JP5852260B2 - Pciシグナリング設計のための方法および装置 - Google Patents

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Description

米国特許法第119条に基づく優先権の主張
本特許出願は、本出願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に明確に組み込まれる、2011年11月16日に出願された「FLEXIBLE PCI RESOURCE ALLOCATION FOR UL CLTD」と題する米国仮出願第61/560,574号の優先権を主張する。
本開示の態様は全般にワイヤレス通信システムに関し、より詳細には、Fractional Transmit Precoding Information Channel(F-TPICH)におけるリソースを最適化するための装置および方法に関する。
電話、ビデオ、データ、メッセージング、放送などの様々な通信サービスを提供するために、ワイヤレス通信ネットワークが広範囲に展開されている。そのようなネットワークは、たいていは多元接続ネットワークであり、利用可能なネットワークリソースを共有することによって、複数のユーザ向けの通信をサポートする。そのようなネットワークの一例は、UMTS Terrestrial Radio Access Network(UTRAN)である。UTRANは、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)によってサポートされる第3世代(3G)モバイルフォン技術である、Universal Mobile Telecommunications System(UMTS)の一部として定義される無線アクセスネットワーク(RAN)である。UMTSは、Global System for Mobile Communications(GSM(登録商標))技術の後継であり、広帯域符号分割多元接続(W-CDMA(登録商標))、時分割符号分割多元接続(TD-CDMA)、および時分割同期符号分割多元接続(TD-SCDMA)などの様々なエアインターフェース規格を現在サポートしている。UMTSは、関連するUMTSネットワークのデータ転送の速度および容量を向上させる高速パケットアクセス(HSPA)のような拡張3Gデータ通信プロトコルもサポートする。
アップリンク送信ダイバーシティ(ULTD)方式は、UEで2つ以上の送信アンテナ(通常、2つ)を採用して、アップリンク伝送品質を向上させ、たとえば、ユーザ機器(UE)送信電力を低減し、または、UEカバレージレンジを増大し、または、UEデータレートを上げ、または、上記の組合せを行う。全体的なシステム容量の向上も見られ得る。フィードバック要件に基づいて、ULTD方式は、閉ループ(CL)方式および開ループ(OL)方式に分類され得る。送信機の観点からすれば、ULTD方式は、ビームフォーミング(BF)方式およびアンテナ切替え(AS)方式として分類され得る。
一般に、閉ループ(CL)送信ダイバーシティ(TD)方式は、受信機が、空間チャネルに関する明示的フィードバック情報を提供して、複数の送信アンテナを介した送信フォーマットの選択において送信機を支援することを必要とする。一方、開ループ(OL)TD方式は、そうではない。WCDMAアップリンクの文脈で、OL TD方式という用語は、新しいフィードバックチャネルを導入することのない方式を含む。
CL-ULTDのために、ビームフォーミング演算をサポートするために、プリコーディング情報がユーザ機器(UE)にフィードバックされる。その場合、チャネライゼーションコードおよびタイムスロットに関してダウンリンクにおいてこの情報を送信するために物理チャネルリソースを最適に利用する方法に関する問題が残る。
RRC Protocol Specification、3GPP TS 25.331
したがって、CL-ULTD方式の間、F-TPICHにおける物理チャネルリソースを最適に利用するためのこの装置および方法の態様。
F-TPICHにおけるリソースを最適化する方法が提供される。本方法は、複数のスロットにわたる異なるシンボルにPCIコマンドをマッピングするステップを含む。本方法は、PCIコマンドのマッピングに基づいて、複数のスロットにPCIコマンドを割り振るステップも含む。さらに、本方法は、ネットワークデバイスからUEに、F-TPICHにおける複数のスロットにわたってPCIコマンドを送信するステップを含む。
F-TPICHにおけるリソースを最適化する装置が提供される。本装置は、複数のスロットにわたる異なるシンボルにPCIコマンドをマッピングすることを含む。本装置は、PCIコマンドのマッピングに基づいて、複数のスロットにPCIコマンドを割り振ることも含む。さらに、本装置は、ネットワークデバイスからUEに、F-TPICHにおける複数のスロットにわたってPCIコマンドを送信することを含む。
ワイヤレス通信システムにおける呼処理の例示的な態様を示す概略図である。 F-TPICHの2つのスロットにわたってPCIコマンドを送信する従来の手法を示す概略図である。 F-TPICHの2つのスロットにわたってPCIコマンドを送信する手法を示す本装置および方法の一態様の概略図である。 ワイヤレス通信システムにおける呼処理の例示的な方法を示すフロー図である。 本明細書で説明した機能を実行するために処理システムを使用する装置のハードウェア実装の一例を示すブロック図である。 本明細書で説明した機能を実行するように構成されたUEを含む電気通信システムの一例を概念的に示すブロック図である。 本明細書で説明した機能を実行するように構成されたUEとともに使用するアクセスネットワークの一例を示す概念図である。 本明細書で説明した機能を実行するように構成された基地局および/またはUEのユーザプレーンおよび制御プレーンの無線プロトコルアーキテクチャの一例を示す概念図である。 本明細書で説明した機能を実行するように構成された電気通信システムにおいてUEと通信しているNodeBの一例を概念的に示すブロック図である。
添付の図面に関する下記の詳細な説明は、様々な構成の説明として意図されており、本明細書で説明される概念が実行され得る唯一の構成を表すように意図されているわけではない。詳細な説明は、様々な概念の完全な理解をもたらす目的で、具体的な詳細を含んでいる。しかしながら、これらの概念がこれらの具体的な詳細なしに実行され得ることが、当業者には明らかであろう。場合によっては、そのような概念を曖昧にするのを回避する目的で、周知の構造および構成要素がブロック図の形式で示されている。
上記で説明したように、CL-ULTDのために、ビームフォーミング演算をサポートするために、プリコーディング情報がUEにフィードバックされる。しかしながら、チャネライゼーションコードおよびタイムスロットに関してダウンリンクにおいてプリコーディング情報を送信するために物理チャネルリソースを最適に利用することは、問題がある。
