(57)【要約】  本開示のいくつかの態様は、セクタスイープ時間を短縮する助けとなり得る技法を提供する。場合によっては、技法は、セクタスイーププロシージャ中の送信のためにフレームを生成することを伴い、各フレームは、装置の送信機アドレスまたは生成されるフレームの予定受信者の受信機アドレスのうちの少なくとも1つに基づいて決定されるとともに送信機アドレスまたは受信機アドレスのうちの少なくとも1つよりも少ないビットを有する、アドレスフィールドを含む。場合によっては、技法は、セクタスイーププロシージャ中に送信されるイニシエータフレームおよびレスポンダフレームに対して異なるフレームフォーマットを使用することを伴う。
2019512918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信のための装置であって、
セクタスイーププロシージャ中にワイヤレスノードから第1のフレームを取得するための第1のインターフェースと、
前記装置において観測されるような前記第1のフレームの受信信号品質に基づいて、前記第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを生成し、前記フィードバックを含む第2のフレームを生成するように構成された処理システムであって、前記第1のフレームが、第1のフレームフォーマットを有し、前記第2のフレームが、前記第1のフレームフォーマットとは異なる第2のフレームフォーマットを有する、処理システムと、
前記ワイヤレスノードへの送信のために前記第2のフレームを出力するように構成された第2のインターフェースと
を備える装置。
【請求項２】
前記第1のフレームフォーマットが、ある規格の第1のバージョンまたは複数の規格のうちの第1のファミリーによって定義され、
前記第2のフレームフォーマットが、前記規格の第2のバージョンまたは複数の規格のうちの第2のファミリーによって定義され、前記規格の前記第2のバージョンまたは複数の規格のうちの前記第2のファミリーが、前記規格の前記第1のバージョンまたは複数の規格のうちの前記第1のファミリーの後発である、
請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記第2のフレームフォーマットが、前記第1のフレームフォーマットのフレーム制御フィールドよりも少ないビットを有するフレーム制御フィールドを有する、請求項1に記載の装置。
【請求項４】
前記第2のフレームフォーマットのフレーム制御フィールドが、8ビットよりも小さい、請求項1に記載の装置。
【請求項５】
前記第2のフレームの生成が、前記装置のアドレスまたは前記ワイヤレスノードのアドレスのうちの少なくとも1つに基づいて、各第2のフレームのアドレスフィールドを生成することを備え、さらに前記生成されたアドレスフィールドが、前記第1のフレームのアドレスフィールドよりも少ないビットを有する、請求項1に記載の装置。
【請求項６】
各第2のフレームがまた、1バイト以下の長さを備えるフレーム検査シーケンス(FCS)を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項７】
各第2のフレームは持続時間フィールドがない、請求項1に記載の装置。
【請求項８】
ワイヤレス通信のための装置であって、
第1のフレームを生成するように構成された処理システムと、
セクタスイーププロシージャ中でのワイヤレスノードへの送信のために前記第1のフレームを出力するように構成された第1のインターフェースであって、前記第1のフレームの各々が、異なる送信ビームフォーミングセクタを使用する送信のために出力される、第1のインターフェースと、
送信のために前記第1のフレームを出力した後、第2のフレームを前記ワイヤレスノードから取得するように構成された第2のインターフェースであって、各第2のフレームが、前記第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを含み、前記第2のフレームが、前記第1のフレームとは異なるフォーマットを有する、第2のインターフェースとを備え、
前記処理システムが、前記フィードバックに基づいて送信ビームフォーミングセクタを決定し、前記決定されたビームフォーミング送信セクタを介して前記ワイヤレスノードと通信するようにさらに構成される、
装置。
【請求項９】
前記処理システムが、
前記第2のフレームの全長に少なくとも部分的に基づいて前記第2のフレームのタイプを識別し、
前記識別に基づいて前記第2のフレームを処理するように構成される、
請求項8に記載の装置。
【請求項１０】
前記第2のフレームが、前記第1のフレームのフレーム制御フィールドよりも少ないビットを有するフレーム制御フィールドを有し、
前記処理システムが、前記フレーム制御フィールドの中の前記ビットに少なくとも部分的に基づいて、前記第2のフレームのタイプを識別し、前記識別に基づいて前記第2のフレームを処理するように構成される、
請求項8に記載の装置。
【請求項１１】
前記第2のフレームが、8ビットよりも小さいフレーム制御フィールドを有し、
前記処理システムが、前記フレーム制御フィールドの中のビットに少なくとも部分的に基づいて前記第2のフレームのタイプを識別するように構成される、
請求項8に記載の装置。
【請求項１２】
前記第2のフレームが、前記第1のフレームのアドレスフィールドよりも少ないビットを有する、前記装置のアドレスまたは前記ワイヤレスノードのアドレスのうちの少なくとも1つに基づいて生成されたアドレスフィールドを有し、
前記処理システムが、前記装置が前記第2のフレームの予定受信者であることを、前記アドレスフィールドに基づいて確認するように構成される、
請求項8に記載の装置。
【請求項１３】
装置によるワイヤレス通信のための方法であって、
セクタスイーププロシージャ中にワイヤレスノードから第1のフレームを取得するステップと、
前記装置において観測されるような前記第1のフレームの受信信号品質に基づいて、前記第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを生成するステップと、
前記フィードバックを含む第2のフレームを生成するステップであって、前記第1のフレームが、第1のフレームフォーマットを有し、前記第2のフレームが、前記第1のフレームフォーマットとは異なる第2のフレームフォーマットを有する、ステップと、
前記ワイヤレスノードへの送信のために前記第2のフレームを出力するステップと
を備える方法。
【請求項１４】
前記第1のフレームフォーマットが、ある規格の第1のバージョンまたは複数の規格のうちの第1のファミリーによって定義され、
前記第2のフレームフォーマットが、前記規格の第2のバージョンまたは複数の規格のうちの第2のファミリーによって定義され、前記規格の前記第2のバージョンまたは複数の規格のうちの前記第2のファミリーが、前記規格の前記第1のバージョンまたは複数の規格のうちの前記第1のファミリーの後発である、
請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
前記第2のフレームフォーマットが、前記第1のフレームフォーマットのフレーム制御フィールドよりも少ないビットを有するフレーム制御フィールドを有する、請求項13に記載の方法。
【請求項１６】
前記第2のフレームフォーマットのフレーム制御フィールドが、8ビットよりも小さい、請求項13に記載の方法。
【請求項１７】
前記第2のフレームの生成が、前記装置のアドレスまたは前記ワイヤレスノードのアドレスのうちの少なくとも1つに基づいて、各第2のフレームのアドレスフィールドを生成するステップを備え、さらに前記生成されたアドレスフィールドが、前記第1のフレームのアドレスフィールドよりも少ないビットを有する、請求項13に記載の方法。
【請求項１８】
各第2のフレームがまた、1バイト以下の長さを備えるフレーム検査シーケンス(FCS)を含む、請求項13に記載の方法。
【請求項１９】
各第2のフレームは持続時間フィールドがない、請求項13に記載の方法。
【請求項２０】
装置によるワイヤレス通信のための方法であって、
第1のフレームを生成するステップと、
セクタスイーププロシージャ中でのワイヤレスノードへの送信のために前記第1のフレームを出力するステップであって、前記第1のフレームの各々が、異なる送信ビームフォーミングセクタを使用する送信のために出力される、ステップと、
送信のために前記第1のフレームを出力した後、第2のフレームを前記ワイヤレスノードから取得するステップであって、各第2のフレームが、前記第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを含み、前記第2のフレームが、前記第1のフレームとは異なるフォーマットを有する、ステップと、
前記フィードバックに基づいて送信ビームフォーミングセクタを決定するステップと、
前記決定されたビームフォーミング送信セクタを介して前記ワイヤレスノードと通信するステップと
を備える方法。
【請求項２１】
前記第2のフレームの全長に少なくとも部分的に基づいて前記第2のフレームのタイプを識別するステップと、
前記識別に基づいて前記第2のフレームを処理するステップと
をさらに備える、請求項20に記載の方法。
【請求項２２】
前記第2のフレームが、前記第1のフレームのフレーム制御フィールドよりも少ないビットを有するフレーム制御フィールドを有し、
前記方法が、前記フレーム制御フィールドの中の前記ビットに少なくとも部分的に基づいて、前記第2のフレームのタイプを識別し、前記識別に基づいて前記第2のフレームを処理するステップをさらに備える、
請求項20に記載の方法。
【請求項２３】
前記第2のフレームが、8ビットよりも小さいフレーム制御フィールドを有し、
前記方法が、前記フレーム制御フィールドの中のビットに少なくとも部分的に基づいて前記第2のフレームのタイプを識別するステップをさらに備える、
請求項20に記載の方法。
【請求項２４】
前記第2のフレームが、前記第1のフレームのアドレスフィールドよりも少ないビットを有する、前記装置のアドレスまたは前記ワイヤレスノードのアドレスのうちの少なくとも1つに基づいて生成されたアドレスフィールドを有し、
前記方法が、前記装置が前記第2のフレームの予定受信者であることを、前記アドレスフィールドに基づいて確認するステップをさらに備える、
請求項20に記載の方法。
【請求項２５】
ワイヤレス通信のための装置であって、
セクタスイーププロシージャ中にワイヤレスノードから第1のフレームを取得するための手段と、
前記装置において観測されるような前記第1のフレームの受信信号品質に基づいて、前記第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを生成するための手段と、
前記フィードバックを含む第2のフレームを生成するための手段であって、前記第1のフレームが、第1のフレームフォーマットを有し、前記第2のフレームが、前記第1のフレームフォーマットとは異なる第2のフレームフォーマットを有する、手段と、
前記ワイヤレスノードへの送信のために前記第2のフレームを出力するための手段と
を備える装置。
【請求項２６】
前記第1のフレームフォーマットが、ある規格の第1のバージョンまたは複数の規格のうちの第1のファミリーによって定義され、
前記第2のフレームフォーマットが、前記規格の第2のバージョンまたは複数の規格のうちの第2のファミリーによって定義され、前記規格の前記第2のバージョンまたは複数の規格のうちの前記第2のファミリーが、前記規格の前記第1のバージョンまたは複数の規格のうちの前記第1のファミリーの後発である、
請求項25に記載の装置。
【請求項２７】
前記第2のフレームフォーマットが、前記第1のフレームフォーマットのフレーム制御フィールドよりも少ないビットを有するフレーム制御フィールドを有する、請求項25に記載の装置。
【請求項２８】
前記第2のフレームフォーマットのフレーム制御フィールドが、8ビットよりも小さい、請求項25に記載の装置。
【請求項２９】
前記第2のフレームを生成するための手段が、前記装置のアドレスまたは前記ワイヤレスノードのアドレスのうちの少なくとも1つに基づいて、各第2のフレームのアドレスフィールドを生成するための手段を備え、さらに前記生成されたアドレスフィールドが、前記第1のフレームのアドレスフィールドよりも少ないビットを有する、請求項25に記載の装置。
【請求項３０】
各第2のフレームがまた、1バイト以下の長さを備えるフレーム検査シーケンス(FCS)を含む、請求項25に記載の装置。
【請求項３１】
各第2のフレームは持続時間フィールドがない、請求項25に記載の装置。
【請求項３２】
ワイヤレス通信のための装置であって、
第1のフレームを生成するための手段と、
セクタスイーププロシージャ中でのワイヤレスノードへの送信のために前記第1のフレームを出力するための手段であって、前記第1のフレームの各々が、異なる送信ビームフォーミングセクタを使用する送信のために出力される、手段と、
送信のために前記第1のフレームを出力した後、第2のフレームを前記ワイヤレスノードから取得するための手段であって、各第2のフレームが、前記第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを含み、前記第2のフレームが、前記第1のフレームとは異なるフォーマットを有する、手段と、
