(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信システムであって、
複数の通信チャネルを介して第１のワイヤレス通信デバイスと１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間でビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送を通信するために、複数の指向性ビームを形成するように前記第１のワイヤレス通信デバイスの複数のアンテナサブアレイを制御するように構成されるコントローラを備え、前記コントローラは、緩和パラメータＭを用いる貪欲最適化を用いて、前記貪欲最適化の各ステージにおいて少なくともいくつかの準最適な選択肢を保持できるようにして、少なくともいくつかのアンテナサブアレイを少なくともいくつかの第２のワイヤレス通信デバイスに割当て、前記割当てに従って、前記複数のアンテナサブアレイを制御し、前記貪欲最適化の或るステージにおいて保持される割当て選択肢の数は、Ｍ個の最良の１組の割当て組み合わせを形成するために、前記緩和パラメータの値Ｍに等しく、前記割当て選択肢は、前記保持される割当て選択肢で形成される前記割当て組み合わせの全体的な性能指標に基づいて保持され、前記第１のワイヤレス通信デバイスと前記１組の第２のワイヤレス通信デバイス内の各第２のワイヤレス通信デバイスとの間の前記ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送における衝突を回避する、ワイヤレス通信システム。
【請求項２】
前記性能指標は、チャネル容量指標、割当て組み合わせ内の通信チャネルごとの速度、前記割当て組み合わせ内の通信チャネルごとの信号対雑音比（ＳＮＲ）値、前記割当て組み合わせ内の通信チャネルごとの信号対干渉＋雑音比（ＳＩＮＲ）値のうちの１つ又は組み合わせを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
ワイヤレス通信システムであって、
複数の通信チャネルを介して第１のワイヤレス通信デバイスと１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間でビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送を通信するために、複数の指向性ビームを形成するように前記第１のワイヤレス通信デバイスの複数のアンテナサブアレイを制御するように構成されるコントローラを備え、前記コントローラは、緩和パラメータＭを用いる貪欲最適化を用いて、少なくともいくつかのアンテナサブアレイを少なくともいくつかの第２のワイヤレス通信デバイスに割当て、前記割当てに従って、前記複数のアンテナサブアレイを制御し、前記貪欲最適化の或るステージにおいて保持される割当て選択肢の数は、Ｍ個の最良の１組の割当て組み合わせを形成するために、前記緩和パラメータの値Ｍに等しく、前記割当て選択肢は、前記保持される割当て選択肢で形成される前記割当て組み合わせの全体的な性能指標に基づいて保持され、前記第１のワイヤレス通信デバイスと前記１組の第２のワイヤレス通信デバイス内の各第２のワイヤレス通信デバイスとの間の前記ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送における衝突を回避し、
前記貪欲最適化のための前記値Ｍは、前記コントローラの計算能力に基づいて選択される、ワイヤレス通信システム。
【請求項４】
ワイヤレス通信システムであって、
複数の通信チャネルを介して第１のワイヤレス通信デバイスと１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間でビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送を通信するために、複数の指向性ビームを形成するように前記第１のワイヤレス通信デバイスの複数のアンテナサブアレイを制御するように構成されるコントローラを備え、前記コントローラは、緩和パラメータＭを用いる貪欲最適化を用いて、少なくともいくつかのアンテナサブアレイを少なくともいくつかの第２のワイヤレス通信デバイスに割当て、前記割当てに従って、前記複数のアンテナサブアレイを制御し、前記貪欲最適化の或るステージにおいて保持される割当て選択肢の数は、Ｍ個の最良の１組の割当て組み合わせを形成するために、前記緩和パラメータの値Ｍに等しく、前記割当て選択肢は、前記保持される割当て選択肢で形成される前記割当て組み合わせの全体的な性能指標に基づいて保持され、前記第１のワイヤレス通信デバイスと前記１組の第２のワイヤレス通信デバイス内の各第２のワイヤレス通信デバイスとの間の前記ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送における衝突を回避し、
