優先権の主張
[35U.S.C.§119の下の優先権の主張]
特許についての本願は、2008年8月22日に出願され、本特許出願の譲受人に譲渡され、かつ、参照によって明示的に本特許出願に組み込まれている、「基地局同期化のための方法および装置(METHODS AND APPARATUS FOR BASE STATION SYNCHRONIZATION)」という名称の米国特許仮出願第61/091,089号の優先権を主張するものである。
以下の説明は、一般にワイヤレス通信に関し、より詳細には、ワイヤレス通信環境において低再使用チャネル(low reuse channel)上で送信される信号を経由した基地局間の同期化(synchronization)を提供することに関する。
ワイヤレス通信システムは、例えば、音声、データなど、様々なタイプの通信コンテンツを提供するために広く展開される。典型的なワイヤレス通信システムは、使用可能なシステムリソース(例えば、帯域幅、送信パワー、...)を共用することにより、複数のユーザとの通信をサポートすることができる多元接続システム(multiple-access systems)とすることができる。そのような多元接続システムの例は、符号分割多元接続(CDMA)システムと、時分割多元接続(TDMA)システムと、周波数分割多元接続(FDMA)システムと、直交周波数分割多元接続(OFDMA)システムなどと、を含むことができる。さらに、それらのシステムは、第3世代パートナーシッププロジェクト(third generation partnership project)(3GPP)、3GPPロングタームエボリューション(long term evolution)(LTE)、ウルトラモバイルブロードバンド(ultra mobile broadband)(UMB)などの仕様、および/または進化データ最適化(evolution data optimized)(EV−DO)、その1つまたは複数の改訂版などのマルチキャリアワイヤレス仕様、に準拠したものとすることができる。
一般に、ワイヤレス多元接続通信システムは、複数のモバイルデバイスについての通信を同時にサポートすることができる。各モバイルデバイスは、順方向リンクおよび逆方向リンクの上の伝送を経由して1つまたは複数の基地局と通信することができる。順方向リンク(またはダウンリンク)は、基地局からモバイルデバイスへの通信リンクを意味し、そして逆方向リンク(またはアップリンク)は、モバイルデバイスから基地局への通信リンクを意味する。さらにモバイルデバイスと基地局との間の通信は、単一入力単一出力(SISO)システム、多入力単一出力(MISO)システム、多入力多出力(MIMO)システムなどを経由して確立されることがある。さらに、モバイルデバイスは、他のモバイルデバイスと(かつ/または基地局は他の基地局と)、ピアツーピアワイヤレスネットワークコンフィギュレーション(peer-to-peer wireless network configurations)の中で、通信することができる。
異種ワイヤレス通信システムは、一般に様々なタイプの基地局を含むことができ、これらの基地局のおのおのは、異なるセルサイズに関連づけられることがある。例えば、マクロセル基地局は、一般的に、マスト、屋上、他の既存の構造などの上にインストールされたアンテナ(単数または複数)を活用する。さらに、マクロセル基地局は、多くの場合に、約10ワットのパワー出力を有し、そして広いエリアについてのカバレッジを提供することができる。フェムトセル基地局は、最近出現している別のクラスの基地局である。フェムトセル基地局は、一般に住居または小企業環境のために設計され、そしてモバイルデバイスと、バックホール(backhaul)のための既存のブロードバンドインターネット接続(例えば、デジタル加入者回線(digital subscriber line)(DSL)、ケーブル、...)と通信するためにワイヤレス技術(例えば、3GPPユニバーサルモバイル電気通信システム(Universal Mobile Telecommunications System)(UMTS)またはロングタームエボリューション(LTE)、1x進化データ最適化(1xEV−DO))を使用してモバイルデバイスに対するワイヤレスカバレッジを提供することができる。フェムトセル基地局は、ホームノードB(Home Node B)(HNB)、フェムトセルなどと称されることもある。他のタイプの基地局の例は、ピコセル基地局、マイクロセル基地局などを含む。
ワイヤレス通信環境における基地局は、多くの場合に同期させられるように動作しようと試みる。ワイヤレスネットワークにおける、基地局の間の同期化は、基地局の間の干渉を軽減するために有利とすることができる。例えば、基地局のそれぞれのクロックが、時間または周波数において調整されて(aligned)いない場合、基地局は、互いに干渉し、それによって性能に悪影響を及ぼす可能性がある。さらに、基地局の間の同期化は、仮想の多入力多出力(MIMO)またはセンサデータ融合(sensor data fusion)を使用することを可能にすることができる。
伝統的に、ワイヤレスセルラネットワークにおける、基地局の間の同期化は、各基地局にそれぞれの全地球測位システム(GPS)レシーバを配置することにより達成されることがある。GPSレシーバは、基地局のためのタイミングソースを提供することができる。それに応じて、基地局のクロックは、GPSレシーバを経由して得られる情報を利用して調整され得る。したがって、各基地局が、それぞれのGPSレシーバによって受信される情報を使用することにより、その対応するクロックを調整することができるので、基地局の間の同期化は、達成され得る。
しかしながら、GPSレシーバおよび/またはGPS信号は、様々なシナリオの下で同期化の目的のために使用できない可能性がある。例えば、GPSレシーバおよび/またはGPS信号の使用可能性の欠如は、製造コストの考慮、消費電力制限、および/またはGPS衛星に対する見通し線(line-of-sight)の欠如に起因する可能性があるが、しかしながら、GPSレシーバおよび/またはGPS信号は、他の任意の理由(単数または複数)に起因して使用不可能になり得ることを理解すべきである。例えば、あまり強力でない基地局(例えば、フェムトセル基地局、ピコセル基地局、...)が、マクロセル基地局と一緒に異種ワイヤレス通信システムの中に含まれる可能性がある。あまり強力でない基地局は、ネットワークスループットを強化するために活用されることがあるが、けれどもこれらのあまり強力でない基地局は、多くの場合に屋内に配置され(例えば、GPS衛星からGPS信号を受信するのに失敗し)、かつ/またはそれに関連するGPSレシーバを欠いている可能性がある。
以下は、そのような態様についての基本的な理解を提供するために、1つまたは複数の態様の簡略化された概要を提示するものである。この概要は、すべての企図された態様の広範囲に及ぶ概説ではなく、そしてすべての態様の重要な、または不可欠な要素を識別するようにも、任意の、またはすべての態様の範囲を示すようにも意図されてはいない。その唯一の目的は、後で提示される、より詳細な説明の前置きとして、簡略化された形式で1つまたは複数の態様のいくつかの概念を提示することである。
1つまたは複数の実施形態と、その対応する開示とに従って、様々な態様は、ワイヤレス通信環境において基地局を同期させることに関連して説明される。基地局は、低再使用チャネルを経由して送信される同期信号を受信することができ、この低再使用チャネルは、1グループの基地局によって共用され得る。さらに、基地局は、受信された同期信号に合わせてそれに関連するクロックを調整する(align)ことができる。さらに、基地局は、低再使用チャネルのリソースの第1のサブセットの上で受信される第1の同期信号に合わせてクロックを粗調整し(coarsely align)、そしてリソースの(例えば、低再使用チャネルの、別個のチャネルの、...)第2のサブセットの上で受信される第2の同期信号に合わせてクロックを微調整する(finely align)ことができ、ここでリソースの第2のサブセットは、少なくともあらかじめ決定されたレベルの同期精度を有する、少なくとも1つの基地局からの伝送のために予約され得る。
関連した態様によれば、一方法が、ここにおいて説明される。本方法は、低再使用チャネルを経由して基地局において信号を受信すること、を含むことができる。さらに、本方法は、その信号に合わせて基地局のクロックを調整すること、を含むことができる。
別の態様は、ワイヤレス通信装置に関する。ワイヤレス通信装置は、少なくとも1つのプロセッサを含むことができる。その少なくとも1つのプロセッサは、低再使用チャネルを経由して基地局において同期信号を受信するように構成され得る。さらに、少なくとも1つのプロセッサは、同期信号に合わせて基地局のクロックを調整する(tune)ように構成され得る。
さらに別の態様は、ワイヤレス通信装置に関する。ワイヤレス通信装置は、低再使用チャネルを経由して基地局において同期信号の組を得るための手段を含むことができる。ワイヤレス通信装置は、その組からの少なくとも1つの同期信号に合わせて基地局のクロックを調整するための手段をさらに含むことができる。
さらに別の態様は、コンピュータ可読媒体を備えることができるコンピュータプログラムプロダクトに関する。コンピュータ可読媒体は、少なくとも1台のコンピュータに、低再使用チャネルを経由して基地局において信号を受信するようにさせるためのコードを含むことができる。さらに、コンピュータ可読媒体は、少なくとも1台のコンピュータに、信号に合わせて基地局のクロックを調整するようにさせるためのコードを含むこともできる。
さらに別の態様は、低再使用チャネルを経由して受信する基地局において同期信号を得る受信コンポーネントを含むことができる装置に関する。さらに本装置は、得られた同期信号に合わせて、受信する基地局のクロックを調整する調整コンポーネントを含むことができる。
他の態様によれば、一方法が、ここにおいて説明される。本方法は、基地局のクロックに基づいて同期信号を生成すること、を含むことができる。さらに、本方法は、1グループの基地局によって共用される低再使用チャネル上で基地局から同期信号を送信すること、を含むことができる。
別の態様は、ワイヤレス通信装置に関する。ワイヤレス通信装置は、少なくとも1つのプロセッサを含むことができる。その少なくとも1つのプロセッサは、基地局のクロックに基づいて同期信号を発生させるように構成され得る。少なくとも1つのプロセッサは、さらに、1グループの基地局によって共用される低再使用チャネル上で基地局から同期信号を送信するように構成され得る。
さらに別の態様は、ワイヤレス通信装置に関する。ワイヤレス通信装置は、基地局のクロックの関数として同期信号を生成するための手段を含むことができる。さらに、ワイヤレス通信装置は、低再使用チャネル上で基地局から同期信号を送信するための手段を含むこともあり得る。
さらに別の態様は、コンピュータ可読媒体を備えることができるコンピュータプログラムプロダクトに関する。コンピュータ可読媒体は、少なくとも1台のコンピュータに、基地局のクロックの関数として同期信号を発生させるようにさせるためのコードを含むことができる。さらに、コンピュータ可読媒体は、少なくとも1台のコンピュータに、複数の基地局によって共用される低再使用チャネル上で基地局から同期信号を送信するようにさせるためのコードを含むこともできる。
さらに別の態様は、送信する基地局のクロックに基づいて同期信号を発生させる同期信号生成コンポーネントを含むことができる装置に関する。さらに、本装置は、1グループの基地局によって共用される低再使用チャネル上で、送信する基地局から同期信号を送信する送信コンポーネントを含むことができる。
上記の、そして関連した目的を達成するために、1つまたは複数の態様は、以下で十分に説明され、そして特許請求の範囲において特に指摘される特徴を備える。以下の説明と添付の図面とは、1つまたは複数の態様のある種の例示の特徴を詳細に説明している。しかしながら、これらの特徴は、様々な態様の原理が使用され得る様々なやり方のうちの少しだけを示すにすぎず、そしてこの説明は、すべてのそのような態様とそれらの同等物とを含むように意図される。
図1は、ここに記載する様々な態様に従うワイヤレス通信システムの説明図である。
図2は、ワイヤレス通信環境において同期化を試みるときに互いに干渉する基地局を含む一例のシステムの説明図である。
図3は、ワイヤレス通信環境において基地局を同期させるために低再使用チャネルを使用する一例のシステムの説明図である。
図4は、ワイヤレス通信環境において基地局タイミングの多段階調整を使用する一例のシステムの説明図である。
図5は、ワイヤレス通信環境において低再使用チャネルを経由して受信される複数の同期信号から同期信号を選択することを可能にする一例のシステムの説明図である。
図6は、ワイヤレス通信環境において基地局を同期させることを容易にする一例の方法の説明図である。
図7は、ワイヤレス通信環境において基地局のクロックを調整することを容易にする一例の方法の説明図である。
図8は、ワイヤレス通信環境において同期信号を配布することを容易にする一例の方法の説明図である。
図9は、ここにおいて説明される様々な態様に関連して使用され得る一例のモバイルデバイスの説明図である。
図10は、ワイヤレス通信環境において基地局のクロックを同期させる一例のシステムの説明図である。
図11は、いくつかのユーザをサポートするように構成され、ここにおける教示がインプリメントされよう一例のワイヤレス通信システムの説明図である。
図12は、1つまたは複数のフェムトノードが、ネットワーク環境内に展開される一例の通信システムの説明図である。
図13は、そのおのおのがいくつかのマクロカバレッジエリアを含むいくつかの追跡エリア(あるいは経路指定エリアまたはロケーションエリア)が、定義されるカバレッジマップの一例の説明図である。
図14は、ここにおいて説明される様々なシステムおよび方法と一緒に使用され得る一例のワイヤレスネットワーク環境の説明図である。
