(57)【要約】  各局がアンテナのセットを含む複数の局を含む多入力多出力（ＭＩＭＯ）ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）において、アンテナを選択する方法である。局において受信される複数の連続するパケットは、複数の連続するサウンディングパケットを含む。各サウンディングパケットは、アンテナのセットの種々のサブセットに対応し、複数の連続するパケットのうちの少なくとも１つは、アンテナ選択を開始するための信号を含む高スループット（ＨＴ）制御フィールドと、ＨＴ制御フィールドを含む少なくとも１つのパケットに続くと共にアンテナ選択に用いられるサウンディングパケットの個数を示す数Ｎとを含む。チャネル行列は、受信されたＮ個のサウンディングパケットによって示されるようなチャネルの特性に基づいて推定される。アンテナのサブセットは、チャネル行列に従って選択される。局及びコンピュータプログラム製品の実施の形態は、同様の特徴を含む。
2009526434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の局を含む多入力多出力（ＭＩＭＯ）ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）においてアンテナを選択する方法であって、前記各局はアンテナのセットを含み、前記方法は、
前記ＷＬＡＮの局において、複数のサウンディングパケットを含む複数の連続するパケットを、チャネルを介して受信するステップであって、各サウンディングパケットは、前記アンテナのセットの異なるサブセットに対応し、前記複数の連続するパケットのうちの少なくとも１つは、（ｉ）アンテナ選択を開始するための信号を含む高スループット（ＨＴ）制御フィールドと、（ｉｉ）前記ＨＴ制御フィールドを含む前記少なくとも１つのパケットに続くと共にアンテナ選択に用いられるサウンディングパケットの個数を示す数Ｎとを含む、複数の連続するパケットを受信するステップと、
前記受信されたＮ個のサウンディングパケットに示されるような前記チャネルの特性に基づいてチャネル行列を推定するステップと、
前記チャネル行列に従ってアンテナのサブセットを選択するステップと
を含む、ＭＩＭＯ  ＷＬＡＮにおいてアンテナを選択する方法。
【請求項２】
前記受信するステップは、単一の送信機会（ＴＸＯＰ）内で前記複数の連続するパケットを受信することをさらに含み、
前記単一のＴＸＯＰは、前記ＷＬＡＮの媒体アクセス（ＭＡＣ）レイヤプロトコルによって定義される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記受信するステップは、複数の送信機会（ＴＸＯＰ）内で前記複数の連続するパケットを受信することをさらに含み、
各ＴＸＯＰは、前記ＷＬＡＮの媒体アクセス（ＭＡＣ）レイヤプロトコルによって定義され、
各ＴＸＯＰにおいて受信される第１のパケットは、ＭＡＣヘッダ内に前記ＨＴ制御フィールドを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記受信するステップは、ゼロ長フレーム（ＺＬＦ）サウンディングパケットを受信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記受信するステップは、自身のＭＡＣヘッダ内にＨＴ制御フィールドを含む、少なくとも１つのサウンディングパケットを受信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記受信するステップは、アンテナ選択を開始するための送信アンテナ選択サウンディング指示（ＴＸＡＳＳＩ）信号を含むアンテナ選択制御（ＡＳＣ）フィールドと前記数Ｎとを含む、前記少なくとも１つのサウンディングパケットを受信することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記受信するステップは、アンテナ選択を開始するための受信アンテナ選択サウンディング指示（ＲＸＡＳＳＩ）信号を含むアンテナ選択制御（ＡＳＣ）フィールドと前記数Ｎとを含む、前記少なくとも１つのサウンディングパケットを受信することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記受信するステップは、複数の連続するゼロ長フレーム（ＺＬＦ）サウンディングパケットが直後に続く非ＺＬＦ＋ＨＴＣパケットを受信することをさらに含み、
前記非ＺＬＦ＋ＨＴＣパケットは、アンテナ選択を開始するための送信アンテナ選択サウンディング指示（ＴＸＡＳＳＩ）信号を含むアンテナ選択制御（ＡＳＣ）フィールドと、前記複数の連続するＺＬＦサウンディングパケットの個数Ｎとを有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記受信するステップは、複数の連続するゼロ長フレーム（ＺＬＦ）サウンディングパケットが直後に続く非ＺＬＦ＋ＨＴＣパケットを受信することをさらに含み、
前記ＨＴ制御パケットは、アンテナ選択を開始するための受信アンテナ選択サウンディング指示（ＲＸＡＳＳＩ）信号を含むアンテナ選択制御（ＡＳＣ）フィールドと、前記複数の連続するＺＬＦサウンディングパケットの個数Ｎとを有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記選択するステップは、受信アンテナを選択することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記選択するステップは、送信アンテナを選択することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＷＬＡＮの媒体アクセス制御レイヤプロトコルにおいて、前記受信するステップ、前記推定するステップ、及び前記選択するステップを実行することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数のサウンディングパケットのうちの少なくとも１つは、データを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数のサウンディングパケットのうちの少なくとも１つは、データを含まない、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記チャネル行列に従ってビームを選択することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記選択されたアンテナのサブセットをインデックスによって示すことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記受信するステップは、前記複数の連続するパケットを受信局において受信することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記受信するステップは、前記複数の連続するパケットを送信局において受信することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記受信されるサウンディングパケットは、送信局のアンテナの各サブセットを使用して送信される、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記複数の連続するパケットのそれぞれを受信した後に、各パケットに応答することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記複数の連続するパケットの全てを受信した後に、各パケットに応答することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
複数の局を含む多入力多出力（ＭＩＭＯ）ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）の局であって、各局はアンテナのセットを含み、前記局は、
複数のサウンディングパケットを含む複数の連続するパケットを、チャネルを介して受信するように構成される受信機であって、各サウンディングパケットは、前記アンテナのセットの異なるサブセットに対応し、前記複数の連続するパケットのうちの少なくとも１つは、（ｉｉ）アンテナ選択を開始するための信号を含む高スループット（ＨＴ）制御フィールドと、（ｉｉ）前記ＨＴ制御フィールドを含む前記少なくとも１つのパケットに続くと共にアンテナ選択に用いられるサウンディングパケットの個数を示す数Ｎとを含む、受信機と、
前記受信されたＮ個のサウンディングパケットに示されるような前記チャネルの特性に基づいてチャネル行列を推定するように構成される推定ユニットと、
前記チャネル行列に従ってアンテナのサブセットを選択するように構成される選択ユニットと
を備える、ＭＩＭＯ  ＷＬＡＮの局。
【請求項２３】
前記受信機は、前記複数の連続するパケットを単一の送信機会（ＴＸＯＰ）内で受信するようにさらに構成され、
前記単一のＴＸＯＰは、前記ＷＬＡＮの媒体アクセス（ＭＡＣ）レイヤプロトコルによって定義される、
請求項２２に記載の局。
【請求項２４】
前記受信機は、前記複数の連続するパケットを複数の送信機会（ＴＸＯＰ）内で受信するようにさらに構成され、
各ＴＸＯＰは、前記ＷＬＡＮの媒体アクセス（ＭＡＣ）レイヤプロトコルによって定義され、
各ＴＸＯＰにおいて受信される第１のパケットは、ＭＡＣヘッダ内に前記ＨＴ制御フィールドを含む、
請求項２２に記載の局。
【請求項２５】
前記受信機は、ゼロ長フレーム（ＺＬＦ）サウンディングパケットを受信するようにさらに構成される、請求項２２に記載の局。
【請求項２６】
前記受信機は、自身の前記ＭＡＣヘッダ内にＨＴ制御フィールドを含む、少なくとも１つのサウンディングパケットを受信するようにさらに構成される、請求項２２に記載の局。
【請求項２７】
前記受信機は、アンテナ選択を開始するための送信アンテナ選択サウンディング指示（ＴＸＡＳＳＩ）信号を含むアンテナ選択制御（ＡＳＣ）フィールドと前記数Ｎとを含む、前記少なくとも１つのサウンディングパケットを受信するようにさらに構成される、請求項２６に記載の局。
【請求項２８】
前記受信機は、アンテナ選択を開始するための受信アンテナ選択サウンディング指示（ＲＸＡＳＳＩ）信号を含むアンテナ選択制御（ＡＳＣ）フィールドと前記数Ｎとを含む、
前記少なくとも１つのサウンディングパケットを受信するようにさらに構成される、請求項２６に記載の局。
【請求項２９】
前記受信機は、複数の連続するゼロ長フレーム（ＺＬＦ）サウンディングパケットが直後に続く非ＺＬＦ＋ＨＴＣパケットを受信するようにさらに構成され、
前記非ＺＬＦ＋ＨＴＣパケットは、アンテナ選択を開始するための送信アンテナ選択サウンディング指示（ＴＸＡＳＳＩ）信号を含むアンテナ選択制御（ＡＳＣ）フィールドと、前記複数の連続するＺＬＦサウンディングパケットの個数Ｎとを有する、
請求項２２に記載の局。
【請求項３０】
前記受信機は、複数の連続するゼロ長フレーム（ＺＬＦ）サウンディングパケットが直後に続く非ＺＬＦ＋ＨＴＣパケットを受信するようにさらに構成され、
