(57)【要約】  送信機は、情報シンボルが、第１の電力状態と第２の電力状態とを含む信号によって表される、バイナリ振幅シフトキーイングを使用して、バイナリ情報を送信するように構成される。第１の電力状態は、第２の電力状態よりも高い信号電力を有する。第１および第２の電力状態の間の電力における比は第１の値を下回る。第１および第２の電力状態の間の電力における比は、状態が区別可能に復号可能であるように、第２の値を上回る。そのような送信機を備えるネットワークノード、対応する方法、およびその方法を送信機において実装するためのコンピュータプログラムも開示されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報シンボルが、第１の電力状態と第２の電力状態とを含む信号（６０４）によって表される、バイナリ振幅シフトキーイング（６０２）を使用してバイナリ情報を送信するように構成された送信機（６００、７０６）であって、
前記第１の電力状態が、前記第２の電力状態よりも高い信号電力を有し、
前記第１および第２の電力状態の間の電力における比が第１の値を下回り、
前記第１および第２の電力状態の間の電力における前記比は、前記状態が区別可能に復号可能であるように、第２の値を上回る、送信機（６００、７０６）。
【請求項２】
前記第１の値が３０ｄＢ未満に対応する、請求項１に記載の送信機（６００、７０６）。
【請求項３】
前記第１および第２の電力状態の間の電力における前記区別可能な復号可能な比が、少なくとも２０ｄＢに対応する値である、請求項１または２に記載の送信機（６００、７０６）。
【請求項４】
前記信号が、前記第１の電力状態によってシンボルの第１のバイナリ状態を表し、前記第２の電力状態によってシンボルの第２のバイナリ状態を表すように構成された、請求項１から３のいずれか一項に記載の送信機（６００、７０６）。
【請求項５】
前記第１のバイナリ状態が、シンボル時間の一部の間には前記第１の電力状態によって表され、前記シンボル時間の残りの間には前記第２の電力状態によって表され、前記第２のバイナリ状態が前記シンボル時間全体中に前記第２の電力状態によって表される、請求項４に記載の送信機（６００、７０６）。
【請求項６】
前記信号は、シンボルの第１のバイナリ状態が、シンボル時間の第１のパート中には前記第２の電力状態によって表され、その後、前記シンボル時間の残り中には前記第１の電力状態によって表され、シンボルの第２のバイナリ状態が、前記シンボル時間の第１のパート中には前記第１の電力状態によって表され、その後、前記シンボル時間の残りの間には前記第２の電力状態によって表されるように構成された、請求項１から３のいずれか一項に記載の送信機（６００、７０６）。
【請求項７】
前記信号は、
シンボルの第１のバイナリ状態が、シンボル時間の第１のパートの第１の部分の間には前記第２の電力状態によって表され、その後、前記シンボル時間の前記第１のパートの残りの間には前記第１の電力状態によって表され、その後、前記シンボル時間の前記残りの間には前記第２の電力状態によって表され、
シンボルの第２のバイナリ状態が、シンボル時間の第１のパートの間には前記第２の電力状態によって表され、その後、前記シンボル時間の第２の部分の間には前記第２の電力状態によって表され、その後、前記シンボル時間の前記残りの間には前記第１の電力状態によって表される
ように構成された、請求項１から３のいずれか一項に記載の送信機（６００、７０６）。
【請求項８】
前記信号は、前記シンボル時間の前記第１のパートが前記シンボル時間の半分であるように構成された、請求項６または７に記載の送信機（６００、７０６）。
【請求項９】
ネットワークノード（７００）との通信のために動作可能に関連付けられた１つまたは複数のワイヤレスデバイスを有する通信システムにおいて動作するように構成されたネットワークノード（７００）であって、前記ネットワークノード（７００）が請求項１から８のいずれか一項に記載の送信機（６００、７０６）を備える、ネットワークノード（７００）。
【請求項１０】
前記ワイヤレスデバイスとの通信のためのトランシーバを備え、前記トランシーバが、前記ワイヤレスデバイスとの第１のプロトコルまたは無線アクセス技術に従って動作するように構成され、前記送信機（６００、７０６）が、前記ワイヤレスデバイスの少なくともサブセットとの第２のプロトコルまたは無線アクセス技術に従って動作するように構成された、請求項９に記載のネットワークノード（７００）。
【請求項１１】
前記ワイヤレスデバイスとの通信のためのトランシーバを備え、前記トランシーバが、前記ワイヤレスデバイスとの第１のプロトコルまたは無線アクセス技術に従って動作するように構成され、前記トランシーバが前記送信機（６００、７０６）を備える、請求項９に記載のネットワークノード（７００）。
