JP2018507637A

JP2018507637A - ワイヤレスネットワークのためのケースベースの無線プラットフォーム

Info

Publication number: JP2018507637A
Application number: JP2017540712A
Authority: JP
Inventors: ガンガダール・ブッラ; メーラン・リー; ギレーシュ・ラジェンドラン; アヌプ・サヴラ; ジェレミー・リン; ソウミャ・ダス; ボンヨン・ソン
Original assignee: クアルコム，インコーポレイテッド
Priority date: 2015-02-05
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2018-03-15
Anticipated expiration: 2035-12-10
Also published as: CN107210757A; EP3254524A1; CN107210757B; US9554413B2; WO2016126327A1; JP6401398B2; KR20170094456A; US20160234876A1; KR101911853B1; EP3254524B1

Abstract

ワイヤレス通信のための装置の一態様が開示される。装置は、コントローラと、第1のトランシーバと、第2のトランシーバとを含む。第1のトランシーバは、パケットベースネットワークおよび回線交換ネットワークのうちの少なくとも1つへのセルラーネットワークを介する第1の通信をサポートするようにコントローラによって構成可能である。第2のトランシーバは、第1のトランシーバとともに第1のモードでのセルラーネットワークを介する第1の通信をサポートし、第2のモードでのパケットベースネットワークへのアクセスポイントを介する第2の通信をサポートするように動作するようにコントローラによって構成可能である。一態様では、第2のトランシーバは、セルラーネットワークへのネットワーク層接続を維持しながら、そのワイヤレス通信をセルラーネットワークからアクセスポイントに移動することによって、第1のモードから第2のモードに切り替えるようにさらに構成される。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、参照によりその全体が本明細書に明示的に組み込まれる、2015年2月5日に出願した、「Case-Based Radio Platform for Wireless Network」と題する米国特許出願第14/615,348号の利益を主張するものである。

本開示は、全体的には電気通信に関し、具体的にはワイヤレスデバイスにおける通信チャネルに関する。

ワイヤレス通信システムは、電話方式、ビデオ、データ、メッセージング、およびブロードキャストなどの様々な電気通信サービスを提供するために広く展開されている。典型的なワイヤレス通信システムは、利用可能なシステムリソース(たとえば、帯域幅、送信電力)を共有することによって、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技術を用いることができる。そのような多元接続技術の例としては、符号分割多元接続(CDMA)システム、時分割多元接続(TDMA)システム、周波数分割多元接続(FDMA)システム、直交周波数分割多元接続(OFDMA)システム、シングルキャリア周波数分割多元接続(SC-FDMA)システム、および時分割同期符号分割多元接続(TD-SCDMA)システムがある。

これらの多元接続技術は、異なるワイヤレスデバイスが、地方自治体レベル、国家レベル、地域レベル、さらには世界レベルで通信することを可能にする共通プロトコルを提供するために、様々な電気通信規格において採用されている。台頭してきている電気通信規格の一例は、ロングタームエボリューション(LTE)である。LTEは、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)によって公表されたユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム(UMTS)のモバイル規格に対する拡張のセットである。LTEは、スペクトル効率を改善すること、コストを下げること、サービスを改善すること、新しいスペクトルを利用すること、ならびに、ダウンリンク(DL)上のOFDMA、アップリンク(UL)上のSC-FDMA、および多入力多出力(MIMO)アンテナ技術を使用して他のオープン規格とより良く統合することによって、モバイルブロードバンドインターネットアクセスをより良くサポートするように設計されている。

既存のワイヤレスデバイスは、デバイスが複数の通信プロトコルを使用して他のデバイスと通信できるようにするために、複数のアンテナと、モデムと、プロセッサとを使用する。これらのプロトコルの一部は、ローカルエリアネットワーク(LAN)を介するデータ通信を可能にする異なるプロトコルを使用しながら、ワイドエリアネットワーク(WAN)を介する音声通信を可能にする1つのプロトコルを使用するなど、同時に使用され得る。しかしながら、そのようなアンテナ、モデム、およびプロセッサの使用は、通常、異なる通信プロトコルによる使用を可能にするためにデバイスに冗長構成要素を追加することを伴い、冗長構成要素は、デバイス内の貴重な領域を占有し、不必要な電力を消費する。

これらの問題に基づいて、複数の通信プロトコルを効率的に処理するためにワイヤレスデバイスの改善の必要性が存在する。好ましくは、解決策は、デバイス内の構成要素を効率的に使用し、そのような通信を可能にするために占有される物理的領域を節約する。

ワイヤレス通信のための装置の一態様が開示される。装置は、コントローラと、第1のトランシーバと、第2のトランシーバとを含む。第1のトランシーバは、パケットベースネットワークおよび回線交換ネットワークのうちの少なくとも1つへのセルラーネットワークを介する第1の通信をサポートするようにコントローラによって構成可能である。第2のトランシーバは、第1のトランシーバとともに第1のモードでのセルラーネットワークを介する第1の通信をサポートするように動作し、第2のモードでのパケットベースネットワークへのアクセスポイントを介する第2の通信をサポートするようにコントローラによって構成可能である。一態様では、第2のトランシーバは、セルラーネットワークへのネットワーク層接続を維持しながら、そのワイヤレス通信をセルラーネットワークからアクセスポイントに移動することによって、第1のモードから第2のモードに切り替えるようにさらに構成される。

ワイヤレス通信の方法の一態様が開示される。方法は、パケットベースネットワークおよび回線交換ネットワークのうちの少なくとも1つへのセルラーネットワークを介する第1の通信をサポートする、コントローラによって構成可能な第1のトランシーバを含む。方法はまた、第1のトランシーバとともに第1のモードでのセルラーネットワークを介する第1の通信をサポートし、第2のモードでのパケットベースネットワークへのアクセスポイントを介する第2の通信をサポートする、コントローラによって構成可能な第2のトランシーバを含む。一態様では、方法はまた、第1のモードから第2のモードに切り替える第2のトランシーバを含む。この方法は、そのワイヤレス接続をセルラーネットワークからアクセスポイントに移動するステップと、セルラーネットワークへのネットワーク層接続を維持するステップとを含む。

ワイヤレス接続のための装置の一態様が開示される。装置は、パケットベースネットワークおよび回線交換ネットワークのうちの少なくとも1つへのセルラーネットワークを介する第1の通信をサポートするトランシーバを含む。装置はまた、トランシーバとともに第1のモードでのセルラーネットワークを介する第1の通信をサポートするように動作し、第2のモードでのパケットベースネットワークへのアクセスポイントを介する第2の通信をサポートするための手段を含む。一態様では、手段は、第1のモードから第2のモードに切り替えるように構成される。これは、ワイヤレス接続をセルラーネットワークからアクセスポイントに移動し、セルラーネットワークへのネットワーク層接続を維持する手段を備える。

ワイヤレス通信のためのコンピュータプログラム製品の一態様が開示される。コンピュータプログラム製品は、コードを備える非一時的コンピュータ可読媒体を含む。コードは、パケットベースネットワークおよび回線交換ネットワークのうちの少なくとも1つへのセルラーネットワークを介する第1の通信をサポートする第1の構成可能なトランシーバのための1つまたは複数のプロセッサによって実行可能である。コードは、第1の構成可能なトランシーバとともに第1のモードでのセルラーネットワークを介する第1の通信をサポートし、第2のモードでのパケットベースネットワークへのアクセスポイントを介する第2の通信をサポートする第2の構成可能なトランシーバのための1つまたは複数のプロセッサによって実行可能である。一態様では、コンピュータプログラム製品はまた、第1のモードから第2のモードに切り替える、第2の構成可能なトランシーバのための1つまたは複数のプロセッサによって実行可能なコードを含む。このコードは、そのワイヤレス接続をセルラーネットワークからアクセスポイントに移動させるためのコードと、セルラーネットワークへのネットワーク層接続を維持するためのコードとを含む。

装置および方法の様々な態様が例示として示され、説明される以下の詳細な説明から、装置および方法の他の態様が当業者に容易に明らかになることが理解される。理解されるように、これらの態様は、他の異なる形態において実施されてもよく、そのいくつかの詳細は、様々な他の点での変更が可能である。したがって、図面および詳細な説明は、本質的に例示的とみなされるべきであり、限定的とみなされるべきではない。

装置および方法の様々な態様が、添付図面を参照して、例として、限定としてではなく、詳細な説明において提示される。

アクセスネットワークの例示的な実施形態を示す概念図である。ネットワークアーキテクチャの例示的な実施形態を示す概念図である。ユーザプレーンおよび制御プレーンのための無線プロトコルアーキテクチャの例示的な実施形態を示す概念図である。連続キャリアアグリゲーション(CA:Carrier Aggregation)型通信チャネルの例示的な実施形態を示す図である。非連続CA型通信チャネルの例示的な実施形態を示す図である。アクセスネットワークおよびワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)の例示的な実施形態を示す概念図である。異なるワイヤレス通信システムとの通信を切り替えるワイヤレスデバイスの例示的な実施形態を示す概念図である。ワイヤレス通信チャネルに関するフレーム割り振りの例示的な構成を示す表である。アクセスネットワークにおける送信機および受信機の例示的な実施形態を示す概念図である。ワイヤレス通信の送信および受信のためのワイヤレスデバイスの例示的な実施形態を示す概念図である。ワイヤレスデバイスの例示的な実施形態を示す概念図である。ワイヤレスデバイスによるチューンアウェイ動作の一例を示すフローチャートである。

様々な概念について、添付図面を参照して以下でより完全に説明する。しかしながら、これらの概念は、当業者によって多くの異なる形態において具体化されてもよく、本明細書で提示されるどの特定の構造または機能にも限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの概念は、本開示が徹底的かつ完全であり、これらの概念の範囲を当業者に完全に伝えるように提供される。詳細な説明は、特定の詳細を含む場合がある。しかしながら、これらの概念がこれらの特定の詳細なしで実施されてもよいことは、当業者には明らかであろう。いくつかの例では、本開示を通して提示される様々な概念を不明瞭にすることを避けるために、周知の構造および概念は、ブロック図形式で示される。

「例示的」という語は、本明細書では、例、事例、または例示として役立つことを意味するために使用される。「例示的」または「実例となる」として本明細書に記載された任意の実施形態は、必ずしも他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。同様に、装置または方法の「実施形態」という用語は、本発明のすべての実施形態が、記載された構成要素、構造、特徴、機能性、プロセス、利点、利益、または動作モードを含むことを必要としない。

これらの概念について、様々な装置および方法を参照してここで提示する。これらの装置および方法について、ブロック、モジュール、構成要素、回路、ステップ、プロセス、アルゴリズムなどを含む様々な要素によって、以下の詳細な説明において説明し、添付図面において示す。これらの要素、またはその任意の部分は、単独で、または他の要素および/もしくは機能との組合せにおいて、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはそれらの任意の組合せを使用して実装され得る。そのような要素がハードウェアまたはソフトウェアのどちらとして実装されるのかは、システム全体に課される特定のアプリケーションおよび設計制約に依存する。

例として、要素、または要素の任意の部分、または要素の任意の組合せは、1つまたは複数のプロセッサを含む「コントローラ」を用いて実装され得る。プロセッサは、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)もしくは他のプログラマブル論理構成要素、ディスクリートゲートもしくはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア構成要素、またはそれらの任意の組合せ、または、本明細書で説明する機能を実行するように設計された任意の他の適切な構成要素を含むことができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいが、代替では、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ってもよい。プロセッサはまた、コンピューティング構成要素の組合せ、たとえば、DSPおよびマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPと組み合わせた1つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装されてもよい。

コントローラ内の1つまたは複数のプロセッサは、ソフトウェアを実行することができる。ソフトウェアは、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、ハードウェア記述言語などのいずれと呼ばれるにせよ、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行のスレッド、プロシージャ、関数などを意味するように広く解釈されるべきである。ソフトウェアは、一時的または非一時的なコンピュータ可読媒体上に存在してもよい。非一時的コンピュータ可読媒体は、例として、磁気記憶デバイス(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)、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))、スマートカード、フラッシュメモリデバイス(たとえば、カード、スティック、キードライブ)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、スタティックRAM(SRAM)、ダイナミックRAM(DRAM)、シンクロナスダイナミックRAM(SDRAM)、ダブルデータレートRAM(DDRAM)、リードオンリーメモリ(ROM)、プログラマブルROM(PROM)、消去可能PROM(EPROM)、電気的消去可能PROM(EEPROM)、汎用レジスタ、またはソフトウェアを記憶するための任意の他の適切な非一時的媒体を含むことができる。

