次に、図面を参照しながら様々な態様について説明する。以下の記述では、説明の目的で、1つまたは複数の態様の完全な理解を与えるために多数の具体的な詳細を記載する。ただし、そのような(1つまたは複数の)態様は、これらの具体的な詳細なしに実施され得ることは明らかであろう。他の例では、これらの態様の説明を円滑にするために、よく知られている構造およびデバイスをブロック図の形態で示す。
本出願で使用する「構成要素」、「モジュール」、「システム」などの用語は、コンピュータ関連のエンティティ、すなわち、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の組合せ、ソフトウェア、または実行中のソフトウェアのいずれかを指すものとする。たとえば、構成要素は、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、実行ファイル、実行スレッド、プログラム、および/またはコンピュータであり得るが、これらに限定されない。例として、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と、そのコンピューティングデバイスの両方が構成要素であり得る。1つまたは複数の構成要素がプロセスおよび/または実行スレッド内に常駐することができ、1つの構成要素を1つのコンピュータ上に配置し、および/または2つ以上のコンピュータ間に分散し得る。さらに、これらの構成要素は、様々なデータ構造を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。これらの構成要素は、1つまたは複数のデータパケット(たとえば、ローカルシステム、分散システム内の別の構成要素と対話する、および/またはインターネットなどのネットワーク上で信号を介して他のシステムと対話する、1つの構成要素からのデータ)を有する信号によるなど、ローカルプロセスおよび/またはリモートプロセスを介して通信し得る。
さらに、本明細書ではモバイルデバイスに関する様々な態様について説明する。モバイルデバイスは、システム、加入者ユニット、加入者局、移動局、モバイル、ワイヤレス端末、ノード、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、ワイヤレス通信デバイス、ワイヤレス通信装置、ユーザエージェント、ユーザデバイス、またはユーザ機器(UE)などと呼ばれることもあり、それらの機能の一部または全部を含み得る。モバイルデバイスは、セルラー電話、コードレス電話、セッション開始プロトコル(SIP)電話、スマートフォン、ワイヤレスローカルループ(WLL)局、携帯情報端末(PDA)、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、ワイヤレスモデムカード、および/またはワイヤレスシステムを介して通信するための別の処理デバイスとすることができる。さらに、本明細書では基地局に関する様々な態様について説明する。基地局は、(1つまたは複数の)ワイヤレス端末と通信するために利用され得、アクセスポイント、ノード、ノードB、eノードB、eNB、または何らかの他のネットワークエンティティと呼ばれることもあり、それらの機能の一部または全部を含み得る。
いくつかのデバイス、構成要素、モジュールなどを含み得るシステムに関して、様々な態様または特徴を提示する。様々なシステムは、追加のデバイス、構成要素、モジュールなどを含んでもよく、および/または各図に関連して論じるデバイス、構成要素、モジュールなどのすべてを含まなくてもよいことを理解および諒解されたい。これらの手法の組合せも使用され得る。
さらに、「例示的」という単語(およびその変形)は、本明細書では、例、事例、または例示の働きをすることを意味するために使用する。「例示的」として本明細書で説明するいかなる態様または設計も、必ずしも他の態様または設計よりも好ましいまたは有利なものと解釈すべきではない。むしろ、例示的という単語の使用は、概念を具体的な方法で提示するものである。
次に図1を参照すると、開示する態様が利用され得る例示的なシステム100が示されている。モバイルデバイスは、可能なときはいつでも、信用できるコミュニケータの位置を特定し、可能な限りモバイルデバイスのWWAN通信を信用できるコミュニケータにオフロードしようと試みる。これは、大部分の時間にわたってモバイルデバイスが(たとえば)Bluetooth(登録商標)スニフモードにあるものとして考えられ得る。さらに、システム100は、様々な態様を行うためのネットワークアシスト型手法またはネットワークアシストなし手法を利用することができる。
システム100中には、モバイルデバイス102と、ノード1 104、ノード2 106、ノード3 108〜ノードN 110として示される多数の他のデバイスまたはノードとが含まれ、ただしNは整数である。ノード104、106、108、110は、様々なタイプの通信デバイス(たとえば、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、携帯情報端末(PDA)、モバイルフォンなど)および/またはモデム(たとえば、カーモデム、壁コンセントユニットモデム(wall plug unit modem)など)とすることができる。ノード104、106、108、110は、モバイルデバイス102に関連付けられ得、モバイルデバイス102と通信することができ、また、ワイヤレスワイドエリアネットワークとすることができるネットワーク112と通信することができる。たとえば、シングルユーザまたはユーザのグループ(たとえば、家族、友人、ワークグループなど)は、1人または複数のユーザがそれを介してネットワーク112と対話することができる複数のデバイスまたはモデム(たとえば、モバイルデバイス102、ノード104、106、108、110)を有し得る。モバイルデバイス102は、ワイヤレスワイドエリアネットワーク(WWAN)モデム114と加入者識別モデム(SIM)カード116とを含む。各ノード104、106、108、110は、それぞれのWWANモデム118、120、122、124を含む。
モバイルデバイス102およびノード104、106、108、110は、WWAN接続性のために使用されるWWANプロトコル以外の無線プロトコル(たとえば、BlueTooth(登録商標)、Ultra−Wide Band(UWB)、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)、FlashLinQ(登録商標)など)を使用し得るピアツーピアワイヤレスリンクを介して互いと通信することが可能である。通常、モバイルデバイス102は直接リンク126を介してネットワーク112と通信する。ただし、本明細書で開示する様々な態様によれば、モバイルデバイス102は、ノード104、106、108、110のうちの1つを利用し、そのノードを利用して、間接リンク128、130、132、134を介してネットワーク112と通信することができる。直接リンク126または間接リンク128、130、132、134のいずれかを介してネットワーク112と通信するとき、モバイルデバイス102はそれ自体の証明136を利用する。
モバイルデバイス102は、選択されたノード104、106、108、110の使用によってモバイルデバイス102のエネルギーレベル消費が軽減されるかどうかに応じて、ノード104、106、108、110をコミュニケータとして動作するように選択することができる。このエネルギー消費軽減は、モバイルデバイス102のバッテリー寿命および他のリソースを増加させるのに役立つことができる。したがって、いくつかの状況において、モバイルデバイス102がネットワーク112と通信するために(たとえばノード104、106、108、110のうちの1つを通して)間接リンクを利用することが、より有益であり得る。
いくつかの態様によれば、モバイルデバイス102およびノード104、106、108、110が同じプロトコルを利用する場合、ノード104、106、108、110の選定は、(たとえば、リンク品質に応じて、直接リンク品質に応じて、間接リンク品質に応じて)間接リンク128、130、132、134が、直接リンク126を介した接続よりも強い、ネットワーク112への接続であるかどうかに応じ得る。ノード104、106、108、110は、様々なロケーションにあることがある。たとえば、ノード104、106、108、110は、車においてモデムとして動作するか(内蔵型またはアフターマーケットデバイス)、ホームデスクのそばにあるか(たとえば、ユーザのラップトップ、壁に接続されている、など)、ワークデスクのそばにあるか(たとえば、ユーザのラップトップ、壁に接続されている、など)、歩いているユーザによって携帯されるか、または会議の場にあることがあり(たとえば、ユーザのラップトップ、壁に接続されている、など)、ならびに他のロケーションにあることがある。
一例では、車において、通信するためのアンテナは、車外にあることがあり、車を通る貫通損失(penetration loss)を受けないことになる。しかしながら、モバイルデバイス102が車内にある場合、信号が車を通って貫通しなければならないので、直接リンク126は信号劣化を受けることがある。したがって、ノード104、106、108、110のうちの1つが車外のアンテナを含む場合、そのノードは、より良好なリンクを有し得、したがって、より高速にネットワーク112(または基地局)に通信することができ、より高速な通信により、リソースおよびエネルギーをより少なく使用することができるので、通信のためにそのノードを使用することが有益であり得る。
代替または追加として、ノード104、106、108、110の選定は、ノードエネルギーレベルと、ネットワーク112と通信している間にそのノードによって消費されるエネルギー量とに応じることができる。この態様では、ノードエネルギーレベルが、低く、および/または消費されるエネルギー量により消耗される場合、モバイルデバイス102は、異なるノードを利用するか、または直接リンク126を利用し得る。以下の図を参照しながら、様々な態様に関係するさらなる情報を与える。
いくつかの態様によれば、プロキシノード(たとえば、コミュニケータ)は、モバイルデバイス102においてWWAN処理に関係するエネルギーを節約するためにWWANスタック全体を扱うことができる。コミュニケータノードは、すべてのWWAN接続性、モビリティ、およびネットワーク管理を扱うことができる。さらに、コミュニケータは、すべての回線交換(CS)ボイス呼に応答し、それらのCSボイス呼を扱うことができる(たとえば、CSボイス呼についてモバイルデバイス102を必要としない)。コミュニケータは、モバイルデバイス102との短距離リンクを介してデータトラフィックを転送することができる。さらに、コミュニケータは、CS呼をモバイルデバイスにハンドオフするための能力を有することができる。
いくつかの態様によれば、モバイルデバイス102は、コミュニケータ(たとえば、選択されたノード)の範囲内にあるとき、WWANネットワークと直接対話しない。さらに、モバイルデバイス102は、呼を求めてアイドルのままであることがある。代替または追加として、モバイルデバイス102がデータ接続性を有する場合、モバイルデバイス102は、コミュニケータとの短距離リンクを介してデータを受信するために時々起動し得る。
図2に、一態様による、コミュニケータの選択によってエネルギーを節約するためのシステム200を示す。システム200は、開示する態様とともに利用され得るワイヤレス通信装置202を含む。ワイヤレス通信装置202は、たとえば、図1のモバイルデバイス102とすることができる。ワイヤレス通信装置202は、ワイヤレスワイドエリアネットワーク(WWAN)モデムとすることができるモデム204を含む。ワイヤレス通信装置202は、ネットワーク206(たとえば、直接リンク208)と直接通信することができ、あるいはワイヤレス通信装置202に関連する(またはワイヤレス通信装置202によって発見可能な)様々なノードまたはコミュニケータ210を通して通信することができる。コミュニケータ210は、それぞれの間接リンク212を介してネットワーク206と通信することができる。
ワイヤレス通信装置202中には、ワイヤレス通信装置202の、および/または複数のコミュニケータ210の各々についての、エネルギー消費レベルを査定するように構成された評価モジュール214も含まれ、複数のコミュニケータ210の各々はワイヤレスワイドエリアネットワークモデム216を備える。評価モジュール214による査定は、評価モジュール214によるエネルギー消費レベルの計算に基づいて、またはエネルギー消費レベルの受信に基づいて、実行され得る。たとえば、ワイヤレス通信装置202は、複数のコミュニケータ210の各々についての、およびワイヤレス通信装置202についての、エネルギー消費レベルを計算することができる。しかしながら、いくつかの態様によれば、複数のコミュニケータ210の各々は、それ自体のエネルギー消費レベルを計算し、そのレベルをワイヤレス通信装置202および/または他のノードに報告する。
さらに、ワイヤレス通信装置202は、複数のコミュニケータ210のうちの1つをワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータとして選定するように構成された選択モジュール218を含む。コミュニケータとして、選定されたノードは、ワイヤレス通信装置202とネットワーク206との間の仲介者として動作する。複数のコミュニケータ210のうちの1つの選択は、ワイヤレス通信装置202のエネルギー消費レベルの軽減に応じることができる。しかしながら、いくつかの態様によれば、(たとえば、直接リンク208を介して)ネットワーク206と通信するためにワイヤレス通信装置202がそれ自体のWWANモデム204を利用することが、よりエネルギー効率が高いことがある。この場合、ネットワーク206との直接リンク208がワイヤレス通信装置202によって確立され、コミュニケータ210のいずれもコミュニケータとして動作するように選択されない。
いくつかの態様によれば、複数のコミュニケータ210のうちの1つ(または複数)は、ワイヤレス通信装置202よりも多くのエネルギーとワイヤレス通信装置202よりも良好なリンクとを有し得る。この場合、ワイヤレス通信装置202と選定されたノードの両方が同様のワイヤレスモデムを有するにもかかわらず、ワイヤレス通信装置202は、通信するために直接リンク208を使用することとは反対に、通信するためにそのノードを利用することを決定し得る。たとえば、ワイヤレス通信装置202はモデム204を有するが、通信するためにワイヤレス通信装置202のモデム204が利用される場合はワイヤレス通信装置202によってより多くのエネルギーが消費されるであろうから、ワイヤレス通信装置202は、そのモデム204を利用するのではなく、ノードのモデム216を使用し、間接リンク212を介してネットワーク206に接続する。したがって、通信機能を実行しながらエネルギーを節約するためにワイヤレス通信装置202によってマルチホップルートが利用され得る。
ワイヤレス通信装置202中には、直接リンク208と間接リンク212の両方の上でネットワーク206と通信するためにワイヤレス通信装置202の証明222を利用するように構成された証明モジュール220も含まれる。間接リンク212を介した場合、証明モジュール220は、ワイヤレス通信装置202の識別情報(たとえば、証明222)を選択されたノードに搬送する。したがって、間接リンクが利用される場合、ワイヤレス通信装置202はそれ自体のモデム204をバイパスするであろうし、選択されたノードのモデム216が利用されるであろう。他の態様では、選択されたノードは、それ自体の識別情報を使用してネットワーク206へのアクセスを取得するであろう。いくつかの他の態様では、利用されるモデム204、216(たとえば、直接リンク208および/または間接リンク212)にかかわらずネットワーク206へのアクセスを取得するためにワイヤレス通信装置202の識別情報が利用され、選択されたノードは、それ自体の識別情報の代わりにワイヤレス通信装置202の証明222を利用するであろう。したがって、選択されたノードは、ネットワーク206に接続するためにワイヤレス通信装置202の識別情報を借用し、次いで、ワイヤレス通信装置202が、選択されたノードを通してネットワーク206と通信することを可能にするであろう(たとえば、選択されたノードはパススルーノードになる)。ネットワーク206にとって、選択されたノードがワイヤレス通信装置202であるように見えるので、ネットワーク206は、選択されたノードを通して通信していることに気づいていない(たとえば、ネットワークアシストなしモード)。