図15は、ワイヤレス通信環境において基地局のクロックを同期させることを可能にする一例のシステムの説明図である。
図16は、ワイヤレス通信環境において同期信号を配布することを可能にする一例のシステムの説明図である。
詳細な説明
様々な態様が、次に図面を参照して説明される。以下の説明においては、説明の目的のために、非常に多くの特定の詳細が、1つまたは複数の態様についての完全な理解を提供するために述べられる。しかしながら、そのような態様(単数または複数)は、これらの特定の詳細なしに実行されることができることを明らかにすることができる。
本願において使用されるように、「コンポーネント」、「モジュール」、「システム」などの用語は、それだけには限定されないが、ハードウェア、ファームウェア、ハードウェアとソフトウェアとの組合せ、ソフトウェア、実行中のソフトウェアなど、コンピュータに関連したエンティティを含むように意図される。例えば、コンポーネントは、それだけには限定されないが、プロセッサ上で実行されるプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行形式(executable)、実行スレッド(thread of execution)、プログラム、および/またはコンピュータ、とすることができる。例証として、コンピューティングデバイス上で実行されるアプリケーションも、そのコンピューティングデバイスも、両方ともにコンポーネントとすることができる。1つまたは複数のコンポーネントは、プロセス内に存在することができ、かつ/または実行スレッドとコンポーネントとは、1台のコンピュータ上に局所化され、かつ/または2台以上のコンピュータの間で分散され得る。さらに、これらのコンポーネントは、様々なデータ構造をその上に記憶している様々なコンピュータ可読媒体から実行することができる。コンポーネントは、信号を経由してインターネットなどのネットワークを通る他のシステム、分散システム、および/またはローカルシステムの中で別のコンポーネントと対話する1つのコンポーネントからのデータなど、1つまたは複数のデータパケットを有する信号に従ってなど、ローカルおよび/またはリモートのプロセスを経由して通信することができる。
さらに、様々な態様が、端末に関連してここにおいて説明され、この端末は、有線端末またはワイヤレス端末とすることができる。端末は、システム、デバイス、加入者ユニット、加入者局、移動局、モバイル、モバイルデバイス、リモート局、リモート端末、アクセス端末、ユーザ端末、端末、通信デバイス、ユーザエージェント、ユーザデバイス、またはユーザ装置(user equipment)(UE)、と呼ばれることもある。ワイヤレス端末は、セルラ電話、衛星電話、コードレス電話、セッション開始プロトコル(Session Initiation Protocol)(SIP)電話、ワイヤレスローカルループ(WLL)局、パーソナル・デジタル・アシスタント(PDA)、ワイヤレス接続能力を有するハンドヘルドデバイス、コンピューティングデバイス、またはワイヤレスモデムに接続された他の処理デバイス、とすることができる。さらに、様々な態様は、ここにおいて基地局と関連して説明される。基地局は、ワイヤレス端末(単数または複数)と通信するために利用されることができ、そしてアクセスポイント、ノードB(Node B)、進化型ノードB(Evolved Node B)(eNode B、eNB)、または何らかの他の専門用語、と称されることもある。
さらに、用語「または(or)」は、排他的「または(or)」ではなくて、包含的「または(or)」を意味するように意図される。すなわち、別の方法で指定され、あるいは文脈から明らかでない限り、フレーズ「Xは、AまたはBを使用する(X employs A or B)」は、普通の包含的な置換のうちの任意のものを意味するように意図される。すなわち、フレーズ「Xは、AまたはBを使用する」は、以下のインスタンス:Xは、Aを使用する;Xは、Bを使用する;あるいはXは、AとBとの両方を使用する;のうちのどれによっても満たされる。さらに、本願と、添付の特許請求の範囲とにおいて使用されるような冠詞「1つの(a)」および「1つの(an)」は、単数形に指示されるように、別の方法で指定され、あるいは文脈から明らかでない限り、一般に、「1つまたは複数(one or more)」を意味するように解釈されるべきである。
ここにおいて説明される技法は、符号分割多元接続(CDMA)、時間分割多元接続(TDMA)、周波数分割多元接続(FDMA)、直交周波数分割多元接続(OFDMA)、単一キャリア周波数分割多元接続(single carrier-frequency division multiple access)(SC−FDMA)システム、他のシステムなど、様々なワイヤレス通信システムのために使用され得る。用語「システム」と、「ネットワーク」とは、多くの場合に交換可能に使用される。CDMAシステムは、ユニバーサル地上波無線アクセス(Universal Terrestrial Radio Access)(UTRA)、CDMA2000などの無線技術をインプリメントすることができる。UTRAは、広帯域−CDMA(Wideband-CDMA)(W−CDMA)と、CDMAの他の変形と、を含む。さらに、CDMA2000は、IS−2000規格と、IS−95規格と、IS−856規格と、をカバーする。TDMAシステムは、移動通信用グローバルシステム(Global System for Mobile Communications)(GSM)(登録商標)などの無線技術をインプリメントすることができる。OFDMAシステムは、進化型(Evolved)UTRA(E−UTRA)、ウルトラモバイルブロードバンド(Ultra Mobile Broadband)(UMB)、IEEE802.11(Wi−Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE802.20、フラッシュ−OFDM(Flash-OFDM)などの無線技術をインプリメントすることができる。UTRAと、E−UTRAとは、ユニバーサルモバイル電気通信システム(Universal Mobile Telecommunication System)(UMTS)の一部分である。3GPPロングタームエボリューション(Long Term Evolution)(LTE)は、E−UTRAを使用したUMTSのリリースであり、これは、ダウンリンク上のOFDMAと、アップリンク上のSC−FDMAとを使用する。UTRA、E−UTRA、UMTS、LTEおよびGSMは、「第3世代パートナーシッププロジェクト(3rd Generation Partnership Project)」(3G
PP)と名付けられる組織からの文書の中で説明される。さらに、CDMA2000およびウルトラモバイルブロードバンド(UMB)は、「第3世代パートナーシッププロジェクト2(3rd Generation Partnership Project 2)」(3GPP2)と名付けられる組織からの文書の中で説明される。さらに、そのようなワイヤレス通信システムは、多くの場合に、対になっていないライセンスされていないスペクトル、802.xxワイヤレスLAN、ブルートゥース(BLUETOOTH)(登録商標)、および他の任意の短距離または長距離のワイヤレス通信技法を使用したピアツーピア(例えば、モバイルツーモバイル)アドホックネットワークシステム、をさらに含むことができる。
単一キャリア周波数分割多元接続(Single carrier frequency division multiple access)(SC−FDMA)は、単一キャリア変調と、周波数ドメイン等化とを利用している。SC−FDMAは、OFDMAシステムと同様な性能と、実質的に同じ全般的な複雑さと、を有する。SC−FDMA信号は、その固有の単一キャリア構造のために、より低いピーク対平均電力比(peak-to-average power ratio)(PAPR)を有する。SC−FDMAは、例えば、より低いPAPRが、送信パワー効率の観点からアクセス端末を非常に有利にする場合のアップリンク通信において使用され得る。したがって、SC−FDMAは、3GPPロングタームエボリューション(LTE)または進化型UTRAにおけるアップリンク多元接続スキームとしてインプリメントされ得る。
ここにおいて説明される様々な態様または特徴は、標準のプログラミング技法および/またはエンジニアリング技法を使用した方法、装置、または製造の物品としてインプリメントされ得る。ここにおいて使用されるような用語「製造の物品」は、任意のコンピュータ可読なデバイス、キャリア、または媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムを包含するように意図される。例えば、コンピュータ可読媒体は、それだけには限定されないが、磁気ストレージデバイス(例えば、ハードディスク、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ストリップなど)、光ディスク(例えば、コンパクトディスク(CD)、デジタル多用途ディスク(digital versatile disk)(DVD)など)、スマートカード、およびフラッシュメモリデバイス(例えば、EPROM、カード、スティック、キードライブなど)を含むことができる。さらに、ここにおいて説明される様々なストレージ媒体は、情報を記憶するための1つまたは複数のデバイス、および/または他の機械可読媒体(machine-readable media)を表すことができる。用語「機械可読媒体」は、それだけには限定されずに、命令(単数または複数)および/またはデータを、記憶すること、含むこと、および/または搬送することのできる様々な他の媒体と、ワイヤレスチャネルと、を含むことができる。
次に図1を参照すると、ワイヤレス通信システム100が、ここにおいて提示される様々な実施形態に従って示されている。システム100は、複数のアンテナグループを含むことができる基地局102を備える。例えば、あるアンテナグループは、アンテナ104および106を含むことができ、別のグループは、アンテナ108および110を備えることができ、そして追加のグループは、アンテナ112および114を含むことができる。2つのアンテナが、各アンテナグループについて示されているが、しかしながら、より多くの、またはより少ないアンテナが、各グループについて利用されることがある。当業者によって理解されるであろうように、基地局102は、トランスミッタチェーンと、レシーバチェーンとをさらに含むことができ、これらのチェーンのおのおのは、順に、信号の送信と受信とに関連する複数のコンポーネント(例えば、プロセッサ、変調器、マルチプレクサ、復調器、デマルチプレクサ、アンテナなど)を備えることができる。
基地局102は、モバイルデバイス116やモバイルデバイス122など、1つまたは複数のモバイルデバイスと通信することができるが、しかしながら、基地局102は、モバイルデバイス116および122に似ている実質的に任意の数のモバイルデバイスと通信することができることを理解すべきである。モバイルデバイス116および122は、例えば、セルラ電話、スマートフォン、ラップトップ、ハンドヘルド通信デバイス、ハンドヘルドコンピューティングデバイス、衛星無線、全地球測位システム、PDA、および/またはワイヤレス通信システム100上で通信するための他の適切な任意のデバイスとすることができる。図示されるように、モバイルデバイス116は、アンテナ112および114と通信しており、ここでアンテナ112および114は、順方向リンク118上でモバイルデバイス116へと情報を送信し、そして逆方向リンク120上でモバイルデバイス116から情報を受信する。さらに、モバイルデバイス122は、アンテナ104および106と通信しており、ここでアンテナ104および106は、順方向リンク124上でモバイルデバイス122へと情報を送信し、そして逆方向リンク126上でモバイルデバイス122から情報を受信する。周波数分割複信(frequency division duplex)(FDD)システムにおいては、順方向リンク118は、逆方向リンク120によって使用される周波数帯域と異なる周波数帯域を利用することができ、そして順方向リンク124は、例えば、逆方向リンク126によって使用される周波数帯域と異なる周波数帯域を使用することができる。さらに、時分割複信(time division duplex)(TDD)システムにおいては、順方向リンク118と、逆方向リンク120とは、共通の周波数帯域を利用することができ、そして順方向リンク124と、逆方向リンク126とは、共通の周波数帯域を利用することができる。
それらが通信するように指定された各グループのアンテナおよび/またはエリアは、基地局102のセクタと称されることがある。例えば、アンテナグループは、基地局102によってカバーされるエリアのセクタの中のモバイルデバイスに対して通信するように設計されることがある。順方向リンク118および124上の通信においては、基地局102の送信アンテナは、モバイルデバイス116および122についての順方向リンク118および124の信号対雑音比を改善するためにビーム形成を利用することができる。また、基地局102は、関連するカバレッジを通してランダムに散乱されたモバイルデバイス116および122へと送信するためにビーム形成を利用するが、近隣セルの中のモバイルデバイスは、単一のアンテナを通してすべてのそのモバイルデバイスへと送信する基地局に比べて少ない干渉しか受けない可能性がある。
システム100は、そのような目的のために低再使用チャネルを利用する基地局(例えば、基地局102、異種の基地局(図示せず)、...)を同期させることをサポートすることができる。例証によれば、低再使用チャネルは、専用の共用チャネルとすることができる。低再使用チャネルは、干渉を低減させることを可能にし、そして基地局の間の同期化を提供することができる。基地局の間の同期化は、例えば、スループット利得を与え、かつ/または干渉管理をサポートすることができる。さらなる例によれば、基地局の間のそのような同期化は、仮想の多入力多出力(MIMO)を使用するために、かつ/またはセンサデータ融合を提供するために、活用され得る。
