可能な第2階層のタイムフレームを識別するステップをさらに含み、前記利用可能な第2階層のタイムフレームが、前記第2階層の予約時間内にある、請求項21に記載の方法。
【請求項２４】
第2階層のワイヤレス通信アクティビティを検出するために、前記ワイヤレス通信デバイスによって、前記STFを復号するステップと、
前記第2階層のワイヤレス通信アクティビティのチャネルを推定するために、前記ワイヤレス通信デバイスによって、前記LTFを復号するステップと
をさらに含み、
前記共有スペクトルを通じた前記通信を調整するステップが、前記第2階層のワイヤレス通信アクティビティの前記推定されるチャネルを回避するステップを含む、
請求項12に記載の方法。
【請求項２５】
ワイヤレス通信デバイスであって、
少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに結合されるメモリと
を備え、
前記少なくとも1つのプロセッサが、
ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、共有スペクトルで動作するネットワークに関するデータを含むビーコン情報フィールドとを含むビーコンを生成することと、
前記共有スペクトルを通じた通信が前記ビーコンに基づいて調整されるように、前記ワイヤレス通信デバイスのトランスミッタによって、サブフレームのタイムスロット中に前記生成されたビーコンを伝送することと
を行うように構成される、デバイス。
【請求項２６】
前記ビーコン情報フィールドに含まれる前記ネットワークに関する前記データが、ネットワーク識別子、占有されたネットワーク帯域の表示、第2階層のイネーブル信号、第3階層のイネーブル信号、第2階層の予約時間、第3階層の予約時間、シャットダウン信号、および/またはビーコン間隔のうちの1つまたは複数を含む、請求項25に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記ビーコンが、前記トランスミッタによって、前記ネットワークのすべての利用可能な帯域で、または前記ネットワークの利用可能な帯域のサブセットのみで伝送される、請求項25に記載のデバイス。
【請求項２８】
前記プロセッサが、ビーコン間隔で追加のビーコンを周期的に伝送するようにさらに構成される、請求項25に記載のデバイス。
【請求項２９】
前記追加のビーコンが、時間とともに前記ネットワークの利用可能な帯域の異なる帯域を通じて周期的に伝送される、請求項28に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記ビーコンが500μs以下である、請求項25に記載のデバイス。
【請求項３１】
前記ビーコンが、前記サブフレーム内で前記ビーコンの伝送の前および後に切り替えることを可能にするために前記サブフレームの前記タイムスロットの一部分のみを占有する、請求項25に記載のデバイス。
【請求項３２】
前記プロセッサが、ロングビーコンを定義するために所定の時間期間の間前記ビーコンを繰り返し伝送するようにさらに構成される、請求項25に記載のデバイス。
【請求項３３】
前記所定の時間期間が、第3階層のワイヤレス通信デバイスの最大オン時間を超える、請求項32に記載のデバイス。
【請求項３４】
前記プロセッサが、ネットワーク起動時に、所定の時間期間の間起動ビーコンを繰り返し伝送するようにさらに構成される、請求項25に記載のデバイス。
【請求項３５】
前記起動ビーコンが、前記サブフレームの前記タイムスロット中に前記ビーコンの前記伝送のためのタイミング情報を含む、請求項34に記載のデバイス。
【請求項３６】
ワイヤレス通信デバイスであって、
サブフレームのタイムスロット中に、共有スペクトルで動作するネットワークの第2階層のワイヤレス通信デバイスからビーコンを受信するレシーバであって、前記ビーコンが、ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、前記ネットワークに関するデータを含むビーコン情報フィールドとを含む、レシーバと、
前記レシーバと通信している少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに結合されるメモリと
を備え、
前記少なくとも1つのプロセッサが、
前記レシーバによって受信された前記ビーコンに基づいて前記共有スペクトルを通じた通信を調整する
ように構成される、
デバイス。
【請求項３７】
前記ビーコン情報フィールドに含まれる前記ネットワークに関する前記データが、ネットワーク識別子、占有されたネットワーク帯域の表示、第2階層のイネーブル信号、第3階層のイネーブル信号、第2階層の予約時間、第3階層の予約時間、シャットダウン信号、および/またはビーコン間隔のうちの1つまたは複数を含む、請求項36に記載のデバイス。
【請求項３８】
前記レシーバが、前記ビーコンについて前記ネットワークのすべての利用可能な帯域をスキャンするか、または前記ビーコンについて前記ネットワークのすべての利用可能な帯域のサブセットのみをスキャンする、請求項36に記載のデバイス。
【請求項３９】
前記ビーコンが500μs以下である、請求項36に記載のデバイス。
【請求項４０】
前記ビーコンが、前記サブフレームの前記タイムスロットの一部のみを占有する、請求項39に記載のデバイス。
【請求項４１】
前記レシーバが、前記ネットワークの前記第2階層のワイヤレス通信デバイスから、ビーコン間隔で追加のビーコンを周期的に受信し、
前記プロセッサが、前記追加のビーコンに基づいて前記共有スペクトルを通じた通信を調整するようにさらに構成される、
請求項36に記載のデバイス。
【請求項４２】
前記プロセッサによる通信の前記調整に基づいて、利用可能な第3階層のタイムフレーム中にデータを伝送するトランスミッタをさらに備える、請求項36に記載のデバイス。
【請求項４３】
前記プロセッサが、前記ビーコンに含まれる第3階層のイネーブル信号に基づいて、前記利用可能な第3階層のタイムフレームを識別するようにさらに構成される、請求項42に記載のデバイス。
【請求項４４】
前記プロセッサが、前記ビーコンに含まれる第2階層の予約時間に基づいて、前記利用可能な第3階層のタイムフレームを識別するようにさらに構成され、前記利用可能な第3階層のタイムフレームが、前記第2階層の予約時間外にある、請求項42に記載のデバイス。
【請求項４５】
前記プロセッサによる通信の前記調整に基づいて、利用可能な第2階層のタイムフレーム中にデータを伝送するトランスミッタをさらに備える、請求項36に記載のデバイス。
【請求項４６】
前記プロセッサが、前記ビーコンに含まれる第2階層のイネーブル信号に基づいて、前記利用可能な第2階層のタイムフレームを識別するようにさらに構成される、請求項45に記載のデバイス。
【請求項４７】
前記プロセッサが、前記ビーコンに含まれる第2階層の予約時間に基づいて、前記利用可能な第2階層のタイムフレームを識別するようにさらに構成され、前記利用可能な第2階層のタイムフレームが、前記第2階層の予約時間内にある、請求項45に記載のデバイス。
【請求項４８】
前記プロセッサが、
第2階層のワイヤレス通信アクティビティを検出するために前記STFを復号することと、
前記第2階層のワイヤレス通信アクティビティのチャネルを推定するために、前記LTFを復号することと
を行うようにさらに構成され、
前記プロセッサが、前記第2階層のワイヤレス通信アクティビティの前記推定されるチャネルを回避することによって、前記共有スペクトルを通じた通信を調整する、
請求項36に記載のデバイス。
【請求項４９】
ワイヤレス通信デバイスであって、
共有スペクトルで動作するネットワークの第2階層のワイヤレス通信デバイスを用いて、ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、前記ネットワークに関するデータを含むビーコン情報フィールドとを含むビーコンを生成するための手段と、
前記共有スペクトルを通じた通信が前記ビーコンに基づいて調整されるように、前記ネットワークの前記第2階層のワイヤレス通信デバイスからサブフレームのタイムスロット中に前記ビーコンを伝送するための手段と
を備える、デバイス。
【請求項５０】
前記ビーコン情報フィールドに含まれる前記ネットワークに関する前記データが、ネットワーク識別子、占有されたネットワーク帯域の表示、第2階層のイネーブル信号、第3階層のイネーブル信号、第2階層の予約時間、第3階層の予約時間、シャットダウン信号、および/またはビーコン間隔のうちの1つまたは複数を含む、請求項49に記載のデバイス。
【請求項５１】
前記ビーコンを前記伝送するための手段が、前記ネットワークのすべての利用可能な帯域で、または前記ネットワークの利用可能な帯域のサブセットのみで、前記ビーコンを伝送する、請求項49に記載のデバイス。
【請求項５２】
前記ネットワークの前記第2階層のワイヤレス通信デバイスから、ビーコン間隔で追加のビーコンを周期的に伝送するための手段
をさらに備える、請求項49に記載のデバイス。
【請求項５３】
前記追加のビーコンを前記周期的に伝送するための手段が、時間とともに前記ネットワークの利用可能な帯域の異なる帯域を通じて伝送する、請求項52に記載のデバイス。
【請求項５４】
前記ネットワークの前記第2階層のワイヤレス通信デバイスから、ロングビーコンを定義するために所定の時間期間の間前記ビーコンを繰り返し伝送することによってロングビーコンを構築するための手段をさらに備える、請求項49に記載のデバイス。
【請求項５５】
ワイヤレス通信デバイスであって、
ワイヤレス通信デバイスにおいて、サブフレームのタイムスロット中に、共有スペクトルで動作するネットワークの第2階層のワイヤレス通信デバイスからビーコンを受信するための手段であって、前記ビーコンが、ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、前記ネットワークに関するデータを含むビーコン情報フィールドとを含む、手段と、
前記ワイヤレス通信デバイスによって、前記ビーコンに基づいて前記共有スペクトルを通じた通信を調整するための手段と
を備える、デバイス。
【請求項５６】
前記ビーコン情報フィールドに含まれる前記ネットワークに関する前記データが、ネットワーク識別子、占有されたネットワーク帯域の表示、第2階層のイネーブル信号、第3階層のイネーブル信号、第2階層の予約時間、第3階層の予約時間、シャットダウン信号、および/またはビーコン間隔のうちの1つまたは複数を含む、請求項55に記載のデバイス。
【請求項５７】
前記ビーコンについて前記ネットワークのすべての利用可能な帯域をスキャンするための手段、または前記ビーコンについて前記ネットワークのすべての利用可能な帯域のサブセットのみをスキャンするための手段をさらに備える、請求項55に記載のデバイス。
【請求項５８】
前記ネットワークの前記第2階層のワイヤレス通信デバイスから、ビーコン間隔で追加のビーコンを周期的に受信するための手段と、
前記追加のビーコンに基づいて前記共有スペクトルを通じた通信を調整するための手段と
をさらに備える、請求項55に記載のデバイス。
【請求項５９】
第2階層のワイヤレス通信アクティビティを検出するために前記STFを復号するための手段と、
前記第2階層のワイヤレス通信アクティビティのチャネルを推定するために、前記LTFを復号するための手段と
をさらに備え、
前記共有スペクトルを通じた通信を前記調整するための手段が、前記第2階層のワイヤレス通信アクティビティの前記推定されるチャネルを回避する、
請求項55に記載のデバイス。
【請求項６０】
プログラムコードを記録したコンピュータ可読記録媒体であって、前記プログラムコードが、
コンピュータに、ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、共有スペクトルで動作するネットワークに関するデータを含むビーコン情報フィールドとを含むビーコンを生成させるためのコードと、
前記コンピュータに、前記共有スペクトルを通じた通信が前記ビーコンに基づいて調整されるように、サブフレームのタイムスロット中に前記ビーコンを伝送させるためのコードと
を含む、コンピュータ可読記録媒体。
【請求項６１】
前記ビーコン情報フィールドに含まれる前記ネットワークに関する前記データが、ネットワーク識別子、占有されたネットワーク帯域の表示、第2階層のイネーブル信号、第3階層のイネーブル信号、第2階層の予約時間、第3階層の予約時間、シャットダウン信号、および/またはビーコン間隔のうちの1つまたは複数を含む、請求項60に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項６２】