【請求項１２】
情報シンボルが、第１の電力状態と第２の電力状態とを含む信号によって表される、バイナリ振幅シフトキーイングを使用して、バイナリ情報を送信する方法であって、
前記第１の電力状態が、前記第２の電力状態よりも高い信号電力を有し、
前記第１および第２の電力状態の間の電力における比が第１の値を下回り、
前記第１および第２の電力状態の間の電力における前記比は、前記状態が区別可能に復号可能であるように第２の値を上回る、方法。
【請求項１３】
前記第１の値が３０ｄＢ未満に対応する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１および第２の電力状態の間の電力における前記区別可能な復号可能な比が、少なくとも２０ｄＢに対応する値である、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記信号が、前記第１の電力状態によってシンボルの第１のバイナリ状態を表し、前記第２の電力状態によってシンボルの第２のバイナリ状態を表すように構成された、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のバイナリ状態が、シンボル時間の部分の間には前記第１の電力状態によって表され、前記シンボル時間の残りの間には前記第２の電力状態によって表され、前記第２のバイナリ状態が、前記シンボル時間全体の間に前記第２の電力状態によって表される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記信号は、シンボルの第１のバイナリ状態が、シンボル時間の第１のパートの間には前記第２の電力状態によって表され、その後、前記シンボル時間の残りの間には前記第１の電力状態によって表され、シンボルの第２のバイナリ状態が、前記シンボル時間の第１のパートの間には前記第１の電力状態によって表され、その後、前記シンボル時間の残りの間には前記第２の電力状態によって表されるように構成された、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記信号は、
シンボルの第１のバイナリ状態が、シンボル時間の第１のパートの第１の部分の間には前記第２の電力状態によって表され、その後、前記シンボル時間の第１のパートの間には前記第１の電力状態によって表され、その後、前記シンボル時間の前記残りの間には前記第２の電力状態によって表され、
シンボルの第２のバイナリ状態が、シンボル時間の第１のパートの間には前記第２の電力状態によって表され、その後、前記シンボル時間の第２の部分の間には前記第２の電力状態によって表され、その後、前記シンボル時間の前記残りの間には前記第１の電力状態によって表されるように構成された、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記信号は、前記シンボル時間の前記第１のパートが前記シンボル時間の半分であるように構成された、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記信号をウェイクアップ信号として送信することを含む、請求項１２から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記信号を制御信号またはページング信号として送信することを含む、請求項１２から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
送信機またはネットワークノードのプロセッサ上で実行されたとき、前記送信機またはネットワークノードに請求項１２から２１のいずれか一項に記載の方法を実行させる命令を備えるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、送信機、ネットワークノード、そのための方法、および本方法を実装するためのコンピュータプログラムに関する。特に、本開示は、バイナリ情報を搬送するワイヤレス信号が改善された特性を有する、その信号を与えることに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気通信ドメインは、これまでしばしば電気エネルギー消費の著しい増加を伴ってきた。スペクトル効率またはデータレートなどのパフォーマンスに対する需要は、より多いエネルギー消費を犠牲にして満たされてきた。アナログおよびデジタルエレクトロニクスにおける進歩により、低コスト、低エネルギーのワイヤレスノードの開発が可能になった。しかしながら、いくつかの適用例について、エネルギー消費は問題のままである。アイドルモードリスニングは、一般に、モノのインターネット（ＩｏＴ）と一般的に呼ばれる分野に関係するデバイスによって使用される。アイドルモードリスニングは、デバイスについての全体的なエネルギー消費に影響を及ぼす。これは、データトラフィックが極めて散発的であるときに特に顕著である。