前記貪欲最適化のための前記値Ｍは、前記第２のワイヤレス通信デバイスの数に基づいて選択される、ワイヤレス通信システム。
【請求項５】
ワイヤレス通信システムであって、
複数の通信チャネルを介して第１のワイヤレス通信デバイスと１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間でビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送を通信するために、複数の指向性ビームを形成するように前記第１のワイヤレス通信デバイスの複数のアンテナサブアレイを制御するように構成されるコントローラを備え、前記コントローラは、緩和パラメータＭを用いる貪欲最適化を用いて、少なくともいくつかのアンテナサブアレイを少なくともいくつかの第２のワイヤレス通信デバイスに割当て、前記割当てに従って、前記複数のアンテナサブアレイを制御し、前記貪欲最適化の或るステージにおいて保持される割当て選択肢の数は、Ｍ個の最良の１組の割当て組み合わせを形成するために、前記緩和パラメータの値Ｍに等しく、前記割当て選択肢は、前記保持される割当て選択肢で形成される前記割当て組み合わせの全体的な性能指標に基づいて保持され、前記第１のワイヤレス通信デバイスと前記１組の第２のワイヤレス通信デバイス内の各第２のワイヤレス通信デバイスとの間の前記ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送における衝突を回避し、
前記貪欲最適化のための前記値Ｍは、前記第２のワイヤレス通信デバイスの数及び前記アンテナサブアレイの数のうちの少なくとも一方又は組み合わせに比例する、ワイヤレス通信システム。
【請求項６】
前記貪欲最適化のための前記値Ｍと前記第２のワイヤレス通信デバイスの前記数との間の前記比例は非線形である、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
ワイヤレス通信システムであって、
複数の通信チャネルを介して第１のワイヤレス通信デバイスと１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間でビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送を通信するために、複数の指向性ビームを形成するように前記第１のワイヤレス通信デバイスの複数のアンテナサブアレイを制御するように構成されるコントローラを備え、前記コントローラは、緩和パラメータＭを用いる貪欲最適化を用いて、少なくともいくつかのアンテナサブアレイを少なくともいくつかの第２のワイヤレス通信デバイスに割当て、前記割当てに従って、前記複数のアンテナサブアレイを制御し、前記貪欲最適化の或るステージにおいて保持される割当て選択肢の数は、Ｍ個の最良の１組の割当て組み合わせを形成するために、前記緩和パラメータの値Ｍに等しく、前記割当て選択肢は、前記保持される割当て選択肢で形成される前記割当て組み合わせの全体的な性能指標に基づいて保持され、前記第１のワイヤレス通信デバイスと前記１組の第２のワイヤレス通信デバイス内の各第２のワイヤレス通信デバイスとの間の前記ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送における衝突を回避し、
前記コントローラは、
前記各第２のワイヤレス通信デバイスを前記アンテナサブアレイの各サブアレイに接続する前記通信チャネルに関する信号対雑音比（ＳＮＲ）値を求めることと、
１組の割当て組み合わせを決定することであって、各割当て組み合わせのＳＮＲ／速度指標は、前記割当て組み合わせ内の前記通信チャネルのＳＮＲ値の関数であり、前記１組の割当て組み合わせは、終了条件が満たされるまで反復的に決定されることと、
を行うように更に構成され、１回の反復は、
前記１組の第２のワイヤレス通信デバイスから１つの第２のワイヤレス通信デバイスを選択することと、
先行する反復中に決定された前記１組の割当て組み合わせを、アンテナサブアレイの異なるサブアレイへの前記第２のワイヤレス通信デバイスの各取り得る割当てと組み合わせて、拡張された１組の割当て組み合わせを生成することと、
前記拡張された１組の割当て組み合わせ内の割当て組み合わせごとに前記ＳＮＲ値を求めることと、
前記拡張された１組の割当て組み合わせから、後続の反復において前記１組の割当て組み合わせとして使用されることになる割当て組み合わせのサブセットを選択することであって、前記割当て組み合わせのサブセット内の各割当て組み合わせは、前記拡張された１組の割当て組み合わせ内に残存する割当て組み合わせのＳＮＲ値以上の前記ＳＮＲ値を有し、前記割当て組み合わせのサブセットの最大サイズは全ての反復にわたって同じであることと、
前記１組の割当て組み合わせから、前記ＳＮＲ値の最大総和を有する割当て組み合わせを選択することと、
