JP6903118B2 - ワイヤレス通信における適応型波形選択 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2016年8月12日に出願された「ADAPTIVE WAVEFORM SELECTION IN WIRELESS COMMUNICATIONS」と題する米国仮特許出願第62/374,473号、および2016年11月12日に出願された「ADAPTIVE WAVEFORM SELECTION IN WIRELESS COMMUNICATIONS」と題する米国非仮特許出願第15/359,226号の利益を主張し、両方の開示が、以下に完全に記載されるかのように、かつすべての適用可能な目的のために、全体が参照により本明細書に組み込まれる。

態様は、一般にワイヤレス通信システムに関し、より詳細には、ワイヤレス通信システムにおける適応型波形選択に関する。以下で説明する技術のいくつかの実施形態は、たとえば、通信のために最も効率的な波形を使用するために、1つまたは複数のワイヤレスデバイスによって送信される通信信号のためのSC-FDMおよびOFDMの使用の間での動的選択を実現するために、適応型波形選択を実施することができる。

ワイヤレス通信ネットワークは、音声、ビデオ、パケットデータ、メッセージング、ブロードキャストなどの様々な通信サービスを提供するために広く展開されている。これらのワイヤレスネットワークは、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をサポートすることが可能な多元接続ネットワークである場合がある。通常は多元接続ネットワークであるそのようなネットワークは、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、複数のユーザのための通信をサポートする。

ワイヤレス通信ネットワークは、いくつかのユーザ機器(UE)のための通信をサポートすることができる、いくつかの基地局またはノードBを含み得る。UEは、ダウンリンクおよびアップリンクを介して基地局と通信してもよい。ダウンリンク(または順方向リンク)は基地局からUEへの通信リンクを指し、アップリンク(または逆方向リンク)はUEから基地局への通信リンクを指す。

基地局は、ダウンリンク上でUEにデータおよび制御情報を送信してもよく、かつ/またはアップリンク上でUEからデータおよび制御情報を受信してもよい。ダウンリンク上で、基地局からの送信は、隣接基地局からの、または他のワイヤレス無線周波数(RF)送信機からの送信に起因する干渉を受ける場合がある。アップリンク上で、UEからの送信は、隣接基地局と通信する他のUEのアップリンク送信からの、または他のワイヤレスRF送信機からの干渉を受ける場合がある。この干渉は、ダウンリンクとアップリンクとの両方において性能を低下させる場合がある。

モバイルブロードバンドアクセスに対する需要が増加し続けるにつれて、より多くのUEが長距離ワイヤレス通信ネットワークにアクセスし、より多くの短距離ワイヤレスシステムが地域に展開されることに伴って、干渉および輻輳ネットワークの可能性が高まっている。モバイルブロードバンドアクセスに対する増大する需要を満たすためだけではなく、モバイル通信によるユーザエクスペリエンスを進化および向上させるために、ワイヤレス通信技術を進化させるための研究開発が続けられている。

以下では、説明する技術の基本的理解を与えるために本開示のいくつかの態様を要約する。この要約は、本開示のすべての企図された特徴の広範な概観ではなく、本開示のすべての態様の主要または重要な要素を識別するものでもなく、本開示のいずれかまたはすべての態様の範囲を定めるものでもない。その唯一の目的は、後で提示するより詳細な説明の前置きとして、本開示の1つまたは複数の態様のいくつかの概念を概要の形で提示することである。

より高い周波数での大量の帯域幅の利用可能性に起因して、より高いデータレート通信(たとえば、ギガビットデータレート)を可能にするために、より高い周波数キャリアを利用することが注目されている。詳細には、(たとえば、28GHz、60GHz、およびより大きい周波数で動作する)ミリメートル波ワイヤレス通信システムが、6GHz以下の周波数で動作するシステムと比較して、はるかに高いデータレートを実現する可能性を有する。その上、多くの領域および管轄区域におけるこれらの帯域での大きい連続スペクトルの利用可能性が依然としてある。

だが、ワイヤレス通信システムにおけるミリメートル波などの高周波数キャリアの使用は、難題なしではない。たとえば、ミリメートル波通信は、6GHz以下の信号送信と比較して、送信信号の非常に高い減衰に直面する。その上、ミリメートル波信号は、信号の小さい波長に起因して(たとえば、信号経路におけるビル、群葉、地形などのような障害物に起因して)非常に妨害されやすい。

信号減衰を軽減しようとして、またはチャネルを最も良く利用するために指向性ビームを提供しようとして(たとえば、Txおよび/またはRxアンテナにおいて)ビームフォーミングが実行され得るが、一部のワイヤレス通信システム(たとえば、多くのセルラー通信システム構成)における高周波数キャリア(たとえば、ミリメートル波)に対するビームフォーミングの使用は、それ自体の難題をもたらしている。たとえば、ミリメートル波システムが直面する相当な経路損失という固有の難題は、アナログビームフォーミングなどの技法を示唆している。だが、アナログビームフォーミング技法を実施するシステムにおけるいくつかのワイドバンド電力増幅器の使用は、ピーク対平均電力比(PAPR)、スペクトル効率などに関する問題のような、通信システム信号に関する問題をもたらし得る。

したがって、本明細書におけるワイヤレス通信デバイスの実施形態は、たとえば、ワイヤレス通信デバイスによって送信される通信信号のための、SC-FDMおよびOFDMの使用の間での動的選択を実現するために、適応型波形選択を実施するように適応される。たとえば、実施形態による動作は、SC-FDMなどのPAPRを最小化する波形設計、ならびに電力制限のない、より高いPAPRが容認できるシナリオの場合の、OFDMなどのより高いスペクトル効率をもたらす波形設計の使用を実現する。

本開示の一態様では、ワイヤレス通信システムにおける信号送信のための適応型波形選択のための方法が提供される。たとえば、方法は、ワイヤレス通信システムのワイヤレスデバイスによって、ワイヤレス通信スケジューリング許可の1つまたは複数のパラメータを分析するステップを含むことができる。本方法は、ワイヤレス通信スケジューリング許可の1つまたは複数のパラメータの分析に基づいて、信号送信のために複数の波形から波形を選択するステップをさらに含むことができる。

本開示の追加の態様では、ワイヤレス通信システムにおける信号送信のための適応型波形選択のための装置が提供される。装置は、ワイヤレス通信システムのワイヤレスデバイスによって、ワイヤレス通信スケジューリング許可の1つまたは複数のパラメータを分析するための手段を含むことができる。装置は、ワイヤレス通信スケジューリング許可の1つまたは複数のパラメータの分析に基づいて、信号送信のために複数の波形から波形を選択するための手段をさらに含むことができる。

本開示の追加の態様では、プログラムコードを記録した非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。プログラムコードは、ワイヤレス通信スケジューリング許可の1つまたは複数のパラメータを分析することを1つまたは複数のコンピュータに行わせるためのプログラムコードを含むことができる。プログラムコードは、ワイヤレス通信スケジューリング許可の1つまたは複数のパラメータの分析に基づいて、信号送信のために複数の波形から波形を選択することを1つまたは複数のコンピュータに行わせるためのプログラムコードをさらに含むことができる。

本開示の追加の態様では、ワイヤレス通信システムにおける信号送信のための適応型波形選択のための装置が提供される。装置は、少なくとも1つのプロセッサと、プロセッサに結合されたメモリとを含む。少なくとも1つのプロセッサは、ワイヤレス通信スケジューリング許可の1つまたは複数のパラメータを分析するように構成され得る。少なくとも1つのプロセッサは、ワイヤレス通信スケジューリング許可の1つまたは複数のパラメータの分析に基づいて、信号送信のために複数の波形から波形を選択するようにさらに構成され得る。

