(57)【要約】  非明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を送信する通信装置が記載されている。この通信装置は、メモリに格納されている命令とプロセッサとを備えている。通信装置は、一つ以上のサウンディング信号を受信して、受信した一つ以上のサウンディング信号に基づいてチャンネル推定を計算する。通信装置により周波数オフセット補償がチャンネル推定に適用される。通信装置は、チャンネル推定に基づいてプリコーディング行列も計算し、プリコーディング行列を用いてビームフォーミングされた信号を送信する。明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を受信する別の通信装置も記載されている。この通信装置は、メモリに格納されている命令とプロセッサとを備えている。通信装置は、一つ以上のサウンディング信号を受信し、一つ以上のサウンディング信号に基づいてチャンネル推定を計算し、チャンネル推定に振幅補償を適用する。通信装置は、推定されたチャンネルデータを送信し、ビームフォーミングされた信号を受信する。【選択図】図１
2013541267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセッサと、
前記プロセッサと電子的な通信をするメモリと、を具備し、
前記メモリに命令を格納し、前記命令は、
一つ以上のサウンディング信号を受信すること、
前記一つ以上のサウンディング信号に基づいてチャンネル推定を計算すること、
周波数オフセット補償を前記チャンネル推定に適用すること、
前記チャンネル推定に基づいてプリコーディング行列を計算すること、
前記プリコーディング行列を用いてビームフォーミングされた信号を送信すること、
を実行可能とする、  非明示的チャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を送信するための通信装置。
【請求項２】
前記命令は、さらに、前記チャンネル推定に振幅補償を適用することを実行可能とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記一つ以上のサウンディング信号は一つ以上のパケットにより構成する、
請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記ビームフォームされた信号は、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）信号である、
請求項１に記載の通信装置。
【請求項５】
前記通信装置は、基地局、アクセスポイント、無線通信装置、アクセス端末から成るグループから選択される、
請求項１に記載の通信装置。
【請求項６】
前記一つ以上のサウンディング信号は、一台以上の別の通信装置から受信される、
請求項１に記載の通信装置。
【請求項７】
前記一台以上の別の通信装置が、一台以上の無線通信装置、アクセス端末、基地局、アクセスポイントから成るグループから選択される、
請求項６に記載の通信装置。
【請求項８】
一つ以上のアンテナをさらに具備する、
請求項１に記載の通信装置。
【請求項９】
前記通信装置が直行周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を使用する、
請求項１に記載の通信装置。
【請求項１０】
周波数オフセット補償を前記チャンネル推定に適用することは、
チャンネル推定の逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）をとって時間領域チャンネル推定を生成することと、
前記時間領域チャンネル推定にサンプルシフトされた指数関数を掛けて周波数オフセット補償された時間領域チャンネル推定を生成することと、
前記周波数オフセット補償された時間領域チャンネル推定の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をとって周波数オフセット補償された周波数領域チャンネル推定を生成することと、を含む、
請求項１に記載の通信装置。
【請求項１１】
周波数オフセット補償を前記チャンネル推定に適用することは、前記時間領域チャンネル推定に窓関数を適用することを含む、
請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１２】
プロセッサと、
前記プロセッサと電子的な通信をするメモリと、を具備し、
前記メモリに命令を格納し、前記命令は、
一つ以上のサウンディング信号を受信することと、
前記一つ以上のサウンディング信号に基づいてチャンネル推定を計算することと、
前記チャンネル推定に振幅補償を適用することと、
推定されたチャンネルデータを送信することと、
ビームフォーミングされた信号を受信することと、を実行可能とする、
明示的チャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を送信するための通信装置。
【請求項１３】
前記一つ以上のサウンディング信号は、一つ以上のトレーニングパケットを含む、
請求項１２に記載の通信装置。
【請求項１４】
前記ビームフォーミングされた信号は、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）信号である、
請求項１２に記載の通信装置。
【請求項１５】
前記通信装置は、無線通信装置、アクセス端末、基地局、アクセスポイントから成る群から選択される、
請求項１２に記載の通信装置。
【請求項１６】
前記一つ以上のトレーニングパケットが別の通信装置から受信される、
請求項１２に記載の通信装置。
【請求項１７】
前記別の通信装置は、無線通信装置、アクセス端末、基地局、アクセスポイントから成る群から選択される、
請求項１６に記載の通信装置。
【請求項１８】
一つ以上のアンテナをさらに具備する、
請求項１２に記載の通信装置。
【請求項１９】
前記通信装置は直行周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を使用する、
請求項１２に記載の通信装置。
【請求項２０】
前記推定されたチャンネルデータが別の通信装置に送信される、
請求項１２に記載の通信装置。
【請求項２１】
前記別の通信装置が、前記推定されたチャンネルデータを用いてプリコーディング行列を計算し、ビームフォーミングされた信号を送信する、
請求項２０に記載の通信装置。
【請求項２２】
一つ以上のサウンディング信号を通信装置により受信することと、
前記一つ以上のサウンディング信号に基づいてチャンネル推定を計算することと、
前記通信装置により周波数オフセット補償を前記チャンネル推定に適用することと、
前記チャンネル推定に基づいてプリコーディング行列を計算することと、
前記プリコーディング行列を用いてビームフォーミングされた信号を送信することと、
を備える非明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を通信装置から送信するための方法。
【請求項２３】
前記チャンネル推定に振幅補償を適用することをさらに備える、
請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記一つ以上のサウンディング信号が一つ以上のトレーニングパケットを含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記ビームフォーミングされた信号が空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）信号である、
請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記通信装置は、基地局、アクセスポイント、無線通信装置、アクセス端末から成るグループから選択される、
請求項１２に記載の方法。
【請求項２７】
前記一つ以上のサウンディング信号が一台以上の別の通信装置から受信される、
請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
前記一台以上の別の通信装置が一台以上の無線通信装置、アクセス端末、基地局、アクセスポイントから成る群から選択される、
請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記通信装置が一つ以上のアンテナをさらに具備する、
請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
前記通信装置が直行周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を使用する、
請求項２２に記載の通信装置。
【請求項３１】
周波数オフセット補償を前記チャンネル推定に適用することが、
チャンネル推定の逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）をとって時間領域チャンネル推定を生成することと、
前記時間領域チャンネル推定にサンプルシフトされた指数関数を掛けて周波数オフセット補償された時間領域チャンネル推定を生成することと、
前記周波数オフセット補償された時間領域チャンネル推定の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をとって周波数オフセット補償された周波数領域チャンネル推定を生成することとを含む、
請求項２２に記載の通信装置。
【請求項３２】
周波数オフセット補償を前記チャンネル推定に適用することが前記時間領域チャンネル推定に窓関数を適用することを含む、
請求項３１に記載の通信装置。
【請求項３３】
一つ以上のサウンディング信号を通信装置により受信することと、
前記一つ以上のサウンディング信号に基づいてチャンネル推定を前記通信装置により計算することと、
前記チャンネル推定に振幅補償を前記通信装置により適用することと、
推定されたチャンネルデータを前記通信装置から送信することと、
ビームフォーミングされた信号を前記通信装置により受信することと、を具備する、明示的チャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を受信するための方法。