前記コンピュータに前記ビーコンを前記伝送させるためのコードが、前記ネットワークのすべての利用可能な帯域で、または前記ネットワークの利用可能な帯域のサブセットのみで、前記ビーコンを伝送させる、請求項60に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項６３】
前記コンピュータにビーコン間隔で追加のビーコンを周期的に伝送させるためのコード
をさらに含む、請求項60に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項６４】
前記コンピュータに前記追加のビーコンを前記周期的に伝送させるためのコードが、前記追加のビーコンを時間とともに前記ネットワークの利用可能な帯域の異なる帯域を通じて伝送させる、請求項63に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項６５】
前記コンピュータに、ロングビーコンを定義するために所定の時間期間の間前記ビーコンを繰り返し伝送させるためのコードをさらに含む、請求項60に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項６６】
プログラムコードを記録したコンピュータ可読記録媒体であって、前記プログラムコードが、
コンピュータに、サブフレームのタイムスロット中に、共有スペクトルで動作するネットワークの第2階層のワイヤレス通信デバイスからビーコンを受信させるためのコードであって、前記ビーコンが、ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、前記ネットワークに関するデータを含むビーコン情報フィールドとを含む、コードと、
前記コンピュータに、前記ビーコンに基づいて前記共有スペクトルを通じた通信を調整させるためのコードと
を含む、コンピュータ可読記録媒体。
【請求項６７】
前記ビーコン情報フィールドに含まれる前記ネットワークに関する前記データが、ネットワーク識別子、占有されたネットワーク帯域の表示、第2階層のイネーブル信号、第3階層のイネーブル信号、第2階層の予約時間、第3階層の予約時間、シャットダウン信号、および/またはビーコン間隔のうちの1つまたは複数を含む、請求項66に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項６８】
前記コンピュータに、前記ビーコンについて前記ネットワークのすべての利用可能な帯域をスキャンさせるためのコード、または
前記コンピュータに、前記ビーコンについて前記ネットワークのすべての利用可能な帯域のサブセットのみをスキャンさせるためのコード
のうちの少なくとも一方をさらに含む、請求項66に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項６９】
前記コンピュータに、前記ネットワークの前記第2階層のワイヤレス通信デバイスから、ビーコン間隔で追加のビーコンを周期的に受信させるためのコードと、
前記コンピュータに、前記追加のビーコンに基づいて前記共有スペクトルを通じた通信を調整させるためのコードと
をさらに含む、請求項66に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項７０】
前記コンピュータに、第2階層のワイヤレス通信アクティビティを検出するために前記STFを復号させるためのコードと、
前記コンピュータに、前記第2階層のワイヤレス通信アクティビティのチャネルを推定するために前記LTFを復号させるためのコードと、
前記コンピュータに、前記第2階層のワイヤレス通信アクティビティの前記推定されたチャネルを回避させるためのコードと
をさらに含む、請求項66に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【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、2015年9月18日に出願した米国非仮出願第14/858,779号の優先権、および2015年3月24日に出願した米国仮特許出願第62/137,651号の利益を主張するものであり、その両出願の全体が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、複数の階層のユーザの間の共有スペクトル動作のためのビーコンに関する。
【背景技術】
【０００３】
音声、ビデオ、パケットデータ、メッセージング、放送などの様々な通信サービスを提供するために、ワイヤレス通信ネットワークが広く展開されている。これらのワイヤレスネットワークは、利用可能なネットワークリソースを共有することによって複数のユーザをサポートすることが可能な多元接続ネットワークであってもよい。通常は多元接続ネットワークであるそのようなネットワークは、利用可能なネットワークリソースを共有することによって複数のユーザのための通信をサポートする。そのようなネットワークの一例が、ユニバーサル地上無線アクセスネットワーク(UTRAN:Universal Terrestrial Radio Access Network)である。UTRANは、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)によってサポートされる第3世代(3G)モバイルフォン技術である、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム(UMTS:Universal Mobile Telecommunications System)の一部として定められた無線アクセスネットワーク(RAN)である。多元接続ネットワークフォーマットの例には、符号分割多元接続(CDMA)ネットワーク、時分割多元接続(TDMA)ネットワーク、周波数分割多元接続(FDMA)ネットワーク、直交FDMA(OFDMA)ネットワーク、およびシングルキャリアFDMA(SC-FDMA)ネットワークが含まれる。
【０００４】
ワイヤレス通信ネットワークは、複数のユーザ機器(UE)のための通信をサポートすることができる、複数の基地局またはノードBを含む場合がある。UEは、ダウンリンクおよびアップリンクを介して基地局と通信してもよい。ダウンリンク(または順方向リンク)は基地局からUEへの通信リンクを指し、アップリンク(または逆方向リンク)はUEから基地局への通信リンクを指す。
【０００５】
基地局は、ダウンリンク上でUEにデータおよび制御情報を送信してもよく、ならびに/またはアップリンク上でUEからデータおよび制御情報を受信してもよい。ダウンリンクにおいて、基地局からの伝送は、近隣基地局から、または他のワイヤレス無線周波数(RF)トランスミッタからの伝送に起因する干渉を受けることがある。アップリンクにおいて、UEからの伝送は、近隣基地局と通信する他のUEのアップリンク伝送から、または他のワイヤレスRFトランスミッタのからの干渉に遭遇することがある。この干渉は、ダウンリンクとアップリンクとの両方において性能を低下させる場合がある。
【０００６】
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、より多くのUEが長距離ワイヤレス通信ネットワークにアクセスし、より多くの短距離ワイヤレスシステムが地域に展開されるのに伴って、干渉およびネットワークの混雑の可能性が高まっている。モバイルブロードバンドアクセスへの増大する需要を満たすためだけではなく、モバイル通信のユーザ体感を進化および向上させるために、UMTS技術を進化させるための研究開発が続けられている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様では、共有スペクトルで動作するネットワークの第2階層のワイヤレス通信デバイスを用いて、ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、ネットワークに関するデータを含むビーコン情報フィールドとを含むビーコンを生成するステップと、共有スペクトルを通じた通信がビーコンに基づいて調整されるように、ネットワークの第2階層のワイヤレス通信デバイスから、サブフレームのタイムスロット中にビーコンを伝送するステップとを含む、ワイヤレス通信のための方法が提供される。
【０００８】
本開示の追加の態様では、ワイヤレス通信デバイスにおいて、サブフレームのタイムスロット中に共有スペクトルで動作しているネットワークの第2階層のワイヤレス通信デバイスから、ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、ネットワークに関するデータを含むビーコン情報フィールドとを含むビーコンを受信するステップと、ワイヤレス通信デバイスによって、ビーコンに基づいて共有スペクトルを通じた通信を調整するステップとを含む、ワイヤレス通信のための方法が提供される。
【０００９】
本開示の追加の態様では、少なくとも1つのプロセッサと、少なくとも1つのプロセッサに結合されたメモリとを含む、ワイヤレス通信デバイスが提供され、少なくとも1つのプロセッサは、ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、共有スペクトルで動作しているネットワークに関するデータを含むビーコン情報フィールドとを含むビーコンを生成することと、共有スペクトルを通じた通信がビーコンに基づいて調整されるように、ワイヤレス通信デバイスのトランスミッタによって、サブフレームのタイムスロット中に生成されたビーコンを伝送することとを行うように構成される。
【００１０】
本開示の追加の態様では、サブフレームのタイムスロット中に共有スペクトルで動作しているネットワークの第2階層のワイヤレス通信デバイスから、ショートトレーニングフィールド(STF)、ロングトレーニングフィールド(LTF)、およびネットワークに関するデータを含むビーコン情報フィールドを含むビーコンを受信するレシーバと、レシーバと通信している少なくとも1つのプロセッサと、少なくとも1つのプロセッサに結合されたメモリとを含む、ワイヤレス通信デバイスが提供され、少なくとも1つのプロセッサは、レシーバによって受信されたビーコンに基づいて共有スペクトルを通じた通信を調整するように構成される。
【００１１】
本開示の別の態様では、共有スペクトルで動作するネットワークの第2階層のワイヤレス通信デバイスを用いて、ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、ネットワークに関するデータを含むビーコン情報フィールドとを含むビーコンを生成するための手段と、共有スペクトルを通じた通信がビーコンに基づいて調整されるように、ネットワークの第2階層のワイヤレス通信デバイスから、サブフレームのタイムスロット中にビーコンを伝送するための手段とを含む、ワイヤレス通信デバイスが提供される。
【００１２】
本開示の追加の態様では、ワイヤレス通信デバイスにおいて、サブフレームのタイムスロット中に共有スペクトルで動作しているネットワークの第2階層のワイヤレス通信デバイスから、ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、ネットワークに関するデータを含むビーコン情報フィールドとを含むビーコンを受信するための手段と、ワイヤレス通信デバイスによって、ビーコンに基づいて共有スペクトルを通じた通信を調整するための手段とを含む、ワイヤレス通信デバイスが提供される。
【００１３】
本開示の追加の態様では、プログラムコードが記録されたコンピュータ可読媒体が提供され、このプログラムコードは、コンピュータに、ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、共有スペクトルで動作しているネットワークに関するデータを含むビーコン情報フィールドとを含むビーコンを生成させるためのコードと、共有スペクトルを通じた通信がビーコンに基づいて調整されるように、コンピュータに、サブフレームのタイムスロット中にビーコンを伝送させるためのコードとを含む。
【００１４】