一般に、ノードBの実装を支援するために、Peripheral Component Interconnect(PCI)コマンドは、F-TPICHチャネルにおける2つのスロットにわたって送信され、スロット当たり1つのシンボルを占めるシンボルとして送信される。PCIコマンドは、連続的なスロットにおける同じシンボルで送信されることもある。しかしながら、この手法では、F-TPICHリソースを十分に利用しきらない可能性がある。
F-TPICHリソースに対する順序において、本装置および方法の態様は、2つのスロットにわたる異なるシンボルにPCIコマンドをマッピングすることを可能にする。このようにして、PCIコマンドを、スロット1、2およびスロット2、3、さらにはスロット3、1の異なるシンボルにマッピングすることができ、それによって、使用可能なF-TPICHリソースを最適化することができる。
図1を参照すると、本装置および方法の一態様では、ワイヤレス通信システム10は、ネットワーク12とUE14との間のワイヤレス通信を含むように構成される。ワイヤレス通信システムは、何人かのユーザの間の通信をサポートするように構成され得る。図1は、ネットワーク12がUE14と通信している方法を示す。ワイヤレス通信システム10は、ネットワーク12とUE14との間に上/下の矢印によって表されるように、ダウンリンクメッセージ送信またはアップリンクメッセージ送信のために構成され得る。UE12とネットワーク12との間の通信が1次キャリア16および2次キャリア18において行われ得ることに注意されたい。
一態様では、UE14内に、呼処理構成要素40が常駐する。呼処理構成要素40は、特に、複数のスロットにわたる異なるシンボルにPCIコマンドをマッピングすることが可能なマッピング構成要素42を含むように構成され得る。異なるシンボルにPCIコマンドをマッピングすることがあらかじめ決定されたシンボルオフセットに基づくことに留意されたい。
呼処理構成要素40は、PCIコマンドのマッピングに基づいて複数のスロットにPCIコマンドを割り振るための割振り構成要素44を含むようにも構成される。複数のスロットにPCIコマンドを割り振ることは、非連続のシンボルの割振りまたは連続的なシンボルの割振りを備えることに留意されたい。さらに、PCIコマンドの割振りは、複数のUEのための非連続のスロット(図3)にわたってマッピングされ得る。
さらに、呼処理構成要素40は、F-TPICHチャネルにおける複数のスロットにわたってPCIコマンドを送信することができる送信(TX)構成要素46を含むようにも構成され得る。
図2は、F-TPICHの2つのスロットにわたってPCIコマンドを送信する従来の手法を示す概略図であり、この場合、F-TPICHリソースを十分に利用しきらない可能性がある。具体的には、図2は、ユーザ1およびユーザ2のための2つのスロット上の同じシンボルによる2つのスロットにわたるPCIシグナリングを表す。図2では、PCIが連続的なスロットでユーザ1およびユーザ2にシグナリングされるとき、第2および第7のシンボルは使用されないことに留意されたい。
具体的には、図2の使用事例では、UE1(ユーザ1)によるPCIシグナリングのために、スロット1およびスロット2のシンボル2が利用され、UE2(ユーザ2)によるPCIシグナリングのために、スロット1およびスロット2のシンボル7が利用される。図2におけるユーザまたはUEによるPCIシグナリングが連続的なスロットで行われることに留意されたい。その結果、シンボル2およびシンボル7は、スロット3では未使用である。これは、調整することが可能であるリソースの非最適な使用を示す。
図3は、F-TPICHの2つのスロットにわたってPCIコマンドを送信する手法を示す本装置および方法の一態様の概略図であり、この場合、F-TPICHリソースが最適に利用され得る。具体的には、図3は、ユーザ1、ユーザ2、およびユーザ3のための2つのスロット上の同じシンボルによる2つのスロットにわたるPCIシグナリングを表す。このようにして、PCIコマンドは、スロット1、2およびスロット2、3、さらにはスロット3、1の異なるシンボルにマッピングすることができ、それによって、使用可能なF-TPICHリソースを最適化することができる。
具体的には、図3の使用事例で、UE1(ユーザ1)によるPCIシグナリングのために、スロット1のシンボル2およびスロット2のシンボル7が利用され、UE2(ユーザ2)によるPCIシグナリングのために、スロット2のシンボル2およびスロット3のシンボル7が利用される。さらに、UE3(ユーザ3)は、スロット1のシンボル7およびスロット3のシンボル2を利用する。UE1、UE2およびUE3のPCIシグナリングのための3つのスロットのこの非連続の使用は、結果として、UE1、UE2およびUE3のためのシンボルの最適なリソースの割振りをもたらす。
図3において、すべてのF-TPICHリソースは、PCIコマンドの割振りのために利用される。さらに、この点についてサポートすることができるユーザの総数は、図2の10と比較して、15に増加する。言い換えれば、複数のUEをサポートするために、スロット内のすべてのシンボルが利用される。スロット3、1の割振りが、スロットにわたるシンボルの連続的な割振りのために、任意のさらなる遅延を招かないことに留意されたい。
図1〜図3の態様は、本質的に、CL-ULTDに関する本装置および方法のノードBの実装を支援する。第一に、2msのサブフレーム(3つのスロット)当たりの2つのPCIビットは、UEへのフィードバックであり、UEにフィードバックされるPCIビット/スロットの数は1に限定される。これら2つの制約の結果として、2つのビットは、連続的なスロット(たとえば、スロット1および2、またはスロット2および3)で、およびこれらのスロットの各々における同一の位置で送られる。
しかしながら、ダウンリンクにおけるチャネライゼーションコードリソースを節約するために、最も柔軟な割振りは、3つのスロットのうちの任意の2つ(たとえば、上記に加えてスロット1および3)に2つのPCIビットを割り当てることを可能にし、ならびに、これらのスロットの各々における任意のビット位置を可能にすることである。
図4は、動作中、F-TPICHにおけるリソースを最適化するための呼処理構成要素40(図1)を実行するための例示的な方法50を示すフロー図である。たとえば、一態様で、UE10(図1)は、マッピング構成要素42および割振り構成要素44を介して、複数のスロットにわたる異なるシンボルにPCIコマンドをマッピングし、複数のスロットにPCIコマンドを割り振るように構成される。さらに、ネットワーク装置からUEへのPCIコマンドの送信は、TX構成要素46を介して行われる。
具体的には、方法50は、異なるシンボルにPCIコマンドをマッピングするステップを含む(ブロック52)。たとえば、呼処理構成要素40(図1)は、マッピング構成要素42を介して複数のスロットにわたる異なるシンボルにPCIコマンドをマッピングするステップを実行することができる。
