JP4990369B2 - 次世代超広帯域技術におけるマルチ帯域伝送を可能にするための分散予約プロトコル - Google Patents

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Description

UWB(Ultra WideBand:超広帯域)およびEBT(Expanded Bandwidth Transmission:拡張帯域幅伝送)通信システムにおいて、より高いデータ速度を可能にするための方法および装置が開示される。
ECMA368/369は、高速(high rate)UWB(Ultra Wideband:超広帯域)無線通信システムのPHY(PHYsical:物理)層およびMAC(Medium Access Control)層のための標準仕様である。ECMA368/369は、次世代のブルートゥース(Bluetooth(登録商標))、WUSB(Wireless Universal Serial Bus:無線USB(ユニバーサル・シリアル・バス))、および無線Firewire(IEEE1394)などの技術のための共通的プラットホームとして支持を受けている。この仕様は、480Mbpsまでのデータ速度にて動作するMAC層およびPHY層を支援する。PHY層は、3.1〜10.6GHzの周波数スペクトルにて動作するように設計される。
ECMA368PHY層は、MB−OFDM(Multi−Band Orthogonal Frequency Division Multiplex:マルチ帯域直交周波数分割多重)を使用して情報を送信する。動作周波数スペクトルは、5つの無線帯域グループに分割される。無線帯域グループの中の各無線帯域は、528MHzの帯域幅を有する。最初の4つの無線帯域グループは、それぞれ528MHzの帯域幅を持つ3つの無線帯域を有し、そして第5の無線帯域は528MHzの帯域幅を持つ2つの無線帯域を有し、それぞれ528MHzの帯域幅を持つ合計14の無線帯域となる。この仕様は、少なくとも第1の無線帯域グループにおいて動作するための、WTRU(Wireless Transmit Receive Unit:無線送受信ユニット)などの、デバイスを必要とする。他の無線帯域グループにおいて動作することは随意的である。
ECMA386MAC層は、完全に分散された構造を有し、そして上位層のプロトコルまたはアダプテーション(adaptation)層に対してMACサービスを提供する。中枢的な調整(coordinate)装置は存在せず、そしてネットワークにおける各WTRUがすべてのMAC機能を支援する。無線領域中の各WTRUは、周期的なビーコン・フレームを使用して他のWTRUと調整する。ビーコン・フレームは、ネットワーク・タイミング、スケジューリング、および能力情報、ならびに他の情報および機能を提供する。
ビーコン・フレームが情報を提供する1つの方法には、ビーコン・フレームまたはコマンド・フレーム中に含まれるIE(Information Element:情報要素)を介する方法がある。このIEには、BP(Beacon Period:ビーコン期間)スイッチIEおよび/またはDRP(Distributed Reservation Protocol:分散予約プロトコル)IEを含むことができる。BPスイッチIEには特に、要素IDフィールド、長さフィールド、BPムーブ(move)カウントダウン・フィールド、ビーコン・スロット・オフセット・フィールド、およびBPST(BP STart)オフセット・フィールドを含むことができる。
さらにECMA368からのMACスーパーフレーム構造には、BP(Beacon Period:ビーコン期間)およびMAS(Medium Access Slot:媒体アクセス・スロット)が含まれ。
図1は、従来技術によるDRP IE100の典型的なフォーマットを示す。DRP IEl00には、要素IDフィールド102、長さフィールド104、DRP制御フィールド106、ターゲット/オーナーDevAddrフィールド108、および一連のDRP割り付けフィールド110を含むことができる。
