JP6593846B2 - 適応システムパラメータによるスケーラブルデジタル通信のためのシステム及び方法 - Google Patents

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Description

本出願は、2013年8月7日に出願された「System and Method for Scalable Sparse Code Multiple Access with Adaptive System Parameters」と題する米国仮出願第61/863,213号の優先権の利益を主張し、それは、その全体の内容が参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、一般にデジタル通信に関連し、特に、適応システムパラメータによるスケーラブルデジタル通信のためのシステム及び方法に関する。
異なる無線アクセス技術が異なる目的又は異なる用途で存在する。しかし、同じ傘の下に入り、特定の状況の要求によりそれらを切り替えるような普遍的なフレームワークや機構はない。これらの技術は、SCMA(sparse code multiple access)、直交周波数分割多重方式(OFDM)などの多重搬送波変調、ダウンリンク(DL)ユーザ重畳(superposition)、非直交多元接続(non-orthogonal multiple access、NOMA)、符号分割多元接続(CDMA)、アップリンク(UL)マルチユーザMIMO(uplink multi-user multiple-input multiple-output、MU−MIMO)、LDS(low density signature)を含む。
適応システムパラメータによるスケーラブルデジタル通信のためのシステム及び方法を提供する本発明の例示的な実施形態。
本開示の例示的な実施形態によれば、適応デバイスを動作させる方法が提供される。前記方法は、適応デバイスにより、第1通信デバイスと第2通信デバイスとの間の第1伝送のための複数のアクセスモードの中から第1アクセスモードを選択するステップを含み、前記第1アクセスモードの選択は、アクセスモード判定基準、及び、通信システム情報とユーザ装置情報の少なくとも1つに従ってなされる。前記方法は、適応デバイスにより、SCMAパラメータ・マッピングルールに従って、第1アクセスモードから、SCMA(sparse code multiple access)パラメータを決定するステップと、適応デバイスにより、第1通信デバイスと第2通信デバイスの少なくとも1つに、第1アクセスモードに関する情報を提供するステップも含む。
本開示の他の例示的な実施形態によれば、第1デバイスを動作させるための方法が提供される。前記方法は、第1デバイスにより、ユーザ装置情報を第2デバイスへ送信するステップであって、前記ユーザ装置情報は、ユーザ装置要求(requirements)とユーザ装置能力(capabilities)の少なくとも1つを具備する、ステップと、第1デバイスにより、第1デバイスと第3デバイスとの間の伝送のためのアクセスモードに関連するSCMA(sparse code multiple access)パラメータに関する情報を受信するステップであって、前記アクセスモードは、アクセスモード判定基準、及び、ユーザ装置情報と通信システム情報の少なくとも1つに従って、複数のアクセスモードの中から選択される、ステップとを含む。前記方法は、第1デバイスにより、アクセスモードに従って、第3デバイスと通信するステップも含む。
本開示の他の例示的な実施形態によれば、適応デバイスが提供される。適応デバイスは、プロセッサを含んでいる。前記プロセッサは、第1通信デバイスと第2通信デバイスとの間の第1伝送のための複数のアクセスモードの中から第1アクセスモードを選択し、前記第1アクセスモードの選択は、アクセスモード判定基準、及び、通信システム情報とユーザ装置情報の少なくとも1つに従ってなされる。プロセッサは、SCMAパラメータ・マッピングルールに従って、第1アクセスモードからSCMA(sparse code multiple access)パラメータも決定し、第1通信デバイスと第2通信デバイスの少なくとも1つへ、第1アクセスモードに関する情報を提供する。
本開示の他の例示的な実施形態によれば、ユーザ装置が提供される。ユーザ装置は、トランスミッタ、レシーバ、及び前記トランスミッタと前記レシーバに動作可能に結合されたプロセッサとを含む。トランスミッタは、ユーザ装置情報を第1通信デバイスへ送信し、ユーザ装置情報は、ユーザ装置要求とユーザ装置能力の少なくとも1つを含む。レシーバは、ユーザ装置と第2通信デバイスとの間のためのアクセスモードに関連するSCMA(sparse code multiple access)パラメータに関する情報を受信し、前記アクセスモードは、アクセスモード判定基準、及び、ユーザ装置情報と通信システム情報の少なくとも1つに従って、複数のアクセスモードの中から選択される。プロセッサは、前記アクセスモードに従って第2通信デバイスと通信する。
実施形態の1つの利点は、アクセスモードは、通信システム及びUEの要求及び/又は能力だけでなくアクセスモード判定基準に適合するように適用され得ることである。
本開示のより完全な理解及びその利点のために、参照が添付の図面と併せて以下に説明される。
図1は、本明細書に説明されている例示の実施形態による例示的な通信システムを図示している。 図2は、本明細書に説明されている例示の実施形態による例示的なデータ符号化のためのSCMA多重化スキームを図示している。 図3aは、本明細書に説明されている例示の実施形態による複雑性、多重化、スペクトル効率、及びリンクバジェットのトレードオフを強調したSCMAシステムパラメータのプロット例を図示している。 図3bは、本明細書に説明されている例示の実施形態による複雑性、多重化、スペクトル効率、及びリンクバジェットのトレードオフを強調したSCMAシステムパラメータのプロット例を図示している。 図4aは、本明細書に説明されている例示の実施形態による、過負荷がキャップされ複雑性を制御する場合の、複雑性、多重化、スペクトル効率、及びリンクバジェットのトレードオフを強調したSCMAシステムパラメータのプロット例を図示している。 