JP2020522159A - アクセスポイント、局、方法、およびコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
アクセスポイントが、広帯域無線局と狭帯域無線局の両方をサーブするために構成され、狭帯域無線局は、広帯域無線局が動作する帯域幅のサブセット上で動作する。アクセスポイントは、トランシーバとコントローラとを備える。コントローラは、広帯域局および第1の狭帯域無線局のためのサブキャリアの第1のセットの同時利用を、トランシーバに、使用されるべきサブキャリアの第1のセットに関する第1のサブキャリア提案を第1の狭帯域無線局に送信することと、使用されるべきサブキャリアの第1のセットを含むサブキャリアに関する変調符号化方式(MCS)提案を広帯域局に送信することとを行わせることによって、スケジュールするように構成される。提案されたMCSは、サブキャリアの第1のセット中での第1の狭帯域無線局からの送信によって引き起こされる、広帯域無線局からの送信に対する干渉に鑑みた、増加されたロバストネスを有するように適応される。アクセスポイントと通信するように構成された局、および方法、およびコンピュータプログラムも、開示される。【選択図】図3
Description
本開示は、一般に、アクセスポイントに関し、アクセスポイントと通信するように構成された局に関し、方法およびそれらのためのコンピュータプログラムに関する。詳細には、本開示は、コンカレントアップリンク送信を行う、狭帯域局と広帯域局との共存を可能にするように、変調符号化方式を適応させることに関する。
モノのインターネット(IoT)は、接続されるデバイスの数を著しく増加させることが予想される。これらのデバイスの大多数は、おそらく、未ライセンス帯域中で、特に2.4GHz ISM帯域中で動作することになる。同時に、旧来、ライセンス済み帯域中でサポートされてきたサービスのために未ライセンス帯域を使用することに対する増加された需要もある。後者の例として、旧来、ライセンス済み帯域のためにのみ仕様を開発する第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)が、今や、5GHz未ライセンス帯域中で動作するLong Term Evolution(LTE)のバージョンをも開発した。
さらに、旧来、未ライセンス帯域中で動作するIEEE802.11が、現在、ある修正、802.11axを開発しており、802.11axは、通常、ライセンス済み帯域中でのみサポートされる、新しい特徴をサポートする。そのような特徴の例は、たとえば、アップリンク(UL)とダウンリンク(DL)の両方のための直交周波数分割多元接続(OFDMA)である。
IoTサービスについて優勢であることが予想される技術は、Bluetooth無線技術、特にBluetooth低エネルギー(BLE)、およびIEEE802.11の将来のバージョンである。
「Support for IoT−Requirements and Technological Implications」という題名をもつIEEE具申IEEE802.11−15/1375は、IoTのための802.11OFDMAエアインターフェースにおいて、BluetoothまたはZigbeeなど、他の技術のためにスペクトルの一部を空のままにすることが有益であり得ることを提案している。しかしながら、これが有効であるために、802.11OFDMAエアインターフェースは、帯域幅のどれくらいが他のシステムに割り当てられ得るかと、総帯域幅内のどこにIoTシステムが配置され得るかの両方に関して、十分にフレキシブルでなければならない。
説明のより容易な理解のために、802.11axは、広帯域システムの具体的な例として使用される。詳細には、公称チャネル帯域幅が20MHzであり、256点逆高速フーリエ変換(IFFT)を使用して信号が生成され、その結果、サブキャリア間隔が20/256MHz=78.125kHzになり、1つのOFDMAシンボルの持続時間が、サイクリックプレフィックス(CP)を含まずに、256/20μs=12.8μsであると仮定される。
IEEE802.11axはOFDMAのサポートを有し、これは、20MHzスペクトルが様々なサイズのリソースユニット(RU)に分割され得ることを意味する。20MHzチャネルの場合、RUについて、2、4、8、および18MHzにほぼ対応する4つのサイズのみがある(最後のサイズは、フル(full)チャネルの使用に対応する)。IEEE802.11axのためのRU割り当て例が図14に示されており、帯域中の数が、20MHzの総割り当てのためのサブキャリアの数を示す。IEEE802.11ax STAが、一度に1つのRUのみを割り振られ得る。
広帯域局(WB STA)UL送信に鑑みた、知られている干渉物としての、狭帯域局(NB STA)からのアップリンク(UL)送信を考慮することと、これに耐えるように変調符号化方式(MCS)を適応させることとによって、WB STAとNB STAとのために共通に使用される帯域幅の効率的な利用が達成される。
第1の態様によれば、広帯域無線局と狭帯域無線局の両方をサーブするために構成されたアクセスポイントが提供され、狭帯域無線局は、広帯域無線局が動作する帯域幅のサブセット上で動作する。アクセスポイントは、トランシーバとコントローラとを備える。コントローラは、広帯域局および第1の狭帯域無線局のためのサブキャリアの第1のセットの同時利用を、トランシーバに、使用されるべきサブキャリアの第1のセットに関する第1のサブキャリア提案を第1の狭帯域無線局に送信することと、使用されるべきサブキャリアの第1のセットを含むサブキャリアに関する変調符号化方式(MCS)提案を広帯域局に送信することとを行わせることによって、スケジュールするように構成される。提案されたMCSは、サブキャリアの第1のセット中での第1の狭帯域無線局からの送信によって引き起こされる、広帯域無線局からの送信に対する干渉に鑑みた、増加されたロバストネスを有するように適応される。
コントローラは、第2の狭帯域無線局のためのサブキャリアの第2のセットの同時利用を、トランシーバに、使用されるべきサブキャリアの第2のセットに関する第2のサブキャリア提案を第2の狭帯域無線局に送信することを行わせることによって、スケジュールするように構成され得る。広帯域無線局によって使用されるサブキャリアはサブキャリアの第2のセットを含み得、提案されたMCSの増加されたロバストネスは、また、サブキャリアの第2のセット中での第2の狭帯域無線局からの送信によって引き起こされる、広帯域無線局からの送信に対する干渉に鑑みるように適応され得る。
増加されたロバストネスをもつMCSは、狭帯域無線局からの干渉の不在下の、広帯域無線局のチャネルステータスに基づいて使用されたであろうMCSに鑑みた、増加されたロバストネスを有し得る。
狭帯域無線局によって使用されるべき、提案されたサブキャリアが、広帯域無線局によって使用されるべきサブキャリアの中から選択され得、広帯域無線局のチャネルステータスは、広帯域無線局によって使用されるべきサブキャリアのうちの別のサブキャリアについてよりも悪い。提案されたサブキャリアの選択は、最悪のチャネルステータスを有する広帯域無線局によって使用されるべきサブキャリアのうちのサブキャリアのサブセットであり得、別の狭帯域無線局によって使用されない。
コントローラは、トランシーバに、狭帯域局によって干渉されることが予想される1つまたは複数のサブキャリアに関する情報を広帯域無線局に送信することを行わせるように構成され得る。狭帯域無線局によって干渉されることが予想される1つまたは複数のサブキャリアに関する情報は、MCS提案とともに送信され得る。
第2の態様によれば、広帯域無線局と狭帯域無線局の両方をサーブするために構成されたアクセスポイントの制御下で動作するように構成された広帯域無線局が提供され、狭帯域無線局は、広帯域無線局が動作する帯域幅のサブセット上で動作する。広帯域無線局は、トランシーバとコントローラとを備える。トランシーバは、使用されるべきサブキャリアのための変調符号化方式(MCS)提案を受信するように構成される。コントローラは、MCS提案に基づいて適応されるべきアクセスポイントへの送信の準備を制御するように構成される。トランシーバは、準備された送信を送信するように構成される。
広帯域無線局のトランシーバは、狭帯域無線局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの1つまたは複数のセットに関する情報を受信するように構成され得る。広帯域無線局のコントローラは、狭帯域無線局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの1つまたは複数のセットに対応するサブキャリアの取り消しを引き起こすように構成され得る。狭帯域無線局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの1つまたは複数のセットに関する情報は、アクセスポイントから受信され得る。代替的に、狭帯域無線局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの1つまたは複数のセットに関する情報は、アクセスポイントと無線局との間のチャネルを監視することによって受信され得る。
受信された提案されたMCSは、狭帯域無線局からの送信によって引き起こされる、広帯域無線局からアクセスポイントへの送信に対する干渉に鑑みた、増加されたロバストネスを有するように適応された、MCSを含み得、アクセスポイントへの送信の準備のための適用されるMCSが、提案されたMCSである。代替的に、アクセスポイントへの送信の準備のための適用されるMCSは、受信された提案されたMCSに基づき得るが、狭帯域無線局からの送信によって引き起こされる、広帯域無線局からアクセスポイントへの送信に対する干渉に鑑みた、増加されたロバストネスを有するように適応される。