前記非ＺＬＦ＋ＨＴＣパケットは、アンテナ選択を開始するための受信アンテナ選択サウンディング指示（ＲＸＡＳＳＩ）信号を含むアンテナ選択制御（ＡＳＣ）フィールドと、前記複数の連続するＺＬＦサウンディングパケットの個数Ｎとを有する、
請求項２２に記載の局。
【請求項３１】
プログラム命令を記憶する電子記憶媒体であって、前記プログラム命令は、各局がアンテナのセットを含む複数の局を含む多入力多出力（ＭＩＭＯ）ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）においてアンテナを選択するようにプロセッサによって実行されると、
前記ＷＬＡＮの局において、複数のサウンディングパケットを含む複数の連続するパケットを、チャネルを介して受信するステップであって、各サウンディングパケットは、前記アンテナのセットの異なるサブセットに対応し、前記複数の連続するパケットのうちの少なくとも１つは、（ｉ）アンテナ選択を開始するための信号を含む高スループット（ＨＴ）制御フィールドと、（ｉｉ）前記ＨＴ制御フィールドを含む前記少なくとも１つのパケットに続くと共にアンテナ選択に用いられるサウンディングパケットの個数を示す数Ｎとを含む、複数の連続するパケットを受信するステップと、
前記受信されたＮ個のサウンディングパケットに示されるような前記チャネルの特性に基づいてチャネル行列を推定するステップと、
前記チャネル行列に従ってアンテナのサブセットを選択するステップと
を結果的に実行する、プログラム命令を記憶する電子記憶媒体。
【請求項３２】
前記受信するステップは、単一の送信機会（ＴＸＯＰ）内で前記複数の連続するパケットを受信することをさらに含み、
前記単一のＴＸＯＰは、前記ＷＬＡＮの媒体アクセス（ＭＡＣ）レイヤプロトコルによって定義される、
請求項３１に記載の電子記憶媒体。
【請求項３３】
前記受信するステップは、複数の送信機会（ＴＸＯＰ）内で前記複数の連続するパケットを受信することをさらに含み、
各ＴＸＯＰは、前記ＷＬＡＮの媒体アクセス（ＭＡＣ）レイヤプロトコルによって定義され、
各ＴＸＯＰにおいて受信される第１のパケットは、ＭＡＣヘッダ内に前記ＨＴ制御フィールドを含む、
請求項３１に記載の電子記憶媒体。
【請求項３４】
前記受信するステップは、ゼロ長フレーム（ＺＬＦ）サウンディングパケットを受信することを含む、請求項３１に記載の電子記憶媒体。
【請求項３５】
前記受信するステップは、自身のＭＡＣヘッダ内にＨＴ制御フィールドを含む、少なくとも１つのサウンディングパケットを受信することを含む、請求項３１に記載の電子記憶媒体。
【請求項３６】
前記受信するステップは、アンテナ選択を開始するための送信アンテナ選択サウンディング指示（ＴＸＡＳＳＩ）信号を含むアンテナ選択制御（ＡＳＣ）フィールドと前記数Ｎとを含む、前記少なくとも１つのサウンディングパケットを受信することをさらに含む、請求項３５に記載の電子記憶媒体。
【請求項３７】
前記受信するステップは、アンテナ選択を開始するための受信アンテナ選択サウンディング指示（ＲＸＡＳＳＩ）信号を含むアンテナ選択制御（ＡＳＣ）フィールドと前記数Ｎとを含む、前記少なくとも１つのサウンディングパケットを受信することをさらに含む、請求項３５に記載の電子記憶媒体。
【請求項３８】
前記受信するステップは、複数の連続するゼロ長フレーム（ＺＬＦ）サウンディングパケットが直後に続く非ＺＬＦ＋ＨＴＣパケットを受信することをさらに含み、
前記非ＺＬＦ＋ＨＴＣパケットは、アンテナ選択を開始するための送信アンテナ選択サウンディング指示（ＴＸＡＳＳＩ）信号を含むアンテナ選択制御（ＡＳＣ）フィールドと、前記複数の連続するＺＬＦサウンディングパケットの個数Ｎとを有する、
請求項３１に記載の電子記憶媒体。
【請求項３９】
前記受信するステップは、複数の連続するゼロ長フレーム（ＺＬＦ）サウンディングパケットが直後に続く非ＺＬＦ＋ＨＴＣパケットを受信することをさらに含み、
前記ＨＴ制御パケットは、アンテナ選択を開始するための受信アンテナ選択サウンディング指示（ＲＸＡＳＳＩ）信号を含むアンテナ選択制御（ＡＳＣ）フィールドと、前記複数の連続するＺＬＦサウンディングパケットの個数Ｎとを有する、
請求項３１に記載の電子記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、多入力多出力ワイヤレスローカルエリアネットワークに関し、より詳細には、このようなネットワークにおいてアンテナ及びビームを選択することに関する。
【０００２】
［関連出願］
本願は、２００５年１１月２１日にGu他によって出願された「Method for Selecting Antennas and Beams in MIMO Wireless LANs」と題するＰＣＴ国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０４２３５８の一部継続出願であり、当該出願に対する優先権を主張する。
【背景技術】
【０００３】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）技法は、ワイヤレスネットワークの散乱環境でのシステムキャパシティを大幅に増加させることができる。しかしながら、一般的なシステムでは、各送受信アンテナは、変調器／復調器、ＡＤ変換器／ＤＡ変換器、アップコンバータ／ダウンコンバータ、及び電力増幅器を含む別個のＲＦチェーンを必要とする。そのため、アンテナを多く使用するほど、ハードウェアの複雑度及びコストが増加する。加えて、ベースバンドにおける処理の複雑度も、アンテナの個数と共に増加する。
【０００４】
アンテナ／ビーム選択は、複数のアンテナによって提供されるキャパシティ／ダイバーシティの増加を依然として利用しながら、ＲＦチェーンの個数を削減することができる。ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）では、局は通常、高い信号対雑音比（ＳＮＲ）で動作する。高いＳＮＲでは、ダイバーシティは、深いフェージングチャネルからシステムを保護する際に重要な役割を果たす。さらに、ＷＬＡＮチャネルの状態はゆっくりと変化することが知られている。従って、ＷＬＡＮにおいてアンテナ／ビーム選択を行うことは有利である。
【０００５】
アンテナ／ビーム選択の概念は、或る所定の基準に従って、完全なチャネル行列（complete channel matrix）又はビーム選択用の変換されたチャネル行列（transformed channel matrix）から部分行列を選択することである。アンテナ／ビーム選択を行うにあたって、完全なチャネル行列は、トレーニング（サウンディング）フレームを送信することによって推定される。トレーニングフレームは、アンテナ選択局が完全なチャネル状態情報（ＣＳＩ）を測定することを可能にする。従来、物理（ＰＨＹ）レイヤ又は媒体アクセス（ＭＡＣ）レイヤにおいて、選択される全てのアンテナについてトレーニングフレーム（複数可）を送信することによる明示的なシグナリングが使用されている。しかしながら、実用的な限界により、オーバーヘッドが追加されることは望ましくない。他方、ゆっくりと変化するＷＬＡＮチャネル環境は、ＭＡＣレイヤ及びＰＨＹレイヤにおける変更をほとんど又は全く必要としないより効率的なアンテナ／ビーム選択トレーニング方式を推奨する。
【０００６】
ＭＡＣレイヤにおけるＩＥＥＥ８０２．１１ｎ  ＷＬＡＮリンクアダプテーション制御（ＬＡＣ）機構の構成
図１及び図１２に示すように、参照により本明細書に援用され、ＷｉＦｉとしても知られているＷＬＡＮ  ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ標準規格は、ＭＩＭＯトレーニング要求及びリンクアダプテーション情報の交換をサポートするための、ＭＡＣレイヤで定義される高速リンクアダプテーション制御（ＬＡＣ）機構の仕様を定めることを提案している。一般に、ＬＡＣ機能は、ＬＡＣとして定義される単一の制御フレームにより、又は当該単一の制御フレームを高スループット（ＨＴ）制御フレームとすることにより、又はＨＴ制御（ＨＴＣ）フィールドを任意のＭＡＣレイヤフレーム内に組み込むことにより実現することができる。ここで、ＭＡＣレイヤフレーム内に組み込まれたＨＴ制御（ＨＴＣ）フィールドは、＋ＨＴＣフレームと呼ばれる。図１に示すように、ＬＡＣフレームは以下のフィールドを含む。すなわち、ＭＡＣヘッダ１１０と、現在の制御フレームで運ばれている論理エレメントを示すためのＬＡＣマスク１２０と、送信パラメータを示すための変調符号化方式（ＭＣＳ）フィードバックフィールド１３０と、エラー検出のためのフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）１４０とを含む。ＭＡＣヘッダ１１０は、あらゆるＭＡＣレイヤパケットに適用され、フレーム制御１１１と、継続期間１１２と、受信アドレス（ＲＡ）１１３と、送信アドレス（ＴＡ）１１４とを含む。ＬＡＣフレームは、ＩＥＥＥ８０２．１１−０４／０８８９ｒ７の「TGn Sync Proposal Technical Specification」に詳細に記載されている。この文献は、参照により本明細書に援用される。
【０００７】
ＬＡＣフレームは、ＭＩＭＯトレーニング要求及びリンクアダプテーション情報の交換の制御をサポートする。ＬＡＣフレームは、イニシエータ局（initiator station）（送信機）又はレシピエント局（recipient station）（受信機）のいずれかが送信することができる。
【０００８】
図２は、ＬＡＣマスクフィールド１２０をより詳細に示している。アンテナ／ビーム選択を考慮しない場合、ＬＡＣマスクフィールド１２０は、以下のものを含む。すなわち、ＲＴＳ（送信要求）１２１と、ＣＴＳ（送信可）１２２と、ＴＲＱ（ＭＩＭＯトレーニング要求）１２３と、ＭＲＱ（ＭＣＳフィードバック要求）１２４と、ＭＦＢ（ＭＣＳフィードバック）１２５とを含む。３ビット１２６は予備である。ＭＣＳフィードバックの場合、すなわちＭＦＢ＝１の場合には、ＭＣＳセットが図１の「ＭＣＳフィードバック」フィールド１３０に示される。
【０００９】
ＨＴ制御フィールド１２００は、高速リンクアダプテーショントレーニングプロセスを制御するＬＡＣフィールド１２０１と、他のＨＴ制御機能に専用化することができる他の幾つかのフィールド１２０２とを含む。アンテナ／ビーム選択を考慮しない場合、ＨＴ制御フィールドのＬＡＣフィールドは、ＭＡ１２１０と、ＴＲＱ１２２０と、ＭＲＱ１２３０と、ＭＲＳ１２４０（ＭＲＱシーケンス番号）と、ＭＦＳ１２５０（ＭＦＢシーケンス番号）と、上記ＬＡＣフレームのＭＣＳフィードバックフィールドとして機能する７ビットのＭＦＢ１２６０とを含む。ＨＴ制御フィールドは、ＩＥＥＥ８０２．１１−０５／１０９５ｒ３の「Joint Proposal: High throughput extension to the 802.11 Standard: MAC」に詳細に記載されている。この文献は、参照により本明細書に援用される。
【００１０】
ＰＨＹレイヤで定義されるＩＥＥＥ８０２．１１ｎＷＬＡＮチャネルサウンディング機構の構成