ECMA368/369は、480Mbpsまでのデータ速度を支援する。フォーマットによっては1Gbpsまたはより大きなデータ速度を必要とするHDTV(High Definition TV:高品位テレビ)などの応用を支援するためには、これらの速度では不適切である。したがって、高いデータ速度(1Gbpsおよびそれ以上)を支援するPHYおよびMAC層の両方を持つUWBシステムを有することが望まれるであろう。
UWB/EBT分散通信システムにおいてデータ速度を増加させるための方法および装置が開示される。複数の通信無線帯域を使用すること、および情報要素中にマルチ無線帯域伝送を表すことによって、帯域幅を増大することができる。
例として与えられ、そして添付された図面に関連して理解されるべき以下の記述から、より詳細な理解を得ることができる。
従来技術によるDRP IEを示す図である。 一実施形態による分散された無線通信ネットワークを示す図である。 一実施形態によるDRP割り付けフィールドを示す図である。 一実施形態によるチャンネルIDフィールド中の組み込みチャンネル情報を示す図である。
これ以後参照されると、用語「WTRU(Wireless Transmit Receive Unit:無線送受信ユニット)」およびDEV(DEVice:デバイス)は、限定的ではなく、UE(User Equipment:ユーザー設備)、移動端末、固定型または移動体の加入者ユニット、ページャー、携帯電話、PDA(Personal Digital Assistant:携帯情報端末)、コンピューター、または無線環境において動作する能力のある他の如何なる種別のユーザー・デバイスをも含む。これ以後参照されると、用語「基地局(base station)」は、限定的ではなく、ノードB(Node−B)、サイト制御装置、AP(Access Point:アクセス・ポイント)、または無線環境において動作する能力のある他の如何なる種別のインターフェイス・デバイスをも含む。
無線通信システムには、互いに無線にて通信する能力のある、複数のWTRU、UE(User Equipment:ユーザー設備)、またはDEVなどの、複数の無線通信デバイスを含むことができる。無線通信システムは、AP、ノードB、WTRU、DEV、および同様のものの何れの組み合わせをも具備することができる。例えば無線通信システムには、アドホック・モードにて動作するWTRU、無線ブリッジとしての役割を果たすノード、またはそれらの任意の組み合わせをも含むことができる。
図2は、一実施形態による分散された無線通信ネットワーク200を示す。WTRU1 210、WTRU2 212、およびWTRU3 214は、中枢的ハブの使用なしで直接的または間接的に、互いに通信することができる。各WTRU(810、812、814)が、単一の無線アプリケーションまたはデュアルの無線アプリケーションの何れかにて、複数の隣接または非隣接の無線帯域を使用して通信することにより、システム200の帯域幅を拡張することができる。
各WTRU(210、212、214)が送信する場合には、媒体の予約をする。これをするために、EBT(Expanded Bandwidth Transmission:拡張帯域幅伝送)WTRU(210、212、214)のすべての無線帯域において、ビーコン/コマンド・フレームを介して、DRP IEが送信される。WTRU(210、212、214)は、伝送が行われることになるMAS(Medium Access Slot:媒体アクセス・スロット)を宣言する、それぞれの無線帯域におけるDRP IEを通常送信する。MASが同時点であるなら、拡張帯域幅全体にわたって、1つの単一の伝送で無線が済ませることが可能である。その無線帯域が隣接した無線帯域であるなら、WTRU(210、212、214)は単一の無線で済ませることができる。DRP IE伝送が逐次的に行われる場合に、これは実行可能である。
レガシー・デバイスを使用するユーザーなどの単一のチャンネル・ユーザーに、それらの特定のチャンネル上の伝送に関して通知するためには、いくつかの明示的なDRP IEが種々のチャンネル上で送信される場合がある。すべての隣接するデバイスが同様の能力を有しかつEBTモードを支援するなら、主のまたはデフォルトのチャンネル上の単一のDRP IEで十分であり、それによりEBT上の無条件的予約を為す。
