JP7203833B2 - 通信ネットワークにおける音声チャネルを介した信頼性が高く短い待ち時間のデータ送信 - Google Patents
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Description
以下では、前述の技法を使用してUAVが制御され得る手順を説明する。UAVを制御することは、そのような方法で制御され得るデバイスの例にすぎないことは当業者には明らかであり、車両またはコーヒーメーカーなど、モバイル通信ネットワークの一部になり得るあらゆるデバイスが、本出願に記載されている制御技法に従って実装され得ることは明らかである。
たとえば、UAVを位置決めするために、経度、緯度、および高さの情報で十分であり、特定の場合には、向きも役割を果たし得る。
音声チャネルでは、通常、音声が滑らかに変化するという事実に基づいた圧縮技術が適用される。これは、音声の場合、時間信号において不連続性がないことを意味する。信号に含まれる周波数を変更する必要がある瞬間、遷移は安定し、「ジャンプ」せずに、すなわち急激な遷移になる。
時間離散信号のフーリエ変換は、離散周波数スペクトルを生成し、離散フーリエ変換と呼ばれる。たとえば、FFT、高速フーリエ変換は、離散フーリエ変換を計算するための最適化されたアルゴリズムである。これは、配列の長さが2の累乗、たとえば64、128、256などであることを必要とする。離散周波数スペクトルは有限数の格子点を有するため、周波数分解能は制限される。周波数分解能Δfは、
帯域幅を節約するために、音声は通常、モバイル通信ネットワークにおいて強く圧縮される。音声の圧縮には、時間の経過に伴う振幅の進展が比較的ゆっくりと変化することが利用される。この特性は、変調の基礎でもある。実際の実験により、現在問題なく使用されているすべてのコーデックで送信が機能することが示されている。これは、GSM、ならびにUMTSに当てはまる。このシステムはVoLTEでも動作すると仮定され得る。一次近似では、送信に使用できる帯域幅が大きいほど、コーデックによるオーディオ信号の品質の低下が少なくなる。
102 コアネットワーク
104 無線アクセスネットワーク
210 オーディオ信号
310 ボックス
312 ボックス
314 ボックス
316 ボックス
318 加算器
320 ボックス、周波数スペクトル
322 FFTモジュール
330 ボックス
400 マッピングテーブル
410 ステータス列、ボックス、ステータスワード
420 列、ボックス
610 情報要素
620 次元削減モジュール
630 MDFSモジュール、MDFS要素
640 SGモジュール
650 送信機TX
660 受信機RX
670 FFTモジュール
680 IMDFSモジュール
685 DEモジュール
710 ボックス
715 急激な遷移
720 ボックス
725 滑らかな遷移
810 ボックス
811から814 ピーク
820 ボックス
821から827 ピーク
830 ボックス
831から834 ピーク
900 方法
1000 方法
1061から1065 セル
1081 矢印
1082 矢印
1083 矢印
1101 IoTデバイス
1102 IoTデバイス
1110 送信デバイス
1120 コントローラ
1121 矢印
1121 矢印
1141から1145 バックホールリンク
1140 モバイル通信接続
1150 受信デバイス
1210 送信デバイス
1220 通信接続
1230 受信デバイス
1240 受信機
1250 デマッパ
1260 コントローラ
1300 マッパ、入力ビットストリーム、ビットワード
1300' 出力ビットストリーム
1302 拡張アルゴリズム、ビットワード
1304 拡張ビットストリーム、拡張ビットワード
1304' 拡張ビットストリーム
1306 OFDMエンコーダ
1308 ワイヤレスチャネル
1310 OFDMデコーダ
1312 削減アルゴリズム
1410 領域
1402 セクション
2151から2154 フレーム
2201から2204 周波数スペクトル
Claims (28)
- 送信デバイスと受信デバイスとの間のモバイル通信接続を使用して、前記送信デバイスから前記受信デバイスへ送信するための制御信号を提供するための方法であって、前記モバイル通信接続が音声チャネルを備え、前記方法が、
前記送信デバイスにおいてユーザデータを提供するステップ(910)であって、前記ユーザデータが前記制御信号を備え、前記制御信号が前記受信デバイスの動作を制御するために使用される、ステップと、
前記送信デバイスにおいて、前記モバイル通信接続の前記音声チャネルの周波数スペクトルのあらかじめ定められた数の周波数に前記ユーザデータをマッピングするステップ(920)と
を備え、
前記ユーザデータが複数のデータ要素を備え、前記ユーザデータをマッピングするステップが、各データ要素を周波数の一意の組合せに割り当てるステップを備え、
各データ要素を周波数の一意の組合せに割り当てるステップが、各データ要素を複数の格子点を有する一意の離散周波数スペクトルによって表されるようにし、前記離散周波数スペクトルが、前記複数の格子点のサブセットでピークを備え、残りの前記格子点でゼロを備え、
