JP6662961B2 - 非セルラーワイヤレスアクセスのためのシステムおよび方法 - Google Patents

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Description

優先権の主張および相互参照
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている、以下の仮出願された米国特許出願、すなわち2013年11月21日に出願された「System Method and Apparatus for Non-cellular Wireless Access」という名称の特許出願第61/907,271号の利益を主張する。
本発明は、ワイヤレス通信のためのシステムおよび方法に関し、特定の実施形態において、無線アクセスネットワークにおける非セルラーワイヤレスアクセスのためのシステムおよび方法に関する。
過去40年間、セルラーセルは、図1に示すように、ワイヤレスネットワークの核として機能してきた。セルラーシステム100は、関連付けられたサービスエリアまたはセル102を各々が有する複数の送信点(TP:transmit point)104を含む。UE106は、セル102に特有のIDを使用してUE106が関連付けられているセル102内のTP104とのみ通信する。UE106が別のセルに移動するとき、TP104間のハンドオーバーが行わなければならず、UE106は、新たなセルIDにより新たなTP104に関連付けられる。しかしながら、無線アクセスの性能は、セル間干渉によって制限される。さらに、図2のスペクトル効率のグラフ200に示すように、セルにわたって不均一なスペクトル効率がある。
実施形態において、無線アクセスネットワークにおける非セルグリッドベースの無線アクセスのための方法は、論理エンティティに割り当てるために、コントローラによって、送信点(TP)の群を決定するステップと、コントローラによって、論理エンティティ識別子(ID)を論理エンティティに割り当てるステップであって、論理エンティティIDが、ユーザー装置(UE:user equipment)が無線アクセスネットワークと通信する論理エンティティを識別する、割り当てるステップと、コントローラによって、論理エンティティ内のTPのうちの少なくとも1つに、信号をUEに送らせるステップとを含む。
実施形態において、無線アクセスネットワークにおける非セルグリッドベースの無線アクセスのためのコントローラは、プロセッサと、プロセッサによる実行のためのプログラミングを記憶したコンピュータ可読記憶媒体とを含み、プログラミングが、論理エンティティを割り当てるために送信点(TP)の群を決定することと、論理エンティティ識別子(ID)を論理エンティティに割り当ることであって、論理エンティティIDが、ユーザー装置(UE)が無線アクセスネットワークと通信する論理エンティティを識別する、割り当てることと、論理エンティティ内のTPのうちの少なくとも1つに信号をUEに送らせることとを行う命令を含む。
実施形態において、非セルラーワイヤレスアクセスのためのワイヤレスデバイスにおける方法は、無線アクセスネットワークにおける少なくとも1つの送信点(TP)から論理識別子(ID)を受信するステップであって、論理IDが、無線アクセスネットワークにおいて論理エンティティを識別し、論理エンティティが複数のTPを含む、受信するステップと、ワイヤレスデバイスIDおよび論理エンティティIDに従って専用接続IDを決定するステップであって、ワイヤレスデバイスが、論理エンティティ内のどの1つまたは複数のTPがワイヤレスデバイスにサービスしているかにかかわらず、専用接続IDを使用して無線アクセスネットワークとの間で信号を送受信する、決定するステップとを含む。
別の実施形態において、UEと、ハイパーセルに割り当てられた複数のTPを有するワイヤレスネットワークとの間の接続をサポートするための方法が提供される。ハイパーセルは、UEに関連付けられ、複数のTPの少なくともサブセットを通じてワイヤレスネットワークへのUEのアクセスを提供するのに使用される。方法は、ハイパーセルのメンバーシップが変更されるべきであるとの指示を受信するステップと、受信した指示に従ってメンバーシップを変更するステップと、変更に関連付けられたTPに通知を送信するステップとを含む。
本発明およびその利点をより完全に理解するために、以下の説明を添付の図面と併せて参照されたい。
セルラーワイヤレスネットワークを例示する図である。 セルラーセルのスペクトル効率を例示するグラフである。 セルラーシステムから非セルラーシステムの実施形態への変換を例示する図である。 非セルラーワイヤレスアクセスを可能とする構成要素のシステムの実施形態を例示する図である。 非セルラーワイヤレスアクセスシステムの実施形態を例示する図である。 非セルラーワイヤレスアクセスのための方法の実施形態を例示する流れ図である。 UE専用接続IDの形成のための方法の実施形態を例示する流れ図である。 ハイパーセルシステムの実施形態を例示する図である。 例えば、実施形態による、本明細書に説明するデバイスおよび方法を実装するのに使用することができるコンピューティングプラットフォームを例示する図である。
現在の好ましい実施形態の製作および使用を以下に詳細に説明する。しかし、本発明は実に様々な具体的な状況で具現化することができる多くの適用可能な発明概念を提供することを理解されたい。説明する具体的な実施形態は、本発明を製作し使用するための具体的なやり方を単に示すだけであり、本発明の範囲を限定するものではない。
実施形態は、図3の例に示すように、セルラーから非セルラーになるようにセルの境界を除去することによって干渉問題を基本的なやり方で解決する。実施形態はセルグリッドを除去する。実施形態はハンドオーバーを除去する。実施形態は、基地局に関連付けられたセルIDを除去し、代わりに、ユーザー装置に関連付けられたユーザーIDを中心にシステムを編成する。逆に、仮想セルまたはソフトセル方式が依然としてセルIDを使用して、ユーザー装置(UE)と送信点(TP)との関連付けがUEによって検出されるセルIDに基づく無線インターフェースを設計する。