本開示の追加の態様では、プログラムコードが記録されたコンピュータ可読媒体が提供され、このプログラムコードは、コンピュータに、サブフレームのタイムスロット中に共有スペクトルで動作しているネットワークの第2階層のワイヤレス通信デバイスから、ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、ネットワークに関するデータを含むビーコン情報フィールドとを含むビーコンを受信させるためのコードと、コンピュータに、ビーコンに基づいて共有スペクトルを通じた通信を調整させるためのコードとを含む。
【００１５】
以下の詳細な説明から、本開示のさらなる態様、特徴、および利点が明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信ネットワークを示す図である。
【図２】本開示の実施形態による、例示的なワイヤレス通信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、例示的な多層的ワイヤレス通信ネットワークのブロック図である。
【図４】本開示の様々な態様による、例示的なトランスミッタおよびレシーバシステムを示すブロック図である。
【図５】本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信デバイスのいくつかのビーコンシグナリング態様を示す図である。
【図６】本開示の様々な態様による、フレーム構造および例示的なビーコン構造を示す図である。
【図７】本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信デバイスのいくつかのビーコンシグナリング態様を示す図である。
【図８】本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信のための例示的な方法を示すフローチャートである。
【図９】本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信のための例示的な方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
添付の図面に関連して以下に記載する詳細な説明は、様々な構成の説明とするものであり、本明細書で説明する概念が実施される場合がある唯一の構成を表すことを意図するものではない。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目的で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、ブロック図形式で示される。
【００１８】
本明細書で説明する技法は、CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA、LTEネットワーク、GSM(登録商標)ネットワーク、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)、CDMA2000などの無線技術を実装する場合がある。UTRAは、広帯域CDMA(WCDMA(登録商標))およびCDMAの他の変形を含む。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、モバイル通信用グローバルシステム(GSM(登録商標):Global System for Mobile Communications)などの無線技術を実装する場合がある。OFDMAネットワークは、発展型UTRA(E-UTRA:Evolved UTRA)、ウルトラモバイルブロードバンド(UMB:Ultra Mobile Broadband)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、Flash-OFDMAなどの無線技術を実装する場合がある。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)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、上述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のために使用されてもよい。本開示の実施形態は、上記で具陳したネットワークおよび/またはこれから開発されるネットワークのいずれか1つまたは複数で使用されることがある任意のタイプの変調方式を対象とする。
【００１９】
キャリアグレードWiFiと互換性があり、免許不要スペクトルを用いるLTE/LTE-AをWiFiの代替物にする可能性がある、免許不要スペクトルを含むLTE/LTE-Aに基づくニューキャリアタイプも提案されている。LTE/LTE-Aは、免許不要スペクトルにおいて動作するとき、LTEの概念を利用することができ、免許不要スペクトルにおけるより効率的な動作を実現し、規制上の要件を満たすために、ネットワークまたはネットワークデバイスの物理層(PHY)および媒体アクセス制御(MAC)の態様に、何らかの変更を導入する場合がある。使用される免許不要スペクトルは、たとえば、最低で数百メガヘルツ(MHz)から最高で数十ギガヘルツ(GHz)まで及ぶ場合がある。動作中、そのようなLTE/LTE-Aネットワークは、ローディングおよび利用可能性に応じて免許要スペクトルまたは免許不要スペクトルの任意の組合せとともに動作することができる。本開示の実施形態は、免許要スペクトルと免許不要スペクトルとの両方を含む、複数の階層のユーザを有する任意のタイプの共有スペクトルにおいて実装することができる。
【００２０】
図1は、本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信ネットワーク100を示す。ワイヤレス通信ネットワーク100は、いくつかのUE102、ならびにいくつかの基地局104を含んでもよい。基地局104は、発展型ノードB(eNodeB)を含んでもよい。基地局は、トランシーバ基地局、ノードB、またはアクセスポイントと呼ばれる場合もある。基地局104は、UE102と通信する局であってもよく、基地局、ノードB、アクセスポイントなど呼ばれる場合もある。
【００２１】
基地局104は、通信信号106によって示されるようにUE102と通信する。UE102は、アップリンクおよびダウンリンクを介して基地局104と通信する場合がある。ダウンリンク(または順方向リンク)は、基地局104からUE102への通信リンクを指す。アップリンク(または逆方向リンク)は、UE102から基地局104への通信リンクを指す。基地局104はまた、通信信号108によって示されるように、ワイヤード接続および/またはワイヤレス接続を通じて、直接的または間接的に、互いに通信する場合がある。
【００２２】
UE102は、図示のように、ワイヤレスネットワーク100全体にわたって分散される場合があり、各UE102は固定またはモバイルであってもよい。UE102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。UE102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ってもよい。ワイヤレス通信ネットワーク100は、本開示の様々な態様が適用されるネットワークの一例である。
【００２３】
各基地局104は、特定の地理的エリアに通信カバレージを提供してもよい。3GPPでは、「セル」という用語は、この用語が使用される状況に応じて、カバレージエリアにサービスしている基地局および/または基地局サブシステムのこの特定の地理的カバレージエリアを指すことができる。この点について、基地局104は、マクロセル、ピコセル、フェムトセル、および/または他のタイプのセルのための通信カバレージを提供してもよい。マクロセルは、一般に、比較的大きい地理的エリア(たとえば、半径数キロメートル)を対象とし、ネットワークプロバイダのサービスに加入しているUEによる無制限アクセスを可能にする場合がある。ピコセルは、一般に、比較的小さい地理的エリアをカバーすることになり、ネットワークプロバイダのサービスに加入しているUEによる無制限アクセスを可能にする場合がある。フェムトセルも、一般に、比較的小さい地理的エリア(たとえば、自宅)をカバーすることになり、無制限アクセスに加えて、フェムトセルとの関連付けを有するUE(たとえば、限定加入者グループ(CSG)中のUE、自宅の中のユーザのUEなど)による制限されたアクセスを実現する場合もある。マクロセル用の基地局は、マクロ基地局と呼ばれることがある。ピコセル用の基地局は、ピコ基地局と呼ばれることがある。またフェムトセル用の基地局は、フェムト基地局またはホーム基地局と呼ばれることがある。図1に示す例では、基地局104a、104b、および104cは、それぞれカバレージエリア110a、110b、および110cに対するマクロ基地局の例である。基地局104dおよび104eは、それぞれカバレージエリア110dおよび110e用のピコ基地局および/またはフェムト基地局の例である。基地局104は、1つまたは複数(たとえば、2個、3個、4個など)のセルをサポートしてもよい。
【００２４】
ワイヤレスネットワーク100はまた、中継局を含んでもよい。中継局は、上流局(たとえば、基地局、UEなど)からデータおよび/または他の情報の伝送を受信し、下流局(たとえば、別のUE、別の基地局など)へデータおよび/または他の情報の伝送を送信する局である。中継局はまた、他のUEのための伝送を中継するUEであってもよい。中継局はまた、中継基地局、中継UE、リレーなどとも呼ばれることもある。
【００２５】
ワイヤレスネットワーク100は、同期動作または非同期動作をサポートしてもよい。同期動作の場合、基地局104は、同様のフレームタイミングを有してもよく、異なる基地局104からの伝送は、時間的にほぼ整合されてもよい。非同期動作の場合、基地局104は、異なるフレームタイミングを有してもよく、異なる基地局104からの伝送は、時間的に整合されなくてもよい。
【００２６】
いくつかの実装形態では、ワイヤレスネットワーク100は、ダウンリンク上で直交周波数分割多重化(OFDM)を利用し、アップリンク上でシングルキャリア周波数分割多重化(SC-FDM)を利用する。OFDMおよびSC-FDMは、システム帯域幅を、一般にトーン、ビンなどとも呼ばれる複数(K)個の直交サブキャリアに区分する。各サブキャリアは、データで変調されてもよい。一般に、変調シンボルは、OFDMを用いて周波数領域において送信され、SC-FDMを用いて時間領域において送信される。隣接するサブキャリア間の間隔は固定される場合があり、サブキャリアの総数(K)は、システム帯域幅によって決まる場合がある。たとえば、Kは、1.4、3、5、10、15、または20メガヘルツ(MHz)の対応するシステム帯域幅に対して、それぞれ、72、180、300、600、900、および1200に等しい場合がある。システム帯域幅はまた、サブバンドに区分されてもよい。たとえば、サブバンドは1.08MHzをカバーしてもよく、1.4、3、5、10、15、または20MHzの対応するシステム帯域幅に対して、それぞれ、1、2、4、8、または16個のサブバンドが存在してもよい。
【００２７】
図2は、本開示の実施形態による、例示的なワイヤレス通信デバイス200のブロック図である。ワイヤレス通信デバイス200は、上記で説明した多くの構成のうちのいずれか1つを有する基地局および/またはUEであってもよい。さらに、ワイヤレス通信デバイス200は、モノのインターネット(IoT)またはあらゆるモノのインターネット(IoE:Internet of Everything)デバイスであってもよい。この点について、IoTデバイスまたはIoEデバイスは、それらのデバイスまたは対象物を「スマート」にするために他の主要な機能を有する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できることが必要である場合があるので、電力リソースが制限されている場合がある。
【００２８】
図示のように、ワイヤレス通信デバイス200は、プロセッサ202と、メモリ204と、共有スペクトル調整モジュール208と、(モデム212およびRFユニット214を含む)トランシーバ210と、アンテナ216とを含んでもよい。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していてもよい。
【００２９】