コントローラ内の様々な相互接続は、バスまたは単一の信号線として示される場合がある。バスの各々は、代替的には単一の信号線であってもよく、単一の信号線の各々は、代替的にはバスであってもよく、信号線またはバスは、要素間の通信のための無数の物理的または論理的機構のうちの任意の1つまたは複数を表すことができる。本明細書で説明する様々なバスを介して提供される信号のいずれかは、他の信号と時間多重化され、1つまたは複数の共通バスを介して提供されてもよい。

図1は、LTEネットワークアーキテクチャにおけるアクセスネットワーク100の例示的な実施形態を示す概念図である。例示的な実施形態では、アクセスネットワーク100は、いくつかのセルラー領域(セル)102に分割される。1つまたは複数の低電力クラスeNB108は、セル102のうちの1つまたは複数と重なるセルラー領域110を有することができる。低電力クラスeNB108は、フェムトセル(たとえば、ホームeNBまたはHeNB)、ピコセル、マイクロセル、またはリモート無線ヘッド(RRH:Remote Radio Head)であってもよい。マクロeNB104は、各々のそれぞれのセル102に割り当てられ、セル102内のすべてのワイヤレスデバイス106のための進化型パケットコア(EPC:Evolved Packet Core)へのアクセスポイントを提供するように構成される。アクセスネットワーク100のこの例には、集中コントローラは存在しないが、代替構成では、集中コントローラが使用されてもよい。eNB104は、無線ベアラ制御と、受付制御と、モビリティ制御と、スケジューリングと、セキュリティと、サービングゲートウェイへの接続性とを含むすべての無線関連機能を担当する。eNBは、1つまたは複数(たとえば、3)のセル(セクタとも呼ばれる)をサポートすることができる。「セル」という用語は、サービス提供が特定のカバレッジエリアであるeNBおよび/またはeNBサブシステムの最小カバレッジエリアを指すことができる。さらに、「eNB」、「基地局」、および「セル」という用語は、本明細書では交換可能に使用され得る。

アクセスネットワーク100によって用いられる変調および多元接続方式は、配備される特定の電気通信規格に応じて変化し得る。LTEアプリケーションでは、周波数分割複信(FDD)と時分割複信(TDD)の両方をサポートするために、直交周波数分割多重化(OFDM)がDLにおいて使用され、SC-FDMAがULにおいて使用される。当業者が以下の詳細な説明から容易に理解するように、本明細書で提示される様々な概念は、LTEアプリケーションに適している。しかしながら、これらの概念は、他の変調および多元接続技法を用いる他の電気通信規格に容易に拡張され得る。

例として、これらの概念は、進化データ最適化(EV-DO:Evolution-Data Optimized)またはウルトラモバイルブロードバンド(UMB)に拡張され得る。EV-DOおよびUMBは、CDMA2000の規格のファミリーの一部として第3世代パートナーシッププロジェクト2(3GPP2)によって公布されたエアインターフェース規格であり、移動局にブロードバンドインターネットアクセスを提供するために、CDMAを用いる。これらの概念は、広帯域CDMA(W-CDMA)およびTD-SCDMAなどのCDMAの他の変形を用いるユニバーサル地上無線アクセス(UTRA)、TDMAを用いるグローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ(GSM(登録商標))、ならびに、OFDMAを用いる進化型UTRA(E-UTRA)、IEEE502.11(Wi-Fi)、IEEE502.16(WiMAX)、IEEE502.20、およびフラッシュOFDMにも拡張され得る。UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、およびGSM(登録商標)は、3GPP組織からの文書に記載されている。CDMA2000およびUMBは、3GPP2組織からの文書に記載されている。用いられる実際のワイヤレス通信規格および多元接続技法は、特定のアプリケーションと、システムに課される全体的な設計制約とに依存する。

eNB104は、MIMO技術をサポートする複数のアンテナを有することができる。MIMO技術の使用は、eNB104が、空間多重化、ビームフォーミング、および送信ダイバーシティをサポートするために空間領域を利用することを可能にする。空間多重化は、同じ周波数においてデータの異なるストリームを同時に送信するために使用され得る。データストリームは、データレートを増加させるために単一のワイヤレスデバイス106に送信され得、またはシステム全体の容量を増加させるために複数のワイヤレスデバイス106に送信され得る。これは、各データストリームを空間的にプリコーディングし(すなわち、振幅および位相のスケーリングを適用し)、次いで、各空間的にプリコーディングされたストリームを、DL上の複数の送信アンテナを介して送信することによって達成される。空間的にプリコーディングされたデータストリームは、異なる空間シグネチャを有するワイヤレスデバイス206に到着し、これは、ワイヤレスデバイス206の各々がそのUE206に宛てられた1つまたは複数のデータストリームを回復させることを可能にする。ULにおいて、各ワイヤレスデバイス206は、空間的にプリコーディングされたデータストリームを送信し、これは、eNB204が各空間的にプリコーディングされたデータストリームのソースを識別することを可能にする。

空間多重化は、一般に、チャネル状態が良好であるときに使用される。チャネル状態があまり好ましくないとき、1つまたは複数の方向に送信エネルギーを集中させるために、ビームフォーミングが使用されてもよい。これは、複数のアンテナを介した送信のためのデータを空間的にプリコーディングすることによって達成され得る。セルのエッジにおける良好なカバレッジを達成するために、単一のストリームビームフォーミング送信は、送信ダイバーシティと組み合わせて使用され得る。

以下の詳細な説明では、アクセスネットワークの様々な態様について、DL上のOFDMをサポートするMIMOシステムを参照して説明する。OFDMは、OFDMシンボル内のいくつかのサブキャリアにわたってデータを変調するスペクトル拡散技法である。サブキャリアは、正確な周波数において離間される。離間は、受信機がサブキャリアからデータを回復することを可能にする「直交性」を提供する。時間領域では、OFDMシンボル間干渉に対抗するために、各OFDMシンボルにガードインターバル(たとえば、サイクリックプレフィックス)が追加され得る。ULは、高いピーク対平均電力比(PAPR)を補償するために、DFT拡散OFDM信号の形態でSC-FDMAを使用することができる。

図2は、ネットワークアーキテクチャ200の例示的な実施形態を示す概念図である。LTEネットワークアーキテクチャ200は、進化型パケットシステム(EPS)200と呼ばれる場合がある。EPS200は、1つまたは複数のワイヤレスデバイス202と、進化型UMTS地上無線アクセスネットワーク(E-UTRAN)204と、進化型パケットコア(EPC:Evolved Packet Core)210と、オペレータのインターネットプロトコル(IP)サービス222とを含むことができる。EPS200は、他のアクセスネットワークと相互接続することができるが、単純化のため、これらのエンティティ/インターフェースは、図示されない。図示のように、EPS200は、パケット交換サービスを提供するが、当業者が容易に理解するように、本開示を通じて提示される様々な概念は、回線交換サービスを提供するネットワークに拡張されてもよい。

E-UTRAN204は、eNB206と、他のeNB208とを含むことができ、マルチキャスト調整エンティティ(MCE)228を含むことができる。eNB206は、ワイヤレスデバイス202に対してユーザプレーンおよび制御プレーンのプロトコル終端を提供する。eNB206は、バックホール(たとえば、X2インターフェース)を介して他のeNB108に接続され得る。MCE228は、進化型マルチメディアブロードキャストマルチキャストサービス[MBMS](eMBMS)のための時間/周波数無線リソースを割り振り、eMBMSのための無線構成(たとえば、変調およびコーディング方式[MCS:Modulation-And-Coding Scheme])を決定する。MCE228は、別個のエンティティ、またはeNB206の一部であり得る。eNB206は、基地局、NodeB、アクセスポイント、基地トランシーバ局、無線基地局、無線トランシーバ、トランシーバ機能、基本サービスセット(BSS)、拡張サービスセット(ESS)、またはなにか他の適切な用語と呼ばれる場合もある。

eNB206は、ワイヤレスデバイス202(たとえば、ユーザ機器(UE))のためのアクセスポイントをEPC210に提供することができる。ワイヤレスデバイス202の例は、セルラーフォン、スマートフォン、セッション開始プロトコル(SIP)フォン、ラップトップ、携帯情報端末(PDA)、衛星ラジオ、全地球測位システム、マルチメディアデバイス、ビデオデバイス、デジタルオーディオプレーヤ(たとえば、MP3プレーヤ)、カメラ、ゲームコンソール、タブレット、または任意の他の同様の機能デバイスを含む。ワイヤレスデバイス202は、当業者によって、移動局、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、移動加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、またはなにか他の用語と呼ばれる場合もある。

eNB206は、EPC210に接続される。EPC210は、モビリティ管理エンティティ(MME)212と、ホーム加入者サーバ(HSS)220と、他のMME214と、サービングゲートウェイ216と、マルチメディアブロードキャストマルチキャストサービス(MBMS)ゲートウェイ224と、ブロードキャストマルチキャストサービスセンタ(BM-SC)226と、パケットデータネットワーク(PDN)ゲートウェイ218とを含むことができる。

MME212は、ワイヤレスデバイス202とEPC210との間のシグナリングを処理する制御ノードであり得る。一般に、MME212は、ベアラおよび接続管理を提供する。すべてのユーザIPパケットは、サービングゲートウェイ216を介して転送され、サービングゲートウェイ216自体は、PDNゲートウェイ218に接続される。PDNゲートウェイ218は、ワイヤレスデバイスIPアドレス割り振りならびに他の機能を提供する。PDNゲートウェイ218およびBM-SC226は、IPサービス222に接続される。IPサービス222は、インターネット、イントラネット、IPマルチメディアサブシステム(IMS)、PSストリーミングサービス(PSS)、および/または他のIPサービスを含むことができる。BM-SC226は、MBMSユーザサービスのプロビジョニングおよび送達のための機能を提供することができる。BM-SC226は、コンテンツプロバイダMBMS送信のためのエントリポイントとして機能することができ、PLMN内のMBMSベアラサービスを認可および開始するために使用され得、MBMS送信をスケジューリングおよび送達するために使用され得る。MBMSゲートウェイ224は、特定のサービスをブロードキャストするマルチキャストブロードキャスト単一周波数ネットワーク(MBSFN)エリアに属するeNB(たとえば、106、108)にMBMSトラフィックを配信するために使用され得、セッション管理(開始/終了)およびeMBMS関連課金情報の収集を担い得る。

図3は、ユーザプレーンおよび制御プレーンのための無線プロトコルアーキテクチャの例示的な実施形態を示す概念図である。ワイヤレスデバイスおよびeNBのための無線プロトコルアーキテクチャは、3つの層、すなわち、層1、層2、および層3で示される。層1(L1層)は、最下層であり、様々な物理層信号処理機能を実装する。L1層は、本明細書では、物理層306と呼ばれる。層2(L2層)308は、物理層306の上にあり、物理層306上のワイヤレスデバイスとeNBとの間のリンクを担う。

ユーザプレーンでは、L2層308は、メディアアクセス制御(MAC)副層310と、無線リンク制御(RLC)副層312と、パケットデータコンバージェンスプロトコル(PDCP)副層314とを含み、これらの副層は、ネットワーク側のeNBにおいて終端される。図示されていないが、ワイヤレスデバイスは、ネットワーク側のPDNゲートウェイ218において終端されるネットワーク層(たとえば、IP層)と、接続の他端(たとえば、遠端ワイヤレスデバイス、サーバなど)において終端されるアプリケーション層とを含む、L2層308の上のいくつかの上位層を有することができる。

