本明細書で説明する伝送技法は、ブロードキャストネットワーク、多元接続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でき得る。「ネットワーク」および「システム」という用語は、しばしば互換的に使用される。本技法は、MediaFLO(商標)、Digital Video Broadcasting for Handhelds(DVB−H)、Integrated Services Digital Broadcasting for Terrestrial Television Broadcasting(ISDB−T)などの無線技術を実装したブロードキャストネットワークに使用でき得る。本技法はまた、ワイヤレスワイドエリアネットワーク(WWAN)、ワイヤレスメトロポリタンエリアネットワーク(WMAN)、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)などの多元接続ネットワークに使用でき得る。WWAN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、シングルキャリアFDMA(SC−FDMA)ネットワークなどとすることができ得る。CDMAネットワークは、Universal Terrestrial Radio Access(UTRA)、cdma2000などの無線技術を実装することができ得る。TDMAネットワークは、Global System for Mobile Communications(GSM(登録商標))などの無線技術を実装することができ得る。OFDMAネットワークは、Evolved UTRA(E−UTRA)、Ultra Mobile Broadband(UMB)、Flash−OFDM(登録商標)などの無線技術を実装することができ得る。Long Term Evolution(LTE)は、ダウンリンク上ではOFDMAを採用し、アップリンク上ではSC−FDMAを採用する、E−UTRAを使用する「3rd Generation Partnership Project」(3GPP)の今度のリリースである。WLANは、(Wi−Fiとも呼ばれる)IEEE802.11規格ファミリー、Hiperlanなどの中の1つまたは複数の規格を実装することができ得る。WMANは、(
WiMAXとも呼ばれる)IEEE802.16規格ファミリーの中の1つまたは複数の規格を実装することができ得る。本明細書で説明する伝送技法は、上記の無線技術ならびに他の無線技術に使用でき得る。
図1に、ワイヤレス通信ネットワーク100を示す。簡単のために、図1には、1つの送信機110と、1つのインクリメンタルリダンダンシ(IR)リレー120と、1つの受信機130と、1つのネットワークコントローラ140とのみを示してある。一般に、ワイヤレスネットワークは、任意の数の各タイプのエンティティを含むことができ得る。
送信機110は、受信機に情報をブロードキャストする局とすることができ得る。送信機110は、ブロードキャストネットワークにおける放送局、多元接続ネットワークにおける基地局、衛星ネットワークにおける衛星などとすることができ得る。基地局は、ノードB、進化型ノードB(eノードB)、アクセスポイントなどと呼ばれることもある。送信機110は、ブロードキャスト送信を送信し、ユニキャストおよび/またはマルチキャスト送信をも送信することができ得る。ネットワークコントローラ140は、送信機のセットに結合し、これらの送信機の調整および制御を行うことができ得る。
受信機130は、送信機から情報を受信することが可能な局とすることができ得る。受信機130は、ネットワーク内のどこにでも位置することができ得、固定または移動とすることができ得る。受信機130は、ブロードキャストネットワークからブロードキャスト情報を受信することのみが可能なブロードキャスト受信機とすることができ得る。受信機130はまた、多元接続ネットワークとの双方向通信が可能な端末の一部とすることができ得る。端末は、アクセス端末、移動局、ユーザ機器、加入者局、局などとも呼ばれることもある。受信機130は、セルラー電話、携帯情報端末(PDA)、ワイヤレス通信デバイス、ハンドヘルドデバイス、ワイヤレスモデム、ラップトップコンピュータ、コードレス電話、ワイヤレスローカルループ(WLL)局などの一部とすることができ得る。受信機130は、順方向リンク(またはダウンリンク)上で送信機110から送信を受信することができ得る。受信機130はまた、逆方向リンク(またはアップリンク)上で送信機110および/または他局に送信を送信することが可能であり得る。受信機130はまた、IRリレー120についての知識有りでまたは無しでIRリレー120から送信を受信することができ得る。
IRリレー120は、パケットの送信を受信し、パケットの追加の送信を送信する局とすることができ得る。IRリレー120は、送信機110から順方向リンク信号を受信し、送信を処理してパケットを復号し、パケットの追加の送信を含んでいるリレー信号を送信することができ得る。IRリレー120は、後述のように、送信機110のカバレージを向上させ、受信機130のパフォーマンスをも向上させることができ得る。
一般に、送信機110は、送信機110のカバレージ内の任意の数の受信機に送信することができ得る。IRリレー120も、IRリレー120のカバレージ内の任意の数の受信機に送信することができ得る。IRリレー120はまた、任意の数の送信機の送信を受信し、中継することができ得る。受信機130は、任意の数の送信機および任意の数のIRリレーから送信を受信することができ得る。簡単のために、以下の説明の大部分では、(i)受信機130に送信する送信機110と、(ii)送信機110から受信し、受信機130に送信するIRリレー120とについて説明する。
ネットワークは、インクリメンタルリダンダンシと呼ばれることもあるHARQを利用することができ得る。HARQを用いて、送信機は、パケットが受信機によって正しく復号されるか、または最大数の送信が送信されるか、または何らかの他の終了条件に遭遇するまで、一度に1つ、データのパケットの1つまたは複数の送信を送信することができ得る。ブロードキャスト送信では、送信機は、受信機における復号結果にかかわらず、パケットのすべての送信を送信することができ得る。HARQは、データ送信の信頼性を向上させることができ得る。