【請求項３４】
前記一つ以上のサウンディング信号が一つ以上のトレーニングパケットを含む、
請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記ビームフォーミングされた信号が空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）信号である、
請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記通信装置が無線通信装置、アクセス端末、基地局、アクセスポイントから成る群から選択される、
請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
前記一つ以上のトレーニングパケットが別の通信装置から受信される、
請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
前記別の通信装置が無線通信装置、アクセス端末、基地局、アクセスポイントから成る群から選択される、
請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記通信装置が一つ以上のアンテナを具備する、
請求項３３に記載の方法。
【請求項４０】
前記通信装置が直行周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を使用する、
請求項３３に記載の方法。
【請求項４１】
前記推定されたチャンネルデータが別の通信装置に送信される、
請求項１２に記載の方法。
【請求項４２】
前記別の通信装置が、前記推定されたチャンネルデータを用いてプリコーディング行列を計算し、ビームフォーミングされた信号を送信する、
請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
一つ以上のサウンディング信号を受信するためのコードと、
前記一つ以上のサウンディング信号に基づいてチャンネル推定を計算するためのコードと、
周波数オフセット補償を前記チャンネル推定に適用するためのコードと、
前記チャンネル推定に基づいてプリコーディング行列を計算するためのコードと、
前記プリコーディング行列を用いてビームフォーミングされた信号を送信するためのコードと、
を備えた命令を有している非一時的で有体的なコンピュータ可読媒体を含み、
非明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を送信するためのコンピュータプログラム製品。
【請求項４４】
前記命令が、前記チャンネル推定に振幅補償を適用するためのコードをさらに備える、
請求項４３に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項４５】
周波数オフセット補償を前記チャンネル推定に適用することが
チャンネル推定の逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）をとって時間領域チャンネル推定を生成することと、
前記時間領域チャンネル推定にサンプルシフトされた指数関数を掛けて周波数オフセット補償された時間領域チャンネル推定を生成することと、
前記周波数オフセット補償された時間領域チャンネル推定の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をとって周波数オフセット補償された周波数領域チャンネル推定を生成することと、を含む、
請求項４３に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項４６】
一つ以上のサウンディング信号を受信するためのコードと、
前記一つ以上のサウンディング信号に基づいてチャンネル推定を計算するためのコードと、
前記チャンネル推定に振幅補償を適用するためのコードと、
推定されたチャンネルデータを送信するためのコードと、
ビームフォーミングされた信号を受信するためのコードと
を備えた命令を有している非一時的で有体的なコンピュータ可読媒体を含み、
明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を受信するためのコンピュータプログラム製品。
【請求項４７】
別の通信装置が、前記推定されたチャンネルデータを用いてプリコーディング行列を計算し、ビームフォーミングされた信号を送信する、
請求項４６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項４８】
一つ以上のサウンディング信号を通信装置に受信させるための手段と、
前記一つ以上のサウンディング信号に基づいてチャンネル推定を前記通信装置に計算させるための手段と、
前記通信装置に周波数オフセット補償を前記チャンネル推定に適用させるための手段と、
前記チャンネル推定に基づいてプリコーディング行列を前記通信装置に計算させるための手段と、
前記プリコーディング行列を用いてビームフォーミングされた信号を前記通信装置に送信させるための手段と、を備え、
非明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を送信するための装置。
【請求項４９】
一つ以上のサウンディング信号を通信装置に受信させるための手段と、
前記一つ以上のサウンディング信号に基づいてチャンネル推定を前記通信装置に計算させるための手段と、
前記チャンネル推定に振幅補償を適用することを前記通信装置に行わせるための手段と、
推定されたチャンネルデータを前記通信装置に送信させるための手段と、
ビームフォーミングされた信号を前記通信装置に受信させるための手段と、を備え、
明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を受信するための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
この出願は、この出願の譲受人に譲渡され２０１０年８月３１日に出願された「ビームフォーミングのための非明示的および明示的なチャンネルサウンディング（IMPLICIT AND EXPLICIT CHANNEL SOUNDING FOR BEAMFORMING）」と言う名称の米国仮特許出願第６１／３７８，６４６号に基づいて優先権を主張する。この言及によりこの米国仮出願は本願に組み込まれる。
【０００２】
［技術分野］
この開示は一般に通信システムに関連している。特に、この開示はビームフォーミングのための非明示的および明示的なチャンネルサウンディングに関連している。
【背景技術】
【０００３】
［背景］
無線通信システムは、データ、音声、映像などのような様々な種類の通信内容を提供するために広く展開されている。このようなシステムは、複数台の通信装置の一台以上の基地局との同時通信をサポートすることのできるマルチプルアクセスシステムの可能性がある。
【０００４】
このような基地局の使用がこの数年にわたって劇的に増加している。基地局は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：Local Area Network）やインターネットのようなネットワークへのアクセスを提供することが多い。無線通信装置のユーザはそのような基地局を使用してネットワークに接続することが多い。ところが、複数台の無線通信装置から一台の基地局に無線接続が殺到することがある。さらに、無線通信装置の使用者はより早くてより信頼性の高いスループットを望んでいる。したがって、基地局にはスループットの増大と信頼性の増大が求められている。
【０００５】
複数台の無線通信装置による接続要求が一台の基地局に殺到すると厄介な問題が生じてしまう。たとえば、複数台の無線装置と遣り取りされる信号が相互に干渉しあってシステムパフォーマンスの低下を引き起こすことが発生しうる。無線通信装置が基地局と適切に同期していない場合には、特にこのようなことが起きる可能性がある。このような訳で、無線通信装置相互の干渉を減少させる改善されたシステムや方法が有益である。
【発明の概要】
【０００６】
［要約］
非明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を送信する通信装置が開示されている。この通信装置は、メモリに格納された命令とプロセッサとを備えている。通信装置は、サウンディング信号を一つ以上受信する。通信装置は、一つ以上のサウンディング信号に基づいてチャンネル推定の計算もする。さらに通信装置は、周波数オフセット補償をチャンネル推定に適用する。通信装置は、チャンネル推定に基づいてプリコーディング行列も計算する。また、通信装置は、プリコーディング行列を用いてビームフォーミングされた信号を送信する。ビームフォーミングは空間分割多元接続（ＳＤＭＡ：Space Division Multiple Access）信号である。通信装置はアンテナを一つ以上備えている。
【０００７】
通信装置は、振幅補償をチャンネル推定に適用することもある。通信装置は、基地局、アクセスポイント、無線通信装置、アクセス端末のいずれでも良い。通信装置は、直行周波数分割多重化（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を使用する。
【０００８】
一つ以上のサウンディング信号は一つ以上のトレーニングパケットの少なくとも一部であっても良い。一つ以上のサウンディング信号は一台以上の別の通信装置から受信される。一台以上の別の通信装置は、一台以上の無線通信装置、アクセス端末、基地局、アクセスポイントのいずれでも良い。
【０００９】
周波数オフセット補償をチャンネル推定に適用することには、チャンネル推定の逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）をとって時間領域チャンネル推定を生成することや時間領域チャンネル推定にサンプルシフトされた指数関数を掛けて周波数オフセット補償された時間領域チャンネル推定を生成することが含まれている。周波数オフセット補償をチャンネル推定に適用することには、周波数オフセット補償された時間領域チャンネル推定の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をとって周波数オフセット補償された周波数領域チャンネル推定を生成することも含まれている。周波数オフセット補償をチャンネル推定に適用することには時間領域チャンネル推定に窓関数を適用することもさらに含まれている。
