様々な実施形態は、無線通信に関し、更に具体的には、送信前に、例えば非線形増幅を使用して信号を増幅するために使用され得る方法及び装置に関する。
無線通信において、例えば、データの量、データのタイプ、距離範囲、意図される受信者、許容され得るビット誤り率などに関して、異なる時間には無線デバイスへの異なるデータ送信の必要性が存在してもよい。加えて、例えば、通信チャネルのタイプ、データのタイプ,現在の通信路条件、及び/又は干渉条件の関数として、異なる時間では、所望される送信電力レベルが異なってもよい。幾つかの無線通信システムでは、データ送信の必要性及び/又は所望される送信電力レベルの関数として、送信信号特性が変動する。例えば、或る時間には、マルチトーン信号が生成及び送信され、他の時間には、シングルトーン信号が生成及び送信されてもよい。
一般的に、通信システムでは線形増幅器を使用することが望ましい。というのは、線形増幅器は、欲せられない調波を、増幅されつつある信号の中へ導入することがないからである。マルチトーン信号の場合、このような調波を除去することが特に困難であり得る。というのは、信号に対する非線形増幅器の使用の効果を除去する試みは、しばしば、増幅されつつある信号の中に維持されるべきトーンの1つ又は複数に負のインパクトを与え得るからである。
消費者市場へ意図される無線通信デバイス、例えば、携帯電話及び他の移動デバイスの場合、コスト及び電力消費の問題が関心事となる。広い電力範囲にわたって線形である増幅器は、高価になる傾向がある。特に、単一の周波数ではなく或る範囲の周波数について増幅器を線形に設計するならば、高価になる傾向がある。従って、広範囲の電力出力がサポートされるべき場合、線形増幅器の使用は、多くの応用においてコスト的に許容され得ない。コストの問題に加えて、非線形増幅は線形増幅の手法よりも電力効率の利点を有し、このことは、電力効率が関心事であるデバイス、例えばハンド・ヘルド・デバイスで、非線形増幅の使用を望ましくし得る。
幾つかの状況では、非線形電力増幅の使用が有利になり得るが、非線形電力増幅は、マルチトーン信号の非線形増幅に関連する干渉問題に起因して、マルチトーン信号の送信に十分適しているとは言えない。こうして、コスト問題があるにも拘わらず、マルチトーン信号の使用をサポートするように実現された多くの無線通信デバイスは、自分の送信前電力増幅動作では線形電力増幅器を使用する。
上記の検討に基づき、デバイス動作の少なくとも幾つかの期間の間、デバイスによるマルチトーン信号の使用へ重大な負のインパクトを与えることなく、少なくとも幾つかの状況のもとでは、無線通信デバイスによる非線形増幅の使用を許す方法及び/又は装置の必要性が存在する。
無線通信システムにおける増幅及び信号の送信に関連した方法及び装置が説明される。説明される様々な方法及び装置は、無線通信デバイスが、異なる数のトーン及び/又は電力レベルを使用して、異なる時間に送信する実現に十分適している。例えば、デバイスは第1の期間に単一のトーンを使用して送信し、第2の期間に複数のトーンを使用して送信してもよい。幾つかの実施形態において、無線通信デバイスは線形電力増幅を使用してマルチトーン信号を送信し、非線形電力増幅を使用して少なくとも幾つかのシングルトーン信号を送信する。幾つかの実施形態において、異なる物理的増幅器が通信デバイスの中に含められ、異なるタイプの増幅に使用される。例えば、全部ではないが幾つかの実施形態において、マルチトーン信号を増幅するため、線形増幅器である第1の増幅器が設けられ、シングルトーン信号を増幅するため、非線形増幅器である第2の増幅器が設けられる。しかしながら、他の実施形態では、異なる時間に線形及び非線形増幅動作を遂行するため、単一の増幅器が使用され、例えば、異なる時間に異なる電力レベルを使用して信号が送信される。
幾つかの実施形態において、第1の増幅器の特性曲線上の線形増幅範囲が、線形増幅のために使用され、前記第1の増幅器の特性曲線上の非線形増幅範囲が、非線形増幅のために使用される。増幅に続くフィルタリングは、使用されつつある増幅のタイプに適応するように制御される。幾つかの実施形態において、高い電力レベルでシングルトーンを使用して送信される信号を増幅するため、非線形範囲が使用される。この高い電力レベルは、増幅器の線形電力範囲を使用して増幅されるマルチトーン信号を送信するために使用される電力レベルよりも高い。
例示的な一実施形態において、シングルトーン信号はOFDMトーン又は副搬送波に対応し、非線形増幅の出力は方形波である。非線形増幅によって産出される信号に対する後続のフィルタリングは、シングルトーンを通過させ、より高い順位の調波を除去するために使用される。少なくとも一実施形態において、マルチトーン信号が送信されるとき、線形増幅を使用してマルチトーン信号が増幅される。幾つかのこのような実施形態において、マルチトーン信号は通信帯域内の複数のトーンに対応し、線形増幅動作によって生成される増幅信号を濾過するために使用される後続のフィルタは、マルチトーン信号に対応するトーンの全帯域を通過させる。非線形増幅に続いて使用されるフィルタは、マルチトーン信号によって占拠される周波数帯域内の1つ又は複数のトーンを阻止してもよく、幾つかの実施形態では、実際に阻止する。シングルトーン信号は、マルチトーン信号に対応する周波数帯域の内部に収まることができ、幾つかの実施形態では、実際に収まる。必ずしも全部ではないが幾つかの実施形態において、制御可能なフィルタがデバイス内で使用されてもよく、このフィルタは、デバイスがシングルトーン動作モードで動作しているかマルチトーン動作モードで動作しているかに基づいて、フィルタリングモードを転換する。
幾つかの例示的実施形態において、例示的無線通信デバイスは、非集中化制御及び意思決定を実現するピアツーピア通信システムの一部分である。幾つかのこのような実施形態において、通信デバイスは、シングルトーン送信が使用される第1のタイプの区間、例えばピア発見区間、及びマルチトーンシグナリングが使用される第2のタイプの区間、例えばトラフィック区間を含む再発ピアツーピア・タイミング構造を実現する。
幾つかの実施形態において、線形増幅を使用するか非線形増幅を使用するかの意思決定は、意図される送信信号がシングルトーン信号であるべきかマルチトーン信号であるべきかの関数である。幾つかの実施形態において、線形増幅を使用すべきか非線形増幅を使用すべきかの意思決定は、(i)意図される送信信号がシングルトーン信号であるべきかマルチトーン信号であるべきか、及び(ii)意図される距離範囲、の関数である。このような実施形態において、幾つかのシングルトーン信号、例えば、第1の通信距離範囲に意図される信号は、線形増幅を使用して増幅されてもよく、第1の距離範囲よりも長い第2の距離範囲に意図される信号は、非線形増幅を使用して増幅されてもよい。
通信デバイスを作動する例示的方法は、マルチトーン信号に対して線形増幅動作を遂行することと、増幅されたマルチトーン信号を送信することと、シングルトーン信号に対して非線形増幅動作を遂行することと、増幅されたシングルトーン信号を送信することと、を備える。例示的実施形態に従った例示的通信デバイスは、少なくとも1つのプロセッサを備え、このプロセッサは、マルチトーン信号に対して線形増幅動作を遂行し、増幅されたマルチトーン信号を送信し、シングルトーン信号に対して非線形増幅動作を遂行し、増幅されたシングルトーン信号を送信するように構成される。例示的通信デバイスは、前記少なくとも1つのプロセッサへ結合されたメモリを更に備える。
上記の概要の中で様々な実施形態が検討されたが、必ずしも全ての実施形態が同じ特徴を含むわけではなく、上記で説明された特徴の幾つかは必要とされないが、幾つかの実施形態では望ましくあり得ることを了解すべきである。多くの追加的特徴、実施形態、及び様々な実施形態の利点は、この後の詳細な説明の中で検討される。
図1は、例示的実施形態に従った例示的無線通信システムの図である。
図2は、例示的実施形態に従って通信デバイスを作動する例示的方法のフローチャートである。
図3は、例示的実施形態に従った例示的通信デバイスの図である。
図4は、図3で示される通信デバイスの中で使用され得る、及び幾つかの実施形態では実際に使用される、モジュールの組立体である。
図5は、例示的実施形態に従った例示的通信デバイスの図である。
図6は、幾つかの例示的実施形態に従った2つの他の例示的通信デバイスを示す図である。
図7は、例示的実施形態に従った例示的再発ピアツーピア・タイミング構造及び無線通信デバイスによって送信される例示的信号を示す図である。
図8は、幾つかの実施形態に従った無線通信デバイスの中に含まれる例示的コンポーネントを示す図である。
図9は、幾つかの実施形態に従った無線通信デバイスの中に含まれる例示的コンポーネントを示す図である。
詳細な説明
図1は、例示的実施形態に従った例示的無線通信システム100の図である。例示的無線通信システム100は、例えば、再発ピアツーピア・タイミング構造を使用するピアツーピア通信システムである。例示的無線通信システム100は、ピアツーピア・シグナリングをサポートする複数の無線通信デバイス(無線通信デバイス1 102、無線通信デバイス2 104、無線通信デバイス3 106、無線通信デバイス4 108、無線通信デバイス5 110、...、無線通信デバイスN 112)を含む。無線通信デバイスの少なくとも幾つかは、移動通信デバイス、例えばデバイス(102、104、106、110、112)である。無線通信デバイスの幾つか、例えばデバイス4 108は、逆送ネットワークへの接続114を含む。接続114は、デバイスを他のネットワークノード及び/又はインターネットへ結合する。