実施形態は、非セルラーベースのワイヤレスアクセスをサポートする無線インターフェース設計を提供する。実施形態は、セル中心の設計の代わりにUE中心の設計を使用する。実施形態はセルIDをUE専用接続IDに置き換える。
実施形態において、仮想UEが、物理的セルに接続した物理的UEの代わりに論理アクセスエンティティに接続する。UEは、物理的TPがUEに対してトランスペアレントであることが可能になる論理エンティティを通じてネットワークにアクセスする。
実施形態は、UE指向の測定の代わりに、ネットワーク指向の測定を使用する。TPベースのセルIDが何もないので、UEと物理的TPとの関連付けは、アップリンク(UL)送信ベースの測定に従って、ネットワークによって決定することができる。
実施形態は、静的トポロジーの代わりにUE中心の適応トポロジーを使用する。
実施形態において、各TPノードは各UEをその信号範囲内で監視し、中央コントローラは、UEの範囲内の様々なTPにおけるUEの信号強度に基づいてTPをUEに割り当てる。このプロセスはUEにはトランスペアレントである。UEがUE専用接続IDまたは論理エンティティIDを受信すると、UEは、複数のTPを含む論理エンティティのサービスエリア内にありながら、受信したUE専用接続IDとともに、またはUEによって論理エンティティIDから作り出されたUE専用接続IDとともに送信する。実施形態において、ネットワークとのUEの通信は、論理エンティティIDおよびUE IDから生成されるその専用接続IDを含む。UEを検出することができる論理エンティティ内のTP(またはTPのサブセット)のいずれかは、UEへの無線アクセスを提供することができる。
実施形態において、無線アクセスネットワークにおける非セルラーグリッドベースの無線アクセス(すなわち、非セルベースの無線アクセス)のための方法は、コントローラによって、論理エンティティに割り当てる物理的送信点(TP)の群を決定するステップと、コントローラによって、論理エンティティ識別子(ID)を論理エンティティを含む物理的送信点(TP)の群に割り当てるステップと、コントローラによって、論理エンティティIDをUEに送るステップであって、論理エンティティIDが、UEがそれを通じて無線アクセスネットワークと通信する、無線アクセスネットワークにおける論理エンティティを識別する、送るステップと、コントローラによって、UE IDおよび論理エンティティIDに従ってUE専用接続IDを生成するステップであって、UEが、UE専用接続IDを利用して論理エンティティ内のTPのうちの少なくとも1つを通じて無線ネットワークにアクセスする、生成するステップとを含む。
UE専用接続IDは、UEが論理エンティティ内のTPと通信している限り同じままである。論理エンティティIDを物理的TPの群に割り当てるステップは、UE-TP関連付けテーブルを利用して、UEにサービスするTPの群を選択するステップを含む。実施形態において、コントローラは、ネットワーク属性およびUE属性のうちの少なくとも1つに従って、論理エンティティに割り当てられたTPを動的にまたは準統計的に変更することができる。実施形態において、論理エンティティに割り当てられたTPを準統計的に変更することは、論理エンティティに割り当てられたTPがまれにしか変化しないことを意味する。実施形態において、論理エンティティに割り当てられたTPは、周期的に変化する。コントローラは、論理エンティティに割り当てられたTPを周期的に変更するか、それとも状態の変化に応答して変更するかに関して決定することができる。実施形態において、コントローラは、論理エンティティに割り当てられたTPをネットワーク状態、TP状態、または何らかの他の基準の変化に応答して非周期的に変更するかどうかに関して決定する。ネットワーク属性は、無線アクセスネットワークにおけるアクティブUEの数、ネットワークの混雑、ネットワークの電力消費、およびネットワークトラフィックのタイプのうちの少なくとも1つを含むことができる。実施形態において、コントローラは、論理エンティティに割り当てるTPの第2の群(例えば、物理的TPおよび/または仮想TP)を動的に決定し、その場合、元のおよび第2の群におけるTPのうちの少なくともいくつかは、両方の群に属するというわけではない。実施形態において、コントローラは、群内のTPのうちの少なくとも1つの電源を切る。これは、例えば、ネットワークにアクティブにアクセスしているUEがより少ないかまたは無線アクセスネットワークを通じたトラフィックがより少ないとき、電力消費を低減するために行われ得る。論理エンティティは、単一のTPのサービスエリアより大きいサービスエリアに対するワイヤレスアクセスを提供することができる。
実施形態において、コントローラは、UEが元の論理エンティティに対するサービスエリアから出て、第2の論理エンティティに対するサービスエリア内に移動するとき、第2の論理エンティティに関連付けられた第2の論理エンティティIDをUEに送る。第2の論理エンティティは、TPの第2の群を含み、その場合、第2の群内のTPのうちの少なくともいくつかは、元の群内のTPのうちの少なくともいくつかとは異なる(すなわち、第2の論理エンティティは、第1の論理エンティティのサービスエリアと重複しない少なくとも1つのサービスエリアを含む)。
実施形態において、コントローラは、UEからのアップリンク(UL)測定値に従ってUE-TP関連テーブルを生成する。実施形態において、UE-TP関連テーブルを構築することは、UEからの音響信号および/またはデータ信号を使用して実施される。コントローラは、論理エンティティ内のTPのうちの少なくとも1つを介してUE中心のチャネルを通じて制御および/またはデータをUEに送る。実施形態において、コントローラは、UEへの無線アクセスを提供するために群内のTPのうちの1つまたは複数を割り当てる。実施形態において、UEへの無線アクセスを提供するために割り当てられる群内のTPは、群内のTPの各々におけるUEの相対的信号強度に従って決定される。
