(57)【要約】      （修正有）【課題】複数（Ｎ本）のアンテナが備えられている電力効率のよいワイヤレスデバイスを提供する。【解決手段】各アンテナは、送信機および受信機ユニットに関係する。ワイヤレスデバイスは、さまざまなデジタル処理タスクを行うために使用される処理ユニットも有する。送信機ユニット、受信機ユニットおよび処理ユニットは選択的にイネーブルまたはディセーブルされる。待機状態では、ワイヤレスデバイスは、信号検出および捕捉のために、Ｎ個の受信機ユニットのうちのサブセット（例えば１つ）のみ、および、１つまたはいくつかの処理ユニットをイネーブルしてもよい。アクティブ通信について、ワイヤレスデバイスは、データ送信のためにＮtx個の送信機ユニット、および／またはデータ受信のためにＮrx個の受信機ユニットをイネーブルしてもよい。この場合、１≦Ｎtx≦Ｎであり、１≦Ｎrx≦Ｎである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチアンテナワイヤレスデバイスにおいて、
複数のアンテナに動作可能に結合されている複数（Ｎ個）の送信機ユニットと、
Ｎ個の送信機ユニットのうちの少なくとも１つを選択的にイネーブルまたはディセーブルする制御装置とを具備し、
複数のアンテナの中からの少なくとも１本のアンテナの各組に対して１つの送信機ユニットであり、各送信機ユニットは、それぞれの入力信号を処理して出力信号を提供するように動作可能であるマルチアンテナワイヤレスデバイス。
【請求項２】
制御装置は、ワイヤレスデバイスの複数の動作モードのうちの１つを選択し、各動作モードはＮ個の送信機ユニットの異なる組み合わせを利用する請求項１記載のワイヤレスデバイス。
【請求項３】
制御装置は、単一の出力信号の送信をサポートするモードが選択された場合に、Ｎ個の送信機ユニットのうちの１つをイネーブルし、Ｎ個の送信機ユニットのうちの残りの送信機ユニットをディセーブルし、
イネーブルされた送信機ユニットは、単一の出力信号を発生させる請求項２記載のワイヤレスデバイス。
【請求項４】
制御装置は、複数の出力信号の送信をサポートするモードが選択された場合、Ｎ個の送信機ユニットのうちの複数の送信機ユニットをイネーブルし、もしあるなら、Ｎ個の送信機ユニットのうちの残りの送信機ユニットをディセーブルし、
イネーブルされた送信機ユニットは、複数の出力信号を発生させる請求項２記載のデバイス。
【請求項５】
制御装置は、データが送信されないときに、Ｎ個の送信機ユニットをディセーブルする請求項１記載のワイヤレスデバイス。
【請求項６】
ディセーブルされた各送信機ユニットに対する電力を切断するように動作する電力源をさらに具備する請求項１記載のワイヤレスデバイス。
【請求項７】
装置において、
複数のアンテナに動作可能に結合されている複数（Ｎ個）の送信機ユニットと、
Ｎ個の送信機ユニットのうちの少なくとも１つを選択的にイネーブルまたはディセーブルする手段とを具備し、
複数のアンテナの中からの少なくとも１本のアンテナの各組に対して１つの送信機ユニットであり、各送信機ユニットは、それぞれの入力信号を処理して出力信号を提供するように動作可能である装置。
【請求項８】
選択的にイネーブルまたはディセーブルする手段は、
単一の出力信号の送信をサポートするモードが選択された場合、Ｎ個の送信機ユニットのうちの１つをイネーブルし、Ｎ個の送信機ユニットのうちの残りの送信機ユニットをディセーブルする手段を備え、
イネーブルされた送信機ユニットは、単一の出力信号を発生させる請求項７記載の装置。
【請求項９】
選択的にイネーブルまたはディセーブルする手段は、
複数の出力信号の送信をサポートするモードが選択された場合、Ｎ個の送信機ユニットのうちの複数の送信機ユニットをイネーブルし、もしあれば、Ｎ個の送信機ユニットのうちの残りの送信機ユニットをディセーブルする手段を備え、
イネーブルされた送信機ユニットは、複数の出力信号を発生させる請求項７記載の装置。
【請求項１０】
ディセーブルされた各送信機ユニットに対する電力を切断する手段をさらに具備する請求項７記載の装置。
【請求項１１】
マルチアンテナワイヤレスデバイスにおいて、
複数のアンテナに動作可能に結合されている複数（Ｎ個）の受信機ユニットと、
Ｎ個の受信機ユニットのうちの少なくとも１つを選択的にイネーブルまたはディセーブルする制御装置とを具備し、
複数のアンテナの中からの少なくとも１本のアンテナの各組に対して１つの受信機ユニットであり、各受信機ユニットは、それぞれの入力信号を処理して出力信号を提供するように動作可能であるマルチアンテナワイヤレスデバイス。
【請求項１２】
制御装置は、ワイヤレスデバイスの複数の動作モードのうちの１つを選択し、各動作モードは、Ｎ個の受信機ユニットの異なる組み合わせを利用する請求項１１記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１３】
制御装置は、単一の入力信号の受信をサポートするモードが選択された場合、Ｎ個の受信機ユニットのうちの１つをイネーブルし、Ｎ個の受信機ユニットのうちの残りの受信機ユニットをディセーブルし、
イネーブルされた受信機ユニットは、単一の入力信号を処理する請求項１２記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１４】
制御装置は、複数の入力信号の受信をサポートするモードが選択された場合、Ｎ個の受信機ユニットのうちの複数の受信機ユニットをイネーブルし、もしあれば、Ｎ個の受信機ユニットのうちの残りの受信機ユニットをディセーブルし、
イネーブルされた受信機ユニットは、複数の入力信号を処理する請求項１２記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１５】
制御装置は、データが受信されないとき、Ｎ個の受信機ユニットをディセーブルする請求項１１記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１６】
ディセーブルされた各受信機ユニットに対する電力を切断するように動作する電力源をさらに具備する請求項１１記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１７】
マルチアンテナワイヤレスデバイスにおいて、
少なくとも１つの処理ユニットと、
少なくとも１つの処理ユニットのそれぞれをイネーブルまたはディセーブルする制御装置とを具備し、
各処理ユニットは、複数のアンテナのうちの少なくとも１本を通じて、データ送信または受信の指定処理を行うように動作可能であり、処理ユニットによる指定処理がデータ送信または受信に使用される場合に、各処理ユニットはイネーブルされ、そうでない場合にはディセーブルされるマルチアンテナワイヤレスデバイス。
【請求項１８】
少なくとも１つの処理ユニットは、
信号検出および捕捉を行う検出および捕捉ユニットを備え、
検出および捕捉ユニットは、ワイヤレスデバイスが他のエンティティティからの信号を監視している場合にイネーブルされ、そうでない場合にはディセーブルされる請求項１７記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１９】
少なくとも１つの処理ユニットは、
データ送信および受信のために空間処理を行う空間プロセッサを備え、
空間プロセッサは、複数のアンテナのうちの複数のアンテナがデータ送信または受信に使用される場合に、空間処理を行うためにイネーブルされ、そうでない場合にはディセーブルされる請求項１７記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２０】
少なくとも１つの処理ユニットは、
送信および受信のためにデータを処理するデータプロセッサを備え、
データプロセッサは、データ処理が送信または受信のために行われる場合に、イネーブルされ、そうでない場合にはディセーブルされる請求項１７記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２１】
少なくとも１つの処理ユニットは、
データ送信のために変調を行う変調器を備え、
変調器は、データが送信されている場合にイネーブルされ、そうでない場合にはディセーブルされる請求項１７記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２２】
少なくとも１つの処理ユニットは、
データ受信のために復調を行う復調器を備え、
復調器は、データが受信されている場合にイネーブルされ、そうでない場合にはディセーブルされる請求項１７記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２３】