図4bは、本明細書に説明されている例示の実施形態による、過負荷がキャップされ複雑性を制御する場合の、複雑性、多重化、スペクトル効率、及びリンクバジェットのトレードオフを強調したSCMAシステムパラメータのプロット例を図示している。 図4cは、本明細書に説明されている例示の実施形態による、過負荷がキャップされ複雑性を制御する場合の、複雑性、多重化、スペクトル効率、及びリンクバジェットのトレードオフを強調したSCMAシステムパラメータのプロット例を図示している。 図5は、本明細書に説明されている例示の実施形態による、例示的な適応デバイスの上位レベルの考え方の例を図示している。 図6aは、本明細書に説明されている例示の実施形態による、通信システム(又はそれらの一部)のアクセスモードを適応的に調整する適応デバイスのような適応デバイスにおいて生じている動作例の例示的なフローチャートを示している。 図6bは、本明細書に説明されている例示の実施形態によりUEが通信するようなUEにおいて生じている動作例の例示的なフローチャートを示している。 図7は、本明細書に説明されている例示の実施形態によるダウンリンクアクセスモードを選択するための例示的なグラフィカルマッピングルールを示している。 図8は、本明細書に説明されている例示の実施形態によるアップリンクアクセスモードを選択するための例示的なグラフィカルマッピングルールを示している。 図9は、本明細書に説明されている例示の実施形態による例示的な通信デバイスを図示している。 図10は、本明細書に説明されている例示の実施形態による例示的な通信デバイスを図示している。
現在の例示的な実施形態の動作及び構造が以下に詳細に説明される。本開示は、多種多様な場面において具体化され得る多くの適用可能な発明概念を提供することを理解すべきである。説明される具体的な実施形態は、開示の特定の構造及び開示の動作方法の単なる例示であり、本開示の範囲を限定するものではない。
本開示の一実施形態は、適応システムパラメータを用いたスケーラブルデジタル通信に関する。例えば、適応デバイスは、通信コントローラとユーザ装置の間の第1通信チャネルのためのアクセスモード判定基準を受信し、アクセスモード判定基準に合致するように、マッピングルールのセットに従って、第1アクセスモードを選択し、第1アクセスモードに関する情報を、通信コントローラとユーザ装置に提供する。
本開示は、特定の状況における、すなわち異なるアクセスモード判定基準について、その無線アクセスモードを適応的に調整するSCMA通信システムの例示的な実施形態に関して説明する。本開示は、規格に準拠した通信システム、及び異なるアクセスモード判定基準のために、その無線アクセスモードを適応的に調整する標準外の準拠通信システムに適用され得る。
SCMAにおいて、データは、多次元符号語を通じてOFDMAリソースの多数時間周波数トーンにわたり広がっている。符号語の疎性(スパース性、スパーシチ、sparsity)は、メッセージ・パッシング・アルゴリズム(MPA)を使用することにより、多重化SCMAレイヤの結合検出(joint detection)の複雑性(complexity)を減少させるのに役立つ。一般に、SCMAの各レイヤは、その特定のコードブックセットを有している。低密度拡散(LDS)は、SCMAの特別な場合である。マルチキャリアCDMA(MC−CDMA)の形態としてLDSは、異なるデータのレイヤを多重化するために使用される。多次元符号語を使用するSCMAと反対に、LDSは、時間又は周波数におけるレイヤ特定の非ゼロ位置上で同じ(QAM)シンボルの繰り返しを使用する。一例として、LDS直交周波数分割多重(LDS−OFDM)において、配置点(constellation point)は、LDSブロックの非ゼロ周波数トーンにわたり繰り返される(いくつかの可能な位相回転で)。多次元配置のシェーピングゲインは、LDSにわたりSCMAの長所の一つである。ゲインは、より高次変調に対し潜在的に高く、LDSの過剰な符号化は、大きな損失とパフォーマンスの低下を示す。
SCMAは、バイナリデータストリーム又は一般には、M−aryデータストリーム(Mは2以上の正数)などのデータストリームを多次元符号語に符号化する符号化技術である。SCMAは、データストリームを多次元符号語に直接符号化し、直行振幅変調(QAM)シンボルマッピングを回避し、従来のCDMA(及びLDS)符号化を超える符号化ゲインを導き得る。特に、SCMA符号化技術は、QAMシンボルではなく多次元符号語を使用してデータストリームを搬送する。
加えて、SCMA符号化は、従来のCDMA符号化において一般的な、異なる多重化レイヤ、例えばLDSにおけるLDSシグネチャなどのための異なる拡散シーケンスの使用とは対照的に、異なる多重化レイヤに対し異なるコードブックの使用を通じて多数アクセスを提供する。さらに、SCMA符号化は、典型的には、レシーバが、メッセージ・パッシング・アルゴリズム(MPA)などの低い複雑性アルゴリズムを使用し、レシーバにより受信された結合された符号語からそれぞれの符号語を検出することを可能にし、それにより、レシーバにおける処理の複雑性を減少する、スパース符号語のコードブックを使用する。
図1は、例示的な通信システム100を示している。通信システム100は、SCMA通信をサポートする。通信システム100は、通信コントローラとして動作する発展型NodeB(eNB)105を含み得る。通信システム100は、UE110、UE112、及びUE114などのユーザ装置(UE)も含み得る。eNB105は、MIMO動作を促進する複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを含み得、シングルeNBは、同時に複数のデータストリームを複数のユーザ、複数の受信アンテナを有するシングルユーザ、又はその組み合わせに送信する。同様に、UEは、MIMO動作をサポートする複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを含み得る。一般に、eNBは、通信コントローラ、NodeB、基地局、コントローラ、などとも称され得る。同様に、UEは、移動局、携帯電話、端末、ユーザ、加入者などとも称され得る。通信システム100は、eNB105のリソースの一部を利用でき、有効範囲及び/又は通信システム100の全体的なパフォーマンスの改善を助けるリレーノード(RN)118も含み得る。