第3の態様によれば、広帯域無線局と狭帯域無線局の両方をサーブするために構成されたアクセスポイントの方法が提供され、狭帯域無線局は、広帯域無線局が動作する帯域幅のサブセット上で動作する。本方法は、広帯域局および第1の狭帯域無線局のためのサブキャリアの第1のセットの同時利用をスケジュールすることと、使用されるべきサブキャリアの第1のセットに関する第1のサブキャリア提案を第1の狭帯域無線局に送信することと、使用されるべきサブキャリアの第1のセットを含むサブキャリアに関する変調符号化方式(MCS)提案を広帯域局に送信することとを含み、提案されたMCSは、サブキャリアの第1のセット中での第1の狭帯域無線局からの送信によって引き起こされる、広帯域無線局からの送信に対する干渉に鑑みた、増加されたロバストネスを有するように適応される。
本方法は、第2の狭帯域無線局のためのサブキャリアの第2のセットの同時利用をスケジュールすることと、使用されるべきサブキャリアの第2のセットに関する第2のサブキャリア提案を第2の狭帯域無線局に送信することとを含み得、広帯域無線局によって使用されるサブキャリアはサブキャリアの第2のセットを含み、提案されたMCSの増加されたロバストネスは、また、サブキャリアの第2のセット中での第2の狭帯域無線局からの送信によって引き起こされる、広帯域無線局からの送信に対する干渉に鑑みるように適応される。
増加されたロバストネスをもつMCSは、狭帯域無線局からの干渉の不在下の、広帯域無線局のチャネルステータスに基づいて使用されたであろうMCSに鑑みた、増加されたロバストネスを有し得る。
本方法は、狭帯域無線局によって使用されるべき、提案されたサブキャリアを、広帯域無線局によって使用されるべきサブキャリアの中から選択することを含み得、広帯域無線局のチャネルステータスは、広帯域無線局によって使用されるべきサブキャリアのうちの別のサブキャリアについてよりも悪い。提案されたサブキャリアの選択は、最悪のチャネルステータスを有する広帯域無線局によって使用されるべきサブキャリアのうちのサブキャリアのセットを選択することを含み得、別の狭帯域無線局によって使用されない。
本方法は、狭帯域局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの1つまたは複数のセットに関する情報を広帯域無線局に送信することを含み得る。狭帯域無線局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの1つまたは複数のセットに関する情報の送信は、MCS提案の送信とともに行われ得る。
第4の態様によれば、広帯域無線局と狭帯域無線局の両方をサーブするために構成されたアクセスポイントの制御下で動作するように構成された広帯域無線局の方法が提供され、狭帯域無線局は、広帯域無線局が動作する帯域幅のサブセット上で動作する。 本方法は、使用されるべきサブキャリアに関する変調符号化方式(MCS)提案と、狭帯域無線局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの1つまたは複数のセットであって、サブキャリアのセットが、使用されるべきサブキャリアのサブセットである、サブキャリアの1つまたは複数のセットとのうちの少なくとも1つに関する情報を受信することを含む。本方法は、受信された情報に基づいてMCSを選択することと、MCS選択に基づいてアクセスポイントへの送信を準備することと、準備された送信を送信することとをさらに含む。
本方法は、狭帯域無線局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの1つまたは複数のセットに対応するサブキャリアを取り消すことを含み得る。
狭帯域無線局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの1つまたは複数のセットに関する情報の受信は、アクセスポイントから情報を受信することを含み得る。代替的に、狭帯域無線局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの1つまたは複数のセットに関する情報の受信は、アクセスポイントと無線局との間のチャネルを監視することと、そこから情報を取得することとを含み得る。
受信された提案されたMCSは、狭帯域無線局からの送信によって引き起こされる、広帯域無線局からアクセスポイントへの送信に対する干渉に鑑みた、増加されたロバストネスを有するように適応された、MCSを含み得、アクセスポイントへの送信の準備のための適用されるMCSが、提案されたMCSである。代替的に、アクセスポイントへの送信の準備のための適用されるMCSは、受信された提案されたMCSに基づき得るが、狭帯域無線局からの送信によって引き起こされる、広帯域無線局からアクセスポイントへの送信に対する干渉に鑑みた、増加されたロバストネスを有するように適応される。
第5の態様によれば、アクセスポイントのプロセッサ上で実行されたとき、アクセスポイントに、第3の態様による方法を実施させる命令を備える、コンピュータプログラムが提供される。
第6の態様によれば、広帯域無線局のプロセッサ上で実行されたとき、広帯域無線局に、第4の態様による方法を実施させる命令を備える、コンピュータプログラムが提供される。
本開示の上記の、ならびに追加の目的、特徴および利点は、添付の図面を参照しながら、本開示の好ましい実施形態の以下の例示的で非限定的な詳細な説明を通して、より良く理解される。
図1は、広帯域(WB)無線局(STA)によって使用されるべき帯域幅(BW)リソースおよび狭帯域(NB)無線STAによって同時に使用されるべきサブセットBWリソースのための周波数図を概略的に示す。そのようなNB無線STAおよびそのための対応する方法の例が、Telefonaktiebolaget LM Ericsson(publ)によって2017年5月9日に出願された米国仮出願第62/503,361号で開示されており、その出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。ここで、本開示で考察される問題は、NB STAアップリンク(UL)送信が、時間と周波数の両方においてWB STAに部分的に重複し、したがって、アクセスポイントがWB STAからUL送信を受信するとき、干渉を引き起こす場合であることがわかる。旧来、これは、重複が生じないようにリソースを割り当てることによって解決されたが、これは全体的なシステム性能を劣化させ得る。本開示では、手法は、代わりに、WB STAからのUL送信のコーディングロバストネスを改善し、その場合、ロバストネスがNB STA UL送信のために十分であると仮定し、NB STA UL送信がWB STA UL送信の時間において重複することおよびWB STA UL送信のBWの一部と重複することを許すことである。このための例示的なシステムがWB STAのためのIEEE802.11axおよびNB STAのためのBluetooth低エネルギーであり、それらについていくつかの具体的な例が本明細書で提供されるが、読者が本開示から理解するように、この手法はシステムの他の組合せに好適である。
広帯域システムのために利用可能な帯域幅の小さい部分に狭帯域システムを割り当てるために、直交周波数分割多元接続(OFDMA)を使用することは、少なくともOFDMAシステムがこの特徴を念頭に置いて設計された場合、IoT適用例ならびに高データレート適用例の両方をコンカレントにサポートする極めて単純で有効な手段である。
IEEE802.11ax OFDMAにおいて、STAのためのスペクトルの恣意的な割り当ては可能でない。現在、OFDMAが狭帯域デバイスのためにスペクトルの一部をあけるために使用されることになる場合、全帯域幅(18MHz)の中から広帯域デバイスのために使用され得る最大帯域幅は8MHzである。これは、大きな性能劣化を生じる。
OFDMAシステムが狭帯域サポートを念頭に置いて設計されたと仮定しても、それは、送信STAにおける、狭帯域システムがどこで送信するかについての知識を必要とする。そのような知識が利用可能でない場合、または送信STAがOFDMAをサポートさえしない場合、狭帯域干渉が、著しく性能を劣化させ得る。
本開示では、狭帯域信号をオーバーレイすることによってUL中で広帯域信号とコンカレントに狭帯域信号を送信するための手段を導入することが、提唱される。この手法は、狭帯域送信機と広帯域送信機の両方にとって完全に透過的にされ得、追加の複雑さはネットワークノード中の受信機に課され得る。狭帯域信号のコンカレント送信を可能にするように広帯域信号の帯域幅を適応させる代わりに、変調符号化方式(MCS)が、干渉される帯域幅の部分を考慮するように調整される。広帯域送信機は、潜在的に、スペクトルのどの部分が狭帯域ユーザに割り当てられるかに関して通知され、このようにして、狭帯域システムが経験する干渉を低減し得る。MCSの調整は、また、どのくらい複雑な受信機処理が利用可能であるか、およびネットワークノードにおける、狭帯域信号と広帯域信号との間の相対電力オフセットを考慮に入れ得る。
提唱されるソリューションは、効率的なコンカレントUL送信を提供する。このソリューションは、より高いスペクトル効率を生じ得、STAに透過的であり得るやり方で実装され得る。
図2は、アクセスポイント(AP)100と、WB無線STA110、120と、NB無線STA130、140とをもつシステムを概略的に示す。AP100は、WB STAのための、またはNB STAのためのスケジューラであるか、あるいはその両方であり得る。AP100は、単一のアクセス技術に従って動作するように構成されるか、または複数のアクセス技術に従って動作するように構成された複雑なユニットであり得る。いくつかの実施形態によれば、WB STAとNB STAの両方がレガシーデバイスであり得、すなわち、改善を達成するための唯一の適応がAP100において行われる。いくつかの実施形態によれば、NB STAはレガシーデバイスであり得るが、適応が、AP100、および本明細書で説明されるUL送信を実施するWB STA110、120に対して行われる。