ディセーブルされた各処理ユニットに対する電力を切断するように動作する電力源をさらに具備する請求項１７記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２４】
イネーブルされた処理ユニットに対するクロックを発生させて、ディセーブルされた処理ユニットに対するクロックをディセーブルするクロック発生器をさらに具備する請求項１７記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２５】
少なくとも１つの処理ユニットに対するクロックを発生させるクロック発生器をさらに具備し、
クロックは、データ送信または受信に使用されるデータレートによって決定される可変周波数を有する請求項１７記載のワイヤレスデバイス。
【請求項２６】
制御装置は、データが送信または受信されないときに、少なくとも１つの処理ユニットをディセーブルする請求項１７記載のワイヤレスデバイス。
【発明の詳細な説明】
【米国特許法１１９条による優先権の主張】
【０００１】
本出願は、“電力効率のよいマルチアンテナワイヤレスデバイス
”と題する２００４年５月７日に出願された米国仮出願第６０／５６９，０１８号に対して優先権を主張し、この米国仮特許出願は本発明の譲受人に譲渡され、参照によりここに明確に組み込まれている。
【分野】
【０００２】
本発明は、一般的に電子デバイスに関し、さらに詳細に述べると、マルチアンテナワイヤレスデバイスに関する。
【背景】
【０００３】
複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムは、データを送信するために複数（Ｎt本）の送信アンテナおよび複数（Ｎr本）の受信アンテナを使用する。Ｎt本の送信アンテナおよびＮr本の受信アンテナによって形成されているＭＩＭＯチャネルをＮs空間チャネルに分解してもよい。この場合、Ｎs≦min｛Ｎt,Ｎr｝である。Ｎs空間チャネルを使用してデータを並列に送信して、より高いスループットを実現し、および／または冗長的により高い信頼性を実現できる。
【０００４】
マルチアンテナワイヤレスデバイスは、データ送信および／または受信に使用できる複数のアンテナを備えている。それぞれのアンテナは、（１）ベースバンド出力信号を処理して、ワイヤレスチャネルによる送信に適切な無線周波数（ＲＦ）出力信号を発生させるために使用する送信回路と、（２）ＲＦ入力信号を処理して、ベースバンド入力信号を獲得するために使用する受信回路とに関係していてもよい。マルチアンテナワイヤレスデバイスは、送信および受信のデータをデジタル的に処理するために使用するデジタル回路も有している。
【０００５】
ＭＩＭＯ動作に関係するさらなる複雑さのために、単一アンテナおよびマルチアンテナワイヤレスデバイスの双方をサポートできるシステムにおいて、単一アンテナワイヤレスデバイスより、マルチアンテナワイヤレスデバイスは、はるかに複雑である。したがって、マルチアンテナワイヤレスデバイスは、単一アンテナワイヤレスデバイスより、はるかに電力を消費する。特にマルチアンテナワイヤレスデバイスが、内部バッテリによって電力が供給されるポータブルユニット（例えば、ハンドセット）である場合に、消費電力が多いことは望ましくない。消費電力がより多いことによって、利用可能なバッテリは急速に消耗され、そして、これはバッテリの再充電間のスタンバイ時間とアクティブ通信のためのオン時間との両方を短くする。
【０００６】
したがって、電力効率のよいマルチアンテナワイヤレスデバイスに対する技術的な必要性がある。
【概要】
【０００７】
さまざまな省電技術を使用している電力効率のよいマルチアンテナワイヤレスデバイスをここで記述する。ワイヤレスデバイスは、複数（Ｎ本）のアンテナを備えている。実施形態において、マルチアンテナワイヤレスデバイスは、Ｎ本のアンテナに動作可能に結合されている複数の送信機ユニットを備え、１つの送信機ユニットはＮ本のアンテナからの少なくとも１本のアンテナの異なる各組に対応している。それぞれの送信機ユニットは、それぞれの入力ベースバンド信号を処理して無線周波数（ＲＦ）出力信号を提供する。制御装置は、送信するために１つ以上の送信機ユニットを必要に応じて選択的にイネーブルする。別の実施形態において、マルチアンテナワイヤレスデバイスは、アンテナに動作可能に結合されている複数の受信機を備え、１つの受信機ユニットはＮ本のアンテナからの少なくとも１本のアンテナの異なる各組に対応している。各受信機ユニットはそれぞれのＲＦ入力信号を処理して、ベースバンド出力信号を提供する。制御装置は、受信のために１つ以上の受信機ユニットを必要に応じて選択的にイネーブルする。さらに別の実施形態では、マルチアンテナワイヤレスデバイスは、（例えば、データプロセッサ、空間プロセッサ、変調器、復調器、検出／捕捉ユニット等）少なくとも１つの処理ユニットを備えている。各処理ユニットは少なくとも１本のアンテナを通じて送信または受信の指定処理を行う。各処理ユニットは、そのユニットによる処理が送信または受信に使用される場合にイネーブルされ、そうでない場合にはディセーブルされる。制御装置は、必要に応じて各処理ユニットをイネーブルまたはディセーブルする。例えば、これらの回路ブロックに対して電力を供給または供給しないこと、あるいは、処理ユニットに対するクロックをイネーブルまたはディセーブルすること等によって、送信機ユニット、受信機ユニット、および処理ユニットは、選択的にイネーブルまたはディセーブルされてもよい。
【０００８】
本発明のさまざまな観点、および実施形態をさらに詳細に以下に記述する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、マルチアンテナワイヤレスデバイスのブロック図を示している。
【図２】図２は、図１のマルチアンテナワイヤレスデバイスの実施形態を示している。
【図３Ａ】図３Ａは、ワイヤレスデバイスの例示的な状態図を示している。
【図３Ｂ】図３Ｂは、ワイヤレスデバイスの例示的な状態図を示している。
【図４】図４は、ワイヤレスシステムによって使用される送信フォーマットを示している。
【詳細な説明】
【００１０】
「例として、事例として、あるいは実例として機能すること」を意味するために、「例示的な」という言葉をここで使用する。「例示的な」ものとして、ここで記述したいずれの実施形態は、他の実施形態と比較して、必ずしも好ましいものとして、または効果的なものとして解釈されるものではない。
【００１１】
図１は、１２２ａから１２２ｎの複数（Ｎ本）のアンテナを備えているマルチアンテナワイヤレスデバイス１００のブロック図を示している。それぞれのアンテナ１２２は、送信機ユニット（ＴＭＴＲ）と受信機ユニット（ＲＣＶＲ）とを備えているトランシーバユニット１２０に関係している。
【００１２】
データ送信について、送信（ＴＸ）データプロセッサ１１４は、トラフィックデータをデータ源１１２から受け取り、トラフィックデータおよび制御装置１４０からの制御データを処理（例えば、エンコード、インターリーブ、およびシンボルマッピング）して、データシンボルを提供する。ここで使用しているように、「データシンボル」とはデータの変調シンボルであり、「パイロットシンボル」とは、（送信エンティティおよび受信エンティティの双方によってアプリオリに知られているデータである）パイロットの変調シンボルである。「送信シンボル」はアンテナから送信されるシンボルであり、「受信シンボル」はアンテナから獲得されるシンボルである。ＴＸ空間プロセッサ１１６は、データシンボルおよびパイロットシンボルの空間処理を適宜行う。ＴＸ空間プロセッサ１１６は、送信シンボルのＮtxストリームを提供し、それぞれのアンテナに対して１つの送信シンボルがデータ送信に使用される。この場合、１≦Ｎtx≦Ｎである。変調器１１８は、Ｎtxの送信シンボルストリームの変調を行い、チップのＮtxストリームを提供する。このチップのストリームは、それぞれの送信シンボルストリームに対して１つのチップストリームである。それぞれのチップは、１つのチップ期間に１本のアンテナから送信される複素数値である。変調器１１８によって行われる変調は、システムによって使用される変調技術によって決まる。例えば、変調器１１８が直行周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調を行うのは、システムがＯＦＤＭを利用している場合であり、コード分割多重（ＣＤＭ）を行うのは、システムがＣＤＭを利用している場合である。いずれにせよ、１２０ａから１２０ｎのトランシーバユニット中のＮ個の送信機ユニットから選択されたＮtx個の送信機ユニットは、Ｎtxチップストリームを受け取る。それぞれ選択された送信機ユニットは、そのチップストリームを調節して、対応しているＲＦ出力信号を発生させる。Ｎtx個の選択された送信機ユニットは、これらの送信機ユニットに関係するＮtx本のアンテナにＮtxＲＦ出力信号を提供する。ＮtxＲＦ出力信号はこれらのＮtx本のアンテナから送信される。