その後、方法50は、複数のスロットにPCIコマンドを割り振るステップを含む。
(ブロック53)。たとえば、呼処理構成要素40(図1)は、割振り構成要素44を介してPCIコマンドのマッピングに基づいて複数のスロットにPCIコマンドを割り振るステップを実行することができる。
最後に、方法50は、複数のスロットにわたってPCIコマンドを送信するステップも含む(ブロック54)。たとえば、呼処理構成要素40(図1)は、TX構成要素46を介して、ネットワークデバイスからUEに、F-TPICHにおける複数のスロットにわたってPCIコマンドを送信するステップを実行することができる。
言い換えれば、UEは、UEでF-TPICHチャネルを受信し、複数のスロットにわたる複数のシンボルにおけるPCIコマンドを検出し、PCIコマンドに基づいてビームフォーミング演算を実行するように構成される。
一態様では、たとえば、方法50を実行するUEは、呼処理構成要素40(図1)またはそのそれぞれの構成要素を実行するUE14(図1)でもよい。
図5は、本明細書で説明した処理を実行し、データを復号するために処理システム114を使用する装置100のハードウェア実装の一例を示すブロック図である。この例では、処理システム114は、バス102によって全般的に表されるバスアーキテクチャで実装され得る。バス102は、処理システム114の具体的な用途および全体的な設計制約に応じて、任意の数の相互接続するバスおよびブリッジを含み得る。バス102は、プロセッサ104によって概略的に表される1つまたは複数のプロセッサ、およびコンピュータ可読媒体106によって概略的に表されるコンピュータ可読媒体を含む様々な回路を互いにリンクさせる。バス102は、タイミングソース、周辺機器、電圧調整器、および電力管理回路など、様々な他の回路をリンクさせることもでき、これらの回路は当技術分野でよく知られており、したがって、これ以上は説明しない。バスインターフェース108は、バス102とトランシーバ110との間にインターフェースを提供する。トランシーバ110は、送信媒体上の様々な他の装置と通信するための手段を提供する。また、装置の性質に応じて、ユーザインターフェース112(たとえば、キーパッド、ディスプレイ、スピーカー、マイクロフォン、ジョイスティックなど)が設けられてもよい。
プロセッサ104は、バス102の管理、およびコンピュータ可読媒体106上に記憶されたソフトウェアの実行を含む全般的な処理を受け持つ。ソフトウェアは、プロセッサ104によって実行されると、任意の特定の装置の以下で説明する様々な機能を処理システム114に実行させる。コンピュータ可読媒体106は、ソフトウェアを実行するときにプロセッサ104によって操作されるデータを記憶するために使用されてもよい。
一態様では、プロセッサ104、コンピュータ可読媒体106、または両方の組合せは、本明細書で説明したように、呼処理構成要素40(図1)の機能を実行するように構成される、または場合によっては、特別にプログラムされ得る。
本開示全体にわたって提示される様々な概念は、広範な電気通信システム、ネットワークアーキテクチャ、および通信規格にわたって実装され得る。
図6を参照すると、限定ではなく例として、本開示の態様は、W-CDMAエアインターフェースを利用するUMTSシステム200に関して示されている。UMTSネットワークは、コアネットワーク(CN)204、UMTS Terrestrial Radio Access Network(UTRAN)202、およびユーザ機器(UE)210の3つの相互作用する領域を含む。UE210は、たとえば、上記で説明したように、呼処理構成要素40(図1)を含むように構成され得る。この例では、UTRAN202は、電話、ビデオ、データ、メッセージング、ブロードキャスト、および/または他のサービスを含む様々なワイヤレスサービスを提供する。UTRAN202は、無線ネットワークコントローラ(RNC)206などのそれぞれのRNCによって各々制御される、無線ネットワークサブシステム(RNS)207などの複数のRNSを含み得る。ここで、UTRAN202は、本明細書で説明するRNC206およびRNS207に加えて、任意の数のRNC206およびRNS207を含むことができる。RNC206は、とりわけ、RNS207内の無線リソースの割り当て、再構成、および解放を担う装置である。RNC206は、任意の適切なトランスポートネットワークを使用する、直接の物理接続、仮想ネットワークなど様々なタイプのインターフェースを介して、UTRAN202中の他のRNC(図示せず)に相互接続され得る。
UE210とNodeB208との間の通信は、物理(PHY)層および媒体アクセス制御(MAC)層を含むものと見なされ得る。さらに、それぞれのNodeB208によるUE210とRNC206との間の通信は、無線リソース制御(RRC)層を含むものと見なされ得る。本明細書では、PHY層は、層1と見なされ、MAC層は、層2と見なされ、RRC層は、層3と見なされ得る。以下、情報は、参照により本明細書に組み込まれるRRC Protocol Specification、3GPP TS 25.331に述べられている用語を使用する。
RNS207によってカバーされる地理的領域は、いくつかのセルに分けることができ、無線トランシーバ装置が各セルにサービスする。無線トランシーバ装置は、通常、UMTS適用例ではNodeBと呼ばれるが、当業者によって、基地局(BS)、送受信基地局(BTS)、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)、アクセスポイント(AP)、または何らかの他の適切な用語で呼ばれることもある。明快にするために、各RNS207に3つのNodeB208が示されているが、RNS207は、任意の数のワイヤレスNodeBを含んでもよい。NodeB208は、ワイヤレスアクセスポイントを任意の数のモバイル装置のためのCN204に提供する。モバイル装置の例には、携帯電話、スマートフォン、セッション開始プロトコル(SIP)電話、ラップトップ、ノートブック、ネットブック、スマートブック、携帯情報端末(PDA)、衛星ラジオ、全地球測位システム(GPS)デバイス、マルチメディアデバイス、ビデオ装置、デジタルオーディオプレーヤ(たとえば、MP3プレーヤなど)、カメラ、ゲーム機、または任意の他の類似の機能デバイスなどがある。モバイル装置は、通常、UMTS適用例ではUEと呼ばれるが、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、遠隔ユニット、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、遠隔デバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、遠隔端末、ハンドセット、端末、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、またはいくつかの他の適切な用語で呼ばれることもある。UMTSシステムでは、UE210は、ネットワークへのユーザの加入情報を含む汎用加入者識別モジュール(USIM)211をさらに含み得る。説明のために、1つのUE210がいくつかのNodeB208と通信しているように示される。順方向リンクとも呼ばれるダウンリンク(DL)は、NodeB208からUE210への通信リンクを指し、逆方向リンクとも呼ばれるアップリンク(UL)は、UE210からNodeB208への通信リンクを指す。