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、ワイヤレス通信デバイス200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んでもよい。詳細には、プロセッサ202は、以下でより詳細に説明するように、第2階層のネットワークおよび/または第3階層のネットワークのマスタデバイスおよび/またはスレーブデバイスに関連する様々な機能を実行するために、共有スペクトル調整モジュール208を含む、ワイヤレス通信デバイス200の他の構成要素と組み合わせて利用されてもよい。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との組合せ、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てもよい。
【００３０】
メモリ204は、キャッシュメモリ(たとえば、プロセッサ202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んでもよい。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む。メモリ204は、命令206を記憶してもよい。命令206は、プロセッサ202によって実行されたとき、本開示の実施形態に関連して第2階層のネットワークおよび/または第3階層のネットワークのマスタデバイスおよび/またはスレーブデバイスとして働くワイヤレス通信デバイス200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んでもよい。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、プロシージャなどを指す場合がある。「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む場合がある。
【００３１】
共有スペクトル調整モジュール208は、本開示の様々な態様に使用されてもよい。たとえば、共有スペクトル調整モジュール208は、本開示による第2階層のシステムおよび/または第3階層のシステムのマスタデバイスおよび/またはスレーブデバイスのアクションを実行することに関与してもよい。詳細には、共有スペクトル調整モジュール208は、本開示によるワイヤレス通信デバイス200によって伝送されるビーコン信号を生成することができる。共有スペクトル調整モジュール208はさらに、本開示による共有スペクトルを通じた、調整された通信を容易にするために、他のワイヤレス通信デバイスから受信されたビーコン信号を解釈すること、および/または受信されたビーコン信号に基づいて命令を実行することに関与してもよい。たとえば、共有スペクトル調整モジュール208は、以下で図5〜図9に関して説明するように、複数の階層のデバイス/システムにわたる共有スペクトルの調整された共有のためにビーコン信号を利用するように構成することができる。共有スペクトル調整モジュール208の機能は、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を使用して実現されてもよいことを理解されたい。さらに、いくつかの実装形態では、共有スペクトル調整モジュール208は、別個の構成要素ではないが、代わりに、その機能を実行するために、プロセッサ202、メモリ204、トランシーバ210、およびアンテナ216など、ワイヤレス通信デバイス200の他の構成要素の態様を利用する。
【００３２】
図示のように、トランシーバ210は、モデムサブシステム212と、無線周波数(RF)ユニット214とを含んでもよい。トランシーバ210は、UE102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することができる。モデムサブシステム212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、共有スペクトル調整モジュール208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てもよい。RFユニット214は、(アウトバウンド伝送上の)モデムサブシステム212からの、またはUE102または基地局104などの別のソースから発信された伝送の、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)ように構成されてもよい。トランシーバ210内に一体化されるように示されるが、モデムサブシステム212およびRFユニット214は、ワイヤレス通信デバイス200が他のデバイスと通信することを可能にするためにワイヤレス通信デバイス200において連結される、別個のデバイスであってもよい。
【００３３】
RFユニット214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、より一般的には、1つもしくは複数のデータパケットおよび他の情報を含む場合があ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伝送するためにアンテナ216に供給してもよい。これは、たとえば、本開示の実施形態による他のデバイスへのビーコンの伝送を含んでもよい。アンテナ216はさらに、他のデバイスから伝送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210における処理および/または復調のために供給してもよい。図2はアンテナ216を単一のアンテナとして示すが、アンテナ216は、複数の伝送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んでもよい。
【００３４】
図3は、本開示による多層的通信システムの態様を示すブロック図である。多層的システム300は、デバイスおよび/またはネットワークの3つ以上の階層(4階層、5階層、6階層、またはそれ以上の階層を含む)を有する場合がある。各階層は、インカンベントシステム、一般アクセスシステム、優先アクセスシステム、および/または、オープンすなわち免許不要スペクトルシステムを含む、他のアクセスベースのシステムなどの、特定のシステムのために指定される場合がある。この点について、本開示が「第2階層」または「階層2」のデバイスおよび/またはネットワークに言及するとき、これは、「第2階層」または「階層2」のデバイスおよび/またはネットワークに対して共有スペクトルへの優先的および/または優先アクセスを有する1つまたは複数の「第1階層」または「階層1」のデバイスおよび/またはネットワークがあることを意味する。同様に、本開示が「第3階層」または「階層3」のデバイスおよび/またはネットワークに言及するとき、これは、「第3階層」または「階層3」のデバイスおよび/またはネットワークに対して共有スペクトルへの優先的および/または優先アクセスを有する1つまたは複数の「第1階層」または「階層1」のデバイスおよび/またはネットワーク、ならびに1つまたは複数の「第2階層」または「階層2」のデバイスおよび/またはネットワークがあることを意味する。しかしながら、「第2」および「第3」階層のデバイスおよび/またはネットワークは、それぞれ2番目および3番目の優先度レベルである必要はない。すなわち、「第2階層」のデバイスが、スペクトルを共有するデバイス/ネットワークのすべてと比較して、3番目、4番目、またはそれより低いレベルの優先アクセスであってもよい。同様に、「第3階層」のデバイスが、スペクトルを共有するデバイス/ネットワークのすべてと比較して、4番目、5番目、またはそれより低いレベルの優先アクセスであってもよい。
【００３５】
図3に示すように、システム300は、第2階層のスレーブデバイス302と、第2階層のマスタデバイス304と、第3階層のマスタデバイス306と、第3階層のスレーブデバイス308とを含むことができる。システム300のデバイス間の通信は、詳細には本開示によるビーコン信号の使用により、共有スペクトルの調整された共有を容易にする。
【００３６】
ワイヤレス通信に使用できる、利用可能なワイヤレススペクトルは、複数の方法で共有される場合がある。垂直共有は、スペクトルへの異なる優先アクセスを有するユーザの間のスペクトルの共有である。たとえば、垂直共有は、第1階層のユーザまたはインカンベントと、第2階層または優先免許保有者との間で行われる場合がある。同様に、垂直共有は、共有スペクトルへの優先アクセスを有する第2階層のユーザと、共有スペクトルへのより低いアクセス優先度または一般アクセスを有する第3階層のユーザとの間で行われる場合がある。第1階層のユーザまたはインカンベントは、政府事業体、機関、軍の支部、公共システム、衛星通信システム、テレビ局などのような一次スペクトルユーザであってもよい。第1階層のユーザまたはインカンベントは、常に、全国的に、または全体的にスペクトルを使用するとは限らない。その場合、規制当局は1つまたは複数のエンティティに、スペクトルが第1階層またはインカンベントユーザによって使用されないときおよび/または場所においてそれを使用する免許を付与してもよい。第2階層または優先免許保有者は、第1階層のユーザからのスペクトルのそのような一次被免許付与者であってもよい。第2階層のユーザは、商業通信サービスプロバイダ、事業者などを含んでもよい。第3階層のユーザは、ワイヤレスインターネットサービスプロバイダ(WISP)など、第2階層のユーザよりも低い優先度を有する免許を持つユーザを含んでもよい。
【００３７】
第1階層のユーザと他の階層のユーザ(たとえば、第2階層のユーザおよび/または第3階層のユーザ)との間の共有は、データベース探索に基づいてもよく、その場合、他の階層のユーザは、利用可能なスペクトルアクセス時間、ロケーションなどを探索してもよい。この点について、階層1のデバイスおよび/またはシステムが、1つまたは複数の第1階層のスペクトルコントローラに、未使用スペクトルを報告してもよい。第1階層のデバイスおよび/またはシステムの未使用スペクトルに基づいて、第1階層のスペクトルコントローラは、階層2および/または階層3のデバイス、システム、および/またはコントローラに、利用可能なスペクトルを通知してもよい。同様に、階層2のデバイスおよび/またはシステムが、1つまたは複数の第2階層のスペクトルコントローラに、未使用スペクトルを報告してもよい。第2階層のデバイスおよび/またはシステムの未使用スペクトルに基づいて、第2階層のスペクトルコントローラは、階層3のデバイス、システム、および/またはコントローラに、利用可能なスペクトルを通知してもよい。各階層が、1つまたは複数のスペクトルコントローラで別個に管理されると説明したが、複数の階層が1つのエンティティによって管理されることが可能であり、階層内の複数の被免許付与者が1つのエンティティによって管理されることが可能であり、および/またはそれらの組合せが可能である。スペクトルコントローラは、本開示により使用するために、未使用スペクトルデータが他のワイヤレス通信デバイスによって検索されるように記憶された1つまたは複数のデータベースと通信していてもよい。
【００３８】
第1階層のユーザと他の階層のユーザとの間の共有はまた、センシングに基づいてもよい。たとえば、レーダー事業者は通常、共有スペクトルへの第1階層のアクセス権を有する。共有スペクトル上で伝送する前に、第2または第3階層のユーザはまず、第2または第3階層のユーザのアクセスの対象となるスペクトルの部分にレーダーパルスが存在する可能性があるかどうかを検出してもよい。第2または第3階層のユーザは、第1階層のユーザがスペクトル上で検出されるときはいつでもスペクトルを完全に空けてもよい。同様に、第3階層のユーザは、第2階層のユーザがスペクトル上で検出されるときはいつでもスペクトルを完全に空けてもよい。さらに、本開示のビーコン信号の態様は、第2および/または第3階層のデバイスおよび/またはシステムが、上位階層のユーザによって利用されていないスペクトルの部分を利用することによって、上位階層のユーザの存在下で動作することを可能にする。この点について、上位階層のユーザが存在することがありながら、下位階層のデバイスが動作することを可能にする可能な帯域幅が依然として存在する場合がある。したがって、上位階層のユーザが存在するとき、下位階層のデバイスは、共有スペクトルを完全に断念する必要はない。しかしながら、下位階層のデバイスは、上位階層のユーザの通信を干渉しないように、共有スペクトルによる通信を調整する必要がある。この目的で、本開示のビーコン信号(以下でより詳細に説明する)は、スペクトルのこの多層共有を調整することに特に適している。