【００１３】
データの受信について、１２２ａから１２２ｎのＮ本のアンテナから選択されたＮrx本のアンテナは、他の１つまたは複数のエンティティによって送信されたＲＦ変調信号を受信する。この場合、１≦Ｎrx≦Ｎである。それぞれ選択されたアンテナは、関係トランシーバユニット中の受信機ユニットに受信信号を提供する。それぞれの受信機ユニットは、１つまたは複数の送信エンティティにおいて送信機ユニットによって行われたのと相補的な処理を行い、サンプルのストリームを提供する。復調器１３２は、Ｎrx本の選択されたアンテナのＮrx個の受信機ユニットからＮrxサンプルストリームを受け取り、これらのＮrxサンプルストリームの復調を行い、受信されたシンボルのＮrxストリームを提供する。受信（ＲＸ）空間プロセッサ１３４は、受信されたＮrxシンボルストリームの受信機空間処理（または空間整合フィルタリング）を適宜行い、検出されたデータシンボルのＮrxストリームを提供する。この検出されたデータシンボルは、１つまたは複数の送信エンティティによって送信されたデータシンボルの推定である。ＲＸデータプロセッサ１３６は検出されたデータシンボルを処理（例えば、シンボルのデマッッピング、デインターリーブ、およびデコード）して、デコードされたデータをデータシンク１３８に提供する。
【００１４】
制御装置１４０は、ワイヤレスデバイス１００のさまざまな処理ユニットの動作を制御する。メモリユニット１４２は、ワイヤレスデバイス１００の制御装置１４０と他の処理ユニットとによって使用されるデータおよびプログラムコードを記憶する。
【００１５】
図１は、例示的なマルチアンテナワイヤレスデバイス１００に対するさまざまな処理ユニットの機能ブロック図を示している。一般的に、マルチアンテナワイヤレスデバイスには、任意のタイプおよび任意の数の処理ユニットが含まれていてもよい。例えば、ワイヤレスデバイスには、ビデオ、オーディオ、ゲーム、ワイヤレスデバイスに接続されている外部的なユニットとの入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース等のような、さまざまな機能およびアプリケーションに対する処理ユニットが備えられていてもよい。マルチアンテナワイヤレスデバイスの処理ユニットは、さまざまな方法で実現されてもよい。
【００１６】
図２が示しているのは、マルチアンテナワイヤレスデバイス１００ａであり、これは図１のワイヤレスデバイス１００の１つの実施形態である。この実施形態について、ワイヤレスデバイス１００ａは、デジタルセクション２１０、クロック／ローカル発振器（ＬＯ）サブシステム２５０、および１２２ａから１２２ｎのＮ本のアンテナにそれぞれ結合されている１２２ａから１２２ｎのＮ個のトランシーバユニットを備えている。
【００１７】
デジタルセクション２１０は、データの送信および受信のデジタル処理を行うさまざまな処理ユニットを備えている。処理ユニットは、何らかのタイプのデジタル処理を行う回路ブロックである。この回路ブロックは、処理を行わない回路ブロック（例えば、メモリユニット）、またはアナログ処理を行う回路ブロック（例えば、送信機または受信機ユニット）とは対照的である。デジタルセクション２１０内のデータプロセッサ２１４は、図１中のＴＸデータプロセッサ１１４およびＲＸデータプロセッサ１３６を実現し、空間プロセッサ２１６は、図１中のＴＸ空間プロセッサ１１６およびＲＸ空間プロセッサ１３４を実現する。変調器２１８は変調器１１８を実現し、復調器２３２は復調器１３２をそれぞれ実現する。ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）およびリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）２１２は、デジタルセクション２１０内のさまざまな処理ユニットによって使用されるデータおよびプログラムコードを記憶している。検出／捕捉ユニット２２０は他の送信エンティティから信号を検出して捕捉する処理を行う。メイン制御装置２４０は、ワイヤレスデバイス１００ａ内のさまざまな処理ユニットの動作を制御する。電力制御装置２３０は、ワイヤレスデバイス１００ａの電力管理を行う。制御装置２３０および２４０は、図１中の制御装置１４０を実現してもよい。メインメモリ２４２は、図１中のワイヤレスデバイス１００ａ内のさまざまな処理ユニットによって使用されるデータおよびコードのためのバルク／マス記憶装置を提供し、データ源１１２、データシンク１３８、およびメモリ１４２を実現することができる。デジタルセクション２１０内の回路ブロックは、ラッチのような電力に効率のよい回路構造で実現されてもよい。
【００１８】
クロック／ＬＯサブシステム２５０は、デジタルセクション２１０内の処理ユニットに対するクロックと、１２０ａから１２０ｎのトランシーバユニットに対するＬＯ信号とを発生させる。サブシステム２５０内の基準発振器２５２は、基準クロック信号を発生させて、温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ）または何らかの他の発振器の設計で実現されてもよい。ユニット２５４内の電圧制御発振器（ＶＣＯ）および位相同期ループ（ＰＬＬ）は基準クロック信号を受け取って、送信機ユニットに対するＬＯ信号（ＴＸ＿ＬＯ）と受信機ユニットに対するＬＯ信号（ＲＸ＿ＬＯ）とを発生させる。クロック発生器２５６は、高周波数クロック信号をユニット２５４から、および／または発振器２５２から基準クロック信号を受け取って、デジタルセクション２１０内の処理ユニットに対するクロックを発生させる。クロック発生器２５６は、１つ以上の周波数分周器を備えていてもよい。それぞれの分周器は、高周波数または基準クロック信号を受け取って分周し、出力クロックを提供する。セクション２１０中のそれぞれの処理ユニットは、クロック発生器２５６からの１組の１つ以上のクロックに基づいて動作してもよい。セクション２１０中のさまざまな処理ユニットは、同じまたは異なる組のクロックに基づいて動作してもよい。
【００１９】
それぞれのトランシーバユニット１２０は、送信機ユニット２６０および受信機ユニット２８０を備えている。送信機および受信機ユニットは、スーパーヘテロダイン式アーキテクチャまたは直接変換式アーキテクチャで実現されてもよい。スーパーヘテロダイン式アーキテクチャについて、ＲＦとベースバンドとの間の周波数変換は複数のステージで行われる。例えば、１つのステージでＲＦから中間周波数（ＩＦ）に変換されてから、別のステージでＩＦからベースバンドに変換される。直接変換式アーキテクチャについては、周波数変換は単一のステージで行われる。例えば、ＲＦからベースバンドに直接変換される。明確にするために、図２では、直接変換式アーキテクチャを使用している送信機ユニット２６０および受信機ユニット２８０の実施形態を示している。
【００２０】
送信機ユニット２６０内のデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）２６２は、デジタルチップのストリームをデジタルセクション２１０から受け取り、チップをアナログに変換してアナログベースバンド出力信号を提供する。それからフィルタ２６４は、ベースバンド出力信号をフィルタリングして、デジタル−アナログ変換器によって発生された望まれないイメージを取り除いて、フィルタリングされたベースバンド信号を提供する。増幅器（Ａｍｐ）２６６は、フィルタリングされたベースバンド信号を増幅してバッファリングし、増幅されたベースバンド信号を提供する。ミキサ２６８は、増幅されたベースバンド信号でユニット２５４からのＴＸ＿ＬＯ信号を変調して、アップコンバートされた信号を提供する。電力増幅器（ＰＡ）２７０は、アップコンバート信号を増幅してＲＦ出力信号を提供する。このＲＦ信号は、デュプレクサ（Ｄ）２７２を経由して、アンテナ１２２に提供される。
【００２１】