様々な実施形態において、例示的通信システム100は、非集中化制御構造実現を用いて動作する。例えば、個々のデバイスに対するエア・リンク・リソース割り振りの意思決定は、個々のデバイスで利用可能な情報に基づき個々のデバイスによって行われる。幾つかのこのような実施形態において、デバイスは、例えば、通信されるべき情報のタイプの関数として、及び/又はタイミング構造内の区間タイプの関数として、異なる時間に異なる送信動作モードで送信する。例えば、デバイスはピア発見シグナリングを送信するとき高電力レベルのシングルトーンで送信してもよく、例えば、広い距離範囲の多くのデバイスによる受信を意図される比較的少量の情報をブロードキャストする。例を続けると、デバイスは、ピアツーピア・トラフィック・シグナリングを送信するとき、より低い電力レベルの複数トーンの集合で送信する。例えば、デバイスは、自分とのピアツーピア接続を確立した個々のピアデバイスへ、より大きい量のトラフィックデータ情報を直接通信する。
幾つかの実施形態において、マルチトーンモードで送信するとき、通信デバイスは第1の増幅器の線形増幅領域を使用し、シングルトーンモードで送信するとき、通信デバイスは第1の増幅器の非線形増幅領域を使用する。幾つかの実施形態において、マルチトーンモードで送信するとき、通信デバイスは線形増幅器を使用し、シングルトーンモードで送信するとき、通信デバイスは非線形増幅器を使用する。幾つかの実施形態において、マルチトーンモードで送信するとき、通信デバイスは線形増幅を使用し、シングルトーンモードの長距離範囲サブモードで送信するとき、通信デバイスは非線形増幅を使用し、シングルトーンモードの短距離範囲サブモードで送信するとき、通信デバイスは線形増幅を使用する。
図2は、例示的実施形態に従って通信デバイスを作動する例示的方法のフローチャート200である。動作はステップ202でスタートする。ステップ202において、通信デバイスは電源オン及び初期化され、ステップ204へ進行する。ステップ204において、通信デバイスは、送信されるべき情報のタイプを決定し、次いでステップ206において、通信デバイスは、送信されるべき情報の決定されたタイプの関数として、使用されるべき動作モードを決定する。動作はステップ206からステップ208へ進行する。ステップ208において、決定された動作モードがシングルトーンモードであれば、動作はステップ208からステップ210へ進行する。しかしながら、決定された動作モードがマルチトーンモードであれは、動作はステップ208からステップ230へ進行する。
ステップ210へ戻ると、ステップ210において、通信デバイスはシングルトーン信号を生成する。次いで、ステップ212において、通信デバイスは、生成されたシングルトーン信号に対して非線形増幅動作を遂行する。動作はステップ212からステップ214へ進行する。ステップ214において、通信デバイスは、増幅されたシングルトーン信号を送信する。動作はステップ214からステップ216へ進行する。ステップ216において、通信デバイスは、送信されるべき情報のタイプを決定する。次いで、ステップ218において、通信デバイスは、ステップ216の決定に基づき、送信されるべき情報のタイプの関数として、シングルトーン動作モードからマルチトーン動作モードへ転換すべきか否かを決定する。ステップ218はサブステップ220及び224を含む。ステップ218への各反復では、サブステップ220及び224の1つが遂行される。サブステップ220において、通信デバイスは、送信されるべき情報のタイプの関数として、シングルトーンモードからマルチトーンモードへ転換することを決定する。動作はサブステップ220からステップ224へ進行する。ステップ224において、通信デバイスは、送信されるべき情報のタイプの関数として、シングルトーン動作モードからマルチトーン動作モードへ転換する。動作はステップ224から接続ノードA 226を介してステップ230へ進行する。
サブステップ222へ戻ると、サブステップ222において、通信デバイスは、送信されるべき情報のタイプの関数として、シングルトーンモードに留まることを決定する。動作はサブステップ222から接続ノードB 228を介してステップ210へ進行する。
ステップ230へ戻ると、ステップ230において、通信デバイスはマルチトーン信号を生成する。動作はステップ230からステップ232へ進行する。ステップ232において、通信デバイスは、生成されたマルチトーン信号に対して線形増幅動作を遂行する。幾つかの実施形態において、線形増幅動作を遂行することは、第1の増幅器の線形増幅領域を使用してマルチトーン信号を増幅することを含む。
次いで、ステップ234において、通信デバイスは、増幅されたマルチトーン信号を送信する。動作はステップ234からステップ236へ進行する。ステップ236において、通信デバイスは、送信されるべき情報のタイプを決定する。次いで、ステップ238において、通信デバイスは、送信されるべき情報のタイプの関数として、マルチトーン動作モードからシングルトーン動作モードへ転換すべきか否かを決定する。ステップ238はサブステップ240及び242を含む。ステップ238への各反復では、サブステップ240及び242の1つが遂行される。サブステップ240において、通信デバイスは、送信されるべき情報のタイプの関数として、マルチトーンモードからシングルトーンモードへ転換することを決定する。動作はサブステップ240からステップ244へ進行する。ステップ244において、通信デバイスは、送信されるべき情報のタイプの関数として、マルチトーン動作モードからシングルトーン動作モードへ転換する。動作はステップ244から接続ノードB 228を介してステップ210へ進行する。
サブステップ242へ戻ると、サブステップ242において、通信デバイスは、送信されるべき情報のタイプの関数として、マルチトーンモードに留まることを決定する。動作はサブステップ242から接続ノードA 226を介してステップ230へ進行する。
幾つかの実施形態において、増幅され送信されるシングルトーン信号のトーン当たり電力は、増幅され送信されるマルチトーン信号のどのトーンのトーン当たり電力をも超過する。様々な実施形態において、増幅されたシングルトーン信号は、マルチトーン信号よりも大きい送信電力を使用して送信される。
幾つかの実施形態において、非線形増幅を遂行することは、非線形増幅器である第2の増幅器を使用して前記マルチトーン信号を増幅することを含む。幾つかの他の実施形態において、非線形増幅動作を遂行することは、第1の増幅器の非線形増幅領域を使用して前記シングルトーン信号を増幅することを含む。
様々な実施形態において、マルチトーン信号は第1の周波数帯域を占拠し、信号トーン信号は第1の周波数帯域の内部に位置決めされる。幾つかの実施形態において、マルチトーン及びシングルトーン動作モードは、重複しない異なる期間に対応する。幾つかのこのような実施形態において、ピア発見情報を送信するためにシングルトーン動作モードが使用され、トラフィックデータを送信するためにマルチトーン動作モードが使用される。
図3は、例示的実施形態に従った例示的通信デバイス300の図である。例示的通信デバイス300は、例えば図1の無線通信デバイスの1つである。例示的通信デバイス300は、図2のフローチャート200に従った方法を実現してもよく、時には実際に実現する。
通信デバイス300は、バス309を介して相互に結合されたプロセッサ302及びメモリ304を含む。様々な要素(302、304)は、バス309を介してデータ及び情報を相互に交換してもよい。通信デバイス300は、図示されるようにプロセッサ302へ結合されてもよい入力モジュール306及び出力モジュール308を更に含む。しかしながら、幾つかの実施形態において、入力モジュール306及び出力モジュール308は、プロセッサ302の内部に置かれる。入力モジュール306は入力信号を受信し得る。入力モジュール306は、無線受信機及び/又は入力を受信するための有線又は光入力インタフェースを含むことができ、幾つかの実施形態では、実際に含む。出力モジュール308は、無線送信機及び/又は出力を送信するための有線又は光出力インタフェースを含んでもよく、幾つかの実施形態では、実際に含む。
プロセッサ302は、マルチトーン信号に対して線形増幅動作を遂行し、増幅されたマルチトーン信号を送信し、シングルトーン信号に対して非線形増幅動作を遂行し、増幅されたシングルトーン信号を送信するように構成される。幾つかの実施形態において、増幅され送信されるシングルトーン信号のトーン当たり電力は、前記増幅され送信されるマルチトーン信号のどのトーンのトーン当たり電力をも超過する。様々な実施形態において、プロセッサ302は、前記マルチトーン信号よりも多くの送信電力を使用して、前記増幅されたシングルトーン信号を送信するように構成される。