適応デバイス120は、通信システム100又はそれらの一部に対するアクセスモードを適応可能である。適応デバイス120は、通信システム100又はそれらの一部の通信システムパラメータをアクセスモード判定基準に合致するように調整でき、通信システム100におけるデバイスのためのアクセスモードを提供する。適応デバイス120の詳細な解説が以下で提示される。シングルのスタンドアロンデバイスとして図1において示されているが、例示的な他の実施形態において、それらは、通信システムの異なる部分をそれぞれ担う複数の適応デバイスが存在し得ることに留意。代替的に、適応デバイス120は、通信システム100における他のデバイスと同じ場所に配置されてもよい。一例として、通信システム100におけるeNBのいくつか又はすべては、適応デバイスを含み得る。
通信システムは、多くのデバイスと通信可能な複数のeNBを用いてもよいことが理解されているが、ただ一つのeNB、1つのRN、適応デバイス、及び多くのUEが簡素化のために示されている。
SCMA−OFDMは、拡散コードブックがスパースであるマルチキャリア変調にわたるコードドメイン多重化方式であり、それ故、検出がより単純になされ得る。拡散因子、コードブックのスパース性、及び最大SCMA多重化レイヤの数は、SCMA波形の柔軟性を示している通信システムパラメータである。
図2は、データ符号化のためのSCMA多重化方式200を示している。図2に示されているように、SCMA多重化方式200は、コードブック210、コードブック220、コードブック230、コードブック240、コードブック250、及びコードブック260などの複数のコードブックを利用し得る。複数のコードブックの各コードブックは、異なる多重化レイヤに割り当てられる。各コードブックは、複数の多次元符号語(又は拡散シーケンス)を含んでいる。LDSにおいて、多次元符号語は、低密度シーケンスシグネチャ(low density sequence signature)であることに留意。より具体的には、コードブック210は、符号語211−214を含み、コードブック220は、符号語221−224を含み、コードブック230は、符号語231−234を含み、コードブック240は、符号語241−244を含み、コードブック250は、符号語251−254を含み、コードブック260は、符号語261−264を含む。
それぞれのコードブックの各符号語は、異なるデータ、例えば、バイナリ値にマッピングされ得る。例示的な一例として、符号語211、221、231、241、251、及び261は、バイナリ値「00」にマッピングされ、符号語212、222、223、242、252、及び262は、バイナリ値「01」にマッピングされ、符号語213、223、233、243、253、及び263は、バイナリ値「10」にマッピングされ、符号語214、224、234、244、254、及び264は、バイナリ値「11」にマッピングされる。図2におけるコードブックは、それぞれ4つの符号語を有するように示されているが、一般にSCMAコードブックは、任意の数の符号語を有していてよいことに留意。一例として、SCMAコードブックは、8符号語(例えば、バイナリ値「000」・・・「111」にマッピングされる)、16符号語(例えばバイナリ値「0000」・・・「1111」にマッピングされる)、又はそれ以上を有し得る。
図2に示されているように、異なる符号語が、多重化レイヤを通じて送信されるバイナリデータに応じて種々のコードブック210、220、230、240、250、及び260から選択される。この例において、バイナリ値「11」が第1多重化レイヤを通じて送信されるため、符号語214がコードブック210から選択され、バイナリ値「01」が第2多重化レイヤを通じて送信されるため、符号語222がコードブック220から選択され、バイナリ値「10」が第3多重化レイヤを通じて送信されるため、符号語233がコードブック230から選択され、バイナリ値「01」が第4多重化レイヤを通じて送信されるため、符号語242がコードブック240から選択され、バイナリ値「01」が第5多重化レイヤを通じて送信されるため、符号語252がコードブック250から選択され、バイナリ値「11」が第6多重化レイヤを通じて送信されるため、符号語264がコードブック260から選択される。符号語214、222、233、242、252、及び264は、その後、ネットワークの共有リソースを介して送信される多重化データストリーム280を形成するために一緒に多重化され得る。特に、符号語214、222、233、242、252、及び264は、スパース符号語であり、それゆえ、メッセージ・パッシング・アルゴリズム(MPA)等の低複雑性アルゴリズム又はターボデコーダを使用して多重化データストリーム280の受信時に識別することができる。
例示的な一実施形態によると、通信システムパラメータにより、通信システム(または、通信システムの一部)のアクセスモードの少なくとも一部が指定される。通信システムパラメータは、特定の値に設定されると、通信システムがUEとその範囲内でどのように通信するかを決定し得る。例示的な一例として、SCMA通信システムにおけるアクセスモードは、通信システムパラメータの数により指定され得、以下を含む。
M − SCMAコードブックにおける符号語の数
K − 拡散因子
J − レイヤ(又はコードブック及び/又はシグネチャ)の最大数。シグネチャの数は、アップリンクなどのようにシグネチャの再利用が許可されている場合には、この値を超過し得ることに留意。
N − 各符号語の非ゼロ要素の数
− トーンで衝突(collide)する符号語の最大数
λ − 過負荷因子
l − 任意の2つの異なるコードブックの重複要素の数
通信システムパラメータの例示的値は、以下を含む。
Figure 0006593846
一例のSCMA通信システムの設計例は以下の通りである。
Figure 0006593846
0≦l≦1、K=4ならば符号語がどちらも完全に直交し重なり合い(overlap)がない(l=0)か、又はただ1つの非ゼロ要素のみで衝突する(l=1)ことを意味する。その後、SCMAコードブックの因子グラフは、次の形式となり得る。
Figure 0006593846