PDCP副層314は、異なる無線ベアラと論理チャネルとの間の多重化を提供することができる。PDCP副層314は、無線送信オーバヘッドを低減するための上位層データパケットのヘッダ圧縮と、データパケットを暗号化することによるセキュリティと、eNB間のワイヤレスデバイスのためのハンドオーバサポートとを提供することもできる。RLC副層312は、上位層データパケットのセグメント化および再構成と、損失データパケットの再送信と、ハイブリッド自動反復要求(HARQ)による順序が狂った受信を補償するデータパケットの並べ替えとを提供することができる。MAC副層310は、論理チャネルとトランスポートチャネルとの間の多重化を提供することができる。MAC副層310は、1つのセルにおける様々な無線リソース(たとえば、リソースブロック)をワイヤレスデバイス間で割り振ることも担当する。MAC副層310は、HARQ動作も担当する。

制御プレーンでは、ワイヤレスデバイスおよびeNBのための無線プロトコルアーキテクチャは、制御プレーンのためのヘッダ圧縮機能がないことを除いて、物理層306およびL2層308について同じである。制御プレーンは、層3(L3層)における無線リソース制御(RRC)副層316も含む。RRC副層316は、無線リソース(たとえば、無線ベアラ)を得ることと、eNBとワイヤレスデバイスとの間のRRCシグナリングを使用して下位層を構成することとを担当する。

図4Aは、連続キャリアアグリゲーション(CA)型通信チャネルの例示的な実施形態を示す図である。図4Bは、非連続CA型通信チャネルの例示的な実施形態を示す図である。

ワイヤレスデバイスは、各方向における送信に使用される合計100MHz(5つのコンポーネントキャリアを使用する)までのキャリアアグリゲーション(CA)において割り振られる20MHz帯域幅までのスペクトルを使用することができる。一般に、ダウンリンクよりも少ないトラフィックがアップリンクにおいて送信されるので、アップリンクスペクトル割り振りは、ダウンリンク割り振りよりも小さくてもよい。たとえば、20MHzがアップリンクに割り当てられた場合、ダウンリンクは、100MHzを割り当てられてもよい。これらの非対称FDD割り当ては、スペクトルを節約し、ブロードバンド加入者による典型的な非対称帯域幅によく適する。

連続CA(図4A)および非連続CA(図4B)の2つのタイプのキャリアアグリゲーション方法が提案されている。非連続CAは、複数の利用可能なコンポーネントキャリアが周波数帯域に沿って分離されているときに発生する(図4B)。代替的に、連続CAは、複数の利用可能なコンポーネントキャリアが互いに隣接するときに発生する(図4A)。非連続CAと連続CAの両方は、単一のワイヤレスデバイスをサービングするために複数のLTE/コンポーネントキャリアをアグリゲートする。

キャリアは、周波数帯域に沿って分離されるので、複数のRF受信ユニットおよび複数のFFTが、非連続CAを用いて配備され得る。非連続CAは、大きい周波数帯域にわたる複数の分離されたキャリアを介するデータ伝送をサポートするので、伝搬経路損失、ドップラーシフト、および他の無線チャネル特性は、異なる周波数帯域において大きく変動する場合がある。したがって、非連続CA手法の下でのブロードバンドデータ伝送をサポートするために、異なるコンポーネントキャリアに関するコーディング、変調、および送信電力を適応的に調整する方法が使用され得る。たとえば、eNBが各コンポーネントキャリアにおいて一定の送信電力を有する場合、各コンポーネントキャリアの有効なカバレッジまたはサポート可能な変調およびコーディングは、異なる場合がある。

図5は、アクセスネットワークおよびワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)の例示的な実施形態を示す概念図である。ネットワーク500は、図1のネットワーク100と同様であり、セル502に分割され、マクロeNB504およびマイクロeNB508によってサービングされるアクセスネットワークを含む。ワイヤレスデバイス506は、eNBのセル内およびアクセスポイントの基本サービスセット内であってもよい。

基本サービスセット501は、IEEE502.11ネットワークなどのWLANの一部として説明され得る。しかしながら、当業者が容易に理解するように、本開示を通して説明される様々な態様は、例として、BLUETOOTH(登録商標)、ハイパーLAN(主にヨーロッパで使用される、IEEE502.11規格に相当するワイヤレス規格のセット)、および、ワイドエリアネットワーク(WAN)、WLAN、パーソナルエリアネットワーク(PAN)、または現在知られているか、または後に開発される他の適切なネットワークで使用される他の技術を含む、様々な規格またはプロトコルを用いる他のネットワークに拡張され得る。本開示を通して提示される様々な態様は、カバレージ範囲および利用されるワイヤレスアクセスプロトコルにかかわらず、任意の適切なワイヤレスネットワークに適用可能であり得る。

ワイヤレスネットワークは、任意の数の装置をサポートすることができる。装置は、IEEE502.11準拠のネットワークにおいて動作するアクセスポイント(AP)またはワイヤレスデバイスもしくは局(STA)などの、ワイヤレス環境において動作することができる任意の適切なワイヤレスデバイスであってもよい。AP511は、一般に、そのカバレージ領域内のワイヤレスデバイス506にバックホールサービスを提供する固定端末であるが、AP511は、いくつかのアプリケーションではモバイルであってもよい。APは、基地局、基地トランシーバ局、無線基地局、無線トランシーバ、トランシーバ機能、または任意の他の適切な用語と呼ばれる場合もある。ワイヤレスネットワーク内のワイヤレスデバイス506は、インターネットなどのパケットベースのネットワークであり得るネットワーク505に接続するために、AP511のバックホールサービスを利用する。

基本サービスセット(BSS)501は、AP511と、ワイヤレスデバイス506とを含む。単純化のため、ワイヤレスデバイス506のみがBSS501内に示されているが、WLANは、任意の数のワイヤレスデバイス506を含むことができることが理解されるべきである。AP511は、ワイヤレスリンク531を介してワイヤレスチャネルを介するワイヤレスデバイス506のためのバックホールサービスをネットワーク505に提供する。ワイヤレスデバイス506は、キャリアセンスプロトコルを使用してワイヤレスチャネルにアクセスする。しかしながら、当業者が理解するように、本開示を通して説明される様々な概念は、使用されるプロトコルまたは規格にかかわらず、任意の適切な装置に等しく適用可能である。BSS501は、AP511と、AP511のための基本サービスエリア(BSA)内の関連するワイヤレスデバイス506とを含むことができる。BSS501内で、AP511は、ワイヤレスデバイス521を制御するためのマスタとして作動することができる。各BSS501は、基本サービスセット識別(BSSID)によって一意的に識別され得る。いくつかの例示的な実施形態では、BSSIDは、それぞれのAP511のメディアアクセス制御(MAC)アドレスであり得る。いくつかの例示的な実施形態では、BSS501のBSAは、基地局504のセルと重複することができる。

ワイヤレスデバイス506は、プロトコルスタックを用いて実装され得る。プロトコルスタックは、ワイヤレスチャネルの物理的および電気的仕様に従ってデータを送信および受信するための物理層と、ワイヤレスチャネルへのアクセスを管理するためのデータリンク層と、ソースから宛先へのデータ転送を管理するためのネットワーク層と、エンドユーザ間のデータのトランスペアレントな転送を管理するトランスポート層と、ネットワークへの接続を確立またはサポートするために必要または望ましい任意の他の層とを含むことができる。

ワイヤレスデバイス506は、ユーザがユーザインターフェースを介してデータを送信、受信、および/または処理することを可能にする1つまたは複数のソフトウェアアプリケーションまたは他の回路を含むこともできる。本開示の目的のため、「データ」という用語は、音声、テキスト、オーディオ、ビデオ、およびユーザによって生成または受信されるすべての他のデータを含むように広く解釈されるべきである。「データ」という用語は、例として、AP511によって送信されたビーコンフレームに含まれる情報などの、ワイヤレスデバイス506を制御するための情報を含まない。ユーザインターフェースは、キーパッド、ディスプレイ、スピーカ、マイクロフォン、ジョイスティック、および/または、ユーザがワイヤレスデバイス506と対話することを可能にするユーザインターフェース構成要素の任意の他の組合せを含むことができる。

AP511は、それぞれの関連するワイヤレスデバイス506がリンク531を介してネットワーク505に接続することを可能にするソフトウェアアプリケーションまたは他の回路を含むことができる。AP511は、ワイヤレスデバイスデバイス506から制御情報を送信および/または受信することに加えて、ワイヤレスデバイス506を用いてデータを転送するために、ワイヤレスデバイス506にフレームを送信し、ワイヤレスデバイス506からフレームを受信することができる。

AP511は、ワイヤレスデバイス506がAP511のBSA内にあるとき、ワイヤレスデバイス506とリンク531を確立することができる。リンク531は、UL通信とDL通信の両方を可能にすることができる通信チャネルを備えることができる。AP511と接続するとき、ワイヤレスデバイス506などのワイヤレスデバイスは、最初にAP511でそれ自体を認証し、次いでそれ自体をAP511に関連付けることができる。関連付けられると、リンク531は、AP511とワイヤレスデバイス506との間に確立され得る。リンクが確立されると、AP511は、直接通信チャネルを介して管理フレームおよびデータフレームを送信することができる。

図6は、複数のワイヤレス通信システムを使用して通信を確立するワイヤレスデバイスの例示的な実施形態を示す概念図である。通信システム600は、複数のノード611〜615を使用して1つまたは複数のネットワーク621〜625にアクセスするワイヤレスデバイス601を含むことができる。ワイヤレスデバイス601は、様々なセルラー基地局611〜613および/またはアクセスポイント615との通信チャネル631〜635を確立するために1つまたは複数のアンテナ603〜605を含むことができる。いくつかの例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス601は、追加の通信チャネルを確立するために追加のアンテナを含むことができる。いくつかの例示的な実施形態では、追加の通信チャネルは、同じ基地局611〜613および/またはアクセスポイント615と確立される場合があり、これは、たとえば、キャリアアグリゲーションを確立するため、または複数の周波数帯域においてFDDを確立するために行われる場合がある。いくつかの例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイスは、追加のノード611〜615と1つまたは複数の追加の通信チャネルを確立することができる。

ワイヤレスシステム651、653は、各々、符号分割多元接続(CDMA)システム、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ(GSM(登録商標))システム、ロングタームエボリューション(LTE)システム、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)システム、またはなにか他のワイヤレスシステムであってもよい。CDMAシステムは、ワイドバンドCDMA(WCDMA(登録商標))、CDMA1Xもしくはcdma2000、時分割同期符号分割多元接続(TD-SCDMA)、またはなにか他のCDMAの変形を実装してもよい。TD-SCDMAは、ユニバーサル地上無線アクセス(UTRA)時分割複信(TDD)1.28Mcpsオプションまたは低チップレート(LCR)とも呼ばれる。LTEは、周波数分割複信(FDD)と時分割複信(TDD)の両方をサポートする。たとえば、ワイヤレスシステム651は、GSM(登録商標)システムであってもよく、ワイヤレスシステム653は、WCDMAシステムであってもよい。別の例として、ワイヤレスシステム651は、LTEシステムであってもよく、ワイヤレスシステム653は、CDMAシステムであってもよい。

単純化のため、通信システム600は、各々が1つの基地局611、613を含むワイヤレスシステム651、653を示す。一般に、各ワイヤレスシステム651、653は、任意の数の基地局と、ネットワークエンティティの任意のセットとを含むことができる。各基地局611、613は、基地局のカバレッジ内のワイヤレスデバイスのための通信をサポートすることができる。基地局611、613は、NodeB、進化型NodeB(eNodeBまたはeNB)、アクセスポイント、基地トランシーバ局、無線基地局、無線トランシーバ、トランシーバ機能、基本サービスセット(BSS)、拡張サービスセット(ESS)、またはなにか他の適切な用語と呼ばれる場合もある。

基地局611、613は、それらのそれぞれのセル内のワイヤレスデバイスとの通信リンク631〜633を確立し、ネットワーク621、623との接続を提供することができる。いくつかの例示的な実施形態では、ネットワーク623のようなネットワークは、回線交換ネットワークであり得る。たとえば、いくつかの例示的な実施形態では、ネットワーク623は、公衆交換電話ネットワーク(PSTN)のような回線交換ネットワークであり得る。そのような場合、基地局613は、GSM(登録商標)プロトコルを使用するネットワークなどの回線交換のためのネットワークアーキテクチャを介するPSTN623へのワイヤレスデバイス601の接続を提供するために、通信リンク633を確立することができる。いくつかの例示的な実施形態では、基地局611は、セルラーLTEアーキテクチャを介するIPネットワーク621への接続を提供することができる。いくつかの例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス601は、セルラーLTEアーキテクチャを使用してIPネットワークに接続するために、複数のアンテナを使用することができる。