幾つかの実施形態において、プロセッサ302は、線形増幅動作を遂行するように構成されることの一部分として、第1の増幅器の線形増幅領域を使用して前記マルチトーン信号を増幅するように構成される。幾つかの実施形態において、プロセッサ302は、非線形増幅動作を遂行するように構成されることの一部分として、非線形増幅器である第2の増幅器を使用して前記シングルトーン信号を増幅するように構成される。幾つかの他の実施形態において、プロセッサ302は、非線形増幅動作を遂行するように構成されることの一部分として、前記第1の増幅器の非線形増幅領域を使用して前記シングルトーン信号を増幅するように構成される。幾つかの実施形態において、前記マルチトーン信号は第1の周波数帯域を占拠し、シングルトーン信号は前記第1の周波数帯域の内部に位置決めされる。
様々な実施形態において、プロセッサ302は、線形増幅動作を遂行し、マルチトーン動作モード中に、増幅されたマルチトーン信号を送信するように構成される。更に、プロセッサ302は、非線形増幅動作を遂行し、シングルトーン動作モード中に、増幅されたシングルトーン信号を送信するように構成される。幾つかのこのような実施形態において、前記マルチトーン及びシングルトーン動作モードは、重複しない異なる期間に対応する。プロセッサ302は、送信されるべき情報のタイプの関数として、マルチトーン動作モードからシングルトーン動作モードへ転換するように更に構成される。幾つかの実施形態において、プロセッサ302は、ピア発見情報を送信するため前記シングルトーン動作モードを使用するように構成される。プロセッサ302は、トラフィックデータを送信するため前記マルチトーン動作モードを使用するように構成される。
図4は、図3で示される通信デバイス300の中で使用され得る、及び幾つかの実施形態では実際に使用される、モジュールのアセンブリ400である。組立体400の中のモジュールは、図3のプロセッサ302の内部のハードウェア(hardware)として、例えば個々の回路として、実現され得る。代替として、モジュールは、ソフトウェアとして実現されてもよく、図3で示される通信デバイス300のメモリ304の中に記憶されてもよい。図3の実施形態では、プロセッサ302は、単一のプロセッサ、例えばコンピュータとして示されるが、1つ又は複数のプロセッサ、例えばコンピュータとして、実現されてもよいことを了解すべきである。ソフトウェアとして実現されるとき、モジュールはコードを含む。コードは、プロセッサによって実行されるとき、モジュールに対応する機能を実現するようにプロセッサ302、例えばコンピュータを構成する。幾つかの実施形態において、プロセッサ302は、モジュールのアセンブリ400の各モジュールを実現するように構成される。モジュールのアセンブリ400がメモリ304の中に記憶される実施形態において、メモリ304はコンピュータ・プログラム・プロダクトである。コンピュータ・プログラム・プロダクトはコンピュータ読み取り可能媒体を備え、コンピュータ読み取り可能媒体は、コード、例えば各モジュールについてのコードを備え、少なくとも1つのコンピュータ、例えばプロセッサ302が、モジュールに対応する機能を実現することを引き起こす。
完全にハードウェアベースのモジュール又は完全にソフトウェアベースのモジュールが使用されてもよい。しかしながら、機能を実現するため、ソフトウェアとハードウェアとを組み合わせた(例えば、回路実現)モジュールが使用されてもよいことを了解すべきである。了解すべきように、図4で示されるモジュールは、通信デバイス300又はこの中の要素、例えばプロセッサ302を制御及び/又は構成して、図2の方法フローチャート200の中に示された対応するステップの機能を遂行する。
モジュールのアセンブリ400は、送信されるべき情報のタイプを決定するモジュール404、送信されるべき情報のタイプの関数として、使用されるべき動作モードを決定するモジュール406、決定された動作モードに基づき動作を制御するモジュール408を含む。モジュールのアセンブリ400は、シングルトーン信号を生成するモジュール410、生成されたシングルトーン信号に対して非線形増幅動作を遂行するモジュール412、増幅されたシングルトーン信号を送信するモジュール414、送信されるべき情報のタイプの関数として、シングルトーン動作モードからマルチトーン動作モードへ転換すべきか否かを決定するモジュール418、及び送信されるべき情報のタイプの関数として、シングルトーン動作モードからマルチトーン動作モードへ転換するモジュール424を更に含む。モジュール418は、送信されるべき情報のタイプの関数として、シングルトーンモジュールからマルチトーンモードへ転換することを決定するモジュール420、及び送信されるべき情報のタイプの関数として、シングルトーンモードに留まることを決定するモジュール422を含む。
モジュールのアセンブリ400は、マルチトーン信号を生成するモジュール430、生成されたマルチトーン信号に対して線形増幅動作を遂行するモジュール432、増幅されたマルチトーン信号を送信するモジュール434、送信されるべき情報のタイプの関数として、マルチトーン動作モードからシングルトーン動作モードへ転換すべきか否かを決定するモジュール438、及び送信されるべき情報のタイプの関数として、マルチトーン動作モードからシングルトーン動作モードへ転換するモジュール444を更に含む。モジュール438は、送信されるべき情報のタイプの関数として、マルチトーンモードからシングルトーンモードへ転換することを決定するモジュール440、及び送信されるべき情報のタイプの関数として、マルチトーンモードに留まることを決定するモジュール442を含む。
幾つかの実施形態において、増幅され送信されるシングルトーン信号のトーン当たり電力は、増幅され送信されるマルチトーン信号のどのトーンのトーン当たり電力をも超過する。様々な実施形態において、モジュール414は、増幅されたマルチトーン信号をモジュール434が送信するときに使用する送信電力よりも大きい送信電力を使用して、増幅されたシングルトーン信号を送信する。
幾つかの実施形態において、モジュール432は、第1の増幅器の線形増幅領域を使用して前記生成されたマルチトーン信号を増幅するモジュール450を含む。様々な実施形態において、モジュール412は、非線形増幅器である第2の増幅器を使用して前記生成されたシングルトーン信号を増幅するモジュール452、及び前記第1の増幅器の非線形増幅領域を使用して前記生成されたシングルトーン信号を増幅するモジュール454、の1つ又は複数を含む。
様々な実施形態において、マルチトーン信号は第1の周波数帯域を占拠し、シングルトーン信号は、前記第1の周波数帯域の内部に位置決めされる。幾つかの実施形態において、線形増幅動作を遂行するモジュール432及び増幅されたマルチトーン信号を送信するモジュール434は、マルチトーン動作モード中に作動され、非線形増幅動作モードを遂行するモジュール412及び増幅されたシングルトーン信号を送信するモジュール414は、例えばモジュール408の制御のもとで、シングルトーン動作モード中に作動される。幾つかの例示的実施形態において、シングルトーン動作モードはピア発見情報を送信するために使用され、マルチトーン動作モードはトラフィックデータを送信するために使用される。
図5は、例示的実施形態に従った例示的通信デバイス500の図である。例示的通信デバイス500は、フィルタモジュール506へ結合された線形電力増幅器502を含む。フィルタモジュール506は送信アンテナ510へ結合される。例示的通信デバイス500は、フィルタモジュール508へ結合された非線形電力増幅器504を更に含む。フィルタモジュール508は送信アンテナ510へ結合される。生成されたマルチトーン信号512が送信されるとき、通信デバイス500は線形電力増幅器502及びフィルタモジュール506を使用して出力信号516を生成する。しかしながら、生成されたシングルトーン信号514が送信されるとき、通信デバイス500は非線形電力増幅器504及びフィルタモジュール508を使用して出力信号516を生成する。一実施形態において、通信デバイス500は図3の通信デバイス300であり、図5の線形電力増幅器502は図4のモジュールのアセンブリ400のモジュール450であり、図5の非線形電力増幅器504は図4のモジュールのアセンブリ400のモジュール452である。
図6は、幾つかの例示的実施形態に従った2つの他の例示的通信デバイスを示す図である。通信デバイス600は、フィルタモジュール604へ結合された電力増幅器602を含み、フィルタモジュール604は送信アンテナ606へ結合されている。マルチトーン信号又はシングルトーン信号であってもよい入力信号608は、電力増幅器602によって増幅され、フィルタモジュール604によって濾過され、次いで送信アンテナ606を介してエア上を出力信号614として送信される。制御信号610は、生成された入力信号608がマルチトーン信号であるとき、線形領域で動作するように電力増幅器602を制御する。制御信号612は、生成された入力信号608がシングルトーン信号であるとき、非線形領域で動作するように電力増幅器602を制御する。フィルタモジュール604は、(i)シングルトーンモード信号が送信されるか、マルチトーンモード信号が送信されるか、(ii)線形増幅が使用されつつあるか、非線形増幅が使用されつつあるか、(iii)使用されつつあるトーン(1つ又は複数)、の少なくとも1つの関数として更に制御及び/又は構成される。1つの例示的実施形態において、通信デバイス500は図3の通信デバイス300であり、電力増幅器602は、モジュールのアセンブリ400のモジュール450及びモジュール454の第1の増幅器である。