CN204は、UTRAN202など1つまたは複数のアクセスネットワークとインターフェースをとる。図示のように、CN204は、GSMコアネットワークである。しかしながら、当業者が認識するように、GSMネットワーク以外のタイプのCNへのアクセスをUEに提供するために、本開示全体にわたって提示される様々な概念を、RANまたは他の適切なアクセスネットワークにおいて実装することができる。
CN204は、回線交換(CS)領域およびパケット交換(PS)領域を含む。回線交換要素のいくつかは、モバイルサービス交換センター(MSC)、ビジターロケーションレジスタ(VLR)、およびゲートウェイMSCである。パケット交換要素は、サービングGPRSサポートノード(SGSN)、およびゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)を含む。EIR、HLR、VLR、およびAuCのようないくつかのネットワーク要素は、回線交換領域とパケット交換領域の両方によって共有され得る。図示の例では、CN204は、MSC212およびGMSC214によって回線交換サービスをサポートする。いくつかの用途では、GMSC214は、メディアゲートウェイ(MGW)とも呼ばれ得る。RNC206のような1つまたは複数のRNCが、MSC212に接続され得る。MSC212は、呼設定、呼ルーティング、およびUEモビリティ機能を制御する装置である。MSC212は、UEがMSC212のカバレッジエリア内にある間に加入者関連の情報を格納するVLRも含む。GMSC214は、UEが回線交換ネットワーク216にアクセスするためのゲートウェイを、MSC212を通じて提供する。GMSC214は、特定のユーザが加入したサービスの詳細を反映するデータのような加入者データを格納するホームロケーションレジスタ(HLR)215を含む。HLRは、加入者に固有の認証データを格納する認証センター(AuC)とも関連付けられている。特定のUEについて、呼が受信されると、GMSC214は、UEの位置を判断するためにHLR215に問い合わせ、その位置でサービスする特定のMSCに呼を転送する。
CN204はまた、サービングGPRSサポートノード(SGSN)218およびゲートウェイGPRSサポートノード(GGSN)220によって、パケットデータサービスをサポートする。汎用パケット無線サービスを表すGPRSは、標準の回線交換データサービスで可能なものよりも速い速度でパケットデータサービスを提供するよう設計されている。GGSN220は、パケットベースネットワーク222へのUTRAN202の接続を提供する。パケットベースネットワーク222は、インターネット、プライベートデータネットワーク、または何らかの他の適切なパケットベースネットワークでもよい。GGSN220の一次機能は、UE210にパケットベースネットワーク接続を提供することである。データパケットは、MSC212が回線交換領域において実行するのと同じ機能をパケットベース領域において主に実行するSGSN218を介して、GGSN220とUE210との間で転送され得る。
UMTSのエアインターフェースは、スペクトラム拡散直接シーケンス符号分割多元接続(DS-CDMA)システムを利用してよい。スペクトラム拡散DS-CDMAは、チップと呼ばれる一連の疑似ランダムビットとの乗算によって、ユーザデータを拡散させる。UMTSの「広帯域」W-CDMAエアインターフェースは、そのような直接シーケンススペクトラム拡散技術に基づいており、さらに周波数分割複信(FDD)を必要とする。FDDは、NodeB208とUE210との間のULおよびDLに異なるキャリア周波数を使用する。DS-CDMAを利用し、時分割複信(TDD)を使用するUMTSの別のエアインターフェースは、TD-SCDMAエアインターフェースである。本明細書で説明される様々な例は、W-CDMAエアインターフェースを指し得るが、基礎をなす原理はTD-SCDMAエアインターフェースに等しく適用可能であり得ることを、当業者は理解するだろう。
HSPAエアインターフェースは、スループットの向上および遅延の低減を支援する、3G/W-CDMAエアインターフェースに対する一連の拡張を含む。前のリリースに対する他の修正には、HSPAが、ハイブリッド自動再送要求(HARQ)、チャネル送信の共有、ならびに適応変調および適応符号化を利用する。HSPAを定義する規格は、HSDPA(高速ダウンリンクパケットアクセス)およびHSUPA(高速アップリンクパケットアクセス、拡張アップリンクまたはEULとも呼ばれる)を含む。
HSDPAは、高速ダウンリンク共有チャネル(HS-DSCH)を、トランスポートチャネルとして利用する。HS-DSCHは、高速物理ダウンリンク共有チャネル(HS-PDSCH)、高速共有制御チャネル(HS-SCCH)、および高速専用物理制御チャネル(HS-DPCCH)という、3つの物理チャネルによって実装される。
これらの物理チャネルの中でも、HS-DPCCHは、対応するパケット送信の復号が成功したかどうかを示すための、HARQ ACK/NACKシグナリングをアップリンクで搬送する。つまり、ダウンリンクに関して、UE210は、ダウンリンク上のパケットを正常に復号したかどうかを示すために、HS-DPCCHを通じてフィードバックをノードB208に与える。
HS-DPCCHはさらに、変調方式と符号化方式の選択、およびプリコーディングの重みの選択に関して、ノードB208が正しい決定を行うのを支援するための、UE210からのフィードバックシグナリングを含み、このフィードバックシグナリングはCQIおよびPCIを含む。
「HSPA Evolved」またはHSPA+は、MIMOおよび64-QAMを含むHSPA規格の進化形であり、スループットの増大およびパフォーマンスの向上を可能にする。つまり、本開示のある態様では、ノードB208および/またはUE210は、MIMO技術をサポートする複数のアンテナを有し得る。MIMO技術の使用により、ノードB208は空間領域を活用して、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ことができる。
多入力多出力(MIMO)は、マルチアンテナ技術、すなわち複数の送信アンテナ(チャネルへの複数の入力)および複数の受信アンテナ(チャネルからの複数の出力)を指す際に一般に使用される用語である。MIMOシステムは一般にデータ伝送パフォーマンスを高め、ダイバーシティ利得がマルチパスフェージングを低減させて伝送品質を高めること、および空間多重化利得がデータスループットを向上させることを可能にする。