【００３９】
利用可能なスペクトルは、水平的に共有される場合もある。水平共有では、スペクトルは、同じ階層内のデバイスおよび/またはシステム間で共有される。たとえば、水平共有は、複数の第1階層のユーザ間、複数の第2階層のユーザ間、または複数の第3階層のユーザ間で行われる場合がある。一般に、第1階層またはインカンベントユーザは、変更されていない/レガシー技術を採用する場合があり、一方、第2および第3階層のユーザは、様々なスペクトル固有の共有/共存手順に従う技術を採用する場合がある。一般に、既存の、または将来開発される任意の共有または共存手順が、同じ階層または優先アクセスレベルを有するデバイス/ネットワークによるスペクトルの共有を調整するために利用することができる。いくつかの実装形態では、本開示のビーコン信号は、スペクトルの多層的共有に加えて、スペクトルの共通階層共有を調整するために利用される。
【００４０】
本開示のワイヤレス通信デバイスは、マスタデバイスおよび/またはスレーブデバイスとして分類することができる。各階層レベルに、マスタデバイスおよび/またはスレーブデバイスがある可能性がある。したがって、各アクセスレベルに、0個、1個、2個、もしくはそれ以上のマスタデバイス、および/または0個、1個、2個、もしくはそれ以上のスレーブデバイスがある可能性がある。たとえば、図3に示す例示的なシステム300は、3個の第2階層のスレーブデバイス302a、302b、および302cと、2個の第2階層のマスタデバイス304aおよび304bと、1個の第3階層のマスタデバイス306と、3個の第3階層のスレーブデバイス308a、308b、および308cとを含む。デバイスのうちの1つまたは複数から伝送されるビーコン信号は、異なるデバイスにわたってスペクトルの共有を調整するために利用される。
【００４１】
一般に、第2階層のマスタデバイスは、(たとえば、データベース探索および/またはセンシングにより)第1階層のデバイス/システムの存在を検出することと、(たとえば、図5〜図7に関して以下で説明するようにビーコンフォーマットを使用して)第2階層のビーコンを生成することと、第2階層のビーコンを他のワイヤレス通信デバイス(たとえば、第2階層のスレーブデバイス、第2階層のマスタデバイス、第3階層のマスタデバイス、第3階層のスレーブデバイスなど)に伝送することとを行うように構成される。この点について、第2階層のマスタは、第1階層のデバイス/システムが存在すること、または存在しないことを検出することに基づいて、第2階層のデバイスおよび/または下位階層のデバイスによって伝送が許可されるときを決定することができる。したがって、第2階層のマスタデバイスはまた、同じ階層および/または下位階層(すなわち、第3階層、第4階層、もしくはさらに下位の階層)上のスレーブデバイスを含むスレーブデバイスに、イネーブル信号(enablement signal)を生成および/または伝送してもよい。イネーブル信号は、スレーブデバイスによる共有スペクトルを通じた通信が許可されるときに関してスレーブデバイスに命令することができる。同様に、第2階層のマスタデバイスはまた、同じ階層および/または下位階層(すなわち、第3階層、第4階層、もしくはさらに下位の階層)上のスレーブデバイスを含むスレーブデバイスに、シャットダウン信号(shutdown signal)を生成および/または伝送してもよい。シャットダウン信号は、スレーブデバイスによる共有スペクトルを通じた通信が許可されないときに関してスレーブデバイスに命令することができる。イネーブル信号および/またはシャットダウン信号は、第2階層のビーコンの一部として含まれること、および/または別個に送信されることが可能である。一般的には、基地局104が、アクセスのその対応する階層のマスタデバイスとして働くことが可能となる。しかしながら、マスタデバイスの必要とされる機能を実行するために十分な機能性を有する任意のタイプのワイヤレス通信デバイスが、マスタデバイスとして働くことができる。
【００４２】
第2階層のスレーブデバイスは、第2階層のマスタから第2階層のビーコンを受信し、受信された第2階層のビーコンに基づいて共有スペクトルを通じた伝送を調整するように構成される。この点について、第2階層のスレーブデバイスは、第2階層のデバイス(または、下位階層のデバイス)によって伝送が許可されるときを独自に決定するための必要とされる機能を備えていなくてもよい。したがって、第2階層のスレーブデバイスは、スペクトルに対する優先度がより高いデバイス/システムに干渉しないように伝送を調整するために、第2階層のマスタデバイスによって伝送されるビーコン信号に依存する。この点について、第2階層のスレーブデバイスは、第2階層のマスタから、第2階層のビーコンの一部としてまたは別個にイネーブル信号を受信してもよく、イネーブル信号は、第2階層のスレーブデバイスが共有スペクトルを通じて通信することを許可されるときに関する命令を含む。同様に、第2階層のスレーブデバイスは、第2階層のマスタから、第2階層のビーコンの一部としてまたは別個にシャットダウン信号を受信してもよく、シャットダウン信号は、第2階層のスレーブデバイスが共有スペクトルを通じて通信することを許可されないときに関する命令を含む。
【００４３】
第3階層のマスタデバイスは、(たとえば、データベース探索および/もしくはセンシングにより)第1階層のデバイス/システムならびに/または(たとえば、データベース探索および/もしくはセンシングにより)第2階層のデバイス/システムの存在を検出することと、(たとえば、図5〜図7に関して以下で説明するようにビーコンフォーマットを使用して)第3階層のビーコンを生成することと、第3階層のビーコンを他のワイヤレス通信デバイス(たとえば、第3階層のスレーブデバイス、第3階層のマスタデバイス、第4階層のマスタデバイス、第4階層のスレーブデバイスなど)に伝送することとを行うように構成される。この点について、第3階層のマスタは、第1階層のデバイス/システムおよび/または第2階層のデバイス/システムが存在すること、または存在しないことを検出することに基づいて、第3階層のデバイスおよび/または下位階層のデバイスによって伝送が許可されるときを決定することができる。たとえば、第3階層のマスタは、第2階層のデバイスによって予約された時間エポックを決定し、第3階層の伝送に利用可能である残りの時間を識別してもよい。この点について、第3階層のマスタデバイスはまた、第3階層のスレーブデバイスおよび/または下位階層のデバイス(すなわち、第4階層、第5階層、もしくはさらに下位の階層)に、イネーブル信号を生成および/または伝送してもよい。イネーブル信号は、第3階層のスレーブデバイスによる共有スペクトルを通じた通信が許可されるときに関して第3階層のスレーブデバイスに命令することができる。同様に、第3階層のマスタデバイスはまた、第3階層のスレーブデバイスおよび/または下位階層のデバイス(すなわち、第4階層、第5階層、もしくはさらに下位の階層)に、シャットダウン信号を生成および/または伝送してもよい。シャットダウン信号は、第3階層のスレーブデバイスによる共有スペクトルを通じた通信が許可されないときに関して第3階層のスレーブデバイスに命令することができる。イネーブル信号および/またはシャットダウン信号は、第3階層のビーコンの一部として含まれること、および/または別個に送信されることが可能である。
【００４４】
いくつかの事例では、第3階層のマスタデバイスは、第1階層のデバイス/システムではなく、第2階層のデバイス/システムの存在を検出できればよい。そのような事例では、第3階層のマスタは、第1階層のデバイス/システムを干渉しないように、第2階層のマスタが存在するとき動作するだけでもよい。すなわち、第3階層のマスタデバイスは、第1階層のデバイス/システム自体を検出することができないので、第3階層のマスタデバイスは、第1階層のデバイス/システムの検出を第2階層のマスタに依存する。したがって、そのような第3階層のデバイス/システムが第1階層の動作を干渉しないことを確実にするために、第3階層のマスタデバイスは、第2階層のデバイスが存在し、第3階層の動作が許可されることを示すとき動作するだけでもよい。
【００４５】
第3階層のスレーブデバイスは、第2階層のマスタから第2階層のビーコンを、および/または第3階層のマスタから第3階層のビーコンを受信し、受信された第2階層のビーコンおよび/または受信された第3階層のビーコンに基づいて共有スペクトルを通じた伝送を調整するように構成される。この点について、第3階層のスレーブデバイスは、第3階層のデバイス(または、下位階層のデバイス)によって伝送が許可されるときを独自に決定するための必要とされる機能を備えていなくてもよい。したがって、第3階層のスレーブデバイスは、スペクトルに対する優先度がより高いデバイス/システムに干渉しないように伝送を調整するために、第2階層のマスタデバイスおよび/または第3階層のマスタデバイスによって伝送されるビーコン信号に依存する。この点について、第3階層のスレーブデバイスは、第2階層のマスタおよび/または第3階層のマスタからのイネーブル信号を、第2/第3階層のビーコンの一部としてまたは別個に受信してもよく、イネーブル信号は、第3階層のスレーブデバイスが共有スペクトルを通じて通信することを許可されるときに関する命令を含む。同様に、第3階層のスレーブデバイスは、第2階層のマスタおよび/または第3階層のマスタからのシャットダウン信号を、第2/第3階層のビーコンの一部としてまたは別個に受信してもよく、シャットダウン信号は、第3階層のスレーブデバイスが共有スペクトルを通じて通信することを許可されないときに関する命令を含む。いくつかの事例では、第3階層のスレーブデバイスは、第2階層のマスタデバイスではなく、第3階層のマスタデバイスからのビーコン/信号を、検出および/または解釈することができるだけでもよい。そのような事例では、第3階層のスレーブは、第2階層のまたは上位のデバイス/システムを干渉しないように、第3階層のマスタが存在するとき動作するだけでもよい。
【００４６】
図3に示すシステム300をより詳細に参照すると、異なるマスタデバイスおよびスレーブデバイス間のシグナリングの態様が示される。図示のように、第2階層のマスタ304aが、第2階層のスレーブ302aおよび302b、第2階層のマスタ304b、および第3階層のマスタ306に、ビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号を送信する。上記で説明したように、第2階層のスレーブ302aおよび302bは、共有スペクトルを通じた第2階層の伝送を調整するために、第2階層のマスタ304aから受信されるビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号を利用することができる。
【００４７】
さらに、第2階層のマスタ304bは、スペクトルの水平共有を調整するために、第2階層のマスタ304aから受信されるビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号を利用することができる。その点において、第2階層のマスタ304bはまた、第2階層のマスタ304aに、ビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号を送信してもよい。この点について、いくつかの実施形態では、第2階層のマスタ304aおよび第2階層のマスタ304bは、同じオペレータの別個のシステムに由来するデバイスであってもよい。他の実施形態では、第2階層のマスタ304aおよび第2階層のマスタ304bは、異なるオペレータの別個のシステムに由来するデバイスであってもよい。第2階層のマスタデバイス304aおよび304bが共通のオペレータを有するとき、第2階層のマスタ304aと第2階層のマスタ304bとの間のシグナリングは、帯域幅区分およびセルプランニング、干渉管理、基地局にわたるTDM区分などを容易にするために利用することができる。第2階層のマスタデバイス304aおよび304bが異なるオペレータを有するとき、第2階層のマスタ304aと第2階層のマスタ304bとの間のシグナリングは、帯域幅使用、各システムによって占有/予約される時間量、(たとえば、RSSI測定を使用することによる)干渉の可能性に関する情報を共有するために利用することができ、一方、このシグナリングは、システムが同じRATなどを使用しているとき、MCS、使用されているRAT、チャネル制御調整を設定するために使用することができる。