ピークの数はゼロの数よりも実質的に少ない、方法。 - 前記周波数スペクトルの前記周波数が、基本周波数の整数倍に対応する、請求項1に記載の方法。
- 前記あらかじめ定められた数の周波数が周波数のサブセットを備え、周波数の前記サブセットが、利用可能な周波数の最大数までの少なくとも1つの周波数を備える、請求項1または2のいずれか一項に記載の方法。
- 利用可能な周波数の最大数が、基本周波数で除算された前記音声チャネルの周波数範囲の商に対応する整数よりも小さい、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 周波数の前記組合せへの前記データ要素の前記割り当てがコードブックに基づく、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記周波数スペクトルを前記送信デバイスから前記受信デバイスに送信するステップ(930)をさらに備える、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 送信することが、前記ユーザデータの変更が発生するまで、同じ周波数スペクトルを繰り返しまたは連続して送信することをさらに備える、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記モバイル通信接続の前記音声チャネルの周波数スペクトルのあらかじめ定められた数の周波数に前記ユーザデータをマッピングする前記ステップが、
前記ユーザデータをビットワードによって表すステップであって、複数のユーザデータの各々に対して一意のビットワードが提供され、各一意のビットワードが同じあらかじめ定義された数の1を有する、ステップと、
OFDMエンコーダの入力ワード長に対応する長さを有する拡張ビットワードを取得するように、前記ビットワードを拡張ビットワードに拡張するステップと
を備える、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。 - 1の前記数がゼロの数よりも実質的に少なく、好ましくは1の前記数が3と10との間にある、請求項8に記載の方法。
- 送信デバイスと受信デバイスとの間のモバイル通信接続を介して前記受信デバイスの動作を制御するための方法であって、前記モバイル通信接続が音声チャネルを備え、前記方法が、
前記受信デバイスにおいて、周波数スペクトルを受信するステップ(1010)であって、前記周波数スペクトルが、前記モバイル通信接続の前記音声チャネルの周波数スペクトルのあらかじめ定められた数の周波数を備え、前記受信デバイスの前記動作を制御するための制御信号を備えるユーザデータが前記あらかじめ定められた数の周波数にマッピングされる、ステップと、
前記受信デバイスにおいて、前記周波数スペクトルのデマッピングを実行して前記制御信号を取得するステップ(1020)と、
前記取得された制御信号に基づいて前記受信デバイスを制御するステップ(1030)とを備え、
ユーザデータが複数のデータ要素を備え、前記ユーザデータが、各データ要素が複数の格子点を有する一意の離散周波数スペクトルによって表されるように、各データ要素を周波数の一意の組合せに割り当てることによって、前記あらかじめ定められた数の周波数にマッピングされ、前記離散周波数スペクトルが、前記複数の格子点のサブセットでピークを備え、残りの前記格子点でゼロを備え、
ピークの数はゼロの数よりも実質的に少ない、方法。 - 前記受信デバイスが、周波数の一意の組合せをそれぞれの制御信号に割り当てるように適合されたコードブックを備える、請求項10に記載の方法。
- 前記周波数スペクトルがフレームとして受信され、前記方法が、
前記フレーム内の周波数の前記数が、あらかじめ定められた周波数の数に等しくない場合、フレームを破棄するステップをさらに備える、請求項10または11に記載の方法。 - 前記デマッピングを実行する前記ステップが、
前記受信デバイスにおいて、前記周波数スペクトルに対してフーリエ変換(FT)を実行してFTスペクトルを取得するステップと、
前記受信デバイスにおいて、基本周波数の整数倍に対応する周波数で前記FTスペクトルのピークの振幅を抽出するステップと
を備える、請求項10から12のいずれか一項に記載の方法。 - 前記受信デバイスにおいて、前記抽出された振幅の前記周波数を、コードブックを使用して制御信号に変換するステップをさらに備える、請求項13に記載の方法。
- 前記基本周波数が、前記FTの周波数分解能に対応する、請求項13または14に記載の方法。
- 前記モバイル通信接続の前記音声チャネルの前記周波数スペクトルをデマッピングする前記ステップが、
前記受信した周波数スペクトルを使用して、OFDMデコーダによって拡張ビットワードを取得するステップと、
ユーザデータを表すビットワードを取得するように拡張ビットワードを削減するステップであって、複数のユーザデータの各々に対して一意のビットワードが提供され、各一意のビットワードが同じあらかじめ定義された数の1を有する、ステップと