サウンディングパケットは、全ての利用可能な送信チェーン（又はＭＩＭＯチャネル次元）の（ＰＨＹレイヤヘッダ内に存在する）トレーニング情報を含む任意のパケットとして定義される。高スループットＷＬＡＮのＰＨＹレイヤで定義されるサウンディングパケットには２つの主要なカテゴリが存在する。第１のカテゴリは、通常のサウンディングパケットである。通常のサウンディングパケットは、データ伝送のために使用されるチャネル次元以外の余分なチャネル次元が存在する場合には、その余分なチャネル次元についての追加のトレーニング情報を有する任意の普通のパケットとすることができる。第２のカテゴリは、ゼロ長フレーム（ＺＬＦ）と呼ばれる。ゼロ長フレームは、全ての利用可能な送信チェーンのトレーニング情報を有するＰＨＹレイヤヘッダのみを含む。上記の定義に基づいて、通常のサウンディングパケットは、ＭＡＣヘッダ内にＨＴ制御フィールド（すなわち＋ＨＴＣフレーム）を含んでもよいが、ＺＬＦはＨＴ制御フィールドを含むことはできない。従って、ＺＬＦフォーマットのサウンディングパケットでのＭＡＣレイヤにおけるあらゆるシグナリング（例えばＴｘＢＦ或いはアンテナ選択）は、通常のサウンディングパケットでのシグナリングとは異なる態様で設計される。１つのＺＬＦ又は幾つかの連続するＺＬＦの直前に送信される通常の＋ＨＴＣフレームは、自身のＨＴ制御フィールドにおいて（図１２におけるＺＬＦビットを設定することによって）後続のＺＬＦ（複数可）を示し、後続のＺＬＦ（複数可）は、直前の＋ＨＴＣフレームの宛先アドレスと同じ宛先アドレスに追随することに留意されたい。サウンディングパケットは、ＩＥＥＥ８０２．１１−０５／１１０２ｒ２の「Joint Proposal: High throughput extension to the 802.11 Standard: PHY」に詳細に記載される。この文献は、参照により本明細書に援用される。
【００１１】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ  ＷＬＡＮの閉ループＭＩＭＯトレーニング方法
ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ標準規格は、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤのサービスアクセスポイント（ＳＡＰ）において、毎秒１００メガビット（Ｍｂｐｓ）のスループットを要求とする。ＷＬＡＮ環境のチャネルプロパティに基づいて、スループットの増加には、送信ビームフォーミング（ＴＸＢＦ）、ＭＣＳアダプテーション、及びアンテナ／ビーム選択を含めて、閉ループ方式が好ましい。
【００１２】
各ＰＨＹレイヤパケットは、プリアンブル及びデータの２つの部分によって構成される。ＰＨＹパケットプリアンブルは、受信機におけるチャネル推定のためのトレーニング情報を含む。通常、従来のＰＨＹレイヤパケットでは、トレーニングフィールドに示されるアンテナ又は空間ストリームの個数は、ＭＩＭＯチャネルによって提供される最大数よりも少なくすることができる。サウンディングパケットは、特別なＰＨＹレイヤパケットであり、どれだけ多くのデータストリームがそのデータ部分を送信するのに使用されようとも、ＭＩＭＯチャネルの利用可能な全てのデータストリームのトレーニング情報を含む。サウンディングパケットの概念がシステムで適用されない場合、ＰＨＹレイヤトレーニングパケットの代替的なカテゴリは、ＭＩＭＯチャネルの利用可能な全てのデータストリームを利用するＭＣＳセットを実施するものである。その結果、プリアンブルがＭＩＭＯチャネルの全トレーニング情報を含むだけでなく、データ部分も、利用可能な全てのデータストリームを使用して送信される。
【００１３】
ＭＣＳトレーニングプロセス
図３は、ＬＡＣフレームに基づくＭＣＳアダプテーションのための従来のＭＩＭＯトレーニングプロセスを示している。ここで、ＨＴ制御フィールドを使用することもできることを理解されたい。イニシエータ（送信）局ＳＴＡ  Ａ３０１は、ＭＲＱ＝１であるＬＡＣフレーム３１０を、又はＭＲＱ＝１であり対応するシーケンス番号に等しいＭＲＳを有するＨＴ制御フィールドを含むフレームを、レシピエント（受信）局ＳＴＡ  Ｂ３０２へ送信する。また、イニシエータは、サウンディングパケットを信号で伝えるように自身のＰＨＹレイヤに要求する。レシピエント３０２は、ＭＲＱ及びサウンディングパケットの受信に応答して、ＭＩＭＯチャネルを推定し、現在のチャネルに適したＭＣＳセットを決定する。その後、レシピエントは、ＭＦＢが１に設定され、ＭＣＳフィードバックフィールド１３０が選択されたＭＣＳセットを含むＬＡＣフレーム３２０を、又は現在応答している受信フレームのＭＲＳに等しいＭＦＳを有し、ＭＦＢが選択されたＭＣＳセットを含むＨＴ制御フィールドを含むフレームを、イニシエータへ返送する。
【００１４】
レシピエント３０２は、完全なＭＩＭＯチャネル知識を有する時はいつでも、一致するＭＲＱ要素なしでＭＣＳを決定し、ＭＦＢをＭＣＳフィードバックで直接送信することにより、ＭＣＳトレーニングプロセスを開始することもできる。これは、非請求アダプテーション（unsolicited adaptation）と呼ばれる。
【００１５】
ＴＸＢＦトレーニングプロセス
図４は、ＬＡＣフレームに基づく従来の送信ビームフォーミング（ＴＸＢＦ）トレーニングプロセスを示している。ここでも、対応するＴＸＢＦトレーニング機能が上述した予備のフィールドで定義される場合には、ＨＴ制御フィールドを使用することができることを理解されたい。イニシエータ３０１は、ＴＲＱが１に設定されたＬＡＣフレーム４１０をレシピエント３０２へ送信する。ＴＲＱの受信に応答して、レシピエントは、サウンディングパケット４２０をイニシエータへ返信する。イニシエータは、サウンディングパケットを受信すると、ＭＩＭＯチャネルを推定し、自身のビームフォーミングステアリング行列を更新する。現在までに、レシピエントにより開始されるＴＸＢＦトレーニングは定義されていない。
【００１６】
アンテナ選択において、幾つかの従来技術のトレーニング方法では、選択される全てのアンテナのトレーニング情報を含む単一のＰＨＹレイヤトレーニングフレーム（例えば、サウンディングパケット）を使用する。この単一のトレーニングフレームに対して種々のアンテナサブセットが順にＲＦチェーンに接続される。これは、既存のトレーニングフレーム設計にオーバーヘッドをもたらす。
【００１７】
別のトレーニング方法では、トレーニングフレームの長いシーケンスが、受信局から送信局へ送信され、これに応答して送信局は、トレーニングフレームの短いシーケンスを送信する。これにより、送信局及び受信局の双方がチャネル推定及びアンテナ選択を行える。
【００１８】
これについては、２００５年５月１１日にAndreas Molisch、Jianxuan Du、及びDaqing Guによって出願された「Training Frames for MIMO Stations」と題する米国特許出願第１１／１２７，００６号を参照されたい。この米国特許出願は、参照により本明細書に援用される。
【発明の開示】
【００１９】
本発明の１つの目的は、各局がアンテナのセットを含む複数の局を含む多入力多出力（ＭＩＭＯ）ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）において、アンテナを選択する新規の方法を提供することである。この方法は、ＷＬＡＮの局において、複数のサウンディングパケットを含む複数の連続するパケットを、チャネルを介して受信することを含む。各サウンディングパケットは、アンテナのセットの異なるサブセットに対応する。複数の連続するパケットのうちの少なくとも１つは、（ｉ）アンテナ選択を開始するための信号を含む高スループット（ＨＴ）制御フィールドと、（ｉｉ）ＨＴ制御フィールドを含む少なくとも１つのパケットに続くと共にアンテナ選択に用いられるサウンディングパケットの個数を示す数Ｎとを含む。この方法は、受信されたＮ個のサウンディングパケットに示されるようなチャネルの特性に基づいてチャネル行列を推定すること、及びチャネル行列に従ってアンテナのサブセットを選択することも含む。
【００２０】
本発明の別の目的は、各局がアンテナのセットを含む複数の局を含む多入力多出力（ＭＩＭＯ）ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）における新規の局を提供することである。この局は、ＷＬＡＮの局において、複数のサウンディングパケットを含む複数の連続するパケットを、チャネルを介して受信するように構成される受信機を備える。ここで、各サウンディングパケットは、アンテナのセットの異なるサブセットに対応する。複数の連続するパケットのうちの少なくとも１つは、（ｉ）アンテナ選択を開始するための信号を含む高スループット（ＨＴ）制御フィールドと、（ｉｉ）ＨＴ制御フィールドを含む少なくとも１つのパケットに続くと共にアンテナ選択に用いられるサウンディングパケットの個数を示す数Ｎとを含む。この局はまた、受信されたＮ個のサウンディングパケットに示されるようなチャネルの特性に基づいてチャネル行列を推定するように構成される推定ユニットと、チャネル行列に従ってアンテナのサブセットを選択するように構成される選択ユニットとを備える。
【００２１】
本発明の別の目的は、プログラム命令を記憶する新規のコンピュータプログラム製品を提供することである。当該プログラム命令は、コンピュータ上で実行されると、各局がアンテナのセットを含む複数の局を含む多入力多出力（ＭＩＭＯ）ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）においてアンテナを選択する。この命令の実行の結果としてコンピュータは、ＷＬＡＮの局において、複数のサウンディングパケットを含む複数の連続するパケットを、チャネルを介して受信するステップを含むステップを実行する。各サウンディングパケットは、アンテナのセットの異なるサブセットに対応し、複数の連続するパケットのうちの少なくとも１つは、（ｉ）アンテナ選択を開始するための信号を含む高スループット（ＨＴ）制御フィールドと、（ｉｉ）ＨＴ制御フィールドを含む少なくとも１つのパケットに続くと共にアンテナ選択に用いられるサウンディングパケットの個数を示す数Ｎとを含む。この命令の実行の結果としてコンピュータはまた、受信されたＮ個のサウンディングパケットに示されるようなチャネルの特性に基づいてチャネル行列を推定するステップと、チャネル行列に従ってアンテナのサブセットを選択するステップとを実行する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、ＭＩＭＯワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）においてアンテナ／ビームを選択するためのトレーニング方法を提供する。本方法は、ＭＡＣレイヤで動作する。従来技術のアンテナ／ビーム選択トレーニング方法と比較して、本発明による方法は、ＰＨＹレイヤの変更を必要としない。
【００２３】