【０００３】
エネルギー低減は、たとえば、デバイスが非活動期間中に主要な無線周波数インターフェースをオフに切り替え、通信需要が生じた場合のみそれをオンに切り替えることが可能である手法によって実行され得る。たとえば、ウェイクアップ信号が、送信機を使用することによって送られ、デバイスにおいて受信され、復号され、主要な無線機が活動化される、ウェイクアップ無線機を使用することによって、多くの適用例について著しいエネルギー消費低減が達成され得る。
【０００４】
さらに、エネルギー消費を低減する努力は、主要な無線プロトコルの休眠時間および起動時間を動的に適応させることによって媒体アクセスプロトコルなどの異なるレベルにおいて行われ得る。複雑さが有限の信号、したがって、間欠的に提示される制御信号のためのデコーダが、エネルギー効率を改善し得る。
【０００５】
これらの努力は、より多くのエネルギーを消費する動作の活動化または非活動化のための制御機構が常駐する、物理レイヤに影響を及ぼし、これは、リーンな制御シグナリングに負担をかける。
【発明の概要】
【０００６】
本開示は、リーンなシグナリングは低複雑信号から恩恵を受けるという発明者の理解に基づく。本開示は、たとえば、ウェイクアップ無線シグナリングまたは他のリーンなシグナリングのために好適である信号を示唆する。
【０００７】
低複雑度シグナリングのための一般的な候補である旧来のオンオフキーイング（ＯＯＫ）は、オン状態のためには信号を与え、オフ信号のためには信号を与えないので、本質的に、信号のタイミングを決定することにおける限界、またはタイミングが正しく検出可能であり得る使用すべき使用可能なシーケンスにおける限界のいずれかがある。ここで、タイミングは、送信の開始および／または終了に関係する。たとえば、オフ状態で開始するまたは終了するシーケンスは、あいまいに検出され得る。別の例は、送信されたシーケンスの一部が失われるが、送信のタイミングが既知である場合、チャネル符号化が失われた情報を処理し得る、断続的干渉下にある。
【０００８】
したがって、２つの状態をもつが、オフ状態が、信号が与えられないときから受信機によって区別され得る低電力状態によって代用される、ＯＯＫ手法に極めて類似する、振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）手法が示唆される。これは、ページングシーケンスおよびウェイクアップ信号のために特に有利である。開示された信号の利点はまた、他の適用例のために存在し得る。
【０００９】
第１の態様によれば、情報シンボルが、第１の電力状態と第２の電力状態とを含む信号によって表される、バイナリ振幅シフトキーイングを使用してバイナリ情報を送信するように構成された送信機が提供される。第１の電力状態は、第２の電力状態よりも高い信号電力を有する。第１および第２の電力状態の間の電力における比は第１の値を下回る。第１および第２の電力状態の間の電力における比は、状態が区別可能に復号可能であるように、第２の値を上回る。
【００１０】
上記で電力という用語は、信号が対応する電力状態にある持続時間中に電力が一定であるかのように使用される。ここで、電力が変動している場合、電力という用語は、たとえば平均電力のような、わずかにより広い意味において解釈され得ることが理解されるべきである。代替的に、当該のメトリックは、エネルギー、すなわち、ある時間にわたって集積された電力であり得る。以下では、電力という用語が使用されるが、上記で詳述した理由で、これが、一定でなければならない電力レベルではなく、使用可能なメトリックを表すことが、当業者にとって明らかであるべきである。
【００１１】
第１の値は、３０ｄＢ未満、または３０ｄＢに対応し得る。
【００１２】
第１および第２の電力状態の間の電力における区別可能な復号可能な比は、少なくとも２０ｄＢに対応する値であり得る。
【００１３】
信号は、第１の電力状態によってシンボルの第１のバイナリ状態を表し、第２の電力状態によってシンボルの第２のバイナリ状態を表すように構成され得る。第１のバイナリ状態は、シンボル時間の一部の間には第１の電力状態によって表され得、シンボル時間の残りの間には第２の電力状態によって表され得、第２のバイナリ状態は、シンボル時間全体の間に第２の電力状態によって表され得る。
【００１４】
信号は、シンボルの第１のバイナリ状態が、シンボル時間の第１のパートの間には第２の電力状態によって表され得、その後、シンボル時間の残りの間には第１の電力状態によって表され得、シンボルの第２のバイナリ状態が、シンボル時間の第１のパートの間には第１の電力状態によって表され得、その後、シンボル時間の残りの間には第２の電力状態によって表され得るように構成され得る。