DRP IEは、拡張帯域幅伝送を支援する予約種別フィールドを含むことができる。EBTに対して表1に示されるように、例えば、拡張−ハード、拡張−ソフト、デュアル・チャンネル−ハード、デュアル・チャンネル−ソフト、マルチ・チャンネル−ハード、マルチ・チャンネル−ソフトなどの8つの予約種別を表すために3ビットのフィールドを使用することができる。
Figure 0004990369
WTRUは、単一の、デュアルの、またはマルチのチャンネル設定において、ハード、ソフト、または非公開(private)などの、2つまたはそれより多くの種々のモードの間で構成が交替する場合がある、動的に構成可能なネットワークにおいて動作するように構成することができる。WTRUは、チャンネルおよびトラフィック状態を感知することによって、自身の構成を決定することができる。あるいはWTRUは、プログラムされた設計により自身の構成を決定することができる。
WTRUが2つより多い無線帯域において動作すること、およびその動作モードを動的に変化させることを可能にすることにより、比較的多くの予約種別を生成することができる。比較的多くの数の予約種別を支援するために、予約種別フィールドを3ビットより多く使用するように拡張することができ、その結果、合計で8つより多い値にすることができる。
表2は、一実施形態による拡張予約種別フィールドの例を示す。予約種別フィールドは4ビットを使用し、その結果そのフィールドに対して16の値が可能となる。単一および複数の無線帯域伝送を意味する値を含むことができる。表2に示されるように、値0〜4が単一の無線帯域伝送を表し、値4〜8および13がデュアル無線帯域伝送を示し、そして値9〜12および14が3帯域伝送を表す。値15は今後の使用のための予備である。
Figure 0004990369
拡張DRP IE予約種別フィールドを、非隣接無線帯域を表すために使用することができる。その無線帯域が非隣接であっても、その無線帯域が受信機のFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)サイズ内であるなら、かつ伝送のために使用される搬送波のいくつかがその非隣接の無線帯域を占有するなら、単一の無線を使用することができる。しかしながら、MASの予約がすべての無線帯域に対して首尾よくいかないなら、EBT WTRUは制限されたまたはレガシー・モードにて動作するか、または首尾よく予約された帯域幅に対応するFFT搬送波のみを使用することが可能である。
その無線帯域が非隣接であり、かつ十分には接近していないなら、WTRUは複数の無線を使用することができる。MASに関して予約が首尾よくいく場合には、EBT WTRUはEBTモードにて動作することができる。EBT WTRUは、EBTのすべての無線帯域についてWTRUが首尾よくいくまで、ビーコンを再送信することができる。EBT WTRUがリソースを放棄するとき、予約終了方法がすべてのEBT無線帯域に適用される。
単一チャンネル・システムにおいては、MASを、単一チャンネルまたは拡張チャンネル上の時間リソースであると見なすことができる。特定されたスーパーフレーム上の同時伝送のためにMASを予約することが可能である。
複数の無線帯域上のチャンネル予約のためにDRP IEを使用することができる。DRP IEのDRP割り付けフィールド中にチャンネル情報を含むことによって、チャンネル番号情報をDRP IEに配置することができる。図3は、一実施形態によるDRP割り付けフィールド300を示す。DRP割り付けフィールド300は、ゾーン・ビットマップ302に対して単一のオクテット、MASビットマップ304に対して2オクテット、およびチャンネルID306に対して1オクテットを含む。
DRP IEの一連のDRP割り付け要素の前に配置されるチャンネルIDフィールド中にもまた、チャンネル情報を含むことができる。図4は、一実施形態によるチャンネルIDフィールド400に組み込まれるチャンネル情報を示す。第1のチャンネルIDは、第1の一連の割り付け402がデフォルト・チャンネルに対応すると仮定すると、省略することが可能である。次の一連の割り付け404は、チャンネルID要素406の次にくる。現在の14のUWBチャンネルすべてを識別するためにわずか4ビットが必要である。あるいは、拡張帯域幅において使用することが可能なすべての採り得るチャンネル組み合わせを識別するために2バイトのビットマップを使用することが可能である。