本トレーニング方法は、サウンディングパケットとして指定された複数のトレーニングフレームを高速で送信する。各サウンディングパケットは、従来のＰＨＹレイヤ設計に準拠し、全ての利用可能なアンテナの種々のサブセットに対応する。そのため、チャネル全体の特性をサウンディングパケットの受信機が推定できる。サウンディングパケットの受信機は、送信アンテナ又は受信アンテナのいずれかを選択することができる。トレーニング方法全体が、ＭＡＣレイヤで動作する。
【００２４】
サウンディングパケットは、アンテナ／ビームを選択するためにＭＩＭＯチャネルを推定することに加えて、本方法を極めて効率的にするデータも含むことができる。何故ならば、推定及びデータの転送は同時に実行されるからである。本方法は、ＭＡＣレイヤで動作するので、ＭＡＣレイヤ及びＰＨＹレイヤの両方で動作する従来の方法よりもオーバーヘッドを少なくすることができる。
【００２５】
チャネルの時間変化によって生じる歪みを抑制するために、アンテナ／ビーム選択トレーニングのために使用されるサウンディングパケットは、送信機によって連続的に送信することができる。最適な性能を維持するために、全てのサウンディングパケットは、ＭＡＣレイヤにおいて定義される１つの送信機会（ＴＸＯＰ）内で送信することができ、その送信機会中に、２つの関係する局のみがパケットを互いに通信することができる。２つの関係する局の間で送信されるデータは、受信機からの肯定応答を必要とすることなく、短いフレーム間間隔（ＳＩＦＳ）でバーストで送信することができる。サウンディングパケットが長すぎて１つのＴＸＯＰ内で送信できない場合は、サウンディングパケットは、複数のＴＸＯＰ内で送信することができる。性能劣化は、２つの関係する局によって得られる隣接するＴＸＯＰ間の間隙（複数可）によって確定することができる。
【００２６】
さらなる利点として、本方法は、受信機によって開始される送信ビームフォーミングトレーニングプロセス等の一般的な閉ループＭＩＭＯシステムに拡張することができる。また、本アンテナ／ビーム選択トレーニング方法は、送信ビームフォーミングと組み合わせて、さらなる性能改善を達成することができる。
【００２７】
図５Ａは、本発明の一実施形態による多入力多出力（ＭＩＭＯ）ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）１００を示している。このネットワークは、第１の局（ＳＴＡ  Ａ）５１０及び第２の局（ＳＴＡ  Ｂ）５２０を含む。いずれの局も受信モード又は送信モードで動作することができる。一般に、データを送信する局は送信局と呼ばれ、データを受信する局は受信局と呼ばれる。
【００２８】
「セット」は、１つ又は複数の要素を含むものとして定義され、「サブセット」の要素の個数は、対応するセットの要素の個数以下である。
【００２９】
各局は、スイッチ５３０によってアンテナ５０３のセットに接続される受信（Ｒｘ）ＲＦチェーン５０１のセット及び送信（Ｔｘ）ＲＦチェーン５０２のセットを含む。一般に、アンテナの個数は、ＲＦチェーンの個数よりも多い。従って、本明細書で説明するようなトレーニングフェーズの期間中に、本発明の一実施形態による方法５４０によって、アンテナのサブセットが、利用可能な全てのアンテナのセットから選択される。この選択方法は、送信機又は受信機のいずれによっても開始することができ、この選択は、送信機又は受信機のいずれにおいても行うことができる。
【００３０】
図５Ｂに示すように、局は、連続して送信された複数のサウンディングパケット５６１を受信する受信機５６２を備えることができる。所定数のパケットを「連続して」送信すること又は受信することは、本明細書では、パケットが、他の介在パケットがない状態でいずれかの方向に次々に送信されることを意味するものと定義され、パケットの個数は、サウンディングパケットが送信される前に双方の局に知られている。好ましくは、サウンディングパケットは、比較的短い遅延で送信される。
【００３１】
さらに、この例では、推定ユニット５６３は、受信サウンディングパケット５６１によって示されるチャネルの特徴に基づいてチャネル行列５６４を推定する。選択ユニット５６５は、チャネル行列５６４に従ってアンテナのサブセット５６６を選択する。
【００３２】
本方法は、レシピエント局、例えばＳＴＡ  Ｂ５２０によって開始される閉ループＭＩＭＯトレーニングに使用することもできる。このトレーニングプロセスは、オーバーヘッドを最小にするために、全体が媒体アクセス（ＭＡＣ）レイヤで動作し、物理（ＰＨＹ）レイヤに対して透過的(transparent)である。
【００３３】
アンテナ／ビーム選択を有するＭＩＭＯシステムのシステムモデル
ＭＩＭＯ  ＷＬＡＮ１００では、送信機、すなわちイニシエータ局Ａは、ＮA個のアンテナのセットを有する。受信機、すなわちレシピエント局Ｂは、ＮB個のアンテナのセットを有する。フラットフェージングチャネル５５０における送信信号と受信信号との関係は、
【００３４】
【数１】
2009526434.tif 000003
【００３５】
として表すことができる。ここで、ｒBは、ＮB_SS×１の受信信号ベクトルであり、ｓAは、ＮA_SS×１の送信信号ベクトルであり、ＨA→Bは、ＮB×ＮAのチャネル行列である。雑音ベクトルｎは、独立同一分布（ｉ．ｉ．ｄ．）ゼロ平均分散Ｎ0の円形複素ガウス確率変数であるＮB×１の要素をもつ。ＦAは、ＮA×ＮA_SSの送信アンテナ／ビーム選択行列であり、ＦBは、ＮB×ＮB_SSの受信アンテナ／ビーム選択行列である。選択に使用されるこれらの行列は、純粋なアンテナ選択用の単位行列の部分行列である。ビームフォーミングの場合、これらの行列は、ユニタリ行列の直交変換された列を含む。アンテナ／ビーム選択後の等価なチャネル行列は、ＮB_SS×ＮA_SS行列
【００３６】
【数２】
2009526434.tif 000004
【００３７】
である。この行列は、チャネル行列ＨA→Bの部分行列、又はビーム選択用の変換されたチャネル行列の部分行列である。上付き文字「Ｈ」は、共役転置を意味し、この共役転置は、ここでは、受信機による選択に使用される。
【００３８】
ＦA／ＦBを求めることは、通常、チャネル５５０のキャパシティ及び信号対雑音比（ＳＮＲ）を最適化するために行われる。ここでは、一方の側のアンテナ／ビーム選択のみを考える。すなわち、ＦA及びＦBのうちの少なくとも一方は単位行列に等しく、ＲＦチェーンの対応する個数はアンテナの個数に等しい。
【００３９】
アンテナ選択は、送信ＲＦチェーン５０２の出力信号を選択された送信アンテナに切り換えることによって、又は選択された受信アンテナの入力信号を受信ＲＦチェーン５０１に切り換えることによって行われる。ビーム選択において、選択行列の全ての要素の大きさが０又は１のいずれかである場合には、選択５４０は、位相シフタ、スイッチ、及び線形結合器を使用してＲＦ領域で実施することができる。これについては、Sudarshan, P.、Mehta, N.B.、Molisch, A. F.、Zhang, J.著「Spatial Multiplexing and Channel Statistics-Based RF Pre-Processing for Antenna Selection」（Globecom, November 2004）を参照されたい。この文献は、参照により本明細書に援用される。
【００４０】
双方の場合において、送信信号／受信信号の変調／復調を行うのに必要とされるＲＦチェーンの個数は、利用可能な送信アンテナ／受信アンテナの総数よりも少ない。従って、システムのコストは削減される。初期アソシエーションフェーズの期間中、局は、ＲＦチェーンの個数、アンテナ素子の個数、及びアンテナ／ビーム選択のタイプについての情報を交換する。詳細には、フィードバックパケットに含まれる情報のタイプ（例えば、その情報が、使用されるアンテナのインデックスであるか、及び／又は、（瞬時の）全チャネル状態情報（ＣＳＩ）であるか、及び／又は、平均チャネル状態情報であるか）が、その時間中に送信される。或いは代替的には、フィードバックパケットの一部として送信される。
【００４１】
ＭＩＭＯアンテナ／ビーム選択のＭＡＣに基づくトレーニング方式
ＬＡＣフレーム
図５Ｃは、本発明の一実施形態によるリンクアダプテーション制御（ＬＡＣ）フレームの構造を示している。ＬＡＣマスクフィールド１２０の予備ビット１２６のうちの１つ、例えばビット１２７は、アンテナ／ビーム選択指示子（ＡＳＩ）として機能する。ＡＳＩフィールド１２７が１に設定されている場合、フィールド１３０は、後述するように、アンテナ／ビーム選択／送信機ビームフォーミング制御（ＡＳＢＦＣ）６００用に使用され、そうでない場合、フィールド１３０は従来通り使用される。すなわち、フィールド１３０は、ＭＦＢ＝１の場合にのみＭＣＳフィードバックとして機能する。従って、フィールド１３０をＡＳＢＦＣ６００用に使用するためには、ＡＳＩ及びＭＦＢの両方を１に設定することはできない。代替的には、新しい１バイトのＡＳＢＦＣフィールドをＬＡＣフレームに含めることもできる。これによれば、ＡＳＩ及びＭＦＢが同時に存在するという制約がなくなる。
【００４２】
図６Ａは、フィールド６００の構造を示している。フィールド６００は、コマンドフィールド６１０及びデータフィールド６２０を含む。コマンドフィールド６１０は、ＡＳＢＦＣ用に使用されるとき、表Ａに従って定義される。図６Ｂ〜６Ｆは、それぞれコマンドＴＸＡＳＩ、ＴＸＡＳＩ＿ＲＸ、ＡＳＦＢ、ＲＸＡＳＩ、及びＴＸＢＦＩ＿ＲＸについて定義されるコマンドビットフィールド６１２（すなわちビットＢ０〜Ｂ３）の構造を示している。ビットフィールド６１２（すなわちビットＢ０〜Ｂ３）の定義されていないビットの組み合わせは、予備としてリスト化される。
【００４３】
【表１】
2009526434.tif 000005
【００４４】
これらの５つのコマンドをより詳細に以下で説明する。データフィールド６２０は、例えば、アンテナ／ビーム選択トレーニングに使用されるサウンディングパケットの個数のようなトレーニング情報のデータを運ぶ。
【００４５】
従って、本明細書に記載するようなアンテナ／ビーム選択及びトレーニングを実行するには、ＬＡＣフレームのＬＡＣマスクフィールドのわずかな変更しか必要とされない。フィールド１３０は、ＭＦＢが必要でない時はいつでも再利用することができる。
【００４６】
ＨＴ制御フィールド
図１２に示すように、ＨＴ制御フィールド１２００は、本発明の一実施形態によるＬＡＣフィールド１２０１と、他のＨＴ制御機能に専用化することができる他の幾つかのフィールド１２０２とを含む。ＬＡＣフィールド１２０１は、高速リンクアダプテーショントレーニングプロセスを制御する。ＬＡＣフィールド１２０１は、さらに詳細に示されてもいる。アンテナ／ビーム選択を考慮しない場合、ＬＡＣフィールドは、管理アクション（management action）フレームであるＭＡ１２１０、サウンディング要求であるＴＲＱ１２２０、ＭＲＱ１２３０、ＭＲＱシーケンス番号であるＭＲＳ１２４０、ＭＦＢシーケンス番号であるＭＦＳ１２５０、及び上記ＬＡＣフレームのＭＣＳフィードバックフィールドとして機能する７ビットを有するＭＦＢ１２６０を含む。ＨＴ制御フィールドは、ＭＡＣヘッダを追加することによって、単一のＨＴ制御フレームになることができることに留意されたい。