図3は、一実施形態による、動作を示す信号方式である。この実施態様では、APのみが本明細書で説明される特定の特徴を有する必要があり、WB STAおよびNB STAはレガシーデバイスであり得る。最初に、たとえばレガシー手法に従った何らかのプロシージャが、UL送信のための要求のために、およびこれらのための可能なグラントのために実施される。したがって、APは、NB STAが、WB STAによるUL送信と少なくとも部分的に重複するUL送信を実施することに気づいており、したがって、NB STA UL送信がWB STA UL送信に干渉することを知る。APは、このことから、干渉が存在しない場合と比較して、コーディングにおいて、すなわち変調符号化方式(MCS)の適応において、どのくらいの増加されたロバストネスがWB STA UL送信の適切な受信および復号のために必要とされるかを決定する。APは、それに応じてWB STAにMCS提案を通信し、WB STAは、好ましくは、それに応じてUL送信のためのMCSを選択する。APはまた、NB STAに、使用すべきリソースユニット(RU)に関する提案を送信し得、NB STAは、それに応じて、使用すべきRUを選択するが、これは、APおよびNB STAがそのようなやり方で動作するように構成された場合のみ行われる。NB STAは、同様に、自律的なやり方でまたは所定の方式に従って動作し得、RU選択はもっぱらNB STAにおいて行われる。次いで、WB STAおよびNB STAは、それらのUL送信を実施し、APは、送信を受信し、復号する。
図4は、一実施形態による、動作を示す信号方式である。この実施形態では、APおよびWB STAは、本明細書で説明される特徴を有する必要があり、NB STAはレガシーデバイスであり得る。最初に、たとえばレガシー手法に従った何らかのプロシージャが、UL送信のための要求のために、およびこれらのための可能なグラントのために実施される。したがって、APは、NB STAが、WB STAによるUL送信と少なくとも部分的に重複するUL送信を実施することに気づいており、したがって、NB STA UL送信がWB STA UL送信に干渉することを知る。APは、これに関する情報をWB STAに通信する。
その情報は、どのリソースユニットがNB STAによって干渉されることが予想されるか、すなわち、どのサブキャリアが、それが1つまたは複数のNB STAが関与するかどうかに応じて、どの1つまたは複数のセットが、影響を受けるかに関する情報を含む。したがって、WB STAは、たとえばチャネルに関するこのおよび他の情報に基づいて、UL送信に好適なMCSを選択する。
その情報は、たとえば、図3を参照しながら論証されたMCS提案をも含み得、すなわち、APは、このことから、コーディングにおいて、すなわち変調符号化方式(MCS)の適応において、どのくらいの増加されたロバストネスがWB STA UL送信の適切な受信および復号のために必要とされるかを決定する。WB STAは、この提案を考慮するか、またはMCS提案を考慮せずにMCS選択を行い得る。
APはまた、NB STAに、使用すべきリソースユニット(RU)に関する提案を送信し得、NB STAは、それに応じて、使用すべきRUを選択するが、これは、APおよびNB STAがそのようなやり方で動作するように構成された場合のみ行われる。NB STAは、同様に、自律的なやり方でまたは所定の方式に従って動作し得、RU選択はもっぱらNB STAにおいて行われる。
次いで、WB STAおよびNB STAは、それらのUL送信を実施し、APは、送信を受信し、復号する。
図5は、一実施形態による、動作を示す信号方式である。この実施形態では、APおよびWB STAは、本明細書で説明される特徴を有する必要があり、NB STAはレガシーデバイスであり得る。最初に、たとえばレガシー手法に従った何らかのプロシージャが、UL送信のための要求のために、およびこれらのための可能なグラントのために実施される。したがって、APは、NB STAが、WB STAによるUL送信と少なくとも部分的に重複するUL送信を実施することに気づいており、したがって、NB STA UL送信がWB STA UL送信に干渉することを知る。APは、これに関する情報をWB STAに通信する。その情報は、NB STAによって干渉されることが予想されるのがどのリソースユニットか、すなわち、影響を受けるのはどのサブキャリアか、それが1つまたは複数のNB STAが関与するかどうかに応じて、影響を受けるのはどの1つまたは複数のセットか、に関する情報を含む。図4を参照しながら論証された実施形態では、WB STAは、UL送信に好適なMCSを選択する。
被干渉サブキャリア上で送信された情報は、おそらく、APにおいて正常に復号されないことになるが、これは、使用される、よりロバストな符号化方式によって対処され、たとえば、サブキャリアの間の情報のインターリービングが使用される。ただし、これらのサブキャリアが実際に情報を伝達しないと仮定して、WB STAは、それらの情報を送信することを省略し得る。これは、電力を節約し、システム全般における全体的干渉と、特に、NB STA通信に影響を及ぼす干渉とを低減し得る。したがって、WB STAが、NB STAによって干渉されることが予想されるサブキャリアのセットに関係する情報をヌリングすることが提案される。このことの理解のために、図7および図8を参照しながら一例が提供される。図7は、図7の左側に幅広矢印によって示されている情報ストリームを受信し、実際のサブキャリアを形成する逆高速フーリエ変換器(IFFT)702にシンボルを提供する、変調器700を示す。この手法は、直交周波数分割アクセス(OFDMA)システムのために広く使用される。図8は、IFFT802にシンボルを提供する変調器800を示すが、NB STAによって干渉されることが予想されるサブキャリアに対応するシンボルが、バツ印で消されることによって図8中で示されているように、0に設定される。したがって、それに応じて送信が形成される。
次いで、WB STAおよびNB STAは、それらのUL送信を実施し、APは、送信を受信し、復号する。
図6は、実施形態による、無線デバイス600を概略的に示すブロック図である。図6は、本開示について関連する部分について、APとSTAの両方に適用可能である。無線デバイス600は、アンテナ構成604に接続されたトランシーバ602を備える。トランシーバ602は、フィルタ、増幅器などのハードウェアを備えるが、処理手段をも備え得る。無線デバイスはコントローラ606をさらに備え、コントローラ606は1つまたは複数のプロセッサとして実装され得る。トランシーバ602の1つまたは複数のプロセッサと、コントローラ606の1つまたは複数のプロセッサとは、少なくとも部分的に共用であり得る。
図9は、実施形態による、APの方法を示すフローチャートである。図3〜図5を参照しながら上記で論証されたように、UL送信のための何らかの要求プロシージャが、適用可能なアクセスネットワークの規格に従って実施されたと仮定される。APは、902において、NB STAによるUL送信のために使用されるべきである1つまたは複数のRU、すなわちサブキャリアの1つまたは複数のセットをスケジュールまたは識別する。ここで、「スケジュールする」は、APがRUを決める場合であり、「識別する」は、別のエンティティがRUを決める場合である。いずれの場合も、APは、NB STA UL送信の影響を受ける1つまたは複数のRUに気づいていることになる。
随意に、APがNB UL送信のためのRUを決める場合、APは、901において、NB STA UL送信のための1つまたは複数のRUを選択し得、これは、たとえば、WB STAからのチャネルがいずれにせよ悪いサブキャリアのように行われ得る。たとえば、WB STAによって使用されるサブキャリアのためのチャネル特性が決定され得、NB UL送信のために使用可能であるサブキャリアのセットがランク付けされ、最悪のチャネル特性を有するサブキャリアのセットが、NB UL送信のために、901において選ばれ、902においてスケジュールされる。
さらに、APがNB UL送信のためのRUを決める場合、APは、903において、NB STAに、スケジュールされたRUに関する情報を送信する。
APは、WB STA UL送信のために使用されるべきサブキャリアの中で、NB STA UL送信によって干渉される少なくとも可能性があるサブキャリアに関する知識を有する。したがって、APは、904において、そのような干渉に耐える可能性があるMCSを決定する。決定904は、WB STAからのチャネルに対する他の雑音および干渉を決定することを含み、これに、可能性があるNB UL送信によって引き起こされる、予想される干渉を加え、この雑音および干渉ピクチャから、提案されたMCSにマッピングし得る。提案されたMCSは、906において、WB STAに送信される。随意に、NB UL送信のために使用されるべきである1つまたは複数のRUに関する情報が、907において、WB STAに送信される。
上記で論証されたアクションは、UL送信に関与する、1つまたは複数のNB STAおよび1つまたは複数のWB STAに適用可能である。次いで、APは、908において、STA、すなわちNB STAとWB STAの両方からUL送信を受信することが可能である。
図9を参照しながら論証された異なる実施形態による方法は、APがWB STAに好適なMCSを決定することに基づく。しかしながら、好適なMCSの決定は、一実施形態によるアクセスポイントの方法を示すフローチャートである図10を参照しながら論証されるように、WB STAに課され得る。
図3〜図5を参照しながら上記で論証されたように、UL送信のための何らかの要求プロシージャが、適用可能なアクセスネットワークの規格に従って実施されたと仮定される。APは、1002において、NB STAによるUL送信のために使用されるべきである1つまたは複数のRU、すなわちサブキャリアの1つまたは複数のセットをスケジュールまたは識別する。ここで、「スケジュールする」は、APがRUを決める場合であり、「識別する」は、別のエンティティがRUを決める場合である。いずれの場合も、APは、NB STA UL送信の影響を受ける1つまたは複数のRUに気づいていることになる。
随意に、APがNB UL送信のためのRUを決める場合、APは、1001において、NB STA UL送信のための1つまたは複数のRUを選択し得、これは、たとえば、WB STAからのチャネルがいずれにせよ悪いサブキャリアのように行われ得る。たとえば、WB STAによって使用されるサブキャリアのためのチャネル特性が決定され得、NB UL送信のために使用可能であるサブキャリアのセットがランク付けされ、最悪のチャネル特性を有するサブキャリアのセットが、NB UL送信のために、1001において選ばれ、1002においてスケジュールされる。