添付の図とともに本発明の特定の例示的な実施形態の以下の説明を検討すれば、本発明の他の態様、特徴、および実施形態が当業者に明らかとなろう。本発明の特徴について、以下のいくつかの実施形態および図に対して説明する場合があるが、本発明のすべての実施形態は、本明細書で説明する有利な特徴のうちの1つまたは複数を含むことができる。言い換えれば、1つまたは複数の実施形態について、いくつかの有利な特徴を有するものとして説明する場合があるが、そのような特徴のうちの1つまたは複数はまた、本明細書で説明する本発明の様々な実施形態に従って使用され得る。同様に、例示的な実施形態について、デバイス実施形態、システム実施形態、または方法実施形態として以下で説明する場合があるが、そのような例示的な実施形態は、様々なデバイス、システム、および方法において実装され得ることを理解されたい。

以下の図面を参照することによって、本開示の本質および利点のより一層の理解が実現され得る。添付の図面では、同様の構成要素または特徴は、同じ参照ラベルを有することがある。さらに、同じタイプの様々な構成要素が、参照ラベルにダッシュと同様の構成要素の間で区別する第2のラベルとを続けることによって区別される場合がある。第1の参照ラベルのみが本明細書において使用される場合、その説明は、第2の参照ラベルにかかわらず、同じ第1の参照ラベルを有する同様の構成要素のいずれにも適用可能である。

本開示のいくつかの実施形態によるワイヤレス通信システムの詳細を示すブロック図である。 本開示のいくつかの実施形態に従って構成された基地局/eNBおよびUEの設計を概念的に示すブロック図である。 本開示のいくつかの実施形態による動作を示すフロー図である。

添付の図面に関して以下に記載する発明を実施するための形態は、様々な可能な構成を説明するものであり、本開示の範囲を限定するものではない。むしろ、発明を実施するための形態は、本発明の主題の完全な理解を与えるための具体的な詳細を含む。これらの具体的な詳細がすべての場合に必要であるとは限らないこと、および場合によっては、提示を明快にするために、よく知られている構造および構成要素がブロック図の形態で示されることは当業者には明らかであろう。

本開示は、一般に、ワイヤレス通信ネットワークとも呼ばれる、1つまたは複数のワイヤレス通信システムにおける2つ以上のワイヤレスデバイスの間の通信を実現すること、またはそれに参加することに関する。様々な実施形態では、技法および装置は、符号分割多元接続(CDMA)ネットワーク、時分割多元接続(TDMA)ネットワーク、周波数分割多元接続(FDMA)ネットワーク、直交FDMA(OFDMA)ネットワーク、シングルキャリアFDMA(SC-FDMA)ネットワーク、LTEネットワーク、GSM(登録商標)ネットワーク、ならびに他の通信ネットワークなどのワイヤレス通信ネットワークに使用され得る。本明細書で説明する「ネットワーク」および「システム」という用語は、特定の文脈に従って互換的に使用され得る。

CDMAネットワークは、ユニバーサル地上波無線アクセス(UTRA)、cdma2000などの無線技術を実装し得る。UTRAは、ワイドバンドCDMA(W-CDMA)および低チップレート(LCR)を含む。CDMA2000は、IS-2000規格、IS-95規格、およびIS-856規格を対象とする。

TDMAネットワークは、Global System for Mobile Communications(GSM(登録商標))などの無線技術を実装し得る。3GPPは、GERANとしても示される、GSM(登録商標)EDGE(GSM(登録商標)進化型高速データレート)無線アクセスネットワーク(RAN)のための規格を定義する。GERANは、基地局(たとえば、AterインターフェースおよびAbisインターフェース)と基地局コントローラ(Aインターフェースなど)とを結合するネットワークとともに、GSM(登録商標)/EDGEの無線構成要素である。無線アクセスネットワークは、GSM(登録商標)ネットワークの構成要素を表し、GSM(登録商標)ネットワークを通じて、電話呼およびパケットデータが、公衆交換電話網(PSTN)およびインターネットと、ユーザ端末またはユーザ機器(UE)としても知られる加入者ハンドセットとの間でルーティングされる。モバイルフォン事業者のネットワークは、1つまたは複数のGERANを含むことがあり、そのようなGERANは、UMTS/GSM(登録商標)ネットワークの場合にUTRANと結合されることがある。事業者ネットワークはまた、1つもしくは複数のLTEネットワーク、および/または1つもしくは複数の他のネットワークを含み得る。様々な異なるネットワークタイプは、異なる無線アクセス技術(RAT)および無線アクセスネットワーク(RAN)を使用し得る。

OFDMAネットワークは、発展型UTRA(E-UTRA)、IEEE802.11、IEEE802.16、IEEE802.20、フラッシュOFDMなどの無線技術を実装し得る。UTRA、E-UTRA、およびGSM(登録商標)は、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム(UMTS)の一部である。特に、ロングタームエボリューション(LTE)は、E-UTRAを使用するUMTSのリリースである。UTRA、E-UTRA、GSM(登録商標)、UMTSおよびLTEは、「第3世代パートナーシッププロジェクト」(3GPP)という名称の組織から提供された文書に記載されており、cdma2000は、「第3世代パートナーシッププロジェクト2」(3GPP2)という名称の組織からの文書に記載されている。これらの様々な無線技術および規格は、知られているか、または開発中である。たとえば、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)は、世界的に適用可能な第3世代(3G)モバイルフォン仕様を定義することを目的とする電気通信協会のグループ間の共同作業である。3GPPロングタームエボリューション(LTE)は、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム(UMTS)モバイルフォン規格を改善することを目的とする3GPPプロジェクトである。3GPPは、次世代のモバイルネットワーク、モバイルシステム、およびモバイルデバイスのための仕様を定義し得る。明快にするために、装置および技法のいくつかの態様について、LTE実装形態に関して、またはLTEを中心として以下で説明する場合があり、以下の説明の部分においてLTE用語が例示的な例として使用される場合があるが、説明はLTE適用例に限定されるものではない。実際には、本開示は、異なる無線アクセス技術または無線エアインターフェースを使用するネットワーク間のワイヤレススペクトルへの共有アクセスに関係する。

キャリアグレードWiFiと互換性があり、無認可スペクトルを用いるLTE/LTE-AをWiFiの代替物にすることができる、無認可スペクトルを含むLTE/LTE-Aに基づく新しいキャリアタイプも提案されている。LTE/LTE-Aは、無認可スペクトルにおいて動作するとき、LTEの概念を活用することができ、無認可スペクトルにおける効率的な動作を実現し、規制要件を満たすために、ネットワークまたはネットワークデバイスの物理レイヤ(PHY)および媒体アクセス制御(MAC)の態様に何らかの変更を導入することができる。使用される無認可スペクトルは、たとえば、最低で数百メガヘルツ(MHz)から最高で数十ギガヘルツ(GHz)まで及ぶ場合がある。動作中、そのようなLTE/LTE-Aネットワークは、ローディングおよび利用可能性に応じて認可スペクトルまたは無認可スペクトルの任意の組合せを用いて動作することができる。したがって、本明細書で説明するシステム、装置および方法が他の通信システムおよび適用例に適用され得ることは、当業者には明らかであり得る。

システム設計は、ビームフォーミングおよび他の機能を容易にするために、ダウンリンクおよびアップリンクのための様々な時間周波数基準信号をサポートすることができる。基準信号は、既知のデータに基づいて生成された信号であり、パイロット、プリアンブル、トレーニング信号、サウンディング信号などと呼ばれることもある。基準信号は、受信機によって、チャネル推定、コヒーレント復調、チャネル品質測定、信号強度測定などの様々な目的で使用され得る。複数のアンテナを使用するMIMOシステムは、一般に、アンテナ間の基準信号の送信の協調を実現するが、LTEシステムは、一般に、複数の基地局またはeNBからの基準信号の送信の協調を実現しない。