例証として、システム100は、異種ワイヤレス通信システムとすることができる。それ故に、システム100は、マクロセル基地局、フェムトセル基地局、ピコセル基地局、および/または同様なものを含むことができる。フェムトセル基地局やピコセル基地局などの低パワー基地局は、それに関連するそれぞれの全地球測位システム(GPS)を欠いている可能性があり、かつ/またはGPS信号を(例えば、屋内に位置づけられていることに起因して)受信することができない可能性がある。基地局102が、GPSレシーバ(例えば、基地局102に含まれ、基地局102と共に配置される)を欠いており、かつ/またはGPS信号を受信することができない、低パワー基地局であることを仮定すると、そのときには基地局102は、対応するGPSレシーバを用いて得られる情報に直接に基づいてその時間および/または周波数を同期させることができない可能性がある。さらに、高パワー基地局(例えば、マクロセル基地局、...)が、同様にGPS信号を受信することができない可能性があり、かつ/または関連するGPSレシーバを欠いている可能性があることを理解すべきである。別の例証によれば、システム100は、伝統的に、例えば、ユニバーサルモバイル電気通信システム(UMTS)ネットワークなど、同期していない基地局を含むシステムとすることができる。
システム100は、基地局(例えば、計画外の異種ネットワーク展開における、...)の少なくともサブセットが、それぞれのGPSレシーバに関連づけられることができず、かつ/またはGPS信号を受信することができないときに、基地局を同期させることを可能とすることができる。追加して、または代わりに、システム100は、非同期であるように設計されたネットワークにおいて基地局を同期させることをサポートすることもでき、それ故に、同期化からもたらされる利点は、そのようなネットワークにおいて各基地局にGPSレシーバを追加する必要なしに、ここにおいて説明される技法を使用することにより、もたらされることがあり得る。
図2を参照すると、ワイヤレス通信環境において同期化を試みるときに互いに干渉する基地局を含むシステム200が、示されている。システム200は、同期信号を送信することができる基地局202を含んでいる。基地局202は、同期した基地局とすることができる。さらに、システム200は、異種の基地局(例えば、基地局204と基地局206と、...)を含むことができ、この異種の基地局は、無線で(over the air)基地局202からの同期信号をリッスンしようと試みることができる。受信された同期信号に基づいて、基地局204〜206は、おのおのそれに応じてそれらのクロックを調整することができる。
従来の同期化技法は、同期化のために基地局に互いにリッスンさせることを活用する。したがって、基地局204〜206(例えば、非GPS基地局、非同期基地局、...)は、同期化の目的のために基地局202からの無線同期信号(over the air synchronization signal)をリッスンすることができる。しかしながら、伝統的なアプローチにおいては、これらの技法は、一般的にセルラインフラストラクチャの中のブロードキャスティングサービスにおけるタイミング訂正に適用される。
信号干渉は、計画外の展開における主要な制限因子(limiting factor)とすることができる。有害な干渉は、無線で望ましい同期信号(例えば、基地局202からの、...)をリッスンすることから非GPS基地局(例えば、基地局204、基地局206、...)の能力を妨げることができる。これは、特に異種展開において当てはまり、例えば、異種展開においては、基地局204〜206は、おのおの、良い形状(geometry)を欠いた低パワー基地局(例えば、ピコセル基地局、フェムトセル基地局、...)とすることができる。従来の技法を使用するときに、基地局204〜206は、それら自体の間で厳しい妨害電波(jamming)を引き起こす可能性がある。図示された例に続いて、基地局204〜206は、互いにすぐ近くにある可能性があり、そして両方ともに非同期である可能性がある。さらに、基地局204〜206は、どちらの基地局204〜206も同期した基地局202からの同期信号上の良い信号対干渉比(signal to interference ratio)(SIR)を享受することができない可能性があるように、高いレベルで互いの間の干渉を生成する可能性がある。
図3を参照すると、ワイヤレス通信環境において基地局を同期させるために低再使用チャネルを使用するシステム300が、示されている。システム300は、送信する基地局302と、受信する基地局304と、を含む。送信する基地局302と、受信する基地局304とは、おのおの、情報、信号、データ、命令、コマンド、ビット、シンボルなどを送信し、かつ/または受信することができる。さらに送信する基地局302と、受信する基地局304とは、低再使用チャネルを経由して通信することができる。送信する基地局302、および/または受信する基地局304は、おのおの、任意のタイプの基地局(例えば、フェムトセル基地局、ピコセル基地局、マイクロセル基地局、マクロセル基地局、...)とすることができることが、企図される。図示されてはいないが、システム300は、任意の数の異種の基地局(単数または複数)を含むこともでき、これらの基地局のおのおのは、低再使用チャネル上で通信することができることを理解すべきである。さらに、送信する基地局302は、受信する基地局とすることができ、かつ/または受信する基地局304は、送信する基地局302とすることができることが、企図され、したがって受信する基地局304は、低再使用チャネル上で伝送を送信することができ、かつ/または送信する基地局302は、低再使用チャネル上で送信される伝送を受信することができる。さらに、図示されてはいないが、システム300は、実質的に任意の数のモバイルデバイスをさらに含むことができることが、企図され、これらのモバイルデバイスは、おのおの、順方向リンクおよび/または逆方向リンクを経由して1つまたは複数の送信する基地局302と受信する基地局304と通信することができる。
送信する基地局302は、クロックコンポーネント306と、同期化コンポーネント308と、送信コンポーネント310と、をさらに含むことができる。クロックコンポーネント306は、送信する基地局302に関連するクロックを制御することができる。さらなる一例として、クロックコンポーネント306は、送信する基地局302に関連する複数の内部クロックを管理することができることが、企図される。クロックコンポーネント306は、様々なソースから得られる情報に基づいて設定されることができる。例えば、図示されていないが、送信する基地局302は、GPSレシーバに関連づけられることがあり得る(例えば、送信する基地局302のすぐ近くに位置づけられる、送信する基地局302に結合される、送信する基地局302に含められる)ことが、企図される。この例に続いて、送信する基地局302のクロックコンポーネント306は、GPSレシーバによって受信される情報に基づいて制御され得る。別の例証によれば、送信する基地局302のクロックコンポーネント306は、1つまたは複数の異種の基地局(例えば、受信する基地局304、異なる基地局(単数または複数)(図示せず)、...)から受信される情報の関数として制御されることができ、それ故に、クロックコンポーネント306は、異種の基地局(単数または複数)からの情報に基づいてタイミングを導き出すことができる。しかしながら、送信する基地局302のクロックコンポーネント306は、実質的に任意のリソースからの情報に基づいて管理されることができることが、企図されるので、特許請求の範囲の主題は、上記だけに限定されないことを理解すべきである。
さらに、同期信号生成コンポーネント308は、送信する基地局302のクロックコンポーネント306に基づいて同期信号を与えることができる。例えば、同期信号は、クロックコンポーネント306のタイミングに関連した情報を含むことができる。さらに、同期信号生成コンポーネント308によって生成される同期信号は、送信する基地局302によって保持される(例えば、クロックコンポーネント306によって管理される、...)周波数関連情報を含むことができる。
送信コンポーネント310は、低再使用チャネル上で、送信する基地局302からの同期信号生成コンポーネント308によって与えられる同期信号を送信することができ、この低再使用チャネルは、(例えば、受信する基地局304を含めて、...)基地局のグループによって共用されることがあり得る。例えば、送信された同期信号は、ここにおいて説明されるように、グループの中の1つまたは複数の基地局(例えば、受信する基地局304、...)のそれぞれのタイミングおよび/または周波数を調整するために使用され得る。
受信する基地局304は、クロックコンポーネント312と、調整コンポーネント314と、受信コンポーネント316と、を含むことができる。クロックコンポーネント312は、受信する基地局304に関連するクロック(または複数のクロック)を制御することができる。さらに、受信する基地局304のクロックコンポーネント312は、送信する基地局302のクロックコンポーネント306に類似したものとすることができる。さらに、調整コンポーネント314は、受信コンポーネント316によって受信される同期信号に合わせてクロックコンポーネント312を調整することができる。調整コンポーネント314は、時間同期化および/または周波数同期化のために受信された同期信号を使用することができる。
受信コンポーネント316は、受信する基地局304において同期信号を得ることができる。受信コンポーネント316は、低再使用チャネル上で送信される同期信号を検出することができる。同期信号は、低再使用チャネルを共用する基地局のグループの中の異種の基地局から低再使用チャネルを経由して受信され得る。したがって、例えば、受信コンポーネント316は、低再使用チャネル上で送信する基地局302によって送信される同期信号を得ることができるが、しかしながら、受信コンポーネント316によって得られ、そして調整コンポーネント314によって利用される同期信号は、実質的に任意の異種の送信する基地局(図示せず)から送信され得ることを理解すべきであるので、特許請求の範囲の主題は、そのように限定されることはない。
低再使用チャネルは、基地局(例えば、送信する基地局302、受信する基地局304、任意の異種の基地局(単数または複数)(図示せず)、...)の間の同期化(例えば、時間同期化および/または周波数同期化、...)の目的のために展開される専用の共用チャネルとすることができる。低再使用チャネルは、すべての基地局にとって使用可能とすることができるが、各基地局は、低い確率で送信することができる。さらに、非同期基地局(例えば、受信する基地局304、フェムトセル基地局やピコセル基地局などの低パワー基地局、...)は、低再使用チャネルを監視し、そして厳しく破損されていない同期信号を探索することができる。したがって、例えば、受信コンポーネント316および/または調整コンポーネント314は、破損のしきい値レベルより下の同期信号を求めて低再使用チャネルを検査することができる。
様々なリソースは、低再使用チャネルのために利用され得る。例えば、低再使用チャネルは、直交周波数分割多元接続(OFDMA)システムにおけるサブキャリアの組を含むことができる。別の例として、低再使用チャネルは、周波数分割多元接続(FDMA)システムにおける周波数帯域を備えることができる。しかしながら、特許請求の範囲の主題は、上記の例だけには限定されないことを理解すべきである。
さらに、複数の送信する基地局(例えば、送信する基地局302、異種の送信する基地局(単数または複数)、...)は、低再使用チャネル(例えば、おのおのは、送信する基地局302の送信コンポーネント310に類似したそれぞれの送信コンポーネントを利用している)上で同期信号を送信することができる。けれども、各基地局は、低再使用同期チャネルに関連するN個の送信スロットの組からの特定の送信スロットの中で送信することができ、ここでNは、整数とすることができる。例えば、送信する基地局302(例えば、送信コンポーネント310、...)は、その組からの第1の送信スロットを使用することができ、一方、異種の送信する基地局(図示せず)は、その組からの第2の送信スロットを利用することができるが、しかしながら、特許請求の範囲の主題は、そのように限定されることはない。各基地局は、その組の中のN個の送信スロットのうちからのそれぞれの1つを利用するので、各スロットにおける同時送信の数と、干渉の量とは、低減され得る。
さらなる例によれば、それぞれの同期信号を送信するおのおのの送信する基地局によって利用されるN個の送信スロットの組からのそれぞれの送信スロットは、時間がたつと変化する可能性がある。例えば、時間変化は、先験的に他の基地局に知られている疑似ランダムシーケンスの関数とすることができる。したがって、送信コンポーネント310は、時間の関数として低再使用チャネル上で(例えば、低再使用チャネルを経由して同期信号を受信し、かつ/または送信する、受信する基地局304および/または異種の基地局(単数または複数)によって知られている送信する基地局302に対応するそれぞれのあらかじめ決定された疑似ランダムシーケンスに基づいて、...)同期信号生成コンポーネント308によって与えられる同期信号を送信するための送信する基地局302によって使用されるN個の送信スロットの組からの特定の送信スロットを変更することができる。