空間多重化を使用して、同じ周波数で同時に様々なデータストリームを送信することができる。データストリームを単一のUE210に送信してデータレートを上げること、または複数のUE210に送信して全体的なシステム容量を拡大することができる。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、次いで空間的にプリコーディングされた各ストリームをダウンリンクで異なる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、様々な空間シグネチャを伴いUE210に到着し、これによりUE210の各々は、当該UE210に向けられた1つまたは複数のデータストリームを回復することができる。アップリンク上では、各UE210は、1つまたは複数の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することができ、これによりノードB208は空間的にプリコーディングされた各データストリームのソースを識別することができる。
空間多重化は、チャネル状態が良好なときに使用できる。チャネル状態がさほど好ましくないときは、ビームフォーミングを使用して送信エネルギーを1つもしくは複数の方向に集中させること、またはチャネルの特性に基づいて送信を改善することができる。これは、複数のアンテナを介して送信するデータストリームを空間的にプリコーディングすることによって達成できる。セルの端において良好なカバレージを達成するために、シングルストリームビームフォーミング伝送を送信ダイバーシティと組み合わせて使用できる。
一般に、n個の送信アンテナを利用するMIMOシステムの場合、同じチャネル化コードを利用して同じキャリアでn個のトランスポートブロックが同時に送信され得る。n個の送信アンテナで送られる異なるトランスポートブロックは、互いに同じまたは異なる変調方式および符号化方式を有し得ることに留意されたい。
一方、単入力多出力(SIMO)は一般に、単一の送信アンテナ(チャネルへの単一の入力)および複数の受信アンテナ(チャネルからの複数の出力)を利用するシステムを指す。それによって、SIMOシステムでは、単一のトランスポートブロックがそれぞれのキャリアで送られ得る。
図7を参照すると、UTRANアーキテクチャのアクセスネットワーク300が示される。多元接続ワイヤレス通信システムは、セル302、304、および306を含む複数のセルラー領域(セル)を含み、セルの各々は、1つまたは複数のセクタを含み得る。複数のセクタはアンテナのグループによって形成されてよく、各々のアンテナがセルの一部にあるUEとの通信を担う。たとえば、セル302において、アンテナグループ312、314、および316は、各々異なるセクタに対応し得る。セル304において、アンテナグループ318、320、および322は、各々異なるセクタに対応する。セル306において、アンテナグループ324、326、および328は、各々異なるセクタに対応する。セル302、304、および306は、各セル302、304、または306の1つまたは複数のセクタと通信していてもよい、いくつかのワイヤレス通信デバイス、たとえばユーザ機器またはUEを含み得る。たとえば、UE330および332は、NodeB342と通信していてもよく、UE334および336は、NodeB344と通信していてもよく、UE338および340は、NodeB346と通信していてもよい。ここで、各NodeB342、344、346は、それぞれのセル302、304、および306の中のすべてのUE330、332、334、336、338、340のために、CN204(図2参照)へのアクセスポイントを提供するように構成される。NodeB342、344、346およびUE330、332、334、336、338、340はそれぞれ、たとえば、上記で説明したように、呼処理構成要素40(図1)を含むように構成され得る。
UE334がセル304における図示された位置からセル306に移動するとき、サービングセル変更(SCC)またはハンドオーバが生じて、UE334との通信が、ソースセルと呼ばれ得るセル304からターゲットセルと呼ばれ得るセル306に移行することがある。UE334において、それぞれのセルに対応するNodeBにおいて、無線ネットワークコントローラ206(図2)において、またはワイヤレスネットワークにおける別の適切なノードにおいて、ハンドオーバプロシージャの管理が生じ得る。たとえば、ソースセル304との呼の間、または任意の他の時間において、UE334は、ソースセル304の様々なパラメータ、ならびに、セル306、および302のような近隣セルの様々なパラメータを監視することができる。さらに、これらのパラメータの品質に応じて、UE334は、近隣セルの1つまたは複数との通信を保つことができる。この期間において、UE334は、UE334が同時に接続されるセルのリストであるアクティブセットを保持することができる(すなわち、ダウンリンク専用物理チャネルDPCHまたはフラクショナルダウンリンク専用物理チャネルF-DPCHをUE334に現在割り当てているUTRAセルが、アクティブセットを構成し得る)。
アクセスネットワーク300によって用いられる変調方式および多元接続方式は、導入されている特定の電気通信規格に応じて異なり得る。例として、規格は、Evolution-Data Optimized(EV-DO)またはUltra Mobile Broadband(UMB)を含み得る。EV-DOおよびUMBは、CDMA2000規格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)によって公表されたエアインターフェース規格であり、CDMAを用いて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。規格は代替的に、広帯域CDMA(W-CDMA)およびTD-SCDMAなどのCDMAの他の変形態を用いるUniversal Terrestrial Radio Access(UTRA)、TDMAを用いるGlobal System for Mobile Communications(GSM)、ならびにOFDMAを用いるEvolved UTRA(E-UTRA)、Ultra Mobile Broadband(UMB)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、およびFlash-OFDMであり得る。UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、LTE Advanced、およびGSMは、3GPP団体による文書に記述されている。CDMA2000およびUMBは、3GPP2団体による文書に記述されている。実際の利用されるワイヤレス通信規格、多元接続技術は、具体的な用途およびシステム全体に課される設計制約に依存する。