いくつかの例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス601がLTEアーキテクチャを使用するIPネットワークとの接続を確立するとき、ワイヤレスデバイス601は、ワイヤレスデバイス601とIPネットワークとの間の帯域幅が増加するように、LTE基地局611〜613とワイヤレスデバイス601との間に複数のコンポーネントキャリアを確立することによってキャリアアグリゲーションを実施することができる。例示的な実施形態では、たとえば、ワイヤレスデバイスは、基地局611との通信チャネル631、632を確立するために、2つのアンテナ603、605を使用することができる。他の実施形態では、基地局613もセルラーLTEアーキテクチャを介するIPネットワーク623への接続を提供するとき、ワイヤレスデバイス601は、キャリアアグリゲーションを使用することができ、ワイヤレスデバイス601は、基地局613との通信チャネル633を確立するために、アンテナ605を使用することができる。キャリアアグリゲーションのための接続を確立するとき、ワイヤレスデバイス601は、一次コンポーネントキャリア(PCC)と、二次コンポーネントキャリア(SCC)とを維持することができる。

同様に、アクセスポイント(AP)615は、コンピュータネットワーキングバックホールを介するネットワーク625へのワイヤレスデバイス601のアクセスを提供することができる。いくつかの例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイスは、AP615との通信チャネル635を確立するためにアンテナ605を使用することができる。いくつかの例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス601は、AP615とのデータ交換と、別のプロトコルを介する別のデバイスとのデータ交換との間で切り替えることができる。たとえば、ワイヤレスデバイス601は、AP615との通信リンク635とBluetooth(登録商標)を使用する別のデバイスとの接続との間で切り替えるために、TDDを使用することができる。いくつかの例示的な実施形態では、ネットワーク621、623の両方は、IPネットワークであり得る。そのような場合、IPネットワーク内の第2のノードへのUL通信およびDL通信は、データが基地局611とAP615の両方を介して送信されるように調整され得る。

ワイヤレスデバイス601は、ワイヤレスシステム100および/または102と通信することが可能であり得る。ワイヤレスデバイス601は、放送局134などの放送局からの信号を受信することも可能であり得る。ワイヤレスデバイス601は、1つまたは複数のグローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)における衛星150などの衛星からの信号を受信することも可能であり得る。ワイヤレスデバイス601は、GSM(登録商標)、WCDMA、cdma2000、LTE、および802.11(たとえば、a、b、ac、n)などのワイヤレス通信のための1つまたは複数の無線技術をサポートすることができる。「無線技術」、「無線アクセス技術」、「エアインターフェース」、および「規格」という用語は、本明細書内で交換可能に使用される場合がある。

ワイヤレスデバイス601は、ダウンリンクおよびアップリンクを介してワイヤレスシステム内の基地局611、613、またはアクセスポイント615と通信することができる。ダウンリンク(または順方向リンク)は、基地局611、613またはアクセスポイント615からワイヤレスデバイス601への通信リンクを指し、アップリンク(または逆方向リンク)は、ワイヤレスデバイス601から基地局611、613、またはアクセスポイント615への通信リンクを指す。通信システム600は、TDDおよび/またはFDDを利用することができる。TDDに関して、ダウンリンクおよびアップリンクは、同じ周波数を共有し、ダウンリンク送信およびアップリンク送信は、異なる時間期間において同じ周波数において送信され得る。FDDに関して、ダウンリンクおよびアップリンクは、別々の周波数を割り振られ、ダウンリンク送信は、1つの周波数において送信され得、アップリンク送信は、別の周波数において送信され得る。TDDをサポートするいくつかの例示的な無線技術は、GSM(登録商標)と、LTEと、TD-SCDMAとを含む。FDDをサポートするいくつかの例示的な無線技術は、WCDMAと、cdma2000と、LTEとを含む。

いくつかの例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス601は、1つまたは複数の通信チャネル631〜635上でデータを能動的に送信および受信する1つまたは複数の動作モードにおいて動作することができる。たとえば、ワイヤレスデバイス601は、SCCを使用するためのリソースを使用し、キャリアアグリゲーションを使用して基地局(たとえば、eNB)611とデータを交換するLTEを使用する第1のモードを有することができ、一方、LTE通信のための第1のチャネル(たとえば、PCC)と、802.11プロトコルを使用するアクセスノードとの通信のための第2のチャネルとを使用する第2のモードを有することができる。いくつかの例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス601は、2つ以上の動作モード間で切り替えることができる。いくつかの例示的な実施形態では、動作モード間の切替えは、ユーザ定義の好みに基づくか、周期的であるか、またはネットワークにおける状況に基づく。たとえば、ワイヤレスデバイス601は、大きいファイルのダウンロードのためにLTEを補うためにWiFi接続が使用されるように、ユーザの好みを記憶することができる。そのような場合、ワイヤレスデバイスは、LTEのみのモードからLTEおよびWiFi接続モードに切り替えることができる。同様に、ワイヤレスデバイスは、LTE接続およびGSM(登録商標)接続を使用する1つのモードから、LTE接続およびWiFi接続を使用する第2のモードに切り替えることができる。図12に関してさらに詳細に論じるように、いくつかの例示的な実施形態では、動作モードに関して確立され得る接続のタイプは、ワイヤレスデバイス601に含まれるTXチェーンおよびRXチェーンの数に基づくことができる。

いくつかの例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス601は、ノード611〜613との接続を維持しながら、動作モード間で切り替えることができる。モード間で切り替えるとき、ワイヤレスデバイス601は、PCCを使用するための接続を維持しながら、SCCを使用することに対応するリソースを開放することができる。たとえば、ワイヤレスデバイスは、基地局613からAP615へのチューンアウェイ動作641を実行し、基地局613とのネットワークレベルの接続を維持しながら、基地局613とのL2接続を一時的に切断することができる。チューンアウェイ641の間、ワイヤレスデバイス601と基地局613との間のデータ通信は、通信チャネル633を解体することなく中断され得る。同様に、ワイヤレスデバイスは、通信チャネル635を使用してデータを交換する動作モードから、通信チャネル633を使用してデータ交換する動作モードに切り替えるために、チューンアウェイ動作643を実行することができる。

例示的な実施形態では、たとえば、ワイヤレスデバイス601は、通信チャネル631、633を使用してLTEを介する2X CA通信を可能にする第1のモードを有することができる。ワイヤレスデバイス601は、通信チャネル635を使用してWiFiを使用する通信を可能にしながら、チャネル631を使用してLTE上の1X CAを可能にする第2のモードを有することもできる。ワイヤレスデバイス601は、通信チャネル633が劣化したことを通知するL1フィードバックであり得るチャネル品質インジケータ(CQI:Channel Quality Indicator)を生成することによって、第1のモードから第2のモードに一時的に切り替えるために、ワイヤレスチューンアウェイ(WTA)動作641を実行することができる。ワイヤレスデバイス601は、チャネルの実際の状態とは無関係に、CQIを生成し、基地局613に送信することができる。図8に関してさらに論じるように、そのような場合、コントローラ859は、CQIランプダウン指示(劣化したチャネルを示す)を生成するためにチャネル推定器856に第2のコマンド信号を送信し、チャネルの実際の状態を示すCQIを無効にすることができる。劣化したCQIは、次いで、基地局613にワイヤレスデバイス601とのデータ通信を中断させることができる。同様に、ワイヤレスデバイス601は、確立されたチャネル上の通信を維持するために状態が好ましくないことを示すために、ランクインジケータ(RI:Rank Indicator)を使用することができる。

データ通信がチャネル633上で中断されている間、WTAチューンアウェイ期間中のワイヤレスデバイス601は、データ通信のためにアクティブであることの指示をAP615に送信することができる。ワイヤレスデバイス601およびAP615は、次いで、チャネル635を介するデータ通信を実行することができる。WTA動作641の期間が終了したとき、ワイヤレスデバイスは、第1のモードに戻ることができる。いくつかの例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス601は、不定期自動省電力送達(U-APSD:Unscheduled Automatic Power Save Delivery)などの省電力モード(PSM:Power-Saving Mode)指示をAP615に送信することによって、チャネル635を介する通信を中断することができ、AP615は、ワイヤレスデバイス601とのデータ通信を中断することができる。いくつかの例示的な実施形態では、AP615は、ワイヤレスデバイス601から別のアクティブ通知を受信するまで、データをバッファリングすることができる。いくつかの例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス601は、WTA動作641から戻ったときに、チャネルがデータ通信の準備ができていることを示すために、基地局613に別のCQIを送信することができる。同様に、ワイヤレスデバイス601は、チャネルが通信のための好ましい状態を有することを示すためにRIを送信することができる。ワイヤレスデバイス601および基地局613は、データ通信の交換を再開することができる。

同様に、ワイヤレスデバイスは、第2のモードに戻る前に、ジョイントLTE/WiFi通信の第2のモードから、2X LTE通信の第1のモードに一時的に切り替えることによって、LTEチューンアウェイ(LTA:LTE tune-away)動作643を実行することができる。ワイヤレスデバイス601によって維持される確立された接続に基づいて、他の動作モードおよびチューンアウェイ方法が利用可能である。たとえば、ワイヤレスデバイスは、ジョイントLTE/GSM(登録商標)通信のモードからジョイントLTE/WiFi通信のモードに切り替えることができる。

いくつかの例示的な実施形態では、モード間の切替えは、指示メッセージを送信することなく行われ得る。そのような場合、ワイヤレスデバイス601は、周波数帯域間で切り替えるためにTDDが使用されるのと同様の方法で、モード間で切り替えることができる。そのような場合、ワイヤレスデバイスは、異なる通信プロトコルに基づいてデータを交換するために、トランシーバ内の構成要素に加えて他の構成要素を変更するために、保存された構成情報を使用することができる。

図7は、ワイヤレス通信チャネルのためのフレーム割り振りの例示的な構成を示す表である。ワイヤレスシステム内のデバイスは、それぞれのアップリンク(UL)期間、ダウンリンク(DL)期間、およびシグナリング(S)期間をスケジューリングするために、構成表700を使用することができ、各デバイスは、通信チャネルを介してパケットを送信するようにスケジューリングされる。たとえば、LTE通信のためのチャネル633を確立するとき、ワイヤレスデバイス601および基地局613は、物理ダウンリンク共有チャネル(PDSCH:Physical Downlink Shared Channel)における送信のための時間をスケジューリングするために、UL/DL構成(UL/DL CFG)のうちの1つを使用することができる。各構成は、異なる切替え周期性を有することができる。たとえば、UL/DL構成0〜2および6は、5ミリ秒の切替え周期性を有し、UL/DL構成3〜5は、10ミリ秒のより長い切替え周期性を有する。他の実施形態では、異なる切替え周期性が、UL/DL構成のために指定され得る。

いくつかの例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス601は、選択されたUL/DL構成に基づいて、チャネル633からチューンアウェイするようにそれ自体をスケジューリングすることができる。たとえば、ワイヤレスデバイス601がチャネル633を介して0構成を使用してeNB613からデータを受信しているとき、ワイヤレスデバイスは、AP615からDLフレームを受信することができるチャネル635などの別のチャネルにおいてアクティブであるように、スケジューリングされたULフレーム(たとえば、サブフレーム2〜4および7〜9)の間にチャネル633からチューンアウェイすることができる。そのような場合、ワイヤレスデバイスは、DLパケット送信を一時停止するために、eNB613またはAP615に指示メッセージを送信する必要はなくてもよい。

いくつかの例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス601は、チャネルのための選択されたUL/DL構成を中断するために、基地局613および/またはAP615に生成指示メッセージおよび送信指示メッセージを送信することができる。たとえば、ワイヤレスデバイス601は、微小時間フレーム(たとえば、1〜2ミリ秒)、短時間フレーム(たとえば、20〜50ミリ秒)、または長時間フレーム(たとえば、50ミリ秒よりも長い)の間、1つのチャネルからチューンアウェイすることができる。