【００１５】
信号は、シンボルの第１のバイナリ状態が、シンボル時間の第１のパートの第１の一部の間には第２の電力状態によって表され、その後、シンボル時間の第１のパートの残りの間には第１の電力状態によって表され、その後、シンボル時間の残りの間には第２の電力状態によって表され、シンボルの第２のバイナリ状態が、シンボル時間の第１のパートの間には第２の電力状態によって表され、その後、シンボル時間の第２の部分の間には第２の電力状態によって表され、その後、シンボル時間の残りの間には第１の電力状態によって表されるように構成され得る。
【００１６】
信号は、シンボル時間の第１のパートがシンボル時間の半分であるように構成され得る。
【００１７】
第２の態様によれば、ネットワークノードとの通信のために動作可能に関連付けられた１つまたは複数のワイヤレスデバイスを有する通信システムにおいて動作するように構成されたネットワークノードが提供される。ネットワークノードは、第１の態様による送信機を備える。
【００１８】
ネットワークノードは、ワイヤレスデバイスとの通信のためのトランシーバを備え得、トランシーバは、ワイヤレスデバイスとの第１のプロトコルまたは無線アクセス技術に従って動作するように構成され、送信機は、ワイヤレスデバイスの少なくともサブセットとの第２のプロトコルまたは無線アクセス技術に従って動作するように構成される。ネットワークノードは、ワイヤレスデバイスとの通信のためのトランシーバを備え得、トランシーバは、ワイヤレスデバイスとの第１のプロトコルまたは無線アクセス技術に従って動作するように構成され、トランシーバは送信機を備える。
【００１９】
第３の態様によれば、情報シンボルが、第１の電力状態と第２の電力状態とを含む信号によって表される、バイナリ振幅シフトキーイングを使用してバイナリ情報を送信する方法が提供され、第１の電力状態は、第２の電力状態よりも高い信号電力を有し、第１および第２の電力状態の間の電力における比は第１の値を下回り、第１および第２の電力状態の間の電力における比は、状態が区別可能に復号可能であるように、第２の値を上回る。
【００２０】
第１の値は、３０ｄＢ未満、または３０ｄＢに対応し得る。
【００２１】
第１および第２の電力状態の間の電力における区別可能な復号可能な比は、少なくとも２０ｄＢに対応する値であり得る。
【００２２】
信号は、第１の電力状態によってシンボルの第１のバイナリ状態を表し、第２の電力状態によってシンボルの第２のバイナリ状態を表すように構成され得る。第１のバイナリ状態は、シンボル時間の一部の間には第１の電力状態によって表され得、シンボル時間の残りの間には第２の電力状態によって表され得、第２のバイナリ状態は、シンボル時間全体の間に第２の電力状態によって表され得る。
【００２３】
信号は、シンボルの第１のバイナリ状態が、シンボル時間の第１のパートの間には第２の電力状態によって表され、その後、シンボル時間の残りの間には第１の電力状態によって表され、シンボルの第２のバイナリ状態は、シンボル時間の第１のパートの間には第１の電力状態によって表され、その後、シンボル時間の残りの間には第２の電力状態によって表されるように構成され得る。
【００２４】
信号は、シンボルの第１のバイナリ状態が、シンボル時間の第１のパートの第１の部分の間には第２の電力状態によって表され、その後、シンボル時間の第１のパートの間には第１の電力状態によって表され、その後、シンボル時間の残りの間には第２の電力状態によって表され、シンボルの第２のバイナリ状態が、シンボル時間の第１のパートの間には第２の電力状態によって表され、その後、シンボル時間の第２の部分の間には第２の電力状態によって表され、その後、シンボル時間の残りの間には第１の電力状態によって表されるように構成され得る。
【００２５】
信号は、シンボル時間の第１のパートがシンボル時間の半分であるように構成され得る。
【００２６】
本方法は、信号をウェイクアップ信号として送信することを含み得る。
【００２７】
本方法は、信号を制御信号またはページング信号として送信することを含み得る。
【００２８】
第４の態様によれば、送信機またはネットワークノードのプロセッサ上で実行されたとき、送信機またはネットワークノードに第３の態様による方法を実行させる命令を備えるコンピュータプログラムが提供される。
【００２９】
本開示の上記ならびに追加の目的、特徴および利点は、添付の図面を参照しながら、本開示の好ましい実施形態の以下の例示的で非限定的な詳細な説明によってより良く理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】オンオフキーイング信号を概略的に示す図である。
【図２】値表現をもつデータビットを示す図である。