無線プロトコルアーキテクチャは、具体的な用途に応じて様々な形態をとり得る。ここでHSPAシステムに関する一例を、図8を参照して提示する。
図8は、ユーザ機器(UE)またはノードB/基地局のユーザプレーン402および制御プレーン404の無線プロトコルアーキテクチャ400の一例を示す概念図である。たとえば、アーキテクチャ400は、ネットワークエンティティおよび/またはUE、たとえばワイヤレスネットワーク12および/またはUE14(図1)内のエンティティに含まれ得る。UEおよびノードBの無線プロトコルアーキテクチャ400は、層1 406、層2 408、および層3 410という3つの層で示される。層1 406は最下層であり、様々な物理層の信号処理機能を実装する。したがって、層1 406は、物理層407を含む。層2(L2層)408は、物理層407の上にあり、物理層407を通じたUEとノードBとの間のリンクを担う。層3(L3層)410は、無線リソース制御(RRC)サブレイヤ415を含む。RRCサブレイヤ415は、UEとUTRANとの間の層3の制御プレーンシグナリングを扱う。
ユーザプレーンでは、L2層408は、媒体アクセス制御(MAC)サブレイヤ409、無線リンク制御(RLC)サブレイヤ411、およびパケットデータコンバージェンスプロトコル(PDCP)サブレイヤ413を含み、これらはネットワーク側のノードBで終端する。示されないが、UEは、ネットワーク側のPDNゲートウェイで終端するネットワーク層(たとえばIP層)と、接続の他の端部(たとえば、遠端のUE、サーバなど)で終端するアプリケーション層とを含めて、L2層408より上にいくつかの上位層を有し得る。
PDCPサブレイヤ413は、異なる無線ベアラと論理チャネルとの間の多重化を行う。PDCPサブレイヤ413はまた、無線送信のオーバー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、データパケットの暗号化によるセキュリティ、および、ノードB間のUEのハンドオーバのサポートを実現する。RLCサブレイヤ411は、上位層のデータパケットのセグメント化および再構築、失われたデータパケットの再送信、ならびに、ハイブリッド自動再送要求(HARQ)による順序の狂った受信を補償するためのデータパケットの再順序付けを行う。MACサブレイヤ409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行う。MACサブレイヤ409はまた、1つのセルの中の様々な無線リソース(たとえばリソースブロック)の複数のUEへの割り当てを担う。MACサブレイヤ409はまた、HARQ動作も担う。
図9は、UE550と通信するNodeB510を含む通信システム500のブロック図であり、NodeB510は、ワイヤレスネットワーク12内のエンティティであり、UE550は、図1に記載された態様によるUE14であり得る。ダウンリンク通信では、送信プロセッサ520は、データ源512からデータを受信し、コントローラ/プロセッサ540から制御信号を受信することができる。送信プロセッサ520は、参照信号(たとえばパイロット信号)とともに、データ信号および制御信号のための様々な信号処理機能を提供する。たとえば、送信プロセッサ520は、誤り検出のための巡回冗長検査(CRC)コード、順方向誤り訂正(FEC)を支援するための符号化およびインターリービング、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-位相偏移変調(M-PSK)、M-直角位相振幅変調(M-QAM)など)に基づいた信号配列へのマッピング、直交可変拡散率(OVSF)による拡散、および、一連のシンボルを生成するためのスクランブリングコードとの乗算を、提供することができる。送信プロセッサ520のための、符号化方式、変調方式、拡散方式および/またはスクランブリング方式を決定するために、チャネルプロセッサ544からのチャネル推定が、コントローラ/プロセッサ540によって使われ得る。これらのチャネル推定は、UE550によって送信される参照信号から、またはUE550からのフィードバックから、導出され得る。送信プロセッサ520によって生成されたシンボルは、フレーム構造を作成するために、送信フレームプロセッサ530に与えられる。送信フレームプロセッサ530は、コントローラ/プロセッサ540からの情報とシンボルとを多重化することによって、このフレーム構造を作成し、一連のフレームが得られる。次いでこのフレームは送信機532に与えられ、送信機532は、アンテナ534を通じたワイヤレス媒体によるダウンリンク送信のために、増幅、フィルタリング、およびフレームのキャリア上への変調を含む、様々な信号調整機能を提供する。アンテナ534は、たとえば、ビームステアリング双方向適応アンテナアレイまたは他の同様のビーム技術を含む、1つまたは複数のアンテナを含み得る。
UE550において、受信機554は、アンテナ552を通じてダウンリンク送信を受信し、その送信を処理してキャリア上へ変調されている情報を回復する。受信機554によって回復された情報は、受信フレームプロセッサ560に与えられ、受信フレームプロセッサ560は、各フレームを解析し、フレームからの情報をチャネルプロセッサ594に提供し、データ信号、制御信号、および参照信号を受信プロセッサ570に提供する。受信プロセッサ570は次いで、NodeB510中の送信プロセッサ520によって実行される処理の逆を実行する。より具体的には、受信プロセッサ570は、シンボルをデスクランブルおよび逆拡散し、次いで変調方式に基づいて、NodeB510によって送信された、最も可能性の高い信号配列点を求める。これらの軟判定は、チャネルプロセッサ594によって計算されるチャネル推定に基づき得る。そして軟判定は、データ信号、制御信号、および参照信号を回復するために、復号されてデインターリーブされる。そして、フレームの復号が成功したかどうか判断するために、CRCコードが確認される。次いで、復号に成功したフレームによって搬送されるデータがデータシンク572に与えられ、データシンク572は、UE550および/または様々なユーザインターフェース(たとえばディスプレイ)において実行されているアプリケーションを表す。復号に成功したフレームが搬送する制御信号は、コントローラ/プロセッサ590に与えられる。受信プロセッサ570によるフレームの復号が失敗すると、コントローラ/プロセッサ590は、確認応答(ACK)プロトコルおよび/または否定応答(NACK)プロトコルを用いて、そうしたフレームの再送信要求をサポートすることもできる。