図2に、HARQを用いてブロードキャスト送信を送信する設計を示す。送信機110は、送信機110のカバレージ内のすべての受信機にブロードキャストすべき情報を有し得る。送信機110は、ブロードキャスト情報が送信機110のカバレージ内のすべてまたは多くの受信機によって確実に受信され得るように、パケットフォーマットを選択することができ得る。パケットフォーマットは、トランスポートフォーマット、変調およびコーディング方式(MCS)、レートなどと呼ばれることもある。選択されるパケットフォーマットは、特定の変調方式、特定のコードレートまたはコーディング方式、特定のパケットサイズなどに関連することができ得る。選択されるパケットフォーマットは、すべての受信機によってアプリオリ(a priori)に知られるか、または受信機に(たとえば、ブロードキャストチャネル上で)送信され得る。
送信機110は、選択されたパケットフォーマットに従ってブロードキャスト情報のパケット(パケットA)を処理(たとえば、符号化および変調)し、パケットAのN個の送信のためのデータシンボルを発生し得る。パケットの各送信はHARQ送信と呼ばれることがある。パケットのN個の異なる送信は、パケットのための異なるリダンダンシ情報を含むことができ得、パケットを復号するために使用でき得る。送信機110は、時間tにおいてすべての受信機にパケットAの第1の送信(送信1)を送信し得る。受信機130は、第1の送信を受信し、処理(たとえば、復調および復号)し、パケットAが誤って復号されたと判断し得る。送信機110は、時間t+1においてすべての受信機にパケットAの第2の送信(送信2)を送信し得る。受信機130は、第2の送信を受信し、第1および第2の送信を処理してパケットAを復号し、パケットAが誤って復号されたと判断し得る。送信機110は、それぞれの時間においてすべての受信機にパケットAの各残りの送信を送信し得る。図2に示す例では、受信機130は、送信機110から遠く離れて位置することがあり、パケットAの最初のN−1個の送信の各々の後にパケットAを正しく復号することが不可能なことがある。受信機130は、パケットAの最後の送信(送信N)を受信し、N個のすべての送信を処理してパケットAを復号し、パケットAが正しく復号されたと判断し得る。
送信機110は、同様の様式で次のパケットを処理し、送信することができ得る。パケットはすべての受信機を対象としており、送信機110は、各受信機がパケットを正しく復号するために何個の送信を必要とするかを知らないので、送信機110は各パケットのN個のすべての送信を送信し得る。受信機がN個未満の送信でパケットを正しく復号することができた場合、受信機は、パケットの残りの送信を単に無視することができ得る。
送信タイムラインはサブフレームの単位に分割でき得、各サブフレームは特定の持続時間を有することができ得る。複数(M個)のHARQインターレースを定義することができ得、各HARQインターレースは、M個のサブフレームだけ離れて離間したサブフレームを含んでいる。M個のHARQインターレースは互いに1サブフレームだけオフセットされ得る。所与のパケットのすべての送信を1つのHARQインターレースの異なるサブフレームにおいて送信することができ得る。異なるパケットをM個のHARQインターレース上で時間インターレース様式で並列に送信することができ得る。
受信機130は、携帯型とし、内部バッテリーによって電力供給でき得る。バッテリー電力を節約し、バッテリー寿命を延長するために、受信機130は、いかなる送信も受信しないときに電源切断でき得る。まだ正しく復号されていないパケットについて、受信機130は、パケットの各送信より前に起動し、送信を受信し、受信されたすべての送信を処理してパケットを復号することができ得る。パケットを正しく復号すると、受信機130は、パケットの残りの送信を通してスリープ(sleep)することができ得る。図2に示す例では、受信機130は、N−1個のより以前の送信のいずれの後でもパケットAを正しく復号することが不可能であったので、パケットAのN個のすべての送信について起動し得る。簡単のために図2には示していないが、受信機130は、時間インターレース様式で複数のパケットの送信を受信することができ得、これらの送信のうちの任意の1つが送信されたときはいつでもアウェイク(awake)したままでいることができ得る。
IRリレー120は、ブロードキャスト送信のパフォーマンスを改善するために使用でき得る。IRリレー120は、送信機110を介した調整を用いてまたは用いずに、この改善を達成することができ得る。受信機130は、IRリレー120の影響を受けることがあるが、IRリレー120の存在を認識することも認識しないこともある。
図3に、HARQを用いてブロードキャスト送信を送信し、中継する設計を示す。送信機110は、送信機110のカバレージ内のすべての受信機にブロードキャストすべき情報を有し得る。送信機110は、選択されたパケットフォーマットに従ってブロードキャスト情報のパケット(パケットA)を処理(たとえば、符号化および変調)し、パケットAのN個の送信のためのデータシンボルを発生し得る。送信機110は、時間tにおいてすべての受信機にパケットAの第1の送信を送信し得る。IRリレー120は、送信機110から第1の送信を受信し、その第1の送信を処理してパケットAを復号し得る。図3に示す例では、IRリレー120は、第1の送信に基づいてパケットAを正しく復号する。受信機130も、第1の送信を受信し、処理し、パケットAが誤って復号されたと判断し得る。
送信機110は、時間t+1においてすべての受信機にパケットAの第2の送信を送信し得る。IRリレー120は、復号されたパケットAに基づいて送信機110と同様にしてパケットAの第2および後続の送信を発生することができ得る。IRリレー120は、第2の送信のために送信機110によって使用されるのと同じリソース上で同じ時間にパケットAの第2の送信を送信することができ得る。受信機130は、送信機110とIRリレー120の両方から第2の送信を受信することができ得る。受信機130は、第1および第2の送信を処理してパケットAを復号し、パケットAが正しく復号されたと判断し得る。