一例では、ユーザが、ラップトップ(たとえば、コミュニケータ210)とセルラー電話(たとえば、ワイヤレス通信装置202)とをもって歩いており、通信するためにラップトップを使用していることがある(たとえば、セルラー電話は、ネットワーク206と直接通信していない)。セルラー電話に対する通信がある場合、セルラー電話は、起動し、通信機能を実行することができる。一例では、セルラー電話は、ラップトップを通してアクティブに通信しているときは、30ミリアンペアの電流を消費していることがある。しかしながら、セルラー電話は、ネットワーク206と直接通信している場合は、300ミリアンペアの電流を使用することがある。エネルギー消費計算は、総エネルギー値を取得するために、電流ドローと、推定される使用時間と、電圧とを考慮に入れることができる。したがって、この例では、直接リンク208を使用することと間接リンク212を使用することとの間に差分係数(difference factor)10があり、したがって、間接リンク212を利用することは、よりエネルギー効率が高い。
いくつかの態様によれば、直接リンク208を使用すべきなのか間接リンク212を使用すべきなのかの判断は、リンク品質に応じることができる。たとえば、直接リンク208は100キロビット毎秒のレートでデータを送ることができ、間接リンクは1メガビット毎秒のレートでデータを送ることができる。送るべき1メガビットがある場合、間接リンク212は、そのデータを1秒で送ることができ、直接リンク208は、そのデータを送るために10秒を要することになる。より遅いリンク(たとえば、直接リンク208)は、通信するのにより長くかかることになり、より多くのエネルギーを消費することがある。したがって、直接リンク208を使用すべきなのか間接リンク212を使用すべきなのかを判断するために、エネルギーに直接影響を及ぼすリンク品質と、通信するために必要とされる時間の長さとの組合せが利用され得、さらに、間接リンク212が利用される場合、その組合せは、通信のためにどのノードが利用されるべきかを判断するために利用され得る。
いくつかの態様によれば、上記判断は、ワイヤレス通信装置202のために利用可能なエネルギー量と、各ノード(たとえば、間接リンク212)のために利用可能なエネルギー量とに基づいて行われ得る。限定ではなく例として、ラップトップが、90%充電されているバッテリーを有することがあり、カーモデムが、車によって完全に電力供給されているバッテリーを有することがある。この場合、カーモデムのバッテリー消耗が最小となるので、ワイヤレス通信装置202は、通信するためにカーモデムを使用することを決定し得る。別の例では、ラップトップは20%のバッテリー電力残量を有し得、ワイヤレス通信装置202は完全に充電されている(たとえば、バッテリーレベルが約100%である)。この場合、ラップトップバッテリー電力レベルがワイヤレス通信装置202のバッテリー電力レベルよりも低いので、ワイヤレス通信装置202は直接リンク208を使用することを決定し得る。
いくつかの態様によれば、上記判断は、バッテリー電力レベルと、通信のために消費されることが予想されるエネルギー量とに基づいて行われ得る。この態様によれば、上記判断を行うためにリソース関数計算が利用され得る。
以下で、開示する態様とともに利用され得る例示的なリソース関数を与えるが、これは一例にすぎず、直接リンク208を利用すべきなのか、間接リンク212を利用すべきなのか、および/または間接リンク212のためにどのコミュニケータ210を利用すべきなのかを判断するために、他の計算および/または単位が利用され得ることを理解されたい。例示的なリソース関数は、以下のリソース関数とすることができる。
上式で、Rはリソース関数であり、xはエネルギーレベル部分であり、z
dは所望のクライアントダウンリンク帯域幅であり、z
uは所望のクライアントアップリンク帯域幅(最大デバイスエネルギーの割合)であり、K(x)は、エネルギーレベルに基づくエネルギー利用可能性関数であり、これは一般にxの非減少関数である。いくつかの態様では、K(x)は、1/(1+e
-λ(x-δ))という形などのシグモイド関数である。いくつかの態様によれば、K(x)は、ステップ関数、一連のステップ関数、または線形増加関数とすることができる。たとえば、K(x)=xである場合、利用可能なバッテリー容量の部分、xが0.7であるときはK(x)=0.7であり、x=0.3であるときはK(x)=0.3である。代わりに、K(x)が形においてシグモイドである場合、x=0.7であるときはK(x)=0.97であり、x=0.3であるときはK(x)=0.03であることが可能である。完全に電力供給されたデバイスの場合、K(x)=1である。エネルギー利用関数は次のように書かれ得る。
ε
dおよびε
uは、それぞれ、データレートとは無関係であるダウンリンクおよびアップリンク処理のエネルギーコストである。β
dおよびβ
uは、それぞれ、データレートの関数としてのダウンリンクおよびアップリンク処理のための毎秒のエネルギーコストである。リソース関数計算の別の例は、以下の形のものとすることができる。
上式で、E_localは、追加のローカル処理のためのエネルギーコストを含む。そのようなローカル処理は、クライアント(たとえばワイヤレス通信装置202)のためのワイヤレス通信に関係する、プラットフォーム上で処理される必要があるタスクと、クライアントに関連するワイヤレス通信タスクに関係しない他のタスクとに関連するエネルギーを含むことができる。クライアント上では、そのようなエネルギーは、クライアントプラットフォーム上の追加のタスクに関連する(たとえば、クライアントプラットフォームのユーザは、ゲームをプレイするためにクライアントプラットフォームを利用していることがある)。コミュニケータ上では、そのようなエネルギーは、クライアントによってコミュニケータにオフロードされたタスク(ボイス呼がコミュニケータ上で終了し、完全にコミュニケータによって処理されることをクライアントが可能にすることなど)、またはコミュニケータ自体の上のローカルタスクに関連することがある(たとえば、コミュニケータプラットフォームのユーザは、コミュニケータを利用してゲームをブラウズまたはプレイしていることがあり、そのような処理は、コミュニケータプラットフォーム上の計算と通信エネルギーとの両方を必要とする)。
いくつかの態様によれば、通信タスクをオフロードすることに加えて、いくつかの処理タスクもオフロードされ得る。いくつかの態様では、たとえば、ボイス呼はコミュニケータノード上で直接終了し得るが、インターネットデータセッションに関係する情報は、コミュニケータノードによってクライアントノード(たとえば、ワイヤレス通信装置202)に中継され得る。追加の態様では、コミュニケータノードは、ネットワークに関係するいくつかのタスクを処理し、クライアントノードに代わってそのようなタスクをオフロードし得る。そのような状況下では、ピアツーピアリンクを介して流れるデータ量がさらに低減され、クライアントノードがアウェイクである必要がある時間量がさらに低減され得、これにより、クライアントノード上で節約されるエネルギー量が増加し得る。タスクがオフロードされると、クライアントノードは、コミュニケータがいくつかのタスクを実行する間にスリープすることができ、そのオフロードが多くなるほど、クライアントノードは長くスリープすることができる。クライアントノードは、コミュニケータによって示唆されるように、またはクライアントノード自体によって判断されるように、周期的にまたは非周期的に起動することができる。たとえば、クライアントノードおよびコミュニケータノードが、それらのピアツーピアリンクのためのワイヤレスプロトコルとしてBlueTooth(登録商標)を使用する場合、クライアントノードは、コミュニケータと通信するために時々起動するBlueTooth(登録商標)スニフモードにあることがある。クライアントノードがスリープすると、コミュニケータは、クライアントノードに宛てられた情報をバッファすることができ、次いで、コミュニケータは、必要な場合、クライアントノードがコミュニケータとの次の通信フェーズのために起動するとき、そのデータをバーストにおいて配信することができる。
場合によっては、オフロードされるタスクは、コミュニケータがその中にあるセルのIDのハンドオフのために考慮すべき、コミュニケータの範囲内にある基地局とともに信号品質に関係する情報を取得することなど、ネットワークの変化についてネットワークを監視することを含むことができる。これは、クライアントノードおよびコミュニケータノードがモバイル環境にあるときに有用である。一例は、車中の電話の例であり、その車は内蔵カーモデムまたは座席上のラップトップを有する。このシナリオでは、電話はクライアントデバイスであり、カーモデムまたはラップトップはコミュニケータデバイスとして機能することができる。そのような場合、コミュニケータは、クライアントノードを最新に保つためにコミュニケータがそのような測定を行うときはいつでも、クライアントノードに更新を与えることができる。代替的に、コミュニケータは、前に供給された情報に著しい変化があるときにのみ、またはコミュニケータサービスを提供することを中止する必要があるときにのみ、そのような情報をクライアントノードに与え得る。
いくつかの態様によれば、クライアントノードおよびコミュニケータは、それらの通信のために2つ以上のピアツーピアワイヤレスリンクを使用することが可能である。たとえば、起動のためにはBlueTooth(登録商標)が使用され得、データ配信のためにはBlueTooth(登録商標)またはワイヤレスLANまたはUWBまたは他のプロトコルが使用され得る。ある追加の処理がクライアントノードによってコミュニケータにオフロードされる場合、クライアントノードがそのような処理のためにコミュニケータを使用するならば、リソース関数に対するE_localの寄与は、クライアントノード上で計算されたときは小さい値を有し、コミュニケータ上で計算されたときは大きい値を有することになる。
オフロードされる処理のいくつかの態様では、オフロードされたタスクは、コミュニケータノード上で直接終了し得る(ボイス呼、またはトラフィック警報に関係する情報など)。オフロードされる処理の他の態様では、オフロードされたタスクはコミュニケータ上で処理され得(ネットワーク関係のイベント処理など)、そのような処理の結果は、コミュニケータとクライアントノードとの間のピアツーピアリンクを介してクライアントノードに通信され得る。そのような場合、クライアントノードがそのような情報を受信するためのピアツーピアリンクを介したワイヤレス通信遅延が考慮されるべきであり、その遅延が、プラットフォーム上のタスクの所望の完了時間に関して許容できることが検証されるべきである。
エネルギー(電圧*電流*時間)はジュールまたはミリジュールで測定されるが、それらの用語の各々は、タスクの各々について消費されるmA(ミリアンペア)での、またはタイムウィンドウにわたって関連するエネルギーコストを測定するときはmAs(ミリアンペア秒)での、平均電流によって表され得る。エネルギーをmAsで規定すると、デバイスによって消費される電圧は暗黙的であり、エネルギーは、単位電圧ごとのエネルギー単位で規定される。エネルギーをmAで規定すると、そのエネルギーは、時間ごとの単位電圧ごとのエネルギーを表す。
リソース関数計算の別の例では、分母は、分析されているノードのエネルギーレベルとすることができ、分子は、通信機能を実行するために消費されることが予想されるエネルギー量(たとえば、平均エネルギー消費量)とすることができる。たとえば、電話がネットワークと通信する場合は、電話は300ミリアンペアの電流を消費し得、通信しない(たとえば、スリープモードにある)ときは、電話は、はるかに少ないエネルギー(たとえば、10ミリアンペア未満)を消費し得る。電話は、通信しているのか通信していないのかに応じて、より低い電力モードとより高い電力モードとの間で切り替わることができる。電話は、常にアクティブに通信している場合、300ミリアンペアを消費している。したがって、関数の分子には300ミリアンペアが入れられ、分母には、バッテリー中に残っているミリアンペア時の量が入れられる。
コミュニケータ上でのそのようなリソース関数計算の一例は、以下の形のものとすることができる。
上式で、W_availは、利用可能な総バッテリーエネルギーである。W_availはmAH(ミリアンペア時)で表され得る。この場合、W_avail=x*Wであり、ただし、xは、利用可能なバッテリー容量の部分であり、Wは、mAHでの、プラットフォーム上の総バッテリー容量である。分子におけるエネルギー成分は、タスクの各々についての、mAでの平均電流とすることができる。決定を行うより前にタスクについての平均電流が知られていないときはいつでも、決定を行うためにプラットフォームによってタスクについての平均電流が推定される。
比較を行うためにリソース関数の逆数も使用され得る。他の態様によれば、プラットフォーム上の利用可能なエネルギーレベルを無視して、リソース関数の分子のみが使用される。概して、リソース関数計算は、各プラットフォーム上の計算および通信タスクと現在のエネルギーレベルとに基づいて、そのプラットフォームに対する影響を考慮して、次いで、タスクを割り振る適切なノードを判断する。クライアントノードは、直接経路のためのリソース関数と間接経路のためのリソース関数との比較に基づいて、コミュニケータを通して間接経路を使用することを選好し得ることが考えられる。しかしながら、コミュニケータは、サービスを提供することについてのそれ自体のリソース関数の計算に基づいて、サービスを提供することを希望しないことがある。そのような場合、コミュニケータの非利用可能性により、クライアントノードは、直接経路を選択することと、コミュニケータを使用しないこととを強制される。
コミュニケータを通した間接ダウンリンク経路の場合、コミュニケータノード上のエネルギー利用関数は、受信のためのWWANリンクと、クライアントノード(たとえば、ワイヤレス通信装置202)への送信のためのピアツーピアリンクとを使用して、ダウンリンクトラフィックを処理し、トランスポートするためのエネルギーコストを含む。コミュニケータを通した間接アップリンク経路の場合、ピアツーピアリンクは受信のために使用され、WWANリンクはネットワーク206への送信のために使用される。クライアントノード上のエネルギー利用関数は、ピアツーピアリンクを介した送信と受信と処理とのためのコストを含む。
直接ダウンリンクおよびアップリンク経路の場合、クライアントノード上のエネルギー利用関数は、クライアントとネットワークとの間の直接WWANリンクを介した送信と受信と処理とのためのコストを含む。
クライアントノードは、直接リンク208を使用すべきなのか間接リンク212を使用すべきなのかを選択するために、ピアツーピアリンク送信のためのダウンリンクおよびアップリンクエネルギー利用関数の和を、WWANリンク送信のためのダウンリンクおよびアップリンクエネルギー利用関数と比較する。したがって、クライアントノードは、直接経路のためのリソース関数Rdirect,client(zd,zu,W_avail,E_local)を間接経路のためのリソース関数Rindirect,client(zd,zu,W_avail,E_local)と比較し、リソース関数がより低い値を有する経路を使用することができる。したがって、クライアントノードは、通信のために直接経路が使用されることになるのか間接経路が使用されることになるのかを選択するために、直接経路を介して処理するためのリソース関数値を、間接経路を介して処理するためのリソース関数値と比較し得る。
クライアントノードが間接リンク212を使用することが好ましいと判断した場合、コミュニケータ上のリソース関数は、サービスを提供することをコミュニケータが有益であると見なすように、特定のしきい値よりも低いべきである。コミュニケータ上のエネルギーが考慮される必要がある場合、コミュニケータノードは、コミュニケータノードがクライアントのための追加の処理をサポートすべきかどうかを判断するために、リソースエネルギー関数を計算する。WWANリンクおよびピアツーピアリンクのパフォーマンスを考慮するとき、コミュニケータ上でのエネルギー使用計算は、以下の制約を受ける。