前記選択された割当て組み合わせに従って、１組のアンテナサブアレイから前記１組の第２のワイヤレス通信デバイスにデータを送信することと、
を含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項８】
前記ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送は、ミリメートル波（ｍｍ波）チャネル及び指向性マルチギガビット（ＤＭＧ）チャネルのうちの一方又は組み合わせを介しての伝送を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記複数のアンテナサブアレイとして制御可能な１つ以上のアンテナアレイと、
前記コントローラが無線周波数（ＲＦ）チェーンを通して前記複数のアンテナサブアレイを制御するように、前記複数のアンテナサブアレイ及び前記コントローラに結合される複数のＲＦチェーンと、
を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
複数の通信チャネルを介しての第１のワイヤレス通信デバイスと１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間のビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送の方法であって、前記方法は、前記方法を実施する記憶された命令と結合されるプロセッサを使用し、前記命令は、前記プロセッサによって実行されるときに、前記方法の少なくともいくつかのステップを実行し、前記方法は、
前記ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送の性能指標を最適化する、緩和パラメータＭを用いる貪欲最適化を用いて、前記貪欲最適化の各ステージにおいて少なくともいくつかの準最適な選択肢を保持できるようにして、前記第１のワイヤレス通信デバイスの複数のアンテナサブアレイと、前記１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間の割当て組み合わせを決定することと、
前記割当て組み合わせに従って、前記第１のワイヤレス通信デバイスと前記１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間で前記ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送を通信するために、複数の指向性ビームを形成するように前記第１のワイヤレス通信デバイスの前記複数のアンテナサブアレイを制御することと、
を含み、
前記貪欲最適化の或るステージにおいて保持される割当て選択肢の数は、Ｍ個の最良の１組の割当て組み合わせを形成するために、前記緩和パラメータの値Ｍに等しく、前記割当て選択肢は、前記保持される割当て選択肢で形成される前記割当て組み合わせの全体的な性能指標に基づいて保持される、方法。
【請求項１１】
前記性能指標は、チャネル容量指標、前記割当て組み合わせ内の通信チャネルごとの信号対雑音比（ＳＮＲ）値、前記割当て組み合わせ内の通信チャネルごとの信号対干渉＋雑音比（ＳＩＮＲ）値のうちの１つ又は組み合わせを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
複数の通信チャネルを介しての第１のワイヤレス通信デバイスと１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間のビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送の方法であって、前記方法は、前記方法を実施する記憶された命令と結合されるプロセッサを使用し、前記命令は、前記プロセッサによって実行されるときに、前記方法の少なくともいくつかのステップを実行し、前記方法は、
前記ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送の性能指標を最適化する、緩和パラメータＭを用いる貪欲最適化を用いて、前記第１のワイヤレス通信デバイスの複数のアンテナサブアレイと、前記１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間の割当て組み合わせを決定することと、
前記割当て組み合わせに従って、前記第１のワイヤレス通信デバイスと前記１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間で前記ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送を通信するために、複数の指向性ビームを形成するように前記第１のワイヤレス通信デバイスの前記複数のアンテナサブアレイを制御することと、
を含み、