実施形態において、コントローラは、複数の送信点(TP)からユーザー装置(UE)の測定信号強度を受信するステップと、測定信号強度およびUEを検出したTPによりUE隣接テーブルを生成するステップと、UEにサービスする論理エンティティを作り出すステップまたはUEにサービスする論理エンティティの識別を決定するステップであって、論理エンティティが複数のTPを備える、決定するステップと、UEへの無線アクセスを提供するために複数のTPからTPのうちの1つを選択するステップと、UE中心のチャネルを通じて選択されたTPを介して制御情報および/またはデータをUEに送るステップとを含む、非セルラーワイヤレスアクセスのための方法を実行する。実施形態において、コントローラは、論理エンティティ内のTP間の相対的信号強度の変化に応答して、UEへの無線アクセスを提供するために新たなTPを論理エンティティから動的に決定する。実施形態において、コントローラは、個々のUEに最も良くサービスすることができるTPを決定する。UEの位置に応じて、時には、1つより多くのTPがUEに協調的にサービスすることができる。例えば、UEが近くのいくつかのTPから強い信号を受信することがある場合、これらのTPは、UEに達する合同信号がユーザー体験を大幅に改善するように、協調的なやり方で同じデータをこのUEに送信することができる。実施形態において、コントローラは、論理エンティティ内のTPへの負荷の変化に応答して負荷バランシングのために、UEへの無線アクセスを提供するために新たなTPを論理エンティティから動的に決定する。
図3は、セルラーシステム300から実施形態の非セルラーシステム310への変換を例示する図である。セルラーシステム300は、各々関連付けられたセル302を有する複数のTP304を含む。各UE306は、UE306が位置しているセル302内のTP304とのみ接続する。UE306は1つより多くのTPからデータ信号を受信することができるが、UE306への制御信号は、UE306が位置するセル302内のサービスするTP304からのみ来ることができる。
非セルラーシステム310は、複数のTP304と、UE306と、クラウドプロセッサ308とを含む。本明細書では、TPという用語は、アクセスポイント(AP)と称することもでき、2つの用語は、本開示全体を通して互換可能に使用することができる。TP304は、基地トランシーバ局(BTS)、ノードB、エンハンスドノードB(eNB)、フェムトセル、および他のワイヤレスで使用可能なデバイスなどのUE306とのアップリンクおよび/またはダウンリンク接続を確立することによってワイヤレスアクセスを提供することができる任意の構成要素を含むことができる。UE306は、TP304とのワイヤレス接続を確立することができる任意の構成要素を備えることができる。TP304は、バックホールネットワーク(図示せず)を介してクラウドプロセッサに接続することができる。バックホールネットワークは、データをTP304とクラウドプロセッサ308および/または遠隔端(図示せず)との間で交換することを可能にする任意の構成要素または構成要素の集合であり得る。いくつかの実施形態において、ネットワーク100は、継電器やフェムトセルなどの様々な他のワイヤレスデバイスを備えることができる。クラウドプロセッサは、以下に開示するプロセスを実施することができ、他のデバイスとの通信をすることができるデータ処理システムの任意のタイプでよい。
非セルラーシステム310では、TP304はセルに関連付けられていない。システム310は、TP304を論理エンティティ内に編成するクラウドプロセッサ308を含む。各UE306は、論理エンティティに割り当てられ、固有のUE専用接続IDが割り当てられる。実施形態において、UEは、携帯電話、センサ、スマートフォン、または他のワイヤレスデバイスであり得る。UE306は、単一の論理エンティティによってサービスされるエリア内を新たなUE専用接続IDを獲得することなく、自由に移動することができる。各TP304は、TP304によって検出可能な任意のUE306の信号強度を監視し、このデータをクラウドプロセッサ308に送る。クラウドプロセッサは、論理エンティティを作り出し、またはTP304によって測定された測定信号強度に従って、各UEにサービスするように割り当てられる論理エンティティの識別を決定する。この決定は、いくつかの実施形態において、動的に実施することができる。クラウドプロセッサ308は、論理エンティティIDを論理エンティティに割り当て、UE306が割り当てられる論理エンティティIDおよびUE306のUE IDに従って、UE専用接続IDを各UE306に割り当てる。実施形態において、UE306は、ネットワークから論理エンティティIDを取得し、論理エンティティIDおよびUE IDから専用接続IDを生成する。このシナリオでは、ネットワークは、UE専用接続IDをUE306に割り当てる必要がない。しかし、いずれの場合も、UE306とネットワークとの間の通信は、専用接続IDに基づく。このUE専用接続IDは、送受信するとき、UEによって使用される。クラウドプロセッサ308は、その専用接続IDに基づいてUE306への無線アクセスを提供するために論理エンティティ内のTP304の群からTP304のうちの1つを選択する。実施形態において、クラウドプロセッサ308は、論理エンティティ内のTP304の各々および/または論理エンティティ内の各TP304の負荷におけるUE306の相対的信号強度に基づいてTP304を選択する。他の実施形態において、他の選択基準を利用することができる。実施形態において、クラウドプロセッサ308は、論理エンティティ内の各TP304におけるUEの信号強度の変化に基づいてUE306にサービスする論理エンティティ内の新たなTP304を動的に再割り当てする。信号強度の変化はUEの可動性または他の要因によることがある。
実施形態において、クラウドプロセッサ308により、論理エンティティによってカバーされる1つまたは複数のTP304がすべての対象とされるUE306に提供されるサービス品質とエネルギー節減基準との間の実質的に最良の妥協点に達することが可能になり得るまたは不可能になり得る。
実施形態において、クラウドプロセッサ308は、TP304の地理的位置に基づいて論理エンティティに割り当てられるTP304を決定する。別の実施形態において、クラウドプロセッサ308は、ユーザー分布、アプリケーションタイプ、およびトラフィック負荷に基づいて論理エンティティに割り当てられるTP304を決定する。