上式で、Bk,dはk番目のWWANモデムデバイス(コミュニケータ)からの利用可能なダウンリンク帯域幅であり、Bk,uはk番目のWWANモデムからの利用可能なアップリンク帯域幅であり、Pk,jはクライアント(j)とk番目のWWANモデムデバイスとの間の利用可能なピアツーピアリンク帯域幅である。いくつかの態様では、コミュニケータノードが完全に電力供給されている場合、コミュニケータノードのエネルギーは重要でなく、そのような態様では、コミュニケータノードは、パフォーマンスについての帯域幅および遅延制約をコミュニケータノードが満たすことができるかどうかを判断するにすぎない。
いくつかの態様によれば、コミュニケータノードが、ネットワークへのより良好なリンクを有し得、それによって通信のためにWWAN上でより少ないリソース/時間を利用し、それによってWWANに利益を与えるとき、ならびにコミュニケータがクライアントの通信ニーズのために使用されるとき、コミュニケータノード上のWWANモデムによって知覚されたBk,dおよびBk,uは、クライアントノード上のWWANモデムによって知覚されたBk,dおよびBk,uよりも高いことが可能である。
一例では、バッテリーが、完全に充電されており、800ミリアンペア時を有し、経時的に、残っている電力量が400ミリアンペア時まで下がる。計算が行われることになり、分母には、残っているエネルギー量である400ミリアンペア時が入れられ、分子には、消費されている電流量(300ミリアンペア)が入れられる。その結果は、計算と通信とに関係するタスクを実行することによる、システムにおけるエネルギーの部分利用を反映する。その結果の逆数は、バッテリーがもはや電荷を有しなくなる(たとえば、バッテリー寿命)まで、デバイスがどれくらい長く使用され得るかである。これは一例にすぎず、開示する態様とともに異なる単位および計算が利用され得ることを理解されたい。
上述のように、一定のタイプのサービスでは、ワイヤレス通信装置202が、一定のポイントまでエネルギーレベルに関心がないことがあることが考えられるので、上記計算はシグモイド関数を採用することができる。たとえば、バッテリー寿命が50パーセント(たとえば、完全に充電された寿命が800ミリアンペアである場合、寿命の50パーセントは400ミリアンペアである)に達するまで、残りのバッテリー寿命は関心事でないことがある。この場合、関数は、わずかに別様に変換され得る。たとえば、800ミリアンペアは「1」に等しいことがあり、600ミリアンペアは(「1」スケールで)「.98」に等しいことがあるが、400ミリアンペアは「.5」であり得る。
いくつかの態様によれば、コミュニケータ210のバッテリーが完全に消費されている(たとえば、0の残存電力まで低減されている)場合でも、ワイヤレス通信装置202がそれ自体のエネルギー消費を最小限に抑える限り、ワイヤレス通信装置202は別のノードのバッテリーレベルに関心がない。この態様では、ワイヤレス通信装置202は、直接リンク208を介したエネルギーを、間接リンク212を介したエネルギーと比較し、電力を節約するために間接リンク212を利用する。
一態様では、コミュニケータ210は、ワイヤレス通信装置202に通信されるべき情報がないとき、または一定の時間期間の間、コミュニケータ210からワイヤレス通信装置202への情報フローがないとき、ワイヤレス通信装置202がスリープする(たとえば、エネルギーを節約する)ことを可能にすることができる。たとえば、一定の間隔の間、コミュニケータ210からワイヤレス通信装置202への情報フローがないとき、ワイヤレス通信装置202は、スリープすることができ、またはコミュニケータ210によってスリープするように命令され得る。
遅延トレラントアプリケーションでは、コミュニケータ210は、データをバッファし、ワイヤレス通信装置202を起動し、および/または一定の間隔後にデータを配信することができる。これにより、ワイヤレス通信装置202は、より長くスリープすることが可能になり(たとえば、コミュニケータ210はワイヤレス通信装置202を直ちに起動する必要がない)、エネルギーおよび他のリソースが節約され得る。この場合、コミュニケータ210は、ワイヤレス通信装置202にどのようにデータを配信するかを判断することができる。代替的に、ワイヤレス通信装置202は、ワイヤレス通信装置202によって許容され得る遅延に関してコミュニケータ210を構成することができる。たとえば、異なるアプリケーションが、異なる許容遅延を有することができる。
コミュニケータ210とワイヤレス通信装置202との間に利用可能な複数のワイヤレスリンクがある場合、コミュニケータ210またはワイヤレス通信装置202のいずれかが(またはコミュニケータ210とワイヤレス通信装置202の両方が一緒に)、通信のために必要とされるワイヤレスモデムの最もエネルギー効率の高いサブセットを選択することができる。モデムのこの最もエネルギー効率の高いサブセットは、任意のレイテンシ、帯域幅、ジッタ、および情報の配信のための他の制約を満たすべきである。
いくつかの態様によれば、ワイヤレスワイドエリアネットワーク中のエンティティが、ワイヤレス通信装置202に代わって使用するためにコミュニケータ210に属する物理チャネルまたは無線ベアラを割り当てる。追加または代替として、ワイヤレスワイドエリアネットワーク中のエンティティが、ワイヤレス通信装置202に代わって使用するためにコミュニケータ210に属する論理チャネルまたは無線ベアラを割り当てる。現在の(UMTSなどの)WWAN規格では、トランスポートチャネル切替え(Transport Channel Switching)という用語は、ワイヤレス通信装置のための専用ベアラ(DCH(専用チャネル)モード)を使用する専用トランスポートチャネルと、共有共通チャネル(FACH(順方向アクセスチャネル)モード)を使用することとの間で切り替えるプロセスについて説明するために使用される。開示する態様によれば、トランスポートチャネル拡張(Transport Channel Expansion)およびトランスポートチャネル選択(Transport Channel Selection)と呼ばれる2つのプロセスは、ワイヤレス通信装置202のための近くの共有WWANモデム210の利用可能性に基づく。コミュニケータ210が利用可能な場合、ワイヤレス通信装置202のために利用可能なベアラのセットは、コミュニケータ210に関連するベアラを含むように拡張され得、このプロセスはトランスポートチャネル拡張と呼ばれる。利用可能なベアラのセットから、ワイヤレス通信装置202に代わって使用されるべきベアラを選択するプロセスは、トランスポートチャネル選択と呼ばれる。
いくつかの態様によれば、コミュニケータノードのエネルギーも重要である場合、タスクは、クライアントノードとコミュニケータノードとの相対的なエネルギーレベルに比例してクライアントノードとコミュニケータノードとの間で区分され得る。そのような態様では、ΔE1が、クライアント上で消費されるエネルギー量であり、ΔE2が、コミュニケータ上で消費されるエネルギー量であり、E1およびE2が、それぞれクライアントノードのエネルギーレベルおよびコミュニケータのエネルギーレベルである場合、クライアントノードとコミュニケータとの間のタスクは、比がΔE1/E1=ΔE2/E2であるように区分され得る。
いくつかの態様によれば、クライアントノードのエネルギーはコミュニケータ上のエネルギーよりも重要であり得る。そのような態様では、エネルギーレベルは重要性の異なる値を有する。たとえば、コミュニケータはクライアントよりもしばしば充電され得、その場合、クライアントのエネルギーのあらゆるジュールは、エネルギー優先度値γ
2をもつコミュニケータのエネルギーのあらゆるジュールと比較して、より高いエネルギー優先度値γ
1をとる。そのような場合、ΔE
1/(γ
1*E
1)=ΔE
2/(γ
2*E
2)という比の式が満たされるようにタスクが区分され得る。これをさらに一般化するために、N個の共有WWANモデムがある場合、タスクは、以下が満たされるように区分される。
いくつかの態様では、γ
1=γ
2=............=γ
Nであり、その結果、タスクは、以下が満たされるように区分される。
より一般的な態様では、タスクは、以下が満たされるように区分される。
ここで、関数fi(Ei)はすべてのノードについて同じとすることができ、または言い換えれば、fi(Ei)=f(Ei)であり、ただし、各ノードについて同じ関数fが使用される。代替的に、あるノードが、それ自体のfi(Ei)関数を有することができ、その関数は、他のノード上で使用される関数とは異なる。fi(Ei)という形の一例は、fi(Ei)=Eiとすることができる。代替的に、xi=Ei/Emax,i=ノードi上のエネルギー利用可能性の部分、について考え、ただし、Emax,iは、(ノードi上のバッテリーの容量などの)ノードi上のエネルギーの最大容量である。その場合、fi(Ei)=K(Ei/Emax,i)=K(xi)を使用することを考えることができ、ただし、K(xi)は、以前に説明したように、xのシグモイド関数である。代替的に、fi(Ei)はxiの線形関数とすることができる。
前述のエネルギー比に関係するすべての式について、そのような比が正確に満たされ得ないとき、タスクは、その比ができるだけ明らかに満たされるように区分される。いくつかの態様では、いくつかのタスクは、遅延またはワイヤレスリンクパフォーマンスなどの他の制約に基づいて特定のノード上で実行されなければならないことがあり、タスクの公平でない比の区分が必要とされ得る。たとえば、基地局からのワイヤレス送信のためのRLCレイヤにおける肯定応答に関連するタスクは、基地局におけるそのような肯定応答の受信のための遅延要件を満たすために、コミュニケータを使用しているクライアント上でそのようなタスクが処理され得ないようにコミュニケータ上で実行されなければならないことがある。
タスク区分のためのいくつかの態様では、すべての構成要素にわたる全体的なグローバルシステムエネルギー/ビット関数が最小限に抑えられるように経路が選定されるか、または経路に沿った各構成要素のためのエネルギーコストと、必要とされるデータレートと、経路における各リンクに沿ったワイヤレスリンクパフォーマンスと、経路に沿った遅延制約とを含む、全体的なグローバルシステムユーティリティ関数に関して最適化することによって経路が選定される。タスク区分のためのいくつかの態様では、直接経路を使用すべきなのか間接経路を使用すべきなのかを判断するために、直接経路および間接経路を使用する際の全体的なシステムエネルギーが考慮され得る。間接経路上で消費される有効エネルギー/ビットと、直接経路上で消費される有効エネルギー/ビットとの間で比較が行われ得る。この比較は、より低いエネルギー/ビットをもつ、選択すべき経路を判断するために利用され得る。以下の場合は、間接経路が選定され得る。
他の場合は、直接経路が選定され得る。
この基準はクライアントの観点から適用され得、その場合、クライアントは、それを介してデータを受信するためのワイヤレスインターフェース(WWANまたはピアツーピア)を選択し、これは、どちらのインターフェースにより、クライアント上のエネルギー消費がより低くなるかに応じる。代替的に、この基準は、クライアントとコミュニケータの両方の観点から適用され得、その結果、クライアントとコミュニケータの両方において消費されるエネルギーを含む、経路に沿って消費される総エネルギーが、最小限に抑えられるようになる。
たとえば、基地局とコミュニケータとの間のWWANリンクが、基地局とクライアントとの間のWWANリンクよりも著しく良好であり得ることが考えられる。これは、たとえば、コミュニケータがカーWWANモデムであり、クライアントが車中の電話であるときに、考えられる。基地局と電話のWWANモデムとの間の直接WWANリンクは、車を通る伝搬損失により、および車中の電話のロケーションに基づいて、低品質のリンクであり得る。ただし、カーWWANモデムは車の外部のアンテナを有し得、したがって、基地局とのより良好なリンクを有し得、その結果、より良好な変調および符号化方式が使用され得、シンボルごとにより多くのビットが送信されるようになる。カーモデムシステムと電話との間のピアツーピアリンクは、ピアツーピアリンクも良好な品質を有するように、車中にあるであろう。そのような状態下では、間接経路に沿った有効エネルギー/ビットコストは、直接経路に沿った有効エネルギー/ビットコストよりも少ないことがあり、その結果、クライアントと、コミュニケータと、基地局とを含むすべてのシステム構成要素のために消費されるエネルギーを考慮しても、間接経路は、よりエネルギー効率が高くなる。そのような態様では、間接経路は、クライアントに関してだけでなく、システムにおけるすべての構成要素に関してもエネルギーを節約する。
システム200は、ワイヤレス通信装置202に動作可能に結合されたメモリ224を含むことができる。メモリ224は、ワイヤレス通信装置202の外部にあってもよく、ワイヤレス通信装置202の内部に常駐してもよい。メモリ224は、複数のコミュニケータ210から選択されたコミュニケータの使用によってワイヤレス通信装置202のエネルギーレベルが軽減されるかどうかを判断することと、コミュニケータを選択することとに関係する命令を保持することができる。メモリ224は、コミュニケータにワイヤレス通信装置202の証明を供給することと、ワイヤレス通信装置202の証明222を用いてコミュニケータのモデムを通してワイヤレスワイドエリアネットワーク206と通信することとに関係するさらなる命令を保持することができる。
いくつかの態様によれば、メモリ224は、ワイヤレス通信装置202のエネルギー消費レベルが、複数のコミュニケータ210についてのエネルギー消費レベルよりも低い場合、ワイヤレスワイドエリアネットワーク206と通信するために直接リンク208を利用することに関係するさらなる命令を保持する。別の態様によれば、メモリ224は、直接リンク208の品質と、複数のコミュニケータ210の各々に関連する間接リンク212の品質とを評価することに関係するさらなる命令を保持する。メモリ224はまた、直接リンク208の品質が、複数のコミュニケータ210の各々に関連する間接リンク212の品質よりも良好である場合、直接リンク208を利用することに関係する命令を保持する。
別の態様では、メモリ224は、直接リンク208の品質と、複数のコミュニケータ210の各々に関連する間接リンク212の品質とを評価することに関係するさらなる命令を保持する。メモリ224はまた、少なくとも1つの間接リンクの品質が直接リンク208の品質よりも良好である場合、複数のコミュニケータの各々に関連する間接リンク212のうちの1つの間接リンクを利用することに関係する命令を保持する。
代替または追加として、メモリ224は、複数のコミュニケータ210の各々についてのエネルギー消費レベルを測定することに関係するさらなる命令を保持する。いくつかの態様によれば、メモリ224は、選択されたコミュニケータを通した通信を可能にするためにワイヤレス通信装置202のワイヤレスワイドエリアネットワークモデム204をバイパスすることに関係するさらなる命令を保持する。別の態様によれば、メモリ224は、複数のコミュニケータ210の各々のエネルギーレベルを判断することと、複数のコミュニケータ210の各々によって消費されることが予想されるエネルギー量を推定することとに関係するさらなる命令を保持する。メモリ224はまた、エネルギーレベルと、消費されることが予想されるエネルギー量とに応じて、複数のコミュニケータ210から1つのコミュニケータを選択することに関係する命令を保持する。
さらに、メモリ224は、通信ネットワークにおいて送信および受信された信号に関係する命令および他の好適な情報を保持することができる。メモリ224は、ワイヤレス通信装置202とコミュニケータ210などとの間の通信を制御するためのアクションを行う、WWANコミュニケータの選択に関連するプロトコルを記憶することができ、それにより、システム200は、記憶されたプロトコルおよび/またはアルゴリズムを採用して、本明細書で説明するワイヤレスネットワークにおける改善された通信を達成することができるようになる。
いくつかの態様によれば、メモリ224は、直接リンクを介してワイヤレスワイドエリアネットワークからパケットを受信することと、受信されたパケットの最良推定値を判断することとに関係するさらなる命令を保持する。判断は、直接リンクに沿ったパケットの第1のセットの受信に基づくことができ、およびコミュニケータと、ワイヤレスワイドエリアネットワークからパケットの第3のセットを受信した別のノードとを通した間接リンクを介したパケットの第2のセットの受信に基づくことができる。