通信デバイス650は、フィルタモジュール654へ結合された電力増幅器652を含み、フィルタモジュール654は送信アンテナ656へ結合されている。マルチトーン信号又はシングルトーン信号であってもよい入力信号658は、電力増幅器652によって増幅され、フィルタモジュール654によって濾過され、次いで送信アンテナ656を介してエア上を出力信号664として送信される。制御信号660は、生成された入力信号658がマルチトーン信号であるとき、線形領域で動作するように電力増幅器652を制御する。制御信号662は、生成された入力信号658がシングルトーン信号であり、長距離範囲出力信号の送信が望まれるとき、非線形領域で動作するように電力増幅器652を制御する。制御信号663は、生成された入力信号658がシングルトーン信号であり、短距離範囲出力信号の送信が望まれるとき、線形領域で動作するように電力増幅器652を制御する。フィルタモジュール654は、(i)シングルトーンモード信号が送信されるか、マルチトーンモード信号が送信されるか、(ii)線形増幅が使用されつつあるか、非線形増幅が使用されつつあるか、(iii)使用されつつあるトーン(1つ又は複数)、(iv)意図される送信距離範囲、の少なくとも1つの関数として更に制御及び/又は構成される。
図7は、例示的実施形態に従った例示的再発ピアツーピア・タイミング構造及び無線通信デバイスによって送信される例示的信号を示す図である。図700は、例示的再発ピアツーピア・タイミング構造を示す周波数対時間のプロットである。垂直軸702は、周波数、例えばOFDMトーンをテーブルし、水平軸704は、時間、例えばOFDMシンボル送信時間区間をテーブルす。再発ピアツーピア・タイミング構造の例示的エア・リンク・リソースは、複数の発見リソースブロック(発見リソースブロック1 716、...、発見リソースブロックN 720)及び複数のトラフィック・リソース・ブロック(トラフィック・リソース・ブロック1 718、...、トラフィック・リソース・ブロックN 722)を含み、これらのブロックは図7で示されるように相互に混ざり合っている。この例では、各発見リソースブロックについて、対応するトラフィック・リソース・ブロックが存在する。幾つかの実施形態では、各発見リソースブロックについて、複数のトラフィック・リソース・ブロックが存在する。発見リソースブロック(716、...、720)及びトラフィック・リソース・ブロック(718、...、722)は、ピアツーピア周波数帯域706の内部にある。
この例において、発見リソースブロックの期間中には、送信しつつある無線通信デバイスはシングルトーン送信動作モードで動作する。トラフィック・リソース・ブロックの期間中には、送信しつつある無線通信デバイスはマルチトーン送信モードで動作する。発見リソースブロック1 716は、シングルトーン送信モード区間708に対応する。トラフィック・リソース・ブロック1 718はマルチトーン送信モード区間710に対応する。発見リソースブロックN 720はシングルトーン送信モード区間712に対応する。トラフィック・リソース・ブロックN 722はマルチトーン送信モード区間714に対応する。
図750は、例示的無線端末Aから送信される例示的シグナリングを示す。発見リソースブロック1 716は24のOFDMトーン・シンボルを含む。ここで、トーン・シンボルは、1つのOFDMシンボル送信時間区間に対するトーンのエア・リンク・リソースをテーブルす。トラフィック・リソース・ブロック1 718は48のOFDMトーン・シンボルを含む。発見リソースブロックN 720は24のOFDMトーン・シンボルを含む。トラフィック・リソース・ブロックN 724は48のOFDMトーン・シンボルを含む。他の実施形態において、発見リソースブロック及びトラフィック・リソース・ブロックは、異なる数のトーン・シンボルを含む。様々な実施形態において、発見リソースブロックは、トラフィック・リソース・ブロックよりも少ないトーン・シンボルを含む。凡例770の表示によれば、例示的正方形772で示されるように、正方形の斜交平行陰影は、送信電力P1で送信されるWT Aピア発見セグメント変調シンボルを示す。凡例770の表示によれば、例示的正方形774で示されるように、正方形の水平線陰影は、送信電力P2で送信されるWT Aピアツーピア・トラフィック・セグメント変調シンボルを示す。ここで、P2<P1である。更に凡例770によれば、例示的正方形776で示されるように、正方形の垂直線陰影は、送信電力P3で送信されるWT Aピアツーピア・トラフィック・セグメント変調シンボルを示す。ここで、P3<P1である。
例示的発見リソースブロック1 716において、WT Aは、2つのOFDMトーン・シンボルを備えるピア発見セグメントを使用して自分のピア発見信号を送信する。2つのOFDMトーン・シンボルは異なるシンボル送信時間区間の中にあり、WT AはOFDMシンボル送信時間区間中にシングルトーンで送信する。例示的トラフィック・リソース・ブロック1 718において、WT Aは、12のOFDMトーン・シンボルを備えるピアツーピア・トラフィック・セグメントを使用して、自分のピアツーピア・トラフィック・データ信号を送信する。WT Aは、ピアツーピア・トラフィック・セグメントに対応するOFDMシンボル送信時間区間中に3つのトーンで送信する。例示的発見リソースブロックN 720において、WT Aは、2つのOFDMトーン・シンボルを備えるピア発見セグメントを使用して自分のピア発見信号を送信する。2つのOFDMトーン・シンボルは、異なるシンボル送信時間区間の中にあり、WT AはOFDMシンボル送信時間区間中にシングルトーンで送信する。例示的トラフィック・リソース・ブロックN 722において、WT Aは、12のOFDMトーン・シンボルを備えるピアツーピア・トラフィック・セグメントを使用して、自分のピアツーピア・トラフィック・データ信号を送信する。WT Aは、ピアツーピア・トラフィック・セグメントに対応するOFDMシンボル送信時間区間中に3つのトーンで送信する。この例において、WT Aセグメントに関連する特定のトーンは、実現されつつあるトーン・ホッピング・スキームに従って1つのブロックから他のブロックへと変化する。
この例において、増幅され送信されるシングルトーン信号のトーン当たり電力は、増幅され送信されるマルチトーン信号のどのトーンのトーン当たり電力をも超過することが観察されうる。WT A送信に対応する様々な実施形態において、発見送信に対する1つのシンボル時間における総エネルギーは、トラフィック送信に対する1つのシンボル時間における総エネルギーよりも多い。
幾つかの実施形態において、WT Aがシングルトーンモードで送信しつつあるとき、WT Aは非線形増幅器を使用し、WT Aがマルチトーンモードで送信しつつあるとき、WT Aは線形増幅器を使用する。幾つかの他の実施形態において、WT Aがシングルトーンモードで送信しつつあるとき、WT Aは第1の増幅器の非線形増幅領域を使用し、WT Aがマルチトーンモードで送信しつつあるとき、WT Aは第1の増幅器の線形増幅領域を使用する。
幾つかの実施形態において、WT Aは、異なる距離範囲に適応するため、ピア発見シグナリングに対する自分の送信電力を変更してもよく、時には実際に変更する。1つのこのような実施形態において、WT Aがシングルトーンモードの長距離範囲サブモードで送信しつつあるとき、WT Aは第1の増幅器の非線形増幅領域を使用し、WT Aがシングルトーンモードの短距離範囲サブモードで送信しつつあるとき、WT Aは第1の増幅器の線形増幅領域を使用し、WT Aがマルチトーンモードで送信しつつあるとき、WT Aは第1の増幅器の線形増幅領域を使用する。
図8は、幾つかの実施形態に従った無線通信デバイス800の中に含まれる例示的コンポーネントを示す図である。例示的無線通信デバイス800は、ディジタル・シンボル生成モジュール802、信号生成モジュール804、フィルタモジュール810、転換モジュール816、結合器モジュール824、増幅器826、フィルタモジュール828、及び送信アンテナ830を含む。これらは図8で示されるように相互に結合される。信号生成モジュール804は、複数の信号生成器(副搬送波1 f1に対する正弦波信号生成器806、...、副搬送波N fNに対する正弦波信号生成器808)を含む。各正弦波信号生成器(806、...、808)は、使用されつつある周波数帯域の中の異なる副搬送波に対応する。幾つかの実施形態において、副搬送波はOFDMトーンである。フィルタモジュール810は、複数のフィルタモジュール(フィルタ1 812、...、フィルタN 814)を含む。転換モジュール816は、複数のスイッチ(switch)(スイッチ1 818、...、スイッチN 820)を含む。搬送波選択スイッチ制御822は、例えば各シンボル送信時間区間について、どのスイッチ(818、...、820)を開き、どのスイッチを閉じるべきかを決定する。