実施形態
1.マルチ無線帯域伝送の第1の表示子を送信するように構成される送信機を具備する、EBT(Expanded Bandwidth Transmission:拡張帯域幅伝送)の能力のあるWTRU(Wireless Transmit Receive Unit:無線送受信ユニット)。
2.マルチ無線帯域伝送の第2の表示子を受信するように構成される受信機をさらに具備する、実施形態1のWTRU。
3.マルチ無線帯域伝送の第1および第2の表示子が、それぞれがIE(Information Element:情報要素)である、実施形態2のWTRU。
4.前記IEが、予約種別フィールドを具備する、実施形態3のWTRU。
5.前記予約種別フィールドが、マルチ無線帯域伝送の表示を具備する、実施形態4のWTRU。
6.前記マルチ無線帯域伝送の第1および第2の表示子が、チャンネル識別子を具備する、実施形態2〜5の何れか1つのWTRU。
7.前記IEが、チャンネル識別子を具備する、実施形態3〜6の何れか1つのWTRU。
8.前記チャンネル識別子が、DRP割り付けフィールドに関連付けられる、実施形態7のWTRU。
9.DRP割り付けフィールドが、前記チャンネル識別子を具備する、実施形態7のWTRU。
10.1つより多い無線をさらに具備する、実施形態2〜9の何れか1つのWTRU。
11.前記WTRUが、複数の通信無線帯域の位置に基づき、1つの無線または1つより多い無線の何れかにより動作するように構成される、実施形態10のWTRU。
12.WTRU(Wireless Transmit Receive Unit:無線送受信ユニット)が、複数の通信無線帯域上でマルチ無線帯域伝送の第1の表示子を送信するステップを具備する、超広帯域伝送の方法。
13.前記WTRUが、マルチ無線帯域伝送の第2の表示子を受信するステップをさらに具備する、実施形態12の方法。
14.前記WTRUが、前記第1の表示子を具備する第1のIE(Information Element:情報要素)を送信するステップをさらに具備する、実施形態13の方法。
15.前記WTRUが、前記第2の表示子を具備する第2のIEを受信するステップをさらに具備する、実施形態14の方法。
16.前記第1および第2のIEが、予約種別フィールドを具備する、実施形態15の方法。
17.前記予約種別フィールドが、マルチ無線帯域伝送の表示を具備する、実施形態16の方法。
18.マルチ無線帯域伝送の前記第1および第2の表示子が、チャンネル識別子を具備する、実施形態13〜17の何れか1つの方法。
19.前記第1および第2のIEが、チャンネル識別子を具備する、実施形態15〜18の何れか1つの方法。
20.前記チャンネル識別子が、DRP割り付けフィールドに関連付けられる、実施形態19の方法。
21.DRP割り付けフィールドが、前記チャンネル識別子を具備する、実施形態19の方法。
22.WTRU(Wireless Transmit Receive Unit:無線送受信ユニット)が、複数の通信無線帯域上で媒体予約を送信するステップを具備することであって、前記媒体予約がマルチ無線帯域動作の表示を具備する、拡張帯域幅伝送の方法。
23.前記WTRUが、複数の通信無線帯域上で通信するステップをさらに具備する、実施形態22の方法。
24.前記WTRUが、前記媒体予約を送信するために1つより多い無線を使用するステップをさらに具備する、実施形態23の方法。
25.前記媒体予約が、マルチ無線帯域伝送を表す予約種別データ・フィールドを具備する、実施形態24の方法。
26.前記媒体予約が、複数のチャンネル識別子を具備する、実施形態24の方法。
27.前記チャンネル識別子が、複数の分散予約プロトコル割り付けに関連付けられる、実施形態26の方法。