いくつかの例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス601は、チャネルの状態またはユーザ定義の(たとえば、事例ベースの)条件に基づいて、アクティブチャネルの中断をトリガすることができる。そのような場合、ワイヤレスデバイス601は、データの送信を中断するために、アクセスノードへの指示メッセージを生成することができる。たとえば、ワイヤレスデバイス601は、DLデータ送信を中断するようにeNB613をトリガするために劣化したチャネルを示すチャネル品質指示(CQI)メッセージをeNB613に対して生成することができる。いくつかの例示的な実施形態では、生成されたCQIは、チャネルの実際の状態に基づく。他の実施形態では、生成されたCQIは、チャネルの実際の状態に基づかず、ワイヤレスデバイス601は、ワイヤレスデバイス601がいかなるデータ送信も失うことなくチューンアウェイすることができるように、データ送信の中断をトリガするために、単に劣化したチャネルを示すCQIを生成する。

図8は、アクセスネットワーク内の送信機および受信機の例示的な実施形態を示す概念図である。図8は、アクセスネットワーク内のワイヤレスデバイス850と通信するeNB810を示す。DLでは、コアネットワークからの上位層パケットがデータソース/シンク875に提供される。データソース/シンク875は、L2層の機能を実装する。DLでは、データソース/シンク875は、様々な優先度メトリックに基づいて、ヘッダ圧縮と、暗号化と、パケットセグメント化および並べ替えと、論理チャネルとトランスポートチャネルとの間の多重化と、ワイヤレスデバイス850への無線リソース割り振りとを提供する。データソース/シンク875はまた、HARQ動作と、損失パケットの再送信と、ワイヤレスデバイス850へのシグナリングとを担当する。

送信(TX)プロセッサ816は、L1層(すなわち、物理層)のための様々な信号処理機能を実施する。信号処理機能は、ワイヤレスデバイス850における順方向誤り訂正(FEC:Forward Error Correction)を容易にするためのコーディングおよびインターリーブと、様々な変調方式(たとえば、二位相偏移変調[BPSK]、四位相偏移変調[QPSK]、M値位相偏移変調[M-PSK]、M値直交振幅変調[M-QAM])に基づく信号コンスタレーションへのマッピングとを含む。コーディングされ、変調されたシンボルは、次いで、並列ストリームに分割される。各ストリームは、次いで、OFDMサブキャリアにマッピングされ、時間領域および/または周波数領域において基準信号(たとえば、パイロット)と多重化され、次いで、時間領域OFDMシンボルストリームを搬送する物理チャネルを生成するために逆高速フーリエ変換(IFFT)を使用して一緒に結合される。OFDMストリームは、複数の空間ストリームを生成するために、空間的にプリコーディングされる。チャネル推定器874からのチャネル推定が、変調およびコーディング方式(CMS:Modulation-and-coding Scheme)を決定するため、ならびに空間処理のために使用され得る。チャネル推定は、ワイヤレスデバイス850によって送信された基準信号および/またはチャネル状態フィードバックから導出されてもよい。各空間ストリームは、次いで、別個のトランシーバ818を介して異なるアンテナ820に提供され得る。各トランシーバ818は、送信のためのそれぞれの空間ストリームでRFキャリアを変調することができる。

ワイヤレスデバイス850において、各トランシーバ854は、そのそれぞれのアンテナ852を介して信号を受信する。各受信機RX854は、RFキャリアに変調された情報を再生し、受信(RX)プロセッサ856に情報を提供する。RXプロセッサ856は、L1層の様々な信号処理機能を実施する。RXプロセッサ856は、ワイヤレスデバイス850に宛てられた任意の空間ストリームを再生するために、情報に対する空間処理を実行することができる。複数の空間ストリームがワイヤレスデバイス850に宛てられている場合、それらは、RXプロセッサ856によって単一のOFDMシンボルストリームに結合され得る。RXプロセッサ856は、次いで、高速フーリエ変換(FFT)を使用してOFDMシンボルストリームを時間領域から周波数領域に変換する。周波数領域信号は、OFDM信号の各サブキャリアのための別個のOFDMシンボルストリームを備える。各サブキャリア上のシンボル、および基準信号は、eNB810によって送信された最も可能性が高い信号コンスタレーション点を決定することによって再生され、復調される。これらの軟判定は、チャネル推定器858によって計算されたチャネル推定に基づくことができる。軟判定は、次いで、元々はeNB810によって物理チャネル上で送信されたデータおよび制御信号を再生するために、復号され、デインターリーブされる。データおよび制御信号は、次いで、データシンク862に提供される。

データシンク862は、L2層を実装する。ULにおいて、データシンク862は、トランスポートチャネルと論理チャネルとの間の多重分離と、パケット再構成と、暗号解読と、ヘッダ復元と、コアネットワークからの上位層パケットを再生するための制御信号処理とを提供する。上位層パケットは、L2層よりも上のすべてのプロトコル層を表すデータシンク862に提供される。様々な制御信号は、L3処理のためのデータシンク862に提供されてもよい。いくつかの例示的な実施形態では、データシンク862はまた、HARQ動作をサポートするために確認応答および/または否定応答(ACK/NACK)プロトコルを使用するエラー検出を担当する。

ULにおいて、データソース867は、TXプロセッサ868に上位層パケットを提供するために使用される。データソース867は、L2層よりも上のすべてのプロトコル層を表す。eNB810によるDL送信に関連して説明した機能と同様に、データソース867は、eNB810による無線リソース割り振りに基づいて、ヘッダ圧縮と、暗号化と、パケットセグメント化および並べ替えと、論理チャネルとトランスポートチャネルとの間の多重化とを提供することによって、ユーザプレーンおよび制御プレーンのためのL2層を実装する。いくつかの例示的な実施形態では、データソース867はまた、HARQ動作と、損失パケットの再送信と、eNB810へのシグナリングとを担当する。

チャネル推定器858は、基準信号からチャネル品質インジケータ(CQI)を計算するための手段を提供することができ、計算されたCQIをeNB810に提供する手段を提供することができる。基準信号(たとえば、チャネル状態情報基準信号(CSI-RS:Channel-State Information Reference Signal))から、またはeNB810によって送信されたフィードバックからチャネル推定器858によって導出されたCQIなどのチャネル推定は、適切な変調およびコーディング方式(MCS)を選択し、eNB810にフィードバックを提供し、空間処理を容易にするために、TXプロセッサ868によって使用され得る。TXプロセッサ868によって生成された空間ストリームは、別個の送信機TX854を介して異なるアンテナ852に提供され得る。トランシーバ854は、送信のためのそれぞれの空間ストリームでRFキャリアを変調することができる。

UL送信は、ワイヤレスデバイス850における受信機機能に関連して説明したのと同様の方法でeNB810において処理される。各トランシーバ818は、そのそれぞれのアンテナ820を介して信号を受信する。各トランシーバ818は、RFキャリア上に変調された情報を再生し、情報をRXプロセッサ870に提供する。RXプロセッサ870は、L1層を実装することができる。

データソース/シンク875は、L2層を実装する。データソース/シンク875は、プログラムコードとデータとを記憶するメモリ876に関連付けられ得る。メモリ876は、コンピュータ可読媒体と呼ばれる場合がある。ULにおいて、データソース/シンク875は、トランスポートチャネルと論理チャネルとの間の多重分離と、パケット再構成と、暗号解読と、ヘッダ復元と、ワイヤレスデバイス850からの上位層パケットを再生するための制御信号処理とを提供する。コントローラ859からの上位層パケットは、コアネットワークに提供され得る。データソース/シンク875はまた、HARQ動作をサポートするために確認応答(ACK)および/または否定応答(NACK)プロトコルを使用するエラー検出を担当する。

コントローラ859は、セルラーネットワーク651へのネットワーク層接続を維持しながら、ワイヤレス接続をセルラーネットワーク651からアクセスポイント615に移動することによって、トランシーバ854を第1の動作モードから第2の動作モードに切り替えるための方法を提供するように構成され得る。一態様では、コントローラ859は、第1の動作モードから第2の動作モードに切り替えるために、セルラーネットワーク651に送信するための信号を生成するようにチャネル推定器858を構成する方法を提供するように構成され得る。一態様では、コントローラ859は、第1の動作モードにおけるセルラーネットワーク651を介する通信中の帯域幅輻輳のしきい値レベルに応答してトランシーバ854を第1の動作モードから第2の動作モードに切り替えるための方法を提供するように構成され得る。いくつかの例示的な実施形態では、たとえば、信号は、チャネル品質インジケータを備えることができる。

一態様では、チャネル推定器858は、セルラーネットワーク651から送信された基準信号からチャネル品質インジケータを計算し、計算されたチャネル品質インジケータをセルラーネットワーク651に提供するための方法を提供するように構成され得る。一態様では、コントローラ859は、トランシーバ854を第1の動作モードと第2の動作モードとの間で切り替えるためにセルラーネットワーク651に提供される計算されたチャネル品質インジケータを無効にするための方法を提供するように構成され得る。一態様では、コントローラ859は、トランシーバ854を第2の動作モードから第1の動作モードに切り替えるためにアクセスポイント615に送信するための信号を生成する方法を提供するように構成され得る。一態様では、信号は、トランシーバ854が省電力モードで動作していることの指示をアクセスポイント615に提供するように構成され得る。

コントローラ859は、プログラムコードとデータとを記憶するメモリ860と、メモリ860内のプログラムによって提供される命令を実施するプロセッサ861とに関連付けられ得る。メモリ860は、コンピュータ可読媒体と呼ばれる場合がある図13に関連してさらに論じるように、メモリ860は、1つまたは複数の動作モードでの通信を可能にする動作をワイヤレスデバイス850が実行することを可能にする1つまたは複数のデータ構造および/またはモジュール831〜837を含むことができ、動作モードは、ネットワークと接続するために、1つまたは複数のセルラー基地局および/または非セルラーアクセスポイントとのワイヤレス通信チャネルをワイヤレスデバイス850に維持させることができる。コントローラ859は、メモリ860内に記憶されたソフトウェア命令の実行を担当する。コントローラ859は、モジュール831〜837を含むモジュールから命令をロードし、ローカル命令に従ってプロセスを実行することができる。いくつかの例示的な実施形態では、コントローラ859は、ワイヤレスデバイス850のためのプロセスを実行するように調整された1つまたは複数のプロセッサを含むことができる。

メモリ860は、任意の数のソフトウェアモジュールを含むことができる非一時的コンピュータ可読媒体(たとえば、1つまたは複数の不揮発性メモリ要素)を含むことができる。各ソフトウェアモジュールは、コントローラ859によって実行されたとき、ワイヤレスデバイス850に様々な機能を実行させる命令のセットを含むことができる。例示的な実施形態では、たとえば、メモリ860は、接続モジュール831と、同調モジュール833と、トラフィックモジュール835と、メッセージングモジュール837とを含む。

ワイヤレスデバイス850のいくつかの実施形態は、接続モジュール831、同調モジュール833、トラフィックモジュール835、およびメッセージングモジュール837のうちの1つまたは複数を含むことができる。いくつかの例示的な実施形態では、ソフトウェアモジュール831〜837のすべては、ワイヤレス接続およびチューンアウェイアルゴリズムの様々な態様を実行することが可能であり得る。いくつかの例示的な実施形態では、他のソフトウェアモジュールのうちの1つまたは複数が休止状態のままである間、ソフトウェアモジュールのうちの1つが有効にされてもよい。休止状態のソフトウェアモジュールは、たとえば、サービスのアップグレードを実施するために、現場または工場でのちにアクティブにされ得る。いくつかの例示的な実施形態では、ソフトウェアモジュールのうちの1つのみがメモリ860にロードされ得る。工場においてメモリ860にロードされたソフトウェアモジュール831〜837の一部のみを有するワイヤレスデバイス850の場合、ワイヤレスデバイス850は、他のソフトウェアモジュールを用いて、現場でまたは工場で後にプログラムされることが可能であっても、または可能でなくてもよい。ワイヤレスデバイス850の実際の実施態様は、消費者需要、性能パラメータ、価格設定、および他の関連する要因を含む様々な要因に基づくことになる。