別の態様によれば、メモリ224は、直接リンクを介して、ワイヤレスワイドエリアネットワークからパケットの第1のセットを受信するがワイヤレスワイドエリアネットワークにパケットを送信しないことを選定することと、直接リンクを介してパケットの第1のセットを受信することと、直接リンクに沿ったパケットの第1のセットと、間接リンクに沿ったパケットの第2のセットとの受信に基づいて、受信されたパケットのセットの最良推定値を判断することとに関係するさらなる命令を保持する。
通信ネットワークにおける共有ワイヤレスワイドエリアネットワークモデムの選択に関係する情報の分析を可能にするために、少なくとも1つのプロセッサ226がワイヤレス通信装置202(および/またはメモリ224)に動作可能に接続され得る。プロセッサ226は、ワイヤレス通信装置202によって受信された情報の分析および/または生成に専用のプロセッサ、システム200の1つまたは複数の構成要素を制御するプロセッサ、ならびに/あるいはワイヤレス通信装置202によって受信された情報の分析および生成と、システム200の1つまたは複数の構成要素の制御との両方を行うプロセッサとすることができる。
いくつかの態様によれば、プロセッサ226は、ワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータを選択するように構成される。プロセッサ226は、複数のコミュニケータ210から選択されたコミュニケータの使用によってエネルギーレベルが軽減されるかどうかを評価するための第1のモジュールを含むことができる。プロセッサ226はまた、コミュニケータを選択するための第2のモジュールと、コミュニケータに証明222を供給するための第3のモジュールとを含むことができる。さらに、プロセッサ226は、ワイヤレス通信装置202の証明222を用いてコミュニケータのモデムを通してワイヤレスワイドエリアネットワーク206と通信するための第4のモジュールを含むことができる。
いくつかの態様によれば、コミュニケータ210はそれぞれのメモリとプロセッサとを有することができる。たとえば、コミュニケータは、ワイヤレスワイドエリアネットワーク206からパケットを受信することであって、パケットがクライアントデバイス(たとえば、ワイヤレス通信装置202)に宛てられた、受信することに関係する命令を保持するメモリを有することができる。メモリは、ワイヤレスワイドエリアネットワーク206からクライアントデバイスにパケットを搬送することであって、コミュニケータが、クライアントデバイスにおけるリソース消費を軽減するためにクライアントデバイスによって選択された、搬送することに関係するさらなる命令を保持することができる。
いくつかの態様によれば、ワイヤレス通信装置202に完全なデータを与えることを可能にするために、選択されなかったコミュニケータ210のうちの少なくとも1つが利用され得る。メモリは、ワイヤレスワイドエリアネットワークからのパケットの受信に基づいて、ワイヤレスワイドエリアネットワークから受信するがワイヤレスワイドエリアネットワークに送信しない共有ノード(選択されなかったコミュニケータ)によるパケットの受信に基づいて、およびクライアントデバイスによって受信されたパケットに基づいて、受信されたパケットの最良推定値を判断することに関係するさらなる命令を保持する。
いくつかの態様によれば、メモリは、ワイヤレスワイドエリアネットワークからのパケットの受信に基づいて、およびワイヤレスワイドエリアネットワークから受信するがワイヤレスワイドエリアネットワークに送信しない共有ノードによるパケットの受信に基づいて、受信されたパケットの最良推定値を判断することに関係するさらなる命令を保持する。
別の態様によれば、メモリは、クライアントデバイスに代わってワイヤレスワイドエリアネットワークにパケットを送信することと、コミュニケータにおけるパケットの受信に基づいて、およびクライアントデバイスにおけるパケットの受信に基づいて、受信されたパケットの最良推定値を判断することとに関係するさらなる命令を保持する。
別の態様では、メモリは、受信されたパケットの最良推定値を判断することに関係するさらなる命令を保持する。判断は、コミュニケータにおけるパケットの第1のセットの受信に基づくことができ、ワイヤレスワイドエリアネットワークから受信するがワイヤレスワイドエリアネットワークに送信しない共有ノードにおけるパケットの第2のセットの受信に基づくことができ、およびクライアントデバイスによって受信されたパケットの第3のセットに基づくことができる。クライアントデバイスは、ワイヤレスワイドエリアネットワークにパケットの第4のセットを直接送信しない。
いくつかの態様によれば、ワイヤレスワイドエリアネットワークからクライアントデバイスにパケットの第1のセットを選択的に搬送するための命令のセットは、さらに、クライアントアプリケーションのサブセットを局所的に終了するか、またはクライアントデバイスのためのパケットの第1のセットを受け付ける別のデバイスにパケットの第1のセットをフォワーディングする。追加または代替として、メモリは、通信のためにワイヤレスモデムの最もエネルギー効率の高いセットを選択することに関係するさらなる命令を保持する。ワイヤレスモデムの最もエネルギー効率の高いサブセットは、情報の配信のための少なくとも1つのパラメータを満たし、ノードとクライアントデバイスとの間に利用可能な複数のワイヤレスモデムがある。
さらなる態様によれば、メモリは、クライアントデバイスに代わって使用するためにコミュニケータに割り当てられた物理チャネルまたは無線ベアラを受信することに関係するか、またはクライアントデバイスに代わって使用するためにコミュニケータに割り当てられた論理チャネルまたは無線ベアラを受信することに関係するさらなる命令を保持する。
図3に、開示する態様とともに利用され得る例示的なアーキテクチャ300を示す。既存の構成302と、本明細書で開示する様々な態様を利用する構成304とが示されている。モバイルデバイス306およびコミュニケータ308(たとえば、選択されたノード)が、Bluetooth(登録商標)あるいは別の短距離または長距離ワイヤレス通信技法など、ピアツーピアワイヤレスリンク312(P2Pワイヤレスリンク)を介して通信するように構成される。さらに、モバイルデバイス306は、WWAN直接リンク314を介してWWANノードB310などの基地局と通信し、コミュニケータ308は、WWANコミュニケータリンク316(たとえば、間接リンク)を介してWWANノードB310と通信する。モバイルデバイス306およびコミュニケータ308は、それら自体の識別情報(たとえば、SIMカード)を有し、独立してネットワーク(たとえば、WWANノードB310)に接続することが可能である。
モバイルデバイス306およびコミュニケータ308(または間接リンクのために利用され得る別のノード)は発見プロセスを通して互いを発見することができ、モバイルデバイス306およびコミュニケータ308は信用を局所的に確立する。以下は、モバイルデバイス306およびコミュニケータ308が、Bluetooth(登録商標)などの短距離ピアツーピアワイヤレスリンクを介して互いをどのように発見するかについての一例である。以下が例示のためにすぎず、開示する態様とともに他の発見技法が利用され得ることを理解されたい。モバイルデバイス306は、コミュニケータ308の能力(たとえば、Bluetooth(登録商標)能力)をブロードキャストしているコミュニケータ308のワイヤレス近傍内に入る。モバイルデバイス306は、コミュニケータの能力を発見し、コミュニケータ308の証明(たとえば、WWAN証明書)と能力(たとえば、サポートされる帯域幅)とを要求する。コミュニケータ308は、コミュニケータ308の証明と能力とで応答する。次に、モバイルデバイス306は、コミュニケータ308にサービスを要求し、証明(たとえば、WWAN証明書)と通信要件(たとえば、必要とされる帯域幅)とを与える。コミュニケータ308は、モバイルデバイス306の証明を検証し、サービス承認(または不承認)に関してモバイルデバイス306に通知する。モバイルデバイス306は承認の受信で応答することができる。したがって、モバイルデバイス306およびコミュニケータ308は、ネットワーク(たとえば、WWANノードB310)を通過する必要がないが、互いを発見することができ、発見が完了すると、ネットワーク(たとえば、WWANノードB310)と通信するための2つの異なる識別情報があることになるかどうか、またはただ1つの識別情報が利用されることになるかどうかを判断することができる。いくつかの態様によれば、証明検証プロセスは、場合によっては、WWANおよび認証サーバとの対話に関与し得る。
いくつかの態様によれば、モバイルデバイス306は、WWANモデムに関連するノードにおけるエネルギーレベルに応じて、多数のWWANモデムのうちのいずれか1つを使用することを選定する。それらのノードの中から選定するために、ノードの各々についてのリンクパフォーマンスインジケータも利用され得る。ノードの各々についてリソース利用関数が計算され得る。リソース利用関数の結果に基づいて、通信のために適切なモデムがWWANモデムとして選択される。WWANコミュニケータモードでは、サービスが、エンドポイント、すなわち、モバイルデバイス306に関連する。コミュニケータ308(たとえば、プロキシノード)は、SIMカードとともにノードB/EノードB(たとえば、WWANノードB310)と、モバイルデバイス306に関連する関連サービスとの間でビットをトランスポートする。モバイルデバイス306がより高いエネルギーを有するのか、コミュニケータ308がより高いエネルギーを有するのかに応じて、それらのうちのいずれかがWWANノードB310と通信することができる。ただし、WWANコミュニケータモードでサポートされているアプリケーションデータサービスのために使用されるただ1つの識別情報があるので、一方のみが基地局(たとえば、WWANノードB310)と通信する。コミュニケータ308プロキシノードがWWANコミュニケータとして働くとき、モバイルデバイス306は、WWAN送信および受信要件に関してモバイルデバイス306のプラットフォーム上のモバイルデバイス306のエネルギー要件を低減することができる。短距離ワイヤレスリンクを介したモバイルデバイスのための通信は、モバイルデバイス306とWWAN基地局(たとえば、WWANノードB310またはノードB/EノードB)との間の直接通信と比較して、より少ないエネルギー消費とすることができる。
図4に、開示する態様とともに利用され得る例示的なコールフロー図400を示す。モバイルデバイス402およびコミュニケータ404は、ピアツーピアリンクを介してそれらのTemporary Mobile Subscription Identifier(TMSI)を交換することができる。モバイルデバイス402は、モバイル管理エンティティ(MME)406と通信するためにコミュニケータ404を利用することができる。408において、モバイルデバイス402は、コミュニケータのTMSIをネットワーク(たとえば、MME406)に送り、コミュニケータサービスの利用を要求する。410において、コミュニケータ404は、モバイルデバイスのTMSIをMME406に与え、モバイルデバイス402にコミュニケータサービスを提供したいという要求を送る。MME406は、412においてモバイルデバイス402に肯定応答し、414においてコミュニケータ404に肯定応答する。416において、MME406は、UE(ユーザ機器)コンテキスト状態資格のメッセージをコミュニケータプロバイダに送る。MME406は、クライアントが電源投入し、それ自体をネットワークに接続するときに、UEコンテキストを作成することができる。コンテキストは、ネットワークによってモバイルデバイスに割り当てられるtemporary mobile subscription identifier(TMSI)を含むことができる。コンテキストはまた、ホーム加入者サーバ(HSS)からの加入情報を含むことができる。418において、UEコンテキスト状態資格のメッセージは、MME406からコミュニケータクライアントに送られる。
いくつかの態様によれば、MME406は、コミュニケータTMSIをクライアントUEコンテキスト中に含めることができ、クライアントTMSIをコミュニケータUEコンテキスト中に含めることができる。MME406は、コミュニケータUEコンテキストの状態にコミュニケータプロバイダ状態の資格を与えることができる。さらに、MME406は、クライアントUEコンテキストの状態にコミュニケータクライアント状態の資格を与えることができる。
420において、MME406はモバイルデバイス402のためのテストメッセージを送り、テストメッセージはコミュニケータ404によって受信される。422において、テストメッセージは、コミュニケータ404(およびそれのベアラ)からモバイルデバイス402にフォワーディングされる。コミュニケータ404は、クライアントSIMへの認証要求をカプセル化することができる。424において、モバイルデバイス402は、認証応答でテストメッセージに肯定応答し、これは、間接経路が正しく動作していることを示す。426において、コミュニケータ404はテストメッセージをMME406にフォワーディングする。428において、MME406は承認を送り、430において、承認はモバイルデバイス402にフォワーディングされる。この時点で、直接経路(クライアントベアラ)は破棄され、モバイルデバイス402と通信するために間接経路が利用される。モバイルデバイス402は、モバイルデバイス402のWWAN無線を停止し、コミュニケータ404を通したWWAN通信のためにピアツーピアリンクを利用することができる。
いくつかの態様によれば、MME406は、その後、ベアラ確立、クライアント能力、ベアラの動的リスト、追跡エリア更新、リリース、およびアクセスネットワークにおけるクライアント情報の伝搬のためのサポートを与える。
コミュニケータモードを無効化するために、モバイルデバイス402は、コミュニケータ404を通して無効化要求をMME406に送ることができる。MME406は、モバイルデバイス402のためのベアラを再確立することができる。MME406は、コミュニケータUEコンテキストからコミュニケータプロバイダ有資格状態(qualified state)を除去する。MME406はまた、クライアントUEコンテキストからコミュニケータクライアント有資格状態を除去する。
図5に、一態様による、ネットワークアシスト型コミュニケータを利用する例示的なシステム500を示す。開示する態様とともに利用され得る少なくとも2つの変形体がある。これらの変形体は、ネットワークアシスト型手法およびネットワークアシストなし手法である。ネットワークアシストなし手法では、ネットワークは、どのデバイスがネットワークと実際に通信しているかを知らない。ネットワークは、単にワイヤレス通信装置の識別情報を取得し、(実際はそれが複数のノードのうちの1つであり得るときに)それが、ネットワークが通信しているワイヤレス通信装置であると考える。
ネットワークアシスト型手法はアクセスポイント手法と同様のものとすることができ、アクセスポイントはそれ自体の証明を有する。この場合、ワイヤレス通信装置は別のモデム(たとえば、複数のノードのうちの1つのノードのモデム)を使用しており、そのモデムは、ネットワークへのアクセスを取得するためにそのモデム自体の識別情報を使用している。
システム500中には、SIM1 504と標示されたSIMを有するモバイルデバイス502が含まれる。モバイルデバイス502は、WWAN510と標示されたネットワークと通信するために、SIM2 508と標示されたSIMを含むコミュニケータ506を利用する。モバイルデバイス502およびコミュニケータ506は、ピアツーピアワイヤレスリンク512を介してデータを搬送し、コミュニケータ506およびWWAN510は、WWANリンク514を介してデータを搬送する。
従来のシステムでは、ネットワークアドレス変換(NAT)が実行されなければならず、別のノードのためのトラフィックを中継しているノードは、トラフィックが正しくルーティングされるように、インターネットプロトコル(IP)アドレスおよびポート番号を変更しなければならない。たとえば、第1のノード(たとえば、モバイルデバイス502)は第2のノード(たとえば、コミュニケータ506)に情報を送信し、その情報は、第1のノードに関連するIP番号と、第1のノードに関連するポート番号とを含む。第2のノードは、IP番号およびポート番号を除去し、それを異なるIP番号およびポート番号と交換する。異なるIP番号およびポート番号にアドレス指定された第2のノードによって情報が受信されると、第2のノードは、異なるIP番号およびポート番号を、第1のノードのIP番号およびポート番号と交換し、データトラフィックを第1のノードに送る。