前記フィードバックに基づいて送信ビームフォーミングセクタを決定し、前記決定されたビームフォーミング送信セクタを介して前記ワイヤレスノードと通信するための手段と
を備える装置。
【請求項３３】
前記第2のフレームの全長に少なくとも部分的に基づいて前記第2のフレームのタイプを識別するための手段と、
前記識別に基づいて前記第2のフレームを処理するための手段と
をさらに備える、請求項32に記載の装置。
【請求項３４】
前記第2のフレームが、前記第1のフレームのフレーム制御フィールドよりも少ないビットを有するフレーム制御フィールドを有し、
前記装置が、前記フレーム制御フィールドの中の前記ビットに少なくとも部分的に基づいて、前記第2のフレームのタイプを識別するための手段と、前記識別に基づいて前記第2のフレームを処理するための手段とをさらに備える、
請求項32に記載の装置。
【請求項３５】
前記第2のフレームが、8ビットよりも小さいフレーム制御フィールドを有し、
前記装置が、前記フレーム制御フィールドの中のビットに少なくとも部分的に基づいて前記第2のフレームのタイプを識別するための手段をさらに備える、
請求項32に記載の装置。
【請求項３６】
前記第2のフレームが、前記第1のフレームのアドレスフィールドよりも少ないビットを有する、前記装置のアドレスまたは前記ワイヤレスノードのアドレスのうちの少なくとも1つに基づいて生成されたアドレスフィールドを有し、
前記装置が、前記装置が前記第2のフレームの予定受信者であることを、前記アドレスフィールドに基づいて確認するための手段をさらに備える、
請求項32に記載の装置。
【請求項３７】
ワイヤレス局であって、
セクタスイーププロシージャ中にワイヤレスノードから第1のフレームを受信するように構成された受信機と、
装置において観測されるような前記第1のフレームの受信信号品質に基づいて、前記第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを生成し、前記フィードバックを含む第2のフレームを生成するように構成された処理システムであって、前記第1のフレームが、第1のフレームフォーマットを有し、前記第2のフレームが、前記第1のフレームフォーマットとは異なる第2のフレームフォーマットを有する、処理システムと、
前記第2のフレームを前記ワイヤレスノードへ送信するように構成された送信機と
を備えるワイヤレス局。
【請求項３８】
ワイヤレス局であって、
第1のフレームを生成するように構成された処理システムと、
セクタスイーププロシージャ中にワイヤレスノードへ前記第1のフレームを送信するように構成された送信機であって、前記第1のフレームの各々が、異なる送信ビームフォーミングセクタを使用して送信される、送信機と、
前記第1のフレームの送信の後、第2のフレームを前記ワイヤレスノードから受信するように構成された受信機であって、各第2のフレームが、前記第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを含み、前記第2のフレームが、前記第1のフレームとは異なるフォーマットを有する、受信機とを備え、
前記処理システムが、前記フィードバックに基づいて送信ビームフォーミングセクタを決定し、前記決定されたビームフォーミング送信セクタを介して前記ワイヤレスノードと通信するようにさらに構成される、
ワイヤレス局。
【請求項３９】
装置によるワイヤレス通信のための命令を記憶したコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令が、
セクタスイーププロシージャ中にワイヤレスノードから第1のフレームを取得することと、
前記装置において観測されるような前記第1のフレームの受信信号品質に基づいて、前記第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを生成することと、
前記フィードバックを含む第2のフレームを生成することであって、前記第1のフレームが、第1のフレームフォーマットを有し、前記第2のフレームが、前記第1のフレームフォーマットとは異なる第2のフレームフォーマットを有することと、
前記ワイヤレスノードへの送信のために前記第2のフレームを出力することとを行うための命令を備える、
コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項４０】
装置によるワイヤレス通信のための命令を記憶したコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令が、
第1のフレームを生成することと、
セクタスイーププロシージャ中でのワイヤレスノードへの送信のために前記第1のフレームを出力することであって、前記第1のフレームの各々が、異なる送信ビームフォーミングセクタを使用する送信のために出力されることと、
送信のために前記第1のフレームを出力した後、第2のフレームを前記ワイヤレスノードから取得することであって、各第2のフレームが、前記第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを含み、前記第2のフレームが、前記第1のフレームとは異なるフォーマットを有することと、
前記フィードバックに基づいて送信ビームフォーミングセクタを決定することと、
前記決定されたビームフォーミング送信セクタを介して前記ワイヤレスノードと通信することとを行うための命令を備える、
コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
米国特許法第119条に基づく優先権の主張
本特許出願は、両方とも本出願の譲受人に譲渡され、その全体が本明細書によって参照により本明細書に明確に組み込まれる、2016年3月10日に出願された米国仮特許出願第62/306,629号、および2017年3月9日に出願された米国特許出願第15/455,095号の利益を主張する。
【０００２】
本開示は、一般に、ワイヤレス通信システムに関し、より詳細には、セクタスイープ時間を短縮するための技法に関する。
【背景技術】
【０００３】
60GHz帯は、大量の帯域幅および大規模な世界的重なりを特徴とする無認可帯域である。大きい帯域幅は、極めて大容量の情報がワイヤレス送信され得ることを意味する。その結果、各々が大量のデータの送信を必要とする複数の適用例が、60GHz帯辺りでのワイヤレス通信を可能にするように開発され得る。そのような適用例に対する例は、限定はしないが、ゲームコントローラ、モバイル対話型デバイス、ワイヤレス高精細TV(HDTV)、ワイヤレスドッキングステーション、ワイヤレスギガビットイーサネット、および多くの他のものを含む。
【０００４】
60GHz帯における動作により、より低い周波数と比較して、より小型のアンテナの使用が可能になる。しかしながら、より低い周波数において動作することと比較して、60GHz帯辺りの電波は大気減衰が大きく、大気ガス、雨、物体などによる、より高いレベルの吸収を受けやすく、より大きい自由空間損失をもたらす。より大きい自由空間損失は、たとえば、フェーズドアレイをなして配置された、多くの小型アンテナを使用することによって補償され得る。
【０００５】
フェーズドアレイを使用すると、複数のアンテナは、ビームフォーミングと呼ばれる、所望の方向(または、ビーム)で進行するコヒーレントビームを形成するように協調させられ得る。この方向を変化させるように、電界が回転させられてよい。結果として生じる送信は、電界に基づいて偏波させられる。受信機はまた、変化する送信極性に一致するように適応できるか、または変化する送信極性に適応できる、アンテナを含み得る。
【０００６】
ビーム形成トレーニングと呼ばれる送信アンテナおよび受信アンテナを適応させるためのプロシージャは、デバイス間のリンクを確立するために最初に実行されてよく、最良の送信ビームおよび受信ビームを使用して品質リンクを維持するために周期的に実行されてもよい。
【０００７】
あいにく、ビームフォーミングトレーニングは、トレーニング時間がデータスループットを低減するので、著しい量のオーバーヘッドを表す。送信アンテナおよび受信アンテナの数が増えてトレーニング中に評価すべきより多くのビームが生じるにつれて、トレーニング時間の量は増大する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示のいくつかの態様は、ワイヤレス通信のための装置を提供する。装置は、概して、セクタスイーププロシージャ中にワイヤレスノードから第1のフレームを取得するための第1のインターフェースと、装置において観測されるような第1のフレームの受信信号品質に基づいて、第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを生成し、フィードバックを含む第2のフレームを生成するように構成された処理システムであって、第2のフレームが、第1のフレームフォーマットとは異なるフレームフォーマットを有する、処理システムと、ワイヤレスノードへの送信のために第2のフレームを出力するように構成された第2のインターフェースとを含む。
【０００９】
本開示のいくつかの態様は、ワイヤレス通信のための装置を提供する。装置は、概して、第1のフレームを生成するように構成された処理システムと、セクタスイーププロシージャ中でのワイヤレスノードへの送信のために第1のフレームを出力するように構成された第1のインターフェースであって、第1のフレームの各々が、異なる送信ビームフォーミングセクタを使用する送信のために出力される、第1のインターフェースと、送信のために第1のフレームを出力した後、第2のフレームをワイヤレスノードから取得するように構成された第2のインターフェースであって、各第2のフレームが、第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを含み、第2のフレームが、第1のフレームとは異なるフォーマットを有する、第2のインターフェースとを含み、処理システムは、フィードバックに基づいて送信ビームフォーミングセクタを決定し、決定されたビームフォーミング送信セクタを介してワイヤレスノードと通信するようにさらに構成される。
【００１０】
本開示のいくつかの態様はまた、本明細書で説明する動作を実行するための様々な他の装置、方法、およびコンピュータ可読媒体を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示のいくつかの態様による例示的なワイヤレス通信ネットワークの図である。
【図２】本開示のいくつかの態様による例示的なアクセスポイントおよびユーザ端末のブロック図である。
【図３】本開示のいくつかの態様による例示的なワイヤレスデバイスのブロック図である。
【図４】本開示のいくつかの態様によるフレームフォーマットを利用し得る例示的なビームフォーミングトレーニングプロシージャを示す図である。
【図５】フェーズドアレイアンテナの一実装形態における信号伝搬を示す図である。
【図５Ａ】従来のセクタスイープフレームフォーマットを示す図である。
【図６】本開示のいくつかの態様によるセクタスイーププロシージャ中にフレームを生成するための装置によって実行され得る例示的な動作を示す図である。
【図６Ａ】本開示のいくつかの態様による図6に示す動作を実行することが可能な構成要素を示す図である。
【図７】本開示のいくつかの態様によるセクタスイーププロシージャ中にフレームを受信するための装置によって実行され得る例示的な動作を示す図である。
【図７Ａ】本開示のいくつかの態様による図7に示す動作を実行することが可能な構成要素を示す図である。
【図８Ａ】本開示のいくつかの態様によるセクタスイープフレームフォーマットの一例を示す図である。
【図８Ｂ】本開示のいくつかの態様による別の例示的なセクタスイープフレームフォーマットを示す図である。
【図９】本開示のいくつかの態様による表形式表現での例を示す図である。
【図１０】本開示のいくつかの態様によるセクタスイーププロシージャ中にフレームを生成するための装置によって実行され得る例示的な動作を示す図である。
【図１０Ａ】本開示のいくつかの態様による図10に示す動作を実行することが可能な構成要素を示す図である。
【図１１】本開示のいくつかの態様によるセクタスイーププロシージャ中にフレームを受信するための装置によって実行され得る例示的な動作を示す図である。
【図１１Ａ】本開示のいくつかの態様による図11に示す動作を実行することが可能な構成要素を示す図である。
【図１２Ａ】本開示のいくつかの態様によるレスポンダセクタスイープフレームフォーマットの例を示す図である。
【図１２Ｂ】本開示のいくつかの態様によるレスポンダセクタスイープフレームフォーマットの例を示す図である。