さらに、APがNB UL送信のためのRUを決める場合、APは、1003において、NB STAに、スケジュールされたRUに関する情報を送信する。
APは、WB STA UL送信のために使用されるべきサブキャリアの中で、NB STA UL送信によって干渉される少なくとも可能性があるサブキャリアに関する知識を有する。したがって、APは、1006において、NB UL送信のために使用されるべき1つまたは複数のRUに関する情報を、WB STAに送信する。図12を参照しながら論証されるように、WB STAは、次いで、それに応じてアクションをとることが可能である。次いで、APは、1008において、STA、すなわちNB STAとWB STAの両方からUL送信を受信することが可能である。
情報は、提案されたMCSおよび/または使用されるNB UL RUに関する情報であるかどうかにかかわらず、別個のパケット中で、または制御パケットのヘッダの一部として送られ得る。代替的に、WB STAは、チャネル自体を監視することによってこの情報を学習し得、または、NB送信が常に生じることが知られ得る。MCS選択アルゴリズムは、自己学習であり得、すなわちNB UL送信に関する知識に基づくMCS選択のモデルが、成功したまたはあまり成功しなかった前の適応に基づいて更新され得る。
上記で論証されたものによる方法は、特に、上記で論証されたAPの、コントローラ606と、場合によってはトランシーバ602もが、MCSの適切な割り振りを扱うプロセッサを備える場合、コンピュータおよび/またはプロセッサなどの処理手段の援助を伴う実装に好適である。したがって、処理手段、プロセッサ、またはコンピュータに、図1〜図10を参照しながら説明された実施形態のうちのいずれかによる方法のうちのいずれかのステップを実施させるように構成された命令を備える、コンピュータプログラムが提供される。コンピュータプログラムは、好ましくは、図11に示されているように、コンピュータ可読媒体1100に記憶されたプログラムコードを備え、そのプログラムコードは、処理手段、プロセッサ、またはコンピュータ1102によってロードされ、実行され得、処理手段、プロセッサ、またはコンピュータ1102に、それぞれ、本開示の実施形態による方法を、好ましくは、図1〜図10を参照しながら説明された実施形態のうちのいずれかとして実施させる。コンピュータ1102およびコンピュータプログラム製品1100は、方法のうちのいずれかのアクションが段階的に実施される場合、プログラムコードを連続的に実行するように構成され得るが、同様に、リアルタイムプロシージャによるアクションを実施するように構成され得る。処理手段、プロセッサ、またはコンピュータ1102は、好ましくは、通常、組込みシステムと呼ばれるものである。したがって、図11中の図示されたコンピュータ可読媒体1100およびコンピュータ1102は、原理の理解を提供するための説明の目的のためのものにすぎないと解釈されるべきであり、エレメントの直接的な説明として解釈されるべきではない。
上記で論証されたように、WB STAは、MCS提案を受信するか、または、好適なMCSを、それ自体で、NB UL送信のために使用されるRUに関する情報から決定するように構成され得、WB STAは、直接、適応されたMCSを適用するか、または、NB UL送信のために使用され、したがってNB UL送信によって干渉される、サブキャリアに対応するシンボルのヌリングをも実施するように構成され得る。図12は、異なるオプションが含まれる実施形態による、広帯域無線局の方法を示すフローチャートである。
図3〜図5を参照しながら上記で論証されたように、UL送信のための何らかの要求プロシージャが、適用可能なアクセスネットワークの規格に従って実施されたと仮定される。WB STAは、1202において、提案されたMCSを受信し、および/または1204において、NB UL送信が生じる可能性があるRUに関する情報を受信する。WB STAがRUに関する情報を受信した場合、WB STAは、1205において、好適なMCSを決定し得、これは、APについて上記で論証されたのと同様のやり方で実施され得る。
WB STAは、1206において、選択されたMCSを適用するUL送信を準備する。場合によっては、WB STAは、RUに対応するサブキャリアをパンクチャし、たとえば、NB UL送信によって干渉される可能性があるサブキャリアまたは干渉されることが知られているサブキャリアに対応するシンボルが、0に設定される。次いで、1208において、UL送信が送信される。
上記で論証されたものによる方法は、特に、上記で論証されたWB STAの、コントローラ606と、場合によってはトランシーバ602もが、MCSの適切な割り振りを扱うプロセッサを備える場合、コンピュータおよび/またはプロセッサなどの処理手段の援助を伴う実装に好適である。したがって、処理手段、プロセッサ、またはコンピュータに、図1〜図8、および図12を参照しながら説明された実施形態のうちのいずれかによる方法のうちのいずれかのステップを実施させるように構成された命令を備える、コンピュータプログラムが提供される。コンピュータプログラムは、好ましくは、図13に示されているように、コンピュータ可読媒体1300に記憶されたプログラムコードを備え、そのプログラムコードは、処理手段、プロセッサ、またはコンピュータ1302によってロードされ、実行され得、処理手段、プロセッサ、またはコンピュータ1302に、それぞれ、本開示の実施形態による方法を、好ましくは、図1〜図8、および図12を参照しながら説明された実施形態のうちのいずれかとして実施させる。コンピュータ1302およびコンピュータプログラム製品1300は、方法のうちのいずれかのアクションが段階的に実施される場合、プログラムコードを連続的に実行するように構成され得るが、同様に、リアルタイムプロシージャによるアクションを実施するように構成され得る。処理手段、プロセッサ、またはコンピュータ1302は、好ましくは、通常、組込みシステムと呼ばれるものである。したがって、図13中の図示されたコンピュータ可読媒体1300およびコンピュータ1302は、原理の理解を提供するための説明の目的のためのものにすぎないと解釈されるべきであり、エレメントの直接的な説明として解釈されるべきではない。
いくつかの具体的な例が、例示的なシステムにおける手法の適用のより良い理解のために、以下で与えられる。第1に、一例が透過的なオーバーレイされたUL送信のコンテキストで与えられ、第2に、選択的ブランキングをもつオーバーレイされたUL送信を用いる一例が与えられる。
第1の例では、APは、20MHzチャネル中の同じタイムスロット中で、IEEE802.11ax UL送信とNB−WiFi送信の両方をスケジュールする。NB−WiFiの帯域幅は、たとえば、最小サイズのRUにちょうど収まり得るが、その帯域幅は、この例のワーキングプロシージャに影響を及ぼすことなしに、より小さくまたはより大きくなり得る。
単一のSTAからの802.11ax送信が、26、52、106または242個のサブキャリアのRUサイズを使用しなければならず、NB−WiFiが、最小RU、すなわち、26個のサブキャリアに対応する帯域幅を有すると仮定されるので、プレーン(plain)OFDMAを使用することは、IEEE802.11axが、106サブキャリア幅RUに割り当てられ、NB−WiFiが、26サブキャリア幅RUに割り当てられ、事実上、106サブキャリア幅RUが未使用になる、すなわち、浪費されることを意味するであろう。
第1の例によれば、広帯域STAは、代わりに、最大RU、すなわち、242サブキャリア幅RUを使用するようにスケジュールされ、NB−WiFi STAは、この帯域幅内のどこかでスケジュールされる。一例として、NB−WiFi STAは、26サブキャリアRUのうちの1つを使用するようにスケジュールされ得る。最大RUを使用するように802.11ax STAをスケジュールすることに加えて、APは、また、どのMCSが使用されるべきであるかを決める。次に、NB−WiFi STAが、IEEE802.11ax STAに割り当てられるRUの小さい部分を使用するようにスケジュールされるので、APは、どのMCSがIEEE802.11ax STAのために使用されるべきであるかを選択するとき、このことを考慮に入れる。一例として、干渉なしの好ましいMCSが、たとえば、16QAMおよびレート0.75コードであった場合、APは、代わりに、受信された広帯域信号の小さい部分が著しく干渉を受けることを考慮するために、広帯域IEEE802.11ax STAが16QAMおよびレート0.5コードを使用するべきであると決め得る。
したがって、要点は、APが、狭帯域送信がどれくらいの劣化を生じるかを決定し、それに応じてMCSを調整し得ることである。APが、狭帯域信号を容易に復調し、次いで、広帯域信号からの干渉を減じることが可能である状況があり得、その場合、狭帯域干渉がまったくなかったかのように同じMCSを使用することが可能であり得る。
APにおける復調は、また、逆の順序で実施され得、すなわち、APは、第1に広帯域信号を復調することを選択し、その結果に基づいて、広帯域送信機から来る受信された信号を再生成し、次いで、これを、全体として受信された信号から減じて、狭帯域信号に対して引き起こされた干渉を効果的に減じ得る。
第2の例では、広帯域STAは、帯域幅のその部分が別のユーザによって使用されることに気づき、したがって、対応するサブキャリアをヌルアウトするように要求される。ヌルアウトされるように要求されるサブキャリアの数は、特定のRUに対応することも対応しないこともある。広帯域STAに、狭帯域STAによって使用されるサブキャリア上でいかなるデータも送らないように要求することによって、狭帯域信号に対する広帯域信号からの干渉が、著しく低減され、したがって、一般に、APにおける狭帯域信号の受信を改善する。
ここで、IEEE802.11における狭帯域IoT信号をオーバーレイする実現可能性が、様々な非限定的な例を含む図15〜図27を参照しながら説明される。