【図３】変更された値表現を概略的に示す図である。
【図４】例示的なウェイクアップ信号構造を示す図である。
【図５】一実施形態による電力レベル割当てを概略的に示す図である。
【図６】一実施形態による送信機の概略図である。
【図７】一実施形態によるネットワークノードを概略的に示すブロック図である。
【図８】一実施形態による方法を示すフローチャートである。
【図９】コンピュータ可読媒体および処理デバイスを概略的に示す図である。
【図１０】第１および第２のバイナリ状態についての信号の構成を示す図である。
【図１１】第１および第２のバイナリ状態についての信号の構成を示す図である。
【図１２】第１および第２のバイナリ状態についての信号の構成を示す図である。
【図１３】第１および第２のバイナリ状態についての信号の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、信号の存在がオンパートまたは状態を表し、信号の不在がオフパートまたは状態を表す変調方式である、オンオフキーイング（ＯＯＫ）信号を概略的に示す。たとえば、オンパートおよびオフパートは２進数字を表し得るか、または、オン−オフ状態とオフ−オン状態との間の遷移は２進数字を表し得る。ＯＯＫは、信号の存在または不在においてデジタルデータを表す、振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）の最も簡単な形態であると考えられる。それの最も単純な形態において、特定の持続時間についてのキャリアの存在はバイナリ１を表すが、同じ持続時間についてのキャリアの不在はバイナリ０を表す。いくつかのより洗練された方式は、追加の情報を伝達するためにこれらの持続時間を変動させる。それはユニポーラ符号化ラインコードに類似する。復調は、非コヒーレントに、受信機における利得制御および分解能に関する極めて緩和された要件とともに行われ得るので、ＯＯＫは、受信機の電力消費が主要な問題であるときはいつでも、使用するのに好適な変調である。
【００３２】
ＯＯＫを復号するために、受信機は、どの信号レベルが信号の存在に対応し、どの信号レベルが信号の不在に対応するかを推定しなければならない。マンチェスターコーディングは、信号の平均信号レベルが情報を搬送しないようにすることによって、クロック復元を簡略化し、復調を簡略化するために使用される変調手段である。図２は、値１をもつデータビットが論理１と後続の論理０とによって表される、すなわち符号化されるが、値０をもつデータビットは論理０と後続の論理１とによって表されることを示す。代替的に、符号化は、値１をもつデータビットが論理０と後続の論理１となどによって表されるようにスワップされ得る。
【００３３】
データが何であるかとは無関係に、各シンボルの中間において０から１への遷移またはその逆の遷移が常にあるので、クロック復元は簡略化される。
【００３４】
マンチェスターコード化シンボルの復号は、本質的に、シンボルの第１の半分と第２の半分とを比較し、シンボルの第１の半分が同じシンボルの第２の半分よりも大きい電力を有する場合、またはその逆である場合、論理１の選好を決定することによって行われる。実装ごとに、メトリックｍは、
ｍ＝ｒ０−ｒ１
として生成され
ここで、ｒ０およびｒ１は、それぞれ、シグナリング間隔の第１および第２の半分中の信号を表す。図２を参照のこと。次いで、ｋ番目の情報シンボルの推定値
2020537850.tif 000003
であるｉｋが、ただメトリックｍの符号を考えることによって取得される。すなわち、ｍ≧０である場合は
2020537850.tif 000004
であり、ｍ＜０である場合は
2020537850.tif 000005
である。
【００３５】
メトリックｍは、第１の半分からシンボルの第２の半分を減算することによって生成されるので、平均信号レベルは除去され、したがって、決定を行うために使用されるメトリックに影響を及ぼさない。
【００３６】
平均信号レベルに鈍感になるときのマンチェスターコーディングの特性のために、マンチェスターコーディングは、代替が、いつ論理１または論理０の選好を決定するべきかについての決定しきい値を推定することであり得るときには、魅力的な手法である。
【００３７】
たとえば、マンチェスターコード化ＯＯＫは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂａタスクグループ（ＴＧ）内で規格化されている。ＴＧ８０２．１１ｂａは、８０２．１１規格に基づいてデバイスにおける電力消費を著しく低減することをターゲットにして、ウェイクアップ無線機（ＷＵＲ）のための規格を開発する。このブロックは、たとえば８０２．１１ａ／ｇ／ｎ／ａｃをサポートするＷｉ−Ｆｉ送信機においてすでに利用可能であるので、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を使用することによってウェイクアップ信号（ＷＵＳ）を生成することが提案される。特に、ＯＯＫを生成するための説明される手法は、中心において１３個のサブキャリアを使用し、場合によってはＤＣキャリアを除き、次いで、オンを表すために何らかの信号を用いてこれらをポピュレートし、オフを表すために何も送信しないことである。