受信機ユニット２８０内の低雑音増幅器（ＬＮＡ）２８２は、アンテナ１２２からデュプレクサ２７２を通じてＲＦ入力信号を受け取る。ＬＮＡ２８２は、ＲＦ入力信号を増幅して、望みの信号レベルを有する調整された信号を提供する。ミキサ２８４は、ユニット２５４からのＲＸ＿ＬＯ信号で調整された信号を復調して、ダウンコンバートされた信号を提供する。フィルタ２８６は、ダウンコンバート信号をフィルタリングして、望みの信号コンポーネントを通過させ、ダウンコンバート処理によって発生された望まれないノイズおよび信号を取り除く。増幅器２８８は、フィルタリングされた信号を増幅してバッファリングし、ベースバンド入力信号を提供する。アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）２９０は、ベースバンド入力信号をデジタルに変換して、デジタルセクション２１０にサンプルのストリームを提供する。
【００２２】
図２は、送信機ユニットおよび受信機ユニットの例示的な設計を示している。これらの設計について、ＤＡＣは送信機ユニットの一部として、およびＡＤＣは受信機ユニットの一部として、それぞれ示されている。一般的に、送信機ユニットおよび受信機ユニットは、増幅器、フィルタ、ミキサ等の１つ以上のステージをそれぞれ備え、図２に示しているものとは異なって配置されていてもよい。送信機ユニットおよび受信機ユニットは、ＤＡＣおよびＡＤＣをそれぞれ備えていても備えていなくてもよい。増幅器は、固定利得または可変利得を持っていてもよい。図１および図２に示しているように、それぞれのトランシーバユニットが送信機ユニットおよび受信機ユニットを備えているように、送信機ユニットおよび受信機ユニットは実現されてもよい。送信機ユニットは、１つのユニットまたはモジュールとして実現されてもよく、受信機ユニットは、別のユニットまたはモジュールとして実現されてもよい。それぞれの送信機ユニットは１組の１本以上のアンテナに関係していてもよく、それぞれの受信機ユニットは１組の１本以上のアンテナに関係していてもよい。
【００２３】
電力源２５８は、ワイヤレスデバイス１００ａ内のさまざまな回路ブロックに電力を提供する。電力源２５８は、再充電可能なバッテリを備えていてもよく、および／または、電力入力、Ｐinによる外部電源からの電力を受け取ってもよい。電力源２５８はスイッチを備えていてもよく、このスイッチは、ラベル付けされているＣpのような制御信号を受け取り、電力源から電力を受け取る回路ブロックのそれぞれに電力を選択的に提供する。代わりに、それぞれの回路ブロックは、その回路ブロックに対する制御信号を受け取って、回路ブロックの電源を投入または電源を切断する１つ以上のスイッチを備えていてもよい。一般的に、制御信号は、１つまたは複数の信号ラインを備えていてもよい。
【００２４】
ワイヤレスデバイス１００ａは、要求された機能を提供している間、消費電力を少なくするように設計されていてもよい。消費電力の削減は、ワイヤレスデバイス１００ａ内のさまざまな回路ブロックが個々にイネーブルおよびディセーブルされるように設計されることによって実現される。例えば、１つ以上のスイッチを通じて回路ブロックに電力が供給されることによってアナログ回路ブロックはイネーブルされ、または１つ以上のスイッチを通じて電力が供給されないことによってディセーブルされてもよい。デジタル回路ブロックがイネーブルまたはディセーブルされるのは、（１）１つ以上のスイッチを通じて回路ブロックに電力が供給されること、または１つ以上のスイッチを通じて電力が供給されないこと、および／または、（２）デジタル回路ブロックに対するクロックがイネーブルまたはディセーブルされることによる。デジタル回路ブロックは、（例えば、ヘッドスイッチおよび／またはフットスイッチによって）電源を投入または電源を切断して、漏れ電流を防ぐことができるが、集積回路（ＩＣ）製造技術が改善され、トランジスタのサイズが小型化し続けているので漏れ電流は大きくなるかもしれない。
【００２５】
図２に示している実施形態について、それぞれの受信機ユニットｉは、各制御信号Ｒｉに基づいて、選択的にイネーブルまたはディセーブルされてもよい。この場合、ｉは１からＮである。同様に、それぞれの送信機ユニットｊは、各制御信号Ｔｊに基づいて、選択的にイネーブルまたはディセーブルされてもよい。この場合、ｊは１からＮである。ワイヤレスデバイス１００ａは、Ｎ個の受信機ユニットに対してＮ制御信号を適切にセットすることによって、任意の数の受信機ユニットをイネーブルでき、Ｎ個の送信機ユニットに対してＮ制御信号を適切にセットすることによって、任意の数の送信機ユニットもイネーブルできる。
【００２６】
それぞれの回路ブロック（または、それぞれの回路ブロックの可能性ある異なるセクション）は、選択的にイネーブルまたはディセーブルされるように、デジタルセクション２１０内のさまざまな回路ブロックは設計されていてもよい。図２に示している実施形態について、メモリユニット２１２、データプロセッサ２１４、変調器２１８、メインメモリ２４２、空間プロセッサ２１６、復調器２３２、メイン制御装置２４０および検出／捕捉ユニット２２０は、それぞれ、ラベル付けされているＣ1からＣ８のような８つの制御信号によって制御される。それぞれの制御信号は、関係回路ブロックのすべて、または一部分を選択的にイネーブルまたはディセーブルさせてもよい。ワイヤレスデバイス１００ａはデジタルセクションに対して異なる回路ブロックで設計されていてもよく、および／または、異なる回路ブロックが選択的にイネーブルまたはディセーブルされるように設計されていてもよい。
【００２７】
クロック／ＬＯサブシステム２５０内の回路ブロックは、省電するために選択的に制御することもできる。ユニット２５４中のＶＣＯおよびＰＬＬは、ラベル付けされているＣvのような制御信号に基づいて、選択的にイネーブルまたはディセーブルされてもよい。１組のＶＣＯおよびＰＬＬを使用して、Ｎ個すべての送信機ユニットに対してＴＸ＿ＬＯ信号を発生させてもよく、別の組のＶＣＯおよびＰＬＬを使用して、Ｎ個すべての受信機ユニットに対してＲＸ＿ＬＯ信号を発生させてもよい。受信機ユニットのみが使用されている場合は、ＶＣＯおよびＰＬＬは、送信機ユニットに対してディセーブルされ、節電されてもよい。反対に、送信機ユニットのみが使用されている場合は、ＶＣＯおよびＰＬＬは、受信機ユニットに対してディセーブルされてもよい。クロック発生器２５６は、ラベル付けされているＣkのような制御信号に基づいて制御されてもよい。クロック発生器２５６は、１組の１以上のクロックをデジタルセクション２１０内のそれぞれの処理ユニットに発生させて提供してもよい。クロック発生器２５６は、（１）ある処理ユニットに対してある組のクロックをディセーブルする（２）すべて、またはある処理ユニットに対して、異なる（例えば、より低い）周波数でクロックを発生させるように制御されてもよい。相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）で作られているデジタル回路について、消費電力は、デジタル回路に使用されているクロックの周波数に比例する。可能なときにいつでも、これらの処理ユニットに対するクロック周波数を減少させることによって、デジタルセクション２１０内の処理ユニットの消費電力を低下させることができる。
【００２８】
明確にするために、図２では、それぞれ制御可能な回路ブロックに提供される別の制御信号を示している。シリアルバスを使用して複数の回路ブロックを制御できる。例えば、それぞれの送信機ユニットおよびそれぞれの受信機ユニットは、一意的なアドレスが割り当てられ、そのアドレスに基づいて、シリアルバスによって送信機ユニットまたは受信機ユニットを個々にイネーブルまたはディセーブルさせてもよい。
【００２９】
電力制御装置２３０は、ワイヤレスデバイス１００ａ内のさまざまな回路ブロックに対して制御信号を発生させる。電力制御装置２３０は、（例えば、ユーザ入力またはメイン制御装置２４０を通じて）ワイヤレスデバイス１００ａの動作状態を示す情報を獲得して、それに応じて制御信号を発生させる。電力制御装置２３０は、タイマ、状態機械、ルックアップテーブル等を備えていてもよく、これらを使用して、さまざまな回路ブロックに対して適切な制御信号を発生させることができる。
【００３０】
先に記述したように、モジュラー式の制御可能な回路ブロックを使用して設計されているワイヤレスデバイス１００ａによって消費電力の減少を実現できるのは、要求されたタスクを行うために、可能な限り少ない回路ブロックが選択的にイネーブルされ、節電するために可能な限り多くの回路ブロックがディセーブルされることによる。選択的な回路ブロックのイネーブル／ディセーブルは、以下に記述するように行われてもよい。
【００３１】