特徴および要素が特定の組み合わせにて記述されているが、それぞれの特徴または要素は、他の特徴および要素なしで単独にて、または他の特徴および要素のあるなしにかかわらず様々な組み合わせにて使用可能である。提供される方法は、汎用目的のコンピューターまたは処理装置による実行のための、コンピューターにて読み取り可能な記憶装置媒体にて実体的に具現化されるコンピューター・プログラム、ソフトウェア、またはファームウェアにて実施することができる。コンピューターにて読み取り可能な記憶装置媒体の例としては、ROM(Read Only Memory:リード・オンリー・メモリ)、RAM(Random Access Memory:ランダム・アクセス・メモリ)、レジスター、キャッシュ・メモリ、半導体メモリ・デバイス、内蔵ハード・ディスクおよび着脱可能ディスクなどの磁気媒体、磁気−光学媒体、ならびにCD−ROMディスクおよびDVD(Digital Versatile Disk:デジタル多用途ディスク)などの光学媒体が含まれる。
適切な処理装置の例としては、汎用目的処理装置、専用目的処理装置、従来の処理装置、DSP(Digital Signal Processor:デジタル信号処理装置)、複数のマイクロ処理装置、DSPコアに関連付けられた1つまたは複数のマイクロ処理装置、制御装置、マイクロ制御装置、ASIC(Application Specific Integrated Circuit:特定用途向けIC)、FPGA(Field Programmable Gate Array)回路、他の何れかの種別のIC(Integrated Circuit:集積回路)、および/または状態マシンが含まれる。
WTRU(Wireless Transmit Receive Unit:無線送受信ユニット)、UE(User Equipment:ユーザー設備)、端末、基地局(base station)、RNC(Radio Network Controller:無線ネットワーク制御装置)、または任意のホスト・コンピューターにおいて使用するための無線周波数送受信機を実施するために、ソフトウェアに関連付けられた処理装置を使用することができる。WTRUは、ハードウェアおよび/またはソフトウェアにて実施され、カメラ、ビデオ・カメラ・モジュール、テレビ電話、スピーカーフォン、振動デバイス、スピーカー、マイクロホン、テレビ送受信機、ハンズフリー受話器、キーボード、ブルートゥース(Bluetooth(登録商標))モジュール、FM(Frequency Modulated:周波数変調された)無線ユニット、LCD(Liquid Crystal Display:液晶表示)ユニット、OLED(Organic Light−Emitting Diode:有機発光ダイオード)表示ユニット、デジタル音楽プレーヤー、メディア・プレーヤー、テレビゲーム・プレーヤー・モジュール、インターネット・ブラウザー、および/または任意のWLAN(Wireless Local Access Network:無線LAN)モジュールなどのモジュールと連動して使用することができる。

Claims (5)

  1. 拡張帯域幅伝送(EBTの能力のある無線送受信ユニット(WTRUであって、
    マルチ無線帯域伝送の第1の表示子を送信するように構成される送信機と、
    マルチ無線帯域伝送の第2の表示子を受信するように構成される受信機と、
    複数の通信チャンネル状態およびトラフィック状態に基づき前記WTRUの無線帯域動作モードを調整するように構成される処理装置と、
    を具備するWTRUであって、
    前記第1の表示子および第2の表示子それぞれビットより大きい予約種別フィールドを具備する情報要素を具備、かつ前記情報要素が
    複数の通信チャンネル識別子を有し、各通信チャネル識別子は、マルチ無線帯域上で通信チャンネルを予約するための一連の関連付けられた分散予約プロトコル(DRP)割り付け要素の前に配置されることを特徴とするWTRU。
  2. 前記予約種別フィールドが、マルチ無線帯域伝送の表示を具備することを特徴とする請求項に記載のWTRU。
  3. 前記チャンネル識別子が、DRP割り付けフィールドに関連付けられることを特徴とする請求項1に記載のWTRU。
  4. 1つより多い無線機器をさらに具備することを特徴とする請求項1に記載のWTRU。
  5. 前記WTRUが、複数の通信無線帯域の位置に基づき、1つの無線機器または1つより多い無線機器の何れかにより動作するように構成されることを特徴とする請求項に記載のWTRU。
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