IoT適用例を対象とする狭帯域信号がオーバーレイによってレガシーWi−Fi信号とコンカレントに送信される事例が、研究される。コンカレント動作は、将来のモノのインターネット(IoT)社会において、高いスペクトル効率を達成するための手段と見られる。さらに、コンカレント動作は、レガシーデバイスと共存するために行われ得る狭帯域信号をサポートするための比較的単純な手段を可能にする。送信機と受信機の両方についての様々な仮定の下でのアップリンクに関する性能が、研究される。この手法は、レガシートランシーバの変更なしに機能するが、ここで、レガシーWi−Fi受信機の最小の変更によって、広帯域送信のための有意な利得が達成され得ることが示される。さらに、また、広帯域送信機が狭帯域送信機に気づいている場合、小さい変更が狭帯域送信の性能を改善し得る。
IoTに対処する無線規格は、Bluetooth無線技術、Zigbee、およびSigfoxを含む。現在、Wi−Fi802.11技術において、2.4GHz ISM帯域および5GHz帯域中での良好なIoTサポートについてそれほど多くの改善はない。ただし、802.11内でのIoTサポートは、たとえば802.11nおよび802.11acにおいてサポートされる最小帯域幅である20MHzよりもかなり狭い帯域幅を使用することによって達成され得る。IEEE802.11は、現在、ある修正、802.11axを開発しており、802.11axは、通常、ライセンス済み帯域中でのみサポートされる、新しい特徴をサポートする。そのような特徴の例は、たとえば、アップリンク(UL)とダウンリンク(DL)の両方のための直交周波数分割多元接続(OFDMA)である。802.11axにおけるOFDMAの導入では、局(STA)に割り当てられ得る最小帯域幅は、約2MHzである。OFDMAは、原則として、帯域幅を共有することによって狭帯域ユーザを広帯域ユーザと多重化することを可能にするが、リソースユニット(RU)が802.11axにおいて割り当てられ得るやり方は制限されており、さらに、802.11nおよび802.11acのみをサポートするデバイスは、この手法を使用することが可能でないであろう。
ここで、(ここでは、WB−WiFiシステムと呼ばれる)20MHz 802.11axシステムが(ここでは、NB−WiFiと呼ばれる)2MHz OFDMシステムと共存するが、チャネルがOFDMAではなくオーバーレイによって共有される、シナリオが考慮される。この手法は、さらに、原則として、IEEE802.11nおよびIEEE802.11acにも適用可能であろう。特に、WB−WiFi STAとNB−WiFi STAが両方とも、アクセスポイント(AP)にコンカレントにデータを送信するアップリンク(UL)事例が研究される。これは、図15に示されている。そのような送信は、NB信号がWB信号にオーバーレイされると見なされ得るので、ここではオーバーレイ送信と呼ばれる。第1に、オーバーレイを使用して、WB STAがレガシー802.11ax STAである事例が考慮される。APにおいて、WB信号を復号するとき、2つの事例、すなわち、オーバーレイアンアウェア復号とオーバーレイアウェア復号とが考慮される。オーバーレイアンアウェア復号を使用するとき、APは、NB STAからの干渉信号の知識を使用せずに復号を実施するが、オーバーレイアウェア復号では、復号性能を改善するための特殊な方法が考慮される。第2に、NB信号が送信される、送信信号の一部をブランキングすることによって、WB STAがNB STAのために楽にする事例が考慮される。シミュレーション結果によって、向上した共存のために必要とされるこれらの比較的単純な変更が、コンカレント送信の性能を著しく改善し、良好なスペクトル効率を可能にすると結論付けられた。
以下で、何らかの予備行為およびシステムモデル、信号通信のための方法、シミュレーション結果、ならびに最後に結論が説明される。
以下で、説明は、WBシステムとして、802.11axヌメロロジーを使用する。興味深いいくつかの機構が802.11ax修正中に存在する。
1)基本ヌメロロジー:802.11ax修正では、複数のBWオプションが利用可能である。ここで、焦点は、20MHzのデフォルトチャネルBWにある。プリアンブルでは、レガシーフィールドおよびシグナリングフィールドが、64点逆高速フーリエ変換(IFFT)を使用して規定され、20/64MHz=312.5kHzのサブキャリア間隔を提供する。その後、高効率(HE)トレーニングフィールド、HE−STFおよびHE−LTFが来て、その後に、データ部が続き、それらのすべてが、256点IFFTを使用して生成される。したがって、この部分のサブキャリア間隔は20/256MHz=78.125kHzになり、1つのOFDMシンボルの持続時間は、ガードインターバル(GI)を含まずに、256/20μs=12.8μsである(ガードインターバルという用語とサイクリックプレフィックスという用語とが互換的に使用され、同じものを指す)。
2)直交周波数分割多元接続:802.11ax規格における直交周波数分割多元接続(OFDMA)サポートは、使用される帯域幅の選択におけるあるフレキシビリティを提供する。一方では、802.11ax修正は、20、40、80、および160MHzチャネル上で送信することを可能にする。他方では、各チャネルが、異なるサイズのリソースユニット(RU)に分割され得る。20MHzチャネルの場合、RUについて、ほぼ2、4、8、および18MHzの帯域幅に対応する4つのサイズがある(最後のサイズは、フル(full)チャネルの使用に対応する)。これらは、図15に示されている。2MHz RUは、利用可能な26個のサブキャリアを有する。STAは、1つの26サブキャリアRU、1つの52のサブキャリアRU、1つの106サブキャリアRU、または242個のサブキャリアに対応する全帯域幅のいずれかを割り当てられ得る。802.11axにおいてOFDMAを使用するとき、1つのSTAが2MHzの1つのRUを割り振られた場合、第2のSTAが割り振られ得る最大の重複しないRUが8MHzであることに留意されたい。
3)トリガフレームを使用するアクセスポイントスケジューリング:802.11ax修正では、APは、トリガフレーム(TF)を送ることによってアップリンクマルチユーザ(MU)送信をスケジュールし得る。TFは、各STAのためのスケジューリング情報(RU割り当ておよび変調符号化方式(MCS))を含んでいる。TFはまた、時間同期を提供する目的を果たす(UL送信は、TFの後の所定の時間遅延、SIFSの後に開始する)。
1)基本ヌメロロジー:802.11ax修正では、複数のBWオプションが利用可能である。ここで、焦点は、20MHzのデフォルトチャネルBWにある。プリアンブルでは、レガシーフィールドおよびシグナリングフィールドが、64点逆高速フーリエ変換(IFFT)を使用して規定され、20/64MHz=312.5kHzのサブキャリア間隔を提供する。その後、高効率(HE)トレーニングフィールド、HE−STFおよびHE−LTFが来て、その後に、データ部が続き、それらのすべてが、256点IFFTを使用して生成される。したがって、この部分のサブキャリア間隔は20/256MHz=78.125kHzになり、1つのOFDMシンボルの持続時間は、ガードインターバル(GI)を含まずに、256/20μs=12.8μsである(ガードインターバルという用語とサイクリックプレフィックスという用語とが互換的に使用され、同じものを指す)。
2)直交周波数分割多元接続:802.11ax規格における直交周波数分割多元接続(OFDMA)サポートは、使用される帯域幅の選択におけるあるフレキシビリティを提供する。一方では、802.11ax修正は、20、40、80、および160MHzチャネル上で送信することを可能にする。他方では、各チャネルが、異なるサイズのリソースユニット(RU)に分割され得る。20MHzチャネルの場合、RUについて、ほぼ2、4、8、および18MHzの帯域幅に対応する4つのサイズがある(最後のサイズは、フル(full)チャネルの使用に対応する)。これらは、図15に示されている。2MHz RUは、利用可能な26個のサブキャリアを有する。STAは、1つの26サブキャリアRU、1つの52のサブキャリアRU、1つの106サブキャリアRU、または242個のサブキャリアに対応する全帯域幅のいずれかを割り当てられ得る。802.11axにおいてOFDMAを使用するとき、1つのSTAが2MHzの1つのRUを割り振られた場合、第2のSTAが割り振られ得る最大の重複しないRUが8MHzであることに留意されたい。
3)トリガフレームを使用するアクセスポイントスケジューリング:802.11ax修正では、APは、トリガフレーム(TF)を送ることによってアップリンクマルチユーザ(MU)送信をスケジュールし得る。TFは、各STAのためのスケジューリング情報(RU割り当ておよび変調符号化方式(MCS))を含んでいる。TFはまた、時間同期を提供する目的を果たす(UL送信は、TFの後の所定の時間遅延、SIFSの後に開始する)。
ここで、ソフトデコーダを使用する一般的なOFDM受信機チェーンが考慮される。そのような受信機チェーンの簡略版が図17に示されている。波形r(t)が受信される。次いで、等化ボックスでは、検出、同期、FFT、チャネル推定および等化が、すべて、変調されたシンボルSnを得るために実施されることが言及される。次いで、これらのシンボルSnは、対数尤度比LLRmを得るために、ソフト復調器を使用して復調される。次いで、これらのLLRは、データビットストリームbmを復号するために、デコーダによって使用される。
本明細書では、NB−STAとWB−STAとがコンカレントに送信するULシナリオが考慮される。802.11ax修正のヌメロロジーが依然として使用されるが、等価な結果が、他のヌメロロジーを使用して獲得され得る。WB−STAは、全BW(すなわち、242個のサブキャリア)に対応する最大RUを割り当てられ、NB−STAは、2MHz(すなわち、26個のサブキャリア)に対応する最小RUを割り当てられる。これは図18に示されている。WB−STAとNB−STAとを多重化するためのOFDMAは、以下の2つの理由でここでは使用されない。第1に、802.11axの場合、それは、1つのSTAが2MHzの1つのRUを割り振られた場合、第2のSTAが割り振られ得る最大の重複しないRUが8MHzであることによって、本質的にスペクトル制限される。第2に、現在市場にあるたいていのWB−STA、たとえば802.11nまたは802.11acは、OFDMAをサポートしない。