送信機110は、それぞれの時間においてすべての受信機にパケットAの各残りの送信を送信し得る。IRリレー120も、送信機110と同じリソース上で同じ時間にパケットAの各残りの送信を送信し得る。受信機130は、第2の送信後にすでにパケットAを首尾よく復号しているので、受信機130は、図3に示すように、パケットAの残りの送信をスキップし、実行すべき他のタスクがない場合、これらの送信を通してスリープすることができ得る。
パケットの送信の数(N)、各送信の持続時間、および連続する送信間の時間間隔は、ネットワークの設計に依存し得る。MediaFLO(商標)では、パケットの4つの送信が4つのフレーム中で送信され、各フレームは250ミリ秒(ms)の持続時間を有する。各送信は、送信を受信するために必要な時間量を低減するために、フレームの一部分中で送信でき得る。複数のパケットを一緒に符号化し、N個の送信中で送信することもでき得る。
IRリレー120は、送信機110からのパケットを高レートで正しく復号することが可能であり、復号されたパケットのシンボルの残りを受信機130に送信することができ得る。たとえば、送信機110は、1000情報ビットのパケットをレート1/3コードで符号化して、3000コードビットを発生することができ得る。送信機110は、各送信が500コードビットを搬送する、パケットの6つの送信を発生することができ得る。IRリレー120は、送信機110に対して十分高い信号対雑音比(SNR)を有し、パケットをレート2/3で正しく復号することが可能であり得る。したがって、IRリレー120は、パケットの3つの送信から1500コードビットでパケットを正しく復号することが可能であり得る。次いで、IRリレー120は、復号されたパケットを同じレート1/3コードで符号化して、3000コードビットを発生することができ得る。IRリレー120は、最初の1500コードビットを廃棄し、送信機110と同様にして、最後の1500コードビットを用いてパケットの最後の3つの送信を発生することができ得る。IRリレー120は、送信機110と同じリソース上で同じ時間に、これらの最後の3つの送信を送信することができ得る。
受信機130は、送信機110から最初の3つの送信を受信し、送信機110とIRリレー120の両方から最後の3つの送信を受信し得る。送信機110およびIRリレー120がOFDMまたはSC−FDMを使用して送信を送信する場合、受信機130は、等化を実行する必要なしに送信機110およびIRリレー120から送信を受信することができる。受信機130は、低いSNRを有し得る送信機110から受信した3つの送信に基づいて最初の1500コードビットの対数尤度比(LLR)を計算することができ得る。受信機1300は、送信機110と、より高いSNRを有し得るIRリレー120の両方から受信した最後の3つの送信に基づいて最後の1500コードビットのLLRを計算することができ得る。受信機130は、パケットを復号するために3000コードビットすべてのLLRを使用することができ得る。受信機130は、パケットの各送信後に復号を試みることができ得、チャネル状態次第では、6つ未満の送信でパケットを正しく復号することが可能であり得る。
概して、IRリレー120によって送信される残りの送信の数は、送信機110によって送信される送信の数(N)、送信機110によって使用されるコードレート、送信機110に対するIRリレー120におけるSNRなど、様々なファクタに依存し得る。送信機110がより低いコードレートを使用する場合、および/またはIRリレー120におけるSNRがより高い場合、IRリレー120はより多くの送信を送信することができ得る。
IRリレー120は、たとえば、図3について上述したようにトラフィックデータを中継することができ得る。IRリレー120は、送信機110からの他の情報を中継することもでき得る。1つの設計では、IRリレー120は、送信機110からの送信を受信するために使用されるシステム情報を搬送するブロードキャスト/オーバーヘッドチャネルを中継することができ得る。たとえば、システム情報は、システム帯域幅、FFTサイズ、巡回プレフィックス長などを伝達することができ得る。別の設計では、IRリレー120は、送信機110からの割当てメッセージを搬送する制御チャネルを中継することができ得る。割当てメッセージは、パケットフォーマット、送信に使用されるリソース、および/またはパケットの送信を受信するために使用される他の関連情報を示すことができ得る。1つの設計では、割当てメッセージをパケットまたはパケットのセット用に送信し、(1つまたは複数の)パケットの送信とともに中継することができ得る。別の設計では、割当てメッセージは、複数の情報要素またはペイロードを含むことができ得る。各情報要素は、パケットまたはパケットのセット用とし、単独で復号可能とすることができ得る。各情報要素は、対応するサブフレームまたはHARQインターレース中で何が送信されるかを記述することができ得る。たとえば、サブフレームqの情報要素は、サブフレームqのデータ帯域幅割振りを記述することができ得る。
一般に、IRリレー120は、送信機110によって送信される任意のデータまたは情報の送信を中継することができ得る。IRリレー120は、パケットの送信を送信するために使用すべきリソース、パケットのパケットフォーマット、パケットを送信する送信の数(N)など、関連パラメータを取得することができ得る。IRリレー120は、受信機130と同様にして、送信機110から受信した各送信の後にパケットを復号することを試みることができ得る。送信機110からIRリレー120へのリンクは、送信機110から受信機130へのリンクよりも良好であり得る。その場合、IRリレー120は、受信機130よりも少ない送信でパケットを首尾よく復号することが可能であり得る。パケットを首尾よく復号した後、IRリレー120は、復号されたパケットに基づいて、送信機110と同様にしてパケットの残りの送信を発生することができ得る。IRリレー120は、送信機110と同じリソース上で各残りの送信を送信することができ得る。