接続モジュール831は、たとえば、他のデバイスとの通信を確立する方法のための指示をコントローラ859に提供することができる。いくつかの例では、接続モジュール831は、たとえば、eNB810とのULチャネルおよびDLチャネルをコントローラ859が確立するための命令を提供する。同様に、接続モジュール831は、GSM(登録商標)のようなプロトコルを使用してパケットコアを介して回線交換ネットワークに接続するために、セルラーネットワーク内のNodeBとの通信チャネルをコントローラ859が確立するための命令を提供することができる。いくつかの例では、接続モジュール831は、たとえば、アクセスポイントを介してIPネットワークとの通信チャネルをコントローラ859が確立するための命令を提供することができる。いくつかの例示的な実施形態では、接続モジュール831は、確立された通信チャネル上のデータ転送をコントローラ859が中断および/または再開するための命令を提供することができる。これは、たとえば、ワイヤレスデバイス850が確立された通信チャネルからチューンアウェイしているとき、または、ワイヤレスデバイス850が確立された通信チャネルに同調しているときに発生する可能性がある。

同調モジュール833は、たとえば、複数の確立された通信チャネルのうちの1つにおいてパケットを送信および受信するためにワイヤレスデバイス850内の構成要素をコントローラ859が調整するための命令を提供することができる。いくつかの例示的な実施形態では、同調モジュール833は、通信チャネルを介してデータ伝送を送信および/または受信するためにワイヤレスデバイスが中断されているか、またはアクティブであるかについての、受信ノードのための指示情報をコントローラ859が生成するための命令を提供することができる。いくつかの例示的な実施形態では、同調モジュール833はまた、1つの確立された通信チャネルから別の確立された通信チャネルにチューンアウェイする時間をコントローラ859が決定するための命令を提供することができる。

たとえば、ワイヤレスデバイス850のコントローラ859は、それぞれ、基地局613およびAP615との通信チャネル633、635を確立するために接続モジュール831によって提供される命令を使用することができる。チューンアウェイ動作の間、コントローラ859は、アクティブな通信チャネルを基地局613とのチャネル633からAP615とのチャネル635に変更するために、同調モジュール833によって提供される命令を使用することができる。いくつかの例示的な実施形態では、コントローラ859は、同調モジュール833によって提供される命令を使用し、たとえば、劣化CQIを生成するためにチャネル推定器858にコマンド信号を送信し、eNB810に送られるCQIランプダウンメッセージを生成するためにメッセージングモジュール837によって提供される命令を使用することができる。いくつかの例示的な実施形態では、コントローラ859はまた、省電力モード(PSM)アクティブメッセージを生成するために同調モジュール833によって提供される命令を使用し、ワイヤレスデバイス850がチャネル635を介してデータ通信を受信するためにアクティブであることを示すためにAP615のようなAPへのPSMフレームを生成するためにメッセージングモジュール837によって提供される命令を使用することができる。

トラフィックモジュール835は、たとえば、確立された通信チャネルにおけるトラフィック状態をコントローラ859が決定するための命令を提供することができる。たとえば、トラフィックモジュール835からロードされた命令を使用するコントローラ859は、チャネル推定器858から輻輳レベルなどの通信チャネルの特性を取り出すことができる。いくつかの例示的な実施形態では、トラフィックモジュール835は、許容可能な輻輳状態または劣化した輻輳状態を示すCQIをコントローラ859が生成するための命令を提供することができる。いくつかの例示的な実施形態では、コントローラ859は、測定されたトラフィック状態とは無関係にCQIを生成するために、同調モジュール833によって提供される命令を使用することもできる。

メッセージングモジュール837は、たとえば、コントローラ859が、フレーム、データパケット、または他のパケット形式の形式におけるメッセージを生成し、トランシーバ854および通信チャネルを介して、生成されたパケットを送信するための命令を提供することができる。いくつかの例示的な実施形態では、メッセージングモジュール837は、トランシーバ854を介してワイヤレスデバイス850によって受信されたメッセージ、フレーム、またはパケットに含まれる情報をコントローラ859が取り出すための命令を提供することができる。

たとえば、ワイヤレスデバイス850は、トランシーバ854を介してAPから受信されたデータフレーム内のデータメッセージなどのメッセージを受信することができる。メッセージングモジュール837は、データメッセージを含んだデータフレームを開けるために使用され得る。メッセージングモジュール837は、次いで、データメッセージに含まれる情報を取り出すために使用され得る。別の例では、メッセージングモジュール837は、CQIランプダウン指示(劣化したチャネルを示す)、CQIランプアップ指示(許容可能なチャネルを示す)、PSモード中断指示、PSモードアクティブ指示などの情報をメッセージに入れるために使用され得る。いくつかの例示的な実施形態では、メッセージングモジュール837は、許容可能な通信チャネルのためのフレームまたはメッセージングユニットにメッセージを含めることによってメッセージを提供するために使用され得る。たとえば、データ、PSモード中断指示、および/またはPSモードアクティブ指示は、データフレーム、プローブ要求フレーム、またはアクションフレームに次いで含まれるメッセージに含まれてもよい。そのような場合、ワイヤレスデバイス850は、情報を含むフレームを、トランシーバ854を介してAPに送信することができる。

図9は、ワイヤレスデバイス106、202、506、601、および/または850などの例示的なワイヤレスデバイスのブロック図900である。ワイヤレスデバイスは、トランシーバ922と、アンテナ990とを含む。トランシーバ922は、双方向通信をサポートする送信機920と受信機950とを含む。トランシーバ920および/またはトランシーバ950は、スーパヘテロダインアーキテクチャまたは直接変換アーキテクチャで実装され得る。スーパヘテロダインアーキテクチャでは、信号は、複数のステージにおいてRFとベースバンドとの間で、たとえば、1つのステージにおいてRFから中間周波数(IF)に、次いで、受信機に関する別のステージにおいてIFからベースバンドに周波数変換される。ゼロIFアーキテクチャとも呼ばれる直接変換アーキテクチャでは、信号は、1つのステージにおいてRFとベースバンドとの間で周波数変換される。スーパヘテロダインアーキテクチャおよび直接変換アーキテクチャは、異なる回路ブロックを使用してもよく、かつ/または異なる要件を有してもよい。図9に示す例示的な設計では、送信機920および受信機950は、直接変換アーキテクチャで実装される。

図9は、ワイヤレスデバイス通信の送信および受信のためのワイヤレスデバイスの例示的な実施形態を示す概念図である。いくつかの実施形態では、ワイヤレスデバイス900は、第1のモードおよび/または第2のモードで動作するように送信機920および/または受信機950を独立して構成することができる。送信経路において、送信されるべきデータは、デジタル-アナログ変換器(DAC)930に提供されるデータであり得る。DAC930は、デジタル入力信号をアナログ出力信号に変化する。アナログ出力信号は、送信(TX)ベースバンド(ローパス)フィルタ932に提供され、フィルタ932は、DAC930による前のデジタル-アナログ変換によって生じる画像を除去するためにアナログ出力信号をフィルタリングすることができる。増幅器(amp)934は、TXベースバンドフィルタ932からの信号を増幅し、増幅されたベースバンド信号を提供することができる。アップコンバータ(ミキサ)936は、増幅されたベースバンド信号と、TXローカル発振器(LO)信号発生器976からのTX LO信号とを受信することができる。アップコンバータ936は、TX LO信号を用いて、増幅されたベースバンド信号をアップコンバートし、アップコンバートされた信号を提供することができる。フィルタ938は、周波数アップコンバージョンによって生じた画像を除去するために、アップコンバートされた信号をフィルタリングすることができる。電力増幅器(PA)940は、所望の出力電力レベルを得るためにフィルタ938からのフィルタリングされたRF信号を増幅し、出力RF信号を提供することができる。出力RF信号は、スイッチ/フロントエンド964を介してルーティングされ得る。

FDDに関して、送信機920および受信機950は、スイッチ/フロントエンド964に結合され得、スイッチ/フロントエンド964は、送信機920のためのTXフィルタと、受信機950のための受信機(RX)フィルタとを含むことができる。TXフィルタは、送信帯域内の信号成分を通過させ、受信帯域内の信号成分を減衰させるように、出力RF信号をフィルタリングすることができる。FDDに関して、送信機920および受信機950は、スイッチ/フロントエンド964に結合され得る。TDDに関して、スイッチ/フロントエンド964は、アップリンク時間間隔の間、出力RF信号を送信機920からアンテナ990に通過させることができる。FDDとTDDの両方に関して、スイッチ/フロントエンド964は、ワイヤレスチャネルを介する送信のために出力RF信号をアンテナ990に提供することができる。

受信機経路において、アンテナ990は、基地局、アクセスポイント、および/または他の送信機局によって送信された信号を受信することができ、受信されたRF信号を提供することができる。受信されたRF信号は、スイッチ/フロントエンド964を介してルーティングされ得る。FDDに関して、スイッチ/フロントエンド964内のRXフィルタは、受信帯域内の信号成分を通過させ、送信帯域内の信号成分を減衰させるように、受信されたRF信号をフィルタリングすることができる。TDDに関して、スイッチ/フロントエンド964は、ダウンリンク時間間隔の間、受信されたRF信号をアンテナ990から受信機950に通過させることができる。FDDとTDDの両方に関して、スイッチ/フロントエンド964は、受信されたRF信号を受信機950に提供することができる。

受信機950内で、受信されたRF信号は、低ノイズ増幅器(LNA:Low-Noise Amplifier)952によって増幅され、入力RF信号を得るためにフィルタ954によってフィルタリングされてもよい。ダウンコンバータ(ミキサ)956は、入力RF信号と、RX LO信号発生器986からのRX LO信号とを受信することができる。ダウンコンバータ956は、RX LO信号を用いて入力RF信号をダウンコンバートし、ダウンコンバートされた信号を提供することができる。ダウンコンバートされた信号は、増幅器958によって増幅され、アナログ入力信号を得るためにRXベースバンド(ローパス)フィルタ960によってさらにフィルタリングされ得る。アナログ入力信号は、アナログ-デジタル変換器(ADC)962に提供される。ADC962は、アナログ入力信号をデジタル出力信号に変換する。

TX周波数シンセサイザ970は、TX位相同期ループ(PLL)972と、電圧制御発振器(VCO)974とを含むことができる。VCO974は、所望の周波数におけるTX VCO信号を生成することができる。TX PLL972は、VCO974のための制御信号を生成する。制御信号は、TX VCO信号のための所望の周波数を得るために、VCO974の周波数および/または位相を調整することができる。TX周波数シンセサイザ970は、TX LO信号発生器976にTX VCO信号を提供することができる。TX LO信号発生器976は、TX周波数シンセサイザ970から受信したTX VCO信号に基づいて、TX LO信号を生成することができる。

RX周波数シンセサイザ980は、RX PLL982と、VCO984とを含むことができる。VCO984は、所望の周波数におけるRX VCO信号を生成することができる。RX PLL982は、VCO984のための制御信号を生成する。制御信号は、RX VCO信号のための所望の周波数を得るために、VCO984の周波数および/または位相を調整することができる。RX周波数シンセサイザ980は、RX LO信号発生器986にRX VCO信号を提供する。RX LO信号発生器986は、RX周波数シンセサイザ980から受信したRX VCO信号に基づいて、RX LO信号を生成することができる。

LO信号発生器976、986は、各々、分周器、バッファなどを含むことができる。LO信号発生器976、986は、それらがそれぞれTX周波数シンセサイザ970およびRX周波数シンセサイザ980によって提供される周波数を分割するとき、分周器と呼ばれる場合がある。PLL972、982は、各々、位相/周波数検出器、ループフィルタ、チャージポンプ、分周器などを含むことができる。各VCO信号および各LO信号は、特定の基本周波数を有する周期信号であり得る。LO発生器976、986からのTX LO信号およびRX LO信号は、TDDに関して同じ周波数を有することができ、またはFDDに関して異なる周波数を有することができる。VCO974、984からのTX VCO信号およびRX VCO信号は、(たとえば、TDDに関して)同じ周波数または(たとえば、FDDまたはTDDに関して)異なる周波数を有することができる。