図19は、目下のシステムシミュレータにおける基本的な信号処理演算を示す。2つのSTAが、20MHz(WB)と2MHz(NB)とを占有するそれぞれの信号を作成する。NB信号は、WB信号との処理を可能にするために、20MHzにアップサンプリングされる。2つの信号は、それぞれ、NBチャネルおよびWBチャネルと呼ばれる、2つの独立チャネルを通って受け渡される。受信機において、受信機雑音が最終的に追加され得る。送信はAPからのTFによってトリガされ、したがって、良好な同期が仮定される。シミュレーションの詳細は以下で解明され、また、以下で、NB送信とWB送信の両方の性能を改善するための方法が解明される。
一般的な事例では、WB STAは、そのUL送信のために、より大きい帯域幅、たとえば、20MHzチャネル全体を割り当てられる。NB STAは、代わりに、WB STAによって使用される帯域幅の一部分、たとえば、WBチャネルと重複する2MHzを割り当てられる。同じRU上で、WB STAとNB STAとによって送信された2つのUL信号は、APにおいて互いに干渉する。ULにおける、NB信号とWB信号とのオーバーレイ改善のためのいくつかの方法が、提唱される。読者が発案をより良く理解するのを助けるために、使用される用語をリストして、方法について説明する。
・オーバーレイ送信:1つまたは2つの信号が同時に送信される送信。一般に、送信は、重複する周波数帯域上で行われるが、それらは、いくつかの場合には直交であり得る。
・パンクチャ:信号復調の後、いくつかのサブキャリアが信頼できないことを知っている受信機チェーンがこれらのサブキャリアをパンクチャし得る。ソフト復調器において、これは、一般に、影響を受けたビットの対数尤度比(LLR)を0に設定することを指す。
・NBアウェア:いくつかのサブキャリア上でWB信号がコンカレントNB送信によって干渉されることをAP WB受信機チェーンが知っているとき、AP WB受信機チェーンはNBアウェアであると言われる。APにおけるNBアウェアWB受信機チェーンは、たとえば、NB送信によって使用されるサブキャリアをパンクチャし得る。
・NBアンアウェア:いくつかのサブキャリアがコンカレントNB送信によって干渉されることをAP WB受信機チェーンが知らないとき、AP WB受信機チェーンはNBアンアウェアであると言われる。
・ブランキング:いくつかのサブキャリアがNB−STAによって使用されることを知っているWB−STAは、それらのサブキャリアに0を割り振ることによって、NB−STA送信を楽にする。
次に、NB信号のパケット設計が考慮される。再び図16を参照すると、2MHz RUの各々が26個のサブキャリアを有することがわかる。これらのサブキャリアのうち、2つが0として割り振られ、1つがDCキャリアのために、1つが隣接する帯域に対するガードのために割り振られる。残りの24個のアクティブサブキャリアのうち、2つのサブキャリアをパイロットのために使用することが提唱される。OFDMシンボルのためのガードインターバル(GI)のサイズは、WBシステムのためのGIと同じ長さを有する。802.11axにおいて、これは、0.8μs、1.6μs、または3.2μsのいずれかを意味する。
潜在的なNB受信機があり得、したがって、パケットフォーマットについて、NB信号は、ショートトレーニングフィールド(STF)と、ロングトレーニングフィールド(LTF)と、その後に、旧来のOFDMシンボルを使用する信号およびデータフィールドとを含んでいると仮定される。NBパケットフォーマットは、図20に示されている。この図では、GI2は、標準GIの長さの2倍である、全STFフィールドに対するGIを表す。STFおよびLTFを規定するために、特定のRUのための周波数の中心がサブキャリア0に位置する、周波数領域表現が使用される。STFは、802.11ah修正のための1Mパケットフォーマットによって規定されるように、再使用される。STFは、周波数領域において次のように規定される。
サブキャリアk=[−12,−8,−4,4,8,12]について、それぞれ、
LTFについて、802.11ah修正のための1Mパケットフォーマットによって規定されるLTFの再使用も行われ得る。しかしながら、このLTFは、わずかに広すぎであり、2つのサブキャリアを除去することによって扱われ得る。その場合、これは、周波数領域において次のように表され得る。
−12から12までのサブキャリアについて、
LTF=[−1,1,−1,−1,1,−1,1,1,−1,1,1,1,0,−1,−1,−1,1,−1,−1,−1,1,−1,1,1,1]。
サブキャリアk=[−12,−8,−4,4,8,12]について、それぞれ、
LTFについて、802.11ah修正のための1Mパケットフォーマットによって規定されるLTFの再使用も行われ得る。しかしながら、このLTFは、わずかに広すぎであり、2つのサブキャリアを除去することによって扱われ得る。その場合、これは、周波数領域において次のように表され得る。
−12から12までのサブキャリアについて、
LTF=[−1,1,−1,−1,1,−1,1,1,−1,1,1,1,0,−1,−1,−1,1,−1,−1,−1,1,−1,1,1,1]。
TFを使用して、NB−STAおよびWB−STAは、それらの送信を同期させ得る。図21は、本明細書で研究されるUL送信のためのパケット構造の一例を示す。NB−STAは、WB−STAのWBプリアンブルの後に送信を開始するようにスケジュールされる。図21では、NB−STAはRU2を割り当てられる。WBプリアンブルは、レガシープリアンブルと高効率(HE)プリアンブルの両方を含み、ここでは重要でない異なる目的を果たす。レガシープリアンブルが、64点IFFTを使用して算出され、HEプリアンブルが、パケットの残りとして256点IFFTを使用することを、想起されたい。NBパケットは、第1に、NBプリアンブルを伴い、次いで、NBデータフィールドを伴い、両方とも2MHzを使用する。ここで、WB信号とNB信号との間の時間同期に関する3つの異なる事例が解明される。
1)NB信号は、WB信号と完全にオーバーレイされる(すなわち、同時に開始する)、
2)NB信号は、WBプリアンブルと部分的にオーバーレイされる、すなわち、NB信号はレガシープリアンブルの後に開始する、
3)NB信号は、WBプリアンブル全体の後に開始する(図21中の例)。
1)NB信号は、WB信号と完全にオーバーレイされる(すなわち、同時に開始する)、
2)NB信号は、WBプリアンブルと部分的にオーバーレイされる、すなわち、NB信号はレガシープリアンブルの後に開始する、
3)NB信号は、WBプリアンブル全体の後に開始する(図21中の例)。
APは、AP自体が、前に、NB STAをそこでスケジュールしたので、どのRUがNB信号によって使用されるか(図21中のRU2)に常に気づいている。したがって、APは、異なる復号手法および技法を使用することができる。上記の2)および3)において、NBとWBが両方とも、同じサブキャリア間隔をもつOFDMを使用し、NBとWBとが時間同期されるので、異なるサブキャリアの間の直交性が維持されることに、留意されたい。
次に、APにおけるWB信号受信、すなわち、APが図19における所望のWB信号をどのように復号するのかが説明される。NB信号の復号が以下で解明される。
第1に、APがNB送信について気づいていない事例が考慮される。これは、WB受信機チェーンが、NB信号によって干渉された、WB信号の一部を復元することが可能であり得ることを意味する。NB信号がWB信号のプリアンブルと重複する場合、WBシステムの同期およびチャネル推定性能が劣化する。したがって、NB信号がWBプリアンブルの後に配置される場合、より良好な性能が予想される。これは、図21に示されている。NB信号がWB信号に対してどこに配置されるかにかかわらず、NB信号がWB信号に直交することに留意されたい。
第2に、APがNB送信に気づいている事例を考慮することによって、信号復元のためのより高性能の技法が考慮され得る。1つのそのような例は、WB受信機チェーンに、NB信号によって干渉されたサブキャリアのパンクチャリングを実施させることである。図17を参照すると、影響を受けたビットに対応するLLRを0に設定するためにパンクチャすることが考慮される。
NB信号からの干渉が、WB信号のためのサブキャリアの約10%にわたるにすぎないので、WB信号復元の性能は、特に、より高いコードレートについて良好であることが予想される。
次に、NB信号の性能が解明される。NB信号がWBプリアンブルの64点FFT部分の上に配置されるとき、WB信号のより大きいサブキャリア間隔により、WBプリアンブルからの追加の干渉がNB信号上で生じることに、留意されたい。したがって、NB性能は、NB信号が64点FFTプリアンブルの後に配置される場合、より良好になることが予想される。WB復号にとって、WB信号の小さい部分のみがNB信号によって干渉されたという事実は、有利であり得る。しかしながら、NB復号の場合、信号全体がWB信号によって干渉される。
第1に、NB信号がWB信号に完全にオーバーレイされる事例が考慮される。したがって、NB信号復号では、それは、復号のための、WB信号に対する良好な信号対干渉(SI)特性に依拠される。
第2に、WB−STAがNB−STAのコンカレント送信に気づいている場合、より高度の方式が考慮される。この情報がAPによって取得されるか、または他の手段によって推論されるかのいずれかであり得ることが、仮定される。その場合、WB−STAは、NB局によって占有されたRUに対してブランキングを実施して、NB信号のSI特性を増加させることができる。事実上、サブキャリアが直交であるとき、ブランキングが正しく実施された場合、NB−STAによって使用されるRUに対するWB干渉はない。