ワイヤレスデバイス１００ａは、多数の動作モードをサポートしてもよい。表１では、サポートされている一部の動作モード、およびこれらの一部の動作モードの短い説明をリストアップしている。
【表１】
2011103672.tif 000003
【００３２】
ＳＩおよびＭＩモードは受信専用モードであり、ＳＯおよびＭＯモードは送信専用モードである。追加的な動作モードが、表１に示している４つの動作モードとは異なった組み合わせで形成されていてもよい。例えば、ＳＩＳＯモードがサポートするのは１つのＲＦ出力信号の送信および１つのＲＦ入力信号の受信であり、ＭＩＳＯモードがサポートするのは１つのＲＦ出力信号の送信および複数のＲＦ入力信号の受信であり、ＳＩＭＯモードがサポートするのは複数のＲＦ出力信号の送信および１つのＲＦ入力信号の受信であり、ＭＩＭＯモードがサポートするのは複数のＲＦ出力信号の送信および複数のＲＦ入力信号の受信である。ＳＩＳＯ、ＳＩＭＯ、ＭＩＳＯおよびＭＩＭＯモードは、データの送信および受信をサポートする送信および受信モードである。使用のためにＮ本より少ないアンテナが、選択されるときには、同じまたは異なるアンテナをデータの送信および受信に使用してもよい。「スタンバイ」モードも規定されてもよいこのモードにより、データは送信も受信もされない。
【００３３】
それぞれの動作モードについて、ワイヤレスデバイス１００ａは、その動作モードに対して必要とされている送信機ユニットのみ、および受信機ユニットのみをイネーブルすることができる。例えば、受信専用モードのために、すべての送信機ユニットをディセーブルしてもよく、送信専用モードのために、すべての受信機ユニットをディセーブルしてもよく、スタンバイモードのために、すべての送信機および受信機ユニットをディセーブルしてもよい。使用のためにＮ個のユニットより少ないユニットが選択されたとき、ワイヤレスデバイス１００ａは、使用しない送信機および受信機ユニットもディセーブルしてもよい。
【００３４】
ワイヤレスデバイス１００ａは、デジタルセクション２１０内のある処理ユニットを何らかの動作モードのためにディセーブルしてもよい。例えば、変調器２１８は受信専用モードのためにディセーブルされ、復調器２３２は送信専用モードのためにディセーブルされ、空間プロセッサ２１６はＳＩおよびＳＯモードのためにディセーブルされてもよい。（例えば、エンコード、インターリーブ、およびシンボルマッピングするための）データプロセッサ２１４の送信部分は受信専用モードのためにディセーブルされ、（例えば、デコード、デインターリーブ、およびシンボルデマッピングするための）データプロセッサ２１４の受信部分は送信専用モードのためにディセーブルされてもよい。
【００３５】
ワイヤレスデバイス１００ａは、データ送信および受信のデータレートに基づいて、デジタルセクション２１０内の処理ユニットに対するクロックの周波数も調整できる。システムはデータレートの範囲をサポートしてもよく、最低データレート、Ｒminと最高データレート、Ｒmaxとの差は大きくてもよい。ワイヤレスデバイス１００ａは、最高のデータレートでデータを送信および受信する機能を備えて設計されていてもよい。十分な処理能力を備えた処理ユニットを設計して、指定された最大クロック周波数、ｆmaxで処理ユニットを動作することによって、最高のデータレートでのデータの送信および受信は一般的に実現される。しかし、データが、いつも最高のデータレートで送信および受信されるとは決まっていない。Ｒmaxより低いデータレートが使用されるとき、適時、必要とされている処理タスクのすべてを完成させながら、ｆmaxより低いクロック周波数で処理ユニットを動作させて、消費電力を減少させることが可能である。処理ユニットに対するクロック周波数はデータレートの関数であるので、そのため異なるクロック周波数が異なるデータレートに使用されてもよい。電力制御装置２３０は、現在のデータレートに使用されてもよい最低の可能性あるクロック周波数を決定し、適切な制御信号をクロック発生器２５６に提供してもよい。それから、クロック発生器２５６は制御信号に基づいて分周器回路を調整し、望みの周波数でクロックを発生させてもよい。
【００３６】
同じまたは異なるデータレートが、データ送信および受信に使用されてもよい。送信および受信のデータレートに基づいて、データの送信および受信に使用されている処理ユニットに、同じまたは異なるクロック周波数が使用されてもよい。変調器２１８および復調器２３２は、同じまたは異なる周波数で動作してもよい。データプロセッサ２１４の送信および受信の部分は、同じまたは異なるクロック周波数で動作してもよい。空間プロセッサ２１６には、データ送信および受信の双方に使用される処理エンジン（例えば、乗算器）が備えられていてもよい。これらのエンジンに対するクロック周波数は、送信および受信のデータレートに基づいて適切に選択することができる。
【００３７】
ワイヤレスデバイス１００ａは、多数の状態で動作するように設計されていてもよい。各状態は、異なる処理能力および異なるタスクに関係していてもよい。
【００３８】
図３Ａが示しているのは、ワイヤレスデバイス１００ａの例示的な状態図３００である。この状態図には、３つの状態の、待機状態３１０、休止状態３２０および通信状態３３０が含まれている。３つの状態のそれぞれには、多数のサブ状態が含まれていてもよい。
【００３９】
図３Ｂが示しているのは、待機状態３１０の例示的な状態図であり、この状態図には、２つのサブ状態の、監視サブ状態３１２およびアクセスサブ状態３１４が含まれている。
【００４０】
監視サブ状態において、ワイヤレスデバイス１００ａは、他のエンティティからの信号の存在を検出する。この検出は、それぞれのエンティティによって送信されるパイロットに基づいて行われてもよい。何らかの信号が検出された場合に、ワイヤレスデバイス１００ａは、信号の周波数とタイミングとを捕捉して、オーバヘッド情報とシグナリングメッセージとを信号から復元しようとする。信号が捕捉されて、データ送信が要求されていることをシグナリングメッセージが示している場合、ワイヤレスデバイス１００ａがアクセスサブ状態に移行する。ワイヤレスデバイス１００ａがアクセスサブ状態に移行しない場合は、（１）検出される信号がない、または（２）信号は検出されたが、捕捉に失敗したか、または、データ送信が要求されていることをシグナリングメッセージが示していない場合である。ワイヤレスデバイス１００ａは、監視サブ状態のままであってもよく、引き続き、検出および捕捉を行ってもよい。代わりに、ワイヤレスデバイス１００ａは、ある時間ウィンドウで検出および捕捉を周期的にまたは散発的に行ってもよく、これを行うときを覚醒時間と呼ぶ。以下に記述するように、ワイヤレスデバイス１００ａは、覚醒時間の間に監視サブ状態から休止状態に移行して節電することができる。
【００４１】
アクセスサブ状態において、ワイヤレスデバイス１００ａは、「ターゲット」エンティティと呼ばれる別のエンティティとの通信セッションを確立しようとする。ワイヤレスデバイス１００ａがシステムにアクセスしようとするのは、ターゲットエンティティがシステムのアクセスポイントである場合であり、ピア・ツー・ピア通信の確立を試みるのは、ターゲットエンティティが別のワイヤレスデバイスである場合である。ワイヤレスデバイス１００ａは、ターゲットエンティティとショートメッセージを交換して、データ送信および／または受信用の双方のエンティティ、要求源等を構成してもよい。ワイヤレスデバイス１００ａは、アクセスが成功して通信セッションが開かれた場合に通信状態に移行する。ワイヤレスデバイス１００ａは、アクセスが失敗した場合には監視状態に戻る。
【００４２】
ワイヤレスデバイスは、待機状態に時間の大部分を費やしてもよい。待機状態では、ワイヤレスデバイスは、Ｎ個の受信機ユニットのうちのサブセット（例えば１つ）のみをイネーブルしてもよく、信号検出および捕捉に使用される１つまたは複数の処理ユニットのみをイネーブルしてもよい。ワイヤレスデバイスは、他のすべての受信機ユニット、Ｎ個のすべて送信機ユニット、および信号検出および捕捉に必要でない処理ユニットをディセーブルしてもよい。
【００４３】
通信状態では、ワイヤレスデバイス１００ａは、データをターゲットエンティティに送信し、および／またはターゲットエンティティからデータを受信してもよい。ワイヤレスデバイス１００ａまたはターゲットエンティティは、通信セッションを終了し、その時に、ワイヤレスデバイス１００ａは、通信セッションを待機状態の範囲内の監視サブ状態に戻る。
【００４４】