【図１２Ｃ】本開示のいくつかの態様によるレスポンダセクタスイープフレームフォーマットの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本開示の態様は、セクタスイーププロシージャ中の時間を短縮する助けとなり得る。セクタスイープフレームの長さを短縮することによって、たとえば、1つまたは複数のフィールドを圧縮または除去することによって、各セクタスイープフレームの送信時間が短縮され得る。通常、セクタスイーププロシージャにおいて複数のセクタスイープフレームが送信されるので、短縮は合成される。ステーションが数百個のステーションとともにセクタスイーププロシージャを実行し得るとすれば、各フレームの送信時間を数マイクロ秒だけでも短縮することは、数ミリ秒の全体的な短縮をもたらし得る。
【００１３】
本開示の様々な態様が、添付の図面を参照しながら以下でより十分に説明される。しかしながら、本開示は、多くの異なる形態で具現化されてよく、本開示全体にわたって提示される任意の特定の構造または機能に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの態様は、本開示が周到で完全になり、本開示の範囲を当業者に十分に伝えるように与えられる。本明細書の教示に基づいて、本開示の範囲が、本開示の任意の他の態様とは独立して実施されるにしても、そうした態様と組み合わせられて実施されるにしても、本明細書で開示する本開示の任意の態様を包含することを意図しているものとして、当業者は理解されたい。たとえば、装置は、本明細書に記載する任意の数の態様を使用して実装されてよく、またはワイヤレス通信の方法は、そうした態様を使用して実践されてもよい。加えて、本開示の範囲は、本明細書に記載する本開示の様々な態様に加えて、またはそうした態様以外に、他の構造、機能、または構造および機能を使用して実践されるような装置または方法を包含するものとする。本明細書で開示する本開示のいかなる態様も、特許請求の範囲の1つまたは複数の要素によって具現化されてよいことを理解されたい。
【００１４】
特定の態様が本明細書で説明されるが、これらの態様の多くの変形形態および置換が本開示の範囲内に入る。好ましい態様のいくつかの利益および利点が述べられるが、本開示の範囲は、特定の利益、用途、または目的に限定されるものではない。むしろ、本開示の態様は、様々なワイヤレス技術、システム構成、ネットワーク、および伝送プロトコルに広く適用可能であるものとし、そのうちのいくつかが、図において、また好ましい態様の以下の説明において例として示される。発明を実施するための形態および図面は、限定ではなく本開示の例にすぎず、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される。
【００１５】
例示的なワイヤレス通信システム
本明細書で説明する技法は、直交多重化方式に基づく通信システムを含む様々な広帯域ワイヤレス通信システムに使用され得る。そのような通信システムの例は、空間分割多元接続(SDMA)、時分割多元接続(TDMA)、直交周波数分割多元接続(OFDMA)システム、シングルキャリア周波数分割多元接続(SC-FDMA)システムなどを含む。SDMAシステムは、複数のユーザ端末に属するデータを同時に送信するために、異なる方向を十分に利用し得る。TDMAシステムは、複数のユーザ端末が送信信号を異なるタイムスロットに分割することによって同じ周波数チャネルを共有することを可能にし得、各タイムスロットは、異なるユーザ端末に割り当てられる。OFDMAシステムは、システム帯域幅全体を複数の直交サブキャリアに区分する変調技法である直交周波数分割多重(OFDM)を利用する。これらのサブキャリアは、トーン、ビンなどと呼ばれることもある。OFDMでは、各サブキャリアはデータを用いて独立に変調され得る。SC-FDMAシステムは、システム帯域幅にわたって分散されるサブキャリア上で送信するためのインターリーブFDMA(IFDMA)、隣接するサブキャリアのブロック上で送信するための局所化FDMA(LFDMA)、または隣接するサブキャリアの複数のブロック上で送信するための拡張FDMA(EFDMA)を利用し得る。概して、変調シンボルは、OFDMでは周波数領域において送られ、SC-FDMAでは時間領域において送られる。
【００１６】
本明細書の教示は、様々な有線またはワイヤレスの装置(たとえば、ノード)に組み込まれてよい(たとえば、そうした装置内に実装されるか、またはそうした装置によって実行されてもよい)。いくつかの態様では、本明細書の教示に従って実装されるワイヤレスノードは、アクセスポイントまたはアクセス端末を含んでよい。
【００１７】
アクセスポイント(「AP」)は、ノードB、無線ネットワークコントローラ(「RNC」)、発展型ノードB(eNB)、基地局コントローラ(「BSC」)、トランシーバ基地局(「BTS」)、基地局(「BS」)、トランシーバ機能(「TF」)、無線ルータ、無線トランシーバ、基本サービスセット(「BSS」)、拡張サービスセット(「ESS」)、無線基地局(「RBS」)、または何らかの他の用語を含んでよく、それらとして実装されてよく、またはそれらと呼ばれてもよい。
【００１８】
アクセス端末(「AT」)は、加入者局、加入者ユニット、移動局(MS)、リモート局、リモート端末、ユーザ端末(UT)、ユーザエージェント、ユーザデバイス、ユーザ機器(UE)、ユーザ局、または何らかの他の用語を含んでよく、それらとして実装されてよく、またはそれらと呼ばれてもよい。いくつかの実装形態では、アクセス端末は、セルラー電話、コードレス電話、セッション開始プロトコル(「SIP」)電話、ワイヤレスローカルループ(「WLL」)局、携帯情報端末(「PDA」)、ワイヤレス接続機能を有するハンドヘルドデバイス、ステーション(「STA」)、またはワイヤレスモデムに接続された何らかの他の好適な処理デバイスを含んでよい。したがって、本明細書で教示する1つまたは複数の態様は、電話(たとえば、セルラーフォンまたはスマートフォン)、コンピュータ(たとえば、ラップトップ)、タブレット、ポータブル通信デバイス、ポータブルコンピューティングデバイス(たとえば、携帯情報端末)、エンターテインメントデバイス(たとえば、音楽デバイスもしくはビデオデバイス、または衛星ラジオ)、全地球測位システム(GPS)デバイス、またはワイヤレス媒体もしくは有線媒体を介して通信するように構成されている任意の他の好適なデバイスに組み込まれてよい。いくつかの態様では、ノードはワイヤレスノードである。そのようなワイヤレスノードは、たとえば、有線通信リンクまたはワイヤレス通信リンクを介して、ネットワーク(たとえば、インターネットまたはセルラーネットワークなどのワイドエリアネットワーク)のための、またはネットワークへの接続性を提供し得る。
【００１９】
図1は、本開示の態様が実践され得る、アクセスポイントおよびユーザ端末を有する多元接続多入力多出力(MIMO)システム100を示す。
【００２０】
たとえば、アクセスポイント110またはユーザ端末120は、本明細書で説明する技法を利用してセクタスイーププロシージャ中の送信のためにフレームを生成し得る。場合によっては、ユーザ端末120はゲームコントローラなどであってよく、技法は、ゲームステーション(アクセスポイントとして働く)へのゲームコントローラの、セクタスイーププロシージャ中の送信のためにフレームを生成するように適用され得る。
【００２１】
簡単のために、1つのアクセスポイント110だけが図1に示される。アクセスポイント110は、一般に、ユーザ端末120と通信する固定局であり、基地局または何らかの他の用語として呼ばれることもある。ユーザ端末は、固定またはモバイルであってよく、移動局、ワイヤレスデバイス、または何らかの他の用語として呼ばれることもある。アクセスポイント110は、ダウンリンクおよびアップリンク上で任意の所与の瞬間において1つまたは複数のユーザ端末120と通信し得る。ダウンリンク(すなわち、順方向リンク)は、アクセスポイント110からユーザ端末120への通信リンクであり、アップリンク(すなわち、逆方向リンク)は、ユーザ端末120からアクセスポイント110への通信リンクである。ユーザ端末はまた、別のユーザ端末とピアツーピアで通信し得る。システムコントローラ130は、アクセスポイントに結合し、アクセスポイントのための協調および制御を行う。
【００２２】
以下の開示の部分は空間分割多元接続(SDMA)を介して通信することが可能なユーザ端末120を説明するが、いくつかの態様の場合、ユーザ端末120はまた、SDMAをサポートしないいくつかのユーザ端末を含んでもよい。したがって、そのような態様の場合、アクセスポイント110は、SDMAユーザ端末と非SDMAユーザ端末の両方と通信するように構成され得る。この手法は、好都合なことに、より新しいSDMAユーザ端末が適宜導入されることを可能にしながら、より古いバージョンのユーザ端末(「レガシー」ステーション)が企業に配備されたままであることを可能にして、より古いバージョンのユーザ端末の有効寿命を延ばすことができる。
【００２３】
MIMOシステム100は、ダウンリンクおよびアップリンク上でのデータ伝送のために複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナを採用する。アクセスポイント110は、Nap個のアンテナが装備され、ダウンリンク送信に対して多入力(MI)を表し、アップリンク送信に対して多出力(MO)を表す。選択されたK個のユーザ端末120のセットは、集合的に、ダウンリンク送信に対して多出力を表し、アップリンク送信に対して多入力を表す。純粋なSDMAの場合、K個のユーザ端末のためのデータシンボルストリームが、いくつかの手段によって、コード、周波数、または時間において多重化されない場合、Nap≧K≧1であることが望まれる。TDMA技法、CDMAを用いた様々なコードチャネル、OFDMを用いたサブバンドの独立セットなどを使用してデータシンボルストリームが多重化され得る場合、KはNapよりも大きくてよい。選択された各ユーザ端末は、ユーザ固有のデータをアクセスポイント110へ送信し、かつ/またはユーザ固有のデータをアクセスポイント110から受信する。概して、選択された各ユーザ端末は、1つまたは複数のアンテナ(すなわち、Nut≧1)が装備され得る。選択されたK個のユーザ端末は、同じ数または異なる数のアンテナを有することができる。
【００２４】
SDMAシステムは、時分割複信(TDD)システムまたは周波数分割複信(FDD)システムであってよい。TDDシステムの場合、ダウンリンクおよびアップリンクは、同じ周波数帯域を共有する。FDDシステムの場合、ダウンリンクおよびアップリンクは異なる周波数帯域を使用する。MIMOシステム100はまた、送信のために単一のキャリアまたは複数のキャリアを利用し得る。各ユーザ端末は、単一のアンテナが装備されてよく(たとえば、コストダウンを保持するために)、または複数のアンテナが装備されてもよい(たとえば、追加のコストがサポートされ得る場合)。送信/受信を異なるタイムスロットに分割し各タイムスロットが異なるユーザ端末120に割り当てられることによってユーザ端末120が同じ周波数チャネルを共有する場合、MIMOシステム100はまた、TDMAシステムであり得る。
【００２５】
図2は、本開示の態様が実践され得る、MIMOシステム100におけるアクセスポイント110ならびに2つのユーザ端末120mおよび120xのブロック図を示す。アクセスポイント110は、Nt個のアンテナ224a〜224tが装備される。ユーザ端末120mは、Nut,m個のアンテナ252ma〜252muが装備され、ユーザ端末120xは、Nut,x個のアンテナ252xa〜252xuが装備される。アクセスポイント110は、ダウンリンク用の送信エンティティおよびアップリンク用の受信エンティティである。各ユーザ端末120は、アップリンク用の送信エンティティおよびダウンリンク用の受信エンティティである。本明細書で使用するとき、「送信エンティティ」は、ワイヤレスチャネルを介してデータを送信することが可能な独立動作型の装置またはデバイスであり、「受信エンティティ」は、ワイヤレスチャネルを介してデータを受信することが可能な独立動作型の装置またはデバイスである。以下の説明では、下付き文字「dn」はダウンリンクを表し、下付き文字「up」はアップリンクを表し、Nup個のユーザ端末がアップリンク上の同時送信のために選択され、Ndn個のユーザ端末がダウンリンク上の同時送信のために選択され、NupはNdnに等しくてよく、または等しくなくてもよく、NupおよびNdnは静的な値であってよく、またはスケジューリング区間ごとに変化してもよい。ビームステアリングまたはいくつかの他の空間処理技法が、アクセスポイント110およびユーザ端末120において使用され得る。
【００２６】
アップリンク上で、アップリンク送信のために選択された各ユーザ端末120において、送信(TX)データプロセッサ288は、データソース286からトラフィックデータを受信し、コントローラ280から制御データを受信する。TXデータプロセッサ288は、ユーザ端末のために選択されたレートに関連するコーディングおよび変調方式に基づいてユーザ端末のためのトラフィックデータを処理(たとえば、符号化、インターリーブ、および変調)し、データシンボルストリームを提供する。TX空間プロセッサ290は、データシンボルストリームに空間処理を実行し、Nut,m個の送信シンボルストリームをNut,m個のアンテナに提供する。トランシーバ254の各送信機ユニット(TMTR)は、アップリンク信号を生成するために、それぞれの送信シンボルストリームを受信および処理(たとえば、アナログ変換、増幅、フィルタ処理、および周波数アップコンバート)する。トランシーバ254のNut,m個の送信機ユニットは、Nut,m個のアンテナ252からアクセスポイント110への送信のためにNut,m個のアップリンク信号を提供する。