いくつかの実装形態では、システムは時分割複信(TDD)を利用し得る。TDDの場合、ダウンリンクおよびアップリンクは、同じ周波数スペクトルまたはチャネルを共有し、ダウンリンク送信およびアップリンク送信は、同じ周波数スペクトル上で送られる。したがって、ダウンリンクチャネル応答は、アップリンクチャネル応答と相関し得る。相反性により、アップリンクを介して送られた送信に基づいてダウンリンクチャネルを推定することが可能になり得る。これらのアップリンク送信は、(復調後に基準シンボルとして使用され得る)基準信号またはアップリンク制御チャネルであり得る。アップリンク送信により、複数のアンテナを介した空間選択的チャネルの推定が可能になり得る。

LTE実装形態では、直交周波数分割多重(OFDM)は、ダウンリンク(すなわち、基地局、アクセスポイントまたはeNodeB(eNB)からユーザ端末またはUE)に使用される。OFDMの使用は、スペクトルの柔軟性についてのLTE要件を満たし、高いピークレートで極めて広いキャリアのためのコスト効率の高いソリューションを可能にし、定着した技術である。たとえば、OFDMは、IEEE 802.11a/g、802.16、欧州電気通信標準化機構(ETSI)によって標準化された高性能無線LAN-2(HIPERLAN-2、LANはローカルエリアネットワークを表す)、ETSIの合同技術委員会によって発表されたデジタルビデオブロードキャスティング(DVB)、および他の規格などの規格において使用される。

(簡潔にするために、本明細書ではリソースブロックまたは「RB」としても示される)時間周波数物理リソースブロックは、OFDMシステムにおいて、トランスポートデータに割り当てられるトランスポートキャリア(たとえば、サブキャリア)または間隔のグループとして定義され得る。RBは、時間および周波数の期間にわたって定義される。リソースブロックは、スロット内の時間および周波数のインデックスによって定義され得る、(簡潔にするために、本明細書ではリソース要素または「RE」としても示される)時間周波数リソース要素からなる。LTE RBおよびREのさらなる詳細は、たとえば、3GPP TS 36.211などの3GPP仕様に記載されている。

UMTS LTEは、20MHzから1.4MHzに至るまでのスケーラブルなキャリア帯域幅をサポートする。LTEでは、RBは、サブキャリア帯域幅が15kHzであるときは12個のサブキャリア、またはサブキャリア帯域幅が7.5kHzであるときは24個のサブキャリアとして定義される。例示的な実装形態では、時間領域内には、10msの長さであり、それぞれ1ミリ秒(ms)の10個のサブフレームで構成される、定義された無線フレームがある。あらゆるサブフレームは、各スロットが0.5msである、2つのスロットで構成される。この場合の周波数領域におけるサブキャリア間隔は、15kHzである。(スロットごとに)これらのサブキャリアのうちの12個が一緒にRBを構成し、したがって、この実装形態では、1つのリソースブロックは180kHzである。6つのリソースブロックは1.4MHzのキャリアに適合し、100個のリソースブロックは20MHzのキャリアに適合する。

図1は、いくつかの実施形態による通信のためのワイヤレスネットワーク100を示す。本開示の技術の説明は、(図1に示す)LTE-Aネットワークに対して行われるが、これは例示のためである。開示される技術の原理は、第5世代ネットワークを含む、他のネットワーク展開において使用されてよい。当業者であれば諒解するように、図1に現れている構成要素は、他のネットワーク構成において関連対応物を有する可能性が高い。

図1に戻ると、ワイヤレスネットワーク100は、いくつかの発展型ノードB(eNB)105と他のネットワークエンティティとを含む。eNBは、UEと通信する局であってよく、基地局、ノードB、アクセスポイントなどと呼ばれることもある。各eNB105は、特定の地理的エリアに通信カバレージを提供することができる。3GPPでは、「セル」という用語は、この用語が使用される状況に応じて、eNBのこの特定の地理的カバレージエリアおよび/またはこのカバレージエリアにサービスしているeNBサブシステムを指すことができる。

eNBは、マクロセル、またはピコセルもしくはフェムトセルなどのスモールセル、および/または他のタイプのセルに通信カバレージを提供することができる。マクロセルは、一般に、比較的大きい地理的エリア(たとえば、半径数キロメートル)をカバーし、ネットワークプロバイダのサービスに加入しているUEによる無制限アクセスを可能にすることができる。ピコセルなどのスモールセルは、一般に、比較的小さい地理的エリアをカバーし、ネットワークプロバイダのサービスに加入しているUEによる無制限アクセスを可能にすることができる。フェムトセルなどのスモールセルも、一般に、比較的小さい地理的エリア(たとえば、自宅)をカバーし、無制限アクセスに加えて、フェムトセルとの関連付けを有するUE(たとえば、限定加入者グループ(CSG)内のUE、自宅内のユーザのためのUEなど)による制限付きアクセスも提供することができる。マクロセルのためのeNBは、マクロeNBと呼ばれることがある。スモールセルのためのeNBは、スモールセルeNB、ピコeNB、フェムトeNB、またはホームeNBと呼ばれることがある。図1に示す例では、eNB105a、105b、および105cは、それぞれ、マクロセル110a、110b、および110cのためのマクロeNBである。eNB105x、105y、および105zは、それぞれ、スモールセル110x、110y、および110zにサービスを提供するピコeNBまたはフェムトeNBを含む場合がある、スモールセルeNBである。eNBは、1つまたは複数(たとえば、2つ、3つ、4つなど)のセルをサポートすることができる。

ワイヤレスネットワーク100は、同期動作または非同期動作をサポートしてもよい。同期動作の場合、eNBは、同様のフレームタイミングを有することができ、異なるeNBからの送信は、時間的にほぼ整合し得る。非同期動作の場合、eNBは、異なるフレームタイミングを有することがあり、異なるeNBからの送信は、時間的に整合していないことがある。

UE115は、ワイヤレスネットワーク100全体にわたって分散され、各UEは固定されていても移動式であってもよい。モバイル装置は、第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)によって公表された規格および仕様では、一般にユーザ機器(UE)と呼ばれるが、そのような装置は、当業者によって、移動局(MS)、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、リモートユニット、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、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末(AT)、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、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、または何らかの他の適切な用語で呼ばれることもあることを諒解されたい。本書内では、「モバイル」装置またはUEは、必ずしも移動するための能力を有する必要があるとは限らず、固定されていてもよい。UE115のうちの1つまたは複数の実施形態を含み得るようなモバイル装置のいくつかの非限定的な例には、モバイル、セルラー(セル)フォン、スマートフォン、セッション開始プロトコル(SIP)フォン、ラップトップ、パーソナルコンピュータ(PC)、ノートブック、ネットブック、スマートブック、タブレット、および携帯情報端末(PDA)が含まれる。モバイル装置は、加えて、自動車もしくは他の輸送車両、衛星無線、全地球測位システム(GPS)デバイス、物流コントローラ、ドローン、マルチコプター、クアッドコプター、スマートエネルギーもしくはセキュリティデバイス、ソーラーパネルもしくはソーラーアレイ、都市照明、用水、または他のインフラストラクチャなどの「モノのインターネット」(IoT)デバイス、工業オートメーションおよびエンタープライズデバイス、アイウェア、ウェアラブルカメラ、スマートウォッチ、ヘルスまたはフィットネストラッカー、哺乳類埋込み可能デバイス(mammal implantable device)、ジェスチャー追跡デバイス、医療デバイス、デジタルオーディオプレーヤ(たとえば、MP3プレーヤ)、カメラ、ゲームコンソールなどのコンシューマおよびウェアラブルデバイス、ならびに、ホームオーディオ、ビデオおよびマルチメディアデバイス、アプライアンス、センサー、自動販売機、インテリジェント照明、
ホームセキュリティシステム、スマートメーターなどのデジタルホームまたはスマートホームデバイスであり得る。UE115などのモバイル装置は、マクロeNB、ピコeNB、フェムトeNB、リレーなどと通信することが可能であり得る。図1では、稲妻印(たとえば、通信リンク125)は、UEとサービングeNB(サービングeNBは、ダウンリンクおよび/またはアップリンク上でUEにサービスするように指定されたeNBである)との間のワイヤレス送信、あるいはeNB間の所望の送信を示す。バックホール通信134は、eNB間で発生し得るワイヤードバックホール通信として示されているが、バックホール通信が追加または代替としてワイヤレス通信によって実現されてもよいことを諒解されたい。