【００１０】
明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を受信する通信装置も開示されている。この通信装置は、メモリに格納されている命令とプロセッサとを備えている。通信装置は、サウンディング信号を一つ以上受信する。さらに通信装置は、一つ以上のサウンディング信号に基づいてチャンネル推定を計算する。通信装置は、チャンネル推定に振幅補償も適用する。また通信装置は、推定されたチャンネルデータを送信し、ビームフォーミングされた信号を受信する。通信装置は、アンテナを一つ以上備えている。通信装置は、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を使用する。一つ以上のサウンディング信号は一つ以上のトレーニングパケットの少なくとも一部である。ビームフォーミングされた信号は空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）信号である。通信装置は、無線通信装置、アクセス端末、基地局、アクセスポイントのいずれでも良い。
【００１１】
一つ以上のトレーニングパケットを別の通信装置から受信することがある。その通信装置は無線通信装置、アクセス端末、基地局、アクセスポイントのいずれかである。推定されたチャンネルデータが別の通信装置に送信される。その通信装置は推定されたチャンネルデータを用いてプリコーディング行列を計算し、ビームフォーミングされた信号を送信する。
【００１２】
非明示的なチャンネルサウンディングを用いて通信装置からビームフォーミングされた信号を送信する方法が開示されている。この方法には、一つ以上のサウンディング信号を通信装置が受信することが含まれている。この方法には、一つ以上のサウンディング信号に基づいてチャンネル推定を計算することも含まれている。この方法には、通信装置が周波数オフセット補償をチャンネル推定に適用することがさらに含まれている。この方法には、チャンネル推定に基づいてプリコーディング行列を計算することも含まれている。さらにこの方法には、プリコーディング行列を用いてビームフォーミングされた信号を送信することが含まれている。
【００１３】
明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を受信する方法も開示する。この方法には、通信装置が一つ以上のサウンディング信号を受信することが含まれている。この方法には、一つ以上のサウンディング信号に基づいてチャンネル推定を計算することも含まれている。この方法には、チャンネル推定に振幅補償を適用することがさらに含まれている。この方法には、推定されたチャンネルデータを送信することも含まれている。この方法には、ビームフォーミングされた信号を受信することもさらに含まれている。
【００１４】
非明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を送信するためのコンピュータプログラム製品も開示されている。コンピュータプログラム製品には命令を備えている非一時的な有体的コンピュータ可読媒体が含まれている。命令には、一つ以上のサウンディング信号を受信するためのコードが含まれている。命令には、一つ以上のサウンディング信号に基づいてチャンネル推定を計算するためのコードも含まれている。その上に命令には、周波数オフセット補償をチャンネル推定に適用するためのコードも含まれている。チャンネル推定に基づいてプリコーディング行列を計算するためのコードが命令に含まれている。命令には、プリコーディング行列を用いてビームフォーミングされた信号を送信するためのコードも含まれている。
【００１５】
明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を受信するためのコンピュータプログラム製品も開示されている。コンピュータプログラム製品には命令を備えている非一時的な有体的コンピュータ可読媒体が含まれている。命令には、一つ以上のサウンディング信号を受信するためのコードが含まれている。命令には、一つ以上のサウンディング信号に基づいてチャンネル推定を計算するためのコードも含まれている。その上に命令には、チャンネル推定に振幅補償を適用するためのコードも含まれている。命令には、推定されたチャンネルデータを送信するためのコードも含まれている。命令には、ビームフォーミングされた信号を受信するためのコードがさらに含まれている。
【００１６】
非明示的なチャンネルサウンディングを用いて、ビームフォーミングされた信号を送信するための装置も開示されている。この装置は、一つ以上のサウンディング信号を通信装置に受信させる手段を備えている。この装置は、一つ以上のサウンディング信号に基づいてチャンネル推定を通信装置に計算させるための手段も備えている。その上にこの装置は、周波数オフセット補償をチャンネル推定に適用することを通信装置に行わせる手段を備えている。この装置は、チャンネル推定に基づいてプリコーディング行列を通信装置に計算させるための手段も備えている。この装置は、プリコーディング行列を用いて通信装置にビームフォーミングされた信号を送信させるための手段も備えている。
【００１７】
明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を受信するための装置も開示されている。この装置は、一つ以上のサウンディング信号を通信装置に受信させる手段を備えている。この装置は、一つ以上のサウンディング信号に基づいてチャンネル推定を通信装置に計算させるための手段も含まれている。この装置は、チャンネル推定に振幅補償を適用することを通信装置に行わせる手段をさらに備えている。その上にこの装置は、推定されたチャンネルデータを通信装置に送信させる手段を備えている。この装置は、ビームフォーミングされた信号を通信装置に受信させるための手段も備えている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、数台の通信装置がビームフォーミングのための明示的および非明示的なチャンネルサウンディング用のシステムおよび方法を実装している一構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、基地局と一台以上の無線通信装置とがビームフォーミングのための非明示的なチャンネルサウンディング用のシステムおよび方法を実装している一構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、基地局と一台以上の無線通信装置とがビームフォーミングのための明示的なチャンネルサウンディング用のシステムおよび方法を実装している一構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、非明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を送信する方法の一構成を示すフロー図である。
【図５】図５は、明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を送信する方法の一構成を示すフロー図である。
【図６】図６は、明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を受信する方法の一構成を示すフロー図である。
【図７】図７は、非明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を送信するためのシステムおよび方法を実装している通信装置のより具体的な構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、周波数オフセット補償モジュールの一構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号の送受信をするためのシステムおよび方法を実装している通信装置のより具体的な構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、基地局またはアクセスポイントに内蔵される特定のコンポーネントを示す図である。
【図１１】図１１は、無線通信装置またはアクセス端末に内蔵される特定のコンポーネントを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
ここで使用しているように用語「基地局」は通信網へのアクセスを提供することのできる通信装置を一般に意味する。通信網の例には、電話網（例えば、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）や小型携帯移動電話機網のような「陸線」網）、インターネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、その他があるが、これらに限定される訳ではない。基地局の例には、小型携帯移動電話機の基地局やノード、アクセスポイント、無線ゲートウェイ、無線ルータがある。基地局（例えば、アクセスポイント）は、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）８２０．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｎ、８０２．１１ａｃ（例えば、「Wireless Fidelity（登録商標）」すなわち「Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）」）規格のような特定の工業規格にしたがって作動する。アクセスポイントがしたがわなければならない規格の別の例にはＩＥＥＥ８０２．１６（例えば、マイクロ波アクセスに関する世界的相互運用性（Worldwide Interoperability for Microwave Access）すなわち「ワイマックス（ＷｉＭＡＸ）」）、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）、３ＧＰＰロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、その他がある（例えば、基地局はノードＢ、進化したノードＢ（ｅＮＢ）、その他と呼ばれる）。ここに開示されているシステムや方法の中には一種類以上の規格の観点で記載されているものが幾つかあるが、いずれのシステムや方法も多くのシステムや規格に適用することができるので、開示の範囲を限定するものではないことを断っておく。