【００３８】
図２に示されているような、教科書的なマンチェスターコード化ＯＯＫの代替として、信号のオンパートの部分をゼロパディングし、パフォーマンスをさらに改善することが実現可能である。図３はそのような手法を示し、ＴＺおよびＴＮＺは、それぞれオン信号が０であるときおよび非０であるときの時間を示す。潜在的な改善は、同じエネルギーが時間ＴＮＺ、すなわち、０．５のデューティサイクルをもつ典型的なＯＯＫ信号におけるオン信号の持続時間である、ビット時間の半分、Ｔｂ／２よりも短い時間中に受信されることによる。雑音電力はその時間に比例するので、信号対雑音比（ＳＮＲ）は相応して増加する。
【００３９】
仮説的に、ＳＮＲは、このようにして無限にされ得る。しかし、これは実際には不可能である。ＳＮＲが勝手に大きくなるのを防ぎ得る技術面および規制面がある。
【００４０】
図４はウェイクアップ信号構造の例を示す。ウェイクアップ信号の構造は、８０２．１１プリアンブルと、後続のウェイクアップ同期シーケンスと、後続の、ＯＯＫを使用するデータ信号とを含めることが提案される。
【００４１】
図５は、２つの状態をもつが、オフ状態が低電力状態によって代用される、ＯＯＫ手法と比較され得る、振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）手法を示す。ＡＳＫ手法は、受信機が、信号シーケンスのすべてのパートを信号が与えられないときから区別することを可能にし得る。受信機は、ＯＯＫのオン状態への等価性を表す高電力状態を３０ｄＢ下回る低電力状態において、または、より高い、たとえば、高電力状態を２０ｄＢと３０ｄＢの間下回るどこかにおいて、信号を検出することが可能であると仮定することが妥当である。高電力状態と低電力状態との間の比は、好ましくは、少なくとも２０ｄＢに対応する比とともに、状態が区別可能に復号可能であるように高く保たれる。エネルギー考慮事項が、さらに、低電力状態を低く保つことを助長する。エネルギー考慮事項、ならびに、他のユーザに対して干渉を生成することに関する考慮事項にさらに対処するために、以下で実証される実施形態のうちのいくつかによって示唆されるように、高電力状態の持続時間が減少するように、高電力状態の持続時間が適応させられ得る。
【００４２】
一実施形態では、バイナリ情報を送信するためにバイナリ振幅シフトキーイングが使用される。論理１は第１の電力を使用して送信され、論理０は第２の電力を使用して送信され、またはその逆に送信される。定数０．５を指す、高電力状態および低電力状態の持続時間が平均して等しく存在するような、論理１および論理０の等しい確率を仮定すると、信号の平均電力は、
Ｐａｖｇ＝０．５・Ｐ１＋０．５・Ｐ２
であり、Ｐａｖｇは平均電力であり、Ｐ１は、第１の電力のために印加される電力であり、Ｐ２は、第２の電力のために印加される電力である。第１の電力と第２の電力との間の比が３０ｄＢに対応する、すなわち、
2020537850.tif 000006
ここでＰΔは比である、例を考えると、平均電力Ｐａｖｇは、
Ｐａｖｇ＝０．５・Ｐ１＋０．５・Ｐ２＝０．５・Ｐ１＋０．５・０．００１・Ｐ１＝０．５００５・Ｐ１
であることがわかる。
【００４３】
したがって、低電力状態に、Ｐａｖｇ＝０．５をもたらしたであろう、Ｐ２＝０と比較して小さい信号を備えさせる平均電力の増加は、無視できるが、上記で説明したように利点を与える。
【００４４】
熟練の読者によって認識可能であるように、図１および図１の雑音電力レベルならびに図５および図５の電力レベルを考えるとき、信号電力は、Ｐ２電力レベルが雑音電力レベルにあるか、雑音電力レベルを上回り、Ｐ１電力レベルが区別可能に復号可能な信号を与えるために十分であるように、合理的に選定される。一例では、約２０ｄＢｍの高電力レベルＰ１、および０ｄＢｍと−１０ｄＢｍとの間のどこかの低電力レベルＰ２は、実際には、信号の上記の目的の多くのために好適な信号を与える。
【００４５】
一実施形態では、バイナリ情報がマンチェスターコード化される、すなわち、論理１が、それの第１のパートが電力Ｐ１で送信され、第２のパートがＰ２の電力で送信される信号によって送信され、また、論理０が、それの第１のパートが電力Ｐ２で送信され、第２のパートがＰ１の電力で送信される信号によって送信されるか、またはその逆に送信される場合、本質的に、マンチェスターコーディングの性質により、論理１および論理０の等しい確率の仮定に依存しない同じ結果が与えられ得る。