例示的な一実施形態によると、通信システムの通信システムパラメータは、通信システムのアクセスモードが、他の通信システムのそれをエミュレートするように、設定され得る。例示的な一例として、SCMA通信システムは、通信システムパラメータKが1に設定(K=1)されるとともにNが1に設定(N=1)されるならば、直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)通信システムをエミュレートするように設定され得る。例示的な他の一例として、SCMA通信システムは、通信システムパラメータN及びKが等しくなるように設定(N=K)されるとともに、非ゼロ要素がコードブックにおいて許容されていない場合には、CDMA通信システムをエミュレートするように設定され得る。コードブックは、直行振幅変調(QAM)シンボルを介してCDMA拡散シグネチャとともに構成され得る。
図3aおよび3bは、SCMA複雑性、多重化、スペクトル効率、及びリンクバジェットのトレードオフの例示プロットを示している。図3bに示されているように、所与のN及びKに対し、多重化レイヤの数を制限することにより、複雑性は、キャップされ得る。そのようにするためのコストは、以下に論じられるように、より低い過負荷因子となり得る。
図4a、4b、4cは、複雑性を制御するために過負荷がキャップされる場合のSCMAの例示プロットを示している。一例として、複雑性は重なる(overlaid)符号語の数を減少させることにより制限され得る。
例示的な実施形態によると、SCMA通信システムが、スムーズな切換機構を備えたシングル通信システムの下で異なるアプリケーションシナリオ及びアクセスモードをサポートするために、判断基準、例えば、スペクトル効率、有効範囲、検出複雑性、接続性、リンクバジェットなどの中で妥協する柔軟かつスケーラブルアクセス技術を実施するために使用される。前記実施は、アクセスモード判定基準、通信システム情報、及びUE情報に従ってアクセスモードが選択されることにより達成され、選択されたアクセスモードは、マッピングルール及び選択されたアクセスモードに基づいてSCMAパラメータを設定することにより実施される。
例示的な実施形態によると、SCMA通信システムは、異なるアプリケーションシナリオ及び異なる受信カテゴリのためにアクセスモードを最適化する。アクセスモードの最適化は、SCMAパラメータを調整することによりなされる。一例として、UL及びDLの双方ための所定のアクセスモードを有するアクセスモード適応機構は、アプリケーション、要求、ネットワーク状態、等のアクセスモード判定基準に従って、最適なアクセスモードを選択する。加えて、シグナリングサポートが異なるアクセスモード間を切り替えるために提供される。SCMA通信システムは、アクセスモード判定基準に従って、適応的に調整される。アクセスモード判定基準に応答して、アクセスモード及び/又はパラメータを切り替える低いシグナリングオーバーヘッドがある。
一般に、SCMA−OFDMは、OFDMA、LDS−OFDM、UL MU−MIMO、及びMC−CDMAなどの既存のものを含む異なるアクセスモードを容易にできる柔軟な波形である。SCMA−OFDMもまた、提案されている5G規格及び以降の期待される波形/アクセス技術である。アクセスモードは、個々の伝送、複数の伝送、シングル通信チャネル(アップリンク、ダウンリンク、又はアップリンク及びダウンリンク)、又は複数の通信チャネルに適用され得る。
図5は、一例の適応デバイス500の上位レベルの考え方を示している。適応デバイス500は、UE能力及びUE要求を含み得るUE判定基準ならびに、通信システム要求、及び通信システム能力を含み得るアクセスモード判定基準に基づいてアクセスモード/UE判定基準処理505を実行し得る。処理されたアクセスモード判定基準及び/又はUE判定基準は、アクセスモード515を選択する適応フレームワーク510を提供し得る。アクセスモード判定基準及び/又はUE判定基準の例としては、リンクバジェット、有効範囲、接続性、スループット、多重化ゲイン、処理能力、等を含み得る。適応フレームワーク510は、アクセスモード判定基準及び/又はUE判定基準に合致するようにアクセスモードをエミュレートする通信システムパラメータ(J、N、K、d、λ、多重化技術、等)の値を選択するのにマッピングルールを利用し得る。アクセスモードの例としては、OFDMA、NOMA、シングルUE SCMA(SU−SCMA)、マルチユーザSCMA(MU−SCMA)、マルチキャリアCDMA(MC−CDMA)、低密度シグネチャ(LDS)、等を含み得る。
次の表1は、所定のダウンリンク(DL)マルチプルアクセスモードの例を示しており、Jは、シグネチャ/コードブックの最大数、Kは、拡散因子、N・Kは、各シグネチャ/符号語における非ゼロ要素の数である。
Figure 0006593846
次の表2は、所定のアップリンク(UL)マルチプルアクセスモードの例を示しており、Jは、シグネチャ/コードブックの最大数、Kは、拡散因子、N・Kは、各シグネチャ/符号語における非ゼロ要素の数である。
Figure 0006593846
図6aは、通信システム(又はそれらの一部)のアクセスモードを適応的に調整する適応デバイスである適応デバイスにおいて生じている動作例600のフローチャートを示している。動作600は、通信システム(又はそれらの一部)のアクセスモードを適応的に調整する適応デバイスとして、スタンドアロン適応デバイス又は通信システムにおいてeNBなどのネットワークデバイス内に配置された同じ場所に配置されている適応デバイスなどの適応デバイスにおいて生じている動作を示し得る。
動作600は、適応デバイスが通信システム情報を受信することから始まり得る(ブロック605)。先に論じたように、通信システム情報は、アプリケーション、要求、ネットワーク状態、等に関する情報を含み得る。通信システム情報の例としては、通信システム要求、及び/又は通信システム能力などを含み得る。適応デバイスは、通信システム情報を、通信システムのコントローラ(複数可)又はeNB(複数可)、又はアクセスモード判定基準を維持する通信システムの他のネットワークエンティティから受信し得る。
適応デバイスは、UE情報を受信し得る(ブロック607)。UE情報の例としては、UE能力、UE要求などを含み得る。適応デバイスは、サービスするUE(複数可)、通信システムにおけるUE(複数可)、UE判定基準を維持する通信システムにおけるネットワークエンティティからUE情報を受信し得る。