【００２７】
Nup個のユーザ端末は、アップリンク上での同時送信のためにスケジュールされ得る。これらのユーザ端末の各々は、そのデータシンボルストリームに空間処理を実行し、その送信シンボルストリームのセットを、アップリンク上でアクセスポイント110へ送信する。
【００２８】
アクセスポイント110において、Nap個のアンテナ224a〜224apは、アップリンク上で送信するすべてのNup個のユーザ端末からアップリンク信号を受信する。各アンテナ224は、受信信号をトランシーバ222のそれぞれの受信機ユニット(RCVR)に提供する。トランシーバ222の各受信機ユニットは、トランシーバ254の送信機ユニットによって実行された処理と相補的な処理を実行し、受信シンボルストリームを提供する。RX空間プロセッサ240は、トランシーバ222のNap個の受信機ユニットからのNap個の受信シンボルストリームに受信機空間処理を実行し、Nup個の復元されたアップリンクデータシンボルストリームを提供する。受信機空間処理は、チャネル相関行列反転(CCMI)、最小平均2乗誤差(MMSE)、ソフト干渉消去(SIC)、またはいくつかの他の技法に従って実行される。復元された各アップリンクデータシンボルストリームは、それぞれのユーザ端末によって送信されたデータシンボルストリームの推定値である。RXデータプロセッサ242は、そのストリームのために使用されたレートに従って、復元された各アップリンクデータシンボルストリームを処理(たとえば、復調、デインターリーブ、および復号)して、復号データを取得する。ユーザ端末ごとの復号データは、記憶のためにデータシンク244に、かつ/またはさらなる処理のためにコントローラ230に提供され得る。
【００２９】
ダウンリンク上で、アクセスポイント110において、TXデータプロセッサ210は、ダウンリンク送信のためにスケジュールされたNdn個のユーザ端末用のデータソース208からトラフィックデータを受信し、コントローラ230から制御データを受信し、場合によってはスケジューラ234から他のデータを受信する。様々なタイプのデータが、異なるトランスポートチャネル上で送られてよい。TXデータプロセッサ210は、そのユーザ端末のために選択されたレートに基づいてユーザ端末ごとにトラフィックデータを処理(たとえば、符号化、インターリーブ、および変調)する。TXデータプロセッサ210は、Ndn個のユーザ端末用のNdn個のダウンリンクデータシンボルストリームを提供する。TX空間プロセッサ220は、Ndn個のダウンリンクデータシンボルストリームに空間処理(本開示で説明するようなプリコーディングまたはビームフォーミングなど)を実行し、Nap個の送信シンボルストリームをNap個のアンテナに提供する。トランシーバ222の各送信機ユニットは、それぞれの送信シンボルストリームを受信および処理して、ダウンリンク信号を生成する。トランシーバ222のNap個の送信機ユニットは、Nap個のアンテナ224からユーザ端末への送信のためにNap個のダウンリンク信号を提供する。
【００３０】
各ユーザ端末120において、Nut,m個のアンテナ252は、アクセスポイント110からNap個のダウンリンク信号を受信する。トランシーバ254の各受信機ユニットは、関連するアンテナ252からの受信信号を処理し、受信シンボルストリームを提供する。RX空間プロセッサ260は、トランシーバ254のNut,m個の受信機ユニットからのNut,m個の受信シンボルストリームに受信機空間処理を実行し、ユーザ端末のための復元されたダウンリンクデータシンボルストリームを提供する。受信機空間処理は、CCMI、MMSE、またはいくつかの他の技法に従って実行される。RXデータプロセッサ270は、復元されたダウンリンクデータシンボルストリームを処理(たとえば、復調、デインターリーブ、および復号)して、ユーザ端末のための復号データを取得する。
【００３１】
各ユーザ端末120において、チャネル推定器278は、ダウンリンクチャネル応答を推定し、チャネル利得推定値、SNR推定値、雑音分散などを含み得るダウンリンクチャネル推定値を提供する。同様に、チャネル推定器228は、アップリンクチャネル応答を推定し、アップリンクチャネル推定値を提供する。ユーザ端末ごとのコントローラ280は、通常、ユーザ端末用の空間フィルタ行列を、そのユーザ端末についてのダウンリンクチャネル応答行列Hdn,mに基づいて導出する。コントローラ230は、アクセスポイント110用の空間フィルタ行列を、実効アップリンクチャネル応答行列Hup,effに基づいて導出する。ユーザ端末ごとのコントローラ280は、フィードバック情報(たとえば、ダウンリンクおよび/またはアップリンク固有ベクトル、固有値、SNR推定値など)をアクセスポイント110へ送ってもよい。コントローラ230および280はまた、それぞれ、アクセスポイント110およびユーザ端末120における様々な処理ユニットの動作を制御する。
【００３２】
本開示のいくつかの態様によれば、図2に示す様々なプロセッサは、本明細書で説明する様々な技法を実行するように、それぞれ、アクセスポイント110および/またはユーザ端末120における動作を導き得る。
【００３３】
図3は、本開示の態様が実践され得るワイヤレスデバイス302において利用され得るとともにMIMOシステム100内で採用され得る、様々な構成要素を示す。ワイヤレスデバイス302は、本明細書で説明する様々な方法を実施するように構成され得るデバイスの一例である。ワイヤレスデバイス302は、アクセスポイント110またはユーザ端末120であってよい。
【００３４】
ワイヤレスデバイス302は、ワイヤレスデバイス302の動作を制御するプロセッサ304を含み得る。プロセッサ304は、中央処理装置(CPU)と呼ばれることもある。メモリ306は、読取り専用メモリ(ROM)とランダムアクセスメモリ(RAM)の両方を含んでよく、命令およびデータをプロセッサ304に提供する。メモリ306の一部分はまた、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)を含んでもよい。プロセッサ304は、通常、メモリ306内に記憶されたプログラム命令に基づいて論理演算および算術演算を実行する。メモリ306の中の命令は、本明細書で説明する方法を実施するように実行可能であり得る。プロセッサ304は、たとえば、セクタスイーププロシージャ中の送信のためにフレームを生成するための図6における動作600、および/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または指示し得、かつ/あるいはセクタスイーププロシージャ中にそのようなフレームを処理するための図7における動作700を実行または指示し得る。
【００３５】
ワイヤレスデバイス302はまた、ワイヤレスデバイス302と遠隔地との間のデータの送信および受信を可能にするための送信機310および受信機312を含み得るハウジング308を含んでよい。送信機310および受信機312は、トランシーバ314に組み合わせられてよい。単一または複数の送信アンテナ316が、ハウジング308に取り付けられてよく、トランシーバ314に電気的に結合されてよい。ワイヤレスデバイス302はまた、複数の送信機、複数の受信機、および複数のトランシーバを含んでよい(図示せず)。
【００３６】
ワイヤレスデバイス302はまた、トランシーバ314によって受信された信号のレベルを検出および定量化するための取組みにおいて使用され得る信号検出器318を含み得る。信号検出器318は、総エネルギー、シンボルごとのサブキャリア当りのエネルギー、電力スペクトル密度、および他の信号などの信号を検出し得る。ワイヤレスデバイス302はまた、信号を処理する際に使用するためのデジタル信号プロセッサ(DSP)320を含んでよい。
【００３７】
ワイヤレスデバイス302の様々な構成要素は、バスシステム322によって互いに結合されてよく、バスシステム322は、データバスに加えて、電力バス、制御信号バス、およびステータス信号バスを含んでよい。
【００３８】
60GHzのような高周波(たとえば、mmWave)通信システム(たとえば、IEEE規格の802.11ファミリーの802.11adバージョンおよび802.11ayバージョン)では、通信は、良好なリンクを達成するために両側においてフェーズドアレイを使用するビームフォーミング(BF:beamforming)に基づく。上記で説明したように、ビームフォーミング(BF)とは、概して、送信アンテナ設定および/または受信アンテナ設定を調整して、後続の通信に対して所望のリンクバジェットを達成するために、1対のSTAによって使用されるメカニズムを指す。ビームフォーミングトレーニングと呼ばれる送信アンテナおよび受信アンテナを適応させるためのプロシージャは、デバイス間のリンクを確立するために最初に実行されてよく、最良の送信ビームおよび受信ビームを使用して品質リンクを維持するために周期的に実行されてもよい。
【００３９】
例示的な実施形態によれば、BFトレーニングプロセスは、セクタレベルスイープ(SLS:sector level sweep)フェーズおよびビーム改善ステージを含む。SLSフェーズでは、STAのうちの1つが、イニシエータセクタスイープを行うことによってイニシエータとして働き、その後に応答局による送信セクタスイープが続く(ここで、応答局がレスポンダセクタスイープを行う)。セクタとは、概して、セクタIDに対応する送信アンテナパターン(構成)または受信アンテナパターン(構成)のいずれかを指す。上述のように、ステーションは、アンテナアレイ(たとえば、フェーズドアンテナアレイ)をなす1つまたは複数のアクティブなアンテナを含むトランシーバであってよい。
【００４０】
SLSフェーズは、通常、開始局がセクタスイープフィードバック(複数のフィードバック)を受信するとともにセクタ確認応答(ACK)を送った後に終わり、それによって、BFを確立する。イニシエータ局および応答局の各トランシーバは、異なるセクタを介したセクタスイープ(SSW:sector sweep)フレームの受信機セクタスイープ(RXSS)受信を行うために構成され、ここで、異なるセクタを介した複数のセクタスイープ(SSW)(TXSS)または指向性マルチギガビット(DMG:directional Multi-gigabit)ビーコンフレームの連続した受信と送信との間でスイープが実行され、ここで、連続した送信の間でスイープが実行される。
【００４１】
ビーム改善フェーズ中、各ステーションは、ショートビームフォーミングフレーム間スペース(SBIFS:short beamforming interframe space)区間によって分離された、送信のシーケンスをスイープすることができ、ここで、送信機または受信機におけるアンテナ構成は、送信の間で変更され得る。言い換えれば、ビーム改善とは、ステーションが送信と受信の両方に対してそのアンテナ構成(または、アンテナ重みベクトル)を改善できるプロセスである。すなわち、各アンテナはアンテナ重みベクトル(AWV:antenna weight vector)を含み、アンテナ重みベクトルは、アンテナアレイの素子ごとに励起(振幅および位相)を表す重みのベクトルさらに含む。
【００４２】
例示的なビームフォーミングトレーニングプロシージャ
図4は、上記の説明に従ってセクタスイープとその後に続くビーム改善フェーズ(BRP:beam refining phase)を使用する、ステーション(この例では、STA1およびSTA2)の間でのBFトレーニングプロシージャの一例を示す。たとえば、APまたは非AP STAは、初期リンクを確立するためにそのようなプロシージャを開始し得る。セクタスイープ中、各送信は、フレームの中で識別された(いくらかの幅の指向性ビームをカバーする)異なるセクタを使用して送られ、各STAが送信と受信の両方に対して適切なアンテナシステム設定を決定することを可能にするために、必要なシグナリングを行う。
【００４３】
図4に示すように、APが多数の素子を有するすべての場合において、使用されるセクタは幅が比較的狭く、SLS(セクタレベルスイープ)プロセスを長くさせる。指向性が強ければ強いほど、より多くのセクタが必要とされ、したがって、SLSはより長い。一例として、100個のアンテナ素子のアレイを有するAPは、100個のセクタを使用し得る。SLSは、スループット、電力消費に影響を及ぼすオーバーヘッドであり、トランスポートフローの中にギャップを誘発するので、この状況は望まれない。
【００４４】