【００４７】
従来技術のＨＴ制御フィールドは、ＭＲＳに「１１１」のビット組み合わせを定義していない。本発明では、ビット組み合わせ１１１を使用して、ＭＦＢフィールドを予約(reserve)する。すなわち、ＭＲＳの「１１１」は、ＬＡＣフレームにおけるＡＳＩのように機能する。
【００４８】
代替的には、ＬＡＣフィールド、又はＨＴ制御フィールドの予備部分のうちの１つのいずれかにおいて、予備の１ビットをＡＳＩとして使用することにより、ＭＦＢフィールドをアンテナ選択制御（ＡＳＣ）として使用する。ＡＳＣに使用されるときのＭＦＢ／ＡＳＣの構造は、データフィールドの長さが（４ビットから３ビットに）削減されることを除いて、図６のようなＡＳＢＦＣフィールド６００と同様である。代替的な一方法は、データフィールドが４ビットを維持するように、コマンドフィールドを３ビットに削減することである。この場合、表Ａの５〜７の値は、予備コマンドとして機能する。代替的な一解決法は、ＨＴ制御フィールドに新しいＡＳＣフィールド１２６０を追加すること、又は未使用バイトのうちの１つをＡＳＣフィールドとして使用することである。
【００４９】
送信アンテナ／ビーム選択トレーニング方法
送信アンテナ／ビーム選択は、送信機５１０又は受信機５２０のいずれからでも開始することができる。受信機は、通信プロセスの期間中チャネルを絶えず監視している。そのため、受信機は、チャネル品質において許容できない変化を測定した場合はいつでも、トレーニングプロセスの開始、及びアンテナサブセット又はビームステアリングの更新を行うように送信機に要求することが、概してより効率的である。
【００５０】
トレーニングプロセスは、複数の連続するサウンディングパケットを受信機へ高速に送信する。各パケットは、全ての利用可能なアンテナの種々のアンテナのサブセットについてのものである。従って、受信機は、全複素チャネル行列（full complex channel matrix）を「学習する(learn)」、すなわち推定することができ、そのチャネル行列からアンテナのサブセット又はビームステアリングを選択することができる。ＷＬＡＮチャネル５５０のゆっくりと変化する性質により、全チャネル行列は、サウンディングパケットを送信している間はほぼ不変であると仮定することができる。
【００５１】
パケット間の時間間隔は、推定される全チャネル行列にいくらかの歪みを導入する。従って、連続するサウンディングパケット間の間隔は、比較的短くすべきであり、本発明のトレーニング方式は、この要件に基づいて設計される。
【００５２】
受信機は、アンテナ／ビーム選択を行い、選択されたアンテナサブセット又はビームステアリング行列をフィードバックする。これは、本明細書で説明するように、明示的なフィードバックを有するＴＸＢＦが送信アンテナ／ビーム選択と共に実施される場合には異なる。
【００５３】
図７は、本発明の一実施形態によるＬＡＣフレームを用いるトレーニング方法の詳細を示している。以下の図では、破線は、オプショナル(optional)な転送を示す。オプショナルな転送７００において、受信機（ＳＴＡ  Ｂ）５２０は、チャネル品質を監視し、ＡＳＩ＝１及びコマンドＴＸＡＳＩ＿ＲＸを有するＬＡＣフレームを送信することによって、送信機（ＳＴＡ  Ａ）５１０に、アンテナ／ビーム選択トレーニングプロセスを開始するように要求する。
【００５４】
送信機は、ＴＸＡＳＩ＿ＲＸを受信するか否かにかかわらず、自身のＭＣＳ選択を、信頼できるＭＣＳ、例えばデフォルトのＭＣＳに設定する。次いで、ＡＳＩ＝１及びコマンドＴＸＡＳＩを有するＬＡＣフレーム７０１を送信する。このフィールドのデータ部は、トレーニング用に送信される連続するサウンディングパケットの個数を示し、ＬＡＣマスクフィールド１２０は、ＲＴＳ＝１である。
【００５５】
受信機は、このＬＡＣフレームを受信すると、ＣＴＳ＝１であるＬＡＣフレーム７０２を送信する。これは、受信機がサウンディングパケットを受信する準備ができていることを示す。また、サウンディングパケットがこのシステムで適用されない場合は、受信機は、このＬＡＣフレームにおいて、ＭＦＢ＝１を設定することができ、推奨されるＭＣＳセットを示すことができる。このＭＣＳセットは、ＭＩＭＯチャネルの全ての利用可能なデータストリームを利用し、同時に、各ストリームにおいて、最も信頼できる変調及び符号化のセットがデプロイ(deploy)される。
【００５６】
送信機は、ＣＴＳ＝１であるＬＡＣフレームを受信すると、サウンディングパケットごとに異なるアンテナのサブセットに切り換えながら、連続するサウンディングパケット７０３を送信する。「太い」線は、パケットが、いずれの方向にも他のパケットが全くない状態で、直に隣接する時刻で送信されることを示していることに留意されたい。さらに、上述したように、サウンディングパケットの個数、例えば図示するように３つは、予め定められており、パケットが送信される前に双方の局に知られている。サウンディングパケットがシステムにおいて適用されない場合、送信機は、同じ個数の連続するＰＨＹレイヤトレーニングフレームに対してＭＣＳセットを実施する。このＭＣＳセットは、ＭＩＭＯチャネルの利用可能な全てのデータストリームを利用し、同時に、各データストリームにおいて、最も信頼できる変調及び符号化のセットがデプロイされる。従って、サウンディングパケットと同様に、ＭＩＭＯチャネルの利用可能な全てのストリームのトレーニング情報が、これらの各ＰＨＹレイヤトレーニングフレームによってカバーされる。このＭＣＳセットは、送信機によって直接適用することもできるし、もし、受信機によって提示され以前に受信されたＬＡＣフレームに示されたものが存在するのであれば、そのＭＣＳに基づいて適用することもできる。送信機は、全てのトレーニングフレームを連続して送出した後、ＬＡＣフレームを送信するために以前のＭＣＳセットに再び切り換えたほうがよい。サウンディングパケットを適用しないプロセスは図７に示されておらず、以下の本文では、説明を簡単にするために、用語「サウンディングパケット」は双方の場合を表すのに使用されることに留意されたい。
【００５７】
受信機は、受信したサウンディングパケットから全チャネル行列を推定し、それに従ってアンテナ／ビーム選択を行う。適切なＭＣＳセットは、選択されたアンテナの結果に基づいて決定される。
【００５８】
受信機は、アンテナ選択の後、ＲＴＳ＝１、ＡＳＩ＝１、及びフィールドＡＳＢＦＣ６００においてコマンドＡＳＦＢを有するＬＡＣフレーム７０４を送信する。
【００５９】
送信機は、アンテナ／ビーム選択フィードバックを受信する準備ができると、最後のサウンディングパケットの送信に使用されたアンテナサブセットを使用して、ＣＴＳ＝１であるＬＡＣフレーム７０５を送信する。
【００６０】
受信機は、選択結果を含むパケット７０６を返信する。
【００６１】
受信機は、ＭＦＢ＝１であり、ＡＳＢＦＣフィールド６００が選択されたＭＣＳセットの番号を含むＬＡＣフレーム７０７を返信する。
【００６２】
送信機は、それに応じて、自身の選択されていたアンテナサブセット又はビームステアリングを更新し、新しいＭＣＳセットを適用する。
【００６３】
送信機は、所定の時間を過ぎてもＡＳＦＢを受信しない場合、以前の選択又はデフォルトの設定に戻る。次いで、新しいＭＣＳトレーニングサイクルを開始するために、ＭＲＱ＝１であるＬＡＣフレーム７０８を送信する。
【００６４】
ＷＬＡＮ  ＰＨＹレイヤの設計に基づいて、ＰＨＹレイヤパケットのシグナリング及びトレーニングのプリアンブルは、ＭＣＳセットが適用される通常のデータフィールドよりもはるかに良好に保護される。従って、たとえ選択トレーニングの１つのサウンディングパケットがエラーを伴って検出されても、そのプリアンブルは依然として正確に復号することができる。従って、アンテナ選択トレーニングは影響を受けない。
【００６５】
データパケットを送信する際、送信機は、次のデータパケットを送信する前に、ＭＡＣレイヤで定義される短いＡＣＫパケットを待つ。ＡＣＫパケットが受信されずにタイムアウトすると、送信機は前のデータパケットを再送する。送信機は、アンテナ／ビーム選択トレーニングのデータを有するサウンディングパケットを送信している間、たとえ各サウンディングパケットの送信に応答したＡＣＫを受信できなくても、連続するサウンディングパケットごとに異なるアンテナサブセットに切り換える。
【００６６】
サウンディングパケットの「喪失した」データの再送によって、サウンディングパケットの個数が増加することはない。喪失したデータは、次の利用可能なパケットがサウンディングパケットであるのか従来のパケットであるのかにかかわらず、次の利用可能なパケットで再送される。換言すれば、アンテナ／ビーム選択トレーニングプロセスは、サウンディングパケットを使用してデータを送信するプロセスと並列である。これらの２つのプロセスは、互いに独立している。代替的な一実施態様では、データは、同じアンテナセットから再送されることが必要とされるが、場合によっては異なるＭＣＳを有することが必要とされ得る。
【００６７】
サウンディングパケットがエラーを伴って受信されたが、プリアンブルは正しく受信された場合でも、受信機は、アンテナ／ビーム選択用の対応するチャネル行列をバッファリングする。しかしながら、エラーを伴って受信されたサウンディングパケットに対してＡＣＫは返答されない。
【００６８】
サウンディングパケットが（そのプリアンブルを含めて）エラーを伴って検出されるか又はすべて喪失した場合、受信機は、このアンテナ／ビーム選択トレーニングプロセスが失敗したことを知り、選択プロセスを終了する。所定の時間間隔を過ぎても、送信機がＡＳＢＦコマンドを受信機から受信しない場合、送信機は、以前に選択された若しくはデフォルトのアンテナサブセット又はビームステアリングに再び切り換える。そして、送信機は、ＭＣＳ設定を再び新しくするために、ＭＲＱ＝１であるＬＡＣフレームを送信する。
【００６９】
トレーニングプロセスの効率性及び信頼性を向上させるために、連続するサウンディングパケット間の時間間隔は、比較的短くあるべきである。従って、サウンディングパケットで送信されるデータの量は、比較的少なくあるべきである。データパケットの長さの決定は、ＭＡＣレイヤの機能を超えている。しかしながら、機能ブロックは、サウンディングパケットの必要とされるオーバーヘッド、及び異なるチャネルにおけるＭＣＳ方式を考慮して、送信されるデータの長さを決定することがでる。そのため、正味の全スループットが最適化される。
【００７０】
代替的なオプションであるが、サウンディングパケットがデータを含んでいない場合、チャネル推定は最も正確であり、トレーニングプロセス全体に必要とされる時間は削減される。従って、効率性と性能との間にはトレードオフの問題が存在する。
【００７１】