開示する態様のうちの1つまたは複数によれば、IPアドレスは変化する必要がない。代わりに、コミュニケータ506は単にコミュニケータ506の通信リンクを利用し、コミュニケータ506によって受信されたすべてのトラフィックはモバイルデバイス502に送られる。したがって、コミュニケータ506がモバイルデバイス502のための専用コミュニケータであるので、NATは実行される必要がなく、関与する複雑さの量が軽減される。
図6に、ノードが互いを発見することを可能にするためにネットワークアシスト型手法を利用するワイヤレス通信ネットワーク600を示す。ワイヤレス通信ネットワーク600は、BS1 602、BS2 604、およびBS3 606と標示された、複数の基地局(BS)を含むことができる。ワイヤレス通信ネットワーク600中には、複数ノード608、610、および612(たとえば、モバイルデバイス、コミュニケータなど)も含まれる。4つ以上の基地局および4つ以上のノードがワイヤレス通信ネットワーク600中に含まれ得ることを理解されたい。
図示のように、ノード608およびノード610はBS3 606と通信しており、ノード612はBS2 604と通信している。ネットワーク600は、ノード608、610に気づいている(たとえば、ノード608、610はネットワークに登録されている)。さらに、ネットワーク600は、ノード608、610が同じ基地局(たとえば、BS3 606)と通信していることに気づいている。したがって、これらの2つのノード608、610は、互いの範囲内にあるが、互いの存在に気づいていないことがある。この場合、ネットワーク600は、ノード608、610が互いを発見することができるように、支援を行うことができる。たとえば、BS3 606は、各ノード608、610に他方のノード608、610の存在を通知することができる。この通知に基づいて、ノード608、610は、互いを発見することができる。いくつかの態様によれば、ノード608、610の一方または両方は、無線(たとえば、BlueTooth(登録商標)無線)をオフにされることがある。この場合、BS3 606は、ネットワーク600において他のノードを発見するために各ノード608、610の無線をオンにする(たとえば、アクティブにする)ように各ノード608、610に依頼し得る。
図7は、一態様による、ネットワークアシストなしコミュニケータを利用する例示的なシステム700を示しており、すべてのノードが単一の証明を共有するので、ネットワークは、どのノードと通信しているかに気づいていない(または、ネットワークは、どのノードと通信しているかを気にしない)。以下で、ネットワークアシストなしモードの一例を与え、ユーザがセルラー電話および補助デバイス(たとえば、壁掛けモデム、カーモデム、ラップトップインターフェースなど)を購入することがある。セルラー電話および補助デバイスは、(たとえば、セルラー電話上の)単一のSIMカードを有し得、補助デバイスは、それらのそれぞれのモデムを有するにすぎない。セルラー電話は、補助デバイスの能力(たとえば、各デバイス上でSIMカードを有することなしにデバイス間の信用を確立することができる)の利用のために補助デバイスの範囲内になければならない。
702および704に示す、ネットワークアシストなしコミュニケータ手法のための少なくとも2つの態様がある。モバイルデバイス706とコミュニケータ708の両方において同じ識別情報が使用される場合、いずれかの態様702、704が利用され得、一方のデバイスのみ(モバイルデバイス706またはコミュニケータ708)が、その識別情報を使用してネットワークと通信する。態様702は、ピアツーピアワイヤレスリンク710を介してコミュニケータ708と通信するモバイルデバイス706を含む。コミュニケータ708は、WWANリンク714を介してモバイルデバイス706からWWAN712にデータを搬送する。図示のように、モバイルデバイス706はSIM716を含む。
態様704は、ピアツーピアワイヤレスリンク710を介してコミュニケータ708にデータを搬送するモバイルデバイス706を含む。コミュニケータ708は、WWANリンク714を介してWWAN712にデータを搬送する。この態様704によれば、モバイルデバイス706はSIM/VSIM718(たとえば、ソフトウェアSIM)を含み、コミュニケータ708はVSIM720(たとえば、ソフトウェアSIM)を含む。この態様では、ネットワークは、ソフトウェア証明を用いてモバイルデバイス706とコミュニケータ708とをプログラムすることができ、モバイルデバイス706とコミュニケータ708とのいずれか(または両方)が通信することができ、これは、モバイルデバイス706とコミュニケータ708との間の事前構成された取り決めに応じることができる。
図8に、開示する態様とともに利用するための、スタックを区分することの例示的な概略図800を示す。いくつかの態様によれば、WWANスタック全体がコミュニケータ上で処理され得る。しかしながら、他の態様によれば、IPパケットとアプリケーションパケットとはスタックから区分され得、IPパケットはモバイルデバイスにフォワーディングされる(たとえば、アプリケーションのみがクライアントにおいて受信される)。モバイルデバイスに省エネルギーを与えるために、様々なアイテムが、コミュニケータによって実行されるようにオフロードされ得る。たとえば、WWANアクセス層(AS)処理(PHY/MAC/RLC)を含む、すべてのWWAN処理がコミュニケータによって実行され得る。WWAN非アクセス層(NAS)処理(たとえば、モビリティ管理、動的待機処理オフロード)。さらに、コミュニケータはローカルボイス呼アプリケーション処理を実行することができる。いくつかの態様によれば、コミュニケータは選択的データ呼アプリケーション処理を実行することができる。モバイルデバイスのための別の利益は、コミュニケータWWANリンクがクライアントWWANリンクよりも良好である場合(たとえば、より多くのアンテナ、コミュニケータアンテナのためのより良好なアンテナロケーション)、ネットワークリソース利用の改善があり得、および/またはクライアントアプリケーションのためのWWANリンクパフォーマンスの改善があり得ることである。
いくつかの態様によれば、トラフィックをより迅速に処理するために、MACレイヤとPHYレイヤとが分割されない。たとえば、MACレイヤがクライアント上にとどまり、PHYレイヤがコミュニケータ上にある場合、調整は困難になることがあり、時間制限(たとえば、HARQ)が重要になる。
クライアントノード処理は左側にあり、コミュニケータノード処理は右側に示されている。右上側に基地局(たとえば、ノードB+UMTSのためのRNC、eノードBなど)がある。RLCレイヤ802は、RNC(無線ネットワークコントローラ)において管理され、基地局にフォワーディングされる。808において、基地局のPHYレイヤ804からコミュニケータのPHYレイヤ806への送信が行われる。トラフィックは、コミュニケータのMACレイヤ810とRLCレイヤ812とを通してルーティングされる。ピアツーピア(P2P)アプリケーション816へのスタック間転送814がある(たとえば、より低いエネルギーであり得る任意の短距離無線)。トラフィックは、MACレイヤ818とPHYレイヤ820とを通して押し下げられる。トラフィックはローカルワイヤレスリンク822を介してルーティングされる。
クライアントノード処理に関して、トラフィックは、PHYレイヤ824に到着し、MACレイヤ826とピアツーピア(P2P)アプリケーション828とを通って進む。P2Pアプリケーション828からクライアント上のRLCレイヤ832へのスタック間転送830がある。図示のように、PHYレイヤ834およびMACレイヤ836は利用されない。データトラフィックは、RLCレイヤ832を通って進み、ボイス、ウェブブラウザなどとすることができるアプリケーション838、840、842まで上がる。
出て行くときに、トラフィックは、(MACレイヤ836またはPHYレイヤ834を使用する代わりに)RLCレイヤ832に進み、スタック間転送830に進み、そこでP2Pアプリケーション828に送られ、MACレイヤ826を通ってPHYレイヤ824に進み、ローカルワイヤレスリンク822を介して進む。トラフィックは、コミュニケータノード上のPHYレイヤ820において受信され、MACレイヤ818とP2Pアプリケーション816とを通って進み、RLCレイヤ812へのスタック間転送814があり、MACレイヤ810とPHYレイヤ808とを通って下がり、そこで送出される。
前述のように、プロトコルスタックの区分において変形があることがある。本明細書で例示し説明する区分は、採用され得る様々な態様を理解するための例である。
上記で図示し説明した例示的なシステムに鑑みて、開示する主題に従って実装され得る方法は、以下のフローチャートを参照すればより良く諒解されよう。説明を簡単にするために、方法を一連のブロックとして図示し説明するが、いくつかのブロックは、本明細書で図示し説明する順序とは異なる順序で、および/または他のブロックとほぼ同時に行われ得るので、請求する主題はブロックの数または順序によって限定されないことを理解し、諒解されたい。さらに、本明細書で説明する方法を実装するために、図示のすべてのブロックが必要とされるわけではない。ブロックに関連する機能は、ソフトウェア、ハードウェア、それらの組合せまたは他の好適な手段(たとえば、デバイス、システム、プロセス、構成要素)によって実装され得ることを諒解されたい。さらに、以下および本明細書の全体にわたって開示する方法は、そのような方法を様々なデバイスにトランスポートおよび転送することを可能にする製造品に記憶することが可能であることをさらに諒解されたい。方法は、状態図など、一連の相互に関係する状態またはイベントとして代替的に表現され得ることを、当業者は理解し、諒解するであろう。
図9に、ワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータを選択するための方法900を示す。方法900は、モバイルデバイスが基地局と通信するために適切なノードを選択することを可能にするように構成されている。適切なノードは多数のノードから選択される。選択されたノードは、基地局と通信するためにモバイルデバイスの識別情報を利用する。
方法900は、902において、複数のノードの各々についてのエネルギー消費レベルが評価されたときに開始する。ノードの各々はワイヤレスワイドエリアネットワークモデムを含むことができる。評価は、複数のノードの各々についてのエネルギー消費レベルを測定することを含むことができる。いくつかの態様によれば、評価は、複数のノードの各々について測定されたエネルギー消費レベルを受信することを含む。評価に基づいて、方法900は、モバイルデバイスのエネルギー消費レベルが、受信された測定されたエネルギー消費レベルのうちの1つのエネルギーレベルよりも高いことを確認することによって続くことができる。より低いエネルギー消費レベルに関連するノードが選択され得る。いくつかの態様によれば、方法900は、複数のノードの各々についてのエネルギー消費レベルを評価する前に、ワイヤレスワイドエリアネットワーク中の少なくとも1つのノードを発見するための指示を受信することを含む(たとえば、ネットワークアシスト型発見モード)。
904において、複数のノードからワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータとして1つのノードが選択される。選択は、モバイルデバイスのエネルギー消費レベルの軽減に応じることができる。
いくつかの態様によれば、選択は、モバイルデバイスのエネルギー消費レベルと複数のノードの各々についてのエネルギー消費レベルとを比較することを含むことができる。比較に基づいて、モバイルデバイスのエネルギー消費レベルが複数のノードのエネルギー消費レベルよりも低い場合、ワイヤレスワイドエリアネットワークへの直接リンクが選択される。代替的に、複数のノードのうちの少なくとも1つのエネルギー消費レベルがモバイルデバイスのエネルギー消費レベルよりも小さい場合、ワイヤレスワイドエリアネットワークへの間接リンクが選択され得る。
いくつかの態様によれば、ノードの選択は、直接リンクの品質と複数の間接リンクの各々についての品質とを評価することを含むことができる。各間接リンクは、複数のノードのうちのそれぞれのノードに関連し得る。直接リンクの品質が複数の間接リンクの各々の品質よりも良好である場合、直接リンクが選定され得る。代替的に、特定の間接リンクが直接リンクの品質よりも良好な品質である場合、複数の間接リンクのうちの1つが選定され得る。
別の態様によれば、選択は、複数のノードの各々のエネルギーレベルと複数のノードの各々によって通信のために消費されることが予想されるエネルギー量とを判断することを含むことができる。通信のために、消費されるエネルギーと利用可能なエネルギー量とに応じて、複数のノードからノードが選択され得る。いくつかの態様によれば、ノードの選択は許容遅延量への準拠に基づき、そのノードの利用を通して受けた遅延が遅延要件に準拠しない場合、ノードはコミュニケータとして選択されない。
906において、ワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータとして選択されたノードを通してワイヤレスワイドエリアネットワークと通信するために、モバイルデバイスの証明が利用される。証明を利用することは、モバイルデバイスとワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータとして選択されたノードとの間で共有される証明を利用することを含むことができる。いくつかの態様によれば、方法900は、ワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータとして選択されたノードにモバイルデバイスの証明を供給することを含むことができる。さらに、方法900は、ワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータとして選択された1つのノードによるワイヤレスワイドエリアネットワークを介した通信を可能にするために、モバイルデバイスのワイヤレスワイドエリアネットワークモデムをバイパスすることを含むことができる。
方法900はまた、直接リンクを介してワイヤレスワイドエリアネットワークからパケットを受信することと、受信されたパケットの最良推定値を判断することとを含むことができる。最良推定値は、直接リンクに沿ったパケットの第1のセットの受信に基づくことができ、およびワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータとして選択されたノードと、ワイヤレスワイドエリアネットワークからパケットの第3のセットを受信した別のノードとを通した、間接リンクを介したパケットの第2のセットの受信に基づくことができる。
いくつかの態様によれば、方法900は、モバイルデバイスに関連する通信タスクと計算タスクのサブセットとを受信することを含む。通信タスクと計算タスクのサブセットとは、モバイルデバイスに送信される前に、ワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータによって処理される。いくつかの態様によれば、方法900は、ワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータから情報を受信することであって、ワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータが、ある時間期間の間、情報をバッファし、前にバッファされた情報を新しい情報とアグリゲートするか、またはそれらの組合せを行う、受信することを含む。いくつかの態様によれば、ワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータは、受信された情報を送信する前に処理する。さらに、ワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータは、処理に応じて、モバイルデバイスに情報を送信すべきかどうかの判断を行うことができる。