アップリンクでは、データ源578からのデータおよびコントローラ/プロセッサ590からの制御信号が、送信プロセッサ580に与えられる。データ源578は、UE550で実行されているアプリケーションおよび様々なユーザインターフェース(たとえばキーボード)を表し得る。NodeB510によるダウンリンク送信に関して説明する機能と同様に、送信プロセッサ580は、CRCコード、FECを支援するための符号化およびインターリービング、信号配列へのマッピング、OVSFによる拡散、および、一連のシンボルを生成するためのスクランブリングを含む、様々な信号処理機能を提供する。NodeB510によって送信される参照信号から、または、NodeB510によって送信されるミッドアンブル中に含まれるフィードバックから、チャネルプロセッサ594によって導出されるチャネル推定が、適切な符号化方式、変調方式、拡散方式、および/またはスクランブリング方式を選択するために、使われ得る。送信プロセッサ580によって生成されたシンボルは、フレーム構造を作成するために、送信フレームプロセッサ582に与えられる。送信フレームプロセッサ582は、コントローラ/プロセッサ590からの情報とシンボルとを多重化することによって、このフレーム構造を作成し、一連のフレームが得られる。次いでこのフレームは送信機556に与えられ、送信機556は、アンテナ552を通じたワイヤレス媒体によるアップリンク送信のために、増幅、フィルタリング、およびフレームのキャリア上への変調を含む、様々な信号調整機能を提供する。
アップリンク送信は、UE550において受信機機能に関して説明されたのと同様の方式で、NodeB510において処理される。受信機535は、アンテナ534を通じてアップリンク送信を受信し、その送信を処理してキャリア上へ変調されている情報を回復する。受信機535によって回復された情報は、受信フレームプロセッサ536に与えられ、受信フレームプロセッサ536は、各フレームを解析し、フレームからの情報をチャネルプロセッサ544に提供し、データ信号、制御信号、および参照信号を受信プロセッサ538に提供する。受信プロセッサ538は、UE550中の送信プロセッサ580によって実行される処理の逆を実行する。次いで、復号に成功したフレームによって搬送されるデータ信号および制御信号が、データシンク539およびコントローラ/プロセッサにそれぞれ与えられ得る。フレームの一部が、受信プロセッサによる復号に失敗すると、コントローラ/プロセッサ540は、確認応答(ACK)プロトコルおよび/または否定応答(NACK)プロトコルを用いて、そうしたフレームの再送信要求をサポートすることもできる。
コントローラ/プロセッサ540および590は、それぞれNodeB510およびUE550における動作を指示するために使われ得る。たとえば、コントローラ/プロセッサ540および590は、タイミング、周辺インターフェース、電圧調整、電力管理、および他の制御機能を含む、様々な機能を提供することができる。メモリ542および592のコンピュータ可読媒体は、それぞれ、NodeB510およびUE550のためのデータおよびソフトウェアを記憶することができる。NodeB510におけるスケジューラ/プロセッサ546は、リソースをUEに割り振り、UEのダウンリンク送信および/またはアップリンク送信をスケジューリングするために、使われ得る。
W-CDMAシステムを参照して、電気通信システムのいくつかの態様を示してきた。当業者が容易に諒解するように、本開示全体にわたって説明する様々な態様は、他の電気通信システム、ネットワークアーキテクチャおよび通信規格に拡張され得る。
例として、様々な態様は、他のUMTS、たとえばTD-SCDMA、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA)、高速アップリンクパケットアクセス(HSUPA)、高速パケットアクセスプラス(HSPA+)およびTD-CDMAに拡張され得る。様々な態様はまた、Long Term Evolution(LTE)(FDD、TDD、またはこれら両方のモードによる)、LTE-Advanced(LTE-A)(FDD、TDD、またはこれら両方のモードによる)、CDMA2000、Evolution-Data Optimized(EV-DO)、Ultra Mobile Broadband(UMB)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、Ultra-Wideband(UWB)、Bluetooth(登録商標)、および/または他の適切なシステムを利用するシステムに拡張され得る。実際の利用される電気通信規格、ネットワークアーキテクチャ、および/または通信規格は、具体的な用途およびシステム全体に課される設計制約に依存する。
本開示の様々な態様によれば、要素または要素の一部分または要素の組合せを、1つまたは複数のプロセッサを含む「処理システム」で実装できる。プロセッサの例として、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラマブルロジックデバイス(PLD)、状態機械、ゲート論理回路、ディスクリートハードウェア回路、および本開示全体にわたって説明する様々な機能を実施するように構成された他の適切なハードウェアがある。処理システム内の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と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、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、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。ソフトウェアはコンピュータ可読媒体上に存在し得る。コンピュータ可読媒体は、非一過性コンピュータ可読媒体であってよい。非一過性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(登録商標)、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)、デジタル多目的ディスク(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)、読取り専用メモリ(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)、レジスタ、取り外し可能ディスク、ならびに、コンピュータがアクセスし読み取ることができるソフトウェアおよび/または命令を記憶するための任意の他の適切な媒体を含む。また、コンピュータ可読媒体は、例として、搬送波、伝送路、ならびに、コンピュータがアクセスし読み取ることができるソフトウェアおよび/または命令を送信するための任意の他の適切な媒体も含み得る。コンピュータ可読媒体は、処理システムの中に
存在してもよく、処理システムの外に存在してもよく、または処理システムを含む複数のエンティティに分散してもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータプログラム製品として具現化され得る。例として、コンピュータプログラム製品は、パッケージング材料内のコンピュータ可読媒体を含み得る。当業者は、具体的な用途およびシステム全体に課される全体的な設計制約に応じて、本開示全体にわたって示される説明する機能を最善の形で実装する方法を認識するだろう。