LTE/LTE-Aは、ダウンリンク上で直交周波数分割多重(OFDM)を利用し、アップリンク上でシングルキャリア周波数分割多重(SC-FDM)を利用する。OFDMおよびSC-FDMは、システム帯域幅を、一般にトーン、ビンなどとも呼ばれる複数(K個)の直交サブキャリアに区分する。各サブキャリアは、データで変調されてもよい。一般に、変調シンボルは、OFDMでは周波数領域において送られ、SC-FDMでは時間領域において送られる。隣接するサブキャリア間の間隔は固定であり得、サブキャリアの総数(K)はシステム帯域幅に依存し得る。たとえば、Kは、1.4、3、5、10、15、または20メガヘルツ(MHz)の対応するシステム帯域幅に対して、それぞれ、72、180、300、600、900、および1200に等しくてもよい。システム帯域幅は、サブバンドに区分される場合もある。たとえば、サブバンドは1.08MHzをカバーすることができ、1.4、3、5、10、15、または20MHzの対応するシステム帯域幅に対して、それぞれ、1、2、4、8または16個のサブバンドが存在し得る。

図2は、図1の基地局/eNBのうちの1つおよびUEのうちの1つであってもよい、基地局/eNB105およびUE115の設計のブロック図を示す。限定された関連付けシナリオの場合、eNB105は図1のスモールセルeNB105zであってよく、UE115はUE115zであってよく、UE115zは、スモールセルeNB105zにアクセスするために、スモールセルeNB105zに対するアクセス可能UEのリストに含まれるはずである。eNB105はまた、何らかの他のタイプの基地局であり得る。eNB105は、アンテナ234a〜234tを備える場合があり、UE115は、アンテナ252a〜252rを備える場合がある。

eNB105において、送信プロセッサ220は、データソース212からデータを受信し、コントローラ/プロセッサ240から制御情報を受信することができる。制御情報は、PBCH、PCFICH、PHICH、PDCCHなどに関するものであってもよい。データは、PDSCHなどに関するものであってもよい。送信プロセッサ220は、データおよび制御情報を処理(たとえば、符号化およびシンボルマッピング)して、それぞれ、データシンボルおよび制御シンボルを取得することができる。送信プロセッサ220はまた、たとえば、PSS、SSS、およびセル固有基準信号のための基準シンボルを生成することができる。送信(TX)多入力多出力(MIMO)プロセッサ230は、該当する場合、データシンボル、制御シンボル、および/または基準シンボルに対して空間処理(たとえば、プリコーディング)を実行することができ、出力シンボルストリームを変調器(MOD)232a〜232tに提供することができる。各変調器232は、(たとえば、OFDMなどのために)それぞれの出力シンボルストリームを処理して、出力サンプルストリームを取得することができるような、通信インターフェースを提供する。各変調器232は、追加または代替として、出力サンプルストリームを処理(たとえば、アナログに変換、増幅、フィルタリング、およびアップコンバート)して、ダウンリンク信号を取得することができる。変調器232a〜232tからのダウンリンク信号は、それぞれ、アンテナ234a〜234tを介して送信される場合がある。

UE115において、アンテナ252a〜252rは、eNB105からダウンリンク信号を受信することができ、受信信号を、それぞれ、復調器(DEMOD)254a〜254rに提供することができる。各復調器254は、それぞれの受信信号を調整(たとえば、フィルタリング、増幅、ダウンコンバート、およびデジタル化)して、入力サンプルを取得することができるような、通信インターフェースを提供する。各復調器254は、(たとえば、OFDMなどのために)入力サンプルをさらに処理して、受信シンボルを取得することができる。MIMO検出器256は、すべての復調器254a〜254rから受信シンボルを取得し、該当する場合、受信シンボルに対してMIMO検出を実行し、検出されたシンボルを提供することができる。受信プロセッサ258は、検出されたシンボルを処理(たとえば、復調、デインターリーブ、および復号)し、UE115のための復号されたデータをデータシンク260に提供し、復号された制御情報をコントローラ/プロセッサ280に提供することができる。

アップリンク上で、UE115において、送信プロセッサ264は、データソース262からの(たとえば、PUSCHについての)データを受信および処理し、コントローラ/プロセッサ280からの(たとえば、PUCCHについての)制御情報を受信および処理する場合がある。送信プロセッサ264はまた、基準信号のための基準シンボルを生成することができる。送信プロセッサ264からのシンボルは、該当する場合、TX MIMOプロセッサ266によってプリコーディングされ、(たとえばSC-FDMなどのために)変調器254a〜254rによってさらに処理され、eNB105に送信される場合がある。eNB105において、UE115からのアップリンク信号は、アンテナ234によって受信され、復調器232によって処理され、該当する場合、MIMO検出器236によって検出され、受信プロセッサ238によってさらに処理されて、UE115によって送られた復号されたデータおよび制御情報を取得することができる。プロセッサ238は、復号されたデータをデータシンク239に提供し、復号された制御情報をコントローラ/プロセッサ240に提供することができる。

コントローラ/プロセッサ240および280は、それぞれ、eNB105およびUE115における動作を指示することができる。eNB105におけるコントローラ/プロセッサ240ならびに/または他のプロセッサおよびモジュールは、本明細書で説明する技法のための様々なプロセスを実行するか、またはそれらの実行を指示することができる。また、UE115におけるコントローラ/プロセッサ280ならびに/または他のプロセッサおよびモジュールは、図6に示す機能ブロック、ならびに/または本明細書で説明する技法のための他のプロセスを実行するか、またはそれらの実行を指示することができる。メモリ242および282は、それぞれ、eNB105およびUE115のためのデータおよびプログラムコードを記憶し得る。スケジューラ244は、ダウンリンクおよび/またはアップリンク上のデータ送信のためにUEをスケジュールすることができる。

再び図1を参照すると、本開示の態様による動作中、ワイヤレスネットワーク100の様々な通信デバイス(たとえば、eNB105および/またはUE115のうちの1つまたは複数)が、ワイヤレス通信を実施するために、ミリメートル波(たとえば、28GHz〜300GHz内の1つまたは複数の周波数帯域)などの高周波数キャリアを利用するように適応される。そのような高周波数通信に参加している通信デバイスの回路は、たとえば、高周波数キャリアの使用に関連する信号減衰に対応する、チャネル容量の増大を円滑にする、干渉を回避または軽減する、などのために、高周波数ワイヤレス信号に対するビームフォーミングを実施し得る。たとえば、eNB105のうちの1つは、信号送信に対するビームフォーミング(すなわち、ダウンリンク送信ビームフォーミング)および/または受信信号に対するビームフォーミング(すなわち、アップリンク受信ビームフォーミング)を実施し得る。追加または代替として、UE115のうちの1つまたは複数は、信号送信に対するビームフォーミング(すなわち、アップリンク送信ビームフォーミング)および/または受信信号に対するビームフォーミング(すなわち、ダウンリンク受信ビームフォーミング)を実施し得る。