いくつかの態様によれば、方法900は、ワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータに、処理された情報についての構成を与えることを含む。構成は、満たされるべきであるいくつかのパラメータ、イベントなどを与え、満たされない場合、情報はクライアントノードに通信されない。たとえば、構成は、あるイベントが起こった場合、または処理された情報から判断され得る何らかの他のパラメータに基づいてのみ、情報がクライアントノードに送られるべきであることを示すことができる。(ワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータによって判断されるように)構成への準拠がある場合、方法900は、処理された情報を受信することによって続く。
いくつかの態様によれば、方法は、モバイルデバイスのエネルギーレベル、ワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータのエネルギーレベル、区分に基づいてモバイルデバイスとワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータとにおいて費やされるエネルギー、ワイヤレスワイドエリアネットワークリンクおよびピアツーピアリンクのパフォーマンス、またはタスク区分に関連する遅延のうちの少なくとも1つ、あるいはそれらの組合せに基づいて、モバイルデバイスとワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータとの間でタスクを区分することを含む。
いくつかの態様によれば、方法900は、直接リンクを介して、ワイヤレスワイドエリアネットワークからパケットの第1のセットを受信するがワイヤレスワイドエリアネットワークにパケットを送信しないことを選定することを含むことができる。さらに、方法900は、ワイヤレスワイドエリアネットワークからパケットの第1のセットを受信することと、直接リンクに沿ったパケットの第1のセットと、間接リンクに沿ったパケットの第2のセットとの受信に基づいて、パケットの受信されたセットの最良推定値を判断することとを含むことができる。代替的に、方法900は、直接リンクに沿ったパケットの第1のセットの受信に基づいて、およびワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータとして選択されたノードと、ワイヤレスワイドエリアネットワークからパケットの第3のセットを受信した別のノードとを通した、間接リンクを介したパケットの第2のセットの受信に基づいて、パケットの受信されたセットの最良推定値を判断することを含むことができる。
追加または代替として、方法900は、スリープするようにとの命令を受信すること、またはワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータとして選択されたノードからの情報フローがないとき、自動的にスリープに入ることを含むことができる。
いくつかの態様によれば、コンピュータプログラム製品が、方法900の様々な態様を実行するためのコードを備えるコンピュータ可読媒体を含むことができる。コンピュータ可読媒体は、複数のノードの各々についてのエネルギー消費レベルを評価することをコンピュータに行わせるための第1のコードセットを含むことができる。複数のノードの各々はワイヤレスワイドエリアネットワークモデムを備える。コンピュータ可読媒体はまた、複数のノードからワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータとして1つのノードを選択することをコンピュータに行わせるための第2のコードセットを含むことができる。選択することは、モバイルデバイスのエネルギー消費レベルの軽減に応じることができる。さらに、コンピュータ可読媒体は、ワイヤレスワイドエリアネットワークコミュニケータとして選択された1つのノードを通してワイヤレスワイドエリアネットワークと通信するためにモバイルデバイスの証明を利用することをコンピュータに行わせるための第3のコードセットを含むことができる。
いくつかの態様によれば、コンピュータ可読媒体は、直接リンクの品質と複数の間接リンクの各々についての品質とを評価することをコンピュータに行わせるための第4のコードセットを含む。各間接リンクは、複数のノードのうちのそれぞれのノードに関連する。また、コンピュータ可読媒体には、直接リンクの品質が複数の間接リンクの品質よりも良好である場合、直接リンクを選定することをコンピュータに行わせるための第5のコードセットが含まれる。代替的に、第5のコードセットは、複数の間接リンクの1つが直接リンクの品質よりも良好な品質である場合、複数の間接リンクのうちの1つを選定することをコンピュータに行わせることができる。
いくつかの態様によれば、コンピュータ可読媒体は、複数のノードの各々のエネルギーレベルと複数のノードの各々によって通信のために消費されることが予想されるエネルギー量とを評価することをコンピュータに行わせるための第4のコードセットを含む。また、通信のために消費されるエネルギーと利用可能なエネルギー量とに応じて複数のノードから1つのノードを選定することをコンピュータに行わせるための第5のコードセットが含まれる。
いくつかの態様によれば、ネットワークは、ネットワークアシスト型モードにおいてピアツーピアリンク発見を可能にすることができる。この場合、ネットワークは、両方のモデム(たとえば、モバイルデバイスモデムとコミュニケータ(または他のノード)モデム)が、ネットワークに登録された同じ基地局と通信していることを確証する。いくつかの態様によれば、ネットワークは、モデムのロケーション(たとえば、GPSロケーション)に関するより改良された情報を有し、2つのモデム間で相互に互換性のあるワイヤレスプロトコルを使用してそれらのモデムがピアツーピアリンクを介した発見を試みることを示唆することができる。
図10に、一態様による、ワイヤレスワイドエリアネットワークにおいてクライアントデバイスに宛てられたパケットを受信するための方法1000を示す。方法1000は、1002において、ワイヤレスワイドエリアネットワークからパケットの第1のセットが受信されたときに開始する。パケットは、クライアントデバイスにおけるリソース消費を軽減するために方法1000を実行するノードを選択したクライアントデバイスに宛てられている。1004において、パケットは、ワイドエリアネットワークからクライアントデバイスに選択的に搬送される。いくつかの態様によれば、方法1000は、クライアントデバイスに代わってワイヤレスワイドエリアネットワークにパケットを送信することを含むことができる。
パケットの第1のセットを選択的に搬送することは、クライアントアプリケーションのサブセットを局所的に終了することを含むことができる。代替的に、パケットの第1のセットを選択的に搬送することは、クライアントデバイスのためのパケットの第1のセットを受け付ける別のデバイスにパケットの第1のセットをフォワーディングする(パケットの第1のセットをクライアントデバイスに中継しない)ことを含むことができる。たとえば、カーモデムは通話を受け付けることができ、それを局所的に(カーモデムのスピーカーおよびマイクロフォン上で)終了することができる。代替的に、カーモデムは、通話を受け付けることができるが、たとえば、(たとえば、電話に関連するヘッドセットであり得る)BlueTooth(登録商標)ワイヤレスヘッドセットに呼をフォワーディングすることができる。これにより、電話がスリープすることが可能になり、カーモデムはヘッドセットを使用する。この場合、ヘッドセットの所有は電話からカーモデムに変更され得る。別の例では、(ボイスおよびビデオ会議呼など)ワイヤレステレビ信号またはマルチメディア通信は、車のディスプレイ上で終了することができ、電話はスリープすることができる(エネルギーを節約する)。
いくつかの態様によれば、方法1000は、ワイヤレスワイドエリアネットワークからクライアントデバイスにパケットの第1のセットを選択的に搬送する前に、モバイルデバイスに関連する計算タスクのサブセットと1つまたは複数の通信タスクとを処理することを含む。別の態様によれば、方法1000は、ワイヤレスワイドエリアネットワークからクライアントデバイスにパケットの第1のセットを選択的に搬送する前に、ワイヤレスワイドエリアネットワークからのパケットの第1のセットを定義された時間期間の間、バッファすることを含む。さらなる態様によれば、方法1000は、ワイヤレスワイドエリアネットワークからクライアントデバイスにパケットの第1のセットを選択的に搬送する前に、前にバッファされた情報をパケットの第1のセットからの情報とアグリゲートすることを含む。
いくつかの態様によれば、方法1000は、ワイヤレスワイドエリアネットワークからクライアントデバイスにパケットの第1のセットを選択的に搬送する前に、パケットの第1のセットを処理することを含む。さらに、方法1000は、処理することに基づいて、パケットの第1のセットに関係する情報を送信すべきかどうかを判断することを含むことができる。判断はネットワーク状態情報に基づいて行われ得る。ネットワーク状態情報が変化しなかった場合(たとえば、静的情報)、情報はモバイルデバイスに搬送されない。いくつかの態様によれば、情報の簡略表現が送信され得る。たとえば、簡略表現は「何も変化しなかった」という指示とすることができる。
いくつかの態様によれば、方法は、クライアントデバイスに関係するタスクを区分することを含む。タスクは、ノードとクライアントデバイスとの間で区分される。区分することは、クライアントデバイスのエネルギーレベル、ノードのエネルギーレベル、区分に基づいてクライアントデバイスとノードとによって費やされるエネルギー量、ワイヤレスワイドエリアネットワーキングリンクおよびピアツーピアリンクのパフォーマンス、タスク区分に関連する遅延、またはそれらの組合せに応じることができる。
いくつかの態様によれば、方法1000は、1006において、受信されたパケットのセットの最良推定値を判断することを含む。受信されたパケットのセットの最良推定値を判断することは、ワイドエリアネットワークからのパケットの第1のセットの受信に基づくことができ、ワイヤレスワイドエリアネットワークから受信するがワイヤレスワイドエリアネットワークに送信しない共有ノードによるパケットの第2のセットの受信に基づくことができ、およびクライアントデバイスによって受信されたパケットの第3のセットに基づくことができる。
いくつかの態様によれば、受信されたパケットのセットの最良推定値を判断することは、ワイヤレスワイドエリアネットワークからのパケットの第1のセットの受信に基づき、およびワイヤレスワイドエリアネットワークから受信するがワイヤレスワイドエリアネットワークに送信しない共有ノードによるパケットの第2のセットの受信に基づく。
方法1000はまた、クライアントデバイスに代わってワイヤレスワイドエリアネットワークにパケットを送信することを含むことができる。また、方法は、ノードにおけるパケットの第1のセットの受信に基づいて、およびクライアントデバイスにおけるパケットの第2のセットの受信に基づいて、受信されたパケットの最良推定値を判断することを含む。
さらなる態様によれば、受信されたパケットの最良推定値を判断することは、ノードにおけるパケットの第1のセットの受信に基づく。さらに、最良推定値を判断することはまた、ワイヤレスワイドエリアネットワークから受信するがワイヤレスワイドエリアネットワークに送信しない共有ノードにおけるパケットの第2のセットの受信に基づき、およびパケットをワイヤレスワイドエリアネットワークに直接送信しないクライアントデバイスによって受信されたパケットの第3のセットに基づく。
さらに、遅延トレラントアプリケーションでは、方法1000はパケットの第1のセットをバッファすることと、クライアントデバイスを起動することと、遅延後にパケットの第1のセットをクライアントデバイスに配信することとを含むことができる。これにより、クライアントデバイスがより長くスリープする(エネルギーを節約する)ことを可能にすることができる。したがって、クライアントデバイスが直ちに起動する必要はない。
いくつかの態様によれば、方法1000は、通信のためにワイヤレスモデムの最もエネルギー効率の高いサブセットを選択することを含む。ワイヤレスモデムの最もエネルギー効率の高いサブセットは、情報の配信のための少なくとも1つのパラメータを満たし、ノードとクライアントデバイスとの間に利用可能な複数のワイヤレスモデムがある。
一態様では、方法1000は、クライアントデバイスに代わって使用するためにノードに割り当てられた物理チャネルまたは無線ベアラを受信することを含む。代替または追加として、方法1000は、クライアントデバイスに代わって使用するためにノードに割り当てられた論理チャネルまたは無線ベアラを受信することを含む。
さらに、方法1000は、クライアントデバイスに通信する情報がないとき、または特定の間隔の間、ノードからクライアントデバイスへの情報フローがないとき、クライアントデバイスがスリープすることを可能にすることを含むことができる。さらに、いくつかの態様によれば、コンピュータプログラム製品が、方法1000の様々な態様を実行するためのコードを備えるコンピュータ可読媒体を含むことができる。
次に図11を参照すると、開示する態様のうちの1つまたは複数による、共有ワイヤレスワイドエリアネットワークモデムの選択を可能にするシステム1100が示されている。システム1100は、ユーザデバイス中に常駐することができる。システム1100は、たとえば、受信機アンテナから信号を受信することができる受信機構成要素1102を備える。受信機構成要素1102は、受信信号に対して、フィルタ処理、増幅、ダウンコンバート、および受信信号に関係する他の機能の実行などの典型的なアクションを実行することができる。受信機構成要素1102はまた、調整された信号をデジタル化して、サンプルを得ることができる。復調器1104は、シンボル期間ごとに受信シンボルを得て、ならびに受信シンボルをプロセッサ1106に供給することができる。
プロセッサ1106は、受信機構成要素1102によって受信された情報の分析および/または送信機1108による送信のための情報の生成に専用のプロセッサとすることができる。追加または代替として、プロセッサ1106は、システム1100の1つまたは複数の構成要素を制御すること、受信機構成要素1102によって受信された情報を分析すること、送信機1108による送信のための情報を生成すること、および/またはシステム1100の1つまたは複数の構成要素を制御することができる。プロセッサ1106は、追加のユーザデバイスとの通信を調整することが可能なコントローラ構成要素を含み得る。
システム1100は、プロセッサ1106に動作可能に結合されたメモリ1110をさらに備えることができる。メモリ1110は、通信を調整することに関係する情報と、任意の他の好適な情報とを記憶することができる。メモリ1110は、コミュニケータの選択に関連するプロトコルをさらに記憶することができる。本明細書で説明するデータストア(たとえば、メモリ)構成要素は、揮発性メモリと不揮発性メモリのいずれかとすることができ、または揮発性メモリと不揮発性メモリの両方を含むことができることが諒解されよう。限定ではなく例として、不揮発性メモリは、読取り専用メモリ(ROM)、プログラマブルROM(PROM)、電気的プログラマブルROM(EPROM)、電気的消去可能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、外部キャッシュメモリとして動作するランダムアクセスメモリ(RAM)を含むことができる。限定ではなく例として、RAMは、同期RAM(SRAM)、ダイナミックRAM(DRAM)、同期DRAM(SDRAM)、ダブルデータレートSDRAM(DDR SDRAM)、拡張SDRAM(ESDRAM)、シンクリンクDRAM(SLDRAM)、およびダイレクトランバスRAM(DRRAM(登録商標))など、多くの形態が利用可能である。システム1100はシンボル変調器1112をさらに備えることができ、送信機1108は変調信号を送信する。
受信機構成要素1102は、ワイヤレスワイドエリアネットワークへの直接リンクまたはワイヤレスワイドエリアネットワークへの多数の間接リンクに関連する様々なパラメータを測定(または受信)する評価器1114にさらに動作可能に結合される。これらの様々なパラメータは、エネルギー消費レベル、データレート、リンク品質などを含む。さらに、受信機構成要素1102は、直接リンクを利用すべきなのか、間接リンクのうちの1つを利用すべきなのかを決定するセレクタ1116に動作可能に結合され得る。間接リンクが選定された場合、セレクタ1116はワイヤレスワイドエリアネットワークと通信するためにどの間接リンクを利用すべきか(たとえば、どのコミュニケータを利用すべきか)を判断する。