サウンディングパケットが認められておらず、実施されたＭＣＳセットを有する代替的なＰＨＹトレーニングフレーム（パケット）が（上述したように）トレーニングに適用される場合、送信機のＲＦチェーンの個数が、ＭＩＭＯチャネルによって提供されるデータストリームの最大数、すなわちチャネルランクよりも多いときに、データがＰＨＹレイヤトレーニングパケットで送信されるならば、各データストリームは、チャネルランクに等しい個数を有する独立したトレーニングシーケンスを含むべきである。トレーニングパケットがデータを含まない場合には、この個数は送信機のＲＦチェーンの個数と等しくなるべきであり、その結果、トレーニングパケットの必要な個数はそれに応じて削減される。これは、トレーニングパケットにデータを含まないことの別の潜在的な利点である。
【００７２】
送信機は、種々のサウンディングパケットのサブセットにおけるアンテナの順序付けを知っている。一方、受信機は、到着したサウンディングパケットの順序によりアンテナインデックスに単に番号を付けるだけである。従って、送信機は、アンテナ選択フィードバックを変換することができ、対応するアンテナのサブセットを選択５４０することができる。
【００７３】
選択フィードバックパケットのフォーマット及びキューイングは、種々のアンテナ／ビーム選択プロセスに基づいて変化させることができる。一例として、ＮA個のアンテナからＮA_SS個のアンテナ／ビームを選択する場合、１つのＮA×ＮA_SS行列ＦAがフィードバックされる。純粋なアンテナ選択の場合、ＦAは０及び１のみを含み、ＮA×ＮA単位行列のＮA_SS個の列の順列である。一方、ＲＦビームステアリングの場合、ＦAは位相シフト係数を含む。
【００７４】
ＬＡＣマスクフィールド１２０のＡＳＩ１２７のビット及びＭＦＢ１２５のビットは、同時に１に設定することはできない。順方向リンク（図７のＳＴＡ  ＡからＳＴＡ  Ｂ）においては、トレーニングプロセスは、新しい選択結果が設定される前にはいかなるＭＣＳ更新も必要としないので、制約条件ＭＦＢ＝０が適用される場合には影響はない。逆方向リンクにおいては、ＭＣＳフィードバックは、ＡＳＩ＝０である場合は常に、ＳＴＡ  ＡからＳＴＡ  Ｂにしか送信することができないので、ＭＦＢがアンテナ／ビーム選択トレーニングプロセスによって遅延される可能性がある。他方、ＳＴＡ  Ａにおける更新されたアンテナサブセット又はＲＦステアリングが逆方向リンクにおいても適用される場合、逆方向リンクにおいてトレーニングプロセス全体を終了する前にＭＣＳ更新を行う必要はない。概して言えば、このＡＳＩとＭＦＢとの間で潜在的に起こりえる衝突問題は、システムに影響を与えるものではない。
【００７５】
ＨＴ制御フィールドを使用するトレーニングへの拡張は容易である。図７において、「ＬＡＣ」を「ＨＴ制御フィールド」に置き換え、「ＡＳＩ＝１」を「ＭＲＳ＝１１１」に、又はＭＦＢフィールドの再利用を示すのにＡＳＩが使用される場合には「ＡＳＩ＝１」に置き換える。
【００７６】
受信アンテナ／ビーム選択トレーニングプロセス
図８は、受信機によって開始される、ＬＡＣフレームを用いる受信アンテナ／ビーム選択トレーニングプロセスを示している。受信機は、送信機から複数のサウンディングパケットを受信する。受信機は、種々のサウンディングパケットを受信すると、自身のＲＦチェーンを種々のアンテナサブセットに切り換える。これによって、受信機は、チャネル行列全体を推定することができ、アンテナ／ビーム選択を行うことができる。
【００７７】
受信機５２０は、ＡＳＩ＝１、コマンドＲＸＡＳＩを有するＬＡＣフレーム８０１を送信する。ＡＳＢＦＣフィールドのデータ部は、必要とされるサウンディングパケットの個数を含む。
【００７８】
送信選択トレーニングにおいて用いられる手法と同様に、ＬＡＣフレーム及びサウンディングパケット内のデータ（存在する場合）を一致しないＭＣＳセットから保護するために、送信機は、ＲＸＡＳＩコマンドを受信すると、ＭＣＳをリセットする。同様に、サウンディングパケットを適用することができない場合、送信機は、連続するＰＨＹレイヤトレーニングフレームに対してＭＣＳセットを実施する。このＭＣＳセットは、ＭＩＭＯチャネルの全ての利用可能なデータストリームを利用し、同時に、各データストリームにおいて、最も信頼できる変調及び符号化のセットがデプロイされる。このプロセスは、図８には示されておらず、用語「サウンディングパケット」は、双方の場合を表すのに使用される。
【００７９】
送信機５１０は、最初のＲＸＡＳＩコマンドを受信すると、ＲＴＳ＝１であるＬＡＣフレーム８０２を送信する。受信機は、ＣＴＳ＝１であるＬＡＣフレーム８０３で応答する。そして、送信機は、サウンディングパケット８０４を送信する。
【００８０】
受信機では、サウンディングパケットのプリアンブルが正しく検出される場合、たとえデータが正しく検出されなくても、アンテナ／ビーム選択を行うためにチャネル推定を続行するが、データフィールドが正しく検出されない場合には、ＡＣＫは返信されない。
【００８１】
サウンディングパケットが（そのプリアンブルを含めて）喪失された場合、受信機は、以前のアンテナサブセット又はステアリング設定に再び切り換え、対応するＭＣＳの決定を行う。
【００８２】
サウンディングパケットで喪失されたデータは、後のパケットで再送される。
【００８３】
次に、受信機は、ＭＦＢ＝１及び選択を示すＭＣＳフィードバックを有するＬＡＣフレーム８０５を送信する。
【００８４】
送信機は、最初のＲＸＡＳＩコマンドを受信すると、クロックを始動させる。ＭＣＳフィードバック８０５がタイムアウト閾値を過ぎても受信されない場合、これは現在のトレーニングプロセスがおそらく失敗したことを意味するが、送信機は、ＭＣＳ設定を再び新しくするためにＭＲＱ＝１であるＬＡＣフレーム８０６を送信する。
【００８５】
サウンディングパケットのデータ長（又はデータがないこと）、独立したトレーニングシーケンスの個数、及びＭＦＢとＡＳＩとの衝突等のその他の関連事項は、送信機アンテナ／ビーム選択の場合に採用される手法と同様に対処することができる。
【００８６】
ＨＴ制御フィールドを使用するトレーニングへの拡張は容易である。図８において、「ＬＡＣ」を「ＨＴ制御フィールド」に置き換え、「ＡＳＩ＝１」を「ＭＲＳ＝１１１」に、又はＭＦＢフィールドの再利用を示すのにＡＳＩが使用される場合には「ＡＳＩ＝１」に置き換える。
【００８７】
受信機によって開始される送信ビームフォーミング
上述したように、従来技術では、送信機しかＴＸＢＦトレーニングを開始することができない。受信機は、ステアリングされたチャネルの品質、例えば、固有ビームフォーミング方式におけるＭＩＭＯチャネル行列のステアリングされた列ベクトル間の直交性、を常に監視できるので、受信機が許容できないステアリングを検出した場合は常に、受信機がＴＸＢＦトレーニングを開始することがより効率的である場合がある。
【００８８】
本明細書に記載するような方法においては、コマンドＴＸＢＦＩ＿ＲＸを使用することによって、受信機によって開始されるトレーニングを行うことができる。
【００８９】
図９は、受信機によって開始されるＬＡＣフレームを用いたＴＸＢＦトレーニングプロセスを示している。このトレーニングプロセスは、ＲＴＳ／ＣＴＳ交換が完了しているものと仮定する。
【００９０】
受信機は、ＡＳＩ＝１及びコマンドＴＸＢＦＩ＿ＲＸを有するＬＡＣフレーム９０１を送信する。送信機は、ＴＲＱ＝１であるＬＡＣフレーム９０２で応答するか、又は図４の従来の方式のようにＴＲＱを直接送信する。受信機は、サウンディングパケット９０３を１つ送信する。送信機は、チャネルを推定し、ステアリング行列を更新し、最後に、ＭＲＱ＝１であるＬＡＣフレーム９０４で応答して、新しいＭＣＳトレーニングサイクルを開始する。
【００９１】
ＨＴ制御フィールドを使用するトレーニングへの拡張は容易である。図９において、「ＬＡＣ」を「ＨＴ制御フィールド」に置き換え、「ＡＳＩ＝１」を「ＭＲＳ＝１１１」に、又はＭＦＢフィールドの再利用を示すのにＡＳＩが使用される場合には「ＡＳＩ＝１」に置き換える。
【００９２】
アンテナ／ビーム選択のＴＸＢＦとの組み合わせ
上述したように、送信ビームフォーミング（ＴＸＢＦ）は、システムのスループット及び信頼性を増加させる別の有効な閉ループＭＩＭＯ方式である。従って、アンテナ／ビーム選択をＴＸＢＦと組み合わせることが望ましい。アンテナ／ビーム選択トレーニングプロセスは、選択結果の明示的なフィードバックを必要とする。明示的なフィードバックは通常、１つの行列である。一方、ＴＸＢＦは、明示的フィードバック又は暗黙的なフィードバックのいずれかを必要とすることに留意されたい。明示的なフィードバックでは、高スループットのＷＬＡＮで適用されるＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムにおける全てのサブキャリアのチャネル行列をフィードバックする。暗黙的なフィードバックでは、送信機は、順方向リンクのチャネル及び逆方向リンクのチャネルが相反的（reciprocal）であると仮定して、自身が逆方向リンクから推定するものに基づいて、自身のビームフォーミングステアリング行列を更新する。次に、通常はアソシエーションの際にのみ行われる較正(calibration)プロセスが、アンテナ／ビーム選択と組み合わせるときには対処される必要がある相反性（reciprocity）の仮定を実施するために必要とされる。明示的なフィードバックがＴＸＢＦトレーニングに使用されるときには、アンテナ／ビーム選択をＴＸＢＦと組み合わせることが可能である。さらに、チャネル行列全体を受信機から送信機へフィードバックすることができるので、別個のＴＸＢＦトレーニングの必要はない。送信アンテナ／ビーム選択では、送信機は、自身の選択（図７のように受信機においてではなく）、ビームフォーミング行列、及び対応するＭＣＳセットを、全てフィードバック値に基づいて計算することができる。受信機での選択では、選択は受信機において決定されて適用される。一方、ビームフォーミング行列は送信機で実行される。
【００９３】
代替的な一実施態様として、アンテナ選択及びＴＸＢＦを別個のオペレーションとして行うことも可能である。この場合、選択プロセスは、前の節で説明したように行われる。一方、ＴＸＢＦは、場合によってはアンテナ選択とは異なる間隔で、（例えば、ＴＧｎＳｙｎｃ草案仕様に記載されているように）暗黙的フィードバック方式を使用して行われる。
【００９４】
暗黙的なフィードバックがＴＸＢＦトレーニングに使用される場合、受信機は、トレーニングプロセスのいかなる大幅な変更もなくアンテナ／ビーム選択を行うことも可能である。何故ならば、送信機側の較正は、ＴＸＢＦトレーニングを行うのに十分なものだからである。
【００９５】
次に、図８のトレーニングプロセスは、図１０に示されるように対応して変更される。受信機は、ＡＳＩ＝１及びコマンドＲＸＡＳＩを有するＬＡＣフレーム１００１を送信する。送信機は、デフォルトのＭＣＳを設定し、ステアリングされていないＭＩＭＯモード、すなわち基本ＭＩＭＯモードに切り換わり、ＲＴＳ＝１であるＬＡＣフレーム１００２で返答する。受信機は、ＣＴＳ＝１であるＬＡＣフレーム１００３で応答する。これによって、送信機は、サウンディングパケット１００４を送信する。受信機は、チャネル推定及びアンテナ／ビーム選択を行い、ＡＳＩ＝１及びコマンドＴＸＢＦＩ＿ＲＸを有するＬＡＣフレーム１００５で応答する。これによって、ＴＸＢＦトレーニングプロセスが開始される。送信機は、ＴＸＢＦＩ＿ＲＸの受信時又は所定のタイムアウト閾値の後に、ＴＲＱ＝１であるＬＡＣフレーム１００６を送信してＴＸＢＦトレーニングを開始する。送信機は、ＴＸＢＦステアリング行列を更新した後、新しいＭＣＳトレーニングサイクルを開始するために、ＭＲＱ＝１であるＬＡＣフレーム１００７を送信する。