【００２０】
ここで使用している用語「無線通信装置」は、基地局に無線で接続することのできる通信装置（例えば、アクセス端末、クライアント装置、クライアント局（ＳＴＡ）、その他）を一般に指す。無線通信装置は、移動装置、移動局、加入者局、ユーザ機器（ＵＥ）、リモート局、アクセス端末、移動端末、端末、ユーザ端末、加入者ユニットなどと呼ばれることもある。無線通信装置の例には、ラップトップやデスクトップのコンピュータ、小型携帯移動電話機、スマートフォン、無線モデム、電子書籍端末（e-readers）、タブレット装置、ゲーム機、その他がある。基地局との関連で先に述べたように無線通信装置は一種類以上の工業規格にしたがって作動する。したがって一般的な用語「無線通信装置」には、様々な工業規格にしたがって様々な名称（例えば、アクセス端末、ユーザ機器（ＵＥ）、リモート端末など）で呼ばれる無線通信装置が含まれる。
【００２１】
ここで使用しているように用語「補償する（compensate）」、「補償（compensation）」、「を埋め合わせる（compensate for）」、「正しい（correct）」、「訂正（correction）」、「を訂正する（correct for）」並びに「補償する」や「訂正する」の他の形式はある水準の補償や訂正を表している。すなわちこれらの用語は、オフセットや誤差が幾らか減少することあるいはオフセットや誤差を少なくするために行われる動作を少なくとも表している。言い換えれば、周波数のオフセットや誤差の補償は周波数のオフセットや誤差を減少させるだけである。したがって、周波数のオフセットや誤差は「補償」や「訂正」の後でも依然として多少残っている。さらに、「正しい」計算は「もっと正確な」計算を意味している場合がある。
【００２２】
上で述べたように、基地局の処理能力と信頼性が改善されれば有益である。基地局の処理能力を改善させる取り組みにはビームフォーミングを用いたものがある。
【００２３】
ビームフォーミングは空間分割多元接続（ＳＤＭＡ：Space Division Multiple Access）との関連で用いられる。ＳＤＭＡは、送信信号を空間的に分割して通信リソース（例えば、時間や周波数のリソース）の「再利用」を可能にする技術である。複数のアンテナを用いてアンテナ毎に相対的な信号の位相と振幅とを制御することによってビームフォーミングを実現することができる。そのような制御により送信信号を空間的に特定の方向に向けることができるようになる。複数ユーザ複数入力複数出力（ＭＵ−ＭＩＭＯとの関連）でＳＤＭＡが用いられる。ここに開示されているシステムと方法は、アクセス端末（例えば、「クライアント」）毎に異なる周波数オフセットについてビームフォーミングやＳＤＭＡにおけるチャンネル推定を補償するために用いられる技術である。もっとはっきり言えば、ここに開示されているシステムと方法は非明示的なフィードバックおよび明示的なフィードバックの両方または一方を用いたビームフォーミングに適用される。
【００２４】
上で述べたように、基地局（例えば、アクセスポイント）から複数台の無線通信装置への同時送信がＳＤＭＡにより可能になる。ＳＤＭＡ送信には「プリコーディング行列」の計算が必要である。どの無線通信装置も自分宛てのデータだけを干渉もなく確実に受信することができるようにプリコーディング行列が送信される信号に適用される。プリコーディング行列の計算には基地局（例えば、アクセスポイント）と個々の無線通信装置との間のチャンネルに関する情報が使用される。基地局は、非明示的であるか明示的であるかのいずれか一方または両方のサウンディングを使用してチャンネル情報を取得する。ここに開示されているシステムと方法は、プリコーディング行列の計算に用いられる「正しい」チャンネル推定を周波数オフセットがたとえ存在していたとしても基地局に提供することができる。周波数オフセットとは、送信側の通信装置の搬送周波数と受信側の通信装置の搬送周波数とのパケット送信における不整合を言うことに注意されたい。また、周波数オフセット補償は特定の規格では作動に密接に関連していることにも注意すべきである。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃやＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、あるいは、その他の規格に周波数オフセット補償を適用することができる。
【００２５】
ここで図面を参照して様々な構成を説明する。尚、機能的に類似している要素には類似している参照符号を付けてある。図面に概括的に描写されたり記載されたりしているシステムや方法はいずれも広範囲に亘る異なる構成に翻案したり設計したりすることができる。したがって、図面に示されている幾つかの構成に関する以下のより詳しい説明は典型的なシステムや方法の単なる例示に過ぎないのであって特許請求の範囲を狭めることを意図しているのではない。
【００２６】
図１は、ビームフォーミングのための明示的および非明示的なチャンネルサウンディング用のシステムおよび方法を実装している数台の通信装置１０２の一つの構成を示すブロック図である。数台の通信装置１０２は、一つ以上のアンテナ１１２、１１８を用いた信号の送受信によってお互いに通信し合う。例えば通信装置Ａ  １０２ａは、複数のアンテナ１１２ａ−ｎを用いて通信装置ＢやＣ  １０２ｂ−ｃに信号を送信する。通信装置ＢやＣ  １０２ｂ−ｃは、一つ以上のアンテナ１１８ａ−ｂを用いて送信信号を受信する。通信装置１０２ａ−ｃの例には基地局や無線通信装置がある。ある一つの構成では、通信装置Ａ  １０２ａは基地局であり、通信装置ＢやＣ  １０２ｂ−ｃはどちらも無線通信装置である。別の構成では、通信装置Ａ  １０２ａは無線通信装置であり、通信装置ＢやＣ  １０２ｂ−ｃはどちらも基地局である。
【００２７】
通信装置Ａ  １０２ａは、複数のアンテナ１１２ａ−ｎを用いることにより空間的に異なる複数の送信ビーム１１４を形成すること、すなわち、ビームフォーミングが可能になっている。すなわち通信装置Ａ  １０２ａは、アンテナ１１２ａ−ｎで送信する信号相互間の相対的な位相と振幅とを制御してビームフォーミングを行う。例えば通信装置Ａ  １０２ａは、ビームＡ  １１４ａおよびビームＢ  １１４ｂを生成する。この例では、ビームＡ  １１４ａは通信装置Ｂ  １０２ｂに向けて空間的に伝送され、ビームＢ  １１４ｂは通信装置Ｃ  １０２ｃに向けて空間的に伝送される。
【００２８】
図１に示した例では、ビーム１１４が適切に形成されないと干渉１１６が生じてしまう。例えば通信装置Ａ  １０２ａは、自らが備えているプリコーディング行列１１０を用いて複数のビーム１１４を生成する。プリコーディング行列１１０が正しく計算されないとビーム１１４は相互に干渉し合ってしまう。例えばビームＡ  １１４ａには、通信装置Ｃ  １０２ｃにではなくて通信装置Ｂ  １０２ｂに宛てた信号が含まれている。しかし、プリコーディング行列が正しく（例えば、正確に）計算されない場合には、ビームＡ  １１４ａの一部分が通信装置Ｃ  １０２ｃにより受信されてしまったり、ビームＢ  １１４ｂの一部分が通信装置Ｂ  １０２ｂにより受信されてしまったりして干渉１１６が発生する。例えば、プリコーディング行列の計算に用いられる一種類以上のチャンネル推定１０４、１１２が不正確であったり間違っていたりするとプリコーディング行列１１０が間違って計算されたり不正確に計算されたりする。ここに開示されているシステムと方法はプリコーディング行列１１０の「正しい」（例えば、より正確な）計算を提供するので干渉１１６の発生を避けることができる。
【００２９】
プリコーディング行列１１０は一種類以上のチャンネル推定１０４、１１２に基づいて計算される。非明示的であるか明示的であるかのいずれか一方または両方のサウンディングを用いてチャンネル推定１０４、１２２を取得する。ある一つの構成では通信装置Ａ  １０２ａは、非明示的なサウンディングを用いてチャンネル推定１０４を取得する。例えば通信装置Ａ  １０２ａは、通信装置Ｂ  １０２ｂおよび通信装置Ｃ  １０２ｃのそれぞれから非明示的なサウンディング信号（例えば、トレーニングパケット）を受信する。受信したサウンディング信号を用いてチャンネル推定１０４を計算する。周波数オフセット補償１０６および振幅補償１０８の両方または一方をチャンネル推定１０４に適用してから、そのチャンネル推定１０４を用いてプリコーディング行列１１０を計算する。周波数オフセット補償１０６および振幅補償１０８、１２４を以下に詳述する。プリコーディング行列１１０を用いて通信装置ＢおよびＣ  １０２ｂ−ｃにデータ（例えば、ビームフォーミングされた信号またはＳＤＭＡ信号）を送信する。
【００３０】
別の構成では明示的なサウンディングが用いられる。例えば通信装置Ａ  １０２ａは、サウンディング信号（例えば、トレーニングパケット）を通信装置Ｂ  １０２ｂおよび通信装置Ｃ  １０２ｃに送信する。通信装置Ｂ  １０２ｂは、このサウンディング信号を用いてチャンネル推定１１２ａを計算する。通信装置Ｃ  １０２ｃもチャンネル推定１１２ｂの計算にこのサウンディング信号を用いる。通信装置１０２ｂ−ｃは、それぞれの振幅補償１２４ａ−ｂをそれぞれのチャンネル推定１２２ａ−ｂに適用する。通信装置ＢおよびＣ  １０２ｂ−ｃはそれぞれがそれぞれのチャンネル推定１２２ａ−ｂの数値表現（例えば、チャンネル推定１２２データ）を通信装置Ａ  １０２ａに送信する。通信装置Ａ  １０２ａは、データ（例えば、ビームフォーミングされた信号やSDMA信号）の送信に使用するプリコーディング行列１１０の計算にチャンネル推定１２２ａ−ｂの数値表現を用いる。
【００３１】