適応デバイスは、通信システムパラメータを受信し得る(ブロック610)通信システムパラメータは、J、N、K、d、λ、多重化技術、等を含み得る。適応デバイスは、例えば、システムのスタートアップ時にそれに提供される通信システムパラメータのデフォルトバージョンを有し得、その後、それ(だけでなく潜在的な他の適応デバイス)が、通信システムパラメータを調整するように、適応デバイスは、通信システムパラメータの更新を受信(又は提供)し得る。適応の粒度(granularity)(例えば、通信システムワイド、eNBワイド、セルワイド、eNB−to−UEタイプワイド、eNB−to−UEペアリングワイド)に応じて、適応デバイスは、異なる粒度レベル及び関連するデバイスのための通信システムパラメータの異なるバージョンを格納し得る。
適応デバイスは、アクセスモード判定基準を受信し得る(ブロック612)。アクセスモード判定基準は、リンクバジェット、有効範囲、接続性、スループット、多重化ゲイン、処理能力、等を含み得る。例示的な実施形態によると、アクセスモード判定基準は、伝送(複数可)又は通信チャネルと関連し得る。アクセスモード判定基準は、シングル通信チャネルを介してシングル伝送と、シングル通信チャネルを介して複数の伝送と、複数の通信チャネルを介して複数の伝送と、シングル通信チャネル(eNBとUE間のダウンリンク通信チャネル、又はUEとeNB間のアップリンク通信チャネルなど)と、又は複数の通信チャネル(eNBとUE間のダウンリンク及びアップリンク通信チャネルの双方、eNBとUEのタイプ(又はグループ)間のアップリンク及び/又はダウンリンク通信チャネル、eNBのグループとUEのタイプ(又はグループ)間のアップリンク及び/又はダウンリンク通信チャネル、すべてのeNBとUEのタイプ(又はグループ)間のアップリンク及び/又はダウンリンク通信チャネル、すべてのeNBとすべてのUE間のアップリンク及び/又はダウンリンク通信チャネルなど)と関連し得る。
適応デバイスは、マッピングルールを受信し得る(ブロック615)。マッピングルールは、通信システムパラメータ(複数可)、例えばSCMAパラメータ(複数可)、がアクセスモード判定基準、通信システム情報、及びUE情報により、どのように影響を受けるかを指定し得る。マッピングルールは、ダウンリンク通信チャネル、アップリンク通信チャネル、又はダウンリンクとアップリンク通信チャネルの双方のための伝送に関連し得る。マッピングルールは、UEの異なるタイプ又はグループによって異なり得る。マッピングルールは、1つのeNB又は複数のeNBによって異なり得る。マッピングルールはまた、通信システムパラメータ(複数可)を変更する方法を指定され得、潜在的にはどれくらい変更するかにより指定され得る。例示的な一例として、パラメータKは、SCMA能力を備えていないUEにより影響を与え得るが、パラメータK及びJは、大規模な接続性状況における非常に多くのオーバーレイ伝送をサポートする必要性により影響を受け得る。次の表3は、マッピングルールの例を示している。
Figure 0006593846
適応デバイスは、アクセスモード判定基準、通信システム情報、及びUE情報に合致するように、マッピングルールに従ってアクセスモードを選択し得る(ブロック620)。適応デバイスは、アクセスモードを複数のアクセスモードの中から選択し得る。例示的な一例として、適応デバイスは、複数のアクセスモードのリストを有し得、適応デバイスは、複数のアクセスモードの中からアクセスモードを選択する。適応デバイスは、アクセスモード判定基準、通信システム情報、及びUE情報を考慮することにより、複数のアクセスモードからアクセスモードを選択し得る。例示的な一例として、UEがSCMA能力を備えていないレガシーUEである場合には、適応デバイスは、OFDMAをアクセスモードとして選択し得る。同様に、UEがSCMA能力を有している場合には、適応デバイスは、リンクバジェット、有効範囲、等のアクセスモード判定基準を考慮してアクセスモードを選択し得る。アクセスモード選択技術の例の詳細な議論が以下で提示される。
適応デバイスは、マッピングルールに従って選択されたアクセスモードから、通信システムパラメータ、例えば、SCMAパラメータを決定しうる(ブロック622)。適応デバイスは、表3に示されているようなマッピングルールの例のようなマッピングルールを使用し、選択されたアクセスモードから通信システムパラメータのための値を決定し得る。例示的な一例として、UEの指定されたタイプのための選択されたアクセスモードがUEの有効範囲領域を増加させることである場合、パラメータNが増加することは、処理及びSCMAコードブックの多次元ゲインを改善するため、適応デバイスは、表3に示されているマッピングルール#7を使用し、パラメータJを制限している間は、パラメータNのみ、又はパラメータN及びKの双方を増加し複雑性の影響を考慮し得る。
適応デバイスは、通信システムパラメータをシグナリングし得る(ブロック625)。適応デバイスは、通信システムパラメータを、アクセスモード変更により影響されるデバイスに送信し得る。例示的な一例として、アクセスモード変更が全体として通信システムのためである場合には、適応デバイスは、通信システムパラメータを通信システムにおけるeNBに送信し得、通信システムパラメータをそれらがサーブするUEへ提供し得る。例示的な他の一例として、アクセスモード変更がeNBのためである場合には、適応デバイスは、通信システムパラメータをeNBへ送信し得、eNBは、通信システムパラメータをそれがサーブするUEへ提供し得る。例示的なさらに他の一例として、アクセスモード変更がシングルセル及びUEタイプのためである場合には、適応デバイスは、通信システムパラメータを前記セルと関連するeNBへ送信し得、eNBは、同じUEタイプであるそれがサーブしているUEへ通信システムパラメータを提供し得る。例示的なさらに他の一例として、アクセスモード変更がシングルセル及びシングルUEのためである場合には、適応デバイスは、通信システムパラメータを前記セルに関連するeNBへ送信し得、eNBは、通信システムパラメータをUEへ提供し得る。例示的な実施形態によると、所定の複数のアクセスモードがあってよく、適応デバイスは、インジケータ、例えば、選択されたアクセスモードに対応する数字を単に送信してもよい。
図6bは、UEが通信するときのUEにおいて生じている動作650の例のフローチャート例である。動作650は、UEが通信するときの、UE110、UE112、及びUE114などのUEにおいて生じている動作を示している。