ディジタル・シンボル生成器モジュール802は、送信周波数帯域の中の副搬送波の集合に対応するディジタル・シンボル(B0、...BN)の集合を生成する。生成されたディジタル・シンボルB0は、モジュール802から出力され、モジュール804へ入力される。モジュール804において、生成器806は、受け取られたディジタル・シンボルB0を処理し、副搬送波f1を介して伝達されるべき正弦波信号を生成する。生成された正弦波はフィルタ1 812によって濾過され、濾過された信号はスイッチ1 818へ入力される。搬送波選択スイッチ制御822の設定に依存して、スイッチ818は閉じられていても、又は開かれていてもよい。スイッチ1 818が閉じられているとき、フィルタ1 812からの濾過された出力信号は、結合器モジュール824の入力へ通過することを許される。スイッチ1 818が開かれているとき、フィルタ1 812からの濾過された出力信号は、結合器モジュール824の入力へ通過することを許されない。
他の生成されたディジタル・シンボルの各々について、同様のプロセスが遂行される。生成されたディジタル・シンボルBNは、モジュール802から出力され、モジュール804へ入力される。モジュール804において、生成器808は、受け取られたディジタル・シンボルBNを処理し、副搬送波fNを介して伝達されるべき正弦波信号を生成する。生成された正弦波はフィルタN 814によって濾過され、濾過された信号はスイッチN 820へ入力される。搬送波選択スイッチ制御822の設定に依存して、スイッチ820は閉じられていても、又は開かれていてもよい。スイッチN 820が閉じられているとき、フィルタN 814からの濾過された出力信号は、結合器モジュール824の入力へ通過することを許される。スイッチN 820が開かれているとき、フィルタN 814からの濾過された出力信号は、結合器モジュール824の入力へ通過することを許されない。
結合器モジュール824、例えば結合器回路は、受け取られた入力を結合して、結果を増幅器826の入力へ出力する。増幅器826、例えば電力増幅器は、モード制御入力834の関数として、自分の特性曲線の異なる増幅領域で作動される。増幅器826は、結合器モジュール824からの受け取られた入力を増幅し、増幅された出力信号を生成し、この増幅された出力信号はフィルタモジュール828へ入力される。フィルタモジュール828は、増幅された出力を濾過して、濾過された出力を送信アンテナ830へ通過させる。フィルタモジュール828は、入力信号834及び/又は入力信号822の関数として制御及び/又は構成される。例えば、シングルトーンモードにおいて、フィルタモジュール828は、単一の選択されたOFDMトーンを通過させ、他のトーンの各々を除去するように構成され、マルチトーンモードにおいて、フィルタモジュール828は、トーンの集合の全体を通過させるように構成される。送信アンテナは、生成された出力信号832をエアリンク上で送信する。非ヌル送信トーン(non-null transmitted tones)に関しては、増幅器826が非線形領域で動作するように制御されつつあるとき、トーン当たり送信電力は、増幅器826が線形領域で動作するように制御されつつあるときよりも大きい。幾つかのこのような実施形態において、増幅器826が非線形領域で動作しつつある場合のシンボル送信時間区間に対する送信エネルギーは、増幅器826が線形領域で動作するように制御されつつある場合のシンボル送信時間区間に対する送信エネルギーよりも大きい。
テーブル850は、モード制御834に関する例示的な一実施形態を示す。この例示的実施形態において、通信デバイス800がシングルトーン送信モードで作動するように設定されたとき、増幅器826は非線形領域で動作するように制御される。シングルトーン送信モードにおいて、搬送波選択スイッチ制御822は、スイッチ(818、...、820)の集合の中のスイッチの1つを閉じることを選択し、他のスイッチを開いたままにしている。通信デバイス800がマルチトーン送信モードで動作するように設定されたとき、増幅器826は、線形領域で動作するように制御される。マルチトーン送信モードにおいて、搬送波選択スイッチ制御822は、スイッチ(818、...、820)の集合の中の複数のスイッチを閉じることを選択し、他のスイッチを開いたままにしている。幾つかの実施形態では、マルチトーンモードにおいて、搬送波選択制御822は、スイッチ(818、...、820)の各々を閉じることを選択する。
テーブル852は、モード制御834に関する他の例示的実施形態を示す。この例示的実施形態において、通信デバイス800がシングルトーン送信モードの長距離範囲サブモードで動作するように設定されたとき、増幅器826は非線形領域で動作するように制御される。通信デバイス800がシングルトーン送信モードの短距離範囲サブモードで動作するように設定されたとき、増幅器826は線形領域で動作するように制御される。シングルトーン送信モードにおいて、搬送波選択スイッチ制御822は、スイッチ(818、...、820)の集合の中のスイッチの1つを閉じることを選択しており、他のスイッチを開いたままにしている。通信デバイス800がマルチトーン送信モードで動作するように設定されたとき、増幅器826は線形領域で動作するように制御される。マルチトーン送信モードにおいて、搬送波選択スイッチ制御822は、スイッチ(818、...、820)の集合の中の複数のスイッチを閉じることを選択しており、他のスイッチを開いたままにしている。幾つかの実施形態では、マルチトーンモードにおいて、搬送波選択制御822はスイッチ(818、...、820)の各々を閉じることを選択する。テーブル850及び/又はテーブル852は、幾つかの実施形態において、通信デバイス800のメモリの中に含まれる。
例示的な一実施形態において、通信デバイス800は、シングルトーンモードの長距離範囲サブモードで送信しているとき29dBmの電力レベルで送信する。通信デバイス800は、シングルトーンモードの短距離範囲サブモードで送信しているとき23dBmの電力レベルで送信する。例示的な一実施形態において、シングルトーンモードの短距離範囲サブモードは、意図される最大距離範囲が500メートルよりも小さいシングルトーン送信に使用され、シングルトーンモードの長距離範囲サブモードは、意図される最大距離範囲が500メートルから5マイルであるシングルトーン送信に使用される。
図9は、幾つかの実施形態に従った無線通信デバイス900に含まれる例示的コンポーネントを示す図である。例示的無線通信デバイス900は、ディジタル・シンボル生成モジュール902、信号生成モジュール904、増幅モジュール910、フィルタモジュール916、転換モジュール922、結合器モジュール930、転換モジュール932、非線形増幅器934、フィルタモジュール938、及び送信アンテナ940を含み、これらは図9で示されるように一緒に結合される。信号生成モジュール904は、複数の信号生成器(副搬送波1 f1に対する正弦波信号生成器906、...、副搬送波N fNに対する正弦波信号生成器908)を含む。各正弦波信号生成器(906、...、908)は、使用されつつある周波数の中の異なる副搬送波に対応する。幾つかの実施形態において、副搬送波はOFDMトーンである。増幅モジュール910は、複数の線形増幅器(線形増幅器1 912、...、線形増幅器N 914)を含む。フィルタモジュール916は、複数のフィルタモジュール(フィルタ1 918、...、フィルタN 920)を含む。転換モジュール922は、複数のスイッチ(スイッチ1 924、...、スイッチN 926)を含む。搬送波選択スイッチ制御928は、例えば各シンボル送信時間区間について、どのスイッチ(924、...、928)が開かれ、どのスイッチが閉じられるべきかを決定する。
ディジタル・シンボル生成器モジュール902は、送信周波数帯域の中の副搬送波の集合に対応するディジタル・シンボル(B0、...BN)の集合を生成する。生成されたディジタル・シンボルB0は、モジュール902から出力され、モジュール904へ入力される。モジュール904において、生成器906は、受け取られたディジタル・シンボルB0を処理し、副搬送波f1を介して伝達されるべき正弦波信号を生成する。モジュール906からの生成された正弦波信号は線形増幅器1 912によって増幅され、増幅された信号はフィルタ1 918へ入力される。フィルタ1 918は自分の受け取られた入力を濾過し、濾過された信号はスイッチ1 924へ入力される。搬送波選択スイッチ制御928の設定に依存して、スイッチ924は閉じられていても、又は開かれていてもよい。スイッチ1 924が閉じられているとき、フィルタ1 918からの濾過された出力信号は、結合器モジュール930の入力へ通過することを許される。スイッチ1 924が開かれているとき、フィルタ1 918からの濾過された出力信号は、結合器モジュール930の入力へ通過することを許されない。