上述のように、ビームフォーミングは、様々な方法で利用され得る。たとえば、信号送信ビームフォーミングは、eNB105によって送信される信号(たとえば、ダウンリンク信号)に対して(たとえば、コントローラ/プロセッサ240の制御下で)プリコーディングを実行するMIMOプロセッサ230および/またはUE115によって送信される信号(たとえば、アップリンク信号)に対して(たとえば、コントローラ/プロセッサ280の制御下で)プリコーディングを実行するMIMOプロセッサ266を通じて実現され得る。同様に、受信ビームフォーミングは、eNB105によって受信された信号(たとえば、アップリンク信号)に対して(たとえば、コントローラ/プロセッサ240の制御下で)空間復号を実行するMIMO検出器236および/またはUE115によって受信された信号(たとえば、ダウンリンク信号)に対して(たとえば、コントローラ/プロセッサ280の制御下で)空間復号を実行するMIMO検出器256を通じて実現され得る。

eNB105および/またはUE115の実施形態は、たとえば、高周波数キャリアの使用に関連する相当な経路損失に対処するために、アナログビームフォーミングを実施する。したがって、上述の送信ビームフォーミングは、eNB105によって送信されるアンテナ234a〜234tのアンテナ要素に提供された信号(たとえば、ダウンリンク信号)に対して(たとえば、コントローラ/プロセッサ240の制御下で)相対位相シフトおよび信号電力重み付けをもたらすビームフォーミングネットワーク(たとえば、バトラーマトリックス、位相シフタおよび減衰器のネットワークなど)を利用するMIMOプロセッサ230および/またはUE115によって送信されるアンテナ252a〜252rのアンテナ要素に提供された信号(たとえば、アップリンク信号)に対して(たとえば、コントローラ/プロセッサ280の制御下で)相対位相シフトおよび信号電力重み付けをもたらすビームフォーミングネットワークを利用するMIMOプロセッサ266を通じて実現され得る。同様に、受信ビームフォーミングは、eNB105によって受信されたアンテナ234a〜234tのアンテナ要素によって提供された信号(たとえば、アップリンク信号)に対して(たとえば、コントローラ/プロセッサ240の制御下で)相対位相シフトおよび信号電力重み付けをもたらすビームフォーミングネットワークを利用するMIMO検出器236および/またはUE115によって受信されたアンテナ252a〜252rのアンテナ要素によって提供された信号(たとえば、ダウンリンク信号)に対して(たとえば、コントローラ/プロセッサ280の制御下で)相対位相シフトおよび信号電力重み付けをもたらすビームフォーミングネットワークを利用するMIMO検出器256を通じて実現され得る。

アナログビームフォーミング技法の使用は、いくつかのワイドバンド電力増幅器(たとえば、MIMOプロセッサ230および/または266の送信電力増幅器)の使用を含み得る。マルチキャリアシステムでは、各コンポーネントキャリアが別個の電力増幅器(PA)を通る場合、キャリアごとにのみピーク対平均電力比(PAPR)が考慮される必要がある。だが、特に高周波数(たとえば、ミリメートル波)システムにおいて、アナログビームフォーミングを円滑にするためにいくつかのPAが必要とされる場合、複数のコンポーネントキャリア(たとえば、すべてのコンポーネントキャリア)のために共通PAが利用されることがあり、そのため、すべてのキャリアからの合成波形のPAPRが考慮されるべきである。

OFDMに対するSC-FDMのPAPR優位性は、コンポーネントキャリアの数が増えるにつれて低下する。これは、キャリアが連続的ではないことがあるためであり、キャリアが連続的である場合でも、離散フーリエ変換拡散(DFT拡散: Discrete Fourier Transform-spreading)演算は、法外に大きいDFTサイズを回避するために複数のキャリアにわたらない。同様に、MIMO動作が非対角プリコーディング(non-diagonal precoding)で許容される場合、MIMOレイヤを組み合わせることで、SC-FDMのPAPR優位性は低下する。他方では、SC-FDMに対するOFDMのリンク性能優位性は、高い信号対雑音比(SNR)においてより高く、低いSNRにおいてより低い。

したがって、本開示の態様によれば、ワイヤレスネットワーク100のデバイスが、適応型波形選択を実施するように適応され得る。動的な方式での選択により、リアルタイム動作状況に基づくリアルタイム調整が可能になる。いくつかのシナリオでは、適応型波形選択は、1つまたは複数のワイヤレスデバイス(たとえば、eNB105および/またはUE115のいずれかまたはすべて)によって送信される通信信号のための、SC-FDMおよびOFDMの使用の間での動的選択を含む。たとえば、実施形態による動作は、SC-FDMなどのPAPRを最小化する波形設計、ならびに電力制限のない、より高いPAPRが容認できるシナリオの場合の、OFDMなどのより高いスペクトル効率をもたらす波形設計の使用を実現し得る。

適応型波形選択の例示的な実装形態は、ミリメートル波キャリアなど、高周波数キャリアの使用に関して本明細書で説明される。それでも、本明細書の概念に従って実現される適応型波形選択は、追加または代替として、6GHz以下の周波数など、他の周波数を使用して通信するデバイスに対して利用されてもよいことを諒解されたい。

本開示の態様による動作中、ワイヤレスリンク(たとえば、通信リンク125)を介して通信する1つまたは複数のワイヤレスデバイス(たとえば、eNB105および/またはUE115のいずれかまたはすべて)は、ワイヤレス通信の属性(たとえば、スケジューリング許可のパラメータ)を分析し、ワイヤレス通信のために複数の可能な波形(たとえば、SC-FDM、OFDMなど)から適切な波形を選択するように動作する。たとえば、コントローラ/プロセッサ240および/またはコントローラ/プロセッサ280の論理は、eNB105およびUE115の各々によって行われるワイヤレス通信に関連する様々な属性を分析して、複数の波形から波形を選択し、変調器232a〜232t(eNB105)および/または変調器254a〜254r(UE115)のうちの対応するものを制御して、選択された波形のそれぞれの信号ストリーム(たとえば、SC-FDM、OFDM,など)を処理するように動作し得る。実施形態に従って分析されたワイヤレス通信に関連する属性は、ワイヤレスリンク送信に関連する、データが送信され、かつ/もしくは各キャリア上にあるコンポーネントキャリアの数、変調次数、空間レイヤの数、ならびに/または送信のための変調およびコーディングフォーマットのスペクトル効率のうちの1つまたは複数を含み得る。いくつかの実装形態による動作中、制御論理は、たとえば、高いSNR(たとえば、64QAMなど、高次変調を許容するしきい値以上であると判断されたSNR、10もしくは15dBのSNR)、少なくないキャリア(たとえば、1つもしくは複数のキャリア上でシグナリングされる1つもしくは複数のスケジューリング許可に基づいて決定され得るような、2つ以上のキャリアもしくは3つ以上のキャリアなど、少なくともしきい値数のキャリア)、ならびに/またはMIMO(複数の空間レイヤ)のシナリオでは、OFDMを選択し得る。反対に、いくつかの実装形態の制御論理は、少ないキャリア(たとえば、1つのキャリアもしくは2つのキャリアなど、しきい値数未満のキャリア)、低いSNR(たとえば、64QAM未満など、低次変調を必要とするしきい値以下のSNR、もしくは10もしくは15dB未満のSNR)、ならびに/またはシングルレイヤ送信のシナリオでは、SC-FDMを選択し得る。