図12に、クライアントデバイスのためのコミュニケータノードにおけるプロトコルデータユニット(PDU)の組合せを示すメッセージフロー図1200を示す。いくつかの態様によれば、クライアントデバイスの近くにある共有WWANモデムは、共有WWANモデム間の受信のダイバーシティを活用することができる。クライアントデバイスに関連するWWANモデムとコミュニケータに関連するWWANモデムとは、クライアントデバイスの近くにある他の共有WWANモデムとともに、クライアントデバイス上でのWWANダウンリンクトラフィックの受信を改善するために協働することができる。たとえば、3つのデバイス、(エンドクライアントデバイスである)電話、カーモデム、およびラップトップがあり得る。電話はエンドクライアントデバイスであり、カーモデムはコミュニケータであり、ラップトップは追加の共有ノードである。カーモデムおよびラップトップは、処理を実行することができ、必要な場合、それらの受信されたバージョンを合成することができる。この合成バージョンは電話にフォワーディングされ得る。これにより、電話(または他のクライアントデバイス)が実行する必要がある処理の量を軽減することができ、クライアントデバイスのリソースを節約することができる。
すべての共有WWANデバイスは、クライアントデバイスのためのダウンリンクパケットを受信し、処理することができるように構成される。物理(PHY)レイヤにおける受信(Rx)ダイバーシティは妥当である。共有WWANモデムは、ソフトビットの重み付け合成を可能にするために、それの受信されたソフトビットを品質メトリック(((1−Pe)/Pe)またはビタビ復号器から経路メトリックなど)とともに与えることができる。代替的に、共有WWANモデムは、それの復号されたハードビットを、合成を実行するモデム(一般に、クライアントデバイスまたはコミュニケータデバイスのいずれかであり得る)に送ることができる。
共有WWANモデム間のワイヤレスリンクを介した送信のためのレイテンシによる実際的制限により、PHYレイヤRxダイバーシティを達成する能力が制限され得ることが考えられる。ピアツーピアワイヤレスリンクを介したデータ交換に関与するレイテンシにより(このレイテンシは数ミリ秒のオーダーであり得る)、モデムの各々においてPHYレイヤおよびMACレイヤより上のレイヤにおけるパケットの受信のダイバーシティを追跡することが望ましい。たとえば、UMTSプロトコルの場合、RLC PDU(無線リンク制御−プロトコルデータユニット)レイヤにおいて受信されたパケット(またはIPレイヤにおいて受信されたパケット)は、モデムにわたって合成され得る。概して、すべての利用可能な共有WWANモデムは、クライアントに対して受信されたすべてのRLC PDUを機会主義的に処理することができる。
次に図を参照すると、コミュニケータ処理1202および共有モデム処理1204が、それぞれのRLC PDU処理1206および1208を含む。たとえば、RLC PDUの受信に関して、コミュニケータノードを通してRLC PDUに対するHARQ処理が完了した後でも、クライアントデバイスがRLC PDUを正常に受信できない場合、1210において、クライアントデバイスまたはコミュニケータは、すべての共有WWANモデムに対してそれらのバージョンのRLC PDUをフォワーディングするようにとの要求を行うことができる。共有WWANモデムが同じPDUを正常に受信した場合、1212において、共有WWANモデムはそのRLC PDUをクライアントにフォワーディングすることができる。いくつかの態様によれば、処理が失敗した場合、1212において、失敗が示され得る。共有WWANモデムがクライアントデバイスのためにそのような協働を行う場合、すべての受信されたバージョンが誤っている場合でも、クライアントにわたってRLC PDUを回復するために、RLC PDUのビットレベル合成が実行され得る。RLC PDUに関連する追加の品質メトリックが合成のために利用可能である場合、それらはクライアントにわたるベクトルの受信されたバージョンにわたるRLC PDUベクトルの重み付けされたチェイス合成などの合成を実行するために使用され得る。共有モデムからのPLC−PDUは、1214において、内部RLC PDUストリームとマージされ得、クライアントデバイスにフォワーディングされ得る。
別の変形体では、各共有WWANモデムは、それが正常に受信したすべてのRLC PDUに関するメッセージをクライアントデバイスまたはコミュニケータデバイスに機会主義的に送ることができるが、これにより、クライアントデバイス上またはコミュニケータデバイス上で追加の処理コストを生じることがある。クライアントデバイスにおけるWWAN処理サブシステムがスリープすることを可能にするように、クライアントデバイスがそのような合成に関与しないことが可能である。次いで、そのような合成は、コミュニケータを含む共有WWANモデムのうちの1つまたは複数にわたって実行され、一般にコミュニケータノードにおいて管理され、その後、合成結果は、コミュニケータノードによってコミュニケータノードとクライアントノードとの間のピアツーピアリンクを介してクライアントノードに送られる。クライアントノードがコミュニケータを使用する代わりに直接WWANと通信する場合、そのような合成はクライアントノード自体において直接実行され得る。そのような合成により、ネットワークからのパケットの再送信を必要とすることなしにパフォーマンスが改善され得る。
図13を参照すると、一態様によれば、ワイヤレスワイドエリアネットワークとトラフィックを交換するためのコミュニケータを選択する例示的なシステム1300が示されている。システム1300は少なくとも部分的にワイヤレス通信装置内に常駐し得る。システム1300は機能ブロックを含むものとして表されており、この機能ブロックは、プロセッサ、ソフトウェア、またはそれらの組合せ(たとえば、ファームウェア)によって実装される機能を表す機能ブロックであり得ることを諒解されたい。
システム1300は、個別にまたは連携して動作することができる電気構成要素の論理グルーピング1302を含む。論理グルーピング1302は、複数のコミュニケータから選択されたコミュニケータの使用によってワイヤレス通信装置のエネルギーレベルが軽減されるかどうかを評価するための電気構成要素1304を含むことができる。いくつかの態様によれば、評価するための電気構成要素1304は、複数のコミュニケータの各々についてのエネルギー消費レベルを測定する。ただし、他の態様によれば、評価するための電気構成要素1304は、電気構成要素1304がそれの機能を実行するために複数のコミュニケータの各々から情報を受信する。
論理グルーピング1302中には、コミュニケータを選択するための電気構成要素1306も含まれる。いくつかの態様によれば、選択するための電気構成要素1306は、ワイヤレス通信装置のエネルギー消費レベルが複数のコミュニケータについてのエネルギー消費レベルよりも低い場合、ワイヤレスワイドエリアネットワークと通信するために直接リンクを利用する。
いくつかの態様によれば、評価するための電気構成要素1304は、直接リンクの品質と、複数のコミュニケータの各々に関連する間接リンクの品質とを推定する。選択するための電気構成要素1306は、直接リンクの品質が複数のコミュニケータの各々に関連する間接リンクよりも良好な品質である場合、直接リンクを利用する。いくつかの態様によれば、評価するための電気構成要素1304は、直接リンクの品質と、複数のコミュニケータの各々に関連する間接リンクの品質とを推定する。選択するための電気構成要素1306は、1つの間接リンクの品質が直接リンクの品質よりも良好である場合、複数のコミュニケータの各々に関連する間接リンクのうちの1つの間接リンクを利用する。
いくつかの態様によれば、評価するための電気構成要素1304は、複数のコミュニケータの各々のエネルギーレベルを判断し、複数のコミュニケータの各々によって消費されることが予想されるエネルギー量を判断する。選択するための電気構成要素1306は、エネルギーレベルと消費されることが予想されるエネルギー量とに応じて、複数のコミュニケータからコミュニケータを選定する。
論理グルーピング1302中には、コミュニケータにワイヤレス通信装置の証明を供給するための電気構成要素1308も含まれる。さらに、論理グルーピング1302は、ワイヤレス通信装置の証明を用いて、コミュニケータのモデムを通してワイヤレスワイドエリアネットワークと通信するための電気的構成要素1308を含む。通信するための電気構成要素1310は、選択されたコミュニケータを通した通信を可能にするために、ワイヤレス通信装置のワイヤレスワイドエリアネットワークモデムをバイパスすることができる。
さらに、システム1300は、電気構成要素1304、1306、1308、および1310、または他の構成要素に関連付けられた機能を実行するための命令を保持するメモリ1312を含むことができる。メモリ1312の外部にあるものとして示されているが、電気構成要素1304、1306、1308、および1310のうちの1つまたは複数は、メモリ1312の内部に存在し得ることを理解されたい。
図14に、一態様による、ワイヤレスワイドエリアネットワークにおいてクライアントデバイスに宛てられたパケットを受信する例示的なシステム1400を示す。システム1400は少なくとも部分的にワイヤレス通信装置内に常駐し得る。システム1400は機能ブロックを含むものとして表されており、その機能ブロックは、プロセッサ、ソフトウェア、またはそれらの組合せ(たとえば、ファームウェア)によって実装される機能を表す機能ブロックであり得る。
システム1400は、個別にまたは連携して動作することができる電気構成要素の論理グルーピング1402を含む。論理グルーピング1402は、ワイヤレスワイドエリアネットワークからパケットを受信するための電気構成要素1404を含み、パケットはクライアントデバイスに宛てられる。論理グルーピング1402中には、受信されたパケットの最良推定値を判断するための電気構成要素1406も含まれる。さらに、論理グルーピングは、ワイヤレスワイドエリアネットワークからクライアントデバイスにパケットを搬送するための電気構成要素1408であって、ワイヤレス通信装置が、クライアントデバイスにおけるリソース消費を軽減するためにクライアントデバイスによって選択された、搬送するための電気構成要素1408を含む。
いくつかの態様によれば、電気構成要素1406は、ワイドエリアネットワークからのパケットの受信に基づいて、ワイヤレスワイドエリアネットワークから受信するがワイヤレスワイドエリアネットワークに送信しない共有ノードによるパケットの受信に基づいて、およびクライアントデバイスによって受信されたパケットに基づいて、受信されたパケットの最良推定値を判断する。
いくつかの態様によれば、電気構成要素1406は、ワイドエリアネットワークからのパケットの受信に基づいて、およびワイヤレスワイドエリアネットワークから受信するがワイヤレスワイドエリアネットワークに送信しない共有ノードによるパケットの受信に基づいて、受信されたパケットの最良推定値を判断する。
さらなる態様によれば、電気構成要素1406は、ノードにおけるパケットの受信に基づいて、ワイヤレスワイドエリアネットワークから受信するがワイヤレスワイドエリアネットワークに送信しない共有ノードにおけるパケットの受信に基づいて、およびクライアントデバイスによって受信されたパケットに基づいて、受信されたパケットの最良推定値を判断し、クライアントデバイスは、パケットをワイヤレスワイドエリアネットワークに直接送信しない。
論理グルーピング1402はまた、クライアントデバイスに代わってワイヤレスワイドエリアネットワークにパケットを送信するための電気構成要素1410を含むことができる。電気構成要素1406は、ノードにおけるパケットの受信に基づいて、およびクライアントデバイスにおけるパケット受信に基づいて、受信されたパケットの最良推定値を判断することができる。
さらに、システム1400は、電気構成要素1404、1406、1408、および1410、または他の構成要素に関連付けられた機能を実行するための命令を保持するメモリ1412を含むことができる。メモリ1412の外部にあるものとして示されているが、電気構成要素1404、1406、1408、および1410のうちの1つまたは複数は、メモリ1412の内部に存在し得ることを理解されたい。
次に図15を参照すると、様々な態様によるワイヤレス通信システム1500が示されている。システム1500は、複数のアンテナグループを含むことができる基地局1502を備える。たとえば、1つのアンテナグループはアンテナ1504および1506を含むことができ、別のグループはアンテナ1508および1510を備えることができ、さらなるグループはアンテナ1512および1514を含むことができる。アンテナグループごとに2つのアンテナが示されているが、グループごとにより多いまたはより少ないアンテナが利用され得る。基地局1502は、さらに、送信機チェーンおよび受信機チェーンを含むことができ、送信機チェーンおよび受信機チェーンの各々は、当業者なら諒解するように、信号送信および受信に関連する複数の構成要素(たとえば、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。さらに、基地局1502は、ホーム基地局、フェムト基地局などとすることができる。
基地局1502は、デバイス1516などの1つまたは複数のデバイスと通信することができるが、基地局1502は、デバイス1516と同様の実質的にいかなる数のデバイスとも通信することができることを諒解されたい。図示のように、デバイス1516は、アンテナ1504および1506と通信しており、アンテナ1504および1506は、順方向リンク1518を介して情報をデバイス1516に送信し、逆方向リンク1520を介してデバイス1516から情報を受信する。周波数分割複信(FDD)システムでは、順方向リンク1518は、たとえば、逆方向リンク1520によって使用される周波数帯域とは異なる周波数帯域を利用することができる。さらに、時分割複信(TDD)システムでは、順方向リンク1518と逆方向リンク1520は共通の周波数帯域を利用することができる。
さらに、デバイス1522および1524はピアツーピア構成などにおいて互いに通信していることがある。さらに、デバイス1522は、リンク1526および1528を使用してデバイス1524と通信している。ピアツーピアアドホックネットワークでは、デバイス1522および1524など、互いの範囲内のデバイスは、それらの通信を中継するために、基地局1502および/またはワイヤードインフラストラクチャなしに互いに直接通信する。さらに、ピアデバイスまたはノードは、トラフィックを中継することができる。ピアツーピア様式で通信しているネットワーク内のデバイスは、基地局と同様に機能し、トラフィックがそれの最終的な宛先に達するまで、基地局と同様に機能する他のデバイスにトラフィックまたは通信を中継することができる。デバイスはまた、ピアノード間のデータ送信を管理するために利用され得る情報を搬送する制御チャネルを送信することができる。
通信ネットワークは、ワイヤレス(またはワイヤード)通信している任意の数のデバイスまたはノードを含むことができる。各ノードは、1つまたは複数の他のノードの範囲内にあり得、マルチホップトポグラフィなどにおいて、他のノードと、または他のノードの利用を通して通信することができる(たとえば、通信は、最後の宛先に達するまでノードからノードにホッピングすることができる)。たとえば、送信側ノードが受信側ノードと通信することを望むことがある。送信側ノードと受信側ノードとの間のパケット転送を可能にするために、1つまたは複数の中間ノードが利用され得る。任意のノードが送信側ノードおよび/または受信側ノードであり得、情報を送る機能および/または受信する機能を、実質的に同時に実行することができる(たとえば、情報を受信するのとほぼ同じ時間に情報をブロードキャストするかまたは通信することができる)か、または異なる時間に実行することができることを理解されたい。
図16に、様々な態様による例示的なワイヤレス通信システム1600を示す。ワイヤレス通信システム1600には、簡潔のために、1つの基地局と、1つの端末とを示してある。ただし、ワイヤレス通信システム1600は2つ以上の基地局またはアクセスポイントおよび/または2つ以上の端末またはユーザデバイスを含むことができ、追加の基地局および/または端末は、以下で説明する例示的な基地局および端末と実質的に同様または異なるものとすることができることを諒解されたい。さらに、基地局および/または端末は、それらの間のワイヤレス通信を可能にするために、本明細書で説明するシステムおよび/または方法を採用することができることを諒解されたい。