図２は、ビームフォーミングのための非明示的なチャンネルサウンディング用のシステムおよび方法を実装している基地局２２６および一台以上の無線通信装置２４６の１つの構成を示すブロック図である。基地局２２６は一台以上の無線通信装置２４６とチャンネル２３８を介して通信をする。例えば基地局２２６は、複数のアンテナ２１２ａ−ｎを用いて無線周波数（ＲＦ）信号を一台以上の無線通信装置２４６に送信する。一台以上の無線通信装置２４６はそれぞれが一つ以上のアンテナ２１８ａ−ｎを用いて先の送信された信号を受信する。逆に無線通信装置２４６は、それぞれがそれぞれの信号を送信し、それらを基地局２２６が受信する。基地局２２６から無線通信装置２４６に送信される信号は一般に下りリンク信号と呼ばれ、無線通信装置２４６から基地局２２６に送信される信号は上りリンク信号と呼ばれる。基地局２２６と個々の無線通信装置２４６との間のどのチャンネルにも相反性（reciprocity）があるとここで仮定することにする。この仮定は、ここでは説明をしない較正手続き（calibration procedure）に必要である。
【００３２】
基地局２２６は下りリンク搬送波２４４ａを用いて信号（例えば、データ）を無線通信装置２４６に送信し、無線通信装置２４６は上りリンク搬送波２４０ａを用いて信号（例えば、データ）を基地局２２６に送信する。その上にまたはその代わりに、基地局２２６は一つ以上の下りリンク副搬送波２４４ａ−ｎを用いて信号を無線通信装置２４６に送信し、無線通信装置２４６は一つ以上の上りリンク副搬送波２４０ａ−ｎを用いて信号を送信する。搬送波２４０ａ、２４４ａには、チャンネル２３８による信号の送信に用いられるある範囲の周波数または帯域幅が一般に含まれている。副搬送波２４０ａ−ｎ、２４４ａ−ｎは搬送波に含まれている周波数帯である。ある一つの構成（例えば、直交周波数多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）を使用する構成）では、一つ以上の副搬送波２４０ａ−ｎ、２４４ａ−ｎが互いに直交し合っていて一括して搬送波帯域幅を占めている。個々の副搬送波２４０ａ−ｎ、２４４ａ−ｎは、例えば、シンボルやデータの個々のストリームを搬送する。
【００３３】
基地局２２６は、下りリンクの搬送波や副搬送波２４４の周波数を生成するために用いられる基地局クロック２２８を備えている。同様に無線通信装置２４６は、無線通信装置クロック２４８を用いて上りリンクの搬送波や副搬送波２４０の周波数を生成する。しかし、無線通信装置クロック２４８は基地局クロック２２８と正確に同期していない可能性がある。基地局クロック２２８と無線通信装置クロック２４８とが正確に同期していない場合には周波数オフセット２３６が生じてしまう。周波数オフセット２３６は無線通信装置２４６毎に異なる。
【００３４】
詳細は以下に譲るが対応する搬送波や副搬送波２４０、２４４は周波数が整列していることが望ましい。例えば、上りリンクの搬送波や副搬送波Ａ  ２４０ａおよび下りリンクの搬送波や副搬送波Ａ  ２４４ａが同じ周波数で整列しているとシステムの性能が改善される。しかし、基地局クロック２２８と無線通信装置クロック２４８とが正確に同期することは恐らくないので副搬送波２４０ａ、２４４ａの正確な整列は恐らく起きないであろうから周波数オフセット２３６が生じてシステムの性能が劣化してしまう恐れがある。
【００３５】
図２には、基地局２２６の下に描いた周波数の軸２３４にこの影響が示されている。基地局２２６は、送信周波数帯２３０（例えば、下りリンクの搬送波や副搬送波２４４）で信号を送信し、受信周波数帯２３２で信号（例えば、上りリンクの搬送波や副搬送波２４０）を受信する。図示されているように、送信周波数帯２３０および受信周波数帯２３２は周波数オフセット２３６だけずれている。（例えば、周波数オフセット２３６の分だけずれている）サウンディング信号２４２を受信して得られたチャンネル推定に基づいているプリコーディング行列２１０（例えば、ＳＤＭＡビームフォーミング行列）である場合には、下りリンクのチャンネルは受信した上りリンクのチャンネル（例えば、受信した周波数帯２３２）とは異なる周波数の搬送波や副搬送波２４４（例えば、送信周波数帯２３０）に存在していることになるのでＳＤＭＡ下りリンクには干渉が起きてしまう。
【００３６】
基地局２２６はチャンネル推定モジュール２０４を備えている。チャンネル推定モジュール２０４は、明示的なチャンネルサウンディング（例えば、無線通信装置２４６から送られてきたサウンディング信号２４２）を用いてチャンネル推定を生成する。サウンディング信号２４２に明示的なチャンネル推定情報が含まれていない場合のチャンネルサウンディングは「非明示的」であると判断される。すなわち、基地局２２６がチャンネル推定の生成に使用する「非明示的な」チャンネル情報がサウンディング信号２４２に含まれている。例えばある一つの構成では、サウンディング信号２４２が上りリンクパケットのプリアンブルを備えていて、これが対応する下りリンクチャンネルの導出に用いられる。サウンディング信号２４２は、例えば一個以上のトレーニングパケットで構成されている。ある一つの構成ではトレーニングパケットは、チャンネルを仕立てる（to train the channel）のに用いられるプリアンブルを有している短い「データ」パケットである。例えば、送信機（ＴＸ）と受信機（ＲＸ）の双方が知っている幾つかのＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシンボルでプリアンブルは構成されている。
【００３７】
チャンネル推定モジュール２０４は、周波数オフセット補償２０６および振幅補償２０８の一方または両方を用いたり適用したりする。例えばチャンネル推定モジュール２０４は、一台以上の無線通信装置２４６から上りリンクの搬送波や副搬送波２４０で受信したサウンディング信号２４２を一つ以上用いてチャンネル推定を生成する。チャンネル推定モジュール２０４は周波数オフセット補償２０６をチャンネル推定に適用して一つ以上の周波数オフセット２３６の補償や訂正をする。周波数オフセット補償２０６をチャンネル推定に適用することによりチャンネル推定が改善されるのでプリコーディング行列２１０の計算が正確になり、ビームフォーミングやＳＤＭＡによる送信の性能が改善される。例えば、異なる無線通信装置２４６に向けられた信号間の干渉１１６が減少する。チャンネル推定モジュール２０４はその代わりにまたはそれに加えて振幅補償２０８をチャンネル推定に適用する。これによってもビームフォーミングやＳＤＭＡによる送信の性能が改善される。このように周波数オフセット補償２０６および振幅補償２０８の一方または両方の施されたチャンネル推定を用いてプリコーディング行列２１０が計算される。次に基地局２２６は、プリコーディング行列２１０を用いて下りリンクの搬送波や副搬送波２４４ａ−ｎでデータ２４７（例えば、パケット）を一台以上の無線通信装置２４６に送信する。
【００３８】
無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）の状況によっては送信が非同期的になる。したがって受信機は、受信したパケット毎に送信周波数を追尾しなければならない。プリコーディング行列２１０を（例えば、ＳＤＭＡ用に）計算するためには正確なチャンネル推定２０４が必要である（例えば、３０デシベル（ｄＢ）までのチャンネル推定信号対雑音比（ＳＮＲ））。非明示的なチャンネルサウンディングの場合には通信装置（例えば、基地局２２６）は、上りリンクのサウンディング周波数オフセット２３６を正確に推定し、この推定したオフセットを推定したチャンネル２３８から減少させたり取り除いたりしなければ下りリンク２４４送信用のより正確なまたは「正しい」プリコーディング行列２１０を計算することができない。下りリンクの送信に複数台の通信装置（例えば、無線通信装置２４６）が含まれている場合には通信装置毎に異なる補償が必要である。
【００３９】
図3は、ビームフォーミングのための明示的なチャンネルサウンディング用のシステムおよび方法を実装している基地局３２６および一台以上の無線通信装置３４６の一つの構成を示すブロック図である。「明示的な」サウンディングとはチャンネル情報のフィードバックがパケットのデータ部分で送信されることを意味する。例えば無線通信装置３４６は、基地局３２６（例えば、アクセスポイント）からのトレーニングパケット（例えば、サウンディング信号３４２）のプリアンブルに基づいてチャンネル推定を実行して基地局３２６（例えば、アクセスポイント）からのチャンネル３３８を評価する。無線通信装置２４６は、次にこのチャンネル推定（例えば、推定されたチャンネルデータ３５０）をデータパケットで基地局３２６（例えば、アクセスポイント）に送信する。したがって、基地局３２６は上りリンクのパケットのプリアンブルを用いて対応する下りリンクのチャンネルを導出する必要がない。
【００４０】
基地局３２６は、複数のアンテナ３１２ａ−ｎを使用してチャンネル３３８を介して一台以上の無線通信装置３４６と通信をする。一台以上の無線通信装置３４６はそれぞれが一つ以上のアンテナ３１８ａ−ｎを使用してチャンネル３３８を介して基地局３２６と通信をする。基地局３２６は下りリンクの搬送波や副搬送波３４４ａ−ｎを用いて信号（例えば、データ）を無線通信装置３４６に送信し、無線通信装置３４６は上りリンクの搬送波や副搬送波３４０ａ−ｎを用いて信号（例えば、データ）を基地局３２６に送信する。
【００４１】
基地局３２６は、下りリンクの搬送波や副搬送波３４４の周波数を生成するために用いられる基地局クロック３２８を備えている。同様に無線通信装置３４６は、無線通信装置クロック３４８を用いて上りリンクの搬送波や副搬送波３４０の周波数を生成する。クロック３２８、３４８は正確に同期していない可能性があるので周波数オフセット３３６が生じてシステムの性能が劣化してしまうことがある。周波数オフセット３３６は無線通信装置３４６毎に異なる。図３には、基地局３２６の下に描いた周波数の軸３３４にこの影響が示されている。基地局３２６は、送信周波数帯３３０（例えば、下りリンクの搬送波や副搬送波３４４）で信号を送信するが、受信周波数帯３３２で信号（例えば、上りリンクの搬送波や副搬送波３４０）を受信する。無線通信装置３４６には類似した周波数オフセットが観察される。図示されているように、送信周波数帯３３０および受信周波数帯３３２は周波数オフセット３３６の分だけずれている。（例えば、周波数オフセット３３６の分だけずれている）サウンディング信号３４２を受信して得られたチャンネル推定に基づいているプリコーディング行列３１０（例えば、ＳＤＭＡビームフォーミング行列）である場合には、下りリンクのチャンネルは受信した上りリンクのチャンネル（例えば、受信した周波数帯３３２）とは異なる周波数の搬送波や副搬送波３４４（例えば、送信周波数帯３３０）に存在していることになるのでＳＤＭＡ下りリンクには干渉が起きてしまう。