実施形態は、通信リンクの対応するワイヤレスデバイスに明示的にシグナリングすることなく、選択された波形の使用を開始し得る。いくつかの実装形態によれば、たとえば、ワイヤレス通信に関連する様々な属性に暗黙的に基づいて受信デバイスによって決定されたデータ送信のための特定の波形の選択によって、データ送信のための波形の選択のシグナリングが暗黙的に行われ得る。たとえば、特定の属性値および/または属性値の組合せ(たとえば、許可パラメータの異なる組合せ)が、それぞれ、複数の波形選択のうちの可能な波形選択のうちの適切な1つにマッピングされ得る。したがって、実施形態に従って分析された1つまたは複数の許可パラメータの属性または属性の組合せは、データベースまたは他の情報と比較されてよく、データベースまたは他の情報が、特定の波形選択に対する属性値および/または属性値の組合せのマッピングを提供することで、波形選択情報を提供する(たとえば、属性値と波形選択との間のマッピングを介して、分析された許可パラメータに鑑みて使用する特定の波形を識別する)。波形選択情報に対する許可パラメータ属性値のマッピングの一例が、下記の表に示されている。下記の表における例示的な波形選択に対して示される特定の値は例にすぎず、実施形態は、異なる値、異なる波形選択、および/または異なるパラメータ属性を利用してもよいことを諒解されたい。その上、下記の表は、簡単にするために、波形選択に対するパラメータ属性の1対1のマッピングを示すが、パラメータ値の様々な組合せ(たとえば、特定の波形の選択に対する特定の値を有するSNR値とキャリアの数との組合せ)が、本明細書での実施形態に従って実施されるマッピングにおいて利用されてもよいことを諒解されたい。実施形態に従って利用され得るようなマッピングは、固定されている(たとえば、仕様または採用された規格によって確立される)ことがある。一方、いくつかの実施形態に従って、マッピングは、動的である(たとえば、システム情報メッセージ中または構成メッセージ中で半静的にシグナリングされ、波形に対するパラメータのマッピングが半静的に変わり得る)ことがある。

追加または代替として、本明細書での実装形態は、適応型波形選択に関連する明示的なシグナリングを実現し得る。そのような明示的なシグナリングは、たとえば、半静的(たとえば、システム情報メッセージまたは上位レイヤ再構成メッセージに基づく)またはより動的(たとえば、スケジューリング許可における波形選択フィールドに基づく)であり得る。たとえば、データ送信のための波形の選択の明示的なシグナリングは、その送信のためのスケジューリング許可におけるフィールドを使用して行われ得る。

いくつかの実装形態による動作中、波形選択と他の許可パラメータとのいくつかの組合せが無効なものとして指定されることがあり、そのため、対応する許可が拒否されることがある。波形選択と他のパラメータとのそのような無効な組合せは、1つまたは複数のコンポーネントキャリア上で送信するための1つまたは複数のスケジューリング許可に基づくことがあり、許可自体は、1つまたは複数のコンポーネントキャリア上で受信されることがある。たとえば、2つのコンポーネントキャリア上で送信するために受信されたスケジューリング許可が2つの異なるタイプの波形を示す場合に、波形選択と許可パラメータとの組合せが無効なものとして指定されることがあり、両方の許可が拒否されることがある。実施形態に従って無効なものとして指定される波形選択と許可パラメータとの組合せの別の例として、256QAMなどの高い変調次数が、OFDMなどの特定の波形を常に使用するように強制されることがあり、そのため、そのような高い変調次数を別の波形(たとえば、SC-FDM)に割り当てる許可が拒否されることがある。

本明細書の概念による適応型波形選択は、ダウンリンク波形選択、アップリンク波形選択、またはダウンリンクのアップリンクの両方の波形選択に適用され得ることを諒解されたい。複数のデバイス(たとえば、複数のUE)にサービス提供するeNBまたは他の基地局によって提供されるダウンリンク上で、すべての周波数分割多重化送信が、基地局における共通PAを通過してよく、そのため、本明細書の実装形態は、これらの送信の各々に同じ波形を使用してよい。この例による実装形態による動作中、ダウンリンクブロードキャスト制御チャネルが、ダウンリンクデータチャネルに対して動的波形選択を可能にするために、データチャネルと時分割多重化され得る。同じダウンリンク波形が選択またはさもなければ選好されるワイヤレスデバイスがFDMによって一緒にスケジュールされるように、ダウンリンクスケジューラが最適化され得る。いくつかの実装形態による動作中、ダウンリンクスケジューリング許可が、たとえば、対応するワイヤレスデバイスにおける許可の複数波形仮説復号の複雑さを回避するために、固定波形を使用して送信され得る。これらの許可は、たとえば、ダウンリンクデータと時分割多重化される制御チャネル(たとえば、LTEにおけるPDCCH)上で搬送され得る。

適応型波形選択は、確立された通信リンクに関して利用されるだけではなく、追加または代替として、通信リンクを最初に確立することに関して利用されることがある。通信リンクを最初に確立するときの適応型波形選択の使用の一例として、動作は、ランダムアクセス手順(たとえば、LTEにおいて指定されたランダムアクセスチャネル(RACH)チャネルなど、RACHのためのランダムアクセス手順)に関して説明され、本明細書の概念に従って通信のために最も効率的な波形を使用することが有益であり得る。そのようなランダムアクセス手順では、UE115は、eNB105にメッセージ(たとえば、物理ランダムアクセスチャネル(PRACH)シーケンス)を送信することがあり、UE115は、eNB105から応答(Msg2)を受信することがあり、次いでUE115は、eNB105に別のメッセージ(Msg3)を送信することがあり、その後UE115は、eNB105から追加メッセージ(Msg4)を受信して、RACH手順を完了させることがある。

上記のランダムアクセス手順中の実施形態の適応型波形選択の動作中、ランダムアクセス手順を開始するメッセージ(たとえば、上述のPRACHシーケンス)の送信に使用される波形は、たとえば、すべてのそのようなメッセージに同じ波形(たとえば、SC-FDM)を使用するために、固定され得る。代替的に、このメッセージを送信するために使用される波形は、適応的に変更されることがあり、たとえば、以下で説明するように複数波形分析技法を実施する受信機によって決定されることがある。同様に、ランダムアクセス応答(Msg2、またはRAR、またはLTEにおけるメッセージ-2)を受信した後に行われるアップリンク送信(Msg3、またはLTEにおけるメッセージ-3)に使用される波形は、固定され得るか、または動的に、たとえば、ワイヤレス通信の1つもしくは複数の属性に基づいて決定され得る。たとえば、アップリンク送信に使用される波形は、ブロードキャストダウンリンクメッセージに存在するシステム情報(たとえば、システム情報ブロック(SIB))、応答メッセージにおける情報(たとえば、Msg2またはRARメッセージ)、最初のアクセスに使用されるPRACHシーケンス(たとえば、各PRACHシーケンスが特定の波形に関連付けられ得、それによって、異なるPRACHシーケンスがOFDM、SC-FDMなどに対して利用され得る)、ワイヤレスデバイス測定(たとえば、経路損失のUE測定)などに基づいて動的に選択され得る。

波形の選択のために1つのワイヤレスデバイス(たとえば、UE115)によって行われた測定は、別のワイヤレスデバイス(たとえば、eNB105)に知られていないことがあることを諒解されたい。したがって、第1のワイヤレスデバイスによる波形選択が、第2のワイヤレスデバイスに知られていないパラメータに基づく場合、この第2のワイヤレスデバイスは、可能な各波形選択を仮定して個別にメッセージ送信(たとえば、Msg3またはメッセージ-3)を受信しようと試みるように動作し得る。適切な波形が識別される前に受信メッセージの処理が複数回実行され得る、そのような複数波形分析技法は、ワイヤレスデバイスのいくつかの構成(たとえば、ロバストなリソース、電源への接続などを有する基地局)にとって適切である一方、ワイヤレスデバイスの他の構成(たとえば、より限られたリソースを有する、バッテリー電力で動作している、などのUE)にとって不適切であり得る。したがって、一方のリンク方向(たとえば、アップリンク)に対する動作は、メッセージを受信しようとする複数の試みを通じて波形を決定することを実現し得るが、他方のリンク方向(たとえば、ダウンリンク)に対する動作は、(たとえば、固定波形を使用することによって、波形に関する明示的なシグナリングを行うことによって、など)メッセージを受信しようとするそのような複数の試みを生じさせることなく波形を決定することを実現し得る。たとえば、ダウンリンクデータチャネルがダウンリンクスケジューリング許可における明示的な指示に基づく適応型波形選択を使用するとき、スケジューリング許可およびブロードキャスト情報を搬送するダウンリンク制御チャネルは、ダウンリンクデータチャネルと時分割多重化されてよく、固定波形を使用してよい。別の例として、ダウンリンクデータチャネルがダウンリンクスケジューリング許可における明示的な指示に基づく適応型波形選択を使用するとき、ランダムアクセス応答(たとえば、Msg2またはRAR)および追加メッセージ(たとえば、Msg4またはLTEにおけるメッセージ-4)は固定波形を使用し得る。