【００４８】
第3階層のマスタ306は、スペクトルの垂直共有を調整するために、第2階層のマスタ304aから受信されるビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号を利用することができる。詳細には、第2階層のマスタ304aから受信されるビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号に基づいて、第3階層のマスタ306は、図示のように、第3階層のスレーブデバイス308aおよび308bにビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号を伝えることができる。上記で説明したように、第3階層のスレーブ308aおよび308bは、共有スペクトルを通じた第2階層の伝送を調整するために、第3階層のマスタ306から受信されるビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号を利用することができる。
【００４９】
また図示のように、第2階層のマスタ304bが、第2階層のスレーブ302aおよび302d、第2階層のマスタ304a、第3階層のマスタ306、および第3階層のスレーブ308bおよび308cに、ビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号を送信する。第2階層のスレーブ302aおよび302dは、共有スペクトルを通じた第2階層の伝送を調整するために、第2階層のマスタ304bから受信されるビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号を利用することができる。この点について、第2階層のスレーブ302aは、第2階層のマスタ304aと第2階層のマスタ304bとの両方から、ビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号を受信してもよい。したがって、いくつかの事例では、第2階層のスレーブ302aは、第2階層のマスタ304aと第2階層のマスタ304bとの両方からのビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号への通信を調整する。
【００５０】
上記で説明したように、第3階層のスレーブデバイス308bおよび308cは、共有スペクトルを通じた第3階層の伝送を調整するために、第2階層のマスタ304bから受信されるビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号を利用することができる。この点について、第3階層のスレーブ308bは、第2階層のマスタ304bと第3階層のマスタ306との両方から、ビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号を受信してもよい。したがって、いくつかの事例では、第3階層のスレーブ308bは、第2階層のマスタ304bと第3階層のマスタ306との両方からのビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号への通信を調整する。この点について、第3階層のスレーブ308bは、第2階層のマスタ304bまたは第3階層のマスタ306のうちの一方からのビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号を無視し、他方を選んでもよい。たとえば、いくつかの事例では、第3階層のスレーブ308bは、第2階層のマスタ304bから伝送されるビーコンのショートトレーニングフィールドから第2階層のマスタ304bの存在を検出することができるが、第2階層のマスタ304bによって予約された時間エポックを決定することができない場合がある。したがって、第2階層のマスタ304bとの通信のみに基づいて、第3階層のスレーブ308bは、第2階層のマスタ304bの時間エポックを干渉しないようにすべての通信を停止する必要がある。しかしながら、第3階層のマスタ306は、第2階層のマスタ304bから伝送されるビーコンに基づいて、第2階層のマスタ304bによって予約された時間エポックを決定し、第3階層のスレーブ308bによる第3階層の伝送に適した残りの時間スロットを識別することができる場合がある。結果として、第3階層のマスタ306からのビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号は、第2階層のマスタ304bが存在する場合でも、第3階層のスレーブ308bによる通信を依然として可能にする場合がある。いくつかの事例では、第3階層のマスタ306は、(たとえば、デバイスの相対的位置により)第2階層のマスタの1つ304bからのビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号を受信しない場合があり、したがって第3階層のマスタ306は、第2階層の通信に第3階層のスレーブ308bが干渉する可能性を認識していない。そのような事例では、第3階層のスレーブ308bは、第3階層のマスタ306からのビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号を無視し、第2階層のマスタ304bからのビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号に基づいて通信を調整してもよい。代替的に、第3階層のスレーブ308bは、第3階層のマスタ306からのビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号に基づいて、それらが第2階層のマスタ304bからのビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号に整合するおよび/または干渉しない程度まで、通信を調整してもよい。したがって、第3階層のスレーブ308bが、第2階層のマスタ304bと第3階層のマスタ306との両方からビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号を受信するとき、第3階層のスレーブ308bは、共有スペクトルを通じた通信を調整するために、ビーコン、イネーブル信号、および/またはシャットダウン信号のうちのどれに依存すべきか��決定するために、(たとえば、アクセス可能なメモリに記憶された)1つまたは複数のルールを使用してもよい。
【００５１】
マスタデバイスおよびスレーブデバイスは、異なる機能を有する別個のデバイスであると上記で説明しているが、いくつかの事例では、単一のワイヤレス通信デバイスが、マスタデバイスとスレーブデバイスとの両方としての役割を果たす場合がある。たとえば、いくつかの事例では、第2階層のマスタデバイス(たとえば、第2階層のマスタ304b)はまた、他の第2階層のマスタデバイス(たとえば、第2階層のマスタ304a)からの通信に関して第2階層のスレーブデバイスとしての役割を果たしてもよい。さらに、本開示は、明快のために、第2および第3階層のマスタおよびスレーブデバイスに焦点を当てるが、同様の機能を有するマスタデバイスおよびスレーブデバイスが、任意の数の階層のアクセス優先度に対して含まれる可能性があること、ならびに本開示の概念は、共有スペクトルに対する任意の数の階層のアクセス優先度に等しく適用可能であることを理解されたい。
【００５２】
図4は、本開示によるMIMOシステム400の2つのワイヤレス通信デバイス間の通信を示すブロック図を示す。説明における明快のために、基地局104と、UE102とを示す。しかしながら、以下の説明は、図3に示す様々なマスタおよびスレーブ通信を含む、本開示による任意の2つのワイヤレス通信デバイス間の通信に適用可能であることを理解されたい。この点について、2つのワイヤレス通信デバイスは、同じアクセス階層、または異なるアクセス階層のものであってもよい。さらに、2つのワイヤレス通信デバイスは、2つのマスタデバイス、マスタデバイスとスレーブデバイス、または2つのスレーブデバイスを含んでもよい。
【００５３】
基地局104において、送信プロセッサ420は、データソース410からデータを受信し、コントローラ/プロセッサ440から制御情報を受信してもよい。制御情報は、PBCH、PCFICH、PHICH、PDCCHなどに関するものでもよい。データは、PDSCHなどに関するものでもよい。送信プロセッサ420は、データと制御情報とを処理(たとえば、符号化およびシンボルマッピング)して、それぞれデータシンボルと制御シンボルとを取得してもよい。送信プロセッサ420はまた、たとえば、PSS、SSS、およびセル固有基準信号のための基準シンボルを生成してもよい。送信(TX)多入力多出力(MIMO)プロセッサ430が、適用可能な場合に、データシンボル、制御シンボル、および/または基準シンボルに対する空間処理(たとえば、プリコーディング)を実行してもよく、変調器(MOD)432a〜432tに出力シンボルストリームを供給してもよい。各変調器432は、(たとえば、OFDMなどのための)それぞれの出力シンボルストリームを処理し、出力サンプルストリームを取得してもよい。各変調器432は、出力サンプルストリームをさらに処理(たとえば、アナログに変換、増幅、フィルタ処理、およびアップコンバート)し、ダウンリンク信号を取得してもよい。変調器432a〜432tからのダウンリンク信号は、それぞれアンテナ434a〜434tを介して伝送されてもよい。
【００５４】
UE102において、アンテナ452a〜452rは、基地局104からダウンリンク信号を受信してもよく、受信された信号を、それぞれ復調器(DEMOD)454a〜454rに供給してもよい。各復調器454は、それぞれの受信信号を調整(たとえば、フィルタ処理、増幅、ダウンコンバート、およびデジタル化)し、入力サンプルを取得してもよい。各復調器454は、(たとえば、OFDMなどのための)入力サンプルをさらに処理し、受信シンボルを取得してもよい。MIMO検出器456は、すべての復調器454a〜454rから受信シンボルを取得し、適用可能な場合には受信シンボルに対してMIMO検出を実行し、検出されたシンボルを供給してもよい。受信プロセッサ458は、検出されたシンボルを処理(たとえば、復調、デインターリーブ、および復号)し、UE102に関する復号されたデータを供給し、復号された制御情報をコントローラ/プロセッサ480に供給してもよい。
【００５５】
アップリンクでは、UE102において、送信プロセッサ464が、データソース462からの(たとえば、PUSCHについての)データ、およびコントローラ/プロセッサ480からの(たとえば、PUCCHについての)制御情報を受信し、処理してもよい。また、送信プロセッサ464は、基準信号に関する基準シンボルを生成してもよい。送信プロセッサ464からのシンボルは、TX MIMOプロセッサ466によってプリコーディングされ、適用可能な場合には、(たとえばSC-FDMなどのために)変調器454a〜454rによってさらに処理され、基地局104に伝送されてもよい。基地局104において、UE102からのアップリンク信号は、アンテナ434によって受信され、復調器432によって処理され、適用可能な場合にはMIMO検出器436によって検出され、受信プロセッサ438によってさらに処理されて、UE102によって送信されたデータおよび制御情報の復号されたものを取得してもよい。プロセッサ438は、復号されたデータをデータシンクに供給し、復号された制御情報をコントローラ/プロセッサ440に供給してもよい。
【００５６】
コントローラ/プロセッサ440および480は、それぞれ基地局104およびUE102における動作を指示してもよい。基地局102におけるコントローラ/プロセッサ440ならびに/または他のプロセッサおよびモジュールは、以下で図5〜図9に関して説明するように、共有スペクトルの調整された共有のために、ビーコン信号を生成、送信、受信、および/または処理することを含む、本明細書で説明する技法のための様々なプロセスの実行を実施または指示してもよい。UE102におけるコントローラ/プロセッサ480ならびに/または他のプロセッサおよびモジュールもまた、以下で図5〜図9に関して説明するように、共有スペクトルの調整された共有のために、ビーコン信号を生成、伝送、受信、および/または処理することを含む、本明細書で説明する技法のための様々なプロセスの実行を実施または指示してもよい。この点について、メモリ442および482は、これらの様々なプロセスの実行を実施または指示するために、それぞれ、基地局104およびUE102のためのデータおよびプログラムコードを記憶してもよい。スケジューラ444は、ダウンリンクおよび/またはアップリンクのデータ伝送のためにワイヤレス通信デバイスをスケジューリングしてもよい。