前記貪欲最適化の或るステージにおいて保持される割当て選択肢の数は、Ｍ個の最良の１組の割当て組み合わせを形成するために、前記緩和パラメータの値Ｍに等しく、前記割当て選択肢は、前記保持される割当て選択肢で形成される前記割当て組み合わせの全体的な性能指標に基づいて保持され、
前記貪欲最適化のための前記値Ｍは、前記プロセッサの計算能力に基づいて選択される、方法。
【請求項１３】
複数の通信チャネルを介しての第１のワイヤレス通信デバイスと１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間のビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送の方法であって、前記方法は、前記方法を実施する記憶された命令と結合されるプロセッサを使用し、前記命令は、前記プロセッサによって実行されるときに、前記方法の少なくともいくつかのステップを実行し、前記方法は、
前記ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送の性能指標を最適化する、緩和パラメータＭを用いる貪欲最適化を用いて、前記第１のワイヤレス通信デバイスの複数のアンテナサブアレイと、前記１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間の割当て組み合わせを決定することと、
前記割当て組み合わせに従って、前記第１のワイヤレス通信デバイスと前記１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間で前記ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送を通信するために、複数の指向性ビームを形成するように前記第１のワイヤレス通信デバイスの前記複数のアンテナサブアレイを制御することと、
を含み、
前記貪欲最適化の或るステージにおいて保持される割当て選択肢の数は、Ｍ個の最良の１組の割当て組み合わせを形成するために、前記緩和パラメータの値Ｍに等しく、前記割当て選択肢は、前記保持される割当て選択肢で形成される前記割当て組み合わせの全体的な性能指標に基づいて保持され、
前記貪欲最適化のための前記値Ｍは、前記第２のワイヤレス通信デバイスの数に基づいて選択される、方法。
【請求項１４】
複数の通信チャネルを介しての第１のワイヤレス通信デバイスと１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間のビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送の方法であって、前記方法は、前記方法を実施する記憶された命令と結合されるプロセッサを使用し、前記命令は、前記プロセッサによって実行されるときに、前記方法の少なくともいくつかのステップを実行し、前記方法は、
前記ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送の性能指標を最適化する、緩和パラメータＭを用いる貪欲最適化を用いて、前記第１のワイヤレス通信デバイスの複数のアンテナサブアレイと、前記１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間の割当て組み合わせを決定することと、
前記割当て組み合わせに従って、前記第１のワイヤレス通信デバイスと前記１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間で前記ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送を通信するために、複数の指向性ビームを形成するように前記第１のワイヤレス通信デバイスの前記複数のアンテナサブアレイを制御することと、
を含み、
前記貪欲最適化の或るステージにおいて保持される割当て選択肢の数は、Ｍ個の最良の１組の割当て組み合わせを形成するために、前記緩和パラメータの値Ｍに等しく、前記割当て選択肢は、前記保持される割当て選択肢で形成される前記割当て組み合わせの全体的な性能指標に基づいて保持され、
前記貪欲最適化のための前記値Ｍは、前記第２のワイヤレス通信デバイスの数及び前記アンテナサブアレイの数のうちの少なくとも一方又は組み合わせに比例する、方法。
【請求項１５】
前記貪欲最適化のための前記値Ｍと前記第２のワイヤレス通信デバイスの前記数との間の前記比例は非線形である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
複数の通信チャネルを介しての第１のワイヤレス通信デバイスと１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間のビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送の方法であって、前記方法は、前記方法を実施する記憶された命令と結合されるプロセッサを使用し、前記命令は、前記プロセッサによって実行されるときに、前記方法の少なくともいくつかのステップを実行し、前記方法は、