上記で、NB送信とWB送信の両方の性能を改善するための単純な手法が考慮された。ブランキングの必要さえなしに、信号受信を助け得るより高度の方法が、たとえば、参照により本明細書に組み込まれる、IEEE Communication Surveys&Tutorials、Vol.15、No.1、2013年第1四半期において公開された、N.I.MiridakisおよびD.D.Vergados、「A Survey on the Successive Interference Cancellation Performance for Single−Antenna and Multiple−Antenna OFDM Systems」において述べられているような、連続干渉消去(SIC)である。SICの主要な発想は、ユーザが連続的に復号されることである。1つのユーザが復号された後、ユーザの信号は、次のユーザが復号される前に、アグリゲート受信信号から取り除かれる。SICが適用されたとき、ユーザ、たとえばWBユーザのうちの1つが、NBを干渉と見なして復号されるが、NBは、すでに除去されたWB信号の利益を伴って復号される。前に説明されたように、従来の受信を使用して、あらゆるユーザが、他の干渉するユーザを雑音と見なして復号される。SICを使用することの欠点は、1つの信号が、次の信号を復号する前に、完全に復号されるのを待つ必要である。したがって、旧来の受信機が、規格化された時間内にACKで返答することは難しい。
次に、シミュレーション結果が説明される。まず第一に、いくつかのパラメータのシミュレーションセットアップおよび規定が説明される。これのために、WBデバイスが256FFTを使用して20MHz信号を生成する、シミュレーションセットアップが開発された。このシミュレーションでは、WB−STAは、事実上、802.11ax STAである。NBは32点FFTを使用して生成されるが、サブキャリアのうちの24個のみが非0であるようなものでのある。AWGNチャネルのほかに、TGnチャネルモデルが使用される、WBデバイスおよびNBデバイスによって生成される信号のための2つの独立チャネル。WB−STAのための異なる変調符号化方式についての結果が示されている。
シミュレーションでは、NB信号強度とWB信号強度との間の関係が、信号干渉比(SIR)で特徴づけられる。
ここで、rWB(t)およびrNB(t)は、受信信号である。SIRは、NB信号の信号電力を変更することによって、変化させられる。SIRが規定されるやり方で、受信電力スペクトル密度は、SIR=10dBにおいてほぼ平坦である。SIR=0dBであるとき、NB信号は、WB信号と比較して極めて強い。STAは、APから同じ距離にある等価環境中に配置される。性能を評価するために、パケット誤り率(PER)が使用される。
ここで、rWB(t)およびrNB(t)は、受信信号である。SIRは、NB信号の信号電力を変更することによって、変化させられる。SIRが規定されるやり方で、受信電力スペクトル密度は、SIR=10dBにおいてほぼ平坦である。SIR=0dBであるとき、NB信号は、WB信号と比較して極めて強い。STAは、APから同じ距離にある等価環境中に配置される。性能を評価するために、パケット誤り率(PER)が使用される。
たいていのシミュレーションでは、単純なSISOシステムが使用されるが、WB−STAが2つの空間ストリームへのアクセスを有するときの性能も評価される。
図23では、焦点は、PER対SIRを示すことによる、WB信号の性能にある。ここで、SNRはWB STAのために21dBに固定され、WB STAのためのMCSは4である。この図では、SISOシステムが使用されており、NB信号は、WB HEプリアンブルの後に開始する(図21参照)。2つの異なるチャネルモデル、すなわちAWGNとTGn−Dとが考慮される。両方のチャネルについてわかるように、オーバーレイアウェア復号の性能は、(TGn−Dモデルではより高いPERが取得されるが)実際のSIRとは無関係である。これは、SIRレベルとは無関係に、APが、WB信号を復号するときにNBデバイスのRU中の情報を廃棄するので、発生する。図23では、上記の説明から予想されるように、極めて高いSIRにおいて、WB送信がNB信号によってもはや害されないこともわかる。
図23と同様に、図24は、WB信号が、SNR 21dB、TGn−Dチャネル、UL SISO送信、WB HEプリアンブルとともにまたはWB HEプリアンブルの後のいずれかに開始するNB信号、および広範囲のMCSを有する場合の、PER対SIRを示す。この図から、オーバーレイアウェア事例からのAPにおけるパンクチャリングが、NB信号強度とは無関係に同じ性能を提供することが明らかである。また、パンクチャリングが実施されないとき、WBシステムの性能が、NB信号がHEプリアンブルの後に開始するとき、より良好であることがわかる。これは、HE−LTFがNB信号によって妨害されないとき、WBのためのチャネル推定がより良好になるので、当てはまる。
図25は、固定されたSIRが9dBであり、NB信号がHEプリアンブルの後に開始する、PER対SNRを示している。前のシミュレーションから予想されるように、オーバーレイアウェア復号は、オーバーレイアンアウェア復号よりも性能が良好である。
図26は、オーバーレイアウェア事例における、APによって実施されるパンクチャリングが、異なるチャネルモデルに対して、また、複数の空間ストリームについてロバストであることを示している。特に、WB信号が、TGn−B、DおよびFのために、ならびに2つの空間ストリームとともに、MCS7および8を使用するときの結果が示されている。
最後に、図27は、NB STAのための性能を示している。NB信号は、MCS1を使用して符号化される。ブランキングが実施されるとき、NB STAは、WBからの、完全に干渉のない状態を経験する。ただし、ブランキングがない場合でさえ、NB STAが適正な性能を取得し得ることがわかる。
上記で説明された、IEEE802.11ax WLANにおけるアップリンク送信中の広帯域信号と狭帯域信号との間の共存の研究から、NB信号がWB信号とオーバーレイするオーバーレイシナリオが考慮された。APにおいてWB信号受信とNB信号受信の両方のために適用され得る、様々な復号技法が調査された。上記で解明された結果は、たとえば、以下のことを示す。
・WB性能について、オーバーレイアウェア復号は、明らかに、研究されたチャネル(TGn−B、D、G)およびSINR範囲(0〜15dB)では、通常復号に勝る利点を提供する。
・研究されたSINR範囲では、オーバーレイアウェア性能は、NB信号電力とは無関係である。
・オーバーレイアウェア復号では、強いNB信号オーバーレイを有し、依然として、高いレートでWB−STAを動作させることが、可能である。
・(少なくとも研究された範囲では、)オーバーレイアウェア復号の性能は、NB信号がWBプリアンブルの後に開始するのかWBプリアンブルのHE−LTFとともに開始するのかの影響を受けない。ただし、NB信号がWB信号のレガシープリアンブル部分とも重複する場合、直交性が失われ、WB送信は失敗する。
・NB STA送信は、WBブランキングがある場合、極めてうまく行われ得る。これは、概念実証を示すためのものである。したがって、NBシステムとWBシステムとが、最小の変更で、適切な様式で共存し得ると結論付けられ得る。
・WB性能について、オーバーレイアウェア復号は、明らかに、研究されたチャネル(TGn−B、D、G)およびSINR範囲(0〜15dB)では、通常復号に勝る利点を提供する。
・研究されたSINR範囲では、オーバーレイアウェア性能は、NB信号電力とは無関係である。
・オーバーレイアウェア復号では、強いNB信号オーバーレイを有し、依然として、高いレートでWB−STAを動作させることが、可能である。
・(少なくとも研究された範囲では、)オーバーレイアウェア復号の性能は、NB信号がWBプリアンブルの後に開始するのかWBプリアンブルのHE−LTFとともに開始するのかの影響を受けない。ただし、NB信号がWB信号のレガシープリアンブル部分とも重複する場合、直交性が失われ、WB送信は失敗する。
・NB STA送信は、WBブランキングがある場合、極めてうまく行われ得る。これは、概念実証を示すためのものである。したがって、NBシステムとWBシステムとが、最小の変更で、適切な様式で共存し得ると結論付けられ得る。
Claims (29)
- 広帯域無線局と狭帯域無線局の両方をサーブするために構成されたアクセスポイントであって、前記狭帯域無線局は、前記広帯域無線局が動作する帯域幅のサブセット上で動作し、前記アクセスポイントがトランシーバとコントローラとを備え、
前記コントローラが、広帯域局および第1の狭帯域無線局のためのサブキャリアの第1のセットの同時利用を、前記トランシーバに、使用されるべきサブキャリアの前記第1のセットに関する第1のサブキャリア提案を前記第1の狭帯域無線局に送信することと、使用されるべきサブキャリアの前記第1のセットを含むサブキャリアに関する変調符号化方式(MCS)提案を前記広帯域局に送信することとを行わせることによって、スケジュールするように構成され、
前記提案されたMCSが、サブキャリアの前記第1のセット中での前記第1の狭帯域無線局からの送信によって引き起こされる、前記広帯域無線局からの送信に対する干渉に鑑みた、増加されたロバストネスを有するように適応された、
アクセスポイント。 - 前記コントローラが、第2の狭帯域無線局のためのサブキャリアの第2のセットの同時利用を、前記トランシーバに、使用されるべきサブキャリアの前記第2のセットに関する第2のサブキャリア提案を前記第2の狭帯域無線局に送信することを行わせることによって、スケジュールするように構成され、前記広帯域無線局によって使用される前記サブキャリアがサブキャリアの前記第2のセットを含み、前記提案されたMCSの前記増加されたロバストネスが、また、サブキャリアの前記第2のセット中での前記第2の狭帯域無線局からの送信によって引き起こされる、前記広帯域無線局からの送信に対する干渉に鑑みるように適応された、請求項1に記載のアクセスポイント。
- 増加されたロバストネスをもつ前記MCSが、狭帯域無線局からの干渉の不在下の、前記広帯域無線局のチャネルステータスに基づいて使用されたであろうMCSに鑑みた、増加されたロバストネスを有する、請求項1または2に記載のアクセスポイント。