受信機130は、送信機110および場合によってはIRリレー120からの送信を受信することができ得る。受信機130は、送信がどこから来ているかを知る必要がなく、IRリレー120の存在を知る必要がないことがある。送信機110も、IRリレー120が存在し、パケットの送信を送信しているかどうかを知る必要がないことがある。
図3に示されていない別の設計では、IRリレー120は、(i)RFリピータとして働き、パケットが正しく復号されるまで反復信号を送信し、(ii)リレーとして働き、パケットが正しく復号された後にリレー信号を送信することができ得る。パケットを正しく復号する前に、IRリレー120は、送信機110から順方向リンク信号を受信し、受信信号を再調整(たとえば、増幅およびフィルタ処理)して反復信号を発生し、その反復信号を受信機130に送信することができ得る。パケットを首尾よく復号した後、IRリレー120は、復号されたパケットに基づいてパケットの残りの送信を発生し、パケットのこれらの送信とともにリレー信号を発生し、そのリレー信号を受信機130に送信することができ得る。この設計は、パケットのより以前の送信のパフォーマンスを改善することができ得る。
IRリレー120が反復信号を送信するか否かにかかわらず、IRリレー120によって発生されるより高品質のリレー信号により、パフォーマンスの改善が達成でき得る。IRリレー120から受信機130へのリレーリンクは、送信機110から受信機130への直接リンクよりも良好であり得る。受信機130は、送信機110からの送信よりも良好な品質でIRリレー120からの送信を受信することが可能であり得る。したがって、受信機130は、IRリレー120からの支援により、送信機110によって送信されたパケットをより少ない送信で正しく復号することが可能であり得る。
IRリレー120は、ブロードキャスト送信のパフォーマンスを改善するために使用でき得る。IRリレー120は、図3に示すように、受信機130が、より少ない送信後にパケットを首尾よく復号し、より多くの送信中にスリープすることを可能にし得る。これにより受信機130のバッテリー寿命を延長することができ得、これは、ブロードキャストネットワークから1つまたは複数のブロードキャストストリームを継続的に受信する受信機にとって望ましいことがある。IRリレー120はまた、カバレージを拡張することができ得、また、受信機130が、送信機110からより遠くに位置し、依然として送信機110からのパケットを首尾よく復号し得ることを可能にすることができ得る。IRリレー120はまた、スペクトル効率を改善することができ得、送信機110が、(i)パケットのより少ない送信を送信すること、または(ii)同じ数の送信中により多くのデータを送信することを可能にすることができ得る。
1つの設計では、送信機110からの順方向リンク信号とIRリレー120からのリレー信号とは、送信されるパケットに対して同じ波形を有することができ得る。その場合、送信機110およびIRリレー120は、受信機130には単一周波数ネットワーク(SFN)における2つの局のように見え得る。この設計では、受信機130は、順方向リンク信号とリレー信号の両方を備える受信信号を処理することができ得る。受信機130は、これらの2つの信号を区別する必要がなく、IRリレー120の存在を認識している必要がないことがある。別の設計では、リレー信号は、順方向リンク信号から区別可能であり得る。この設計では、受信機130は、順方向リンク信号およびリレー信号を受信し、両方の信号またはより強い信号のみを処理することができ得る。
1つの設計では、送信機110からのパケットの送信は、データのために使用されるリソース(またはデータリソース)上のデータシンボル、ならびにパイロットのために使用されるリソース(またはパイロットリソース)上のパイロットシンボルを備えることができ得る。パイロットは、送信機および受信機によってアプリオリに知られるデータであり、基準信号、トレーニング、プリアンブルなどと呼ばれることもある。IRリレー120からのパケットの送信も、データリソース上のデータシンボルと、パイロットリソース上のパイロットシンボルとを備えることができ得る。同じリソース上で送信機110とIRリレー120の両方からパイロットシンボルを送信することにより、受信機130は、送信機110とIRリレー120の両方のリンクについてチャネル推定値を導出することが可能になり得る。受信機130は、パケットの各送信の受信されたパイロットシンボルに基づいて、その送信のチャネル推定値を導出することができ得る。その場合、受信機130は、送信機110およびIRリレー120の個々のチャネル応答を知る必要なしに、各送信について取得されたチャネル推定値に基づいて、その送信の受信されたデータシンボルに対してコヒーレント検出を実行することができ得る。
1つの設計では、IRリレー120は、送信機110からの送信とIRリレー120からの送信とが受信機130において近似的に時間整合されるように、パケットの送信を送信することができ得る。これは、受信機130における受信信号の周波数選択性を低減し、パフォーマンスを改善することができ得る。
図4に、送信機110およびIRリレー120からパケットの送信を送信するための設計を示す。送信機110は、時間T0において開始する、パケットの送信を送信することができ得る。IRリレー120は、T0からΔTSRとすることができ得る時間T1において開始する、パケットの同じ送信を送信することができ得る。受信機130は、T1からΔTRDとすることができ得る時間T2において開始する、IRリレー120からのパケットの送信を受信することができ得る。受信機130はまた、T0からΔTSDとすることができ得る時間T3において開始する、送信機110からのパケットの送信を受信することができ得る。ΔTSRは、送信機110(またはソース「S」)からIRリレー120(またはリレー「R」)への伝搬遅延であり得る。ΔTRDは、IRリレー120から受信機130(または宛先「D」)への伝搬遅延であり得る。ΔTSDは、送信機110から受信機130への伝搬遅延であり得る。