【００５７】
次に図5〜図7を参照しながら、本開示による、複数の階層にわたるデバイスによる共有スペクトルを通じた通信を調整する際に使用するためのビーコン信号の態様について説明する。最初に図5を参照すると、ビーコン信号502の配置500が示される。図示のように、ビーコン信号502は、ビーコン間隔T1を有する。ビーコン間隔T1は、共有スペクトルのための規制によって許可される最小ビーコン間隔よりも大きいものとすることができる。ビーコン間隔T1の固有の継続時間は、ビーコン信号に対する利用可能な/所望のオーバーヘッド、共有スペクトルに適用可能なビーコン間隔に関する任意の規制、ビーコン信号に同期されるデバイスの機能、および/または他の因子に基づいて選択することができる。この点について、スレーブデバイスは、サイレントに移行し、後続のビーコン伝送をリッスンするときを決定するために、ビーコン間隔T1を利用することができる。いくつかの実装形態では、1つまたは複数の階層のデバイス/システムが、全地球航法衛星システム(GNSS:global navigation satellite system)から検出されるタイミング信号に基づいて時間同期される。
【００５８】
ビーコン信号502は、特定の階層のデバイスによって利用される共有スペクトルの部分全体に及ぶ広帯域ビーコンであってもよい。スペクトルにわたるそのような広帯域のビーコンを使用すると、フェージングの影響を低減するために周波数ダイバーシティをもたらすことができる。他の事例では、ビーコン信号502は、特定の階層のデバイスによって利用される共有スペクトルの一部のみに及ぶ狭帯域ビーコンであってもよい。たとえば、ビーコン信号502は、階層2のデバイス/システムによって利用される共有スペクトルの特定の帯域および/またはチャネルを通じて伝送されてもよい。さらに、共通の階層の場合の異なるデバイス(たとえば、図3の第2階層のマスタ304aおよび第2階層のマスタ304b)からのビーコンが、同じトーンセットで、タイムスロット内で互いに素なトーンセット(ノードごとに1つのトーンセット)でビーコンを伝送することなどによって、同じタイムスロットでビーコン信号を伝送してもよい。
【００５９】
ビーコン信号502は、ビーコン信号502を伝送したデバイス/システムによって通信のために予約される時間エポックT2を定義する情報を搬送してもよい。たとえば、第2階層のマスタがビーコン信号502を伝送するとき、時間エポックT2は、第2階層の通信に利用することができる。図示のように、共有スペクトルを通じて通信するために他のデバイス(たとえば、他の第2階層のデバイス/システムおよび/または第3階層のデバイス/システム)によって利用されてもよい時間エポックT2の後に、時間期間T3が残っている。
【００６０】
ビーコン信号502は、ショートビーコンと呼ばれる場合がある。この点について、ビーコン信号502は、関連するRATのフレーム構造に対して短い長さを有することができる。たとえば、図6は、本開示による、フレーム構造600に対するショートビーコン信号502の例示的な構造を示す。図示のように、フレーム構造600は、複数のフレーム602を含み、フレームの各々が、複数のサブフレーム604に分割され、サブフレームの各々が、複数のスロット606にさらに分割される。図示したフレーム構造600では、フレーム602は10msの長さを有し、サブフレーム604は1msの長さを有し、スロット606は0.5msの長さを有する。しかしながら、本開示の概念は、サブフレームおよびスロットを含まない場合があるフレーム構造を含む、実質上任意の長さのフレーム、サブフレーム、および/またはスロットを備える任意のフレーム構造に等しく適用可能であることを理解されたい。
【００６１】
図示のように、ビーコン502は、ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、ビーコン情報フィールドとを含む。ビーコン502、ひいては、STF、LTF、およびビーコン情報フィールドは、様々な長さを有することができる。図示したフレーム構造600では、ビーコン502は、スロット606の大部分を占有する。詳細には、図示の実施形態では、ビーコン502は、STF、LTFの各々が0.8msの長さを有し、ビーコン情報フィールドが3.2msの長さを有して、全長0.48msである。結果として、このビーコン構造は、ビーコンの伝送に0.5msタイムスロットをパンクチャすることができる任意のRATに利用することができる。したがって、この同じ一般的なビーコン構造は、共有スペクトルを通じた通信を調整するために、複数のタイプのRATにわたって、ならびに複数の階層のデバイス/システムにわたって使用することができる。
【００６２】
図示のように、いくつかの実装形態では、ビーコン502は、ワイヤレス通信デバイス時間が、単一スロット606の時間内で、他の動作からビーコン502の伝送に切り替え、次いで他の動作に戻ることすべてを可能にするために、スロット606の開始および終了から離間している。図示の実施形態では、ビーコン502のSTFの前に、0.1msのスイッチング期間が設けられ、ビーコン502のビーコン情報フィールドに続いて0.1msのスイッチング期間が設けられている。他の実施形態では、先行スイッチング期間および後続スイッチング期間は、等しくない長さを含む、異なる長さを有してもよい。一般的に、スイッチング期間は、ビーコン502によって占有されていない、スロット606内の残りの時間を占有することになり、その時間は、先行スイッチング期間と後続スイッチング期間との間で任意の方法で分割することができる。
【００６３】
STF、LTF、およびビーコン情報フィールドは、共有スペクトルを通じた複数の階層のデバイスの通信を調整するために、ビーコン502を伝送するデバイス/システムに関する情報を、他のワイヤレス通信デバイスに伝えるために利用することができる。たとえば、ビーコン502は、ネットワーク識別子、占有ネットワークチャネル/帯域の表示、第2階層のイネーブル信号、第3階層のイネーブル信号、第2階層の予約時間、第3階層の予約時間、ビーコン間隔、および/または他の情報/信号を含むことができる。
【００６４】
いくつかの実施形態では、STFは、ビーコン502を伝送するデバイス/システムの存在を検出するために、ビーコン502を受信するデバイスが利用することができ、LTFは、チャネル推定に利用することができる。いくつかの事例では、ビーコン502を伝送するデバイス/システム(たとえば、第2階層のマスタ)が存在するだけで、受信デバイス(たとえば、第3階層のスレーブ)が送信デバイス/システムによって利用される共有スペクトルのチャネルを通じたすべての通信を停止するようにしてもよい。この目的で、STFは、自己相関に基づく検出器によって検出可能なフォーマットを有してもよい。しかしながら、他の実装形態ではより複雑なSTFフォーマットが利用されてもよい。一般的に、本開示の範囲から逸脱することなく、任意のSTFフォーマットを利用することができる。同様に、本開示の範囲から逸脱することなく、任意のLTFフォーマットおよび/またはチャネル推定技法を利用することができる。
【００６５】
ビーコン情報フィールドは、送信デバイス/システムに関する追加情報および/または受信デバイス/システムに対する命令を搬送するために利用することができる。たとえば、ビーコン情報フィールドは、第2階層のイネーブル信号、第3階層のイネーブル信号、第2階層の予約時間、第3階層の予約時間、ビーコン間隔、ネットワーク識別子、占有されたネットワーク帯域の表示、および/または他の情報/信号を含むことができる。受信デバイス/システムは、共有スペクトルを通じた通信を調整するために、ビーコン情報フィールドに含まれている情報を利用することができる。たとえば、ビーコン情報フィールド内の情報に基づいて、受信デバイス/システムは、通信に利用してもよい時間期間および/またはチャネルを識別すること、ならびに通信に利用することができない時間期間および/またはチャネルを識別することができてもよい。
【００６６】
次に図7を参照すると、本開示による、フレーム構造700に対するビーコン信号の例示的な構造が示される。詳細には、ロングビーコン702およびショートビーコン704である。ショートビーコン704は、上記で説明したビーコンと同様であってもよい。ロングビーコン702は、他のデバイス/システムがデバイス/システムの存在を検出することを可能にするために、起動時に、または延長された非アクティビティの期間の後に、デバイス/システムによって伝送することができる。この点について、ロングビーコン702は、時間期間T4の間、伝送する。時間期間T4は、ロングビーコン702を受信すべきである、同等および/または下位階層のデバイス/システムの動作パラメータに基づいて選択することができる。たとえば、いくつかの実装形態では時間期間T4は、下位階層のデバイス/システムが、任意の進行中の伝送に続いてロングビーコン702を検出できることになるように、下位階層のデバイス/システム(たとえば、第3階層のデバイス/システム)の最大許容オン時間を超えるように、送信デバイス(たとえば、第2階層のデバイス/システム)によって選択される。
【００６７】
ロングビーコン702は、複数のより小さいビーコンから構成することができる。この点について、ロングビーコン702は、時間とともに(たとえば、フレームごとに、x個のフレームごとに、サブフレームごとに、x個のサブフレームごとに、スロットごとに、x個のスロットごとに、および/または他の一定もしくは可変の時間間隔で)伝送される複数のより短いビーコンによって定義されてもよい。ロングビーコン702のショートビーコンの各々は、同じ情報を搬送することができる。たとえば、いくつかの実装形態では、ロングビーコン702のショートビーコンは、次のショートビーコン704のためのタイミングを繰り返し伝送する。いくつかの実装形態では、ロングビーコン702のショートビーコンは、上記で説明したビーコン(たとえば、ビーコン502)と同様の構造を有し、上記で説明したビーコン情報フィールドで搬送される情報のタイプに加えて、またはその代わりに、ビーコン情報フィールドでビーコン同期に役立つ情報を搬送することができる。したがって、ロングビーコン702を受信するデバイス/システムは、ショートビーコン704をリッスンするためにそのタイミングを同期させることができる。図7に示すように、ロングビーコン702の伝送に続いて、標準的なビーコン間隔T1を使用してショートビーコン704を伝送することができる。ロングビーコン702は、非アクティビティの長い期間に続く、デバイス/システムの起動ごとに(たとえば、デバイス/システムがあらかじめ定義された時間期間を超える間、非アクティブとなるたびに)、周期的に(たとえば、x秒、x分、x時間、x日ごとなどに)、および/または他の好適な時間に、再び利用することができる。たとえば、いくつかの事例では、ロングビーコン702は、(たとえば、デバイス/システムのうちの1つまたは複数の移動性の結果として)デバイス/システムの近くになる場合がある任意の新しいデバイスの同期を容易にするために、デバイス/システムの継続的な動作にもかかわらず、周期的に伝送することができる。
【００６８】
次に図8を参照すると、本開示の態様による、ワイヤレス通信のための方法800を示すフローチャートが示される。詳細には、方法800は、第2階層のマスタデバイスなどの、第2階層のワイヤレス通信デバイスの観点から上記で説明した、スペクトルの多層的共有を調整するためのビーコン信号の態様を実施する。方法800のステップの前、中、およびその後に、追加のステップを設けることができること、また記載するステップのいくつかを入れ替える、もしくは方法800から削除することができることを理解されたい。詳細には、ビーコン信号、マスタおよびスレーブデバイスの様々な態様、ならびに/または上記で説明した他の特徴が、方法800の一部として実施される場合があることを理解されたい。
【００６９】