次に図3を参照すると、本開示の態様に従って実施される適応型波形選択技法の動作を示すフロー300が示されている。フロー300のプロセスは、たとえば、eNB105および/またはUE115の適応型波形選択論理(たとえば、コントローラ/プロセッサ240および/またはコントローラ/プロセッサ280の論理)によって実施され得る。実施形態の適応型波形選択論理(またはそのある部分)は、たとえば、本明細書で説明するような動作を実現する論理回路を形成するためにコントローラ/プロセッサ240および/またはコントローラ/プロセッサ280によって実行される1つまたは複数の命令セット(たとえば、メモリ242および/またはメモリ282によって記憶され得るような、ソフトウェアコードおよび/またはファームウェアコード)として提供され得る。追加または代替として、実施形態の適応型波形選択論理(またはそのある部分)は、本明細書で説明するような動作を実現する論理回路を形成するために1つまたは複数のハードウェアデバイスまたは電子構成要素の回路(たとえば、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、個別ゲートまたはトランジスタ論理など)として提供され得る。

図示の実装形態のブロック301において、実施形態の適応型波形選択論理(たとえば、eNB105のコントローラ/プロセッサ240によって実施される適応型波形選択論理および/またはUE115のコントローラ/プロセッサ280によって実施される適応型波形選択論理)によって、ワイヤレス通信の1つまたは複数の属性が分析される。たとえば、ワイヤレスリンク送信に関連する、データが送信され、かつ/もしくは各キャリア上にあるコンポーネントキャリアの数、変調次数、空間レイヤの数、ならびに/または送信のための変調およびコーディングフォーマットのスペクトル効率のうちの1つまたは複数を含み得るような、スケジューリング許可のパラメータ。追加または代替として、ワイヤレス通信の波形に関する明示的なシグナリングが分析され得る。たとえば、システム情報メッセージまたは上位レイヤ再構成メッセージが明示的な波形シグナリングに関して分析され得る。同様に、ワイヤレス通信スケジューリング許可における波形選択フィールドが明示的な波形シグナリングに関して分析され得る。

図示の実装形態のブロック302において、ブロック301の分析によって提供された情報に基づいて実施形態の適応型波形選択論理(たとえば、eNB105のコントローラ/プロセッサ240によって実施される適応型波形選択論理および/またはUE115のコントローラ/プロセッサ280によって実施される適応型波形選択論理)によって、複数の波形から通信の波形が選択される。たとえば、SC-FDM波形設計およびOFDM波形設計を含む複数の可能な波形から適切な波形が選択され得る。その後、ワイヤレス通信スケジューリング許可に従って実行されるワイヤレス通信において、選択された波形が利用され得る。

情報および信号は、多種多様な技術および技法のいずれかを使用して表されてもよいことを、当業者は理解されよう。たとえば、上記の説明全体にわたって参照される場合があるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光粒子、またはそれらの任意の組合せによって表されてもよい。

図2および図3の機能ブロックおよびモジュールは、プロセッサ、電子デバイス、ハードウェアデバイス、電子構成要素、論理回路、メモリ、ソフトウェアコード、ファームウェアコードなど、またはそれらの任意の組合せを備え得る。

本明細書の開示に関して説明する様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装され得ることを、当業者はさらに諒解されよう。ハードウェアとソフトウェアとのこの互換性について明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップについて、上記で概してそれらの機能に関して説明した。そのような機能がハードウェアとして実装されるか、ソフトウェアとして実装されるかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約によって決まる。当業者は説明した機能を特定の適用例ごとに様々な方法で実装してもよいが、そのような実装決定は、本開示の範囲からの逸脱を引き起こすものと解釈されるべきでない。当業者はまた、本明細書で説明する構成要素、方法、または相互作用の順序または組合せは例にすぎないこと、および、本開示の様々な態様の構成要素、方法、または相互作用は、本明細書で図示および説明する方法とは異なる方法において組み合わされるか、または実行される場合があることを容易に認識されよう。

本明細書の開示に関して説明する様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、本明細書で説明する機能を実行するように設計された、汎用プロセッサ、DSP、ASIC、FPGAもしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、またはそれらの任意の組合せを用いて、実装または実行される場合がある。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってよいが、代替として、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であってよい。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPおよびマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携する1つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装されてもよい。

本明細書の開示に関して説明する方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにおいて、またはその2つの組合せにおいて具現化され得る。ソフトウェアモジュールは、RAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD-ROM、または当技術分野において知られている任意の他の形態の記憶媒体に存在する場合がある。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取ること、および記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替として、記憶媒体は、プロセッサと一体化してよい。プロセッサおよび記憶媒体は、ASICに存在する場合がある。ASICはユーザ端末に存在する場合がある。代替として、プロセッサおよび記憶媒体は、個別の構成要素としてユーザ端末に存在する場合がある。

1つまたは複数の例示的な設計では、説明した機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せにおいて実装されてもよい。ソフトウェアで実装される場合、機能は、1つもしくは複数の命令またはコードとして、コンピュータ可読媒体上に記憶されてもよく、またはコンピュータ可読媒体を介して送信されてもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体と、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの伝達を容易にする任意の媒体を含む通信媒体の両方を含む。コンピュータ可読記憶媒体は、汎用または専用コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROMまたは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、あるいは命令またはデータ構造の形態の所望のプログラムコード手段を搬送または記憶するために使用され得、汎用もしくは専用コンピュータ、または汎用もしくは専用プロセッサによってアクセスされ得る任意の他の媒体を備えることができる。また、接続は、コンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる場合がある。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、またはデジタル加入者回線(DSL)を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、またはDSLは、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用するディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザーディスク(登録商標)(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、ハードディスク(disk)、ソリッドステートディスク(disk)、およびblu-rayディスク(disc)を含み、ディスク(disk)は通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)は、レーザーを用いてデータを光学的に再生する。上記の組合せもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。

特許請求の範囲内を含む本明細書で使用する「および/または」という用語は、2つ以上の項目の列挙において使用されるとき、列挙される項目のうちのいずれか1つが単独で採用され得ること、または列挙される項目のうちの2つ以上の任意の組合せが採用され得ることを意味する。たとえば、組成物が構成要素A、B、および/またはCを含むものとして説明される場合、組成物は、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AとBとの組合せ、AとCとの組合せ、BとCとの組合せ、またはAとBとCとの組合せを含み得る。また、特許請求の範囲内を含む本明細書で使用する「のうちの少なくとも1つ」で終わる項目の列挙において使用される「または」は、たとえば、「A、B、またはCのうちの少なくとも1つ」という列挙が、AまたはBまたはCまたはABまたはACまたはBCまたはABC(すなわち、AおよびBおよびC)、あるいはそれらの任意の組合せにおけるこれらのいずれかを意味するような、選言的な列挙を示す。

本開示のこれまでの説明は、任意の当業者が本開示を作製または使用できるようにするために提供される。本開示の様々な変更が当業者に容易に明らかになり、本明細書で定義する一般原理は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく他の変形形態に適用されてもよい。したがって、本開示は、本明細書で説明した例および設計に限定されるものでなく、本明細書で開示した原理および新規の特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。