休止状態では、節電をするために、ワイヤレスデバイス１００ａは可能な限り多くの回路ブロックの電源を切断してもよい。ワイヤレスデバイス１００ａは、休止状態の間にデータを送信または受信しない。ワイヤレスデバイス１００ａは、タイマを管理し、休止状態から覚醒する時を決定してもよく、また待機状態への即座の移行をトリガすることができる、あるインタラプト（例えば、ユーザ入力）を監視してもよい。
【００４５】
ワイヤレスデバイス１００ａは、連続的な検出／捕捉を必要としない多数の「検出」モードのうちのいずれか１つで動作してもよい。例えば、システムがパイロット、オーバヘッド情報、およびシグナリングメッセージを既知の時間に送信する場合、ワイヤレスデバイス１００ａは「スロット」モードで動作してもよい。以下に記述するように、「スロット」モードでの動作によって、ワイヤレスデバイス１００ａは、これらの既知の時間中のみ検出および捕捉を行い、残り時間中に休止に進む。ワイヤレスデバイス１００ａは「省電」モードでも動作してもよく、この「省電」モードでの動作によって、ワイヤレスデバイス１００ａは、節電するために無期限に休止に進み、ユーザがデータ送信を開始する場合または他の何らかのイベントが休止から出る移行をトリガする場合のみに覚醒に進む。
【００４６】
図３Ａおよび３Ｂは、ワイヤレスデバイス１００ａの例示的な状態図を示している。一般的に、マルチアンテナワイヤレスは、任意の数の状態で動作してもよく、それぞれの状態は、任意の数のサブ状態を含んでいてもよい。
【００４７】
ワイヤレスデバイスは、異なる状態の異なる回路ブロックをイネーブルしてもよい。図３Ａの３つの状態の一部の可能性ある動作シナリオを以下に記述する。
【００４８】
待機状態において、ワイヤレスデバイス１００ａは、Ｎ個の受信機ユニットのサブセットだけをイネーブルしてもよく、残りすべて受信機ユニット、ならびにＮ個の送信機ユニットをディセーブルしてもよい。未知の受信エンティティにデータを送信するときに、送信エンティティは、一般的に、最も確実なやり方で最低のデータレートでデータを送信する。受信ダイバシティおよび検出動作が一般的に改善されるのは、受信エンティティが、送信エンティティからの送信信号を受信するためにより多くのアンテナを使用する場合である。しかし、普通は、信号の存在の検出、または信号を捕捉するためにＮ本のアンテナすべてを使用する必要はない。受信機ユニットのうちの限られた数（例えば１つ）だけイネーブルして、残りの受信機ユニットをディセーブルすることによって電力を節電することができる。
【００４９】
待機状態において、ワイヤレスデバイス１００ａは、望みの数の受信機ユニットをこれらの受信機ユニットに対する制御信号、Ｒｉによってイネーブルしてもよい。例えば、ワイヤレスデバイス１００ａは、待機状態のＳＩモードで動作し、１つだけ受信ユニットをイネーブルしてもよい。ワイヤレスデバイス１００ａは、異なる処理タスクに対して異なる能力も使用してもよい。例えば、ワイヤレスデバイス１００ａは、他のエンティティからのパイロットの検出および捕捉のために１つの受信機ユニットを使用してもよく、パイロットが検出された場合に、オーバヘッド情報およびシグナリングメッセージを受信するために複数の受信機ユニットを使用してもよい。
【００５０】
待機状態において、送信および受信のデータを処理するために使用されるデジタルセクション２１０中の回路ブロックの多くを、節電のためにディセーブルしてもよい。例えば、データプロセッサ２１４、空間プロセッサ２１６、変調器２１８および復調器２３２は、待機状態においてディセーブルされてもよい。検出／捕捉ユニット２２０は、信号を検出して、検出された信号を捕捉するのに必要な処理タスクを行う。ユニット２２０は、パイロットをサーチし、受信したパイロット電力を測定し、オーバヘッド情報とシグナリングメッセージ等を復元する回路を備えていてもよい。
【００５１】
復調器２３２のすべてまたは一部、およびデータプロセッサ２１４のすべてまたは一部は、必要であれば、待機状態においてイネーブルされてもよい。システムがＯＦＤＭを利用する場合、復調器２３２には、ＯＦＤＭ復調に使用される１つ以上の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）エンジンが備えられていてもよい。復調器２３２の一部は、待機状態においてイネーブルされている１つまたは複数の受信機ユニットのすべてに対してＯＦＤＭ復調を行うためにイネーブルされてもよい。データプロセッサ２１４は、エンコーダ、デコーダ等を備えていてもよく、これらはデータの送受信のために使用される。データプロセッサ２１４の一部（例えば、オーバヘッド情報およびシグナリングメッセージに対するデコーダ）がイネーブルされてもよいのは、例えば、信号が検出されて捕捉されている場合のみである。
【００５２】
空間プロセッサ２１６は、複数のアンテナを通じてデータを送信する空間処理、および複数のアンテナを通じてデータを受信する空間処理のために使用される。たった１つの受信機ユニットが使用するために待機状態に選択された場合、空間プロセッサ２１６は、待機状態の時間中ずっと、ディセーブルされていてもよい。たとえ、待機状態においていくつかの受信機ユニットが使用のために選択されたとしても、これらの受信機ユニットに対する受信機の空間処理は比較的にシンプルであり、ユニット２２０によって行われてもよい。代わりに、待機状態においてイネーブルされたいくつかの受信機ユニットに対する受信機の空間処理を行うために必要に応じて、空間プロセッサ２１６がイネーブルされてもよい。
【００５３】
通信状態では、データは継続的にまたは断続的に送信されてもよく、データは継続的にまたは断続的に受信されてもよい。任意の所定のときに、ワイヤレスデバイス１００ａは、（１）データは送信されるが受信されない場合の送信専用モード（２）データは受信されるが送信されない場合の受信専用モード（３）データが送信され、受信される場合の送受信モード（４）データは送信も受信もされないスタンバイモードで動作してもよい。さらに、ワイヤレスデバイス１００ａは、データ送信のために１つ、いくつかの、またはＮ個すべての送信機ユニットを使用してもよく、データ受信のために１つ、いくつかの、またはＮ個すべての受信機ユニットを使用してもよい。この数は、データの送受信の方法、ワイヤレスデバイス１００と通信する他のエンティティの能力等のような、さまざまな要因によって決まる。例えば、送信モードは、データを送信するために特定の数（例えば、２本）のアンテナを使用してもよい。別の例では、より大きい送信電力が、（電力増幅器および／またはアンテナの最大出力送信信号の制限によって変わる）イネーブルされているそれぞれのアンテナに対して使用されるように、送信のためにＮ本より少ないアンテナを使用して、より少ないアンテナを通じて総送信電力を分配することがより望ましいような、チャネル状態であるかもしれない。例えば、データが低いデータレートで送信される場合や、他のエンティティが、１本または何本かのアンテナを備えている場合の等には、Ｎ本より少ないアンテナを使用してデータ送信を受信してもよい。いずれにせよ、ワイヤレスデバイス１００は、もしあれば、現在の動作モードに必要である送信機ユニットのみ、および受信機ユニットのみをイネーブルでき、他の送信機ユニットおよび受信機ユニットすべてディセーブルできる。
【００５４】
一般的に、別のエンティティとの通信について、ワイヤレスデバイスは、データを送信するためにＮ個の送信機ユニットのうちのＮtx個、および／またはデータを受信するためにＮ個の受信機ユニットのうちのＮrx個を利用してもよい。この場合、１≦Ｎtx≦Ｎ、１≦Ｎrx≦Ｎであり、ＮtxはＮrxに等しくても等しくなくてもよい。任意の所定のときに、さまざまな理由でＮ個の送信機ユニットのすべて、およびＮ個の受信機ユニットのすべてが通信のために必要とされないかもしれない。このケースでは、ワイヤレスデバイスは、通信に使用しない送信機ユニットおよび受信機ユニット、ならびに処理ユニットをディセーブルしてもよい。
【００５５】
データは、節電し、また他の利点を獲得するために可能な最高のデータレートで送信され受信されてもよい。最高の送信データレートは、データ送信するためにＮ本すべてのアンテナを使用し、ワイヤレスデバイス１００ａに対して利用可能な最大送信電力を使用することによって、実現できる。最高の受信データレートは、データ受信するためにＮ本すべてのアンテナを使用することによって実現できる。送信または受信される所定量のデータについて、より高いデータレートは、より短時間でデータの送信または受信を可能にし、そして、これは次に、送信機ユニットおよび受信機ユニットが、より短時間でイネーブルできるようにする。より高いクロック周波数であるが、より短い時間の場合は、デジタルセクション２１０内の処理ユニットを動作させることは、消費電力を減少させることができる。