送信機110からの送信とIRリレー120からの送信とが受信機130において同じまたはほぼ同じ時間に到着することが望ましいことがある。1つの設計では、受信機130は、T2とT3との間の差である受信タイミング差ΔTDIFFを判断し、その受信タイミング差をIRリレー120に与えることができ得る。IRリレー120は、受信機130における受信タイミング差が0に近くなるように、IRリレー120の送信タイミングを調整することができ得る。
別の設計では、IRリレー120は、受信機における受信タイミング差を減少させるためにIRリレー120の送信タイミングを自律的に調整することができ得る。IRリレー120は、ΔTSRを判断し、ΔTSDが近似的にΔTSRに等しいと仮定することができ得る。その場合、IRリレー120は、IRリレー120の送信タイミングを、送信機110の送信タイミングからΔTSRになるように設定する、すなわち、IRリレー120の送信タイミングをIRリレー120の受信タイミングに等しくすることができ得る。代替的に、IRリレー120は、IRリレー120の送信タイミングを、送信機110の送信タイミングからΔTSR−xになるように設定することができ得、ただし、xは適切なオフセット値とすることができ得る。オフセットxは、受信機130における受信タイミング差を減少させるように選択でき得る。
1つの設計では、IRリレー120は、所定の送信電力レベル、たとえば、最大送信電力レベルでパケットの送信を送信することができ得る。この設計はカバレージを最大にすることができ得る。別の設計では、IRリレー120は、IRリレー120からの送信の受信電力が受信機130において所定の範囲内になるように、IRリレー120の送信電力レベルを調整することができ得る。IRリレー120は、送信機110よりも受信機130の近くに位置し得る。したがって、IRリレー120は、受信機130がIRリレー120に対して十分高いSNRを達成することを依然として可能にしながら、IRリレー120の送信をより低い送信電力で受信機130に送信することが可能であり得る。送信電力が低くなると、ネットワークにおける干渉が少なくなり得る。1つの設計では、受信機130は、受信機130の受信電力がターゲットレベルまたはレンジを上回っているかまたは下回っているかを示す電力制御コマンドを送信することができ得る。IRリレー120は、電力制御コマンドに基づいてIRリレー120の送信電力レベルを調整することができ得る。別の設計では、IRリレー120は、たとえば、受信機130から受信したパイロットに基づいて、受信機130への経路損失を推定することができ得る。その場合、IRリレー120は、推定された受信機130への経路損失に基づいてIRリレー120の送信電力を調整することができ得る。IRリレー120は、他の方法でIRリレー120の送信電力を調整することもでき得る。
1つの設計では、IRリレー120は、電源投入されたときに使用可能にされ、使用可能にされたときに送信を中継することができ得る。別の設計では、IRリレー120は選択的に使用可能にでき得る。たとえば、IRリレー120は、IRリレー120の近傍内の受信機を検出し、少なくとも1つの受信機が検出されたときのみ使用可能にでき得る。IRリレー120はまた、送信機110および/または受信機130からのシグナリングに基づいて使用可能にでき得る。
IRリレー120は、上記で説明したように、カバレージを拡張し、スペクトル効率を向上させることができ得る。IRリレー120はまた、未計画的に、たとえば、全方向アンテナを用いて配備でき得る。信号を単に「増幅し、転送する」RFリピータとは異なり、IRリレー120は、未計画的に配備されたときに雑音を増幅せず、ひどい干渉を生じない。IRリレー120は、フェムトセル/ホーム基地局シナリオにおいて有利に使用でき得る。
図5に、リレーによって実行されるプロセス500の設計を示す。リレーは、送信機からパケットの少なくとも1つの送信を受信し、その少なくとも1つの送信は、送信機によって受信機にブロードキャストされたパケットの複数の送信のうちの少なくとも1つである(ブロック512)。リレーは、パケットを復号するためにパケットの少なくとも1つの送信を処理する(ブロック514)。リレーは、パケットを正しく復号した後にパケットの少なくとも1つの残りの送信を発生し、その少なくとも1つの残りの送信はパケットの複数の送信のうちの残りの送信である(ブロック516)。リレーは、たとえば、送信機と同じリソース上で同じ時間に、パケットの少なくとも1つの残りの送信を送信する(ブロック518)。1つの設計では、送信機は、ブロードキャストネットワークにおける放送局とし、パケットは、放送局によって受信機に送信されるブロードキャストストリーム用とすることができ得る。他の設計では、送信機は、基地局または何らかの他の送信機とすることができ得る。
送信機は、受信機による復号結果にかかわらず、パケットの固定数の送信をブロードキャストすることができ得る。リレーによって送信されるパケットの少なくとも1つの残りの送信は、パケットを復号するためにリレーによって使用されないすべての送信を含むことができ得、たとえば、図3では第2〜第Nの送信を含むことができ得る。パケットの複数の送信は、パケットのための異なるリダンダンシ情報を備えるHARQ送信とすることができ得る。
リレーは、パケットのための送信機によって使用されるパケットフォーマットを判断することができ得る。リレーは、パケットを復号するために、パケットフォーマットに従って送信機からのパケットの少なくとも1つの送信を処理することができ得る。リレーはまた、パケットフォーマットに従ってパケットの少なくとも1つの残りの送信を発生することができ得る。1つの設計では、リレーは、(i)送信のためのデータシンボルを、データのための送信機によって使用されるリソースにマッピングすることと、(ii)パイロットシンボルを、パイロットのための送信機によって使用されるリソースにマッピングすることと、(iii)マッピングされたデータシンボルおよびマッピングされたパイロットシンボルに基づいて送信を発生することとによって、各残りの送信を発生することができ得る。リレーは、パケットの少なくとも1つの残りの送信を送信するために送信機によって使用されるリソースを判断することができ得る。次いで、リレーは、送信機によって使用されるリソース上でパケットの少なくとも1つの残りの送信を送信することができ得る。