【００４２】
一台以上の無線通信装置３４６はいずれもチャンネル推定モジュール３２２を備えている。チャンネル推定モジュール３２２は、基地局３２６から送られてくる一つ以上のサウンディング信号３４２を用いてチャンネル推定を生成する。この場合、チャンネルサウンディングは明示的である。例えば、チャンネル推定モジュール３２２は一つ以上のサウンディング信号３４２を用いてチャンネル推定を生成する。チャンネル推定は、数値で表されて推定されたチャンネルデータ３５０として基地局３２６に送信される。したがって、推定されたチャンネルデータ３５０はチャンネル推定情報を明確に備えている。
【００４３】
チャンネル推定モジュール３２２は振幅補償３２４を用いたり適用したりする。例えばチャンネル推定モジュール３２２は、下りリンクの搬送波や副搬送波３４４で基地局３２６から受信した一つ以上のサウンディング信号３４２を用いてチャンネル推定を生成する。チャンネル推定モジュール３２２は振幅補償３２４をチャンネル推定に適用する。振幅補償３２４をチャンネル推定に適用することによりチャンネル推定が改善されるのでプリコーディング行列３１０の計算が正確になり、ＳＤＭＡによる送信の性能が改善される。
【００４４】
チャンネル推定（これには、例えば、振幅補償が含まれている）は推定されたチャンネルデータ３５０として数値で表現される。個々の無線通信装置３４６は推定されたチャンネルデータ３５０を基地局３２６に送信する。基地局３２６は、推定されたチャンネルデータ３５０を個々の無線通信装置３４６から受信して、これらを用いてプリコーディング行列３１０を計算する。次に基地局３２６は、プリコーディング行列３１０を用いて下りリンクの搬送波や副搬送波３４４ａ−ｎでＳＤＭＡ信号（例えば、データパケット）を一台以上の無線通信装置346に送信する。
【００４５】
図４は、非明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を送信するための方法４００のある一つの構成を例示しているフロー図である。図４、図５、図６では開示を分かり易くするために用語「基地局」や「無線通信装置」あるいは両用語の派生語が用いられている。しかし、これらの用語が使用されているからと言って、これらに開示されている方法の適用対象が基地局や無線通信装置に限定される訳ではないことを断っておく。むしろ、図４、図５、図６に開示されている方法は一般にどのような通信装置にも実装することができる。
【００４６】
図４に例示されているように４０２で基地局２２６は一つ以上のサウンディング信号２４２を一台以上の無線通信装置２４６から受信する。例えば、個々の無線通信装置２４６はサウンディング信号２４２（例えば、トレーニングパケット）を基地局２２６に送信する。異なる無線通信装置２４６からのサウンディング信号２４２は異なる時間に送信されたり受信されたりする。４０４で基地局２２６は、一つ以上のサウンディング信号２４２に基づいてチャンネル推定を計算する。ここで使用しているように用語「チャンネル推定」は一つ以上のチャンネルに関する一つ以上の推定を含んでいる。例えば「チャンネル推定」は、幾つかのチャンネルのチャンネル推定が含まれている行列として表現される。
【００４７】
基地局２２６は、４０６で周波数オフセットをチャンネル推定に適用する。周波数オフセットの適用４０６に関する詳細は以下に示す。基地局２２６は、４０８で振幅補償をチャンネル推定に適用する。例えば、基地局２２６は、チャンネル推定に影響する受信機フィルタを一台以上備えている。４０８で振幅補償をチャンネル推定に適用することにより一台以上の受信機フィルタの影響を補償すること（例えば、取り除くこと）ができる。
【００４８】
４１０で基地局２２６は、チャンネル推定に基づいてプリコーディング行列２１０を計算する。例えば、周波数オフセット補償２０６および振幅補償２０８の両方または一方が適用されているチャンネル推定を用いてプリコーディング行列２１０が計算される。次に４１２で基地局２２６は、プリコーディング行列を用いてビームフォーミングされた（例えば、ＳＤＭＡ）信号（例えば、データ）を送信する。このようにしてビームフォーミングまたはＳＤＭＡによる送信の性能が改善される。
【００４９】
図５は、明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を送信するための方法５００のある一つの構成を例示しているフロー図である。５０２で基地局３２６は一つ以上のサウンディング信号３４２（例えば、トレーニングパケット）を一台以上の無線通信装置３４６に送信する。一台以上の無線通信装置３４６はそれぞれが一つ以上のサウンディング信号３４２を用いて推定されたチャンネルデータ３５０を計算して当該データ３５０を基地局３２６に送信する。基地局３２６は推定されたチャンネルデータ３５０を５０４で受信する。推定されたチャンネルデータ３５０は推定されたチャンネルの数値表現である。すなわち基地局３２６は、個々の無線通信装置３４６から異なる推定されたチャンネルデータ３５０を受信する。５０６で基地局３２６は、推定されたチャンネルデータ３５０に基づいてプリコーディング行列３１０を計算する。次に５０８で基地局326は、プリコーディング行列３１０を用いてビームフォーミングされた（例えば、ＳＤＭＡ）信号（例えば、データ）を送信する。
【００５０】
図６は、明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を受信するための方法６００のある一つの構成を例示しているフロー図である。６０２で一台以上の無線通信装置３４６が一つ以上のサウンディング信号３４２（例えば、トレーニングパケット）を受信する。一つ以上のサウンディング信号３４２は基地局３２６から送信される。６０４で一台以上の無線通信装置３４６は、それぞれが一つ以上のサウンディング信号３４２に基づいてチャンネル推定を計算する。６０６で一台以上の無線通信装置３４６は、それぞれが振幅補償３２４を推定されたチャンネルに適用する。例えば、個々の無線通信装置３４６は、チャンネル推定に影響する受信機フィルタを一台以上備えている。６０６で振幅補償３２４をチャンネル推定に適用することにより一台以上の受信機フィルタの影響を補償すること（例えば、取り除くこと）ができる。一台以上の無線通信装置３４６はチャンネル推定の数値表現を生成して推定されたチャンネルデータ３５０を供給する。６０８で一台以上の無線通信装置３４６は推定されたチャンネルデータ３５０を基地局３２６に送信する。この推定されたチャンネルデータ３５０はチャンネル状態情報（ＣＳＩ：Channel State Information）とみなされて圧縮される。図５を参照して先に説明したように基地局３２６は自らが受信した推定されたチャンネルデータ３５０を用いてプリコーディング行列３１０を５０６で計算して、このプリコーディング行列３１０を用いてＳＤＭＡ信号を５０８で送信する。一台以上の無線通信装置３４６はビームフォーミングされた（例えば、ＳＤＭＡ）信号（例えば、データ、パケット、その他）を６１０で受信する。ビームフォーミングされた（例えば、ＳＤＭＡ）信号は５０８で基地局３２６から送信される。
【００５１】
図７は、非明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を送信するためのシステムおよび方法を実装している通信装置７２６、７４６のより具体的な構成を例示しているブロック図である。通信装置７４６、７２６の例には基地局２２６、３２６や無線通信装置２４６、３４６がある。例えば、一台以上の無線通信装置Ａ  ７４６は一台以上の無線通信装置やアクセス端末で構わない。さらに、通信装置Ｂ  ７２６は一台の基地局やアクセス端末で構わない。あるいは、一台以上の無線通信装置Ａ  ７４６が一台以上の基地局であって、通信装置Ｂ  ７２６が一台の無線通信装置であっても構わない。幾つかの式をこれから示すが、大文字の下付き文字「Ａ」は通信装置Ａ  ７４６を指し、大文字の下付き文字「Ｂ」は通信装置Ｂ  ７２６を指すものとして説明する。
【００５２】
一台以上の無線通信装置Ａ  ７４６は、サウンディング信号生成モジュール７５２、送信機７５４、１つ以上のアンテナ７１８ａ−ｎの全てまたはいずれかを備えている。通信装置Ｂ  ７２６は１つ以上のアンテナ７１２ａ−ｎ、受信機７６０、チャンネル推定モジュール７０４、周波数オフセット補償モジュール７０６、振幅補償モジュール７０８、プリコーディング行列計算モジュール７７４、送信用データ７８２、送信機７８０の全てまたはいずれかを備えている。
【００５３】
図７には、アンテナ７１８ａ−ｎ、７１２ａ−ｎを用いてチャンネル７３８により通信装置Ｂ  ７２６と通信をしている一台以上の無線通信装置Ａ  ７４６が例示されている。しかし、通信装置Ａ  ７４６と通信装置Ｂ  ７２６との間の単一入力単一出力（ＳＩＳＯ：Single-Input Single-Output）チャンネルを例示の目的で最初に説明する。複数入力複数出力（ＭＩＭＯ：Multiple-Input Multiple-Output）チャンネルの場合は（のちに述べるが）ＳＩＳＯチャンネルの場合の直接的な拡張である。
【００５４】
サウンディング信号（例えば、トレーニングパケット）は基底帯域周波数スペクトルＳ（ｆ）を有している。ｆは実領域（real domain）の周波数である。すなわち、サウンディング信号生成モジュール７５２は周波数スペクトルＳ（ｆ）でサウンディング信号（例えば、トレーニングパケット）２４２を生成する。通信装置Ａ  ７４６の送信機７５４はサウンディング信号２４２すなわちトレーニングパケットを送信用にフォーマットする。例えば、送信機７５４は送信（ＴＸ）フィルタおよび受信（ＲＸ）フィルタの両方または一方７５６を一台以上備えている。Ｔ（ｆ）は、ＴＸフィルタおよびＲＸフィルタの両方または一方の基底帯域周波数応答を表している。通信装置Ａ  ７４６の送信機７５４は変調器７５８も備えている。変調器７５８はサウンディング信号２４２を送信用に変調する。ここに述べているシステムや方法にしたがって用いられる変調の一例にＯＦＤＭ変調がある。ＴＸまたはＲＦのフィルタリング７５６や変調７５８の後でサウンディング信号２４２は（ＳＩＳＯの場合には）一つのアンテナ７１８を用いてチャンネル７３８を介して通信装置Ｂ  ７２６に送信される。