時間に基づいて送信スロットを変化させることにより、受信する基地局(例えば、受信する基地局304、非同期基地局(単数または複数)、低パワー基地局(単数または複数)、...)は、時間と共に異なる干渉パターンを観察することができる。さらに、おのおのの受信する基地局は、使用可能な最も少なく干渉された同期信号を使用することができる。例証として、受信コンポーネント316は、低再使用チャネルを経由して受信される最も少なく干渉された同期信号を認識することができる。この例証に続いて、調整コンポーネント314は、クロックコンポーネント312を同期させるために最低の干渉を有する同期信号を利用することができる。
低再使用チャネルを活用することにより、貧弱な形状を有する低パワー基地局(例えば、受信する基地局304、フェムトセル基地局(単数または複数)、ピコセル基地局(単数または複数)、...)は、無線で近隣の基地局(例えば、送信する基地局302、異種の送信する基地局(単数または複数)、...)から、きれいな同期信号を得ることができる。さらに、低パワー基地局は、おのおの、ネットワークの中で他の基地局に対してそれぞれそれ自体を(例えば、時間および/または周波数において、...)同期させることができる。したがって、低再使用チャネルは、基地局を同期させるために利用されるときに、低パワー基地局が、貧弱な形状に起因してその同期化に悪影響を及ぼすレベルでのひどい干渉を経験しないように軽減することができる。
低再使用チャネルは、様々な送信する基地局(例えば、送信する基地局302、...)から同期信号を搬送することができる。同期信号は、1よりも大きな再使用因子で送信されることができ、その結果、基地局の一部分だけが、与えられた時間および/または周波数のリソースの上でそれらの同期信号を送信するようになる。例えば、M、ここでM>1、の再使用因子を用いて、あらゆるM個の基地局のうちのただ1つが、与えられたリソース上で、その同期信号を送信することができる。より高い再使用因子(例えば、Mのより大きな値、...)は、より低い再使用に対応し、そして逆もまた同様である。与えられた送信する基地局から低再使用チャネル上で送信される同期信号は、それ故に、他の送信する基地局からの同期信号から、より低い干渉を観察することができ、これは、より多くの受信する基地局による同期信号の検出を可能にすることができる。
低再使用チャネル上で送信され得る同期信号の一例は、測位基準信号(positioning reference signal)(PRS)である。送信する基地局302の送信コンポーネント310は、PRS送信のために指定されるサブフレーム(またはスロット)の中でPRSを送信することができる。サブフレームは、2つのスロットを含むことができ、そして各スロットは、例えば、7つのシンボル期間を含むことができる。一例によれば、送信する基地局302は、制御情報についての基準信号のために使用されないシンボル期間の中でPRSを送信することができる。PRS送信を有するシンボル期間は、PRSシンボル期間と称されることができる。各PRSシンボル期間において、送信する基地局302は、特定のサブキャリアで開始される6番目ごとのサブキャリア上でPRSを送信することができる。異なる開始サブキャリアが、例えば、PRSが、K個の全部のサブキャリアのうちのすべて、または大部分の上で送信されることを可能にするために、異なるPRSシンボル期間の中で使用され得る。これは、受信する基地局(例えば、受信する基地局304、...)が、PRSに基づいて送信する基地局302についてのより正確な時間測定を得ることを可能にすることができる。PRSが、各PRSシンボル期間において6番目ごとのサブキャリア上で送信される場合の上記例に従って、6の再使用因子が、達成され得る。しかしながら、特許請求の範囲の主題は、上記例だけに限定されないことを理解すべきである。
図4を参照すると、ワイヤレス通信環境において基地局タイミングの多段階調整を使用するシステム400が、示されている。システム400は、同期信号を転送するための低再使用チャネルを共用する基地局402と、任意の数の異種の基地局(単数または複数)404と、を含む。基地局402は、例えば、図3の送信する基地局302、および/または図3の受信する基地局304、に実質的に類似することがある。さらに、異種の基地局(単数または複数)404のおのおのは、図3の送信する基地局302、および/または図3の受信する基地局304、に実質的に類似することがある。
基地局402は、クロックコンポーネント406(例えば、図3のクロックコンポーネント306、図3のクロックコンポーネント312、...)と、同期信号生成コンポーネント408(例えば、図3の同期信号生成コンポーネント308、...)と、調整コンポーネント410(例えば、図3の調整コンポーネント314、...)と、送信コンポーネント412(例えば、図3の送信コンポーネント310、...)と、受信コンポーネント414(例えば、図3の受信コンポーネント316、...)と、を含むことができる。基地局402(例えば、調整コンポーネント410、...)は、低再使用チャネルを経由して1つまたは複数の異種の基地局(単数または複数)404から受信コンポーネント414によって受信される同期信号(単数または複数)に基づいてクロックコンポーネント406を調整することができる。追加して、または代わりに、基地局402は、クロックコンポーネント406に基づいて同期信号を(例えば、同期信号生成コンポーネント408を用いて、...)与えることができ、そして与えられた同期信号は、送信コンポーネント412により低再使用チャネル上で送信され得る。
一例によれば、基地局402は、期間の一部分の間に低再使用チャネル上でクロックコンポーネント406に基づいて与えられる同期信号を送信することができ、そして低再使用チャネル上で送信していないときに低再使用チャネルを(例えば、異種の基地局(単数または複数)404によって送信される同期信号(単数または複数)を求めて)リッスンすることができる。さらに、調整コンポーネント410は、ただし必要ではないが、低再使用チャネルを経由して受信コンポーネント414によって得られる同期信号(単数または複数)の関数としてクロックコンポーネント406を調整することができる。
低再使用の性質に起因して、同期信号を搬送するために使用される低再使用チャネルのために大きな帯域幅を割り付けることはスペクトル効率が悪い可能性がある。さらに、狭帯域チャネルは、時間のあいまい性の影響を受ける可能性がある。一例によれば、低再使用チャネルが、十分なタイミング精度を提供しない場合、2段階の同期化戦略が、システム400によって使用され得る。2段階の同期化戦略の一部分としてクロックコンポーネント406を調整するときに、基地局402の調整コンポーネント410は、クロックコンポーネント406を(例えば、第1の受信された同期信号に基づいて、...)粗調整し(coarsely tune)、そして次いでクロックコンポーネント406を(例えば、低再使用チャネルまたは別個のチャネルを経由して得られる第2の受信された同期信号に基づいて、...)微調整する(finely tune)ことができる。追加して、または代わりに、低再使用チャネル上で同期信号を送信するときに、クロックコンポーネント406の同期精度のレベルに応じて、基地局402は、粗タイミング(coarse timing)と微タイミング(fine timing)との両方に関連する低再使用チャネルのリソースを使用して(例えば、クロックコンポーネント406が、しきい値より上の同期精度のレベルを有する場合、...)、あるいは微タイミングに関連するリソースを利用した送信を禁止しながら、粗タイミングに関連する低再使用チャネルのリソースを利用して(例えば、クロックコンポーネント406が、しきい値より下の同期精度のレベルを有する場合、...)、同期信号生成コンポーネント408によって与えられる同期信号を送信することができる。
上述の例に続いて、低再使用チャネルは、先ず、低再使用チャネルを共用する基地局(例えば、基地局402、異種の基地局(単数または複数)404、...)に粗タイミングを提供することができる。さらに、微タイミングを与えるための協調沈黙(coordinated silence)が、次いで、基地局402と異種の基地局(単数または複数)404との間でネゴシエートされ得る。基地局402は、微タイミングを通信するために利用されるべき協調沈黙リソース(coordinated silence resources)418を識別するために異種の基地局(単数または複数)404(例えば、おのおのネゴシエーションコンポーネント416に実質的に類似することがある異種の基地局(単数または複数)のそれぞれの異種のネゴシエーションコンポーネント(単数または複数)、...)と、協調することができるネゴシエーションコンポーネント416を含むことができる。粗タイミングは、要求される同期精度を満たさないタイミング(例えば、しきい値より下の、同期精度のレベルを有するタイミング、...)を意味することがあり得る、微タイミングは、そのような要件を満たすタイミング(例えば、しきい値より上の、同期精度のレベルを有するタイミング、...)を意味することがあり得る。ネゴシエーションコンポーネント416によって識別され、そして基地局402と、異種の基地局(単数または複数)404との間で合意される協調沈黙リソース418は、同期信号を送信するために使用されるべき時間、期間、周波数帯域、および/または拡散符号、を含むことができる。協調沈黙の期間は、例えば、粗タイミングの精度に依存する可能性がある。さらに、協調沈黙中に、微タイミングを有する基地局は、協調沈黙リソース418を使用して低再使用チャネルまたは別個のチャネルの上で同期信号を送信することを可能にされることができ、そして微タイミングのない基地局は、協調沈黙リソース418を使用して低再使用チャネルまたは別個のチャネルの上で同期信号の送信を禁止することができる。さらに、微タイミングのない基地局は、低再使用チャネルまたは別個のチャネルの協調沈黙リソース418の上で送信される微タイミング同期信号を(例えば、受信コンポーネント414を用いて、...)探索することができる。
例証として、ネゴシエーションコンポーネント416は、クロックドリフト(clock drift)の関数として協調沈黙リソース418を認識するために異種の基地局(単数または複数)404と情報をやりとりすることができる。例えば、クロックコンポーネント406は、それが、ある期間(例えば、T秒、ここでTは、実質的に任意の値とすることができる、...)の後に、同期精度レベルを下回ることが推定されるように、クロックドリフトに関連づけられることがあり得る。それ故に、ネゴシエーションコンポーネント416は、協調沈黙に、クロックドリフトに基づいてスケジュールされるようにさせることができる。したがって、送信コンポーネント412は、協調沈黙に関連する期間にわたって調整コンポーネント410によって遂行されるクロックコンポーネント406の以前の調整からT秒後に、基地局402からの同期信号の送信を休止させることができる。さらに、協調沈黙に関連する期間中に、受信コンポーネント414は、1つまたは複数の異種の基地局(単数または複数)404から、協調沈黙リソース418を(例えば、低再使用チャネルまたは別個のチャネルの上で、...)使用して送信される同期信号(単数または複数)をリッスンすることができる。さらに、クロックコンポーネント406は、受信コンポーネント414を経由して受信される同期信号を使用して調整コンポーネント410によって再調整され得る。したがって、同期化は、基地局402と、異種の基地局(単数または複数)404との間で維持され得る。
基地局402と、異種の基地局(単数または複数)404との間でネゴシエートされる協調沈黙の使用は、拡張された信号受信能力を与えることができる。さらなる例によれば、協調沈黙が、微細同期化に適用することだけではなく必要であることが、企図される。もっと正確に言えば、協調沈黙は、粗い同期化が使用可能であるときに、ネットワークにおいて干渉を低減させるために、そして信号検出範囲を増大させるために、使用されることもあり得る。しかしながら、特許請求の範囲の主題は、上記例だけに限定されないことを理解すべきである。
再び、図2に示される例を参照すると、基地局の間でネゴシエートされた協調沈黙は、基地局の間の干渉を緩和することができる。例えば、基地局204〜206は、それらの間の対応するクロックを粗調整することができる。例えば、基地局204〜206は、最初に非同期とすることができるが、しかしながら、特許請求の範囲の主題は、そのように限定されることはない。この例に続いて、基地局204は、低再使用チャネル上で同期信号を送信することができ、そして基地局206は、基地局204によって送信される同期信号を受信し、そして受信された同期信号に基づいてそのクロックを粗調整することができる。さらに、基地局204〜206(および/または基地局202)は、協調沈黙をネゴシエートすることができ、それ故に、協調沈黙リソースは、そのようなネゴシエーションを経由して識別されることがあり得る。協調沈黙中に、基地局204〜206は、両方ともに、一時的に同期化を停止し、そして基地局202など、異種の基地局からの同期信号を探索することができる。以前に干渉していた基地局の対204〜206は、もはや協調沈黙中には互いに干渉していないので、各基地局204〜206は、よりよい信号対干渉比を有する基地局202からの同期信号を観察することができる。
図5を参照すると、ワイヤレス通信環境において低再使用チャネルを経由して受信される複数の同期信号から同期信号を選択することを可能にするシステム500が、示されている。システム500は、X個の送信する基地局(例えば、送信する基地局1 502、...、送信する基地局X 504、...)、ここでXは実質的に任意の整数とすることができる、と、受信する基地局506と、を含むことができる。さらに、図示されてはいないが、システム500は、任意の数の異種の受信する基地局を含むことができることが、企図される。