他の生成されたディジタル・シンボルの各々について、同様なプロセスが遂行される。生成されたディジタル・シンボルBNはモジュール902から出力され、モジュール904へ入力される。モジュール904において、生成器908は、受け取られたディジタル・シンボルBNを処理し、副搬送波fNを介して伝達されるべき正弦波信号を生成する。モジュール908からの生成された正弦波信号は線形増幅器N 914によって増幅され、増幅された信号はフィルタN 920へ入力される。フィルタN 920は、自分の受け取られた入力を濾過し、濾過された信号はスイッチN 926へ入力される。搬送波選択スイッチ制御928の設定に依存して、スイッチ926は閉じられていても、又は開かれていてもよい。スイッチN 926が閉じられているとき、フィルタN 920からの濾過された出力信号は、結合器モジュール930の入力へ通過することを許される。スイッチN 926が開かれているとき、フィルタN 920からの濾過された出力信号は、結合器モジュール930の入力へ通過することを許されない。
結合器モジュール930、例えば結合器回路は、受け取られた入力を結合し、結果を転換モジュール932の入力へ出力する。転換モジュール932は、結合器モジュール930の受け取られた出力を、フィルタモジュール938の入力へ直接通過させるか、代替として、結合器モジュール930の出力を非線形増幅器934の入力へ送り込み、次いで非線形増幅器934からの増幅された信号をフィルタモジュール938の入力へ送り込む。転換モジュール932は、モード制御信号936の関数として、非線形増幅器934を処理過程に含めるか否かを決定する。
非線形増幅器934は、転換によって含められたとき、結合器モジュール930からの受け取られた入力を増幅し、フィルタモジュール938へ入力される増幅された出力信号を生成する。フィルタモジュール938は、増幅された出力を濾過し、濾過された出力を送信アンテナ940へ通過させる。送信アンテナは、生成された出力信号942をエアリンク上で送信する。非線形増幅器934が転換によって含められないとき、結合器モジュール930の出力はフィルタモジュール938の入力へ送り込まれる。フィルタモジュール938は、受け取られた信号を濾過し、濾過された出力を送信アンテナ940へ通過させる。送信アンテナは、生成された出力信号942をエアリンク上で送信する。フィルタモジュール938は、入力信号936及び/又は入力信号928の関数として制御及び/又は構成される。例えば、シングルトーンモードにおいて、フィルタモジュール936は、単一の選択されたOFDMトーンを通過させて他のトーンの各々を除去するように構成され、マルチトーンモードにおいて、フィルタモジュール936は、トーンの集合の全体を通過させるように構成される。
非ヌル送信トーン(non-null transmitted tones)に関しては、非線形増幅器934が使用されつつあるとき、トーン当たり送信電力は、増幅器934が使用されていないときよりも大きい。幾つかのこのような実施形態において、増幅器934が使用されつつある場合のシンボル送信時間区間に対する送信エネルギーは、増幅器934が使用されていない場合のシンボル送信時間区間に対する送信エネルギーよりも大きい。
テーブル950は、モード制御936に関する例示的な一実施形態を示す。この例示的実施形態において、通信デバイス900がシングルトーン送信モードで動作するように設定されたとき、非線形増幅器934は処理連鎖の中へ転換されて使用されるように制御される。シングルトーン送信モードにおいて、搬送波選択スイッチ制御928は、スイッチ(924、...、926)の集合の中のスイッチの1つを閉じることを選択しており、他のスイッチを開いたままにしている。通信デバイス900がマルチトーン送信モードで動作するように設定されたとき、非線形増幅器934は、処理連鎖の外へ転換されて使用されないように制御される。マルチトーン送信モードにおいて、搬送波選択スイッチ制御928は、スイッチ(924、...、926)の集合の中の複数のスイッチを閉じることを選択しており、他のスイッチを開いたままにしている。幾つかの実施形態では、マルチトーン送信モードにおいて、搬送波選択スイッチ制御928は、スイッチ(924、...、926)の各々を閉じることを選択する。
テーブル952は、モード制御936に関して他の例示的実施形態を示す。この例示的実施形態において、通信デバイス900がシングルトーン送信モードの長距離範囲サブモードで動作するように設定されたとき、非線形増幅器934は処理連鎖の中へ転換されて使用されるように制御される。通信デバイス900がシングルトーン送信モードの短距離範囲サブモードで動作するように設定されたとき、非線形増幅器934は処理連鎖の外へ転換されて使用されないように制御される。シングルトーン送信モードにおいて、搬送波選択スイッチ制御922は、スイッチ(924、...、926)の集合の中のスイッチの1つを閉じることを選択しており、他のスイッチを開いたままにしている。通信デバイス900がマルチトーン送信モードで動作するように設定されたとき、非線形増幅器934は処理連鎖の外へ転換されて使用されないように制御される。マルチトーン送信モードにおいて、搬送波選択スイッチ制御928は、スイッチ(924、...、926)の集合の中の複数のスイッチを閉じることを選択しており、他のスイッチを開いたままにしている。幾つかの実施形態では、マルチトーン送信モードにおいて、搬送波選択スイッチ制御928は、スイッチ(924、...、926)の集合の中のスイッチの各々を閉じることを選択する。テーブル950及び/又はテーブル952は、幾つかの実施形態において、通信デバイス900のメモリの中に含まれる。
例示的な一実施形態において、通信デバイス900は、シングルトーンモードの長距離範囲サブモードで送信しているとき29dBmの電力レベルで送信する。通信デバイス900は、シングルトーンモードの短距離範囲サブモードで送信しているとき23dBmの電力レベルで送信する。例示的な一実施形態において、シングルトーンモードの短距離範囲サブモードは、意図される最大距離範囲が500メートルよりも小さいシングルトーン送信で使用され、シングルトーンモードの長距離範囲サブモードは、意図される最大距離範囲が500メートルから5マイルまでのシングルトーン送信で使用される。
この後で、例示的ピアツーピア通信システムにおける例示的ピアツーピア・プロトコルの例示的動作に関連した様々な特徴及び態様が、幾つかの実施形態に従って説明される。例示的ピアツーピア・プロトコルは、ピア発見、ページング(paging)、及びトラフィックシグナリングをサポートすることを考慮されたい。更に、デバイスA及びデバイスBは、ピアツーピア・プロトコルを実現している2つの例示的無線通信デバイスであることを考慮されたい。
・ピア発見動作を説明する。デバイスA及びBの各々はピア発見信号をブロードキャストする。ピア発見信号はデバイスの存在を表示する。デバイスAは、自分のピア発見信号をブロードキャストするためPDRID(ピア発見リソースID)を獲得する。PDRIDは、ピア発見通信路における通信路リソースの特定の部分集合に対応する。デバイスBは、自分のピア発見信号をブロードキャストするためPDRIDを獲得する。各デバイスは、他のデバイスからのピア発見信号をモニタする。
・ここで、ページング動作を説明する。デバイスAは、デバイスBからのピア発見信号を受信した後、デバイスBの存在に気づく。デバイスAはデバイスBとの通信を意図すると仮定する。故に、デバイスAはデバイスBにページングして接続を確立する。
・ここで、トラフィック動作を説明する。一度、接続が利用可能になると、AとBとの間のトラフィックが接続内で搬送され得る。接続は、CID(接続ID)に関連づけられる。CIDは、トラフィック制御通信路における通信路リソースの特定の部分集合に対応する。トラフィック制御通信路は、トラフィックをスケジュールし、異なるピアツーピア通信接続の間の干渉を管理するために使用される。具体的には、デバイスAがデバイスBへのトラフィック送信を意図したとき、デバイスAは先ずCIDに基づき要求信号を送る。デバイスBがデバイスAから応答信号を受け取った後、デバイスAはパイロットを送るように進む。パイロットは、デバイスBがSINRを測定するための広帯域マルチトーン信号である。SINRは、データレートを決定するためデバイスAへ戻される。次いで、デバイスAは、決定されたデータレートを使用してトラフィックをデバイスBへ送信する。最後に、デバイスBは、肯定応答をデバイスAへ送る。
上記の例示的動作プロトコルは、多くのデバイス、例えば、高度自動機能電話、PDAなどで良好に働く。これらのデバイスの多くは、典型的には、線形電力増幅器を使用する。なぜなら、上記で説明されたプロトコルで使用されるシグナリングスキームの少なくとも幾つかは、トランシーバ連鎖の中で直線性を有すべきであるからである。例えば、マルチトーンシグナリングについては線形増幅を使用すべきである。しかしながら、非線形電力増幅器は、線形電力増幅器と比較して、低いコスト及び高い効率を有することが周知である。それ故に、幾つかの実施形態において、例えば、コストを低減し、複雑度を低減し、及び/又は効率を増加するため、実行可能である場合には、非線形電力増幅器が使用される。様々な実施形態において、例示的ピアツーピア・プロトコルをサポートするデバイスでは、非線形電力増幅器が含められて使用される。低コストデバイスを構築し、それでも比較的長い発見及びトラフィック通信距離範囲を達成するためには、このような特徴が特に望まれる。