実施形態において、論理エンティティに割り当てられたTP304は、ネットワーク状態の変化により、クラウドプロセッサ308によって動的に変更され得る。例えば、無線アクセスネットワークの利用が少ないとき、TP304のうちのいくつかは、電力を節約するために電源を切ることができる。ネットワークの利用がより多いとき、より多くのTP304がエリア内のUE306により効率的にサービスし、混雑を減らすために電源を入れることができる。
実施形態において、論理エンティティに割り当てられるTP304は、ある一定のパラメータ(例えば、TPによってカバーされるUE306)のTP304の測定およびTP304間の通信によって決定された分散したやり方で有効にする/無効にする(例えば、電源を入れるまたは切る)ことができる。どのTP304の電源を切るべきかまたは入れるべきかを決定することは、例えば、UE306とTP304との関連付け関係、UE306の分布、必要とされるサービスの質(QoS)、エネルギー節減などの様々な要因に依存することができる。
図4は、非セルラーワイヤレスアクセスを可能とする構成要素のシステム400の実施形態を例示する。実施形態において、システムは、クラウド群プロセッサ402と、仮想Txおよび仮想Rx構成要素404と、ハイパートランシーバ(HT)構成要素406と、ハイパーセル408と、新たな物理的(PHY)チャネルインターフェース410と、UE専用接続ID構成要素412と、ワイヤレスデバイスへの非セルラーワイヤレスアクセスを提供するネットワーク指向の測定システム414とを含む。クラウド群プロセッサ402は集中型信号処理を提供する。仮想Txおよび仮想Rx404は、UE中心のTP最適化およびUE中心のデバイスマッシュを提供する。HT構成要素406は、分散された送信機と分散された受信機との間の通信を提供する。ハイパーセル408は、新規のUEとTPとの関連付け機構を提供する。新たなPHYチャネルインターフェース410は、UE中心のPHYチャネル設計を提供する。UE専用接続ID構成要素412は、UE専用接続IDを生成し、UE接続機構を提供する。ネットワーク指向の測定414は、UL中心の測定スキームを提供する。
図5は、非セルラーワイヤレスアクセスシステム500の実施形態を例示する。システム500は複数のTP510とUE512とを含む。システム500はTP510と通信するコントローラ508も含む。各UE512は、TP510のうちのいくつかによって検出可能であり(実線で表す)、他のTP510によって検出可能でない(破線で表す)。コントローラ508は、UEとTPとの関連マップ502およびUE中心のTPオプティマイザ504を使用して、方法の出力をコントローラ508に提供する。これから、コントローラ508は、UE中心の制御チャネルとデータチャネル506とを決定する。UEとTPとの関連マップは、どのUE512がどのTP510によって検出可能であるかを示し、いくつかの実施形態において、各TP510における各UE512の相対的信号強度を提供することができる。UE中心のTP最適化スキーム504は、UE中心の制御チャネルとデータチャネル506とを決定するために、相対的信号強度、各TP510におけるネットワーク負荷、ネットワークの電力消費、TPの電力消費、サービス要件の質などの要因ならびに他の要因を利用することができる。制御チャネルおよびデータチャネルは、同じTPからまたは異なるTPから来ることができる。コントローラ508は、TP510のうちのどれがそれぞれのUE512にサービスすべきかをやはり決定する。特定のUE512にサービスするTP510の組におけるメンバーシップは、ネットワーク、TP510、および/またはUE512の状態、およびトラフィック状態の変化に応答してコントローラ508によって決定されたとき、時間とともに動的にまたは準統計的に変化することができる。UE512は、送信先の特定のTP510のIDを知る必要がなく、むしろ、どの物理的TP510が実際にUE512にサービスしているかを知る必要なしに、単にシステム500と通信しているに過ぎない。UE中心の制御チャネルおよびデータチャネルがコントローラ508によって決定されると、制御およびデータ信号がUE512に送られる。UE512は、UE512が論理エンティティによってサービスされるエリア内にある限り、ネットワーク内のすべての通信に対して論理エンティティIDに関連付けられているその専用接続IDを使用する。UE512は、どのTP510がUE512にサービスしているかは知る必要がない。UE512は、どのTP510が送信しているかにかかわらず、単にUE中心のチャネル上で送信し、UE中心のチャネル上で信号を受信しているに過ぎない。UE512は、UE専用通信IDを変更することなく論理エンティティによってサービスされるエリア内を自由に移動することができる。コントローラ508は、UE512の可動性に対応するために、UE508にサービスするTP510を動的におよびUE510に対してトランスペアレントに変更する。
図6は、非セルラーワイヤレスアクセスのための方法600の実施形態を例示する流れ図である。方法600は、TPが検出可能なUEの信号強度を測定するブロック602から開始する。ブロック604では、TPが測定値をコントローラに報告する。ブロック606では、コントローラがUE隣接テーブルを生成し、更新する。ブロック608では、コントローラがUEにサービスするTPを選択する。UEにサービスするように選択されたTPは、コントローラによって使用される様々な基準により最良または実質的に最良であると決定されたTPであり得る。ブロック610では、コントローラがUE中心のチャネル(CH)を通じて制御/データをUEに送り、その後、方法600が終了する。実施形態において、方法600は、コンピュータ可読命令の組として符号化され、データ処理システムによって実装されたとき、データ処理システムに方法600を実行させるコンピュータ可読記憶媒体上に記憶され得る。