開示した方法におけるステップの特定の順序または階層は例示的なプロセスを示していることを理解されたい。設計上の選好に基づいて、方法におけるステップの特定の順序または階層は再構成可能であることを理解されたい。添付の方法クレームは、サンプル的順序で様々なステップの要素を提示しており、クレーム内で明記していない限り、提示した特定の順序または階層に限定されるように意図されているわけではない。
上記の説明は、本明細書で説明する様々な態様を当業者が実施できるようにするために与えられる。これらの態様への様々な変更は当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義した一般的原理は他の態様に適用され得る。したがって、請求項は本明細書で示す態様に限定されるよう意図されているわけではなく、請求項の文言と整合するすべての範囲を許容するように意図されており、単数の要素への言及は、そのように明記されていない限り、「唯一無二の」ではなく、「1つまたは複数の」を意味するよう意図されている。別段に明記されていない限り、「いくつかの」という用語は「1つまたは複数の」を意味する。項目の列挙「のうちの少なくとも1つ」という語句は、単一の要素を含め、それらの項目の任意の組合せを意味する。たとえば、「a、bまたはcのうちの少なくとも1つ」は、「a」、「b」、「c」、「aおよびb」、「aおよびc」、「bおよびc」、「a、bおよびc」を含むことが意図されている。当業者が知っているか、後に知ることになる、本開示全体にわたって説明した様々な態様の要素と構造的かつ機能的に同等のものはすべて、参照により本明細書に明確に組み込まれ、請求項によって包含されることが意図される。また、本明細書で開示する内容は、そのような開示が請求項で明記されているか否かにかかわりなく、公に供することは意図されていない。請求項のいかなる要素も、「のための手段」という語句を使用して要素が明記されている場合、または方法クレームで「のためのステップ」という語句を使用して要素が記載されている場合を除き、米国特許法第112条第6項の規定に基づき解釈されることはない。
10 ワイヤレス通信システム
12 ネットワーク
14 UE
16 1次キャリア
18 2次キャリア
40 呼処理構成要素
42 マッピング構成要素
44 割振り構成要素
46 送信構成要素
100 装置
102 バス
104 プロセッサ
106 コンピュータ可読媒体
108 バスインターフェース
110 トランシーバ
112 ユーザインターフェース
114 処理システム
200 UMTSシステム
202 UMTS Terrestrial Radio Access Network(UTRAN)
204 コアネットワーク(CN)
210 ユーザ機器(UE)
330 UE
332 UE
334 UE
336 UE
338 UE
340 UE
342 ノードB
344 ノードB
346 ノードB
400 無線プロトコルアーキテクチャ
402 ユーザプレーン
404 制御プレーン
406 層1
407 物理層
408 層2
410 層3
415 無線リソース制御(RRC)サブレイヤ
500 通信システム
510 ノードB
550 UE

Claims (15)

  1. ワイヤレス通信の方法であって、
    複数のスロットにわたる異なるシンボルにPCIコマンドをマッピングするステップと、
    前記PCIコマンドの前記マッピングに基づいて、前記複数のスロットに前記PCIコマンドを割り振るステップと、
    ネットワークデバイスからユーザ機器(UE)に、Fractional Transmit Precoding Information Channel(F-TPICH)における前記複数のスロットにわたって前記PCIコマンドを送信するステップと
    を含む方法。
  2. 前記F-TPICHにおいてスロット当たり1つのシンボルを占めるステップ
    をさらに含む請求項1に記載の方法。
  3. 異なるシンボルに前記PCIコマンドをマッピングする前記ステップが、あらかじめ決定されたシンボルオフセットに基づく、請求項1に記載の方法。
  4. 前記複数のスロットに前記PCIコマンドを割り振る前記ステップが、非連続のシンボルの割振りを備える、請求項1に記載の方法。
  5. 前記複数のスロットに前記PCIコマンドを割り振る前記ステップが、連続的なシンボルの割振りを備える、請求項1に記載の方法。
  6. 前記PCIコマンドの前記割振りが、複数のUEのための非連続のスロットにわたってマッピングされる、請求項1に記載の方法。
  7. 複数のUEをサポートするために、前記スロット内のすべての前記シンボルが利用される、請求項1に記載の方法。
  8. 前記複数のスロットの各々の中の1対の前記異なるシンボルを識別するステップ
    をさらに含み、前記PCIコマンドを割り振るステップが、前記1対の前記異なるシンボルを使用して前記複数のスロットのうちの3つにわたって3つの異なるUEにPCIコマンドを割り振るステップをさらに含む
    請求項1に記載の方法。
  9. ワイヤレス通信ネットワークにおけるワイヤレス通信の装置であって、
    複数のスロットにわたる異なるシンボルにPCIコマンドをマッピングするための手段と、
    前記PCIコマンドの前記マッピングに基づいて、前記複数のスロットに前記PCIコマンドを割り振るための手段と、
    ネットワークデバイスからUEに、F-TPICHにおける前記複数のスロットにわたって前記PCIコマンドを送信するための手段と
    を備える装置。
  10. 前記F-TPICHにおいてスロット当たり1つのシンボルを占めること
    をさらに含む請求項9に記載の装置。
  11. 異なるシンボルに前記PCIコマンドをマッピングすることが、あらかじめ決定されたシンボルオフセットに基づく、請求項9に記載の装置。
  12. 前記複数のスロットに前記PCIコマンドを割り振ることが、非連続のシンボルの割振りを備える、請求項9に記載の装置。
  13. 前記複数のスロットに前記PCIコマンドを割り振ることが、連続的なシンボルの割振りを備える、請求項9に記載の装置。
  14. 前記PCIコマンドの前記割振りが、複数のUEのための非連続のスロットにわたってマッピングされる、請求項9に記載の装置。
  15. 前記複数のスロットの各々の中の1対の前記異なるシンボルを識別すること
    をさらに含み、前記PCIコマンドを割り振ることが、前記1対の前記異なるシンボルを使用して前記複数のスロットのうちの3つにわたって3つの異なるUEにPCIコマンドを割り振ることをさらに含む
    請求項9に記載の装置。
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