次に図16を参照すると、ダウンリンク上で、アクセスポイント1605で、送信(TX)データプロセッサ1610は、トラフィックデータを受信し、フォーマットし、コーディングし、インターリーブし、変調し(またはシンボルマッピングし)、変調シンボル(「データシンボル」)を供給する。シンボル変調器1615は、データシンボルおよびパイロットシンボルを受信し、処理し、シンボルのストリームを供給する。シンボル変調器1615は、データおよびパイロットシンボルを多重化し、N個の送信シンボルのセットを得る。各送信シンボルは、データシンボル、パイロットシンボル、または0の信号値であり得る。パイロットシンボルは、各シンボル期間中に継続的に送られ得る。パイロットシンボルは、周波数分割多重化(FDM)、直交周波数分割多重化(OFDM)、時分割多重化(TDM)、周波数分割多重化(FDM)、または符号分割多重化(CDM)され得る。
送信機ユニット(TMTR)1620は、シンボルのストリームを受信し、1つまたは複数のアナログ信号に変換し、アナログ信号を調整(たとえば、増幅、フィルタリング、および周波数アップコンバート)して、ワイヤレスチャネルを介して送信するのに適したダウンリンク信号を生成する。次いで、ダウンリンク信号はアンテナ1625を介して端末に送信される。端末1630において、アンテナ1635は、ダウンリンク信号を受信し、受信信号を受信機ユニット(RCVR)1640に供給する。受信機ユニット1640は、受信信号を調整(たとえば、フィルタリング、増幅、周波数ダウンコンバート)し、調整された信号をデジタル化して、サンプルを得る。シンボル復調器1645は、N個の受信シンボルを得て、チャネル推定のために受信パイロットシンボルをプロセッサ1650に供給する。シンボル復調器1645は、さらに、プロセッサ1650からダウンリンクに関する周波数応答推定値を受信し、受信データシンボルに対してデータ復調を実行して、(送信データシンボルの推定値である)データシンボル推定値を得、データシンボル推定値をRXデータプロセッサ1655に供給し、RXデータプロセッサ1655は、データシンボル推定値を復調(たとえば、シンボルデマッピング)し、デインターリーブし、復号して、送信トラフィックデータを復元する。シンボル復調器1645およびRXデータプロセッサ1655による処理は、アクセスポイント1605における、それぞれ、シンボル変調器1615およびTXデータプロセッサ1610による処理を補足するものである。
アップリンク上で、TXデータプロセッサ1660が、トラフィックデータを処理し、データシンボルを供給する。シンボル変調器1665は、データシンボルを受信し、パイロットシンボルと多重化し、変調を実行し、シンボルのストリームを供給する。次いで、送信機ユニット1670は、シンボルのストリームを受信し処理して、アンテナ1635によってアクセスポイント1605に送信されるアップリンク信号を生成する。
アクセスポイント1605において、端末1630からのアップリンク信号がアンテナ1625によって受信され、受信機ユニット1675によって処理されて、サンプルを得る。次いで、シンボル復調器1680がそれらのサンプルを処理し、アップリンクに関する受信パイロットシンボルおよびデータシンボル推定値を供給する。RXデータプロセッサ1685は、データシンボル推定値を処理して、端末1630によって送信されたトラフィックデータを回復する。プロセッサ1690は、アップリンク上の各アクティブ端末送信に関してチャネル推定を実行する。
プロセッサ1690および1650は、それぞれアクセスポイント1605および端末1630において動作を指示(たとえば、制御、調整、管理、...)する。それぞれのプロセッサ1690および1650は、プログラムコードおよびデータを記憶するメモリユニット(図示せず)に結合され得る。プロセッサ1690および1650はまた、それぞれアップリンクおよびダウンリンクについての周波数およびインパルス応答推定値を導出するための計算を実行することができる。
多元接続システム(たとえば、FDMA、OFDMA、CDMA、TDMAなど)の場合、複数の端末がアップリンク上で同時に送信することができる。そのようなシステムの場合、パイロットサブバンドは異なる端末の間で共有され得る。各端末のためのパイロットサブバンドが(場合によっては、バンドエッジを除いて)動作帯域全体にわたる場合に、チャネル推定技術が使用され得る。そのようなパイロットサブバンド構造は、端末ごとに周波数ダイバーシティを得るために望ましい。本明細書で説明した技法は、様々な方法で実装され得る。たとえば、これらの技法は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せで実装され得る。ハードウェア実装の場合、チャネル推定に使用される処理ユニットは、1つまたは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、デジタル信号処理デバイス(DSPD)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(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、本明細書で説明する機能を実行するように設計された他の電子ユニット、またはそれらの組合せ内で実装され得る。ソフトウェアでは、本明細書で説明する機能を実行するモジュール(たとえば、プロシージャ、関数など)によって実装することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶し、プロセッサ1690および1650によって実行され得る。
本明細書で説明する態様は、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で実装され得ることを理解されたい。ソフトウェアで実装した場合、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に記憶されるか、またはコンピュータ可読媒体上で送信され得る。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コンピュータ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され得る任意の利用可能な媒体であり得る。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、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、あるいは命令またはデータ構造の形態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され得、汎用もしくは専用コンピュータまたは汎用もしくは専用プロセッサによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を備えることができる。さらに、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(登録商標)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。
本明細書で開示した態様に関して説明した様々な例示的な論理、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論理、個別ハードウェア構成要素、あるいは本明細書で説明した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され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、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、または状態機械であり得る。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も実装され得る。さらに、少なくとも1つのプロセッサは、上記で説明したステップおよび/またはアクションの1つまたは複数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得る。
ソフトウェア実装の場合、本明細書で説明する技法は、本明細書で説明する機能を実行するモジュール(たとえば、プロシージャ、関数など)を用いて実装され得る。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶され、プロセッサによって実行され得る。メモリユニットは、プロセッサの内部またはプロセッサの外部に実装され得、その場合、当技術分野で知られているように様々な手段を介してプロセッサに通信可能に結合され得る。さらに、少なくとも1つのプロセッサは、本明細書で説明した機能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含み得る。
本明細書で説明する技法は、CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC−FDMAおよび他のシステムなど、様々なワイヤレス通信システムに使用され得る。「システム」および「ネットワーク」という用語は、しばしば互換的に使用される。CDMAシステムは、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し得る。UTRAは、Wideband−CDMA(W−CDMA)およびCDMAの他の変形態を含む。さらに、CDMA2000は、IS−2000、IS−95およびIS−856規格をカバーする。TDMAシステムは、Global System for Mobile Communications(GSM)(登録商標)などの無線技術を実装し得る。OFDMAシステムは、Evolved UTRA(E−UTRA)、Ultra Mobile Broadband(UMB)、IEEE802.11(Wi−Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE802.20、Flash−OFDM(登録商標)などの無線技術を実装し得る。UTRAおよびE−UTRAは、Universal Mobile Telecommunication System(UMTS)の一部である。3GPP 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UMTSのリリースである。UTRA、E−UTRA、UMTS、LTEおよびGSMは、「3rd Generation Partnership Project」(3GPP)と称する組織からの文書に記載されている。さらに、CDMA2000およびUMBは、「3rd Generation Partnership Project 2」(3GPP2)と称する組織からの文書に記載されている。さらに、そのようなワイヤレス通信システムは、不対無資格スペクトル、802.xxワイヤレスLAN、BLUETOOTHおよび任意の他の短距離または長距離ワイヤレス通信技法をしばしば使用するピアツーピア(たとえば、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み得る。
シングルキャリア変調および周波数領域等化を利用するシングルキャリア周波数分割多元接続(SC−FDMA)は、開示する態様とともに利用できる技法である。SC−FDMAは、OFDMAシステムと同様のパフォーマンスおよび本質的に同じ全体的な複雑さを有する。SC−FDMA信号は、その特有のシングルキャリア構造のためにより低いピーク対平均電力比(PAPR)を有する。SC−FDMAは、より低いPAPRが送信電力効率の点でモバイル端末に利益を与えることができるアップリンク通信において利用され得る。
さらに、本明細書で説明する様々な態様または特徴は、標準のプログラミングおよび/またはエンジニアリング技法を使用した方法、装置または製造品として実装され得る。本明細書で使用される用語「製品」は、任意のコンピュータ可読デバイス、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ものである。たとえば、コンピュータ可読媒体は、磁気ストレージデバイス(たとえば、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気ストリップなど)、光ディスク(たとえば、コンパクトディスク(CD)、デジタル多用途ディスク(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(たとえば、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が、これらに限定されない。さらに、本明細書で説明する様々な記憶媒体は、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を表すことができる。「機械可読媒体」という用語は、ワイヤレスチャネル、ならびに(1つまたは複数の)命令および/またはデータを記憶、含有、および/または搬送することが可能な様々な他の媒体を含むことができるが、これらに限定されない。さらに、コンピュータプログラム製品は、本明細書で説明した機能をコンピュータに実行させるように動作可能な1つまたは複数の命令またはコードを有するコンピュータ可読媒体を含み得る。
さらに、本明細書で開示する態様に関して説明する方法またはアルゴリズムのステップおよび/またはアクションは、直接ハードウェアで実施され得るか、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され得るか、またはその2つの組合せで実施され得る。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し得る。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得る。代替として、記憶媒体はプロセッサに一体化され得る。さらに、いくつかの態様では、プロセッサおよび記憶媒体はASIC中に常駐し得る。さらに、ASICはユーザ端末中に常駐し得る。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し得る。さらに、いくつかの態様では、方法またはアルゴリズムのステップおよび/またはアクションは、コンピュータプログラム製品に組み込み得る、機械可読媒体および/またはコンピュータ可読媒体上のコードおよび/または命令の1つまたは任意の組合せ、あるいはそのセットとして常駐し得る。
上記の開示は例示的な態様および/または態様について論じたが、添付の特許請求の範囲によって定義された、説明した態様および/または態様の範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正を本明細書で行うことができることに留意されたい。したがって、説明した態様は、添付の特許請求の範囲の範囲内に入るすべてのそのような改変形態、変更形態および変形形態を包含するものとする。さらに、説明した態様および/または態様の要素は、単数形で説明または請求されていることがあるが、単数形への限定が明示的に述べられていない限り、複数形が企図される。さらに、態様および/または態様の全部または一部は、別段の記述がない限り、他の態様および/または態様の全部または一部とともに利用され得る。
「含む(include)」という用語は、発明を実施するための形態または特許請求の範囲のいずれかにおいて使用される限り、「備える(comprising)」という用語を採用すると請求項における移行語と解釈されるように「備える(comprising)」と同様に包括的なものとする。さらに、発明を実施するための形態または特許請求の範囲のいずれかで使用される「または」という用語は、排他的な「または」でなく包括的な「または」を意味するものとする。すなわち、別段の規定がない限り、または文脈から明白でない限り、「XはAまたはBを使用する」という句は、自然な包括的置換のいずれかを意味するものとする。すなわち、「XはAまたはBを使用する」という句は、XがAを使用する場合、XがBを使用する場合、またはXがAとBの両方を使用する場合のいずれによっても満たされる。さらに、本出願および添付の特許請求の範囲で使用する冠詞「a」および「an」は、別段の規定がない限り、または単数形を示すことが文脈から明白でない限り、概して「1つまたは複数」を意味するものと解釈すべきである。