図7は、UE専用接続IDの形成のための方法700の実施形態を例示する流れ図である。論理エンティティIDに関して、論理エンティティは物理的TPの群をカバーする。論理エンティティのサービスエリアは、ネットワークトポロジー、UEの分布、負荷の分布、およびエネルギー消費予測により、ネットワークによって動的に構成することができる。各論理エンティティには論理エンティティID704が割り当てられる。論理エンティティID704は、ブロードキャストシグナリングおよび共通制御シグナリングの送信の干渉を管理するのに使用することができる。論理エンティティID704は同期信号を生成するのに適用することもできる。例えば、同期チャネルによって搬送される基準信号は、論理エンティティIDから生成することができる。方法700は、UE ID702と論理エンティティID704とを組み合わせて、UE専用接続ID706を生成する。
UE専用接続ID706の生成および管理により、効率的なUE中心のアクセスおよび測定が可能となり、ULリソースの再使用などのリソースの配分の最適化が可能となり得る。上記のように、UE専用接続ID706は、UE ID702および論理エンティティID704から生成される。UEは、初期アクセス(例えば、同期基準信号の検出)またはダウンリンク(DL)シグナリングの間、ブラインドシーケンス検出を通じてネットワークから論理エンティティID704を取得する。それは、例えば、隣接した論理エンティティの対象範囲に移動するときなど、ブロードキャスト信号によって搬送され、共通制御信号によって搬送され、UE特有信号によって搬送され得る。
UEとTPとの関連付け関連マップの生成では、UEはネットワーク同期チャネルに基づいてネットワークにアクセスする。同期チャネルは、旧式のセルラーアクセスベースのワイヤレス技術の場合のようにセルIDをもはや搬送する必要がない。実施形態において、同期チャネルは論理エンティティIDを搬送する。UEのタイミングは、最強経路または最強経路の平均と同期する。
UEには、初期アクセスの後、UE専用接続ID706が割り当てられる。各TPは、検出されたUEの信号強度情報を取得するために、UE専用接続IDに関連付けられたUL音響信号またはキープアライブシグナリングを監視する。各TPは、測定結果をコントローラに報告する。報告は周期的であり得、または測定値が所定の量より多く変化するとき生成され得る。コントローラは、各UEの隣接TPを含むUEとTPとの関連テーブルを生成し、維持する。
図8は、非セルラー無線アクセスシステム800の実施形態を例示する図である。中央コントローラ802は、多重論理エンティティ804、806をカバーする。各論理エンティティ804、806は複数のTP810を含む。いくつかの実施形態において、論理エンティティが単一のTPだけを含むことが可能であることを当業者は理解するであろう。隣接した論理エンティティ804、806の対象範囲間にはトランスペアレントな境界がある。システム800は、UE808が最新の受信した論理エンティティIDを使用する、シームレスなUEの可動性をサポートする。UE808は、論理エンティティ804のサービスエリア内にあり、論理エンティティ806に対するサービスエリア内にある。実施形態において、1つまたは複数のTP810は、両方の論理エンティティ804、806に属することができる。ハイパーセル812、814は、論理エンティティ804、806によって提供されるサービスエリアを画定する。実施形態において、ハイパーセル812、814によって画定されるサービスエリアは、ハイパーセル812、814に対応する論理エンティティ804、806内のTP810の組合せによって提供されるサービスエリアと同等である。実施形態において、ハイパーセル812、814によって画定されるサービスエリアは、ハイパーセル812、814に対応する論理エンティティ804、806内のTP810の組合せによって提供されるすべてのサービスエリアより小さいエリアを含む。
実施形態は、従来のセル間干渉がないワイヤレスネットワークを提供する。実施形態は、より高いスペクトル効率、より大きいネットワーク容量、より魅力的なUE体験、より低いエネルギー消費を提供する。実施形態は、第5世代(5G)ワイヤレスネットワークなどのワイヤレスネットワークで実装することができる。
図9は、本明細書に開示するデバイスおよび方法を実装するのに使用することができる処理システム900の構成図である。具体的なデバイスは図示する構成要素のすべてまたは構成要素のサブセットだけを利用することができ、統合のレベルはデバイスにより異なり得る。さらに、デバイスは、多重処理ユニット、プロセッサ、メモリ、送信機、受信機などの構成要素の多重事例を含むことができる。処理システム900は、スピーカ、マイクロホン、マウス、タッチ画面、キーパッド、キーボード、プリンタ、ディスプレイなどの1つまたは複数の入出力デバイスを装備した処理ユニット901を備えることができる。処理ユニット901は、バス940に接続された、中央処理ユニット(CPU)910、メモリ920、大容量記憶デバイス930、ネットワークインターフェース950、I/Oインターフェース960、およびアンテナ回路970を含むことができる。処理ユニット901は、アンテナ回路に接続されたアンテナ素子975も含むことができる。
バス940は、メモリバスまたはメモリコントローラ、周辺機器用バス、ビデオバスなどを含む任意のタイプのいくつかのバスアーキテクチャのうちの1つまたは複数でよい。CPU910は任意のタイプの電子データプロセッサを備えることができる。メモリ920は、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、同期型DRAM(SDRAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、それらの組合せなど、任意のタイプのシステムメモリを備えることができる。実施形態において、メモリ920は、起動時に使用するためのROM、およびプログラムを実行しながら使用するためのプログラムおよびデータ記憶のためのDRAMを含むことができる。
大容量記憶デバイス930は、データ、プログラム、および他の情報を記憶するようにならびにデータ、プログラム、および他の情報をバス940を介してアクセス可能にするように構成された任意のタイプの記憶デバイスを備えることができる。大容量記憶デバイス930は、例えば、半導体ドライブ、ハードディスクドライブ、磁気ディスクドライブ、光ディスクドライブなどのうちの1つまたは複数を備えることができる。