前記ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送の性能指標を最適化する、緩和パラメータＭを用いる貪欲最適化を用いて、前記第１のワイヤレス通信デバイスの複数のアンテナサブアレイと、前記１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間の割当て組み合わせを決定することと、
前記割当て組み合わせに従って、前記第１のワイヤレス通信デバイスと前記１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間で前記ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送を通信するために、複数の指向性ビームを形成するように前記第１のワイヤレス通信デバイスの前記複数のアンテナサブアレイを制御することと、
を含み、
前記貪欲最適化の或るステージにおいて保持される割当て選択肢の数は、Ｍ個の最良の１組の割当て組み合わせを形成するために、前記緩和パラメータの値Ｍに等しく、前記割当て選択肢は、前記保持される割当て選択肢で形成される前記割当て組み合わせの全体的な性能指標に基づいて保持され、
前記割当て組み合わせを決定することは、
各第２のワイヤレス通信デバイスを前記アンテナサブアレイの各サブアレイに接続する前記通信チャネルに関する信号対雑音比（ＳＮＲ）値を求めることと、
１組の割当て組み合わせを決定することであって、各割当て組み合わせのＳＮＲ値は、前記割当て組み合わせ内の前記通信チャネルのＳＮＲ値の関数であり、前記１組の割当て組み合わせは、終了条件が満たされるまで反復的に決定されることと、
を含み、１回の反復は、
前記１組の第２のワイヤレス通信デバイスから１つの第２のワイヤレス通信デバイスを選択することと、
先行する反復中に決定された前記１組の割当て組み合わせを、前記アンテナサブアレイの異なるサブアレイへの前記第２のワイヤレス通信デバイスの各取り得る割当てと組み合わせて、拡張された１組の割当て組み合わせを生成することと、
前記拡張された１組の割当て組み合わせ内の割当て組み合わせごとに前記ＳＮＲ値を求めることと、
前記拡張された１組の割当て組み合わせから、後続の反復において前記１組の割当て組み合わせとして使用されることになる割当て組み合わせのサブセットを選択することであって、前記割当て組み合わせのサブセット内の各割当て組み合わせは、前記拡張された１組の割当て組み合わせ内に残存する割当て組み合わせのＳＮＲ値以上の前記ＳＮＲ値を有し、前記割当て組み合わせのサブセットの最大サイズは全ての反復にわたって同じであることと、
前記１組の割当て組み合わせから、前記ＳＮＲ値の最大総和を有する割当て組み合わせを選択することと、
を含む、方法。
【請求項１７】
動作を実行するプロセッサによって実行される命令を記憶している非一時的コンピュータ可読記憶媒体を備える製品であって、
ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送の性能指標を最適化する、緩和パラメータを用いる貪欲最適化を用いて、第１のワイヤレス通信デバイスの複数のアンテナサブアレイと、１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間の割当て組み合わせを決定し、前記割当て組み合わせを決定することは、
各第２のワイヤレス通信デバイスを前記アンテナサブアレイの各サブアレイに接続する通信チャネルに関する信号対雑音比（ＳＮＲ）値を求めることと、
１組の割当て組み合わせを決定することであって、各割当て組み合わせのＳＮＲ値は、前記割当て組み合わせ内の前記通信チャネルのＳＮＲ値の関数であり、前記１組の割当て組み合わせは、終了条件が満たされるまで反復的に決定されることと、
を含み、１回の反復は、
前記１組の第２のワイヤレス通信デバイスから１つの第２のワイヤレス通信デバイスを選択することと、
先行する反復中に決定された前記１組の割当て組み合わせを、前記アンテナサブアレイの異なるサブアレイへの前記第２のワイヤレス通信デバイスの各取り得る割当てと組み合わせて、拡張された１組の割当て組み合わせを生成することと、
前記拡張された１組の割当て組み合わせ内の割当て組み合わせごとに前記ＳＮＲ値を求めることと、
前記拡張された１組の割当て組み合わせから、後続の反復において前記１組の割当て組み合わせとして使用されることになる割当て組み合わせのサブセットを選択することであって、前記割当て組み合わせのサブセット内の各割当て組み合わせは、前記拡張された１組の割当て組み合わせ内に残存する割当て組み合わせのＳＮＲ値以上の前記ＳＮＲ値を有し、前記割当て組み合わせのサブセットの最大サイズは全ての反復にわたって同じであることと、