幾つかの実施形態の1つの態様によれば、低コストデバイスは、自分の送信信号の大部分又は各々を送信するためシングルトーン・シグナリング・スキームを使用する。利用されるシングルトーン・シグナリング・スキームは、例えば、所与のOFDMシンボルの中で信号が1つだけのトーン(副搬送波)を占拠する特殊OFDMスキームである。トーンは、例えば所定のトーン・ホッピング・パターンに従って、1つのシンボルから他のシンボルへホッピングしてもよい。
幾つかの実施形態において、シングルトーン信号は本質的に正弦波波形であり、振幅は一定に留まる。それ故に、このような実施形態において、非線形電力増幅器を用いてシングルトーン信号を増幅することが可能である。というのは、非線形増幅器をフィルタと組み合わせて使用するとき、信号波形の歪みを生じないからである。一実施形態において、非線形電力増幅器は方形波信号生成器である。方形波信号生成器は、ディジタル制御モジュールによって制御される特定の周波数及び位相に従って方形波を生成する。方形波の周波数は、シングルトーンのトーン周波数と同じになるように設定される。方形波は、基本正弦波波形及び高調波を含むことに注意されたい。基本正弦波波形は、所望されるトーン信号である。搬送波周波数に依存して、トーン周波数は典型的には1GHzの桁である。それ故に、高調波は非常に高い周波数であり、例えば、同様に採用されるフィルタによって容易に除去されることができ、実際に除去される。
例示的ピアツーピア・プロトコルを使用する例示的システムにおいて、トラフィック通信路のデータセグメントは、エアリンク・リソースであることができ、時には実際にそうである。エア・リンク・リソースは、マルチトーン信号、例えば、複数のトーンを含む一部分又は全体のシステム帯域幅、例えば5MHzを占拠するマルチトーン信号を搬送する。幾つかの実施形態の特徴によれば、シングルトーンで送信する低コストデバイスによって使用を意図されるトラフィック通信路の幾つかのデータセグメントは、シングルトーン幅のエアリンク・リソースである。例えば、トラフィックデータに対するエア・リンク・リソースは、5MHz帯域幅の中で128のトーンを使用すると仮定する。線形電力増幅器を有するデバイスは、トラフィック送信に128のトーンの全体を使用し、非線形電力増幅器を有するデバイスは、1つだけのトーンを使用する。一実施形態において、OFDM信号を生成するために使用されるFFTサイズは、マルチトーントラフィック信号、例えば128トーンの信号とシングルトーントラフィック信号とでは異なってもよい。幾つかの実施形態において、低コストデバイスは、所与のデータセグメントの自分の送信OFDMシンボルの各々について同じトーンを使用し、これによって通信路推定を簡単にする。シングルトーンは、例えば疑似乱数的に1つのデータセグメントから他のデータセグメントへ変動し、接続の送信機及び受信機の双方はトーン・ホッピング・パターンを先験的に知っている。代替として、低コストデバイスは個々のOFDMシンボルにおける隣接するトーンの対から1つのトーンを使用することを選択してもよい。この設計は、通信路推定の利点を大きな範囲へ保持し、同じデータセグメントにおけるシングルトーン信号の間の非常に良好な干渉平均化を提供する。
例示的ピアツーピア・プロトコルを使用するシステムにおいて、幾つかのデバイスは、データセグメント信号を送る前に、トラフィック制御の一部分として、SINR推定のために広帯域マルチトーンパイロット信号を送信してもよく、時には実際に送信する。幾つかの実施形態の特徴によれば、シングルトーンモードで動作する低コストデバイスに使用されるパイロット信号はシングルトーン信号であり、トーン位置は、データセグメントで使用されるべきものと同じである。代替として、幾つかの実施形態において、パイロット/通信路品質インディケータ(CQI)報告プロトコルは全面的にスキップされ得る。というのは、データセグメント内のシングルトーンシグナリングが与えられるとすれば、レート選択が制限されてもよいからである。更に、データセグメント内のシングルトーン信号は、通常、他のトラフィック信号に対して比較的少量の干渉を引き起こすので、トラフィック制御通信路のトラフィックスケジューリング及び干渉管理プロトコルは、シングルトーン接続が他の接続との間の干渉コストを適当に推定し、他の接続がシングルトーン接続との間の干渉コストを適当に推定するように構築され、過剰な干渉コストを心配して相互に不必要に譲歩することがないようにされる。
幾つかの実施形態において、少なくとも幾つかのデバイスは線形電力増幅器及び非線形電力増幅器の双方を装備する。幾つかのこのようなデバイスは、通信の距離範囲が比較的短いとき、線形電力増幅器を使用して高データレートのマルチトーントラフィック信号を送るが、通信の距離範囲が或る一定の閾値を超えて増加するとき、非線形電力増幅器の使用へ転換して、低データレートのシングルトーントラフィック信号を送る。
様々な実施形態の手法は、ソフトウェア、ハードウェア、及び/又はソフトウェアとハードウェアとの組み合わせを使用して実現されてもよい。幾つかの実施形態において、モジュールは物理モジュールとして実現される。幾つかのこのような実施形態において、個々の物理モジュールは、ハードウェア、例えば回路として実現され、又はソフトウェアを有するハードウェア、例えば回路を含む。他の実施形態において、モジュールはソフトウェアモジュールとして実現される。ソフトウェアモジュールはメモリの中に記憶され、プロセッサ、例えば汎用コンピュータによって実行される。様々な実施形態は、装置、例えば静止無線ノード、移動ノード、例えば移動アクセス端末、移動アクセス端末の単なる1つの例としての携帯電話、アクセスポイント、例えば、1つ又は複数のアタッチメントポイントを含む基地局、サーバ、及び/又は通信システムへ向けられる。様々な実施形態は、方法、例えば、移動及び/又は静止ノードを含む無線通信デバイス、アクセスポイント、例えば基地局、サーバノード及び/又は通信システム、例えばホストを制御及び/又は作動する方法へも向けられる。様々な実施形態は、機械、例えばコンピュータ、読み取り可能媒体、例えばROM、RAM、CD、ハードディスクなどへも向けられる。これらは、機械を制御して方法の1つ又は複数のステップを実現する機械読み取り可能命令を含む。
開示されたプロセスにおけるステップの特定の順序又は階層は、例示的なアプローチの1つの例である。設計の選好に基づいて、プロセスにおけるステップの特定の順序又は階層は再配列され、この開示の範囲の中に残留してもよいことが理解される。添付の方法クレームは、様々なステップの要素をサンプルの順序で提示するが、提示された特定の順序又は階層へ限定されることを意味しない。
様々な実施形態において、本明細書で説明されるノードは、1つ又は複数の方法に対応するステップ、例えば、マルチトーン信号に対して線形増幅動作を遂行すること、増幅されたマルチトーン信号を送信すること、シングルトーン信号に対して非線形増幅動作を遂行すること、及び増幅されたシングルトーン信号を送信することを遂行するため、1つ又は複数のモジュールを使用して実現される。
故に、幾つかの実施形態において、様々な特徴はモジュールを使用して実現される。このようなモジュールは、ソフトウェア、ハードウェア、又はソフトウェアとハードウェアとの組み合わせを使用して実現されてもよい。上記で説明された方法又は方法ステップの多くは、機械実行可能な命令、例えばソフトウェアを使用して実現され得る。機械実行可能な命令は、機械読み取り可能媒体、例えばメモリデバイス、例えばRAM、フロッピー(登録商標)ディスクなどの中に含まれ、機械、例えば、追加のハードウェアを有するか有しない汎用コンピュータを制御して、上記で説明された方法の全部又は一部を、例えば1つ又は複数のノードの中で実現する。従って、特に、様々な実施形態は、機械実行可能な命令を含む機械読み取り可能媒体へ向けられる。機械実行可能な命令は、機械、例えば、プロセッサ及び関連するハードウェアが、上記で説明された方法(複数可)の1つ又は複数のステップを遂行することを引き起こす。幾つかの実施形態は、プロセッサを含むデバイス、例えば通信デバイスへ向けられる。プロセッサは、本発明の1つ又は複数の方法のステップの1つ、複数、又は全部を実現するように構成される。