送信する基地局502〜504は、おのおの、図3の送信する基地局302、および/または図4の基地局402に実質的に類似することがあり、そして受信する基地局506は、図3の受信する基地局304、および/または図4の基地局402に実質的に類似することがある。さらに、送信する基地局502〜504は、おのおの、それぞれのクロックコンポーネント(例えば、図3のクロックコンポーネント306、...)と、同期信号生成コンポーネント(例えば、図3の同期信号生成コンポーネント308、...)と、送信コンポーネント(例えば、図3の送信コンポーネント310、...)と、を含むことができる。送信する基地局1 502は、クロックコンポーネント1 508と、同期信号生成コンポーネント1 510と、送信コンポーネント1 512と、...、を含むことができ、そして送信する基地局X 504は、クロックコンポーネントX 514と、同期信号生成コンポーネントX 516と、送信コンポーネントX 518と、を含むことができる。さらに、受信する基地局506は、クロックコンポーネント520(例えば、図3のクロックコンポーネント312、...)と、調整コンポーネント522(例えば、図3の調整コンポーネント314、...)と、受信コンポーネント524(例えば、図3の受信コンポーネント316、...)と、を含むことができる。
送信する基地局502〜504は、おのおの、それぞれの調整タイプ表示コンポーネント(alignment type indication component)526〜528をさらに含むことができる。例えば、調整タイプ表示コンポーネント1 526は、送信する基地局1 502のクロックコンポーネント1 508が、GPSにより調整されるか、自己調整されるか、または少なくとも1つの異なる基地局から調整されるかを(例えば、同期信号生成コンポーネント1 510によって与えられる同期信号にフラグを組み込むことにより、...)示すことができる。同様に、調整タイプ表示コンポーネントX 528は、送信する基地局X 504のクロックコンポーネントX 514が、GPSにより調整されるか、自己調整されるか、または少なくとも1つの異なる基地局から調整されるかに関する通知を提供することができる。
受信する基地局506は、低再使用チャネルを経由して受信される同期信号の組から特定の同期信号を選択することができるソース選択コンポーネント(source selection component)530、をさらに含むことができる。例えば、ソース選択コンポーネント530は、それから同期信号の組が得られる送信する基地局502〜504によって使用される調整タイプに基づいて特定の同期信号を選択することができる。例として、ソース選択コンポーネント530は、送信する基地局1 502が、GPSにより調整されるものとして認識され、そして送信する基地局X 504が、自己調整され、または少なくとも1つの異なる基地局から調整されるものとして識別される場合に、送信する基地局X 504からの同期信号とは対照的に送信する基地局1 502からの同期信号を選択することができるが、しかしながら、特許請求の範囲の主題は、上記例だけには限定されないことを理解すべきである。追加して、または代わりに、ソース選択コンポーネント530は、その組の中の同期信号に関連する干渉レベルに基づいて特定の同期信号を選択することができるが、けれども、特許請求の範囲の主題は、そのように限定されることはない。
図6〜8を参照すると、ワイヤレス通信環境において基地局を同期させることに関連した方法が、示されている。説明を簡単にする目的のために、本方法は、一連の動作(acts)として示され説明されるが、いくつかの動作が、1つまたは複数の実施形態に従って、ここにおいて示され説明される順序とは異なる順序で、かつ/または他の動作と同時に起こることができるので、本方法は、動作の順序によって限定されないことを理解し認識すべきである。例えば、当業者は、一方法が、代わりに、状態図などの中の一連の相互に関連した状態またはイベントとして表されることができることを理解し認識するであろう。さらに、必ずしもすべての例示の動作は、1つまたは複数の実施形態に従って方法をインプリメントするために必要とされるとは限らない可能性がある。
図6を参照すると、ワイヤレス通信環境において基地局を同期させることを容易にする方法600が、示されている。602において、信号は、低再使用チャネルを経由して基地局において受信され得る。例えば、その信号は、同期信号とすることができる。低再使用チャネルは、直交周波数分割多元接続(OFDMA)システムにおけるサブキャリアの組、および/または周波数分割多元接続(FDMA)システムにおける周波数帯域を含むことができる。信号は、信号を送信するために使用される1つまたは複数の時間、期間、周波数帯域、または拡散符号に対応するリソース上で送信されることがあり得る。一例によれば、信号は、低再使用チャネルに含まれるN個のスロットの組からの特定のスロットの中で、与えられた送信する基地局から受信されることができ、ここでNは、整数とすることができる。さらに、信号を送信すべき与えられた送信する基地局によって利用されるN個のスロットの組からの特定のスロットは、時間と共に(例えば、与えられた送信する基地局に関連する疑似ランダムシーケンスの関数として、...)変化することができる。
604において、基地局のクロックは、信号に合わせて調整されることがある。例として、基地局のタイミングおよび/または周波数は、信号に基づいて調整され得る。さらに、基地局のクロックが調整される信号は、低再使用チャネルを経由して受信される信号の組から選択され得る。例えば、信号は、信号のおのおのがそれぞれ受信されるそれぞれの送信する基地局のクロックが、全地球測位システム(GPS)により調整されるか、自己調整されるか、または少なくとも1つの異なる基地局から調整されるか、を識別する組の中の信号のおのおのに対応する表示に基づいて選択され得る。
次に図7を参照すると、ワイヤレス通信環境において基地局のクロックを調整することを容易にする方法700が、示されている。702において、複数の同期信号が、低再使用チャネルを経由して基地局において受信され得る。追加して、または代わりに、複数の同期信号の少なくともサブセットが、別個の時/符号分割された(time/code divided)チャネルを経由して受信され得る。704において、基地局のクロックは、低再使用チャネルのリソースの第1のサブセットの上で受信される第1の同期信号に合わせて粗調整されることができる。706において、基地局のクロックは、リソースの第2のサブセットの上で受信される第2の同期信号に合わせて微調整され得る。一例によれば、リソースの第2のサブセットは、低再使用チャネルのリソース(単数または複数)とすることができる(例えば、低再使用チャネルは、微タイミングを提供するために使用され得る、...)。別の例として、リソースの第2のサブセットは、別個のチャネルのリソース(単数または複数)とすることができ(例えば、微タイミングは、粗タイミングを提供するために使用される同じ低再使用チャネルを経由して提供される必要がなく)、それ故に、粗タイミングを確立するとすぐに、微タイミングは、別個の時/符号分割されたチャネル(例えば、別個のチャネル、...)上で搬送されることができ、そして低再使用チャネルに制約される必要はないことが、可能である。リソースの第2のサブセットは、同期精度の少なくともあらかじめ決定されたレベルを有する、少なくとも1つの基地局(例えば、微タイミングを有する送信する基地局(単数または複数)、...)からの伝送のために予約されることがあり得る。
低再使用チャネルは、1グループの基地局によって共用され得る。さらに、グループからの基地局の第1のサブセットは、低再使用チャネルまたは別個のチャネルの上で協調沈黙のために識別されるリソースを利用してそれぞれの同期信号を送信することができる(例えば、協調沈黙のために識別されるリソースは、リソースの第2のサブセットとすることがある、...)。さらに、グループからの基地局の第2のサブセット(例えば、残り)は、識別されたリソースを使用した、それぞれの同期信号の伝送をなしで済ませることができる。
図8を参照すると、ワイヤレス通信環境において同期信号を配布することを容易にする方法800が、示されている。802において、同期信号は、基地局のクロックに基づいて生成され得る。基地局のクロックは、例えば、全地球測位システム(GPS)レシーバ、異種の基地局などから得られる情報に基づいて調整され得る。別の例証によれば、基地局のクロックは、自己調整されることがあり得る。例として、同期信号は、測位基準信号(PRS)とすることがあり得るが、しかしながら、特許請求の範囲の主題は、そのように限定されることはない。
804において、同期信号は、1グループの基地局によって共用される低再使用チャネル上で基地局から送信され得る。低再使用チャネルは、直交周波数分割多元接続(OFDMA)システムにおけるサブキャリアの組、および/または周波数分割多元接続(FDMA)システムにおける周波数帯域を含むことができる。同期信号は、同期信号を送信するために使用される1つまたは複数の時間、期間、周波数帯域、または拡散符号に対応するリソース上で送信されることができる。一例によれば、同期信号は、低再使用チャネルに含まれるN個の送信スロットの組からの特定の送信スロットの中で、送信されることがあり、ここでNは、整数とすることができる。さらに、同期信号を送信するために利用されるN個の送信スロットの組からの特定の送信スロットは、時間と共に(例えば、基地局に関連する疑似ランダムシーケンスの関数として、...)変化することができる。別の例として、基地局は、そのクロックが、GPSにより調整される、自己調整される、または少なくとも1つの異なる基地局から調整される、のうちの1つであるかどうかを示すことができる。
一例によれば、同期信号は、粗タイミングに関連するリソースを利用して低再使用チャネル上で送信されることがあり得る。さらに、同期信号は、基地局のクロックが同期精度の少なくともあらかじめ決定されたレベルを提供するときに、微タイミングに関連するリソースを使用して低再使用チャネルまたは別個のチャネルの上で送信されることがあり得る。代わりに、微タイミングに関連するリソースを使用して低再使用チャネルまたは別個のチャネルの上での同期信号の送信は、基地局のクロックが、同期精度の少なくともあらかじめ決定されたレベルを欠くときに、禁止されることがあり得る。同期信号の送信が禁止されるときに、異種の同期信号は、低再使用チャネルまたは別個のチャネルの上で微タイミングに関連するリソースを経由して受信されることがあり、そして基地局のクロックは、異種の同期信号に合わせて調整されることがあり得る。
低再使用チャネルは、1グループの基地局によって共用され得る。さらに、そのグループからの基地局の第1のサブセットは、低再使用チャネル上で協調沈黙のために識別されるリソースを利用してそれぞれの同期信号を送信することができる。さらに、そのグループからの基地局の第2のサブセット(例えば、残り、...)は、低再使用チャネル上で、識別されたリソースを使用した、それぞれの同期信号の伝送をなしで済ませることができる。
ここにおいて説明される1つまたは複数の態様に従って、推論が、ワイヤレス通信環境において基地局を同期させることに関して行われることができることが、理解されるであろう。ここで使用されるように、用語「推測する(infer)」または「推論する(inference)」ことは、一般にイベントおよび/またはデータを経由して取り込まれるような1組の観察から、ユーザ、環境、および/またはシステムの状態について推論し、またはそれらの状態を推測するプロセスを意味する。推論は、特定のコンテキスト(context)またはアクションを識別するために使用されることがあり、あるいは、例えば、状態の上での確率分布を生成することがあり得る。推論は、確率論的であり、すなわちデータおよびイベントの考察に基づいた関心のある状態の上での確率分布の計算とすることができる。推論はまた、1組のイベントおよび/またはデータから、より高レベルのイベントを構成するために使用される技法を意味することもできる。そのような推論は、それらのイベントが、時間的に近接して相関づけられても相関づけられなくても、そしてそれらのイベントおよびデータが、1つまたはいくつかのイベントおよびデータのソースに由来していようと、1組の観察されたイベントおよび/または記憶されたイベントデータから新しいイベントまたはアクションの構築をもたらす。
一例によれば、上記で提示される1つまたは複数の方法は、基地局のクロックを調整するために使用する1組の受信された同期信号から特定の同期信号を決定することに関連する推論を行うこと、を含むことができる。さらなる例証として、推論は、基地局の同期精度のレベルを識別することに関連して行われることができる。上記の例は、性質において例示的であり、そして行われることができる推論の数、あるいはそのような推論が、ここにおいて説明される様々な実施形態および/または方法と一緒に行われる方法、を限定するようには意図されないことが、理解されるであろう。
図9は、ここにおいて説明される様々な態様に関連して使用されることができるモバイルデバイス900の説明図である。モバイルデバイス900は、例えば、受信アンテナ(図示せず)から信号を受信し、そしてその受信信号の上で典型的なアクションを実行し(例えば、フィルタにかける、増幅する、ダウンコンバートするなどを行い)、そしてサンプルを得るために、その調整された信号をデジタル化するレシーバ902、を備える。レシーバ902は、例えば、MMSEレシーバとすることができ、そして受信されたシンボルを復調し、チャネル推定のためにプロセッサ906に対してそれらを提供することができる復調器904、を備えることができる。プロセッサ906は、レシーバ902によって受信される情報を分析すること、および/またはトランスミッタ912による送信のための情報を生成することに専用のプロセッサ、モバイルデバイス900の1つまたは複数のコンポーネントを制御するプロセッサ、および/またはレシーバ902によって受信される情報を分析し、トランスミッタ912による送信のための情報を生成し、そしてモバイルデバイス900の1つまたは複数のコンポーネントを制御することも共に行うプロセッサ、とすることができる。