【００５５】
チャンネル７３８の基底帯域表示はＨ（ｆ）としてこれを定義することができる。サウンディング信号２４２は（ＳＩＳＯの場合）チャンネル７３８を介して一つのアンテナを用いて通信装置Ｂ  ７２６により受信される。受信機７６０はサウンディング信号２４２を受信する。受信機７６０は、受信（ＲＸ）フィルタおよびＲＦフィルタの両方または一方７６２を備えている。Ｒ（ｆ）は、ＲＸフィルタおよびＲＦフィルタの両方または一方７６２の基底帯域周波数応答を表している。受信機７６０は復調器７６４も備えている。受信機は、サウンディング信号の復調７６４およびサウンディング信号のフィルタリング７６２の両方または一方を行う。通信装置Ｂ  ７２６が受信する基底帯域受信信号は、次式（１）に示されているようにＹ（ｆ）としてこれを定義することができる。
【数１】
2013541267.tif 000003
【数２】
2013541267.tif 000004
【数３】
2013541267.tif 000005
【００５６】
【数４】
2013541267.tif 000006
【００５７】
【数５】
2013541267.tif 000007
【００５８】
【数６】
2013541267.tif 000008
【００５９】
【数７】
2013541267.tif 000009
【００６０】
【数８】
2013541267.tif 000010
【００６１】
【数９】
2013541267.tif 000011
【００６２】
非明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を送信することにより得られる効果をここに述べているシステムおよび方法にしたがったシミュレーションで調べた。このシミュレーションでは幾つかのパラメータを想定している。基地局はアンテナを四つ備えていること、そして無線装置はそれぞれがアンテナを一つ備えていることを想定した上で、一台の基地局と三台の無線装置とを用いてシミュレーションを行った。２０メガヘルツ（ＭＨｚ）モードの混合モードパケットとビームフォーミングされたヘッダを想定した。６ギガヘルツでのチャンネルＤ−ＬＯＳ（見通し線（Line of Sight））を想定した。チャンネルＤ−ＬＯＳは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１のシミュレーションに用いられる特別のチャンネルモジュールである。パケットは１００バイトを想定している。無線通信装置が三台の場合に０、２０、４０百万分率（ｐｐｍ）の周波数オフセットを想定し、無線通信装置が一台の場合に４０ｐｐｍの周波数オフセットを想定した。振幅の補償により性能が１デシベル（ｄＢ）増進することをシミュレーションは示した。
【００６３】
【数１０】
2013541267.tif 000012
【００６４】
【数１１】
2013541267.tif 000013
【００６５】
式（１４）ではＮ／２が標本偏移（sample shift）である。標本偏移を用いると位相傾斜補正で位相の不連続を直流（ＤＣ：Direct Current）の周囲ではなくて帯域の外側にすることができる。これにより、h８９４の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）８９６をとる際にギブス歪み（Gibbs distortion）を避けることができる。窓化（windowing）は随意であることに注意すること。周波数オフセット補償モジュール８０６は、偏移しているチャンネル応答（shifted channel response）（例えば、周波数オフセット補償の施されている時間領域チャンネル推定h）のＦＦＴ８９６を計算する。これは次式（１６）に示されている。
【数１２】
2013541267.tif 000014
【００６６】
図８に示されているアルゴリズムを使用することによって得られる効果をここに述べているシステムおよび方法にしたがったシミュレーションで調べた。このシミュレーションでは幾つかのパラメータを想定している。基地局はアンテナを四つ備えていること、そして無線装置はそれぞれがアンテナを一つ備えていることを想定した上で、一台の基地局と三台の無線装置とを用いてシミュレーションを行った。２０メガヘルツ（ＭＨｚ）のグリンフィールド（ＧＦ）モードおよび６ギガヘルツでのチャンネルＤ−ＬＯＳを想定した。グリンフィールド（ＧＦ）とは、特定の８０２．１１ｎの短いか長いかのいずれかのブリアンブルフォーマットを言う。パケットは１００バイトを想定している。無線通信装置が三台の場合に０、２０、４０百万分率（ｐｐｍ）の周波数オフセットを想定し、無線通信装置が一台の場合に４０ｐｐｍの周波数オフセットを想定した。図８に示したアルゴリズムを使用すると最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ：Minimum Mean Square Error）に基づくアルゴリズムに比べて性能が増進することをシミュレーションは示している。さらに、ＭＭＳＥアルゴリズムは図８に示したアルゴリズムよりも複雑である。
【００６７】
図９は、明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号の送受信をするためのシステムおよび方法を実装している通信装置９２６、９４６のより具体的な構成を例示しているブロック図である。通信装置９２６、９４６の例には基地局、アクセスポイント、無線通信装置、アクセス端末がある。例えば、通信装置Ａ  ９２６は基地局またはアクセスポイントであり、一台以上の通信装置Ｂ  ９４６は一台以上の無線通信装置またはアクセス端末である。
【００６８】
【数１３】
2013541267.tif 000015
【００６９】
【数１４】
2013541267.tif 000016
【００７０】
【数１５】
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【００７１】
【数１６】
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【００７２】
【数１７】
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【００７３】
式（２０）に示されている補償は、偏移しないフィルタを使用することであり、式（１９）に示されている補償にほぼ等しい。しかし、偏移しないフィルタを使用することには（式（１９）のように）別のフィルタを格納したり計算したりする必要がないと言う利点が通信装置Ｂ  ９４６にはある。
【００７４】
明示的なチャンネルサウンディングを用いてビームフォーミングされた信号を受信することにより得られる効果をここに述べているシステムおよび方法にしたがったシミュレーションで調べた。このシミュレーションでは幾つかのパラメータを想定している。基地局はアンテナを四つ備えていること、そして無線装置はそれぞれがアンテナを一つ備えていることを想定した上で、一台の基地局と三台の無線装置とを用いてシミュレーションを行った。２０メガヘルツ（ＭＨｚ）モードの混合モードパケットとビームフォーミングされたヘッダを想定した。６ギガヘルツでのチャンネルＤ−ＬＯＳ（見通し線（Line of Sight））を想定した。１００バイトのパケットを想定している。無線通信装置が三台の場合に０、２０、４０百万分率（ｐｐｍ）の周波数オフセットを想定し、無線通信装置が一台の場合に４０ｐｐｍの周波数オフセットを想定した。振幅の補償により性能が増進することをシミュレーションは示した。また、式（２０）で示した偏移しないフィルタも式（１９）で示した偏移するフィルタとほぼ同じように優れた性能を示した。
【００７５】
図１０は、基地局またはアクセスポイント１０２６が内蔵しているあるコンポーネントを例示している。以前に説明した基地局２２６、３２６や通信装置７２６、９２６は図１０に示した基地局またはアクセスポイント１０２６に類似した構成をしている。
【００７６】
基地局またはアクセスポイント１０２６はプロセッサ１０１７を備えている。プロセッサ１０１７は、シングルチップまたはマルチチップの汎用マイクロプロセッサ（例えば、ＡＲＭ）、専用マイクロプロセッサ（例えば、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ））、マイクロコントローラ、プログラム可能なゲートアレイ、その他のいずれでも構わない。プロセッサ１０１７は中央処理装置（ＣＰＵ：central processing unit）と呼ばれることもある。図１０の基地局またはアクセスポイント１０２６には一台のプロセッサ１０１７だけしか示されていないが別の構成ではプロセッサの組み合わせ（例えば、ＡＲＭおよびＤＳＰ）を用いることができる。
【００７７】
基地局またはアクセスポイント１０２６はプロセッサ１０１７と電子的に通信しているメモリ１０１１も備えている（すなわち、プロセッサ１０１７はメモリ１０１１との間で情報の読み書きをすることができる）。メモリ１０１１は、電子情報を格納することのできる任意の電子コンポーネントで構わない。メモリ１０１１は、ランダムアクセス記憶装置（ＲＡＭ）、読出し専用記憶素子（ＲＯＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、ＲＡＭのフラッシュメモリ装置、プロセッサと共に基板に実装されているメモリ（on-board memory included with the processor）、プログラム可能読出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能読取り専用記憶装置（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能なＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、その他であり、これらの組み合わせも含まれる。