送信機920および受信機950における信号の調整は、増幅器、フィルタ、アップコンバータ、ダウンコンバータなどの1つまたは複数のステージによって実行され得る。これらの回路は、図9に示す構成とは異なるように配置され得る。さらに、図9に示されない他の回路も、送信機920および受信機950における信号を調整するために使用され得る。たとえば、インピーダンス整合回路が、PA940の出力部、LNA952の入力部、アンテナ990とスイッチ/フロントエンド964との間などに配置され得る。図9中のいくつかの回路が省略されてもよい。たとえば、フィルタ938および/またはフィルタ954が省略され得る。トランシーバ922のすべてまたは一部は、1つまたは複数のアナログ集積回路(IC)、RF IC(RFIC)、混合信号ICなどにおいて実装され得る。たとえば、送信機920内のTXベースバンドフィルタ932〜PA940、受信機950内のLNA952〜RXベースバンドフィルタ960、PLL972、982、VCO974、984、およびLO信号発生器976、986は、RFIC上に実装され得る。PA940、および、場合によっては他の回路はまた、別個のICまたは回路モジュール上に実装され得る。

図10は、ワイヤレスデバイスの例示的な実施形態を示す概念図である。ワイヤレスデバイス1000は、ワイヤレスデバイス106、202、506、601、850、および/または900と同様であり、トランシーバ1001、1003と、スイッチ/フロントエンド1007、1009と、アンテナ1011〜1015とを含むことができる。ワイヤレスデバイス1000は、1つまたは複数の通信チャネル上の通信を可能にするために1つまたは複数のTXチェーンおよびRXチェーンを含むトランシーバ1001、1003を使用することができる。TXチェーンおよびRXチェーンは、それぞれ、ブロック図900のTXチェーン920およびRXチェーン950と同様の方法で動作することができる。トランシーバ1001は、1つのTXチェーン1021と、2つのRXチェーン1023、1025とを含む。トランシーバ1003は、2つのTXチェーン1031、1035と、2つのRXチェーン1033、1037とを含む。いくつかの例示的な実施形態では、トランシーバ1001、1003は、より多いまたはより少ないTXチェーンおよび/またはRXチェーンを含むことができる。

トランシーバ1001は、指定されたモードで動作するためのコントローラ859のようなコントローラによって構成可能であり得る。トランシーバ1001は、パケットベースのネットワークおよび回線交換ネットワークのうちの少なくとも1つへのセルラーネットワーク651を介する第1の通信をサポートするための方法を提供するようにコントローラ859によって構成可能であり得る。トランシーバ1003は、指定されたモードで動作するコントローラ859によって構成可能であり得る。トランシーバ1003は、第1のモードにおけるセルラーネットワーク651を介する通信をサポートするためにトランシーバ1001を用いて動作するための方法を提供するようにコントローラ859によって動作可能であり、第2のモードにおけるパケットベースのネットワーク625へのアクセスポイント615を介する第2の通信をサポートするためにコントローラ859によって構成可能であり得る。

いくつかの例示的な実施形態では、トランシーバ1001、1003は、第1のモードにおいてキャリアアグリゲーションを使用してセルラーネットワーク651を介する通信をサポートする方法を提供するように構成され得る一態様では、トランシーバ1003は、第3のモードにおける回線交換ネットワークへのセルラーネットワーク651を介する第3の通信をサポートする方法を提供するように構成され得る。

各TXチェーンおよび/またはRXチェーン1021〜1025、1031〜1037は、TXチェーンおよびRXチェーンに接続されたそれぞれの信号発生器および分割器を構成するコマンド信号を受信することができる。信号発生器および分割器は、それぞれのチェーンが適用可能な周波数で動作するように構成され得る。たとえば、RXチェーン1031内のミキサは、チャネル635を介してAP615に接続するとき、2.4GHzまたは5GHzで動作するように構成され得る。いくつかの例示的な実施形態では、TXチェーンまたはRXチェーンの周波数は、通信チャネル間を切り替えるとき、変化しない。たとえば、ワイヤレスデバイス1000が2.4GHzの周波数帯域で基地局613およびAP615との通信を確立するとき、RXチェーン1031は、チャネル635を使用して動作するためにチャネル633からチューンアウェイするとき、周波数を変更する必要はない。

いくつかの例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス1000の動作モードは、トランシーバ1001、1003に含まれるTXチェーンおよびRXチェーンの数に基づくことができる。例示的な実施形態では、たとえば、ワイヤレスデバイス1000は、トランシーバ1001、1003内の4つのRXチェーン1023、1025、1031、1037のすべてを使用することによって、LTEを介してデータを受信するための2X CAを可能にする動作モードを含むことができる。同様に、RXチェーン1031およびTXチェーン1033は、GSM(登録商標)チャネルを介する通信をサポートする1つのモードと、異なるチャネルを介するLTEをサポートする切替えモードとの間で切り替えることができる。例示的な実施形態では、たとえば、4つの利用可能なRXチェーンを使用してトランシーバ1001、1003の少なくとも1つによってサポートされる他のモードは、(1x、1.5x、および2xを含む)CAを用いるLTE、GSM(登録商標)、(2x2を含む)WiFi、1x1直接ブロードキャスト衛星(DBS:Direct Broadcast Satellite)、および1x1SBSのための通信チャネルを含むことができる。他の動作モードは、モードのタイプ(たとえば、受信モード)と、一旦それが確立されるとチャネル上の通信をサポートするために利用可能な適用可能なTX/RXチェーンの数とに基づいてワイヤレストランシーバ1000のために構成され得る。

図11は、ワイヤレスデバイスによるチューンアウェイ動作の一例を示すフローチャートである。図11は、図8および図10に関連して先に説明したコントローラ859およびトランシーバ1001、1003によって実装されるアルゴリズムの一例を提供する。方法1000は、プロセッサによって実施されたとき、第1のモードまたは第2のモードのうちの1つにおいて動作している間、第1のモードおよび第2のモードがネットワークに接続するのをサポートするための手段を提供する。ワイヤレスデバイス106、202、506、601、850、900、および/または1000は、パケットネットワークまたは回線交換ネットワークにアクセスするアクセスノードとのデータ通信またはシグナリング通信を伝送するために構成要素を使用するとき、方法1100を実行することができる。

方法1100は、1102において開始することができ、1104において、ワイヤレスデバイスは、セルラーネットワークを介する第1のトランシーバからの第1の通信を可能にすることができる。たとえば、ワイヤレスデバイス850は、ワイヤレス基地局611との第1の通信チャネル631を確立するためにトランシーバ854を使用することができる。いくつかの例示的な実施形態では、トランシーバ854、1001、1003は、基地局611と通信を交換するために、複数のTXチェーンおよび/またはRXチェーン1021〜1025を使用することができる。いくつかの例示的な実施形態では、基地局611は、たとえば、LTEアーキテクチャを介して、IPネットワーク621のようなパケットネットワークに通信を提供することができる。他の実施形態では、基地局611は、たとえば、GMSアーキテクチャを介して、回線交換ネットワークに通信を提供することができる。

第1の通信を確立した後、ワイヤレスデバイスは、1106において、第2のトランシーバが第1の動作モードで動作しているかどうかを決定することができる。ワイヤレスデバイス601、850は、複数の動作モードのうちの1つにおいて動作するように構成され得る。ワイヤレスデバイス601、850が、第1のモードで動作していると決定したとき、1110において、LTEまたはGSM(登録商標)のようなセルラーネットワークアーキテクチャを介して、トランシーバ1001、1003から基地局611、613を介してパケットベースのネットワークまたは回線交換ネットワークへの第1の通信を確立する。代替的には、ワイヤレスデバイス601、850が、第1のモードで動作していないと決定したとき(たとえば、例示的な実施形態では、第2の動作モードで動作している)、1108において、ネットワークバックホールを介して、トランシーバ1001、1003からAP615を介してパケットネットワーク625への第2の通信を確立する。

たとえば、ワイヤレスデバイス601、850、1000は、セルラーネットワークを介してパケットネットワークまたは回線交換ネットワークに接続するために、トランシーバ1001、1003に基地局611または613との第1の通信を確立させることによって、第1のモードで動作するように構成され得る。同様に、ワイヤレスデバイス601、850、1000は、バックホールネットワークを介してパケットネットワーク625に接続するために、トランシーバ1001、1003にAP615との第2の通信を確立させることによって、第2のモードで動作するように構成され得る。ワイヤレスデバイス601、850、1000が1106において第1のモードで動作していると決定したとき、1110において、基地局611または613へのチャネル632または633を確立する。ワイヤレスデバイス601、850、1000が1106において第2のモードで動作していると決定したとき、1108において、AP615へのチャネル635を確立する。

その後、1112において、ワイヤレスデバイスは、モードを切り替えるかどうかを決定することができる。ワイヤレスデバイス601、850、1000は、チューンアウェイ動作を実行するためにモードを切り替えることを決定し、第1のチャネルへの接続を維持しながら、1つのチャネル上のアクティブな通信から別のチャネル上のアクティブな通信に切り替えることができる。いくつかの例示的な実施形態では、維持される接続は、ワイヤレスデバイスとアクティブノードとの間のネットワーク層接続である。1112において、ワイヤレスデバイスがモードを切り替えないと決定した場合、方法1100は、1114において終了する。そうでない場合、ワイヤレスデバイスが1112においてモードを切り替えることを決定したとき、ワイヤレスデバイスは、第1のモードから第2のモードに切り替える(その場合、1118および1108におけるアクションを実行する)か、または第2のモードから第1のモードに切り替える(その場合、1120および1110におけるアクションを実行する)かを決定する。

たとえば、ワイヤレスデバイス601、850、1000は、1112において、モードを切り替えると決定したとき、第1のモードで動作している場合がある。1116において、第1のモードから第2のモードへの切替えであると決定する。いくつかの例示的な実施形態では、第1のモードから第2のモードへの切替えは、チャネル633上での基地局613との通信からチャネル635上でのAP615との通信に切り替えるWTAチューンアウェイ動作であり得る。いくつかの例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス601、850、1000は、オプションで、1118において、セルラーネットワークに信号を送信することができる。いくつかの例示的な実施形態では、信号は、ワイヤレス局601、850、1000と基地局613との間の劣化したチャネルを示すCQIランプダウンメッセージのような指示であり得る。オプションでセルラーネットワークに指示メッセージを送信した後、ワイヤレスデバイスは、1108において、AP615へのチャネル635上での通信を可能にすることができる。

別の例では、ワイヤレスデバイス601、850、1000は、1112において、モードを切り替えることを決定したとき、第2のモードで動作している場合がある。1116において、第1のモードから第2のモードへの切替えではないと決定する。いくつかの例示的な実施形態では、第2のモードから第1のモードへの切替えは、チャネル635上でのAP615との通信からチャネル633上での基地局613との通信に切り替える、LTAチューンアウェイ動作であり得る。いくつかの例示的な実施形態では、ワイヤレスデバイス601、850、1000は、オプションで、1120において、AP615に信号を送信することができる。いくつかの例示的な実施形態では、信号は、ワイヤレス局601、850、1000がPSMに入っており、データパケットを受信しないことを示すPSM中断メッセージのような指示であり得る。オプションでAP615に指示メッセージを送信した後、ワイヤレス601、850、1000は、1110において、基地局613へのチャネル633上での通信を可能にすることができる。

本開示の様々な態様は、当業者が本発明を実施することを可能にするために提供される。本開示を通して提示される例示的な実施形態に対する様々な変更は、当業者には容易に明らかであり、本明細書で開示される概念は、他の磁気記憶デバイスにも拡張され得る。したがって、特許請求の範囲は、本開示の様々な態様に限定されることを意図するものではなく、特許請求の範囲の文言と一致する全範囲が与えられるべきである。当業者に知られているか、または後に当業者に知られるようになる本開示全体を通して説明された例示的な実施形態の様々な構成要素のすべての構造的および機能的同等物は、参照により本明細書に明示的に組み込まれ、特許請求の範囲によって包含されることが意図される。さらに、本明細書に開示されたいずれも、そのような開示が特許請求の範囲に明示的に列挙されているかどうかにかかわらず、公衆に捧げられることを意図するものではない。請求項の要素は、要素が「〜のための手段」という句を使用して明示的に列挙されていない限り、または、方法クレームの場合、要素が「〜のためのステップ」という句を使用して列挙されていない限り、米国特許法第112条(f)の規定に基づいて解釈されるべきではない。