動作650は、UEがUE情報を送信することで開始され得る(ブロック655)。UEは、UE能力及び/又は要求などを含んでいるUE情報を送信し得る。UE情報は、UEをサービングしているeNB、又はアクセスモード選択を実行している適応デバイスに送信され得る。UEは、通信システムパラメータを受信し得る(ブロック660)。UEは、アクセスモード選択を実行している、eNB又は適応デバイスから通信システムパラメータを受信し得る。通信システムパラメータは、UEだけでなくアクセスモード選択により影響をうける他のデバイスにも送信され得る。例示的な実施形態によると、所定の複数のアクセスモードがあり得、UEは、インジケータ、例えば、選択されたアクセスモードに対応する数字を受信し得る。UEは、通信システムパラメータを使用して通信し得る(ブロック665)。
図7は、ダウンリンクアクセスモード選択のためのマッピングルール700の例示的なグラフィック表示を示している。図7に示されているマッピングルール700の表現は、ダウンリンクのためのアクセスモードの選択をグラフ表示し得る。適応デバイスは、UE(複数可)がレガシーUEであるか、又は、SCMAがサポートされていなければ、ダウンリンクのためにOFDMA705を選択し得る。その後、有効範囲及び/又はリンクバジェットの増加が、アクセスモード判定基準である場合には、適応デバイスは、MC−CDMA710を選択し得る。容量の増加がアクセスモード判定基準であり、UE(複数可)が連続的な干渉除去能力を備えている場合には、適応デバイスは、DL−NOMA715を選択し得る。
UE(複数可)及びeNB(複数可)がSCMA能力を有している場合には、適応デバイスはSCMA720を選択し得る。その後、リンクバジェット及び有効範囲の改善アクセスモード判定基準である場合には、適応デバイスは、モード1 SCMA725を選択し得る。干渉ホワイト化(interference whitening)及びより良い容量のためのマルチユーザペアリングがアクセスモード判定基準である場合には、適応デバイスは、モード2 SCMA730を選択でき、大量接続のためのスケジューリングフリーの小さいパケット伝送がアクセスモード判定基準である場合には、適応デバイスは、モード3 SCMA735を選択し得る。
図8は、アップリンクアクセスモード選択のためのマッピングルール800の例示的なグラフィック表示を示している。図8に示されているマッピングルール800の表現は、アップリンクのためのアクセスモードの選択をグラフ表示し得る。適応デバイスは、UE(複数可)がレガシーUEであるか、又は、SCMAがeNB(複数可)でサポートされていなければ、アップリンクのためにOFDMA又はSC−FDMA805を選択し得る。その後、中度の接続性でのランダムアクセスか、又はeNBがSIC受信を有しているならば容量拡張であるならば、適応デバイスは、UL−NOMA810を選択し得る。有効範囲及び/又はリンクバジェットの増加がアクセスモード判定基準である場合には、適応デバイスは、MC−CDMA815を選択し得る。
適応デバイスは、UE(複数可)及びeNB(複数可)がSCMA能力を有している場合には、SCMA820を選択し得る。その後、リンクバジェット及び有効範囲の増加がアクセスモード判定基準であるならば、適応デバイスは、モード1 SCMA825を選択し得る。干渉ホワイト化及びよりよい容量のためのマルチユーザペアリングがアクセスモード判定基準である場合には、適応デバイスは、モード2 SCMA830を選択でき、大量接続のためのスケジューリングフリーの小さいパケット伝送がアクセスモード判定基準である場合には、適応デバイスは、モード3 SCMA835を選択し得る。
図9は、第1通信デバイス900の例を示している。通信デバイス900は、スタンドアロンデバイス、又はeNB内に配置された同じ場所に配置されているデバイス、通信コントローラ、基地局、コントローラ、などの適応デバイスの実装であり得る。通信デバイス900は、本明細書で論じられたさまざまな実施形態の1つを実装するために使用され得る。図9に示されているように、トランスミッタ905は、パケット、通信システムパラメータ、等を送信するように構成されている。通信デバイス900は、パケット、アクセスモード判定基準、通信システムパラメータ、マッピングルール、等を受信するように構成されているレシーバ910も含む。
判断基準処理ユニット920は、アクセスモード判定基準、及び通信システム要求、通信システム能力、リンクバジェット、有効範囲、接続性、スループット、多重化ゲインなどのような通信システム情報を処理し、アクセスモードを適応するのを助けるように構成されている。判断基準処理ユニット920は、UE情報を処理し、アクセスモードを適応するのを助けるように構成されている。パラメータ処理ユニット922は、処理されたアクセスモード判定基準、通信システム情報、UE情報、及び通信システムパラメータを受信し、前記アクセスモード判定基準、通信システム情報、及びUE情報に従って、アクセスモードを選択するように構成されている。パラメータ処理ユニット922は、マッピングルールと前記選択されたアクセスモードに従って、通信システムパラメータを設定するように構成されている。メモリ930は、パケット、アクセスモード判定基準、通信システム情報、UE情報、通信システムパラメータ、マッピングルール、等を格納するように構成されている。
通信デバイス900の要素は、特定のハードウェア論理ブロックとして実装され得る。代替案では、通信デバイス900の要素は、プロセッサ、コントローラ、特定用途向けIC、などにおいて実行するソフトウェアとして実装され得る。さらに別の代替案では、通信デバイス900の要素は、ソフトウェア及び/又はハードウェアの組み合わせとして実装され得る。
一例として、レシーバ910及びトランスミッタ905は、特定のハードウェアブロックとして実装され得るが、判断基準処理ユニット920及びパラメータ処理ユニット922は、マイクロプロセッサ(プロセッサ915などの)又はカスタム回路又はフィールドプログラマブル論理アレイのカスタムコンパイルされた論理アレイにおいて実行するソフトウェアモジュールであってもよい。判断基準処理ユニット920及びパラメータ処理ユニット922は、メモリ930に格納されたモジュールであり得る。