モバイルデバイス900は、プロセッサ906に動作的に結合され、そして送信されるべきデータと、受信データと、ここに記載する様々なアクションおよび機能を実行することに関連した他の適切な任意の情報と、を記憶することができるメモリ908、をさらに備えることができる。
ここにおいて説明されるデータストア(例えば、メモリ908)は、揮発性メモリまたは不揮発性メモリのいずれかとすることもでき、あるいは揮発性と不揮発性との両方のメモリを含むことができることが、理解されるであろう。例証として、限定するものではないが、不揮発性メモリは、リードオンリーメモリ(ROM)、プログラマブルROM(programmable ROM)(PROM)、電気的プログラマブルROM(electrically programmable ROM)(EPROM)、電気的消去可能PROM(electrically erasable PROM)(EEPROM)、またはフラッシュメモリを含むことができる。揮発性メモリは、ランダムアクセスメモリ(RAM)を含むことができ、これは外部キャッシュメモリとしての役割を果たす。例証として限定するものではないが、RAMは、シンクロナスRAM(synchronous RAM)(SRAM)、ダイナミックRAM(dynamic RAM)(DRAM)、シンクロナスDRAM(synchronous DRAM)(SDRAM)、ダブルデータレートSDRAM(double data rate SDRAM)(DDR SDRAM)、拡張SDRAM(enhanced SDRAM)(ESDRAM)、シンクリンクDRAM(Synchlink DRAM)(SLDRAM)、ダイレクトラムバスRAM(direct Rambus RAM)(DRRAM)など、多数の形態で使用可能である。主題のシステムおよび方法のメモリ908は、それだけに限定されることなく、これらおよび他の適切な任意のタイプのメモリを備えるように意図される。
モバイルデバイス900は、変調器910と、データ、信号などを基地局へと送信するトランスミッタ912と、をもっとさらに備える。プロセッサ906とは分離されているように示されるが、変調器910は、いくつかのプロセッサ(図示せず)、またはプロセッサ906の一部分とすることができることを理解すべきである。
図10は、ワイヤレス通信環境において基地局のクロックを同期させるシステム1000の説明図である。システム1000は、複数の受信アンテナ1006を通して1つまたは複数のモバイルデバイス1004から信号(単数または複数)を受信するレシーバ1010(例えば、受信コンポーネント、...)と、送信アンテナ1008を通して1つまたは複数のモバイルデバイス1004へと送信するトランスミッタ1024(例えば、送信コンポーネント、...)と、を有する基地局1002(例えば、アクセスポイント、...)、を備える。さらに、基地局1002は、複数の受信アンテナ1006を通して1つまたは複数の異種の基地局からレシーバ1010を用いて信号(単数または複数)を受信し、かつ/または送信アンテナ1008を通してトランスミッタ1024を用いて1つまたは複数の異種の基地局へと送信することができる。レシーバ1010は、受信アンテナ1006から情報を受信することができ、そして受信された情報を復調する復調器1012に動作的に関連づけられる。復調されたシンボルは、図9に関して上記で説明されるプロセッサに類似していることがあり、そしてモバイルデバイス(単数または複数)1004および/または異種の基地局(単数または複数)へと送信され、またはそれらから受信されるべきデータ、および/またはここに記載する様々なアクションおよび機能を実行することに関連した他の適切な任意の情報、を記憶するメモリ1016に結合されたプロセッサ1014によって分析される。プロセッサ1014は、さらに、同期信号生成コンポーネント1018、および/または調整コンポーネント1020に結合される。同期信号生成コンポーネント1018は、図4の同期信号生成コンポーネント408に実質的に類似することがあり、かつ/または調整コンポーネント1020は、図4の調整コンポーネント410に実質的に類似することがある。同期信号生成コンポーネント1018は、基地局1002のクロックに基づいて低再使用チャネル上で送信されるべき同期信号を与えることができる。さらに、調整コンポーネント1020は、低再使用チャネルを経由して異種の基地局から受信される同期信号に合わせて基地局1002のクロックを調整することができる。さらに、図示されてはいないが、基地局1002は、クロックコンポーネント、ネゴシエーションコンポーネント、調整タイプ表示コンポーネント、および/またはソース選択コンポーネント、をさらに含むことができることを理解すべきである。基地局1002は、変調器1022をさらに含むことができる。変調器1022は、上記説明に従ってモバイルデバイス(単数または複数)1004へのアンテナ1008を通してのトランスミッタ1024による送信のためのフレームを多重化することができる。プロセッサ1014とは分離されているように示されるが、同期信号生成コンポーネント1018、調整コンポーネント1020、および/または変調器1022は、いくつかのプロセッサ(図示せず)、またはプロセッサ1014の一部分とすることができることを理解すべきである。
いくつかの態様においては、ここにおける教示は、マクロスケールカバレッジ(一般的にマクロセルネットワークと称される3Gネットワークなど、大面積のセルラネットワーク)と、より小さなスケールのカバレッジ(例えば、住居ベースまたはビルディングベースのネットワーク環境)とを含むネットワークの中で使用されふことがあり得る。アクセス端末(access terminal)(「AT」)(例えば、モバイルデバイス、...)が、そのようなネットワークを通して移動するときに、アクセス端末は、マクロカバレッジを提供するアクセスノード(access nodes)(「AN」)(例えば、基地局、...)によりある種のロケーションにおいてサーブされる(served)ことがあるが、アクセス端末は、より小さなスケールのカバレッジを提供するアクセスノードにより他のロケーションにおいてサーブされることがあり得る。いくつかの態様においては、より小さなカバレッジのノードは、付加的な容量増大と、ビルディングの中のカバレッジと、異なるサービス(例えば、よりロバストなユーザ経験のための)とを提供するために使用されることができる。ここにおける考察においては、比較的大面積上のカバレッジを提供するノードは、マクロノード(例えば、マクロセル基地局、...)と称されることがある。比較的小面積(例えば、住居)上のカバレッジを提供するノードは、フェムトノード(例えば、フェムトセル基地局、...)と称されることがある。マクロエリアより小さく、そしてフェムトエリアよりも大きなエリア上のカバレッジを提供するノードは、ピコノード(例えば、商用ビルディング内のカバレッジを提供する)と称されることがある。
マクロノード、フェムトノード、またはピコノードに関連するセルは、それぞれマクロセル、フェムトセル、またはピコセルと称されることがある。いくつかのインプリメンテーションにおいては、各セルは、さらに、1つまたは複数のセクタに関連づけられる(例えば、それに分割される)ことがある。
様々なアプリケーションにおいては、他の専門用語が、マクロノード、フェムトノード、またはピコノードを言及するために使用されることがあり得る。例えば、マクロノードは、アクセスノード、基地局、アクセスポイント、eNodeB、マクロセル、マクロセル基地局などとして構成され、または称されることがある。また、フェムトノードは、ホームノードB、ホームeNodeB、アクセスポイント基地局、フェムトセル、フェムトセル基地局などとして構成され、または称されることもある。
図11は、ここにおける教示がインプリメントされることがある、いくつかのユーザをサポートするように構成されたワイヤレス通信システム1100を示している。システム1100は、各セルが、対応するアクセスノード1104(例えば、アクセスノード1104A〜1104G)によってサービスされた、例えば、マクロセル1102A〜1102Gなど、複数のセル1102のための通信を提供する。図11に示されるように、アクセス端末1106(例えば、アクセス端末1106A〜1106L)は、時間と共にシステム1100全体を通しての様々なロケーションに分散されることができる。各アクセス端末1106は、例えば、アクセス端末1106がアクティブであるかどうかと、それがソフトハンドオフに(in soft handoff)あるかどうかと、に応じて与えられた瞬間に順方向リンク(forward link)(「FL」)および/または逆方向リンク(reverse link)(「RL」)の上で1つまたは複数のアクセスノード1104と通信することができる。ワイヤレス通信システム1100は、大きな地理的領域上でサービスを提供することができる。例えば、マクロセル1102A〜1102Gは、近隣の少数のブロックをカバーすることができる。
図12は、1つまたは複数のフェムトノードが、ネットワーク環境内で展開される例示の通信システム1200を示している。特に、システム1200は、比較的小さなスケールのネットワーク環境の中に(例えば、1つまたは複数のユーザの住居1230の中に)インストールされる複数のフェムトノード1210(例えば、フェムトノード1210Aおよび1210B)を含む。各フェムトノード1210は、DSLルータ、ケーブルモデム、ワイヤレスリンク、または他の接続性手段(図示せず)を経由して、広域ネットワーク1240(例えば、インターネット)と、モバイルオペレータコアネットワーク(mobile operator core network)1250とに結合されることができる。下記で論じられるように、各フェムトノード1210は、関連するアクセス端末1220(例えば、アクセス端末1220A)と、オプショナルにエイリアンアクセス端末(alien access terminals)1220(例えば、アクセス端末1220B)とをサーブするように構成されていることができる。言い換えれば、フェムトノード1210に対するアクセスは、制約されることができ、それによって与えられたアクセス端末1220は、1組の指定された(例えば、ホーム)フェムトノード(単数または複数)1210によってサーブされることがあるが、ただし指定されない任意のフェムトノード1210(例えば、隣のフェムトノード1210)によってはサーブされなくてもよい。
図13は、そのおのおのが、いくつかのマクロカバレッジエリア1304を含むいくつかの追跡エリア1302(あるいは経路指定エリアまたはロケーションエリア)が定義されるカバレッジマップ1300の一例を示している。ここで、追跡エリア1302A、1302B、および1302Cに関連するカバレッジのエリアは、幅広線(wide lines)によって描かれ、そしてマクロカバレッジエリア1304は、六角形によって表される。追跡エリア1302は、フェムトカバレッジエリア1306も含んでいる。この例においては、フェムトカバレッジエリア1306のおのおの(例えば、フェムトカバレッジエリア1306C)は、マクロカバレッジエリア1304(例えば、マクロカバレッジエリア1304B)内に示される。しかしながら、フェムトカバレッジエリア1306は、全体的にマクロカバレッジエリア1304内に位置していなくてもよいことを理解すべきである。実際に、多数のフェムトカバレッジエリア1306は、与えられた追跡エリア1302、またはマクロカバレッジエリア1304を用いて定義されることがある。また、1つまたは複数のピコカバレッジエリア(図示せず)は、与えられた追跡エリア1302またはマクロカバレッジエリア1304内で定義されることもある。
再び、図12を参照すると、フェムトノード1210の所有者は、モバイルオペレータコアネットワーク1250を通して提供される、例えば、3Gモバイルサービスなどのモバイルサービスに加入することができる。さらに、アクセス端末1220は、マクロ環境の中でも、そしてより小さなスケールの(例えば、住居の)ネットワーク環境の中でも共に、動作することを可能とすることができる。言い換えれば、アクセス端末1220の現在のロケーションに応じて、アクセス端末1220は、マクロセルモバイルネットワーク1250のアクセスノード1260によって、または1組のフェムトノード1210(例えば、対応するユーザの住居1230内に存在するフェムトノード1210Aおよび1210B)のうちの任意の1つによって、サーブされることがある。例えば、加入者が、彼の家の外側にいるときに、彼は、標準のマクロアクセスノード(例えば、ノード1260)によってサーブされ、そして加入者が家にいるときには、彼は、フェムトノード(例えば、ノード1210A)によってサーブされる。ここで、フェムトノード1210は、既存のアクセス端末1220と後方互換性がある(backward compatible)ことがあることを理解すべきである。
フェムトノード1210は、単一周波数上で、または代替案においては複数の周波数上で展開されることができる。特定のコンフィギュレーションに応じて、単一周波数、または複数の周波数のうちの1つまたは複数は、マクロノード(例えば、ノード1260)によって使用される1つまたは複数の周波数とオーバーラップすることができる。
いくつかの態様においては、アクセス端末1220は、そのような接続性が可能であるときはいつでも、好ましいフェムトノード(例えば、アクセス端末1220のホームフェムトノード)に接続するように構成されていることがある。例えば、アクセス端末1220が、ユーザの住居1230の内部にあるときはいつでも、アクセス端末1220は、ホームフェムトノード1210だけと通信することが望ましい可能性がある。