幾つかの実施形態は、コンピュータ読み取り可能媒体を備えるコンピュータ・プログラム・プロダクトに関する。コンピュータ読み取り可能媒体は、1つのコンピュータ又は複数のコンピュータが、様々な機能、ステップ、行為、及び/又は動作、例えば、上記で説明された1つ又は複数のステップを実現することを引き起こすコードを備える。実施形態に依存して、コンピュータ・プログラム・プロダクトは、遂行されるべき各ステップについて異なるコードを含むことができ、時には実際に含む。こうして、コンピュータ・プログラム・プロダクトは、方法、例えば、通信デバイス又はノードを制御する方法の個々の各ステップに対するコードを含んでもよく、時には実際に含む。コードは、機械実行可能命令、例えばコンピュータ実行可能命令の形式であってもよく、これらの命令は、コンピュータ読み取り可能媒体、例えばRAM(ランダム・アクセス・メモリ(Random Access Memory))、ROM(読み出し専用メモリ)、又は他のタイプの記憶デバイスに記憶される。コンピュータ・プログラム・プロダクトへ向けられることに加えて、幾つかの実施形態はプロセッサへ向けられる。プロセッサは、上記で説明された1つ又は複数の方法の様々な機能、ステップ、行為、及び/又は動作の1つ又は複数を実現するように構成される。従って、幾つかの実施形態は、本明細書で説明される方法のステップの幾つか又は全部を実現するように構成されたプロセッサ、例えばCPUへ向けられる。プロセッサは、本願で説明された通信デバイス又は他のデバイスの中で使用されてもよい。
幾つかの実施形態において、1つ又は複数のデバイス、例えば無線端末のような通信デバイスのプロセッサ、例えばCPUは、通信デバイスによって遂行されるものとして、説明された方法のステップを遂行するように構成される。従って、全部ではないが幾つかの実施形態は、プロセッサを有するデバイス、例えば通信デバイスへ向けられる。プロセッサは、プロセッサを含むデバイスによって遂行される様々な説明された方法のステップの各々に対応するモジュールを含む。全部ではないが幾つかの実施形態において、デバイス、例えば通信デバイスは、プロセッサを含むデバイスによって遂行される様々な説明された方法のステップの各々に対応するモジュールを含む。モジュールは、ソフトウェア及び/又はハードウェアを使用して実現されてもよい。
様々な特徴は、OFDMシステムとの関連で説明されたが、様々な実施形態の方法及び装置の少なくとも幾つかは、多くの非OFDM及び/又は非セルラシステムを含む広範囲の通信システムへ適用可能である。
上記で説明された様々な実施形態の方法及び装置に対する多数の追加の変形は、上記の説明を勘案して当業者に明らかであろう。このような変形は、範囲の中に入ると考えるべきである。方法及び装置は、CDMA、直交周波数分割多重化(OFDM)、GSM(登録商標)、及び/又は様々な他のタイプの通信手法を用いて使用されてもよく、様々な実施形態で実際に使用される。これらの通信手法は、無線通信リンク、例えば、ピアツーピア・プロトコルを実現する2つの無線通信デバイスの間のピアツーピア通信リンク、及び/又はアクセスポイントと無線通信デバイス、例えば移動ノードとの間のWAN無線通信リンク及び無線通信を提供するために使用されてもよい。方法及び装置は、CDMA、直交周波数分割多重化(OFDM)、GSM(登録商標)、及び/又は様々な他のタイプの通信手法を用いて使用されてもよく、様々な実施形態で実際に使用される。これらの通信手法は、無線通信リンク、例えば、ピアツーピア・インタフェースを含む無線通信デバイスの間の直接ピアツーピア無線通信リンクを提供するために使用されてもよい。幾つかの実施形態において、広域ネットワークインタフェース及びピアツーピア・ネットワーク・インタフェースの双方を含む無線通信デバイスは、異なるインタフェースについては異なる通信手法を使用する。例えば、WANインタフェースについてはCDMA及びGSM(登録商標)ベース手法(GSM(登録商標) based techniques)の1つを使用し、ピアツーピア・インタフェースについてはOFDMベース手法(OFDM based techniques)を使用する。幾つかの実施形態において、アクセスポイントは基地局として実現され、基地局はCDMA、GSM(登録商標)、及び/又はOFDMを使用して移動ノードとの通信リンクを確立する。様々な実施形態において、移動ノードはノートブックコンピュータ、パーソナル・データ・アシスタント(PDA)、又は受信機/送信機回路及び論理及び/若しくはルーチンを含む他の持ち運び可能なデバイスとして実現される。これらのデバイスは方法を実現する。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1]
通信デバイスを作動する方法であって、
マルチトーン信号に対して線形増幅動作を遂行することと、
前記増幅されたマルチトーン信号を送信することと、
シングルトーン信号に対して非線形増幅動作を遂行することと、
前記増幅されたシングルトーン信号を送信することと、
を備える方法。
[C2]
前記増幅されたシングルトーン信号は、前記マルチトーン信号よりも大きい送信電力を使用して送信される、C1に記載の方法。
[C3]
線形増幅動作を遂行することは、第1の増幅器の線形増幅領域を使用して前記マルチトーン信号を増幅することを含む、C1に記載の方法。
[C4]
非線形増幅動作を遂行することは、非線形増幅器である第2の増幅器を使用して前記シングルトーン信号を増幅することを含む、C3に記載の方法。
[C5]
非線形増幅動作を遂行することは、前記第1の増幅器の非線形増幅領域を使用して前記シングルトーン信号を増幅することを含む、C3に記載の方法。
[C6]
前記マルチトーン信号は第1の周波数帯域を占拠し、前記シングルトーン信号は前記第1の周波数帯域の内部に位置決めされる、C5に記載の方法。
[C7]
前記線形増幅動作を遂行すること及び前記増幅されたマルチトーン信号を送信することは、マルチトーン動作モード中に遂行され、
前記非線形増幅動作を遂行すること及び前記増幅されたシングルトーン信号を送信することは、シングルトーン動作モード中に遂行される、
C1に記載の方法。
[C8]
前記マルチトーン動作モード及び前記シングルトーン動作モードは、重複しない異なる期間に対応し、
送信されるべき情報のタイプの関数として、前記マルチトーン動作モードから前記シングルトーン動作モードへ転換することを更に備える、
C7に記載の方法。
[C9]
前記シングルトーン動作モードは、ピア発見情報を送信するために使用され、前記マルチトーン動作モードは、トラフィックデータを送信するために使用される、C8に記載の方法。
[C10]
マルチトーン信号に対して線形増幅動作を遂行する手段と、
前記増幅されたマルチトーン信号を送信する手段と、
シングルトーン信号に対して非線形増幅動作を遂行する手段と、
前記増幅されたシングルトーン信号を送信する手段と、
を備える通信デバイス。
[C11]
前記増幅されたシングルトーン信号を送信する前記手段は、前記マルチトーン信号を送信する前記手段が、前記増幅されたマルチトーン信号を送信するときに使用するよりも大きい送信電力を使用して、前記増幅されたシングルトーン信号を送信する、C10に記載の通信デバイス。
[C12]
線形増幅動作を遂行する前記手段は、第1の増幅器の線形増幅領域を使用して前記マルチトーン信号を増幅する手段を含む、C10に記載の通信デバイス。
[C13]
非線形増幅動作を遂行する前記手段は、非線形増幅器である第2の増幅器を使用して前記シングルトーン信号を増幅する手段を含む、C12に記載の通信デバイス。
[C14]
非線形増幅動作を遂行する前記手段は、前記第1の増幅器の非線形増幅領域を使用して前記シングルトーン信号を増幅する手段を含む、C12に記載の通信デバイス。
[C15]
通信デバイスで使用するためのコンピュータ・プログラム・プロダクトであって、
コンピュータ読み取り可能媒体を備え、前記コンピュータ読み取り可能媒体は、
少なくとも1つのコンピュータにマルチトーン信号に対して線形増幅動作を遂行させるためのコードと、
前記少なくとも1つのコンピュータに前記増幅されたマルチトーン信号を送信させるためのコードと、
前記少なくとも1つのコンピュータにシングルトーン信号に対して非線形増幅動作を遂行させるためのコードと、
前記少なくとも1つのコンピュータに前記増幅されたシングルトーン信号を送信させるためのコードと、
を備えるコンピュータ・プログラム・プロダクト。
[C16]
通信デバイスであって、
マルチトーン信号に対して線形増幅動作を遂行する、
前記増幅されたマルチトーン信号を送信する、
シングルトーン信号に対して非線形増幅動作を遂行する、
前記増幅されたシングルトーン信号を送信する、ように構成された少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに結合されたメモリと
を備える通信デバイス。
[C17]
前記少なくとも1つのプロセッサは、前記マルチトーン信号よりも大きい送信電力を使用して、前記増幅されたシングルトーン信号を送信するように構成されている、C16に記載の通信デバイス。
[C18]
前記少なくとも1つのプロセッサは、線形増幅動作を遂行するように構成されていることの一部分として、第1の増幅器の線形増幅領域を使用して前記マルチトーン信号を増幅するように構成されている、C16に記載の通信デバイス。
[C19]
前記少なくとも1つのプロセッサは、非線形増幅動作を遂行するように構成されていることの一部分として、非線形増幅器である第2の増幅器を使用して前記シングルトーン信号を増幅するように構成されている、C18に記載の通信デバイス。
[C20]
前記少なくとも1つのプロセッサは、非線形増幅動作を遂行するように構成されていることの一部分として、前記第1の増幅器の非線形増幅領域を使用して前記シングルトーン信号を増幅するように構成されている、C18に記載の通信デバイス。