- 狭帯域無線局によって使用されるべきサブキャリア提案が、前記広帯域無線局によって使用されるべきサブキャリアの中から選択され、前記広帯域無線局のチャネルステータスが、前記広帯域無線局によって使用されるべき前記サブキャリアのうちの別のサブキャリアについてよりも悪い、請求項1から3のいずれか一項に記載のアクセスポイント。
- 前記提案されたサブキャリアの前記選択が、最悪のチャネルステータスを有する前記広帯域無線局によって使用されるべき前記サブキャリアのうちのサブキャリアのサブセットであり、別の狭帯域無線局によって使用されない、請求項4に記載のアクセスポイント。
- 前記コントローラが、前記トランシーバに、狭帯域局によって干渉されることが予想される1つまたは複数のサブキャリアに関する情報を前記広帯域無線局に送信することを行わせるように構成された、請求項1から5のいずれか一項に記載のアクセスポイント。
- 狭帯域無線局によって干渉されることが予想される前記1つまたは複数のサブキャリアに関する前記情報が、前記MCS提案とともに送信される、請求項6に記載のアクセスポイント。
- 広帯域無線局と狭帯域無線局の両方をサーブするために構成されたアクセスポイントの制御下で動作するように構成された広帯域無線局であって、前記狭帯域無線局は、前記広帯域無線局が動作する帯域幅のサブセット上で動作し、前記広帯域無線局はトランシーバとコントローラとを備え、
前記トランシーバが、使用されるべきサブキャリアのための変調符号化方式(MCS)提案を受信するように構成され、
前記コントローラが、前記MCS提案に基づいて適応されるべき前記アクセスポイントへの送信の準備を制御するように構成され、
前記トランシーバが、前記準備された送信を送信するように構成された、広帯域無線局。 - 前記トランシーバが、前記狭帯域無線局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの1つまたは複数のセットに関する情報を受信するように構成された、請求項8に記載の広帯域無線局。
- 前記コントローラが、前記狭帯域無線局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの前記1つまたは複数のセットに対応するサブキャリアの取り消しを引き起こすように構成された、請求項9に記載の広帯域無線局。
- 前記狭帯域無線局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの前記1つまたは複数のセットに関する前記情報が、前記アクセスポイントから受信される、請求項9または10に記載の広帯域無線局。
- 前記狭帯域無線局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの前記1つまたは複数のセットに関する前記情報が、前記アクセスポイントと前記無線局との間のチャネルを監視することによって受信される、請求項9または10に記載の広帯域無線局。
- 前記受信された提案されたMCSが、前記狭帯域無線局からの送信によって引き起こされる、前記広帯域無線局から前記アクセスポイントへの送信に対する干渉に鑑みた、増加されたロバストネスを有するように適応された、MCSを含み、前記アクセスポイントへの送信の前記準備のための適用されるMCSが、前記提案されたMCSである、請求項8から12のいずれか一項に記載の広帯域無線局。
- 前記アクセスポイントへの送信の前記準備のための前記適用されるMCSが、前記受信された提案されたMCSに基づくが、前記狭帯域無線局からの送信によって引き起こされる、前記広帯域無線局から前記アクセスポイントへの送信に対する干渉に鑑みた、増加されたロバストネスを有するように適応された、請求項8から12のいずれか一項に記載の広帯域無線局。
- 広帯域無線局と狭帯域無線局の両方をサーブするために構成されたアクセスポイントの方法であって、前記狭帯域無線局は、前記広帯域無線局が動作する帯域幅のサブセット上で動作し、前記方法が、
広帯域局および第1の狭帯域無線局のためのサブキャリアの第1のセットの同時利用をスケジュールすることと、
使用されるべきサブキャリアの前記第1のセットに関する第1のサブキャリア提案を前記第1の狭帯域無線局に送信することと、
使用されるべきサブキャリアの前記第1のセットを含むサブキャリアに関する変調符号化方式(MCS)提案を前記広帯域局に送信することと
を含み、
前記提案されたMCSが、サブキャリアの前記第1のセット中での前記第1の狭帯域無線局からの送信によって引き起こされる、前記広帯域無線局からの送信に対する干渉に鑑みた、増加されたロバストネスを有するように適応された、方法。 - 第2の狭帯域無線局のためのサブキャリアの第2のセットの同時利用をスケジュールすることと、
使用されるべきサブキャリアの前記第2のセットに関する第2のサブキャリア提案を前記第2の狭帯域無線局に送信することと
を含み、
前記広帯域無線局によって使用される前記サブキャリアがサブキャリアの前記第2のセットを含み、前記提案されたMCSの前記増加されたロバストネスが、また、サブキャリアの前記第2のセット中での前記第2の狭帯域無線局からの送信によって引き起こされる、前記広帯域無線局からの送信に対する干渉に鑑みるように適応された、請求項15に記載の方法。 - 増加されたロバストネスをもつ前記MCSが、狭帯域無線局からの干渉の不在下の、前記広帯域無線局のチャネルステータスに基づいて使用されたであろうMCSに鑑みた、増加されたロバストネスを有する、請求項15または16に記載の方法。
- 狭帯域無線局によって使用されるべきサブキャリア提案を、前記広帯域無線局によって使用されるべき前記サブキャリアの中から選択することを含み、前記広帯域無線局のチャネルステータスが、前記広帯域無線局によって使用されるべき前記サブキャリアのうちの別のサブキャリアについてよりも悪い、請求項15から17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記提案されたサブキャリアの前記選択が、最悪のチャネルステータスを有する前記広帯域無線局によって使用されるべき前記サブキャリアのうちのサブキャリアのセットを選択することを含み、別の狭帯域無線局によって使用されない、請求項18に記載の方法。
- 狭帯域局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの1つまたは複数のセットに関する情報を前記広帯域無線局に送信することを含む、請求項15から19のいずれか一項に記載の方法。
- 狭帯域無線局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの前記1つまたは複数のセットに関する前記情報の前記送信が、前記MCS提案の前記送信とともに行われる、請求項20に記載の方法。
- 広帯域無線局と狭帯域無線局の両方をサーブするために構成されたアクセスポイントの制御下で動作するように構成された広帯域無線局の方法であって、前記狭帯域無線局は、前記広帯域無線局が動作する帯域幅のサブセット上で動作し、前記方法は、
使用されるべきサブキャリアに関する変調符号化方式(MCS)提案と、
前記狭帯域無線局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの1つまたは複数のセットであって、サブキャリアの前記セットが、使用されるべき前記サブキャリアのサブセットである、サブキャリアの1つまたは複数のセットと
のうちの少なくとも1つに関する情報を受信することを含み、
前記方法が、
前記受信された情報に基づいてMCSを選択することと、
前記MCS選択に基づいて前記アクセスポイントへの送信を準備することと、
前記準備された送信を送信することと
をさらに含む、方法。 - 前記狭帯域無線局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの前記1つまたは複数のセットに対応するサブキャリアを取り消すことを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記狭帯域無線局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの前記1つまたは複数のセットに関する前記情報の前記受信が、前記アクセスポイントから前記情報を受信することを含む、請求項22または23に記載の方法。
- 前記狭帯域無線局によって干渉されることが予想されるサブキャリアの前記1つまたは複数のセットに関する前記情報の前記受信が、前記アクセスポイントと前記無線局との間のチャネルを監視することと、そこから前記情報を取得することとを含む、請求項22または23に記載の方法。
- 前記受信された提案されたMCSが、前記狭帯域無線局からの送信によって引き起こされる、前記広帯域無線局から前記アクセスポイントへの送信に対する干渉に鑑みた、増加されたロバストネスを有するように適応された、MCSを含み、前記アクセスポイントへの送信の前記準備のための適用されるMCSが、前記提案されたMCSである、請求項22から25のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アクセスポイントへの送信の前記準備のための前記適用されるMCSが、前記受信された提案されたMCSに基づくが、前記狭帯域無線局からの送信によって引き起こされる、前記広帯域無線局から前記アクセスポイントへの送信に対する干渉に鑑みた、増加されたロバストネスを有するように適応された、請求項22から25のいずれか一項に記載の方法。
- アクセスポイントのプロセッサ上で実行されたとき、前記アクセスポイントに、請求項15から21のいずれか一項に記載の方法を実施させる命令を備える、コンピュータプログラム。
- 広帯域無線局のプロセッサ上で実行されたとき、前記広帯域無線局に、請求項22から27のいずれか一項に記載の方法を実施させる命令を備える、コンピュータプログラム。
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