【００５６】
待機および通信状態の双方について、デジタルセクション２１０内の処理ユニットは、可能性あるときはいつでも消費電力を減少させるために、より低い周波数でクロックされてもよい。待機状態では、シグナリングメッセージは最低データレート、Ｒminで送信されてもよく、ワイヤレスデバイス１００ａは、低クロック周波数を使用して、これらのメッセージを復元させる。通信状態では、チャネル状態、送信および受信エンティティで利用可能なシステム源等のようなさまざまな要因に基づいて決定されてもよい可変データレートで、データは送信され、受信されてもよい。先に記述したように、データが、最高のデータレート、Ｒmaxより低いデータレートで送信され、受信されるとき、消費電力を減少させるために、デジタルセクション２１０内の処理ユニットに対するクロック周波数を減少させてもよい。
【００５７】
休止状態において、ワイヤレスデバイス１００ａは、節電するために可能な限り多くの回路ブロックをディセーブルしてもよい。例えば、ワイヤレスデバイス１００ａは、Ｎ個すべての送信機ユニット、Ｎ個すべての受信機ユニット、クロック／ＬＯサブシステムのすべてまたは大部分、およびデジタルセクション２１０の回路ブロックの大部分をディセーブルしてもよい。電力制御装置２３０は、適切な制御信号を電力源２５８および／または回路ブロックに提供して、さまざまな回路ブロックの電源を切断することができる。電力制御装置２３０は、適切な制御信号をクロック発生器２５６に提供してもよく、このクロック発生器２５６はデジタルセクション内２１０のディセーブルされた処理ユニットに対するクロックをディセーブルする。電力制御装置２３０はタイマを管理し、このタイマは休止状態で費やした時間の量をカウントダウンして、電力制御装置にタイマの終了時を知らせる。電力制御装置２３０には、休止状態から出る即座の移行をトリガできるインタラプト（例えば、ユーザ入力）を検出するのに使用される回路が含まれていてもよい。
【００５８】
ワイヤレスデバイスのカバレージエリアのもとでワイヤレスデバイスと通信する１つ以上のアクセスポイントを、システムは備えていてもよい。アクセスポイントが、継続的に送信する代わりに、指定された時間にパイロット、オーバヘッド情報、およびシグナリングメッセージを送信するように、システムは設計されていてもよい。さらなる省電は、そのようなシステムで動作するワイヤレスデバイスで実現できる。
【００５９】
図４は、システムによって使用される例示的な送信フォーマットに対するタイミング図を示している。この送信フォーマットについて、それぞれのアクセスポイントは、パイロット、オーバヘッド情報（ＯＨ情報）、およびシグナリングメッセージを指定された時間に周期的に送信する。例えば、パイロット、オーバヘッド情報、およびシグナリングメッセージは、それぞれのフレーム中の固定された位置で送信開始され、この各フレームは固定期間（例えば、２ミリ秒）を有する。パイロットは、信号検出、捕捉、チャネル推定、および可能性ある他の目的に使用されてもよい。例えば、オーバヘッド情報には、シグナリングメッセージに使用されるデータレート、メッセージの持続期間等のようなさまざまなシステムパラメータが含まれていてもよい。シグナリングメッセージは、すべてのワイヤレスデバイスによって受信されることを意図するブロードキャストメッセージ、特定のグループのワイヤレスデバイスによって受信されることを意図するマルチキャストメッセージ、および／または特定のワイヤレスデバイスによって受信されることを意図するユニキャストメッセージであってもよい。
【００６０】
ワイヤレスデバイス１００ａは、システムのアクセスポイントによって送信されたパイロットを検出し、検出されたそれぞれのパイロットのタイミングおよび周波数を捕捉しようとする。それから、ワイヤレスデバイス１００ａは、捕捉が成功されているそれぞれのアクセスポイントに対するオーバヘッド情報を復元し、復元されたオーバヘッド情報を使用してシグナリングメッセージをデコードして復元することができる。
【００６１】
ワイヤレスデバイス１００ａがアクセスポイントまたは別のデバイスと通信していない場合、ワイヤレスデバイス１００ａはスロットモードで動作し、他のエンティティからの信号およびメッセージを周期的に検出してもよい。ワイヤレスデバイス１００ａは、パイロットが送信されることが予定される時間より前に起動し、（例えば、パイロットの検出および処理、オーバヘッド情報およびシグナリングメッセージの検出、等）監視タスクを行ってもよい。監視タスクのすべてが完了した後、ワイヤレスデバイス１００ａを覚醒のまま維持することを要求するメッセージがない場合、ワイヤレスデバイス１００ａは休止に進んでもよい。次のパイロット送信が開始されるまで、または他の何らかの瞬間まで、ワイヤレスデバイス１００ａは休止していてもよい。
【００６２】
簡単にするために、図４は、それぞれのフレームに対して１つのパイロット送信を示している。アクセスポイントは異なるタイプの複数のパイロットをフレームごとに送信してもよく、それぞれのパイロットは、異なる目的に使用されてもよい。例えば、「ビーコン」パイロットは、検出および時間／周波数の捕捉を容易にする方法で送信されてもよく、「ＭＩＭＯ」パイロットは、ＭＩＭＯチャネル等のチャネル推定を容易にする方法等で送信されてもよい。ワイヤレスデバイス１００ａは、１つの受信機ユニットを利用してビーコンパイロットを検出してもよく、Ｎ個すべての受信機ユニットを利用してＭＩＭＩＯパイロットを処理してもよい。
【００６３】
ここで記述したマルチアンテナワイヤレスデバイスおよび省電技術は、さまざまな手段で実現されてもよい。例えば、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号プロセッサデバイス（ＤＳＰＤ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、制御装置、マイクロ制御装置、マイクロプロセッサ、ここで記述した機能を行うように設計されている他の電子ユニット、またはこれらの組み合わせでワイヤレスデバイスのデジタルセクションの回路ブロックが実現されてもよい。ワイヤレスデバイスのアナログセクション中の回路ブロックは１つ以上のＲＦ集積回路（ＲＦＩＣ）、ディスクリートコンポーネント等で実現されてもよい。
【００６４】
省電技術は、ハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの組み合わせで実現されてもよい。ワイヤレスデバイス内のさまざまな回路ブロックを選択的にイネーブルまたはディセーブルすることは、ハードウェアユニット（例えば、マイクロ制御装置、状態機械、等）によって行われてもよい。回路ブロックを選択的にイネーブルおよびディセーブルすることは、プロセッサで実行されるソフトウェアコードによって行われてもよい。ソフトウェアコードは、メモリユニット（例えば、図２中のメモリユニット２４２）に記憶され、プロセッサ（例えば、図２中の電力制御装置２３０）によって実行されてもよい。メモリユニットは、プロセッサ内または外部のプロセッサで実現されてもよく、この外部のプロセッサのケースでは、既知の技術のような、さまざまな手段によってプロセッサに通信可能に結合されている。
【００６５】
開示された実施形態の前の記述は、当業者が本発明を作り、または使用できるように提供されている。これらの実施形態に対するさまざま改良は、当業者に容易に明らかとなり、ここに規定された一般的な原理は、本発明の精神または範囲を逸脱することなく、他の実施形態に適用されてもよい。したがって、本発明はここに示された実施形態に限定されることを意図しているものではなく、ここで開示されている原理および新しい特徴と一致した最も広い範囲に一致させるべきである。
【図１】
2011103672.tif 000004
【図２】
2011103672.tif 000005
【図３Ａ】
2011103672.tif 000006
【図３Ｂ】
2011103672.tif 000007
【図４】
2011103672.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月13日(2011.1.13)
【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】
マルチアンテナワイヤレスデバイスにおいて、
複数のアンテナに動作可能に結合されている複数（Ｎ個）の送信機ユニットと、
前記ワイヤレスデバイスの現在の動作状態に少なくとも部分的に基づいて、前記Ｎ個の送信機ユニットの各々をそれぞれ選択的にイネーブルまたはディセーブルする制御装置とを具備し、