1つの設計では、リレーは、送信機からメッセージの少なくとも1つの送信を受信することができ得る。メッセージは、パケットを受信するために使用される情報、たとえば、システム情報、パケットの割当てなどを備えることができ得る。リレーは、メッセージを復号するためにメッセージの少なくとも1つの送信を処理することができ得る。次いで、リレーは、メッセージを正しく復号した後、メッセージの少なくとも1つの残りの送信を発生することができ得る。リレーは、たとえば、送信機と同じリソース上で同じ時間に、メッセージの少なくとも1つの残りの送信を送信することができ得る。
1つの設計では、リレーは、リレーからの送信が受信機において送信機からの送信の所定のタイムウィンドウ内に受信されるようにリレーの送信タイミングを調整することができ得る。その場合、リレーは、その送信タイミングに従ってパケットの少なくとも1つの残りの送信を送信することができ得る。1つの設計では、リレーは、リレーからの送信の受信電力が受信機において所定の範囲内になるようにリレーの送信電力レベルを決定することができ得る。その場合、リレーは、決定された送信電力レベルでパケットの少なくとも1つの残りの送信を送信することができ得る。
1つの設計では、たとえば、図3に示すように、パケットが正しく復号されなかった場合、リレーはパケットの送信を送信しないことができ得る。別の設計では、パケットが正しく復号されるまで、リレーは、送信機から受信した信号を再調整し、その再調整された信号をリレーから送信することができ得る。
図6に、送信を中継するための装置600の設計を示す。装置600は、送信機からパケットの少なくとも1つの送信をリレーにおいて受信するためのモジュール612であって、その少なくとも1つの送信が、送信機によって受信機にブロードキャストされたパケットの複数の送信のうちの少なくとも1つである、受信するためのモジュール612と、パケットを復号するためにパケットの少なくとも1つの送信を処理するためのモジュール614と、パケットを正しく復号した後にパケットの少なくとも1つの残りの送信を発生するためのモジュール616であって、その少なくとも1つの残りの送信がパケットの複数の送信のうちの残りの送信である、発生するためのモジュール616と、リレーからパケットの少なくとも1つの残りの送信を送信するためのモジュール618とを含む。
図7に、ブロードキャスト受信機、端末などであり得る受信機によって実行されるプロセス700の設計を示す。受信機は、送信機からパケットの少なくとも1つの送信を受信し、その少なくとも1つの送信は、送信機によって受信機にブロードキャストされたパケットの複数の送信のうちの少なくとも1つである(ブロック712)。受信機はまた、送信機およびリレーからパケットの少なくとも1つの追加の送信を受信し、その少なくとも1つの追加の送信は、パケットの複数の送信のうちの少なくとも1つの残りの送信である(ブロック714)。パケットの少なくとも1つの追加の送信は、パケットの残りの送信のすべてまたはサブセットとすることができ得、たとえば、図3に示す例では第2の送信のみを含むことができ得る。受信機は、パケットを復号するためにパケットの少なくとも1つの送信および少なくとも1つの追加の送信を処理する(ブロック716)。
ブロック716の1つの設計では、受信機は、パケットの少なくとも1つの送信におけるパイロットシンボルに基づいて、その送信の各々について送信機のための第1のチャネル推定値を導出することができ得る。受信機は、パケットの各送信の第1のチャネル推定値に基づいて、その送信のための検出を実行することができ得る。受信機はまた、パケットの各追加の送信におけるパイロットシンボルに基づいて、その追加の送信について送信機とリレーの両方のための第2のチャネル推定値を導出することができ得る。受信機は、パケットの各追加の送信の第2のチャネル推定値に基づいて、その追加の送信のための検出を実行することができ得る。
1つの設計では、受信機は、送信機からメッセージの少なくとも1つの送信を受信することができ得る。受信機はまた、送信機およびリレーからメッセージの少なくとも1つの追加の送信を受信することができ得る。受信機は、メッセージを復号するためにメッセージの少なくとも1つの送信および少なくとも1つの追加の送信を処理することができ得る。メッセージは、パケットを受信するために使用される情報を備えることができ得る。たとえば、受信機は、メッセージからシステム情報を取得し、そのシステム情報に従ってパケットの送信を受信することができ得る。受信機は、メッセージから割当てを取得し、その割当てに従ってパケットの送信を受信し、処理することができ得る。
1つの設計では、受信機は、リレーからの送信が受信機において送信機からの送信の所定のタイムウィンドウ内に受信されるようにリレーのタイミング調整を判断することができ得る。受信機は、そのタイミング調整をリレーに送信することができ得る。
1つの設計では、受信機は、図3に示すように、パケットの少なくとも1つの送信および少なくとも1つの追加の送信中にアウェイク状態で動作することができ得る。受信機は、図3に同じく示すように、パケットの複数の送信のうちの残りの送信の間、スリープ状態で動作することができ得る。
図8に、送信を受信するための装置800の設計を示す。装置800は、送信機からパケットの少なくとも1つの送信を受信するためのモジュール812であって、その少なくとも1つの送信が、送信機によって受信機にブロードキャストされたパケットの複数の送信のうちの少なくとも1つである、受信するためのモジュール812と、送信機およびリレーからパケットの少なくとも1つの追加の送信を受信するためのモジュール814であって、その少なくとも1つの追加の送信が、パケットの複数の送信のうちの少なくとも1つの残りの送信である、受信するためのモジュール814と、パケットを復号するためにパケットの少なくとも1つの送信および少なくとも1つの追加の送信を処理するためのモジュール816とを含む。