I/Oインターフェース960は、外部入出力デバイスを処理ユニット901に結合するインターフェースを提供することができる。I/Oインターフェース960は、ビデオアダプタを含むことができる。入出力デバイスの例は、ビデオアダプタに結合されたディスプレイと、I/Oインターフェースに結合されたマウス/キーボード/プリンタとを含むことができる。他のデバイスを処理ユニット901に結合することができ、追加のまたはより少ないインターフェースカードを利用することができる。例えば、ユニバーサルシリアルバス(USB)(図示せず)などのシリアルインターフェースを使用して、プリンタ用のインターフェースを提供することができる。
アンテナ回路970およびアンテナ素子975により、処理ユニット901はネットワークを介して遠隔ユニットと通信することが可能になり得る。実施形態において、アンテナ回路970およびアンテナ素子975は、ワイヤレスワイドエリアネットワーク(WAN)および/またはロングタームエボリューション(LTE)、符号分割多重アクセス(CDMA)、広帯域CDMA(WCDMA(登録商標))、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ(GSM(登録商標))ネットワークなどのセルラーネットワークへのアクセスを提供する。いくつかの実施形態において、アンテナ回路970およびアンテナ素子975は、他のデバイスとのブルートゥース(登録商標)および/またはWi-Fi接続も提供することができる。
処理ユニット901は、1つまたは複数のネットワークインターフェース950も含むことができ、ネットワークインターフェース950はイーサネット(登録商標)ケーブルなどの有線リンク、および/またはアクセスノードもしくは異なるネットワークへのワイヤレスリンクを備えることができる。ネットワークインターフェース901により、処理ユニット901はネットワーク980を介して遠隔ユニットと通信することが可能になる。例えば、ネットワークインターフェース950は、1つまたは複数の送信機/送信アンテナおよび1つまたは複数の受信機/受信アンテナを介してワイヤレス通信を提供することができる。実施形態において、処理ユニット901は、他の処理ユニット、インターネット、遠隔記憶設備などの遠隔デバイスとのデータ処理および通信のためにローカルエリアネットワークまたはワイドエリアネットワークに結合される。
当業者によって理解されるように、多くの既存の携帯電話ネットワークは、セルベースの構造を中心に構築される。携帯デバイスが1つのセルから別のセルに移動するとき、デバイスは、ネットワーク内にオーバーヘッドを取り込むハンドオーバーを受ける。1つのセルの端部において、UEは隣接したセルからセル間干渉を受ける。特定のシナリオでは、2つのセルの境界におけるUEは、大量のセル間干渉を受け、場合により、2つのセル間のハンドオーバーを繰り返し受けることがある。
動きの速いUEは、小さなセルの展開による対象範囲のエリアでは、短時間に多数のハンドオーバーを受け、それによって、ネットワークとUEの両方の確実なデータ接続を維持する能力に悪影響が与えられる。
これらの問題に対処するために、上記の技法を携帯電話ワイヤレスネットワークを可能とするのに使用することができ、その場合、UEは接続を開始し、それに応じて、中央エンティティが複数の送信点をUEに関連付ける。この複数の送信点は、UEから受信した送信に関連付けられた信号特性を報告する個々のTPに基づいて構築されるUE-TPの関連付けテーブルに基づくことができる。UEに関連付けられた複数の送信点の活動を調整するために作り出された論理エンティティは、ハイパーセルを含むいくつかの異なる名称が与えられ得ることを理解されたい。ハイパーセル内の少なくとも1つのTPは、UEとの間で信号を送受信することができるはずである。実際には、ハイパーセル内のいくつかのTPはUEを「見る」ことができる可能性があり、それはTPがUEとの無線通信チャネルを形成することができることを意味すると理解すべきであることを認識されたい。ハイパーセルは、現在UEを見ることができないTPを含むことができることも理解されたい。これにより、UEは、まだハイパーセルのサービスエリアの下にありながら、より大きな距離を移動すること可能になる。
UEが移動するとき、ハイパーセル内の異なるTPに対するチャネル特性が変化する。中央コントローラは、この情報(UEによって提供されるGPS座標などの明確な位置情報または基地局やWi-Fiアクセスポイントなどの無線リソースの検出により確定された位置情報を含むことができる)を使用してハイパーセルのメンバーシップを変更することができる。これにより、ネットワークエンティティは、UEがハイパーセルへの/からのアクセスを必要とする可能性がないTPを除去することが可能になり、UEがアクセスする必要がある可能性がより高い他のTPを追加することが可能になる。一例において、UEが道路に沿って移動するとき、UEが遠ざかるTPはハイパーセルから除去することができ、UEが近づいていくTPはハイパーセルに追加することができる。
UEを同じハイパーセルの一部として見ることができる多重TPを有することによって、セル間干渉をUEのニーズに協調的にサービスすることによって軽減することができる。さらに、ハイパーセルのメンバーシップを変更させることによって、UEがネットワークのトポロジーに関して移動するとき、UEが受けるハンドオーバーの数を低減し、場合により、なくすことができる。