図5は、フェーズドアレイアンテナの一実装形態における信号伝搬500を示す図である。フェーズドアレイアンテナは、同一の素子510-1〜510-4(以下で、個別に素子510と呼ばれ、または素子510と総称される)を使用する。信号が伝搬する方向は、素子510ごとにほぼ同一の利得を与えるが、素子510の位相は異なる。素子によって受けられた信号が合成されて、所望の方向で正しい利得を有するコヒーレントビームになる。アンテナ設計の追加の考慮事項は、予想される電界の方向である。送信機および/または受信機が互いに対して回転している場合、電界も方向の変化に加えて回転している。このことは、いくらかの極性を整合させるとともに極性変化の場合に他の極性または合成された極性に適応させることが可能であり得るアンテナまたはアンテナ給電を使用することによって、電界の回転を処理できる場合があるフェーズドアレイを用いて達成され得る。
【００４５】
信号の送信機の態様を決定するために、信号極性についての情報が使用され得る。信号の電力は、異なる方向に偏波させられている異なるアンテナによって測定され得る。アンテナは、アンテナが直交方向に偏波させられるように配置され得る。たとえば、第1のアンテナは、第2のアンテナに直角に配置されてよく、ここで、第1のアンテナが水平偏波させられるとともに第2のアンテナが垂直偏波させられるように、第1のアンテナは水平軸を表し、第2のアンテナは垂直軸を表す。互いに対して様々な角度で離間された追加のアンテナも含まれてよい。受信機が送信の極性を決定すると、受信機は、アンテナを受信信号に整合させることによって、受信を使用することによる性能を最適化し得る。
【００４６】
上述のように、セクタスイーププロシージャは、後続のビームフォーミング改善プロトコル(BRP:beamforming refinement protocol)も伴う、たとえば、IEEE802.11ad規格による全体的なビームフォーミング(BF)トレーニングプロセスの一部として、実行され得る。BFトレーニングプロセスは、通常、1対のミリ波ステーション、たとえば、受信機および送信機によって採用される。ステーションの各ペアリングは、それらのネットワークデバイス間での後続の通信にとって必要なリンクバジェットを達成する。したがって、BFトレーニングは、セクタスイープを使用するBFトレーニングフレーム送信の双方向シーケンスであり、各ステーションが送信と受信の両方にとって適切なアンテナシステム設定を決定することを可能にするために必要な信号を提供する。BFトレーニングの完了に成功した後、最適な受信アンテナ設定および/または送信アンテナ設定を用いてミリ波通信リンクが確立され得る。
【００４７】
セクタスイープ時間の例示的な短縮
上述のように、本開示の態様は、セクタスイーププロシージャ中の時間を短縮する助けとなり得る。セクタスイープフレーム用の圧縮フレームフォーマットを利用することによって(たとえば、1つまたは複数のフィールドから1つまたは複数のビットを圧縮または除去すること、あるいは1つまたは複数のフレームを完全に除去することによって)、各セクタスイープフレームの送信時間が短縮され得る。技法は、ゲームコントローラ、モバイルフォンなどの、セクタスイープを伴うビームフォーミングトレーニングに参加する任意のタイプのデバイスに適用され得る。
【００４８】
図5Aは、セクタスイーププロシージャにおいて使用され得る従来のセクタスイープ(SSW)フレームフォーマットを示す。図8Aおよび図8Bを参照しながら以下でより詳細に説明するように、圧縮フレームフォーマットは、図5Aに示すフィールドのうちの1つまたは複数を(たとえば、同じ情報を伝えるために、より少ないビットが使用されるように)圧縮することによって、あるいはフィールドのうちの1つまたは複数を完全に除去することによって、生成され得る。
【００４９】
図6は、本開示のいくつかの態様によるセクタスイーププロシージャ中に圧縮フレームフォーマットを使用してセクタスイープフレームを生成するための装置によって実行され得る例示的な動作600を示す。
【００５０】
動作600は、602において、セクタスイーププロシージャ中の送信のためにフレームを生成することによって開始し、各フレームは、装置の送信機アドレスまたは生成されるフレームの予定受信者の受信機アドレス(組み合わせられる)のうちの少なくとも1つに基づいて決定されるとともに送信機アドレスおよび受信機アドレスよりも少ないビットを有する、1つまたは複数のアドレスフィールドを含む。たとえば、アドレスフィールドは、送信機アドレスと受信機アドレスの両方に適用されるハッシュ関数(送信機アドレスおよび受信機アドレスを入力として用いる)を使用して生成され得、結果として生じる出力される値は、組み合わせられる送信機アドレスおよび受信機アドレスよりも少ないビット、または場合によっては、送信機アドレスもしくは受信機アドレスのいずれかよりも少ないビットを有し得る。604において、装置は、セクタスイーププロシージャ中の送信のためにフレームを出力する。
【００５１】
図7は、本開示のいくつかの態様によるセクタスイーププロシージャ中に圧縮セクタスイープフレームを処理するための装置によって実行され得る例示的な動作700を示す。言い換えれば、動作700は、上記で説明した動作600に従って圧縮セクタスイープフレームを生成するステーションとのビームフォーミングトレーニングに参加中のステーションによって実行される、相補的な動作に相当し得る。
【００５２】
動作700は、702において、セクタスイーププロシージャ中にフレームを取得することによって開始し、各フレームは、フレームの送信機の送信機アドレスおよびフレームの予定受信者の受信機アドレス(組み合わせられる)よりも少ないビットを有する1つまたは複数のアドレスフィールドを含む。704において、装置は、アドレスフィールドおよび追加情報に基づいて送信機アドレスまたは受信機アドレスのうちの少なくとも1つを決定する。706において、装置は、決定に基づいてフレームの残りの部分を処理する。
【００５３】
追加情報(追加情報がフレームの中に含まれないので、「副次」情報と見なされ得る)は、たとえば、受信機の中に記憶されている1つまたは複数の実アドレスであってよい。そのような場合、圧縮(フレームを生成するときに適用される)は、記憶されているアドレスの間で選択するようにアドレスフィールドの値を設定し得る。受信デバイスは、(受信デバイスが予定受信者であることを確認するために)アドレスフィールドの値によって示される受信機アドレスがそれ自体と一致することを検査し得る。場合によっては、追加情報は、送信機アドレスおよび受信機アドレスに基づいてアドレスフィールドの値を生成するために使用されるハッシュ値を示し得る。このようにして、受信デバイスは、どの送信機アドレスおよび受信機アドレスが(ハッシュ関数が適用されたときに)アドレスフィールドの中で受信された値をもたらしていることになるのかを決定できる場合がある。場合によっては、追加情報は、たとえば、関連付けプロシージャ中に、受信デバイスに(送信デバイスによって)提供され得る。
【００５４】
場合によっては、圧縮フレームフォーマットは、(たとえば、ハッシュ関数を適用することによって)生成されたアドレスの、装置の送信機アドレスまたは予定受信者の受信機アドレスのうちの少なくとも1つに基づいて決定されたアドレスフィールドを含み得る。受信デバイスは、それがフレームの予定受信者であることを、アドレスフィールドに基づいて確認し得る(または、少なくとも確認する助けとなり得る)。このようにして達成される圧縮の量は変化し得る。たとえば、図8Aおよび図8Bに示すように、それぞれ6バイトの送信機アドレス(TA)フィールドおよび受信機アドレス(RA)フィールドは、長さが1バイト以下の単一のフィールドを形成するように組み合わせられてよい。
【００５５】
図8Aは、本開示のいくつかの態様による例示的な圧縮セクタスイープフレームフォーマット(本明細書でオプション1と呼ぶ)を示す。圧縮セクタスイープフレームフォーマットのこの例は、フレーム長における20バイトの短縮(および、セクタスイープ時間における対応する短縮)を生み出し得る。時間短縮の一部は、ハッシュ関数を使用することによって取得され得、たとえば、6バイトの受信機アドレス(RA)および6バイトの送信アドレス(TA)、すなわち、合計96ビットのアドレスが、半バイト、すなわち、4ビットに圧縮され得る。
【００５６】
図8Aのセクタスイープフレームフォーマット例は、4バイトのフレーム検査シーケンス(FCS)フィールドが4ビットに短くされ得ることをさらに示す。概して、フレーム検査シーケンス(FCS)は、上位レイヤへのペイロードの伝搬中にデータペイロードを保護するために実施され得る。しかしながら、セクタスイープフレームにおけるエラーは上位レイヤに伝搬しないので、もっと小さい保護が適切に提供され得る。
【００５７】
場合によっては、セクタスイープフィードバックがレスポンダスイープでしか必要とされないことがあるので、場合によっては、3バイトのセクタスイープフィードバックが除去されてよい。場合によっては、セクタスイープフレームは、セクタID値とセクタスイープカウントダウン値の両方を示すセクタスイープフィールドを含むことができ、セクタスイープIDは、セクタスイープカウントダウン数に等しくてよい。そのような場合、より多くのアンテナ/RXSS長/方向に対する追加のシグナリングが必要とされなくてよい。セクタスイープIDおよびカウントダウン値は、通常、セクタスイープ(SSW)フィールドの中で搬送されるので、SSWフレーム長は、たとえば、SSWフィールドを3バイトから1バイトまたは9ビットに圧縮することによって(たとえば、セクタスイープIDおよびセクタスイープカウントダウンの両方に対して単一のセクタスイープフィールドを使用することによって)、さらに短縮され得る。場合によっては、セクタスイープフレームは、アドレスフィールドが圧縮されていることを示す値(たとえば、アドレスフィールドが送信機アドレスおよび受信機アドレスよりも少ないビットを有することを示す値を有するフレームフォーマットタイプ、たとえば、フレームフォーマットタイプの値に基づいて、圧縮アドレスフィールドが識別されてよく、識別に基づいて処理されてよい)を含み得る。場合によっては、セクタスイープフレームは廃棄されてよい(たとえば、フレームのアドレスフィールドから決定された受信機アドレスまたは送信機アドレスが、受信機または送信機のいかなるアドレスにも一致せず、たとえば、生成されたFCSが、フレームの中に含まれるFCSに一致しない)。
【００５８】
図8Bは、本開示のいくつかの態様による圧縮セクタスイープフレームフォーマット(本明細書でオプション2と呼ぶ)の別の例を示す。セクタスイープフレームフォーマット例は、長さにおける16バイトの短縮(および、セクタスイープ時間からの対応する短縮)をもたらし得る。この例では、2つの6バイトのRA/TAアドレスは、(図8Aに示す半バイトと比較して)単一のバイトに圧縮され得る。この例では、FCSは、図5Aに示す従来のフレームと同じであってよいが、セクタスイープフィードバックは除去されてよく、SSWフィールドはやはり圧縮され得る(言い換えれば、セクタスイープフレームはセクタスイープフィードバックフィールドがなくてよい)。
【００５９】
図8Cは、本開示のいくつかの態様による圧縮セクタスイープフレームフォーマット(本明細書でオプション3と呼ぶ)の別の例を示す。この例では、RA/TAアドレスは、たとえば、100ビットから20ビットへのハッシュ関数を使用して、2つの6バイトのフィールド(合計96ビット)から単一の2.5バイトのフィールド(20ビット)に圧縮され得る。関連付けられているSTAにとって、非圧縮のRAアドレスおよびTAアドレスが知られており、そのため、受信者は、知られているアドレスにハッシュ関数を適用して、結果が圧縮RA/TAアドレスフィールドの値に一致するかどうかを見ることができる。
【００６０】
場合によっては、圧縮RAおよびTAフィールドはまた、SSWフレームのスクランブラシードまたはPHYヘッダCRCに基づいてよい。スクランブラシードは、SSWプロシージャごとに、またはSSWフレームごとに異なってよい。スクランブラシードにおける依存関係は、このようにして、圧縮TA/RAフィールドを復元した後にそれ自体のRAを誤って検出したSTAが、この誤検出を繰り返さないことを確実にする助けとなり得る。もちろん、(たとえば、ハッシュ関数の出力のためにより多くのビットを使用して)圧縮の量を低減することは、誤ったRA一致に対する機会をさらに低減することがある。
【００６１】
図示したように、FCSフィールドも、たとえば、4バイトから半バイト(4ビット)に圧縮され得、そのことは、偽陽性に対して比較的小さい影響を有し得る。持続時間フィールドおよびセクタスイープフィードバックフィールドも除去されてよい(そのため、SSWフレームはこれらのフィールドがない)。したがって、1つまたは複数の場合において、第2のフレームは持続時間フィールドがない。場合によっては、たとえば、カウントダウンIDを考慮に入れて、もっと低い分解能への量子化(たとえば、1マイクロ秒よりも長く、そのため、所与の持続時間を示すためにもっと少ないビットしか使用されなくてよい)、または長さがもっと短い同じ分解能の使用(より短い最大持続時間が示され得ることを意味する)のいずれかによって、持続時間フィールドが圧縮されてよい。
【００６２】
図示したように、SSWフィールドも(たとえば、3バイトから1.5バイトに)圧縮され得る。このSSW圧縮は、たとえば、セクタ用の10ビットおよびアンテナ用の2ビットを有する12ビットのカウントダウンフィールド(または、いくつかの他の類似のタイプのビット割振り)を使用することによって、達成され得る。