いくつかの態様においては、アクセス端末1220が、マクロセルラネットワーク1250内で動作するが、その最も好ましいネットワーク上に(例えば、好ましいローミングリストの中で定義されるように)存在していない場合、アクセス端末1220は、よりよいシステムが現在使用可能であるかどうかを決定する使用可能なシステムの定期的スキャンを必要とする可能性があるベターシステムリセレクション(Better System Reselection)(「BSR」)と、そのような好ましいシステムに関連づけるべき後続の努力と、を使用して最も好ましいネットワーク(例えば、好ましいフェムトノード1210)を探索し続けることができる。取得入力(acquisition entry)を用いて、アクセス端末1220は、特定の帯域とチャネルとについての探索を制限することができる。例えば、最も好ましいシステムについての探索は、定期的に反復されることができる。好ましいフェムトノード1210の発見のすぐ後に、アクセス端末1220は、そのカバレッジエリア内にキャンプするためのフェムトノード1210を選択する。
フェムトノードは、いくつかの態様において制約される可能性がある。例えば、与えられたフェムトノードは、ある種のサービスをある種のアクセス端末に対して提供することができるだけである。いわゆる制限された(または閉ざされた)関連付けを有する展開においては、与えられたアクセス端末は、マクロセルモバイルネットワークと、フェムトノード(例えば、対応するユーザの住居1230内に存在するフェムトノード1210)の定義された組とによってサーブされることができるだけである。いくつかのインプリメンテーションにおいては、ノードは、少なくとも1つのノードについて、信号方式、データアクセス、登録、ページング、またはサービスのうちの少なくとも1つを提供しないように制限される可能性がある。
いくつかの態様においては、制限されたフェムトノード(これは、閉ざされた加入者グループホームノードBと称されることもある)は、アクセス端末の制限されたプロビジョニングされた組に対してサービスを提供するものである。この組は、必要に応じて一時的にまたは恒久的に拡張されることがある。いくつかの態様においては、閉ざされた加入者グループ(Closed Subscriber Group)(「CSG」)は、アクセス端末の共通アクセス制御リストを共有するアクセスノード(例えば、フェムトノード)の組として定義されることがある。ある領域の中のすべてのフェムトノード(またはすべての制限されたフェムトノード)が動作するチャネルは、フェムトチャネルと称されることがある。
様々な関係が、それ故に、与えられたフェムトノードと、与えられたアクセス端末との間に存在することができる。例えば、アクセス端末の観点から、オープンなフェムトノードは、制限された関連付けのないフェムトノードを意味することができる。制限されたフェムトノードは、何らかの方法で制限される(例えば、関連付けおよび/または登録について制限される)フェムトノードを意味することができる。ホームフェムトノード(home femto node)は、アクセス端末が、アクセスし、そしてその上で動作するように権限を与えられたフェムトノードを意味することができる。ゲストフェムトノード(guest femto node)は、アクセス端末が、アクセスし、またはその上で動作するように一時的に権限を与えられたフェムトノードを意味することができる。エイリアンフェムトノード(alien femto node)は、アクセス端末が、おそらく緊急事態(例えば、911コール)を除いて、アクセスし、またはその上で動作するように権限を与えられていないフェムトノードを意味することができる。
制限されたフェムトノードの観点から、ホームアクセス端末は、制限されたフェムトノードにアクセスするように権限を与えられたアクセス端末を意味することができる。ゲストアクセス端末は、制限されたフェムトノードに対する一時的アクセスを有するアクセス端末を意味することができる。エイリアンアクセス端末は、例えば、911コールなど、おそらく緊急事態を除いて、制限されたフェムトノードにアクセスする許可を有さないアクセス端末(例えば、制限されたフェムトノードに登録するための証明書または許可を有さないアクセス端末)を意味することができる。
便宜上、ここにおける開示は、フェムトノードの場合についての様々な機能を説明している。しかしながら、ピコノードは、より大きなカバレッジエリアについて同じまたは類似した機能を提供することができることを理解すべきである。例えば、ピコノードは、制限されることができ、ホームピコノードは、与えられたアクセス端末について定義されることができるなどである。
ワイヤレス多元接続通信システムは、複数のワイヤレスアクセス端末についての通信を同時にサポートすることができる。上記で述べられるように、各端末は、順方向リンクと逆方向リンクとの上の伝送を経由して1つまたは複数の基地局と通信することができる。順方向リンク(またはダウンリンク)は、基地局から端末への通信リンクを意味し、そして逆方向リンク(またはアップリンク)は、端末から基地局への通信リンクを意味する。この通信リンクは、単一入力単一出力(single-in-single-out)システム、多入力多出力(multiple-in-multiple-out)(「MIMO」)システム、あるいは何らかの他のタイプのシステムを経由して確立されることができる。
MIMOシステムは、データ伝送のために複数の(NT個の)送信アンテナと、複数の(NR個の)受信アンテナと、を使用する。NT個の送信アンテナと、NR個の受信アンテナとによって形成されるMIMOチャネルは、NS個の独立チャネルへと分解されることができ、これらの独立チャネルは、空間チャネルとも称され、ここで、NS≦min{NT,NR}である。NS個の独立チャネルのおのおのは、次元(dimension)に対応する。複数の送信アンテナと受信アンテナとによって生成される追加の次元が、利用される場合、MIMOシステムは、改善された性能(例えば、より高いスループットおよび/またはより大きな信頼性)を提供することができる。
MIMOシステムは、時分割複信(time division duplex)(「TDD」)と、周波数分割複信(frequency division duplex)(「FDD」)とをサポートすることができる。TDDシステムにおいては、順方向リンク送信と逆方向リンク送信とは、同じ周波数領域上にあり、その結果、相反性原理は、逆方向リンクチャネルから順方向リンクチャネルの推定を可能にするようになる。これは、複数のアンテナが、アクセスポイントにおいて使用可能であるときに、アクセスポイントが、順方向リンク上で送信ビーム形成利得を抽出することを可能にする。
図14は、一例のワイヤレス通信システム1400を示している。ワイヤレス通信システム1400は、簡潔にするために、1つの基地局1410と、1つのモバイルデバイス1450とを示す。しかしながら、システム1400は、複数の基地局および/または複数のモバイルデバイスを含むこともでき、そこで、追加の基地局および/またはモバイルデバイスは、下記に説明される基地局1410およびモバイルデバイス1450の例と実質的に類似しており、または異なる可能性があることを理解すべきである。さらに、基地局1410および/またはモバイルデバイス1450は、それらの間のワイヤレス通信を容易にするために、ここにおいて説明されるシステム(図1〜5、9〜13および15〜16)および/または方法(図6〜8)を使用することができることを理解すべきである。
基地局1410において、いくつかのデータストリームについてのトラフィックデータが、データソース1412から送信(TX)データプロセッサ1414へと供給される。一例によれば、各データストリームは、それぞれのアンテナ上で送信されることができる。TXデータプロセッサ1414は、符号化されたデータを供給するために、そのデータストリームについて選択される特定の符号化スキームに基づいてトラフィックデータストリームをフォーマットし、符号化し、そしてインターリーブする。
各データストリームについての符号化されたデータは、直交周波数分割多重(orthogonal frequency division multiplexing)(OFDM)技法を使用してパイロットデータと多重化されることができる。追加して、または代わりに、パイロットシンボルは、周波数分割多重(frequency division multiplexed)(FDM)、時分割多重(time division multiplexed)(TDM)、または符号分割多重(code division multiplexed)(CDM)とすることができる。パイロットデータは、一般的に、知られている方法で処理される、知られているデータパターンであり、そしてチャネル応答を推定するためにモバイルデバイス1450において使用されることができる。各データストリームについての多重化されたパイロットデータと、符号化されたデータとは、そのデータストリームが変調シンボルを供給するために選択される特定の変調スキーム(例えば、2相位相変調(binary phase-shift keying)(BPSK)、4相位相変調(quadrature phase-shift keying)(QPSK)、M相位相変調(M-phase-shift keying)(M−PSK)、M値直交振幅変調(M-quadrature amplitude modulation)(M−QAM)など)に基づいて変調される(例えば、シンボルマッピングされる)ことができる。各データストリームについてのデータレート、符号化、および変調は、プロセッサ1430によって実行され、または提供される命令によって決定され得る。メモリ1432は、基地局1410のプロセッサ1430または他のコンポーネントによって使用されるプログラムコードと、データと、他の情報とを記憶することができる。
データストリームについての変調シンボルは、TX MIMOプロセッサ1420へと供給されることができ、このTX MIMOプロセッサは、さらに、(例えば、OFDMについての)変調シンボルを処理することができる。次いで、TX MIMOプロセッサ1420は、NT個の変調シンボルストリームをNT個のトランスミッタ(TMTR)1422aないし1422tへと供給する。様々な実施形態においては、TX MIMOプロセッサ1420は、データストリームのシンボルに対して、そしてシンボルが送信されているアンテナに対して、ビーム形成重みを適用する。
各トランスミッタ1422は、1つまたは複数のアナログ信号を供給するためにそれぞれのシンボルストリームを受信し、そして処理し、そしてさらに、MIMOチャネル上での送信のために適切な被変調信号を供給するために、それらのアナログ信号を調整する(例えば、増幅し、フィルタにかけ、そしてアップコンバートする)。さらに、トランスミッタ1422aないし1422tからのNT個の被変調信号は、それぞれNT個のアンテナ1424aないし1424tから送信される。
モバイルデバイス1450において、送信された被変調信号は、NR個のアンテナ1452aないし1452rによって受信され、そして各アンテナ1452からの受信信号は、それぞれのレシーバ(RCVR)1454aないし1454rへと供給される。各レシーバ1454は、それぞれの信号を調整し(例えば、フィルタにかけ、増幅し、そしてダウンコンバートし)、サンプルを供給するために調整された信号をデジタル化し、そしてさらに、対応する「受信」シンボルストリームを供給するためにサンプルを処理する。
RXデータプロセッサ1460は、NT個の「検出された」シンボルストリームを供給するために、特定のレシーバ処理技法に基づいてNR個のレシーバ1454からのNR個の受信シンボルストリームを受信し、そして処理することができる。RXデータプロセッサ1460は、データストリームについてのトラフィックデータを回復するために、検出された各シンボルストリームを復調し、デインターリーブし、そして復号することができる。RXデータプロセッサ1460による処理は、基地局1410においてTX MIMOプロセッサ1420と、TXデータプロセッサ1414とによって実行される処理と相補的である。
プロセッサ1470は、上記で論じられるように、どのプリコーディング行列を利用すべきかを定期的に決定することができる。さらに、プロセッサ1470は、行列インデックス部分と、ランク値部分とを備える逆方向リンクメッセージを定式化することができる。
逆方向リンクメッセージは、通信リンクおよび/または受信データストリームに関する様々なタイプの情報を備えることができる。逆方向リンクメッセージは、やはりデータソース1436からいくつかのデータストリームについてのトラフィックデータを受信するTXデータプロセッサ1438によって処理され、変調器1480によって変調され、トランスミッタ1454aないし1454rによって調整され、そして基地局1410へと送信して戻されることができる。
基地局1410において、モバイルデバイス1450からの被変調信号は、モバイルデバイス1450によって送信された逆方向リンクメッセージを抽出するために、アンテナ1424によって受信され、レシーバ1422によって調整され、復調器1440によって復調され、そしてRXデータプロセッサ1422によって処理される。さらに、プロセッサ1430は、どのプリコーディング行列をビーム形成重みを決定するために使用すべきか、を決定するためにその抽出されたメッセージを処理することができる。
プロセッサ1430および1470は、それぞれ基地局1410と、モバイルデバイス1450とにおいてオペレーションを指示する(例えば、制御する、協調させる、管理するなどを行う)ことができる。それぞれのプロセッサ1430および1470は、プログラムコードとデータとを記憶するメモリ1432および1472に関連づけられることができる。プロセッサ1430および1470は、それぞれアップリンクとダウンリンクとについての周波数およびインパルスの応答推定値を導き出すために計算を実行することもできる。