【００４６】
上記のように、高電力状態をもつパートが持続時間において制限されるように信号を変更することによって、さらなる利点が与えられ得る。変更は、対応するプレーンＯＯＫにおいてオンである、すなわち、ここでは高電力状態にあるパートが、異なる送信電力を有する２つのパート、すなわち、高電力状態を有する１つのパートと、低電力状態を有する別のパートとに分割されるように、信号を変更することによって行われ得る。ＴＨＰが高電力状態の持続時間であり、ＴＳがシンボルの持続時間である、パラメータα、
2020537850.tif 000007
を考える。パラメータαは、バイナリシンボルの等しい分布を仮定して、信号がより高い電力で送られる時間の分数を示す。平均電力Ｐａｖｇは、したがって
Ｐａｖｇ＝α・Ｐ１＋（１−α）・Ｐ２
になり、ここで、Ｐ１は、高電力状態のために印加される電力であり、Ｐ２は、低電力状態のために印加される電力である。ここで、０＜α≦０．５であり、たとえば０．７、すなわち、シンボル時間高電力状態の７０％に選択された高電力状態を含むシンボルのためのＰ１の使用とＰ２の使用との間の比が使用される場合、パラメータαは０．３５になり、Ｐａｖｇは、３０ｄＢのＰ１とＰ２との間の比のために０．３５０７５・Ｐ１になる。高電力状態および低電力状態の等しい持続時間をもつ上記の例を参照のこと。したがって、かなりのエネルギー節約が実現可能である。
【００４７】
マンチェスターコーディングは、シンボルの第１のバイナリ状態が第２の電力状態によって表され、その後、シンボル時間中には第１の電力状態によって表され、シンボルの第２のバイナリ状態が第１の電力状態によって表され、その後、シンボル時間中には第２の電力状態によって表され、シンボル時間の第１および第２のパートがシンボル時間の半分であるように、信号がコーディングされることに基づく。しかしながら、シンボル時間の第１のパートおよび第２のパートがシンボル時間の半分でなく、高電力パートがシンボル時間の半分よりも短くされた変更されたコードが、上記で実証されたようなエネルギー節約を与え得る。
【００４８】
図６は、異なる実施形態に関して上記で実証されたバイナリ振幅シフトキーイングを使用してバイナリ情報を送信するように構成された送信機６００を概略的に示す。情報シンボル６０２は、第１の電力状態および第２の電力状態のうちの少なくとも１つを含む送信された信号６０４によって表される。送信機６００は、したがって、第１の電力状態が、第２の電力状態よりも高い信号電力を有し、第１および第２の電力状態の間の電力における差が、たとえば３０ｄＢに対応する第１の比を下回り、第１および第２の電力状態の間の電力における差が、状態が受信エンティティ、たとえばワイヤレス通信デバイスによって区別可能に復号可能であるように、たとえば２０ｄＢに対応する第２の比を上回る、信号を与えるように構成される。
【００４９】
図７は、一実施形態によるネットワークノード７００を概略的に示すブロック図である。ＵＥは、アンテナ構成７０２と、アンテナ構成７０２に接続された受信機７０４と、アンテナ構成７０２に接続された送信機７０６と、１つまたは複数の回路を備え得る処理要素７０８と、１つまたは複数の入力インターフェース７１０と、１つまたは複数の出力インターフェース７１２とを備える。インターフェース７１０、７１２は、たとえば電気的または光学的な、ユーザインターフェースおよび／または信号インターフェースであり得る。ＵＥ７００は、セルラー通信ネットワークにおいて動作するように構成される。特に、図１〜図６を参照しながら実証された実施形態を実行するように構成された処理要素７０８によって、ネットワークノード７００は、送信機７０６によって送信されるべき信号を表すことが可能であり、その信号は、第１の電力状態と、第１の電力状態よりも低い第２の電力状態とを含み、第１および第２の電力状態の間の電力における比は、第１の値を下回り、第１および第２の電力状態の間の電力における比は、状態が受信エンティティによって区別可能に復号可能であるように、第２の値を上回る。送信機７０６は、ここで、上記で実証された両方の信号、たとえば、ウェイクアップ信号、ページング信号、制御信号などのために、および、たとえばセルラーもしくはワイヤレスローカルエリアネットワークに関連する他のトラフィックのために使用される単一の送信機か、または、たとえばセルラーもしくはワイヤレスローカルエリアネットワークに関連するトラフィックのために構成された１つの送信機と、上記で実証された信号を与えるように構成された専用の別の送信機とを備える送信機構成のいずれかとして見なされる。処理要素７０８はまた、それが受信機７０４と送信機７０６とに接続されるので受信および送信を可能にするための信号処理から、アプリケーションを実行すること、インターフェース７１０、７１２を制御することなどにわたる、多数のタスクを実現することができる。