ハイパーセルのメンバーシップの変更は、UE接続性の特性への予測される変更の結果として実施され得ることを当業者は理解するであろう。例えば、特定のTPはエネルギーを節減するために電源を切るべきであることをネットワークプラニングルーチンによって決定することができる。電源を切るべきTPが特定のUEにサービスするハイパーセルの一部として識別されるとき、ハイパーセルのメンバーシップを変更することができ、TPを論理エンティティから除去することができる。そうすることにおいて、UEに関連付けられたネットワークトラフィックは、もうTPに供給されない。これはTPの電源を切る前に行うことができ、したがって、接続されたUEへの悪影響を最小限に抑えることができる。本明細書の説明はTPの電源を切ることに重点を置いてきたが、いずれかの運用および保守(O&MまたはO&AM)が機能する。さらに、サービスまたは電力節減機能のためにハイパーセルのメンバーシップをTPの除去により変更することができることを説明していた場合、ハイパーセルのメンバーシップをTPの電源が入れられることに応答して(またはTPの電源が入れられようとしているという事前通知に応答して)変更できることにも留意されたい。
UEがネットワークに加わるとき、UEにサービスするために生じたハイパーセルは、識別子が割り当てられ得る。UEはハイパーセルの識別子が提供され得、したがって、それはそれが送るすべての送信にこの識別子を含めることができる。割り当てられた識別子は、ネットワークにわたって固有(大域的に固有)であるはずであることを認識されたい。UEはハイパーセルの識別子の全部または一部のいずれかを受信することができるが、識別子の一部分だけを受信する場合、UEは識別子全体をプログラムで決定することができるはずである。割り当てられた識別子は、固有であることが保証されているUEの識別子を含む場合、大域的に固有であることを当業者は理解するであろう。
上記の方法により、ハンドオーバーを取り除くのに使用することができる融通性のあるハイパーセルが可能になるが、ネットワークが融通性のあるハイパーセルを利用することも可能であるだけでなく、境界を画定し、結果として、UEが新たなハイパーセルに引き継がれることを必要とすることが可能になることも理解されたい。そのような引き渡しはハンドオーバープロセスを必要とすることがあり、結果として得られるネットワークは依然として多少セルラー性を有するであろう。
本発明を例示的な実施形態を参照して説明してきたが、この説明は限定的な意味で解釈されることが意図されていない。様々な変更および例示的な実施形態の組合せ、ならびに本発明の他の実施形態が当業者には説明を参照し次第明らかであろう。したがって、添付の特許請求の範囲が任意のそのような変更または実施形態を包含することが意図されている。
100 セルラーシステム、ネットワーク
102 サービスエリアまたはセル
104 送信点、TP
106 UE
200 スペクトル効率のグラフ
300 セルラーシステム
302 セル
304 TP
306 UE
308 クラウドプロセッサ
310 非セルラーシステム
400 構成要素のシステム
402 クラウド群プロセッサ
404 仮想Txおよび仮想Rx構成要素
406 ハイパートランシーバ(HT)構成要素
408 ハイパーセル
410 物理的(PHY)チャネルインターフェース
412 UE専用接続ID構成要素
414 ネットワーク指向の測定システム
500 非セルラーワイヤレスアクセスシステム
502 UEとTPとの関連マップ
504 UE中心のTPオプティマイザ、UE中心のTP最適化スキーム
506 UE中心の制御チャネルとデータチャネル
508 コントローラ
510 TP
512 UE
600 非セルラーワイヤレスアクセスのための方法
700 UE専用接続IDの形成のための方法
702 UE ID
704 論理エンティティID
706 UE専用接続ID
800 非セルラー無線アクセスシステム
802 中央コントローラ
804 論理エンティティ
806 論理エンティティ
808 UE
810 TP
812 ハイパーセル
814 ハイパーセル
900 処理システム
901 処理ユニット
910 中央処理ユニット(CPU)
920 メモリ
930 大容量記憶デバイス
940 バス
950 ネットワークインターフェース
960 I/Oインターフェース
970 アンテナ回路
975 アンテナ素子
980 ネットワーク

Claims (16)

  1. ハイパーセルを使用するネットワークへのワイヤレスアクセスのためのワイヤレスデバイスにおける方法であって、前記方法は、
    無線アクセスネットワークにおいて、送信点(TP)から論理エンティティ識別子(ID)を受信するステップであって、論理エンティティIDは、前記TPを含む送信点(TP)の群をカバーする論理エンティティを識別し、前記論理エンティティIDは、同期チャネルにおいて受信される、ステップと、
    前記論理エンティティIDに基づいて、前記論理エンティティにおいて前記TPの群のうちの1つのTPと通信するステップと、を具備し、前記方法は、
    ワイヤレスデバイスIDと前記論理エンティティIDとに従って、専用接続IDを取得するステップと、
    前記専用接続IDに基づいて、前記論理エンティティにおいてTPと通信するステップと、をさらに具備することを特徴とする方法。
  2. 前記論理エンティティIDは、セルから独立していることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 専用接続IDは、前記論理エンティティのエリアにおいて固有であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
  4. 専用接続IDを取得する前記ステップは、
    コントローラから前記専用接続IDを受信するステップか、又は
    前記ワイヤレスデバイスID及び前記論理エンティティIDに基づいて、前記専用接続IDを生成するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
  5. コントローラにより割り当てられた論理エンティティIDを受信する前記ステップは、
    前記コントローラから前記論理エンティティIDを受信するステップか、又は
    前記TPの群における少なくとも１つのTPから前記論理エンティティIDを受信するステップと、を具備することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記論理エンティティIDは、第１論理エンティティIDであり、前記論理エンティティは、第１論理エンティティであり、前記TPの群は、第１の複数のTPであり、