【００９６】
受信機は、対応するＭＣＳを決定することなくアンテナを選択するだけであり、選択結果を更新した後、それに続いて、送信機は、ＴＸＢＦ及びＭＣＳのトレーニングプロセスを開始することに留意されたい。
【００９７】
最後に、ＴＸＢＦトレーニングに使用される暗黙的なフィードバックでは、選択が送信機で実行される場合、較正プロセス及びアンテナ／ビーム選択トレーニングプロセスの双方が、それに応じて変更される。
【００９８】
例えば、較正において、送信機ＳＴＡ  Ａには
【００９９】
【数３】
2009526434.tif 000006
【０１００】
個の可能なアンテナサブセットが存在する。送信機は、ＲＦチェーンをアンテナの最初のサブセットに切り換え、較正プロセスを行う。次に、送信機は、ＲＦチェーンを次のアンテナサブセットに切り換え、較正を行う。このプロセスは、全てのサブセットが較正されるまで繰り返される。送信機は、対応する較正補正行列(calibration correction matrices)
【０１０１】
【数４】
2009526434.tif 000007
【０１０２】
を、その後の使用のために記憶する。
【０１０３】
通常の送信モードの期間中、アンテナサブセットｌ∈［１，ＮS］が送信に使用される場合、対応する較正行列Ｋlが送信機ＲＦチェーンにおいて適用される。アンテナ選択の期間中、アンテナサブセットが更新される度に、送信機は新しい較正行列に切り換える。
【０１０４】
図１１は、対応するトレーニングプロセスを示している。受信機は、ＡＳＩ＝１及びコマンドＴＸＡＳＩ＿ＲＸを有するＬＡＣフレーム１１０１を送信する（このステップは、図７と同様にオプショナルである）。送信機は、デフォルトのＭＣＳを設定し、ステアリングされていないＭＩＭＯモード、すなわち基本ＭＩＭＯモードに切り換わり、ＡＳＩ＝１及びＡＳＢＦＣフィールドのデータ部のパケットの個数を有するＬＡＣフレーム１１０２で返答する。受信機は、ＣＴＳ＝１であるＬＡＣフレーム１１０３で応答する。これによって、送信機は、サウンディングパケット１１０４を送信する。受信機は、チャネル推定及びアンテナ／ビーム選択を行い、上述したように、ＲＴＳ＝１である選択完了を示すＬＡＣフレーム１１０５で応答する。送信機は、最後のサウンディングパケットに対応するアンテナサブセットを維持し、ＣＴＳ＝１であるＬＡＣフレーム１１０６で応答する。受信機は、選択結果１１０７をフィードバックする。これによって、送信機は、アンテナサブセット又はステアリングを更新し、対応する較正行列を適用する。次に、送信機は、ＴＸＢＦトレーニングを開始するために、ＴＲＱ＝１であるＬＡＣフレーム１１０８を送信する。最後に、送信機は、ＴＸＢＦビームステアリングを更新した後、新しいＭＣＳトレーニングサイクルを開始するために、ＭＲＱ＝１であるＬＡＣフレーム１１０９を送信する。
【０１０５】
ＨＴ制御フィールドを使用するトレーニングへの拡張は容易である。図１１において、「ＬＡＣ」を「ＨＴ制御フィールド」に置き換え、「ＡＳＩ＝１」を「ＭＲＳ＝１１１」に、又はＭＦＢフィールドの再利用を示すのにＡＳＩが使用される場合には「ＡＳＩ＝１」に置き換える。
【０１０６】
変形形態
上述した方法は、システムがＩＥＥＥ８０２．１１ｎ標準規格に従ったＯＦＤＭシステムのように周波数選択性である場合にも適用することができる。何故ならば、純粋なアンテナ選択及びビーム選択の双方を、周波数にかかわらず実施することができるからである。ＲＦベースバンド処理は、性能利得が周波数選択性から独立しているために利点を有する。一方、純粋なアンテナ選択による利得は、周波数選択性によって平均化される傾向を有する。
【０１０７】
本明細書に記載される実施形態は、ＬＡＣフレーム及びＨＴ制御フィールドを使用する。本発明は、送信機と受信機との間の高速通信を可能にする、ＭＡＣレイヤにおいて同様に定義される任意のシグナリングフレームに使用することができる。この高速通信では、１ビット又はビットの組み合わせが、アンテナ／ビーム選択トレーニングフレームを示すために使用され、制御フレームの少なくとも７ビットの長さを有する任意の適したフィールドを、選択トレーニング情報の交換に使用することができる。このフィールドは、ＭＣＳフィードバックに使用されたフィールドから再使用されるフィールドとすることもできるし、アンテナ／ビーム選択トレーニング用のみに専用化された新しく定義されたフィールドとすることもできる。後者の場合、アンテナ／ビーム選択トレーニング及びＭＣＳフィードバックが同時に存在するという制約は必要とされない。
【０１０８】
送信機及び受信機の双方がアンテナ／ビーム選択機能を有する場合、トレーニングプロセスは、双方の側で同時に選択を行うことと比較してわずかな性能劣化で、双方の側で交互に行うことができる。さらに別の代替形態は、トレーニングパケットの個数を増加させることであり、（全てのトレーニングパケットに渡って取得される）空間ストリームの総数がパケットの完全なトレーニングに十分であることを確実にする。
【０１０９】
さらに別の代替形態は、ダミーデータ、すなわち、有用な情報を運ばないが、データ送信中の送信信号が受信機で知られているトレーニングフィールドの形を確実にもつようにする値を有するデータを送信することである。
【０１１０】
交互のサウンディングパケット及び返答パケット
図１３は、ＨＴ制御フィールドによるシグナリング又は他のＭＡＣシグナリングを使用する送信アンテナ／ビーム選択トレーニングに関する、本発明の別の実施形態を示している。基本概念は、送信機が複数のサウンディングパケット１３０１を送信し、各サウンディングパケットが、上述したように、ＭＡＣフレームにＨＴ制御フィールドを含むということである。
【０１１１】
アンテナ選択についての情報は、各サウンディングパケットで送信されるＨＴ制御フィールド（又は類似のフィールド）に含まれる。以下では、（多くの可能なものの内の）１つの特定の実施態様を説明する。
【０１１２】
アンテナの各サブセットに対して１つのサウンディングパケットが送信される。各サウンディングパケットにおいて、ＭＲＳ／ＡＳＩ１２３０は１１１に設定され、ＭＦＢ／ＡＳＢＦＣフィールド１２５０のコマンド部分６１０はＴＸＡＳＩに設定され、ＨＴ制御フィールド１２００のＭＦＢ／ＡＳＢＦＣフィールド１２５０のデータ部分６２０は、送信されるサウンディングパケットの残りの個数を示すのに使用される。代替的には、制御フィールドが、或るサウンディングパケットがアンテナ選択を目的としたサウンディングパケットシーケンスの最初（最後）であることを単に示すこともできる。
【０１１３】
受信機は、各サウンディングパケットが受信されると、対応するサウンディングパケット１３０１ごとに、ＣＳＩを含むパケット１３０２をフィードバックする。代替的には（又は付加的には）、受信機は、どのアンテナがその後使用されるべきかについての情報をフィードバックすることができる。このフィードバックは、最後のサウンディングパケットが受信された後に行われるべきである。
【０１１４】
図１４に示すように、受信機は、全てのサウンディングパケットが受信された後に、各サウンディングパケット１４０１に返答する（１４０２）ことを選択することもできる。
【０１１５】
フィードバック構造に関して、明示的な部分的ＣＳＩ、明示的なフルサイズのＣＳＩ、及びアンテナ選択結果が全て適用される可能性がある場合、選択を区別するために、さらなるシグナリングが必要とされる場合がある。１つの可能な解決法は、ＭＦＢ／ＡＳＢＦＣフィールド１２５０のコマンド部分６１０の予備のコマンドを利用することである。別の方法は、コマンド部分６１０がＡＳＦＢに設定されている場合、ＭＦＢ／ＡＳＢＦＣフィールド１２５０のデータ部分６２０を使用する。そのため、データ部分６１０は、サウンディングパケットの個数を示すのには使用されない。また、他の目的のために既に定義されているフィードバック構造を使用することもできる。
【０１１６】
同様に、図７、図１３、及び図１４に示すような種々のトレーニングプロトコルが同時に存在する場合、それらのプロトコルを区別するために、拡張されたコマンド部分６１０が必要とされる場合がある。多数の予備のコマンドがあるので、上記拡張の可能性が保証される。
【０１１７】
２つのカテゴリのサウンディングパケットを使用する交互のシグナリング及びトレーニングプロセス
図１２のＡＳＣフィールドを定義する１つの代替的な方法が、表Ｂに示される。この方法では、３ビットがコマンドサブフィールドのために使用されると共に、４ビットがデータサブフィールドのために使用される。
【０１１８】
【表２】
2009526434.tif 000008
【０１１９】
送信／受信アンテナ選択サウンディング指示コマンドでは、通常のサウンディングパケットが使用される場合、データフィールドの値は、現在のサウンディングパケットに続く残りのサウンディングパケットの個数として解釈される。ＺＬＦサウンディングフレームが使用される場合、データフィールドの値は、非ＺＬＦ＋ＨＴＣに続くＺＬＦの個数である。
【０１２０】
図１５は、２つのカテゴリのサウンディングパケットによる、送信アンテナトレーニングフレームの交換の例の信号タイミング図である。これは、表ＢのＡＳＣサブフィールドの代替の定義に基づく。図１５の例では、通常の１５０４又はＺＬＦ１５０３のいずれかである連続するサウンディングパケットは、ＳＩＦＳ１５０６によって分離され、ＭＡＣレイヤで定義される１つの送信機会（ＴＸＯＰ）１５００内で送信される。通常のサウンディングパケット１５０４を使用する場合、各サウンディングパケットは、ＨＴ制御フィールドを含む。この場合、トレーニングプロセスは、図７及び図１４のトレーニングプロセスと同様である。ＺＬＦ１５０３をサウンディングパケットとして使用する場合、ＺＬＦ（複数可）の直前の＋ＨＴＣフレーム１５０２は、表Ｂに記載するように、ＴＸＡＳＳＩを信号で伝え、（後続のＺＬＦ（複数可）を示すために、図１２における）ＺＬＦビットを設定し、後続のＺＬＦ（複数可）の個数を示す。この非ＺＬＦ＋ＨＴＣフレーム１５０２は、通常のサウンディングパケットとすることもできる。さらに、受信機がトレーニングを要求するために、ＴＸＡＳＳＲ信号を含むオプショナルのパケット１５０８を送信してもよい。さらに、受信機はチャネル推定を行った後に、ＡＳフィードバックを含むパケット１５１０を送信してもよい。
【０１２１】
通常のサウンディングパケット（複数可）及びＺＬＦ（複数可）が、アンテナ選択トレーニングのために共に使用される場合、ＺＬＦ１５０６又は連続するＺＬＦの直前の通常の（ＴＸＡＳＳＩを有する）サウンディングパケット１５０２は、自身のＺＬＦビットを設定してもよい。別のオプションは、前の通常のサウンディングパケットと後続のＺＬＦ（複数可）との間に通常の＋ＨＴＣフレームを挿入することである。このとき、当該通常の＋ＨＴＣフレームは、サウンディングパケットでなくてもよい。そして、このフレームは、ＴＸＡＳＳＩを信号で伝え、ＺＬＦビットを設定し、後続のＺＬＦ（複数可）の個数を示すべきである。