100 ワイヤレスネットワーク
105 eNB、基地局/eNB
105a eNB
105b eNB
105c eNB
105x eNB
105y eNB
105z eNB、スモールセルeNB
110a マクロセル
110b マクロセル
110c マクロセル
110x スモールセル
110y スモールセル
110z スモールセル
115 UE
115z UE
125 通信リンク
212 データソース
220 送信プロセッサ
230 送信(TX)多入力多出力(MIMO)プロセッサ
232 変調器、復調器
232a〜232t 変調器(MOD)、変調器
234 アンテナ
234a〜234t アンテナ
236 MIMO検出器
238 受信プロセッサ、プロセッサ
239 データシンク
240 コントローラ/プロセッサ
242 メモリ
244 スケジューラ
252a〜252r アンテナ
254 復調器
254a〜254r 復調器(DEMOD)、変調器
256 MIMO検出器
258 受信プロセッサ
260 データシンク
262 データソース
264 送信プロセッサ
266 TX MIMOプロセッサ
280 コントローラ/プロセッサ
282 メモリ
300 フロー

Claims (34)

1. ワイヤレス通信システムにおけるワイヤレス通信のための適応型波形選択のための方法であって、
   前記ワイヤレス通信システムのワイヤレスデバイスによって、ランダムアクセスチャネル(RACH)手順に関連付けられた少なくとも1つのアップリンク送信に使用する波形を決定するステップと、
   前記決定された波形に基づいて前記RACH手順に対応するメッセージを送信するステップと
   を含む方法。
2. 前記RACH手順の第1のメッセージを送信するステップと、
   前記第1のメッセージに応答して、前記RACH手順の第2のメッセージを受信するステップと
   を含む前記RACH手順を実行するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
3. 前記RACH手順に対応する前記メッセージは、プリアンブルおよび前記第1のメッセージにおけるアップリンクデータ送信を含む、請求項2に記載の方法。
4. 前記第1のメッセージは、物理ランダムアクセスチャネル(PRACH)シーケンスを含む、請求項3に記載の方法。
5. 前記第2のメッセージは、前記第1のメッセージに対する応答である、請求項2に記載の方法。
6. 前記第2のメッセージは、ランダムアクセス応答(RAR)を含み、
   前記RARは、前記第1のメッセージにおけるアップリンクデータ送信の成功裏の復号が発生したかどうかを示す情報を含む、請求項5に記載の方法。
7. 前記第1のメッセージにおける前記アップリンク送信の受信障害を示す前記第2のメッセージを受信した後で、前記RACH手順の第3のメッセージを送信するステップと、
   前記RACH手順の第4のメッセージを受信するステップと
   を含む、請求項2に記載の方法。
8. 前記RACH手順に対応する前記メッセージは、前記第1のメッセージを含むか、前記第3のメッセージを含むか、または両方を含む、請求項7に記載の方法。
9. 前記RACH手順に対応する前記メッセージは、前記第3のメッセージを含む、請求項7に記載の方法。
10. 前記第4のメッセージは、前記RACH手順の完了に対応する、請求項7に記載の方法。
11. ワイヤレス通信システムにおけるワイヤレス通信のための適応型波形選択のための装置であって、
    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、
    前記少なくとも1つのプロセッサに結合された通信インターフェースと
    を備え、前記少なくとも1つのプロセッサは、
    ランダムアクセスチャネル(RACH)手順に関連付けられた少なくとも1つのアップリンク送信に使用する波形を決定することと、
    前記決定された波形に基づいて前記RACH手順に対応するメッセージの送信を開始することと
    を行うように構成される、装置。
12. 前記波形は、アップリンク信号送信のための複数の波形からの1つの波形である、請求項11に記載の装置。
13. 前記複数の波形は、シングルキャリア周波数分割多重(SC-FDM)波形設計および直交周波数分割多重(OFDM)波形設計を含む、請求項12に記載の装置。
14. 前記波形は、システム情報ブロック(SIB)、前記RACH手順の第1のメッセージ、前記RACH手順の第2のメッセージ、測定、またはその組合せに基づいて決定される、請求項11に記載の装置。
15. 前記波形は、前記第1のメッセージに基づいて決定され、
    前記第1のメッセージは、物理ランダムアクセスチャネル(PRACH)シーケンスを含む、請求項14に記載の装置。
16. 前記PRACHシーケンスは、シングルキャリア周波数分割多重(SC-FDM)波形設計を含むか、直交周波数分割多重(OFDM)波形設計を含むか、または両方を含む、請求項15に記載の装置。
17. 前記波形は、前記第2のメッセージに基づいて決定され、
    前記第2のメッセージは、ランダムアクセス応答(RAR)を含む、請求項14に記載の装置。
18. 前記波形は、前記測定に基づいて決定される、請求項14に記載の装置。
19. 前記測定は、経路損失測定を含む、請求項18に記載の装置。
20. ワイヤレス通信システムにおけるワイヤレス通信のための適応型波形選択のためのプログラムコードを記録した非一時的コンピュータ可読記録媒体であって、前記プログラムコードは、
    ランダムアクセスチャネル(RACH)手順に関連付けられた少なくとも1つのアップリンク送信に使用する波形を決定することと、
    前記決定された波形に基づいて前記RACH手順に対応するメッセージの送信を開始することと
    を1つまたは複数のコンピュータに行わせるためのプログラムコードを含む、非一時的コンピュータ可読記録媒体。
21. 前記波形は、前記RACH手順に関連付けられた少なくとも1つの属性に基づいて決定される、請求項20に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
22. 前記少なくとも1つの属性は、ブロードキャストダウンリンクメッセージに存在するシステム情報、ランダムアクセス応答メッセージにおける情報、物理ランダムアクセスチャネル(PRACH)シーケンス、ワイヤレスデバイスによって行われた測定、またはその組合せを含む、請求項21に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
23. 前記プログラムコードは、
    前記少なくとも1つの属性を決定すること
    を前記1つまたは複数のコンピュータに行わせるためのプログラムコードを含む、請求項21に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
24. 前記プログラムコードは、
    前記少なくとも1つの属性を分析すること
    を前記1つまたは複数のコンピュータに行わせるためのプログラムコードを含む、請求項21に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
25. 前記波形は、前記分析された少なくとも1つの属性に基づいて決定される、請求項24に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
26. ワイヤレス通信システムにおけるワイヤレス通信のための適応型波形選択のためのワイヤレスデバイスであって、
    ランダムアクセスチャネル(RACH)手順に関連付けられた少なくとも1つのアップリンク送信に使用する波形を決定するための手段と、
    前記決定された波形に基づいて前記RACH手順に対応するメッセージを送信するための手段と
    を備えるワイヤレスデバイス。
27. 1つまたは複数のシステム情報ブロック(SIB)を受信するための手段をさらに備える、請求項26に記載のワイヤレスデバイス。
28. 前記1つまたは複数のSIBは、1つまたは複数のブロードキャストダウンリンクメッセージにおいて受信される、請求項27に記載のワイヤレスデバイス。
29. 前記RACH手順を開始するための手段をさらに備える、請求項26に記載のワイヤレスデバイス。
30. 前記RACH手順は、ロングタームエボリューション(LTE)RACH手順に対応する、請求項26に記載のワイヤレスデバイス。
31. 前記RACH手順は、4つのメッセージを含む、請求項1に記載の方法。
32. 前記アップリンクデータ送信の成功裏の復号を示す前記第2のメッセージは、前記RACH手順の完了に対応する、請求項6に記載の方法。
33. 前記波形は、2つのメッセージまたは4つのメッセージを含む前記RACH手順に関連付けられた少なくとも1つのアップリンク送信のための同じパラメータ構成または異なるパラメータ構成に基づいて決定される、請求項14に記載の装置。
34. 前記波形は、アップリンク信号送信のために決定され、前記SIBにおいて波形選択の明示されたパラメータ構成を受信していない状態で、前記アップリンク信号送信のために前記波形を選択することを含む、請求項14に記載の装置。

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