図10は、第2通信デバイス1000の例を示している。通信デバイス1000は、ユーザ装置、eNB、等の受信デバイスの実装であり得る。通信デバイス1000は、本明細書で論じられたさまざまな実施形態の1つを実装するために使用され得る。図10に示されているように、トランスミッタ1005は、パケット、アクセスモード判定基準、マッピングルール、等を送信するように構成されている。通信デバイス1000は、パケット、通信システムパラメータなどを受信するように構成されているレシーバ1010も含む。
判断基準処理ユニット1020は、アクセスモード判定基準、及び通信システム要求、通信システム能力、リンクバジェット、有効範囲、接続性、スループット、多重化ゲインなどの通信システム情報、及びUE能力、UE要求などのUE情報を処理し、アクセスモードを適応するのを助けるように構成されている。パラメータ処理ユニット1022は、アクセスモードに関連する通信システムパラメータなどの情報を受信するように構成されている。メモリ1030は、パケット、アクセスモード判定基準、通信システム情報、UE情報、通信システムパラメータなどを格納するように構成されている。
通信デバイス1000の要素は、特定のハードウェア論理ブロックとして実装され得る。代替案において、通信デバイス1000の要素は、プロセッサ、コントローラ、特定用途向けICなどにおいて実行されるソフトウェアとして実装されてもよい。さらに別の代替案において、通信デバイス1000の要素は、ソフトウェア及び/又はハードウェアの組み合わせとして実装され得る。
一例として、レシーバ1010及びトランスミッタ1005は、特定のハードウェアブロックとして実装され得るが、判断基準処理ユニット1020及びパラメータ処理ユニット1022は、マイクロプロセッサ(プロセッサ1015などの)又はカスタム回路又はフィールドプログラマブル論理アレイのカスタムコンパイルされた論理アレイにおいて実行するソフトウェアモジュールでありうる。判断基準処理ユニット1020及びパラメータ処理ユニット1022は、メモリ1030に格納されたモジュールであり得る。
本開示及びその利点を詳細に説明してきたが、様々な変更、置換、及び改造が添付の特許請求の範囲により定義される本開示の精神と範囲を逸脱することなくなされ得ることを理解すべきである。
120 適用デバイス
510 適応フレームワーク
515 適応アクセスモード
905 トランスミッタ
910 レシーバ
920 判断基準処理ユニット
922 パラメータ処理ユニット
930 メモリ
1005 トランスミッタ
1010 レシーバ
1020 判断基準処理ユニット
1022 パラメータ処理ユニット
1030 メモリ

Claims (21)

  1. ネットワークデバイスを動作させる方法であって、前記方法は、
    前記ネットワークデバイスにより、第1デバイスのユーザ装置情報を受信するステップであって、前記ユーザ装置情報は、ユーザ装置要求とユーザ装置能力の少なくとも1つを含む、ステップと、
    アクセスモード判定基準及び前記ユーザ装置情報に合致するように、前記ネットワークデバイスにより、前記第1デバイスとの通信のための複数の所定の多重アクセスモードの中から第1多重アクセスモードを選択するステップであって、前記複数の所定の多重アクセスモードは、少なくとも非直交多重アクセスモードを含む、ステップと、
    前記第1多重アクセスモードをエミュレートするためのパラメータマッピングルールに従って、前記ネットワークデバイスにより、前記第1多重アクセスモードの通信システムパラメータを判定するステップと、
    前記ネットワークデバイスにより、前記第1デバイスに、前記第1多重アクセスモードに関する情報を送信するステップと、
    を具備することを特徴とするネットワークデバイスを動作させる方法。
  2. 前記第1多重アクセスモードに関する情報を送信するステップは、前記第1多重アクセスモードに関連する少なくとも1つのパラメータを前記第1デバイスに送信するステップであって、前記少なくとも1つのパラメータは、K、J、およびNの少なくとも1つを含み、Kは、拡散因子であり、Jは、シグネチャの数であり、Nは、各シグネチャにおける非ゼロ要素の数である、ステップを具備することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 送信される前記情報は、前記第1多重アクセスモードのインジケータを具備することを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記複数の所定の多重アクセスモードは、複数のアップリンク多重アクセスモードを具備し、前記非直交多重アクセスモードは、前記ネットワークデバイスと前記第1デバイスとの間のアップリンク通信のためのアップリンク非直交多重アクセスモードを具備することを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記複数の所定の多重アクセスモードは、直交周波数分割多重アクセスモード、スパース符号語多重アクセスモード、符号分割多重アクセスモード、及び低密度シグネチャモードの少なくとも1つをさらに具備することを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記第1多重アクセスモードに関する情報を送信するステップは、準静的メッセージングと動的メッセージングの1つを使用して前記情報を送信するステップを具備することを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記第1デバイスは、ユーザ装置を具備し、前記ネットワークデバイスは、基地局を具備することを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の方法。
  8. 第1デバイスのための方法であって、前記方法は、
    ネットワークデバイスにより、第1デバイスのユーザ装置情報を受信するステップであって、前記ユーザ装置情報は、ユーザ装置要求とユーザ装置能力の少なくとも1つを含む、ステップと、
    前記第1デバイスにより、前記第1デバイスと前記ネットワークデバイスとの間の通信のための第1多重アクセスモードに関する情報を受信するステップであって、前記第1多重アクセスモードは、アクセスモード判定基準及び前記ユーザ装置情報に合致するように、複数の所定の多重アクセスモードからの選択であり、前記複数の所定の多重アクセスモードは、少なくとも非直交多重アクセスモードを含む、ステップと、
    前記第1デバイスにより、前記第1多重アクセスモードに従って、前記ネットワークデバイスと通信するステップと、