【００６３】
図9は、図5Aに示す従来のフレームフォーマットに比べて図8Aおよび図8Bに示すフレームフォーマットを使用して達成され得る、セクタスイープ時間の例示的な短縮を示す。
【００６４】
図示したように、図8Aに示すオプション1を利用することによって、最大37%の短縮が達成され得、図8Bに示すオプション2を利用することは、最大15%の短縮を生み出し得る。達成される厳密な収穫は、送信時間の短縮と未検出エラーの増大確率との間のトレードオフを表し得る。さらに、セクタスイープ時間の短縮は、セクタスイープ時間を短縮する他の方法と直交し得る(たとえば、それとは無関係となり得る)。
【００６５】
セクタスイーププロシージャ中にスイープされることがある数百個のセクタがあり得るので、セクタスイーププロシージャ中に本明細書で説明する圧縮フレームフォーマットを使用するセクタスイープ時間の累積時間短縮は顕著であり得る。たとえば、比較的大型のアンテナアレイを有するデバイスは、トレーニングのために追加のセクタを使用することがあり、256個のセクタを使用する256個のアンテナを有するアクセスポイント(AP)は、セクタスイープのために4ミリ秒を費やすことがある。したがって、10個のSTAのトレーニングのための総計セクタスイープ時間は、40ミリ秒よりも大きくなり得る。したがって、各フレームの送信時間を短縮するために本明細書で説明する圧縮フレームフォーマットを利用することは、著しい性能改善をもたらし得る。
【００６６】
応答セクタスイープ時間の例示的な短縮
本開示の態様はまた、(観測された最良の受信品質に対応する方向を示す)セクタスイープフィードバックを搬送する応答セクタスイープフレームのために圧縮フレームフォーマットを利用することによって、セクタスイーププロシージャ中の時間を短縮する助けとなり得る。そのような応答セクタスイープフレームは、たとえば、イニシエータセクタスイープフレームが図8Aまたは図8Bに示すような圧縮フレームフォーマットを有することに応答して送られてよい。いずれの場合も、1つまたは複数のフィールドから1つまたは複数のビットを圧縮または除去すること(または、1つもしくは複数のフィールドを完全に除去すること)によって、各応答セクタスイープフレームの送信時間が短縮され得る。
【００６７】
場合によっては、異なるフォーマットが、レスポンダSSWフレームおよびイニシエータSSWフレームのために使用されてよく、そのことは、応答セクタスイープ持続時間を最小限に抑える助けとなり得る。図12A〜図12Cを参照しながら以下で説明するように、場合によっては、レスポンダSSWフレームは、(さらに)圧縮されたフォーマットを有し得る。フレームの様々なフィールドを圧縮することは、より短い(たとえば、長さがたった6バイトの)フレームにおけるSSWフィードバックをやはり可能にし得る。SSWフィードバックは、以前のセクタスイープからの指向性情報(たとえば、最良のセクタIDおよびアンテナID)を示し得る。
【００６８】
図10は、本開示のいくつかの態様によるセクタスイーププロシージャ中に圧縮フレームフォーマットを使用して応答セクタスイープフレームを生成するための装置によって実行され得る例示的な動作1000を示す。
【００６９】
装置によって実行される動作1000は、1002において、セクタスイーププロシージャ中にワイヤレスノードから第1のフレームを取得することによって開始する。1004において、装置は、装置において観測されるような第1のフレームの受信信号品質に基づいて、第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを生成する。1006において、装置は、フィードバックを含む第2のフレームを生成し、第2のフレームは、第1のフレームとは異なるフレームフォーマットを有する。1008において、装置は、ワイヤレスノードへの送信のために第2のフレームを出力する。
【００７０】
場合によっては、第2のフレームは、第1のフレームの制御フィールドよりも少ないビットを有するフレーム制御フィールドを有し得る。たとえば、レスポンダフレームは、新たなタイプ定義(新たなタイプのレスポンダSSWフレームのようなフレームを示す)を搬送する圧縮フレーム制御フィールドを有し得る。フレーム制御フィールドから除去されたビットは、SSWフィードバック情報のために使用されてよい。受信デバイス(たとえば、イニシエータ)は、フレームの長さ(たとえば、6バイト)およびフレーム制御フィールドの再解釈ビットを検出し得、フレーム制御フィールドの再解釈ビットは、新たなフレームタイプ定義として働く(受信デバイスが識別する助けとなる)。言い換えれば、フレームの長さは、新たなフレームタイプ定義を識別することを支援する。
【００７１】
図11は、本開示のいくつかの態様によるセクタスイーププロシージャ中に圧縮セクタスイープフレームを処理するための装置によって実行され得る例示的な動作1100を示す。言い換えれば、動作1100は、上記で説明した動作1000に従って圧縮セクタスイープフレームを生成するステーションとのビームフォーミングトレーニングに参加中のステーションによって実行される、相補的な動作に相当し得る。
【００７２】
動作1100は、1102において、第1のフレームを生成することによって開始する。1104において、装置は、セクタスイーププロシージャ中でのワイヤレスノードへの送信のために第1のフレームを出力し、第1のフレームの各々は、異なる送信ビームフォーミングセクタを使用する送信のために出力される。1106において、装置は、送信のために第1のフレームを出力した後、第2のフレームをワイヤレスノードから取得し、各第2のフレームは、第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを含み、第2のフレームは、第1のフレームとは異なるフォーマットを有する。1108において、装置は、フィードバックに基づいて送信ビームフォーミングセクタを決定する(また、決定されたビームフォーミング送信セクタを介してワイヤレスノードと通信する)。シナリオに応じて、フィードバックはすべて、同じであってよく(たとえば、同じアンテナおよび/または送信ビームフォーミングセクタを示す)、または異なってよい。
【００７３】
上述のように、本開示の態様は、セクタスイープレスポンダSTAによる使用のための新たなフレームフォーマットを提供する。図12A〜図12Cに示すように、場合によっては、新たなフレームフォーマットは、圧縮フレーム制御フィールドを有し得、レスポンダSSWフレーム用の6バイト長の特別なフレームをもたらす。図示したように、他のフィールドも圧縮され得る。たとえば、SSWフィードバックフィールドおよびSSWフィールドは3バイトから1.5バイトに圧縮されてよく、RAフィールドおよびTAフィールドは12バイトから2バイトに圧縮されてよく、FCSフィールドは4バイトから0.5バイトに圧縮されてよい。図示したように、持続時間フィールドは、圧縮または除去されてよい(たとえば、レスポンダセクタスイープの規定されたタイミングに起因して、持続時間フィールドが必要でなくてよいとき)。
【００７４】
図12Aに示すように、従来のMAC制御フィールドの16ビット(2バイト)は、(たとえば、新たなタイプ定義として働く)新たなフレームタイプフィールドに指定するためのフレームMACヘッダの最初の4ビット(0.5バイト)に圧縮されてよい。次の12ビット(1.5バイト)は、フレーム本体の一部として使用されてよい。
【００７５】
図12Bに示すように、場合によっては、これらの次の12ビットは、SSWフィードバック(たとえば、セクタスイーププロシージャのイニシエータセクタスイープ部分の間に受信されたイニシエータSSWフレームに基づいて決定された最良のセクタIDおよびアンテナID)を示すために、セクタスイープレスポンダSTAによって使用されてよい。
【００７６】
図12Cに示すように、場合によっては、フィードバックのために使用されるビット(たとえば、12ビット)は、フレーム制御フィールドを2バイトから1.5バイトに圧縮すること、4ビット圧縮を生み出すこと、ならびにRAフィールドおよびTAフィールドを(たとえば、12バイトから図12Bに示す2バイトではなく1バイトに)さらに圧縮することの組合せによって取得されてよく、フィードバックのために使用される12ビットのうちの別の8ビットを生み出す。
【００７７】
レスポンダセクタスイープ中にスイープされることがある数百個のセクタがあり得るので、本明細書で説明する圧縮レスポンダSSWフレームフォーマットを使用する累積時間短縮は顕著であり得、著しい性能改善をもたらし得る。
【００７８】
上記で説明した方法の様々な動作は、対応する機能を実行することが可能な任意の好適な手段によって実行され得る。手段は、限定はしないが、回路、特定用途向け集積回路(ASIC)、またはプロセッサを含む、様々なハードウェアおよび/またはソフトウェア構成要素および/またはモジュールを含んでよい。概して、図に示される動作がある場合、それらの動作は、同様の番号を付された対応する同等のミーンズプラスファンクション構成要素を有してよい。たとえば、図6、図7、図10、および図11に示す動作600、700、1000、および1100が図6A、図7A、図10A、および図11Aに示す手段600A、700A、1000A、および1100Aに対応してよい。
【００７９】
たとえば、受信するための手段は、図2に示す受信機(たとえば、トランシーバ222の受信機ユニット)および/もしくはアクセスポイント110のアンテナ224、または図3に示す受信機312および/もしくはアンテナ316を含み得る。処理するための手段、決定するための手段、または計算するための手段は、処理システムを含み、処理システムは、図2に示すアクセスポイント110のRXデータプロセッサ242、TXデータプロセッサ210、および/もしくはコントローラ230、または図3に描くプロセッサ304および/もしくはDSP320などの、1つまたは複数のプロセッサを含み得る。
【００８０】
場合によっては、実際にフレームを送信するのではなく、デバイスは、送信のためにフレームを出力するためのインターフェースを有してよい。たとえば、プロセッサは、送信のために無線周波数(RF)フロントエンドへ、バスインターフェースを介してフレームを出力し得る(出力するために構成され得る)。同様に、実際にフレームを受信するのではなく、デバイスは、別のデバイスから受信されたフレームを取得するためのインターフェースを有してよい。たとえば、プロセッサは、受信のためにRFフロントエンドからバスインターフェースを介してフレームを取得(または、受信)してよい。
【００８１】
いくつかの態様によれば、そのような手段は、セクタスイーププロシージャ中の送信のためにフレームを生成するための、上記で説明した様々なアルゴリズムを(たとえば、ハードウェアで、またはソフトウェア命令を実行することによって)実施することによって、対応する機能を実行するように構成された処理システムによって実装され得る。
【００８２】
本明細書で使用する「生成すること」という用語は、多種多様なアクションを包含する。たとえば、「生成すること」は、計算すること、引き起こすこと、算出すること、作成すること、決定すること、処理すること、導出すること、調査すること、作ること、製作すること、提供すること、生じさせること(giving rise to)、通じること(leading to)、もたらすこと(resulting in)、ルックアップすること(たとえば、表、データベース、または別のデータ構造の中でルックアップすること)、確認することなどを含み得る。また、「生成すること」は、受信すること(たとえば、情報を受信すること)、アクセスすること(たとえば、メモリの中のデータにアクセスすること)などを含み得る。また、「生成すること」または「生成」は、解決すること、選択すること、選ぶこと、確立することなどを含み得る。
【００８３】
本明細書で使用する「決定すること」という用語は、多種多様なアクションを包含する。たとえば、「決定すること」は、計算すること、算出すること、処理すること、導出すること、調査すること、ルックアップすること(たとえば、表、データベース、または別のデータ構造の中でルックアップすること)、確認することなどを含み得る。また、「決定すること」は、受信すること(たとえば、情報を受信すること)、アクセスすること(たとえば、メモリの中のデータにアクセスすること)などを含み得る。また、「決定すること」は、解決すること、選択すること、選ぶこと、確立することなどを含み得る。また、「決定すること」は、測定すること、推定することなどを含み得る。
【００８４】
本明細書で使用するとき、項目の列挙「のうちの少なくとも1つ」に言及する句は、単一のメンバーを含む、それらの項目の任意の組合せを指す。一例として、「a、b、またはcのうちの少なくとも1つ」は、a、b、c、a-b、a-c、b-c、およびa-b-c、ならびに複数の同じメンバーを含む任意のそのような列挙(たとえば、aa、bb、またはccを含む任意の列挙)をカバーするものとする。
【００８５】