前記複数のアンテナの中からの少なくとも１本のアンテナの各組に対して１つの送信機ユニットであり、
各送信機ユニットは、それぞれの入力信号を処理して出力信号を提供するように動作可能であり、
Ｎは正の整数であり、
前記現在の動作状態は、待機状態と、休止状態と、通信状態とを含む利用可能な動作状態のサブセットのうちの１つであり、
前記ワイヤレスデバイスは、それぞれの時間において、前記待機状態で、前記休止状態で、前記通信状態で動作し、前記利用可能な動作状態の各々は、イネーブルされる前記Ｎ個の送信機ユニットのそれぞれ異なる組み合わせにそれぞれ関係しており、イネーブルされる前記Ｎ個の送信機ユニットのそれぞれ異なる組み合わせの各々は、イネーブルされる０個の送信機ユニットからイネーブルされるＮ個の送信機ユニットまでの範囲をとるマルチアンテナワイヤレスデバイス。
【請求項２】
前記制御装置は、前記現在の動作状態が単一の出力信号の送信をサポートするときに、前記Ｎ個の送信機ユニットのうちの１つをイネーブルし、前記Ｎ個の送信機ユニットのうちの残りの送信機ユニットをディセーブルし、
前記イネーブルされた送信機ユニットは、前記単一の出力信号を発生させる請求項１記載のワイヤレスデバイス。
【請求項３】
前記制御装置によりディセーブルされる各送信機ユニットに対する電力を切断するように動作する電力源をさらに具備する請求項１記載のワイヤレスデバイス。
【請求項４】
装置において、
複数のアンテナに動作可能に結合されている複数の送信機ユニットと、
前記複数のアンテナに動作可能に結合されている複数の受信機ユニットと、
ワイヤレスデバイスの現在の動作状態に少なくとも部分的に基づいて、前記送信機ユニットの各々をそれぞれ、または、前記受信機ユニットの各々をそれぞれ選択的にイネーブルまたはディセーブルする手段とを具備し、
前記複数のアンテナの中からの少なくとも１本のアンテナの各組に対して１つの送信機ユニットであり、
各送信機ユニットは、それぞれの入力信号を処理して出力信号を提供するように動作可能であり、
前記複数のアンテナの中からの少なくとも１本のアンテナの各組に対して１つの受信機ユニットであり、
各受信機ユニットは、それぞれの入力信号を処理して出力信号を提供するように動作可能であり、
前記現在の動作状態は、待機状態と、休止状態と、通信状態とを含む利用可能な動作状態のサブセットのうちの１つであり、
前記ワイヤレスデバイスは、それぞれの時間において、前記待機状態で、前記休止状態で、前記通信状態で動作し、前記利用可能な動作状態の各々は、前記複数の送信機ユニットのうちのイネーブルされる送信機ユニットと、前記複数の受信機ユニットのうちのイネーブルされる受信機ユニットとのそれぞれ異なる組み合わせにそれぞれ関係しており、
前記イネーブルされる送信機ユニットまたはイネーブルされる受信機ユニットのそれぞれ異なる組み合わせの各々は、０個のイネーブルされる送信機ユニットから前記複数のイネーブルされる送信機ユニットのすべての送信機ユニットまでの、または、０個のイネーブルされる受信機ユニットから前記複数のイネーブルされる受信機ユニットのすべての受信機ユニットまでの範囲をとる装置。
【請求項５】
前記選択的にイネーブルまたはディセーブルする手段は、
前記現在の動作状態が単一の出力信号の送信をサポートするときに、前記複数の送信機ユニットのうちの１つをイネーブルし、前記複数の送信機ユニットのうちの残りの送信機ユニットをディセーブルする手段を備え、
前記イネーブルされた送信機ユニットは、前記単一の出力信号を発生させる請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記選択的にイネーブルまたはディセーブルする手段は、
前記現在の動作状態が複数の出力信号の送信をサポートするときに、前記複数の送信機ユニットのうちの多数の送信機ユニットをイネーブルし、もしあれば、前記複数の送信機ユニットのうちの残りの送信機ユニットをディセーブルする手段を備え、
前記イネーブルされた送信機ユニットは、前記複数の出力信号を発生させる請求項４記載の装置。
【請求項７】
前記送信機ユニットのうちの少なくとも１つ、または、前記受信機ユニットのうちの少なくとも１つを選択的にイネーブルまたはディセーブルする手段によりディセーブルされる各送信機ユニットに対する電力を切断する手段をさらに具備する請求項４記載の装置。
【請求項８】
マルチアンテナワイヤレスデバイスにおいて、
複数のアンテナに動作可能に結合されている複数（Ｎ個）の受信機ユニットと、
前記ワイヤレスデバイスの現在の動作状態と、前記ワイヤレスデバイスの現在の動作モードとに少なくとも部分的に基づいて、前記Ｎ個の受信機ユニットの各々をそれぞれ選択的にイネーブルまたはディセーブルする制御装置とを具備し、
前記複数のアンテナの中からの少なくとも１本のアンテナの各組に対して１つの受信機ユニットであり、
各受信機ユニットは、それぞれの入力信号を処理して出力信号を提供するように動作可能であり、
Ｎは正の整数であり、
前記現在の動作状態は、待機状態と、休止状態と、通信状態とを含む利用可能な動作状態のサブセットのうちの１つであり、
前記ワイヤレスデバイスは、それぞれの時間において、前記待機状態で、前記休止状態で、前記通信状態で動作し、
前記現在の動作モードは、前記複数のアンテナのうちの１つのアンテナを介した１つの入力信号の受信に対する単一入力（ＳＩ）モードと、前記複数のアンテナのうちの多数のアンテナを介した複数の信号の受信に対する複数入力（ＭＩ）モードと、前記Ｎ個の受信機ユニットのすべてがディセーブルされているスタンバイモードとを含む利用可能な動作のモードのサブセットのうちの１つであり、
前記ワイヤレスデバイスは、それぞれの時間において、前記ＳＩモードで、前記ＭＩモードで、前記スタンバイモードで動作し、
前記利用可能な動作状態および利用可能な動作モードは、前記複数（Ｎ個）の受信機ユニットのうちのイネーブルされる受信機ユニットのそれぞれ異なる組み合わせにそれぞれ関係しており、前記イネーブルされる受信機ユニットのそれぞれ異なる組み合わせの各々は、イネーブルされる０個の受信機ユニットからイネーブルされるＮ個の受信機ユニットまでの範囲をとるマルチアンテナワイヤレスデバイス。
【請求項９】
前記制御装置は、前記現在の動作状態および前記現在の動作モードが単一の入力信号の受信をサポートするときに、前記Ｎ個の受信機ユニットのうちの１つをイネーブルし、前記Ｎ個の受信機ユニットのうちの残りの受信機ユニットをディセーブルし、
前記イネーブルされた受信機ユニットは、前記単一の入力信号を処理する請求項８記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記現在の動作状態および前記現在の動作モードが複数の入力信号の受信をサポートするときに、前記Ｎ個の受信機ユニットのうちの複数の受信機ユニットをイネーブルし、もしあれば、前記Ｎ個の受信機ユニットのうちの残りの受信機ユニットをディセーブルし、
前記イネーブルされた受信機ユニットは、前記複数の入力信号を処理する請求項８記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１１】
前記制御装置は、データが受信されないとき、前記Ｎ個の受信機ユニットをディセーブルする請求項８記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１２】
前記制御装置によりイネーブルされる各受信機ユニットに対する電力を送り出すように動作する電力源をさらに具備する請求項８記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１３】
イネーブルされる処理ユニットに対するクロックを発生させて、ディセーブルされる処理ユニットに対するクロックをディセーブルするクロック発生器をさらに具備する請求項８記載のワイヤレスデバイス。
【請求項１４】
前記Ｎ個の受信機ユニットのうちの少なくとも１つに対する少なくとも１つのクロックを発生させるクロック発生器をさらに具備し、
前記少なくとも１つのクロックは、前記Ｎ個の受信機ユニットのうちの少なくとも１つによるデータ受信のためのデータレートに少なくとも部分的に基づいて決定される、最大周波数よりも低い周波数で前記Ｎ個の受信機ユニットのうちの少なくとも１つを動作させて電力消費を減少させるために、データ受信のために使用されるデータレートによって決定される可変周波数を有する請求項８記載のワイヤレスデバイス。
【外国語明細書】
2011103672000001.pdf