【００７８】
データ１０１３および複数の命令１０１５がメモリ１０１１に格納されている。命令１０１５には一種類以上のプログラム、ルーチン、サブルーチン、機能、手順、その他が含まれる。命令１０１５には単一のコンピュータ可読ステートメントまたは多くのコンピュータ可読ステートメントが含まれる。命令１０１５はプロセッサ１０１７により実行可能であり、通信装置、基地局、アクセスポイントのいずれかとの関連で開示した方法を実行する。命令１０１５の実行にはメモリ１０１１に格納されているデータ１０１３の使用が含まれる。図１０には、プロセッサ１０１７にロードされる幾つかの命令１０１５ａおよびデータ１０１３ａが示されている。
【００７９】
基地局またはアクセスポイント１０２６と遠隔地（例えば、無線通信装置２４６またはアクセス端末）との間で信号の送受信を行うことができるように基地局またはアクセスポイント１０２６は送信機１０８０および受信機１０６０も備えている。送信機１０８０および受信機１０６０は一括してトランシーバ１００９と呼ばれる。アンテナ１０１２はトランシーバ１００９に電気的に結合している。基地局またはアクセスポイント１０１２は、多数の送信機、多数の受信機、多数のトランシーバ、多数のアンテナの全てまたはいずれかを（図示していないが）備えている。
【００８０】
基地局またはアクセスポイント１０２６の様々なコンポーネントは一つ以上のバスにより互いに結合されている。バスには、電力バス、制御信号バス、状態信号バス、データバス、その他が含まれる。簡単にするために、バスシステム１０１９として様々なバスが図１０に例示されている。
【００８１】
図１１には、無線通信装置またはアクセス端末１１４６に内蔵されているあるコンポーネントが例示されている。以前に述べた無線通信装置２４６、３４６または通信装置７４６、９４６は、図１１に示されている無線通信装置またはアクセス端末１１４６と同じように構成されている。
【００８２】
プロセッサ１１２９は、シングルチップまたはマルチチップの汎用マイクロプロセッサ（例えば、ＡＲＭ）、専用マイクロプロセッサ（例えば、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ））、マイクロコントローラ、プログラム可能なゲートアレイ、その他で構わない。プロセッサ１１２９は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）と呼ばれることがある。図１１の無線通信装置またはアクセス端末１１４６には単一のプロセッサ１１２９が示されているが、別の構成ではプロセッサの組み合わせ（例えば、ＡＲＭおよびＤＳＰ）を使用しても構わない。
【００８３】
]  無線通信装置またはアクセス端末１１４６はプロセッサ１１２９に電子的に通信しているメモリ１１２３も備えている（すなわち、プロセッサ１１２９はメモリ１１２３との間で情報の読み書きをすることができる）。メモリ１１２３は、電子情報を格納することのできる任意の電子コンポーネントで構わない。メモリ１１２３は、ランダムアクセス記憶装置（ＲＡＭ）、読出し専用記憶素子（ＲＯＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、ＲＡＭのフラッシュメモリ装置、プロセッサと共に基板に実装されているメモリ（on-board memory included with the processor）、プログラム可能読出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能読取り専用記憶装置（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能なＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、その他であり、これらの組み合わせも含まれる。
【００８４】
データ１１２５および命令１１２７がメモリ１１２３に格納されている。命令１１２７には一種類以上のプログラム、ルーチン、サブルーチン、機能、手順、その他が含まれる。命令１１２７には単一のコンピュータ可読ステートメントまたは多くのコンピュータ可読ステートメントが含まれる。命令１１２７はプロセッサ１１２９により実行可能であり、通信装置、無線通信装置、アクセス端末のいずれかとの関連で開示した方法を実行する。命令１１２７の実行にはメモリ１１２３に格納されているデータ１１２５の使用が含まれる。図１１には、プロセッサ１１２９にロードされる幾つかの命令１１２７ａおよびデータ１１２５ａが示されている。
【００８５】
無線通信装置またはアクセス端末１１４６と遠隔地（例えば、基地局２２６またはアクセスポイント）との間で信号の送受信を行うことができるように無線通信装置またはアクセス端末１１４６は送信機１１５４および受信機１１９８も備えている。送信機１１５４および受信機１１９８は一括してトランシーバ１１２１と呼ばれる。アンテナ１１１８はトランシーバ１１２１に電気的に結合している。無線通信装置またはアクセス端末１１４６は、多数の送信機、多数の受信機、多数のトランシーバ、多数のアンテナの全てまたはいずれかを（図示していないが）備えている。
【００８６】
無線通信装置またはアクセス端末１１４６の様々なコンポーネントは一つ以上のバスにより互いに結合されている。バスには、電力バス、制御信号バス、状態信号バス、データバス、その他が含まれる。簡単にするために、バスシステム１１３１として様々なバスが図１１に例示されている。
【００８７】
以上の説明では参照符号が様々な用語との関連で時々用いられてきた。ある用語がある参照符号との関連で用いられている場合には一枚以上の図に示されている特別の要素を表していることを意味している。参照符合なしてある用語が用いられている場合には任意の特定の図に限定されない一般的な用語に言及していることを意味している。
【００８８】
用語「決定する（determining）」には広範囲にわたる様々な活動が含まれる。したがって、「決定する（determining）」には演算、計算、処理、導出、探求、調査（例えば、表やデータベース、あるいはその他のデータ構造を調べること）、確認などが含まれる。また、「決定する（determining）」には受け取ること（例えば、情報を受け取ること）、アクセスすること（例えば、メモリ内のデータにアクセスすること）などが含まれる。さらに、「決定する（determining）」には、解決すること、慎重に選択すること、選定すること、設定することなども含まれる。
【００８９】
表現「に基づく」は、特に断らない限り「のみに基づく」を意味しない。言い換えれば、表現「に基づく」は「のみに基づく」と「少なくとも〜に基づく」の両者を意味する。
【００９０】
ここに述べた諸機能は一種類以上の命令としてプロセッサ可読媒体またはコンピュータ可読媒体に格納することができる。用語「プロセッサ可読媒体」および「コンピュータ可読媒体」はコンピュータやプロセッサがアクセスすることのできる任意の入手可能な媒体を言う。限定ではなく例としてそのような媒体にはＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭまたはその他の光ディクス記憶機構、磁気ディスク記憶機構または他の磁気記憶装置、あるいは、命令やデータ構造の形態で所望のプログラムコードを記憶するために用いることができてコンピュータやプロセッサがアクセスすることのできる任意の他の媒体が含まれる。ここで用いている用語のディスクにはコンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディクス（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスクが含まれる。ここで、ディスクには綴りが「disk」と「disc」の二種類があるが、「disk」はデータを磁気的に再生する場合に用いられ、「disc」はデータをレーザで光学的に再生する場合に用いられる。コンピュータ可読媒体は有体的で非一時的であることに注意すること。表現「コンピュータプログラム製品」は計算装置またはプロセッサと、計算装置やプロセッサが実行したり処理したり計算したりすることのできるコードや命令（例えば、「プログラム」）との組み合わせを言う。ここで使用しているように用語「コード」は計算装置やプロセッサが実行するソフトウェア、命令、コード、データを言う。
【００９１】
ソフトウェアまたは命令は送信媒体により送信することができる。例えば、同軸ケーブル、光学繊維ケーブル、拠り線対、デジタル加入者線（ＤＳＬ）、あるいは赤外線、電波、極超短波などの無線技術のいずれかでウェブサイト、サーバ、その他のリモートソースからソフトウェアが送信される場合、同軸ケーブル、光学繊維ケーブル、拠り線対、ＤＳＬ、あるいは赤外線、電波、極超短波などの無線技術が送信媒体の定義に含まれる。
【００９２】
ここに述べた方法にはここに述べた方法を達成するための工程や活動が一つ以上含まれる。方法の諸工程や諸活動は特許請求の範囲を逸脱することなくお互いに置き換え可能である。言い換えれば、ここに述べた方法が適切に機能するためには特定の工程や活動が必要であるとの断りがない限り特定の工程や活動の順序や使用は特許請求の範囲を逸脱することなく修正することができる。
【００９３】
特許請求の範囲は以上に述べた構成やコンポーネントに正確に限定されるわけではないことを理解されたい。様々な修正、変更、変種をここに述べたシステム、方法、装置の構成、操作、詳細に施しても特許請求の範囲を逸脱したことにはならない。
【００９４】
以下に特許請求の範囲を記載する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013541267.tif 000026
【図８】
2013541267.tif 000027
【図９】
2013541267.tif 000028
【図１０】
2013541267.tif 000029
【図１１】
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【国際調査報告】
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