本開示に関して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、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)もしくは他のプログラマブル論理デバイス(PLD)、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、または本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実装または実行され得る。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、任意の市販のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであってもよい。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とマイクロプロセッサとの組合せ、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。
【００８６】
本開示に関して説明した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、当技術分野で既知の任意の形態の記憶媒体の中に存在し得る。使用され得る記憶媒体のいくつかの例は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、フラッシュメモリ、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などを含む。ソフトウェアモジュールは、単一の命令、または多数の命令を含んでよく、いくつかの異なるコードセグメントにわたって、異なるプログラム間で、また複数の記憶媒体にわたって分散されてよい。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ができ、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てよい。代替として、記憶媒体はプロセッサと一体化されてもよい。
【００８７】
本明細書で開示した方法は、説明した方法を実現するための1つまたは複数のステップまたはアクションを含み得る。方法ステップおよび/または方法アクションは、特許請求の範囲から逸脱することなく互いに入れ替えてよい。言い換えれば、ステップまたはアクションの特定の順序が規定されない限り、特定のステップおよび/またはアクションの順序および/または使用は、特許請求の範囲から逸脱することなく変更されてよい。
【００８８】
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で実装され得る。ハードウェアで実装される場合、例示的なハードウェア構成は、ワイヤレスノードの中の処理システムを含み得る。処理システムは、バスアーキテクチャを用いて実装され得る。バスは、処理システムの特定の適用例および全体的な設計制約に応じて、任意の数の相互接続バスおよびブリッジを含んでよい。バスは、プロセッサ、機械可読媒体、およびバスインターフェースを含む様々な回路を互いにリンクし得る。バスインターフェースは、バスを介して、とりわけ、処理システムにネットワークアダプタを接続するために使用され得る。ネットワークアダプタは、PHY層の信号処理機能を実施するために使用され得る。ユーザ端末120(図1参照)の場合、ユーザインターフェース(たとえば、キーパッド、ディスプレイ、マウス、ジョイスティックなど)も、バスに接続され得る。バスはまた、当技術分野でよく知られており、したがって、これ以上説明することはない、タイミングソース、周辺装置、電圧調整器、電力管理回路などの、様々な他の回路をリンクし得る。
【００８９】
プロセッサは、機械可読媒体に記憶されたソフトウェアの実行を含む、バスおよび一般的な処理を管理する役割を担い得る。プロセッサは、1つまたは複数の汎用プロセッサおよび/または専用プロセッサを用いて実装され得る。例は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、DSPプロセッサ、およびソフトウェアを実行できる他の回路を含む。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、またはその他の名称で呼ばれるかどうかにかかわらず、命令、データ、またはそれらの任意の組合せを意味するように広く解釈されるべきである。機械可読媒体は、例として、RAM(ランダムアクセスメモリ)、フラッシュメモリ、ROM(読取り専用メモリ)、PROM(プログラマブル読取り専用メモリ)、EPROM(消去可能プログラマブル読取り専用メモリ)、EEPROM(電気的消去可能プログラマブル読取り専用メモリ)、レジスタ、磁気ディスク、光ディスク、ハードドライブ、もしくは任意の他の好適な記憶媒体、またはそれらの任意の組合せを含み得る。機械可読媒体は、コンピュータプログラム製品に組み入れられてよい。コンピュータプログラム製品は、パッケージング材料を含んでよい。
【００９０】
ハードウェア実装形態では、機械可読媒体は、プロセッサとは別個の処理システムの一部であってよい。ただし、当業者が容易に理解するように、機械可読媒体またはその任意の部分は、処理システムの外部にあってよい。例として、機械可読媒体は、伝送線路、データによって変調された搬送波、および/またはワイヤレスノードとは別個のコンピュータ製品を含んでよく、それらのすべてが、プロセッサによってバスインターフェースを通じてアクセスされ得る。代替または追加として、機械可読媒体またはその任意の部分は、キャッシュおよび/または汎用レジスタファイルを有し得る場合のようなプロセッサに統合され得る。
【００９１】
処理システムは、すべてが外部バスアーキテクチャを通じて他のサポート回路と互いにリンクされる、プロセッサ機能を提供する1つまたは複数のマイクロプロセッサと、機械可読媒体の少なくとも一部分を提供する外部メモリとを有する汎用処理システムとして構成され得る。代替として、処理システムは、プロセッサを有するASIC(特定用途向け集積回路)、バスインターフェース、ユーザインターフェース(アクセス端末の場合)、サポート回路、単一のチップに統合された機械可読媒体の少なくとも一部分を用いて、あるいは1つまたは複数のFPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)、PLD(プログラマブル論理デバイス)、コントローラ、ステートマシン、ゲート論理、個別ハードウェア構成要素、もしくは任意の他の好適な回路、または本開示全体にわたって説明した様々な機能を実行できる回路の任意の組合せを用いて実装され得る。当業者は、特定の適用例およびシステム全体に課せられた全体的な設計制約に応じて処理システムについて説明した機能を最良に実装する方法を認識するであろう。
【００９２】
機械可読媒体は、いくつかのソフトウェアモジュールを含んでよい。ソフトウェアモジュールは、プロセッサによって実行されたとき、処理システムに様々な機能を実行させる命令を含む。ソフトウェアモジュールは、送信モジュールおよび受信モジュールを含んでよい。各ソフトウェアモジュールは、単一の記憶デバイスの中に常駐してよく、または複数の記憶デバイスにわたって分散されてもよい。例として、ソフトウェアモジュールは、トリガイベントが発生したとき、ハードドライブからRAMの中にロードされ得る。ソフトウェアモジュールの実行中、プロセッサは、アクセス速度を高めるために、命令のうちのいくつかをキャッシュにロードし得る。1つまたは複数のキャッシュラインが、次いで、プロセッサが実行するために汎用レジスタファイルにロードされ得る。以下でソフトウェアモジュールの機能に言及するとき、そのソフトウェアモジュールからの命令を実行したとき、そのような機能がプロセッサによって実施されることが理解されよう。
【００９３】
ソフトウェアで実装される場合、機能は、1つまた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転送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによりアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であってよい。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もしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気記憶デバイス、またはプログラムコードを命令もしくはデータ構造の形態で搬送もしくは記憶するために使用され得るとともに、コンピュータ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、任意の接続も厳密にはコンピュータ可読媒体と呼ばれる。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、デジタル加入者回線(DSL)、または赤外線(IR)、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用して、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、DSL、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術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(登録商標)ディスク(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピー(登録商標)ディスク(disk)、およびブルーレイ(登録商標)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。したがって、いくつかの態様では、コンピュータ可読媒体は、非一時的コンピュータ可読媒体(たとえば、有形媒体)を含んでよい。加えて、他の態様の場合、コンピュータ可読媒体は、一時的コンピュータ可読媒体(たとえば、信号)を備えてよい。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるものとする。
【００９４】
したがって、いくつかの態様は、本明細書で提示した動作を実施するためのコンピュータプログラム製品を含んでよい。たとえば、そのようなコンピュータプログラム製品は、命令がその上に記憶(および/または、符号化)されたコンピュータ可読媒体を含んでよく、命令は、本明細書で説明した動作を実施するように1つまたは複数のプロセッサによって実行可能である。いくつかの態様の場合、コンピュータプログラム製品はパッケージング材料を含んでよい。
【００９５】
さらに、本明細書で説明した方法および技法を実施するためのモジュールおよび/または他の適切な手段が、適用可能な場合、ユーザ端末および/もしくは基地局によってダウンロードされ、かつ/または他の方法で取得され得ることを諒解されたい。たとえば、そのようなデバイスは、本明細書で説明した方法を実行するための手段の転送を容易にするために、サーバに結合され得る。代替として、本明細書で説明した様々な方法は、ユーザ端末および/または基地局が記憶手段をデバイスに結合または提供すると様々な方法を取得できるように、記憶手段(たとえば、RAM、ROM、コンパクトディスク(CD)またはフロッピー(登録商標)ディスクなどの物理的記憶媒体など)を介して提供され得る。その上、本明細書で説明した方法および技法をデバイスに提供するための任意の他の好適な技法が利用され得る。
【００９６】
特許請求の範囲が、上記で例示した正確な構成および構成要素に限定されないことを理解されたい。特許請求の範囲から逸脱することなく、上記で説明した方法および装置の構成、動作、および詳細において様々な修正、変更、および変形が行われてよい。
【符号の説明】
【００９７】
100  MIMOシステム
110  アクセスポイント(AP)
120  ユーザ端末
130  システムコントローラ
208  データソース
210  TXデータプロセッサ
220  TX空間プロセッサ
222  トランシーバ
224  アンテナ
228  チャネル推定器
230  コントローラ
232  メモリ
234  スケジューラ
240  RX空間プロセッサ
242  RXデータプロセッサ
244  データシンク
252  アンテナ
254  トランシーバ
260  RX空間プロセッサ
270  RXデータプロセッサ
272  データシンク
278  チャネル推定器
280  コントローラ
282  メモリ
286  データソース
288  TXデータプロセッサ
290  TX空間プロセッサ
302  ワイヤレスデバイス
304  プロセッサ
306  メモリ
308  ハウジング
310  送信機
312  受信機
314  トランシーバ
316  送信アンテナ
318  信号検出器
320  デジタル信号プロセッサ(DSP)
322  バスシステム
500  信号伝搬
510  素子
600、700、1000、1100  動作
600A、700A、1000A、1100A  手段
【図１】
2019512918.tif 000003
【図２】