【０１２２】
図１６は、連続するサウンディングパケットを１つのＴＸＯＰ内で送信することができない場合における、送信トレーニングフレームの交換の例を示す信号タイミング図である。ＺＬＦがアンテナ選択トレーニングのために使用される場合、１つの非ＺＬＦ＋ＨＴＣフレーム１５０２を、各ＴＸＯＰ１６０２／１６０４の始まりにおいて送信してもよい。この非ＺＬＦ＋ＨＴＣフレーム１５０２は、通常のサウンディングパケットとしてもよい。この場合において、通常のサウンディングパケット（複数可）１５０４及びＺＬＦ（複数可）１５０３が、アンテナ選択トレーニングのために共に使用される場合、任意のＺＬＦ又は連続するＺＬＦは、同じＴＸＯＰ内で、ＺＬＦビットが設定され且つＴＸＡＳＳＩが設定されている非ＺＬＦ＋ＨＴＣフレーム１５０２に続くべきである。すなわち、どのＴＸＯＰの始まりにおいてもＺＬＦを送信することはできない。
【０１２３】
図１７は、２つのカテゴリのサウンディングパケットによる、受信トレーニングフレームの交換の例を示す信号タイミング図である。これは、表ＢのＡＳＣサブフィールドの代替の定義に基づく。図１７の例では、通常の１７０４又はＺＬＦ１７０３のいずれかである連続するサウンディングパケットは、１つのＴＸＯＰ１７００内で送信される。通常のサウンディングパケット１７０４を使用する場合、各サウンディングパケットは、ＨＴ制御フィールドを含む。この場合、トレーニングプロセスは、図８のトレーニングプロセスと同様である。ＺＬＦをサウンディングパケットとして使用する場合、ＺＬＦ（複数可）の直前の＋ＨＴＣフレーム１７０２は、ＲＸＡＳＳＩを信号で伝え、ＺＬＦビットを設定し、後続のＺＬＦ（複数可）の個数を示すべきである。この非ＺＬＦ＋ＨＴＣフレーム１７０２は、通常のサウンディングパケットとしてもよい。この例では、信号ＲＸＡＳＳＲを含むパケット１７０８が、推定を要求するために受信機から送信される。
【０１２４】
通常のサウンディングパケット（複数可）及びＺＬＦ（複数可）が、アンテナ選択トレーニングのために共に使用される場合、ＺＬＦ（複数可）１７０３の前の通常の（ＲＸＡＳＳＩを有する）サウンディングパケット１７０２は、ＺＬＦビットを設定してもよい。別のオプションは、前の通常のサウンディングパケットと後続のＺＬＦ（複数可）との間に通常の＋ＨＴＣフレームを挿入することである。当該通常の＋ＨＴＣフレームは、サウンディングパケットでなくてもよい。そして、このフレームは、ＲＸＡＳＳＩを信号で伝え、ＺＬＦビットを設定し、後続のＺＬＦ（複数可）の個数を示すべきである。
【０１２５】
図１８は、ＺＬＦサウンディングパケット１７０３を使用する、複数のＴＸＯＰ１８０２／１８０４における、受信トレーニングフレームの交換の一例を示す信号タイミング図である。連続するサウンディングパケットを１つのＴＸＯＰ内で送信することができない場合、送信機は、第１のＴＸＯＰ１８０２の後、通常の非ＺＬＦ＋ＨＴＣフレーム１８００を後続の各ＴＸＯＰの始まりにおいて送信しなければならない。通常の非ＺＬＦ＋ＨＴＣフレーム１８００は、アンテナ選択トレーニングのためのサウンディングパケットとして使用することはできない。これは、受信機は、自身の受信アンテナ素子を各ＴＸＯＰの始まりにおいてどのように切り換えるかを知らない場合があるためである。通常のサウンディングパケット（複数可）が後続する場合、この非ＺＬＦ＋ＨＴＣフレームは、ＲＸＡＳＳＩを信号で伝え、残りのサウンディングパケットの個数を示すべきである。ＺＬＦ（複数可）１７０３が後続する場合、フレーム１８００は、ＲＸＡＳＳＩを信号で伝え、ＺＬＦビットを設定し、後続のＺＬＦの個数を示すべきである。上記のルールは、通常のサウンディングパケット（複数可）及びＺＬＦ（複数可）が受信機アンテナ選択トレーニングのために共に使用される場合にも適用される。
【０１２６】
本発明は、本発明の１つ又は複数のサブシステムへ入力される信号の処理と、そのような信号を処理するプログラムとを含む。そのようなプログラムは通常、ＶＬＳＩに実装されるプロセッサによって記憶され実行される。プロセッサは通常、プロセッサ記憶製品(processor storage product)を含むか、又はプロセッサ記憶製品と共に動作する。プロセッサ記憶製品は、データ構造、テーブル、レコード等を含むプログラム命令を記憶する電子記憶媒体(electronic storage medium)である。記憶媒体の例は、ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ）、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、ＦＲＡＭを含む電子メモリ、又は他の任意の磁気媒体、又はプロセッサが読み取ることができる他の任意の媒体、例えばコンパクトディスク、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、テープ、光磁気ディスクである。
【０１２７】
本発明の一実施形態による電子記憶媒体は、１つのプロセッサ可読媒体又はプロセッサ可読媒体の組み合せを含み、プロセッサを制御するためのコンピュータコードデバイスを用いるソフトウェアを記憶する。プロセッサコードデバイスは、任意のインタプリット可能な又は実行可能なコードメカニズムとすることができる。このコードメカニズムは、限定はしないが、スクリプト、インタプリット可能なプログラム、ダイナミックリンクライブラリ（ＤＬＬ）、Ｊａｖａ（登録商標）クラス、及び完全な実行可能なプログラムを含む。さらに、処理の一部は、より良い性能、信頼性、及び／又はコストのために分散させてもよい。
【０１２８】
本発明を好ましい実施形態の例として説明してきたが、本発明の精神及び範囲内において他の様々な適合及び変更を行えることが理解されるべきである。従って、本発明の真の精神及び範囲内に入るような変形及び変更の全てを包含することが添付の特許請求の範囲の目的である。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】従来技術のＬＡＣフレームのブロック図である。
【図２】従来技術のＬＡＣマスクフィールドのブロック図である。
【図３】従来技術のＭＣＳトレーニングプロセスのフロー図である。
【図４】従来技術のＴＸＢＦトレーニングプロセスのフロー図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態によるＭＩＭＯシステムのブロック図である。
【図５Ｂ】本発明によるアンテナを選択するための一方法のフロー図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態によるＬＡＣフレームのブロック図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態によるＬＡＣフレームのＡＳＢＦＣフィールドのブロック図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態によるＬＡＣフレームのＡＳＢＦＣフィールドのＴＸＡＳＩコマンドのブロック図である。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態によるＬＡＣフレームのＡＳＢＦＣフィールドのＴＸＡＳＩ＿ＲＸコマンドのブロック図である。
【図６Ｄ】本発明の一実施形態によるＬＡＣフレームのＡＳＢＦＣフィールドのＡＳＦＢコマンドのブロック図である。
【図６Ｅ】本発明の一実施形態によるＬＡＣフレームのＡＳＢＦＣフィールドのＲＸＡＳＩコマンドのブロック図である。
【図６Ｆ】本発明の一実施形態によるＬＡＣフレームのＡＳＢＦＣフィールドのＴＸＢＦＩ＿ＲＸコマンドのブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態による送信アンテナ／ビーム選択のトレーニングのフロー図である。
【図８】本発明の一実施形態による受信アンテナ／ビーム選択のトレーニングのフロー図である。
【図９】本発明の一実施形態による受信機によって開始されるビームフォーミングトレーニングのフロー図である。
【図１０】本発明の一実施形態による受信アンテナ／ビーム選択とＴＸＢＦトレーニングとの組み合わせのフロー図である。
【図１１】本発明の一実施形態による送信アンテナ／ビーム選択とＴＸＢＦトレーニングとの組み合わせのフロー図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるＬＡＣフィールドを有するＨＴ制御フィールドのブロック図である。
【図１３】本発明の別の実施形態によるアンテナ／ビーム選択トレーニングのフロー図である。
【図１４】本発明の一実施形態によるアンテナ／ビーム選択トレーニングの別のフロー図である。
【図１５】本発明の一実施形態によるアンテナ／ビーム選択トレーニングの信号タイミング図である。
【図１６】本発明の別の実施形態によるアンテナ／ビーム選択トレーニングの別の信号タイミング図である。
【図１７】本発明の別の実施形態によるアンテナ／ビーム選択トレーニングの別の信号タイミング図である。
【図１８】本発明の別の実施形態によるアンテナ／ビーム選択トレーニングの別の信号タイミング図である。
【図１】
2009526434.tif 000009
【図２】
2009526434.tif 000010
【図３】
2009526434.tif 000011
【図４】
2009526434.tif 000012
【図５Ａ】
2009526434.tif 000013
【図５Ｂ】
2009526434.tif 000014
【図５Ｃ】
2009526434.tif 000015
【図６Ａ】
2009526434.tif 000016
【図６Ｂ】
2009526434.tif 000017
【図６Ｃ】
2009526434.tif 000018
【図６Ｄ】
2009526434.tif 000019
【図６Ｅ】
2009526434.tif 000020
【図６Ｆ】
2009526434.tif 000021
【図７】
2009526434.tif 000022
【図８】
2009526434.tif 000023
【図９】
2009526434.tif 000024
【図１０】
2009526434.tif 000025
【図１１】
2009526434.tif 000026
【図１２】
2009526434.tif 000027
【図１３】
2009526434.tif 000028
【図１４】
2009526434.tif 000029
【図１５】
2009526434.tif 000030
【図１６】
2009526434.tif 000031
【図１７】
2009526434.tif 000032
【図１８】
2009526434.tif 000033
【国際調査報告】
2009526434.tif 000034