ここにおいて説明される実施形態は、ハードウェア、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、またはそれらの任意の組合せの形でインプリメントされることができることを理解すべきである。ハードウェアインプリメンテーションでは、処理装置は、ここにおいて説明される機能を実行するように設計された1つまたは複数の特定用途向け集積回路(application specific integrated circuits)(ASIC)、デジタル信号プロセッサ(digital signal processors)(DSP)、デジタル信号処理デバイス(digital signal processing devices)(DSPD)、プログラマブル論理デバイス(programmable logic devices)(PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(field programmable gate arrays)(FPGA)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、他の電子ユニット、あるいはそれらの組合せ、の内部にインプリメントされることができる。
実施形態が、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェアまたはマイクロコード、プログラムコードまたはコードセグメントの形でインプリメントされるときに、それらは、ストレージコンポーネントなどの機械可読媒体に記憶されることができる。コードセグメントは、プロシージャ、ファンクション、サブプログラム、プログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェアパッケージ、クラス、あるいは命令、データ構造、またはプログラムステートメントの任意の組合せ、を表すことができる。コードセグメントは、情報、データ、引き数、パラメータ、またはメモリコンテンツを渡すこと、および/または受信することにより、別のコードセグメント、またはハードウェア回路に結合されることができる。情報、引き数、パラメータ、データなどは、メモリ共有、メッセージパッシング、トークンパッシング、ネットワーク伝送などを含む適切な任意の手段を使用して、渡され、転送され、または送信されることができる。
ソフトウェアインプリメンテーションでは、ここにおいて説明される技法は、ここにおいて説明される機能を実行するモジュール(例えば、プロシージャ、ファンクションなど)を用いてインプリメントされることができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶され、そしてプロセッサによって実行されることができる。メモリユニットは、プロセッサの内部に、またはプロセッサの外部にインプリメントされることがあり、プロセッサの外部の場合には、それは、当技術分野において知られているように、様々な手段を経由してプロセッサに通信するように結合されることがあり得る。
図15を参照すると、ワイヤレス通信環境において基地局のクロックを同期させることを可能にするシステム1500が、示されている。例えば、システム1500は、基地局の内部に少なくとも部分的に存在することができる。システム1500は、機能ブロックを含むように表され、これらの機能ブロックは、プロセッサ、ソフトウェア、またはそれらの組合せ(例えば、ファームウェア)によってインプリメントされる機能を表す機能ブロックとすることができることを理解すべきである。システム1500は、一緒に動作することができる電気コンポーネントの論理的グループ分け1502を含んでいる。例えば、論理的グループ分け1502は、低再使用チャネルを経由して基地局において1組の同期信号を得るための電気コンポーネント1504、を含むことができる。さらに、論理的グループ分け1502は、その組からの少なくとも1つの同期信号に合わせて基地局のクロックを調整するための電気コンポーネント1506、を含むことができる。論理的グループ分け1502は、その組からの少なくとも1つの同期信号を選択するための電気コンポーネント1508をオプショナルに含むこともできる。さらに、論理的グループ分け1502は、低再使用チャネルのリソースの第1のサブセット上で得られる第1の同期信号と、低再使用チャネルまたは別個のチャネルのうちの少なくとも一方のリソースの第2のサブセット上で得られる第2の同期信号との関数として基地局のクロックを調整するための電気コンポーネント1510、をオプショナルに含むこともできる。さらに、システム1500は、電気コンポーネント1504、1506、1508、および1510に関連する機能を実行するための命令を保持するメモリ1512を含むこともできる。メモリ1512の外部にあるように示されているが、電気コンポーネント1504、1506、1508、および1510のうちの1つまたは複数は、メモリ1512の内部に存在することができることを理解すべきである。
図16を参照すると、ワイヤレス通信環境において同期信号を配布することを可能にするシステム1600が、示されている。例えば、システム1600は、基地局の内部に少なくとも部分的に存在することができる。システム1600は、機能ブロックを含むように表され、これらの機能ブロックは、プロセッサ、ソフトウェア、またはそれらの組合せ(例えば、ファームウェア)によってインプリメントされる機能を表す機能ブロックとすることができることを理解すべきである。システム1600は、一緒に動作することができる電気コンポーネントの論理的グループ分け1602を含んでいる。例えば、論理的グループ分け1602は、基地局のクロックの関数として同期信号を生成するための電気コンポーネント1604を含むことができる。さらに、論理的グループ分け1602は、低再使用チャネル上で基地局からの同期信号を送信するための電気コンポーネント1606、を含むことができる。さらに、論理的グループ分け1602は、基地局の同期精度のレベルの関数として微タイミングに関連するリソースの上で、低再使用チャネル上で基地局からの同期信号を送信するための電気コンポーネント1608をオプショナルに含むことができる。論理的グループ分け1602は、基地局が、同期精度の少なくともあらかじめ決定されたレベルを欠くときに、微タイミングに関連するリソースの上で受信される異種の同期信号の上で基地局のクロックを調整するための電気コンポーネント1610をオプショナルに含むこともできる。さらに、システム1600は、電気コンポーネント1604、1606、1608、および1610に関連する機能を実行するための命令を保持するメモリ1612を含むこともできる。メモリ1612の外部にあるように示されているが、電気コンポーネント1604、1606、1608、および1610のうちの1つまたは複数は、メモリ1612の内部に存在することができることを理解すべきである。
ここにおいて開示される実施形態に関連して説明される様々な例示の論理、論理ブロック、モジュール、および回路は、ここにおいて説明される機能を実行するように設計された、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)または他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートなゲートまたはトランジスタの論理、ディスクリートハードウェアコンポーネント(discrete hardware components)、あるいはそれらの任意の組合せ、を用いてインプリメントされ、または実行されることができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサとすることもできるが、代替案においては、プロセッサは、従来の任意のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械とすることもできる。プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ、例えば、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コアと組み合わされた1つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは他のそのような任意のコンフィギュレーション、としてインプリメントされることもできる。さらに、少なくとも1つのプロセッサは、上記で説明される1つまたは複数のステップおよび/またはアクションを実行するように動作可能な1つまたは複数のモジュールを備えることもできる。
さらに、ここにおいて開示される態様に関連して説明されるアルゴリズムまたは方法についてのアクションおよび/またはステップは、ハードウェアの形で直接に、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールの形で、あるいはそれら2つの組合せの形で実施されることがあり得る。ソフトウェアモジュールは、RAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハードディスク、着脱可能ディスク、CD−ROM、または当技術分野において知られている他の任意の形態のストレージ媒体の中に存在することができる。例示のストレージ媒体は、プロセッサが、ストレージ媒体から情報を読み取り、そしてストレージ媒体へと情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合されることができる。代替案においては、ストレージ媒体は、プロセッサと一体になっていることもできる。さらに、いくつかの態様においては、プロセッサとストレージ媒体とは、ASICの中に存在することができる。さらに、ASICは、ユーザ端末の中に存在することもできる。代替案においては、プロセッサと、ストレージ媒体とは、ユーザ端末の中の個別コンポーネント(discrete components)として存在することもできる。さらに、いくつかの態様においては、アルゴリズムまたは方法のアクションおよび/またはステップは、機械可読媒体および/またはコンピュータ可読媒体の上のコードおよび/または命令のうちの1つあるいは任意の組合せまたは組として存在することもでき、これらの媒体は、コンピュータプログラムプロダクトの中に組み込まれていることができる。
1つまたは複数の態様においては、説明される機能は、ハードウェア、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の形でインプリメントされることがあり得る。ソフトウェアの形でインプリメントされる場合、機能は、コンピュータ可読媒体上で1つまたは複数の命令またはコードとして記憶され、あるいは送信されることができる。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体およびコンピュータストレージ媒体の両方を含んでいる。ストレージ媒体は、コンピュータによってアクセスされることができる使用可能な任意の媒体とすることができる。例として、限定するものではないが、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD−ROMまたは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、あるいは命令もしくはデータ構造の形態で望ましいプログラムコードを搬送し、または記憶するために使用されることができ、そしてコンピュータによってアクセスされることがあり得る他の任意の媒体、を備えることができる。また、任意の接続も、コンピュータ可読媒体と名づけられることができる。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイステッドペア、デジタル加入者回線(digital subscriber line)(DSL)、または赤外線、無線、マイクロ波などのワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、そのときには同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイステッドペア、DSL、または赤外線、無線、マイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義の中に含まれる。ここにおいて使用されるようなディスク(Disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(compact disc)(CD)、レーザーディスク(登録商標)(laser disc)、光ディスク(optical disc)、デジタル多用途ディスク(digital versatile disc)(DVD)、フロッピーディスク(floppy(登録商標) disk)、およびブルーレイディスク(blu-ray disc)を含み、ここでディスク(disk)は通常、データを磁気的に再生するが、ディスク(disc)は通常、レーザを用いて光学的にデータを再生する。上記の組合せもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含められるべきである。
上記の開示は、例示の態様、および/または実施形態について論じているが、説明された態様、および/または添付の特許請求の範囲によって定義されるような実施形態の範囲を逸脱することなく、様々な変更および修正が、ここにおいて行われることができることに注意すべきである。さらに、説明された態様、および/または実施形態の要素は、単一形で説明され、または請求される可能性があるが、単数形への限定が、明示的に述べられていない限り、複数形も、企図される。さらに、任意の態様および/または実施形態のすべてまたは一部分は、その他の方法で述べられていない限り、他の任意の態様および/または実施形態のすべてまたは一部分と共に利用されることもあり得る。