図9に、タイミング調整を用いてリレーによって送信を送信するためのプロセス900の設計を示す。リレーは、送信機からパケットの少なくとも1つの送信を受信する(ブロック912)。リレーは、パケットを復号するためにパケットの少なくとも1つの送信を処理する(ブロック914)。リレーは、パケットを正しく復号した後にパケットの少なくとも1つの追加の送信を発生する(ブロック916)。リレーは、リレーからの送信が受信機において送信機からの送信の所定のタイムウィンドウ内に受信されるようにリレーの送信タイミングを調整する(ブロック918)。1つの設計では、リレーは、受信機からタイミング調整を受信し、そのタイミング調整に従ってリレーの送信タイミングを調整することができ得る。別の設計では、リレーは、送信機からのパケットの少なくとも1つの送信に基づいてリレーの受信タイミングを判断し、その受信タイミングに基づいてリレーの送信タイミングを設定することができ得る。いずれの場合も、リレーは、リレーの送信タイミングに従ってリレーから受信機にパケットの少なくとも1つの追加の送信を送信する(ブロック920)。
図10に、タイミング調整を用いて送信を中継するための装置1000の設計を示す。装置1000は、送信機からパケットの少なくとも1つの送信をリレーにおいて受信するためのモジュール1012と、パケットを復号するためにパケットの少なくとも1つの送信を処理するためのモジュール1014と、パケットを正しく復号した後にパケットの少なくとも1つの追加の送信を発生するためのモジュール1016と、リレーからの送信が受信機において送信機からの送信の所定のタイムウィンドウ内に受信されるようにリレーの送信タイミングを調整するためのモジュール1018と、送信タイミングに従ってリレーから受信機にパケットの少なくとも1つの追加の送信を送信するためのモジュール1020とを含む。
図6、図8および図10のモジュールは、プロセッサ、電子デバイス、ハードウェアデバイス、電子構成要素、論理回路、メモリなど、またはそれらの任意の組合せを備えることができ得る。
図11に、送信機110、IRリレー120、および受信機130の設計のブロック図を示す。送信機110において、送信(TX)データプロセッサ1110は、ブロードキャストすべきデータのパケットを受信し、選択されたパケットフォーマットに従って各パケットを処理(たとえば、符号化および変調)してデータシンボルを取得する。プロセッサ1110は、各パケットの複数(N個)の送信を発生し、一度に1つの送信を行うことができ得る。プロセッサ1110はまた、(たとえば、システム情報、割当てメッセージなどのための)制御情報を処理して制御シンボルを取得することができ得る。プロセッサ1110は、データシンボル、制御シンボル、およびパイロットシンボルを多重化し、(たとえば、CDMA、OFDMなどのために)その多重化されたシンボルをさらに処理して出力サンプルを発生する。送信機(TMTR)1112は、出力サンプルを調整(たとえば、アナログ変換、増幅、フィルタ処理、およびアップコンバート)して順方向リンク信号を発生し、その順方向リンク信号はIRリレー120および受信機130に送信される。
IRリレー120において、送信機110からの順方向リンク信号が受信され、受信機(RCVR)1136に供給される。受信機1136は、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、入力サンプルを与える。受信(RX)データプロセッサ1138は、(たとえば、CDMA、OFDMなどのために)入力サンプルを処理して受信シンボルを取得する。プロセッサ1138は、受信シンボルに対して検出を実行して検出シンボルを取得し、その検出シンボルをさらに処理(たとえば、復調および復号)して、送信機110によって送信されたパケットおよび制御情報を復元する。TXデータプロセッサ1130は、それぞれ正しく復号されたパケットを送信機110と同様にして処理(たとえば、符号化および変調)してデータシンボルを取得する。プロセッサ1130は、データシンボルをパイロットシンボルと多重化し、その多重化されたシンボルをさらに処理して、それぞれ正しく復号されたパケットの残りの送信のための出力サンプルを取得する。送信機1132は、プロセッサ1130からの出力サンプルを調整し、リレー信号を発生し、そのリレー信号は受信機130に送信される。
受信機130において、送信機110からの順方向リンク信号とIRリレー120からのリレー信号とが、受信機1152によって受信され、調整され、さらにRXデータプロセッサ1154によって処理されて、送信機110によって送信されたパケットおよび制御情報を復元する。プロセッサ1154は、パケットの各送信の受信されたパイロットシンボルに基づいて、その送信のためのチャネル推定値を導出する。プロセッサ1154は、そのチャネル推定値を用いて受信されたデータシンボルと受信された制御シンボルとに対してコヒーレント検出を実行して、検出シンボルを取得する。プロセッサ1154は、その検出シンボルをさらに処理(たとえば、復調および復号)して、送信機110によって送信されたパケットを復元する。
コントローラ/プロセッサ1120、1140および1160は、それぞれ送信機110、IRリレー120、および受信機130における動作を指示する。コントローラ/プロセッサ1140は、図5のプロセス500、図9のプロセス900、および/または本明細書で説明する技法の他のプロセスを実行または指示する。コントローラ/プロセッサ1160は、図7のプロセス700、および/または本明細書で説明する技法の他のプロセスを実行または指示する。メモリ1122、1142および1162は、それぞれ送信機110、IRリレー120、および受信機130のためのデータおよびプログラムコードを記憶する。
情報および信号は様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して表すことができ得ることを、当業者は理解されよう。たとえば、上記の説明全体にわたって言及されるデータ、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、磁界または磁性粒子、光場または光学粒子、あるいはそれらの任意の組合せによって表すことができ得る。