    前記ワイヤレスデバイスが第２論理エンティティによりカバーされるエリア内に移動した場合に、第２論理エンティティIDを受信するステップであって、前記第２論理エンティティIDは、セルとは関連付けられていないTPの第２の群をカバーする前記第２論理エンティティを識別する、ステップと、
    前記第２論理エンティティIDに基づいて、前記第２論理エンティティにおけるTPと通信するステップと、をさらに具備することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
  7. ワイヤレスデバイスIDと前記第２論理エンティティIDとに従って、第２の専用接続IDを取得するステップと、
    前記第２の専用接続IDに基づいて、前記第２論理エンティティにおけるTPと通信するステップと、をさらに具備することを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. ハイパーセルを使用するネットワークへのワイヤレスアクセスのためのワイヤレスデバイスにおける方法であって、前記方法は、
    無線アクセスネットワークにおける送信点(TP)により、論理エンティティ識別子(ID)を受信するステップであって、論理エンティティIDは、セルとは関連付けられていない送信点(TP)の群をカバーする論理エンティティを識別し、前記論理エンティティIDは、同期チャネルにおいて受信される、ステップと、
    前記論理エンティティIDに基づいて、前記論理エンティティにおけるワイヤレスデバイスと通信するステップと、を具備し、前記方法は、
    専用接続IDを前記ワイヤレスデバイスに送信するステップであって、前記専用接続IDは、ワイヤレスデバイスID及び前記論理エンティティIDに関連する、ステップと、
    前記専用接続IDに基づいて、前記論理エンティティにおける前記ワイヤレスデバイスと通信するステップと、をさらに具備することを特徴とする方法。
  9. 前記論理エンティティIDは、セルから独立していることを特徴とする請求項８に記載の方法。
  10. 前記論理エンティティIDは、第１論理エンティティIDであり、前記論理エンティティは、第１論理エンティティであり、TPの群は、第１の複数のTPであり、
    前記送信点(TP)により、第２論理エンティティIDを受信するステップであって、前記第２論理エンティティIDは、セルとは関連付けられていないTPの第２の群をカバーする第２論理エンティティを識別し、第１の群における少なくとも１つのTPは、前記第２の群にも属していないか、又は前記第２の群におけるTPの少なくとも１つは前記第１の群にも属していない、ステップをさらに具備することを特徴とする請求項８または９に記載の方法。
  11. ハイパーセルを使用するネットワークへのワイヤレスアクセスのためのユーザー装置(UE)であって、
    プロセッサと、
    前記プロセッサによる実行のためのプログラムを格納しているコンピュータ可読記憶媒体と、を具備し、
    前記プログラムは、
    無線アクセスネットワークにおいて、送信点(TP)から論理エンティティ識別子(ID)を受信することであって、論理エンティティIDは、前記TPを含む送信点(TP)の群をカバーする論理エンティティを識別し、前記論理エンティティIDは、同期チャネルにおいて受信される、受信することと、
    前記論理エンティティIDに基づいて、前記論理エンティティにおける前記TPの群のうちの１つのTPと通信することと、を行うための命令を備え、前記プログラムは、
    ワイヤレスデバイスIDと前記論理エンティティIDに従って、専用接続IDを取得するための命令と、
    専用接続IDに基づいて、前記論理エンティティにおける前記TPと通信するための命令と、をさらに具備することを特徴とするUE。
  12. 前記論理エンティティIDは、セルから独立していることを特徴とする請求項１１に記載のUE。
  13. 専用接続IDは、前記論理エンティティのエリアにおいて固有であることを特徴とする請求項１１または１２に記載のUE。
  14. ハイパーセルを使用するネットワークへのワイヤレスアクセスのための無線アクセスネットワークにおける送信点(TP)であって、
    プロセッサと、
    前記プロセッサによる実行のためのプログラムを格納しているコンピュータ可読記憶媒体と、を具備し、
    前記プログラムは、
    論理エンティティ識別子(ID)を受信することであって、論理エンティティIDは、セルとは関連していない送信点(TP)の群をカバーする論理エンティティを識別し、前記論理エンティティIDは、同期チャネルにおいて受信される、受信することと、
    前記論理エンティティIDに基づいて、前記論理エンティティにおけるワイヤレスデバイスと通信することと、を行うための命令を備え、前記プログラムは、
    専用接続IDを前記ワイヤレスデバイスに送信することであって、前記専用接続IDは、ワイヤレスデバイスID及び前記論理エンティティIDに関連する、送信することと、
    前記専用接続IDに基づいて、前記論理エンティティにおける前記ワイヤレスデバイスと通信することと、を行うための命令をさらに具備することを特徴とするTP。
  15. 前記論理エンティティIDは、セルから独立していることを特徴とする請求項１４に記載のTP。
  16. 前記論理エンティティIDは、第１論理エンティティIDであり、前記論理エンティティは、第１論理エンティティであり、前記TPの群は、第１の複数のTPであり、
    第２論理エンティティIDを受信することであって、前記第２論理エンティティIDは、セルとは関連付けられていないTPの第２の群をカバーする第２論理エンティティを識別し、第１の群における少なくとも１つのTPは、前記第２の群にも属しておらず、又は、前記第２の群におけるTPの少なくとも１つは、前記第１の群にも属していない、受信すること、を行うための命令をさらに具備することを特徴とする請求項１４または１５に記載のTP。
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