【００５０】
図８は、実施形態による方法を概略的に示すフローチャートである。送信されるべきバイナリ情報が取得され（８００）、次いで、ＡＳＫ信号を形成するための上記で実証された手法のいずれかに従って表現される（８０２）。電力レベル、すなわち上記で参照されたＰ１およびＰ２が割り当てられる（８０４）。この割当て（８０４）は、たとえば、推定されるチャネル条件に基づいて、動的であるか、または事前決定され得る。次いで、信号が送信される（８０６）。
【００５１】
本開示による方法は、コンピュータおよび／またはプロセッサなどの処理手段の助けを借りた実装のために、特に上記で実証された処理要素７０８が、上記で実証された信号の生成を処理するプロセッサを備えるケースのために、好適である。したがって、処理手段、プロセッサ、またはコンピュータに上記で説明した実施形態のいずれかによる方法のいずれかのステップを実行させるように構成された命令を備えるコンピュータプログラムが提供される。コンピュータプログラムは、好ましくは、図９に示されているように、コンピュータ可読媒体９００に記憶されるプログラムコードを備え、プログラムコードは、送信機またはネットワークノードの処理手段、プロセッサ、またはコンピュータ９０２に、好ましくは上記で説明した実施形態のいずれかのように、それぞれ本開示の実施形態による方法を実行させるために、その処理手段、プロセッサ、またはコンピュータ９０２によってロードされ、実行され得る。コンピュータ９０２およびコンピュータプログラム製品９００は、プログラムコードを連続的に実行するように構成され得、方法のいずれかの行為は、段階的に実行されるか、またはリアルタイム手法に従って動作する。処理手段、プロセッサ、またはコンピュータ９０２は、好ましくは、通常、埋込みシステムと呼ばれるものである。したがって、図９中の示されたコンピュータ可読媒体９００およびコンピュータ９０２は、原理の理解を与えるための説明目的のためのものであると解釈されるべきであり、要素の直接的な図として解釈されるべきでない。
【００５２】
図１０〜図１３は、第１および第２のバイナリ状態についての信号の異なる構成を示す。図１０〜図１３では、第１のバイナリ状態が「０」として示されており、第２のバイナリ状態が「１」として示されているが、その反対が等しく実現可能である。
【００５３】
図１０は、信号が、第１の電力状態によってシンボルの第１のバイナリ状態を表し、第２の電力状態によってシンボルの第２のバイナリ状態を表すように構成される例を示す。
【００５４】
図１１は、第１のバイナリ状態が、シンボル時間の一部の間には第１の電力状態によって表され、シンボル時間の残りの間には第２の電力状態によって表され、第２のバイナリ状態が、シンボル時間全体の間に第２の電力状態によって表される例を示す。
【００５５】
図１２は、信号が、シンボルの第１のバイナリ状態が、シンボル時間の第１のパートの間には第２の電力状態によって表され、その後、シンボル時間の残りの間には第１の電力状態によって表され、シンボルの第２のバイナリ状態が、シンボル時間の第１のパートの間には第１の電力状態によって表され、その後、シンボル時間の残りの間には第２の電力状態によって表されるように構成される例を示す。
【００５６】
図１３は、信号が、シンボルの第１のバイナリ状態が、シンボル時間の第１のパートの第１の部分の間には第２の電力状態によって表され、その後、シンボル時間の第１のパートの残りの間には第１の電力状態によって表され、その後、シンボル時間の残りの間には第２の電力状態によって表され、シンボルの第２のバイナリ状態が、シンボル時間の第１のパートの間には第２の電力状態によって表され、その後、シンボル時間の第２の部分の間には第２の電力状態によって表され、その後、シンボル時間の残りの間には第１の電力状態によって表されるように構成される例を示す。
【００５７】
図１２および図１３では、信号は、シンボル時間の第１のパートがシンボル時間の半分であるように構成され得る。上記のように、シンボル時間の「パート」および「部分」という用語は、それの特徴および効果を区別するために使用される。すなわち、「パート」は、マンチェスターコードのいくつかの原理を模倣するために使用されるシンボル時間の分割であるが、「部分」は、上記で実証されたさらなるエネルギー節約のための分割であり、「部分」は、通常、「パート」よりも小さい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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