2019512918.tif 000004
【図３】
2019512918.tif 000005
【図４】
2019512918.tif 000006
【図５】
2019512918.tif 000007
【図５Ａ】
2019512918.tif 000008
【図６】
2019512918.tif 000009
【図６Ａ】
2019512918.tif 000010
【図７】
2019512918.tif 000011
【図７Ａ】
2019512918.tif 000012
【図８Ａ】
2019512918.tif 000013
【図８Ｂ】
2019512918.tif 000014
【図９】
2019512918.tif 000015
【図１０】
2019512918.tif 000016
【図１０Ａ】
2019512918.tif 000017
【図１１】
2019512918.tif 000018
【図１１Ａ】
2019512918.tif 000019
【図１２Ａ】
2019512918.tif 000020
【図１２Ｂ】
2019512918.tif 000021
【図１２Ｃ】
2019512918.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月13日(2018.12.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信のための装置であって、
セクタスイーププロシージャ中にワイヤレスノードから第1のフレームを取得するための第1のインターフェースと、
前記装置において観測されるような前記第1のフレームの受信信号品質に基づいて、前記第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを生成し、前記フィードバックを含む第2のフレームを生成するように構成された処理システムであって、前記第1のフレームが、第1のフレームフォーマットを有し、前記第2のフレームが、前記第1のフレームフォーマットとは異なる第2のフレームフォーマットを有する、処理システムと、
前記ワイヤレスノードへの送信のために前記第2のフレームを出力するように構成された第2のインターフェースと
を備え、
前記第2のフレームフォーマットが、前記第1のフレームフォーマットのフレーム制御フィールドよりも少ないビットを有するフレーム制御フィールドを有する、装置。
【請求項２】
前記第2のフレームフォーマットの前記フレーム制御フィールドが、8ビットよりも小さい、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記第2のフレームの生成が、前記装置のアドレスまたは前記ワイヤレスノードのアドレスのうちの少なくとも1つに基づいて、各第2のフレームのアドレスフィールドを生成することを備え、さらに前記生成されたアドレスフィールドが、前記第1のフレームのアドレスフィールドよりも少ないビットを有する、請求項1に記載の装置。
【請求項４】
各第2のフレームは持続時間フィールドがない、請求項1に記載の装置。
【請求項５】
ワイヤレス通信のための装置であって、
第1のフレームを生成するように構成された処理システムと、
セクタスイーププロシージャ中でのワイヤレスノードへの送信のために前記第1のフレームを出力するように構成された第1のインターフェースであって、前記第1のフレームの各々が、異なる送信ビームフォーミングセクタを使用する送信のために出力される、第1のインターフェースと、
送信のために前記第1のフレームを出力した後、第2のフレームを前記ワイヤレスノードから取得するように構成された第2のインターフェースであって、各第2のフレームが、前記第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを含み、前記第2のフレームが、前記第1のフレームとは異なるフォーマットを有する、第2のインターフェースとを備え、
前記処理システムが、前記フィードバックに基づいて送信ビームフォーミングセクタを決定し、前記決定されたビームフォーミング送信セクタを介して前記ワイヤレスノードと通信するようにさらに構成され、
前記処理システムが、
前記第2のフレームの全長に少なくとも部分的に基づいて前記第2のフレームのタイプを識別し、
前記識別に基づいて前記第2のフレームを処理するようにさらに構成される、
装置。
【請求項６】
前記第2のフレームが、前記第1のフレームのアドレスフィールドよりも少ないビットを有する、前記装置のアドレスまたは前記ワイヤレスノードのアドレスのうちの少なくとも1つに基づいて生成されたアドレスフィールドを有し、
前記処理システムが、前記装置が前記第2のフレームの予定受信者であることを、前記アドレスフィールドに基づいて確認するように構成される、
請求項5に記載の装置。
【請求項７】
前記第1のフレームを受信するように構成された受信機と、
前記第2のフレームを前記ワイヤレスノードへ送信するように構成された送信機と
をさらに備え、ワイヤレス局として構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも1つのアンテナをさらに備え、
前記第1のインターフェースが、前記少なくとも1つのアンテナを介した送信のために前記第1のフレームを出力するように構成され、
前記第2のインターフェースが、前記少なくとも1つのアンテナを介して前記第2のフレームを取得するように構成され、
前記装置がワイヤレス局として構成される、請求項5に記載の装置。
【請求項９】
ワイヤレス通信のための装置であって、
セクタスイーププロシージャ中にワイヤレスノードから第1のフレームを取得するための第1のインターフェースと、
前記装置において観測されるような前記第1のフレームの受信信号品質に基づいて、前記第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを生成し、前記フィードバックを含む第2のフレームを生成するように構成された処理システムであって、前記第1のフレームが、第1のフレームフォーマットを有し、前記第2のフレームが、前記第1のフレームフォーマットとは異なる第2のフレームフォーマットを有する、処理システムと、
前記ワイヤレスノードへの送信のために前記第2のフレームを出力するように構成された第2のインターフェースと
を備え、
前記第2のフレームフォーマットのフレーム制御フィールドが、8ビットよりも小さい、装置。
【請求項１０】
前記フレーム制御フィールドが、第1のフレームフォーマットのフレーム制御フィールドよりも少ないビットを有する、請求項1に記載の装置。
【請求項１１】
各第2のフレームは持続時間フィールドがない、請求項1に記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも1つのアンテナをさらに備え、前記少なくとも1つのアンテナを介して、前記第1のフレームが取得されるとともに、前記第2のフレームが送信のために出力され、前記装置がワイヤレス局として構成される、請求項9に記載の装置。
【請求項１３】
ワイヤレス通信のための装置であって、
セクタスイーププロシージャ中にワイヤレスノードから第1のフレームを取得するための第1のインターフェースと、
前記装置において観測されるような前記第1のフレームの受信信号品質に基づいて、前記第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを生成し、前記フィードバックを含む第2のフレームを生成するように構成された処理システムであって、前記第1のフレームが、第1のフレームフォーマットを有し、前記第2のフレームが、前記第1のフレームフォーマットとは異なる第2のフレームフォーマットを有する、処理システムと、
前記ワイヤレスノードへの送信のために前記第2のフレームを出力するように構成された第2のインターフェースと
を備え、
各第2のフレームがまた、1バイト以下の長さを備えるフレーム検査シーケンス(FCS)を含む、装置。
【請求項１４】
少なくとも1つのアンテナをさらに備え、前記少なくとも1つのアンテナを介して、前記第1のフレームが取得されるとともに、前記第2のフレームが送信のために出力され、前記装置がワイヤレス局として構成される、請求項13に記載の装置。
【請求項１５】
ワイヤレス通信のための装置であって、
セクタスイーププロシージャ中にワイヤレスノードから第1のフレームを取得するための第1のインターフェースと、
前記装置において観測されるような前記第1のフレームの受信信号品質に基づいて、前記第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを生成し、前記フィードバックを含む第2のフレームを生成するように構成された処理システムであって、前記第1のフレームが、第1のフレームフォーマットを有し、前記第2のフレームが、前記第1のフレームフォーマットとは異なる第2のフレームフォーマットを有する、処理システムと、
前記ワイヤレスノードへの送信のために前記第2のフレームを出力するように構成された第2のインターフェースと
を備え、
各第2のフレームは持続時間フィールドがない、装置。
【請求項１６】
前記第2のフレームフォーマットが、前記第1のフレームフォーマットのフレーム制御フィールドよりも少ないビットを有するフレーム制御フィールドを有する、請求項15に記載の装置。
【請求項１７】
前記第2のフレームフォーマットのフレーム制御フィールドが、8ビットよりも小さい、請求項15に記載の装置。
【請求項１８】
少なくとも1つのアンテナをさらに備え、前記少なくとも1つのアンテナを介して、前記第1のフレームが取得されるとともに、前記第2のフレームが送信のために出力され、前記装置がワイヤレス局として構成される、請求項15に記載の装置。
【請求項１９】
ワイヤレス通信のための装置であって、
第1のフレームを生成するように構成された処理システムと、
セクタスイーププロシージャ中でのワイヤレスノードへの送信のために前記第1のフレームを出力するように構成された第1のインターフェースであって、前記第1のフレームの各々が、異なる送信ビームフォーミングセクタを使用する送信のために出力される、第1のインターフェースと、
送信のために前記第1のフレームを出力した後、第2のフレームを前記ワイヤレスノードから取得するように構成された第2のインターフェースであって、各第2のフレームが、前記第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを含み、前記第2のフレームが、前記第1のフレームとは異なるフォーマットを有する、第2のインターフェースとを備え、
前記処理システムが、前記フィードバックに基づいて送信ビームフォーミングセクタを決定し、前記決定されたビームフォーミング送信セクタを介して前記ワイヤレスノードと通信するようにさらに構成され、
前記第2のフレームが、前記第1のフレームのフレーム制御フィールドよりも少ないビットを有するフレーム制御フィールドを有し、
前記処理システムが、前記フレーム制御フィールド中のビットに少なくとも部分的に基づいて前記第2のフレームのタイプを識別するとともに、前記識別に基づいて前記第2のフレームを処理するようにさらに構成される、装置。
【請求項２０】
少なくとも1つのアンテナをさらに備え、前記少なくとも1つのアンテナを介して、前記第1のフレームが送信のために出力されるとともに、前記第2のフレームが取得され、前記装置がワイヤレス局として構成される、請求項19に記載の装置。
【請求項２１】
ワイヤレス通信のための装置であって、
第1のフレームを生成するように構成された処理システムと、
セクタスイーププロシージャ中でのワイヤレスノードへの送信のために前記第1のフレームを出力するように構成された第1のインターフェースであって、前記第1のフレームの各々が、異なる送信ビームフォーミングセクタを使用する送信のために出力される、第1のインターフェースと、
送信のために前記第1のフレームを出力した後、第2のフレームを前記ワイヤレスノードから取得するように構成された第2のインターフェースであって、各第2のフレームが、前記第1のフレームのうちの1つに関連する送信ビームフォーミングセクタに関するフィードバックを含み、前記第2のフレームが、前記第1のフレームとは異なるフォーマットを有する、第2のインターフェースとを備え、
前記処理システムが、前記フィードバックに基づいて送信ビームフォーミングセクタを決定し、前記決定されたビームフォーミング送信セクタを介して前記ワイヤレスノードと通信するようにさらに構成され、
前記第2のフレームが、8ビットよりも小さいフレーム制御フィールドを有し、
前記処理システムが、前記フレーム制御フィールド中のビットに少なくとも部分的に基づいて前記第2のフレームのタイプを識別するようにさらに構成される、装置。
【請求項２２】
少なくとも1つのアンテナをさらに備え、前記少なくとも1つのアンテナを介して、前記第1のフレームが送信のために出力されるとともに、前記第2のフレームが取得され、前記装置がワイヤレス局として構成される、請求項21に記載の装置。
【国際調査報告】
2019512918.tif 000023
2019512918.tif 000024
2019512918.tif 000025