を備える、請求項10から15のいずれか一項に記載の方法。 - 1の前記数がゼロの数よりも実質的に少なく、好ましくは1の前記数が3と10との間にある、請求項16に記載の方法。
- 前記受信デバイスから前記送信デバイスにデータを送信するステップを備える、請求項1から17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記音声チャネルが両方向への同時送信を提供し、データが、前記送信デバイスから前記受信デバイスに、および前記受信デバイスから前記送信デバイスに同時に送信される、請求項1から18のいずれか一項に記載の方法。
- 制御システムのための方法であって、前記制御システムが送信デバイス、受信デバイス、および前記送信デバイスと前記受信デバイスとの間のモバイル通信接続を備え、前記方法が、
請求項1から9のいずれか一項に記載の方法に従って、前記送信デバイスから前記受信デバイスに制御信号を提供するステップと、
請求項10から17のいずれか一項に記載の方法に従って、前記受信デバイスの動作を制御するステップと
を備える、方法。 - 前記受信デバイスから前記送信デバイスにデータを送信するステップを備える、請求項20に記載の方法。
- 前記音声チャネルが両方向への同時送信を提供し、データが、前記送信デバイスから前記受信デバイスに、および前記受信デバイスから前記送信デバイスに同時に送信される、請求項20または21に記載の方法。
- コンピュータ上で実行されると、前記コンピュータに、請求項1から22のいずれか一項に記載の方法を実行させる命令を含む、非一時的コンピュータプログラム。
- 送信デバイス(1110)と受信デバイス(1150)との間のモバイル通信接続(1140)を使用して、前記送信デバイスから前記受信デバイス(1150)への送信のための制御信号を提供するための送信デバイス(1110)であって、前記モバイル通信接続(1140)が音声チャネルを備え、前記送信デバイス(1110)が、
ユーザデータを提供するように適合されたコントローラ(1120)であって、前記ユーザデータが前記制御信号を備え、前記制御信号が、前記受信デバイス(1150)の動作を制御するために使用される、コントローラと、
前記モバイル通信接続(1140)の前記音声チャネルの周波数スペクトルのあらかじめ定められた数の周波数に前記ユーザデータをマッピングするように適合されたマッパ(1130)とを備え、
ユーザデータが複数のデータ要素を備え、前記マッパが、各データ要素が複数の格子点を有する一意の離散周波数スペクトルによって表されるように、各データ要素を周波数の一意の組合せに割り当てることによって、前記あらかじめ定められた数の周波数に前記ユーザデータをマッピングするように適合され、前記離散周波数スペクトルが、前記複数の格子点のサブセットでピークを備え、残りの前記格子点でゼロを備え、
ピークの数はゼロの数よりも実質的に少ない、送信デバイス。 - 前記送信デバイスが、前記受信デバイスからデータを受信するように構成される、請求項24に記載の送信デバイス(1110)。
- 送信デバイス(1210)と受信デバイス(1230)との間のモバイル通信接続(1220)を介して前記受信デバイス(1230)の動作を制御するための受信デバイス(1230)であって、前記モバイル通信接続(1220)が音声チャネルを備え、前記受信デバイス(1230)が、
周波数スペクトルを受信するように適合された受信機(1240)であって、前記周波数スペクトルが、前記モバイル通信接続(1220)の前記音声チャネルの周波数スペクトルのあらかじめ定められた数の周波数を備え、前記受信デバイス(1230)の前記動作を制御するための制御信号を備えるユーザデータが、前記あらかじめ定められた数の周波数にマッピングされる、受信機と、
前記周波数スペクトルのデマッピングを実行して前記制御信号を取得するように適合されたデマッパ(1250)と、
前記取得された制御信号に基づいて前記受信デバイス(1230)を制御するように適合されたコントローラ(1260)と
を備え、
ユーザデータが複数のデータ要素を備え、前記ユーザデータが、各データ要素が複数の格子点を有する一意の離散周波数スペクトルによって表されるように、各データ要素を周波数の一意の組合せに割り当てることによって、前記あらかじめ定められた数の周波数にマッピングされ、前記離散周波数スペクトルが、前記複数の格子点のサブセットでピークを備え、残りの前記格子点でゼロを備え、
ピークの数はゼロの数よりも実質的に少ない、受信デバイス。 - 前記受信デバイスが、前記送信デバイスにデータを送信するように構成される、請求項26に記載の受信デバイス(1230)。
- 請求項24または25に記載の送信デバイス(1110)、請求項26または27に記載の受信デバイス(1230)、および前記送信デバイス(1110)と前記受信デバイス(1230)との間のモバイル通信接続(1140、1220)を備える、システム。
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