    を具備し、
    前記第1多重アクセスモードの通信システムパラメータは、前記第1多重アクセスモードをエミュレートするためのパラメータマッピングルールに従って、前記ネットワークデバイスにより判定されることを特徴とする第1デバイスのための方法。
  9. 前記ネットワークデバイスと通信するステップは、前記第1多重アクセスモードに関連する少なくとも1つのパラメータを使用して通信するステップを具備し、前記少なくとも1つのパラメータは、K、J、およびNの少なくとも1つを含み、Kは、拡散因子であり、Jは、シグネチャの数であり、Nは、各シグネチャにおける非ゼロ要素の数である、ステップを具備することを特徴とする請求項に記載の方法。
  10. 受信される前記情報は、前記第1多重アクセスモード又は第1多重アクセスモードのインジケータに関連する少なくとも1つのパラメータを具備することを特徴とする請求項8又は9に記載の方法。
  11. 前記複数の所定の多重アクセスモードは、複数のアップリンク多重アクセスモードを具備し、前記非直交多重アクセスモードは、前記第1デバイスと前記ネットワークデバイスとの間のアップリンク通信のためのアップリンク非直交多重アクセスモードを具備することを特徴とする請求項8から10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記複数の所定の多重アクセスモードは、直交周波数分割多重アクセスモード、スパース符号語多重アクセスモード、符号分割多重アクセスモード、及び低密度シグネチャモードの少なくとも1つをさらに具備することを特徴とする請求項8から11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記第1多重アクセスモードに関する情報を受信するステップは、準静的メッセージングと動的メッセージングの1つを使用して前記情報を受信するステップを具備することを特徴とする請求項8から12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記第1デバイスは、ユーザ装置を具備し、前記ネットワークデバイスは、基地局を具備することを特徴とする請求項8から13のいずれか一項に記載の方法。
  15. ネットワークデバイスであって、
    プロセッサと、
    前記プロセッサに動作可能に結合されたレシーバと、
    前記プロセッサに動作可能に結合されたトランスミッタと、
    を具備し、
    前記レシーバは、第1デバイスからユーザ装置情報を受信するように構成され、前記ユーザ装置情報は、ユーザ装置要求とユーザ装置能力の少なくとも1つを含み、
    前記プロセッサは、第1デバイスとの通信のための複数の所定の多重アクセスモードの中から、アクセスモード判定基準及び前記ユーザ装置情報に合致するように、第1多重アクセスモードを選択、前記複数の所定の多重アクセスモードは、少なくとも非直交多重アクセスモードを含み、前記第1多重アクセスモードをエミュレートするためのパラメータマッピングルールに従って、前記第1多重アクセスモードの通信システムパラメータを判定するように構成されており
    前記トランスミッタは、前記第1デバイスに前記第1多重アクセスモードに関する情報を送信するように構成されていることを特徴とするネットワークデバイス。
  16. 前記第1多重アクセスモードに関する情報は、前記第1デバイスへの前記第1多重アクセスモードに関連する少なくとも1つのパラメータを具備し、前記少なくとも1つのパラメータは、K、J、およびNの少なくとも1つを含み、Kは、拡散因子であり、Jは、シグネチャの数であり、Nは、各シグネチャにおける非ゼロ要素の数であることを特徴とする請求項15に記載のネットワークデバイス。
  17. 前記複数の所定の多重アクセスモードは、直交周波数分割多重アクセスモード、スパース符号語多重アクセスモード、符号分割多重アクセスモード、及び低密度シグネチャモードの少なくとも1つをさらに具備することを特徴とする請求項15又は16のいずれか一項に記載のネットワークデバイス。
  18. 第1デバイスであって、
    プロセッサと、
    前記プロセッサに動作可能に結合されたレシーバと、
    前記プロセッサに動作可能に結合されたトランスミッタと、
    を具備し、
    前記トランスミッタは、ネットワークデバイスへユーザ装置情報を送信するように構成され、前記ユーザ装置情報は、ユーザ装置要求とユーザ装置能力の少なくとも1つを含み、
    前記レシーバは、前記第1デバイスと前記ネットワークデバイスとの間の通信のための第1多重アクセスモードに関する情報を受信するように構成され、前記第1多重アクセスモードは、アクセスモード判定基準及び前記ユーザ装置情報に合致するように、複数の所定の多重アクセスモードからの選択であり、前記複数の所定の多重アクセスモードは、少なくとも非直交多重アクセスモードを含
    前記プロセッサは、前記第1多重アクセスモードに従って、前記ネットワークデバイスと通信するように構成され、
    前記第1多重アクセスモードの通信システムパラメータは、前記第1多重アクセスモードをエミュレートするためのパラメータマッピングルールに従って、前記ネットワークデバイスにより判定されることを特徴とする第1デバイス。
  19. 前記プロセッサは、前記第1多重アクセスモードに関連する少なくとも1つのパラメータを使用して前記ネットワークデバイスと通信するように構成されており、前記少なくとも1つのパラメータは、K、J、およびNの少なくとも1つを含み、Kは、拡散因子であり、Jは、シグネチャの数であり、Nは、各シグネチャにおける非ゼロ要素の数であることを特徴とする請求項18に記載の第1デバイス。
  20. 受信される前記情報は、前記第1多重アクセスモード又は第1多重アクセスモードのインジケータに関連する少なくとも1つのパラメータを具備することを特徴とする請求項18又は19に記載の第1デバイス。
  21. 前記複数の所定の多重アクセスモードは、直交周波数分割多重アクセスモード、スパース符号語多重アクセスモード、符号分割多重アクセスモード、及び低密度シグネチャモードの少なくとも1つをさらに具備することを特徴とする請求項18から20のいずれか一項に記載の第1デバイス。
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