さらに、本明細書の開示に関連して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装でき得ることを、当業者は諒解されよう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップを、上記では概してそれらの機能に関して説明した。そのような機能をハードウェアとして実装するか、ソフトウェアとして実装するかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約に依存する。当業者は、説明した機能を特定の適用例ごとに様々な方法で実装することができ得るが、そのような実装の決定は、本開示の範囲からの逸脱を生じるものと解釈すべきではない。
本明細書の開示に関連して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、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、個別ゲートまたはトランジスタロジック、個別ハードウェア構成要素、あるいは本明細書に記載の機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実装または実行でき得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサとすることができ得るが、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、または状態マシンとすることができ得る。プロセッサは、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、あるいは任意の他のそのような構成として実装することもでき得る。
本明細書の開示に関して説明した方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアで実施するか、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で実施するか、またはその2つの組合せで実施することができ得る。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、リムーバブルディスク、CD−ROM、または当技術分野で知られている任意の他の形態の記憶媒体中に常駐することができ得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に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。代替として、記憶媒体はプロセッサに一体化することができ得る。プロセッサおよび記憶媒体はASIC中に常駐することができ得る。ASICはユーザ端末中に常駐することができ得る。代替として、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末中に個別構成要素として常駐することもでき得る。
1つまたは複数の例示的な設計では、説明した機能を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの組合せで実装することができ得る。ソフトウェアで実装する場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶するか、あるいはコンピュータ可読媒体を介して送信することができ得る。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可能にする任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体と通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、汎用または専用コンピュータによってアクセスできる任意の利用可能な媒体とすることができ得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD−ROM、あるい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、もしくは命令またはデータ構造の形の所望のプログラムコード手段を搬送または記憶するために使用でき、汎用または専用コンピュータあるいは汎用または専用プロセッサによってアクセスできる任意の他の媒体を備えることができる。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL)、または赤外線、無線、および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、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、DSL、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用するディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザディスク(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピー(登録商標)ディスク(disk)およびブルーレイディスク(disc)を含み、ディスク(disk)は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)は、データをレーザで光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。
本開示の前述の説明は、いかなる当業者でも本開示を作成または使用することができるように提供される。本開示への様々な修正は当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義した一般原理は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく他の変形形態に適用でき得る。したがって、本開示は、本明細書で説明する例および設計に限定されるものではなく、本明細書で開示する原理および新規の特徴に合致する最も広い範囲を与えられるべきである。