ステップ802において、共有スペクトルで動作しているネットワークの第2階層のワイヤレス通信デバイスは、共有スペクトルで動作する第1階層のネットワークを検出する。上記で説明したように、第1階層のネットワークなど、上位階層のネットワークの検出は、データベース探索、センシング、および/またはそれらの組合せに基づくことができる。
【００７０】
ステップ804において、第2階層のワイヤレス通信デバイスは、ビーコンを生成し、ビーコンは、ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、ネットワークに関するデータを含むビーコン情報フィールドとを含む。ビーコンは、ネットワーク識別子、占有されたネットワーク帯域の表示、第2階層のイネーブル信号、第3階層のイネーブル信号、第2階層の予約時間、第3階層の予約時間、シャットダウン信号、および/またはビーコン間隔を含むことができる。いくつかの実装形態では、ビーコンは、図5〜図7の文脈で上述したビーコンと同一または同様であってもよい。ビーコンで搬送される情報は、ステップ802における第1階層のネットワークの検出に少なくとも部分的に基づくことができる。たとえば、イネーブル信号、予約時間、および/またはシャットダウン信号は、ステップ802における第1階層のネットワークの検出、および検出された第1階層のネットワークの任意の関連する動作パラメータに依存する可能性がある。
【００７１】
ステップ806において、第2階層のワイヤレス通信デバイスは、第2階層のスレーブデバイス、第3階層のスレーブデバイス、第2階層のマスタデバイス、または他のデバイスなどの、1つまたは複数の他のワイヤレス通信デバイスにビーコンを伝送する。この点について、ビーコンは、たとえば、図6の文脈で上述したように、サブフレームのタイムスロット中に伝送されてもよい。さらに、ビーコンは、すべての利用可能な帯域または利用可能な帯域のサブセットを通じて第2階層のワイヤレス通信デバイスによって伝送されてもよい。いくつかの実装形態では、その後のビーコンは、ビーコンが時間とともに複数の利用可能な帯域を通じて伝送されるように、潜在的には利用可能な帯域のすべてを含む、異なる帯域を通じて伝送される。
【００７２】
ステップ808において、第2階層のワイヤレス通信デバイスは、伝送されるビーコンに基づいてネットワーク上の通信を調整する。この点について、ビーコンを受信するワイヤレス通信デバイスは、ビーコンに基づいて、ワイヤレス通信デバイスが共有スペクトルを通じて伝送することを許可されるかどうか、および許可されるときを決定することができる。たとえば、ビーコンは、第2階層のワイヤレス通信デバイスが共有スペクトルを通じて伝送を行うための時間期間を予約してもよく、ビーコンを受信するデバイスは、予約された時間期間中に第2階層のワイヤレス通信デバイスによる伝送に干渉しないように、その動作を調整することができる。したがって、第2階層のワイヤレス通信デバイスは、ビーコンを受信するデバイスからの任意の干渉が最小である、または存在しないはずであるという確信を持って、予約時間期間中に、伝送を続けることができる。ステップ808に続いて、方法800はステップ802に戻る。
【００７３】
次に図9を参照すると、本開示の態様による、ワイヤレス通信のための方法900を示すフローチャートが示される。詳細には、方法800は、第2階層、第3階層、またはさらに下位の階層のスレーブデバイスなどの、第2階層、第3階層、またはさらに下位の階層のワイヤレス通信デバイスの観点から上記で説明した、スペクトルの多層的共有を調整するためのビーコン信号の態様を実施する。方法900のステップの前、中、およびその後に、追加のステップを設けることができること、また記載するステップのいくつかを入れ替える、もしくは方法900から削除することができることを理解されたい。詳細には、ビーコン信号、マスタおよびスレーブデバイスの様々な態様、ならびに/または上記で説明した他の特徴が、方法900の一部として実施される場合があることを理解されたい。
【００７４】
ステップ902において、ワイヤレス通信デバイスは、第2階層または第3階層のマスタデバイスからビーコンをリッスンする。この点について、ワイヤレス通信デバイスは、マスタデバイスに同期され、したがって、ビーコンをリッスンするときを知ってもよい。たとえば、ワイヤレス通信デバイスは、たとえば、図6の文脈で上述したように、特定のサブフレームの特定のタイムスロット中に伝送されることを認識していてもよい。他の事例では、ワイヤレス通信デバイスは、マスタデバイスに同期されようとしてビーコンをリッスンしていてもよい。たとえば、ワイヤレス通信デバイスの起動時には、ワイヤレス通信デバイスは、ビーコンの検出を確実にするために、(たとえば、マスタデバイスの予想されるビーコン間隔よりも長い時間を有する)延長されたリスニング期間に入ってもよい。さらに、ワイヤレス通信デバイスは、ビーコンについて、すべての利用可能な帯域または利用可能な帯域のサブセットをスキャンしてもよい。
【００７５】
ステップ904において、ワイヤレス通信デバイスは、第2階層または第3階層のマスタデバイスからビーコンを受信し、ビーコンは、ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、ネットワークに関するデータを含むビーコン情報フィールドとを含む。ビーコンは、ネットワーク識別子、占有されたネットワーク帯域の表示、第2階層のイネーブル信号、第3階層のイネーブル信号、第2階層の予約時間、第3階層の予約時間、シャットダウン信号、および/またはビーコン間隔を含むことができる。いくつかの実装形態では、ビーコンは、図5〜図7の文脈で上述したビーコンと同一または同様であってもよい。いくつかの事例では、ワイヤレス通信デバイスは、ビーコンを伝送するマスタデバイスに関連する第2または第3階層のワイヤレス通信アクティビティを検出するために、STFを復号する。さらに、いくつかの事例では、ワイヤレス通信デバイスは、ビーコンを伝送するマスタデバイスに関連する第2または第3階層のワイヤレス通信アクティビティのチャネルを推定するために、LTFを復号する。
【００７６】
ステップ906において、ワイヤレス通信デバイスは、受信されたビーコンに基づいてネットワーク上の通信を調整する。この点について、ワイヤレス通信デバイスは、ビーコンに基づいて、ワイヤレス通信デバイスが共有スペクトルを通じて伝送することを許可されるかどうか、および許可されるときを決定することができる。たとえば、ビーコンは、ワイヤレス通信デバイスが共有スペクトルを通じて伝送を行うための時間期間を予約してもよく、ビーコンを受信するデバイスは、予約された時間期間の間、ワイヤレス通信デバイスによる伝送に干渉しないように、動作を調整することができる。より具体的な例として、ワイヤレス通信デバイスは、通信を調整することが、利用可能な第3階層のタイムフレーム中にデータを伝送することを含むように、第3階層のデバイスとすることができる。利用可能な第3階層のタイムフレームは、受信されたビーコンに含まれる第3階層のイネーブル信号に基づいて識別されてもよい。代替的に、利用可能な第3階層のタイムフレームは、ビーコンに含まれる第2階層の予約時間に基づいて識別されてもよく、利用可能な第3階層のタイムフレームは、第2階層の予約時間外にある。したがって、ビーコンに関連する調整により、ワイヤレス通信デバイスは、ビーコンを受信する他のデバイスからの任意の干渉が最小である、または存在しないはずであるという確信を持って、予約時間期間の間、伝送を続けることができる。ステップ906に続いて、方法900はステップ902に戻る。
【００７７】
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、上記の説明全体にわたって参照される場合があるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、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場合がある。
【００７８】
本明細書の本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施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施される場合がある。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってもよいが、代替として、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ってもよい。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)として実装されてもよい。
【００７９】
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る場合がある。プロセッサによって実行されるソフトウェアに実装される場合、機能は、1つまたは複数の命令あるい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伝送される場合がある。他の例および実装形態は、本開示の範囲内および添付の特許請求の範囲内にある。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することができる。機能を実装する特徴は、機能の部分が異なる物理的位置において実装されるように分散されることを含め、様々な場所に物理的に位置する場合もある。また、特許請求の範囲内を含めて、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」などの句で終わる項目のリスト)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)を意味するような包括的リストを示す。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、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、かつそれらに対して、多くの修正、置換、および変形を行うことができる。このことに照らして、本明細書に図示および記載された特定の実施形態は、それらのいくつかの例によるものにすぎないため、本開示の範囲はそのような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の範囲およびそれらの機能的な均等物の範囲と完全に同じであるべきである。
【符号の説明】
【００８０】
100  ワイヤレス通信ネットワーク
102  ユーザ機器(UE)
104  基地局
106  通信信号
108  通信信号
110  カバレージエリア
200  ワイヤレス通信デバイス
202  プロセッサ
204  メモリ
206  命令
208  共有スペクトル調整モジュール
210  トランシーバ
212  モデム
214  無線周波数(RF)ユニット
216  アンテナ
300  システム
302  第2階層のスレーブ
304  第2階層のマスタ
306  第3階層のマスタ
308  第3階層のスレーブ
400  多入力多出力(MIMO)システム
410  データソース
420  送信(TX)プロセッサ
430  TX MIMOプロセッサ
432  変調器
434  アンテナ
436  MIMO検出器
438  受信プロセッサ
440  コントローラ/プロセッサ
442  メモリ
444  スケジューラ
452  アンテナ
454  復調器
456  MIMO検出器
458  受信プロセッサ
462  データソース
464  送信プロセッサ
466  TX MIMOプロセッサ
480  コントローラ/プロセッサ
482  メモリ
502  ビーコン信号
【図１】
2018514125.tif 000003
【図２】
2018514125.tif 000004
【図３】
2018514125.tif 000005
【図４】
2018514125.tif 000006
【図５】
2018514125.tif 000007
【図６】
2018514125.tif 000008
【図７】
2018514125.tif 000009
【図８】
2018514125.tif 000010
【図９】
2018514125.tif 000011
【国際調査報告】
2018514125.tif 000012
2018514125.tif 000013