100 アクセスネットワーク
102 セルラー領域(セル)
104 マクロeNB
106 ワイヤレスデバイス
108 低電力クラスeNB
110 セルラー領域
200 ネットワークアーキテクチャ、進化型パケットシステム(EPS)
202 ワイヤレスデバイス
204 進化型UMTS地上無線アクセスネットワーク(E-UTRAN)
206 eNB
208 eNB
210 進化型パケットコア(EPC)
212 モビリティ管理エンティティ(MME)
214 MME
216 サービングゲートウェイ
218 PDNゲートウェイ
220 ホーム加入者サーバ(HSS)
222 インターネットプロトコル(IP)サービス
224 マルチメディアブロードキャストマルチキャストサービス(MBMS)ゲートウェイ
226 ブロードキャストマルチキャストサービスセンタ(BM-SC)
228 MCE
306 物理層
308 層2(L2層)
310 メディアアクセス制御(MAC)副層
312 無線リンク制御(RLC)副層
314 パケットデータコンバージェンスプロトコル(PDCP)副層
316 無線リソース制御(RRC)副層
500 ネットワーク
501 基本サービスセット
502 セル
504 マクロeNB
505 ネットワーク
506 ワイヤレスデバイス
508 マイクロeNB
511 AP
531 ワイヤレスリンク
600 通信システム
601 ワイヤレスデバイス
603 アンテナ
605 アンテナ
611 ノード、セルラー基地局
613 ノード、セルラー基地局
615 ノード、アクセスポイント
621 ネットワーク
623 ネットワーク
625 ネットワーク
631 通信チャネル
632 通信チャネル
633 通信チャネル
635 通信チャネル
641 チューンアウェイ動作、ワイヤレスチューンアウェイ(WTA)動作
643 チューンアウェイ動作、LTEチューンアウェイ(LTA)動作
651 ワイヤレスシステム
653 ワイヤレスシステム
700 構成表
810 eNB
816 送信(TX)プロセッサ
818 トランシーバ
820 アンテナ
831 データ構造および/またはモジュール、接続モジュール
833 データ構造および/またはモジュール、同調モジュール
835 データ構造および/またはモジュール、トラフィックモジュール
837 データ構造および/またはモジュール、メッセージングモジュール
850 ワイヤレスデバイス
852 アンテナ
854 トランシーバ、送信機TX、受信機RX
856 受信(RX)プロセッサ
858 チャネル推定器
859 コントローラ
860 メモリ
861 プロセッサ
862 データシンク
867 データソース
868 TXプロセッサ
870 RXプロセッサ
874 チャネル推定器
875 データソース/シンク
876 メモリ
900 ブロック図、ワイヤレスデバイス
920 送信機
922 トランシーバ
930 デジタル-アナログ変換器(DAC)
932 送信(TX)ベースバンド(ローパス)フィルタ
934 増幅器(amp)
936 アップコンバータ(ミキサ)
938 フィルタ
940 電力増幅器(PA)
950 受信機
952 低ノイズ増幅器(LNA)
954 フィルタ
956 ダウンコンバータ(ミキサ)
958 増幅器
960 RXベースバンド(ローパス)フィルタ
962 アナログ-デジタル変換器(ADC)
964 スイッチ/フロントエンド
970 TX周波数シンセサイザ
972 TX位相同期ループ(PLL)
974 電圧制御発振器(VCO)
976 TXローカル発振器(LO)信号発生器
980 RX周波数シンセサイザ
982 RX PLL
984 VCO
986 RX LO信号発生器
990 アンテナ
1000 ワイヤレスデバイス
1001 トランシーバ
1003 トランシーバ
1007 スイッチ/フロントエンド
1009 スイッチ/フロントエンド
1011 アンテナ
1013 アンテナ
1015 アンテナ
1021 TXチェーン
1023 RXチェーン
1025 RXチェーン
1031 TXチェーン、RXチェーン
1033 TXチェーン、RXチェーン
1035 TXチェーン
1037 RXチェーン

Claims

ワイヤレス通信のための装置であって、
コントローラと、
パケットベースネットワークおよび回線交換ネットワークのうちの少なくとも1つへのセルラーネットワークを介する第1の通信をサポートするように前記コントローラによって構成可能な第1のトランシーバと、
第2のトランシーバであって、
前記第1のトランシーバとともに第1のモードでの前記セルラーネットワークを介する第1の通信をサポートするように動作し、
第2のモードでの前記パケットベースネットワークへのアクセスポイントを介する第2の通信をサポートする
ように前記コントローラによって構成可能な第2のトランシーバと
を備える装置。
前記コントローラが、前記セルラーネットワークへのネットワーク層接続を維持しながら、そのワイヤレス接続を前記セルラーネットワークから前記アクセスポイントに移動することによって、前記第2のトランシーバを前記第1のモードから前記第2のモードに切り替えるように構成された、請求項1に記載の装置。
前記第1および第2のトランシーバが、
前記第1のモードでキャリアアグリゲーションを使用して前記セルラーネットワークを介する前記第1の通信をサポートする
ように前記コントローラによってさらに構成可能な、請求項1に記載の装置。
前記第2のトランシーバが、
第3のモードで前記回線交換ネットワークへの前記セルラーネットワークを介する第3の通信をサポートする
ように前記コントローラによってさらに構成可能な、請求項1に記載の装置。
前記コントローラが、
前記第2のトランシーバが前記第1のモードから前記第2のモードに切り替わることを可能にするために、前記セルラーネットワークへの送信のための信号を生成するようにチャネル推定器を構成する
ようにさらに構成された、請求項1に記載の装置。
前記信号が、チャネル品質インジケータまたはランクインジケータのうちの1つを備える、請求項5に記載の装置。
前記チャネル推定器が、
前記セルラーネットワークから送信された基準信号からチャネル品質インジケータを計算し、
前記計算されたチャネル品質インジケータを前記セルラーネットワークに提供する
ようにさらに構成され、前記コントローラが、前記第2のトランシーバを前記第1のモードと前記第2のモードとの間で切り替えるために、前記セルラーネットワークに提供された前記計算されたチャネル品質インジケータを無効にするようにさらに構成された、請求項5に記載の装置。
前記コントローラが、前記第2のトランシーバが前記第2のモードから前記第1のモードに切り替わることを可能にするために、前記アクセスポイントに送信するための信号を生成するようにさらに構成され、前記信号が、前記第2のトランシーバが省電力モードで動作していることの指示を前記アクセスポイントに提供するように構成される、請求項1に記載の装置。
前記コントローラが、前記第1のモードでの前記セルラーネットワークを介する第1の通信中の帯域幅輻輳のしきい値レベルに応答して、前記第2のトランシーバを前記第1のモードから前記第2のモードに切り替えるようにさらに構成された、請求項1に記載の装置。
前記第2のトランシーバの送信機部分または受信機部分のうちの一方のみが前記コントローラによって構成される、請求項1に記載の装置。
ワイヤレス通信の方法であって、
パケットベースネットワークおよび回線交換ネットワークのうちの少なくとも1つへのセルラーネットワークを介する第1の通信をサポートするように第1のトランシーバを構成するステップと、
前記第1のトランシーバとともに第1のモードでの前記セルラーネットワークを介する第1の通信をサポートし、第2のモードでの前記パケットベースネットワークへのアクセスポイントを介する第2の通信をサポートするように第2のトランシーバを構成するステップと
を備える方法。
そのワイヤレス接続を前記セルラーネットワークから前記アクセスポイントに移動することによって、前記第2のトランシーバを前記第1のモードから前記第2のモードに切り替えるステップと、前記セルラーネットワークへのネットワーク層接続を維持するステップとをさらに備える、請求項11に記載の方法。
前記第1および第2のトランシーバが、前記第1のモードでキャリアアグリゲーションを使用して前記セルラーネットワークを介する前記第1の通信をサポートする、請求項11に記載の方法。
第3のモードでの前記回線交換ネットワークへの前記セルラーネットワークを介する第3の通信をサポートするように前記第2のトランシーバを構成するステップをさらに備える、請求項11に記載の方法。
前記第2のトランシーバが前記第1のモードから前記第2のモードに切り替わることを可能にするために、前記セルラーネットワークへの送信のための信号を生成するようにチャネル推定器を構成するステップをさらに備える、請求項11に記載の方法。
前記信号が、チャネル品質インジケータまたはランクインジケータのうちの1つを備える、請求項15に記載の方法。
前記セルラーネットワークから送信された基準信号からチャネル品質インジケータを計算するステップと、
前記計算されたチャネル品質インジケータを前記セルラーネットワークに提供するステップと、
前記第2のトランシーバを前記第1のモードと前記第2のモードとの間で切り替えるために、前記セルラーネットワークに提供される前記計算されたチャネル品質インジケータを無効にするステップと
をさらに備える、請求項15に記載の方法。
前記第2のモードから前記第1のモードに切り替えるための信号を前記アクセスポイントに送信するステップをさらに備え、前記信号が、前記第2のトランシーバが省電力モードで動作していることの指示を前記アクセスポイントに提供するように構成される、請求項11に記載の方法。
前記第1のモードでの前記セルラーネットワークを介する第1の通信中の帯域幅輻輳のしきい値レベルに応答して、前記第2のトランシーバを前記第1のモードから前記第2のモードに切り替えるステップをさらに備える、請求項11に記載の方法。
前記コントローラが、前記第2のトランシーバの送信機部分または受信機部分のうちの一方のみを構成する、請求項11に記載の方法。
ワイヤレス通信の装置であって、
コントローラと、
前記コントローラによって構成可能な、パケットベースネットワークおよび回線交換ネットワークのうちの少なくとも1つへのセルラーネットワークを介する第1の通信をサポートするためのトランシーバと、
前記コントローラによって構成可能な、
前記トランシーバとともに第1のモードでの前記セルラーネットワークを介する第1の通信をサポートするように動作し、
第2のモードでの前記パケットベースネットワークへのアクセスポイントを介する第2の通信をサポートするための手段と
を備える装置。
前記コントローラが、前記セルラーネットワークへのネットワーク層接続を維持しながら、ワイヤレス接続を前記セルラーネットワークから前記アクセスポイントに移動することによって、前記手段を前記第1のモードから前記第2のモードに切り替えるように構成された、請求項21に記載の装置。
前記手段が、
前記第1のモードでキャリアアグリゲーションを使用して前記セルラーネットワークを介する前記第1の通信をサポートする
ように前記コントローラによって構成可能な、請求項21に記載の装置。
前記手段が、
第3のモードで前記回線交換ネットワークへの前記セルラーネットワークを介する第3の通信をサポートする
ように前記コントローラによってさらに構成可能な、請求項21に記載の装置。
前記コントローラが、
前記手段が前記第1のモードから前記第2のモードに切り替わることを可能にするために、前記セルラーネットワークへの送信のための信号を生成するようにチャネル推定器を構成する
ようにさらに構成された、請求項21に記載の装置。
ワイヤレス通信のためのコンピュータ実行可能コードを記憶するコンピュータ可読記憶媒体であって、
パケットベースネットワークおよび回線交換ネットワークのうちの少なくとも1つへのセルラーネットワークを介する第1の通信をサポートするように第1のトランシーバを構成するためのコードと、
前記第1の構成可能なトランシーバとともに第1のモードでの前記セルラーネットワークを介する第1の通信をサポートし、第2のモードでの前記パケットベースネットワークへのアクセスポイントを介する第2の通信をサポートするように第2のトランシーバを構成するためのコードと
を備える、コンピュータ可読記憶媒体。
そのワイヤレス接続を前記セルラーネットワークから前記アクセスポイントに移動することによって、前記第1のモードから前記第2のモードに切り替え、前記セルラーネットワークへのネットワーク層接続を維持するためのコードをさらに備える、請求項26に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
前記コードは、前記第1および第2のトランシーバが前記第1のモードでキャリアアグリゲーションを使用して前記セルラーネットワークを介する前記第1の通信をサポートするようにする、請求項26に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
第3のモードでの前記回線交換ネットワークへの前記セルラーネットワークを介する第3の通信をサポートするように前記第2のトランシーバを構成するためのコードをさらに備える、請求項26に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
前記第2のトランシーバを前記第1のモードから前記第2のモードに切り替えるために、前記セルラーネットワークへの送信のための信号を生成するようにチャネル推定器を構成するためのコードをさらに備える、請求項26に記載のコンピュータ可読記憶媒体。