前記１組の割当て組み合わせから、前記ＳＮＲ値の最大総和を有する割当て組み合わせを選択することと、
前記割当て組み合わせに従って前記第１のワイヤレス通信デバイスと前記１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間で前記ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送を通信するために、複数の指向性ビームを形成するように前記第１のワイヤレス通信デバイスの前記複数のアンテナサブアレイを制御することと、
を含む、製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、デジタル通信に関し、より詳細には、ビームフォームドダイバーシティ（beamformed diversity）ワイヤレス通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
いくつかのワイヤレス通信システムはミリメートル波（ｍｍ波）周波数帯域、例えば、６０ＧＨｚ周波数帯域を介して通信することができる。ｍｍ波伝搬は、低い周波数帯域、例えば、２．４ＧＨｚ〜５ＧＨｚの周波数帯域に比べて、いくつかの主な顕著な特徴を有する。例えば、ｍｍ波伝搬は、低い周波数帯域内の伝搬損失より大きい伝搬損失を有する場合があり、準光学的伝搬特性を有する場合がある。
【０００３】
ｍｍ波通信システムは、大きい経路損失を補償し、及び／又はビームステアリング技法を利用するために、高利得の指向性アンテナを有することができる。適切なアンテナシステム及び／又は更なる信号処理の設計が、ｍｍ波通信システム開発の重要な側面になる場合がある。
【０００４】
いくつかのワイヤレス通信システムは、指向性アンテナパターンを生成するために、多素子フェーズドアンテナアレイを使用する。フェーズドアンテナアレイは、指向性アンテナパターン又はビームを形成することができ、そのパターン又はビームは、アンテナ素子において適切な信号位相を設定することによってステアリングすることができる。
【０００５】
ビームフォーミングは、特定の角度における信号が強め合う干渉を受け、一方、他の信号が弱め合う干渉を受けるように、フェーズドアレイ内の素子を組み合わせる。ビームフォーミングを使用するとき、異なるワイヤレスデバイスが、異なる通信チャネルを介してアンテナの異なるサブアレイとデータを交換することができる。異なる通信チャネルは、異なる性能指標を有する場合がある。したがって、異なるワイヤレスデバイスの間の通信に異なる通信チャネルを適切に割り当てることによって、ワイヤレス通信の全体性能を高めることができる。
【０００６】
現在、異なる通信チャネルの割当ては、割当ての全ての取り得る組み合わせを反復的に試験し、最良の総合評価（total award）、例えば、最良の総合信号対雑音比を有する組み合わせを選択するハンガリー法を用いて実行される。ハンガリー手法は取り得る組み合わせの木を生成し、根ノードから葉ノードまでの各パスが等しい数のノードを含み、各ノードが１つの割当てを表し、すなわち、各パスが割当ての１つの組み合わせである。例えば、特許文献１を参照されたい。
【０００７】
ハンガリー法は、割当て問題を多項式時間において解く組み合わせ最適化手法である。しかしながら、ワイヤレス通信デバイスの数が増えると、多項式時間によって制限される最適化は、いくつかのリアルタイムワイヤレス通信の場合に不十分である可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第９００１８７９号
【発明の概要】
【０００９】
いくつかの実施形態は、典型的な割当て解決法の複雑度が、異なるワイヤレス通信チャネルに割り当てられることになるワイヤレスデバイスの数によってのみ決まるという認識に基づく。それらの割当て解決法では、割当ての数にかかわらず、割当ての性能が一定のままである。しかしながら、いくつかの実施形態は、複数のワイヤレスデバイスへの異なる通信チャネルの割当ての性能が、異なる通信アプリケーションごとに異なることを許容できるという理解に基づく。例えば、割当ての最適性を、計算の複雑度と均衡させることができる。そのようにして、割当ての複雑度を異なる状況に適応させることができる。
【００１０】
いくつかの実施形態は、割当ての適応性を、適応可能な緩和パラメータを用いる貪欲最適化を用いて達成できるという理解に基づく。貪欲最適化は、大域的最適を見つけることを期待して各ステージにおいて局所的に最適な選択を行うというヒューリスティックな問題解決に従うパラダイムである。しかしながら、貪欲最適化に適用される緩和パラメータは、貪欲最適化の各ステージにおいて少なくともいくつかの準最適な選択肢を保持できるようにする。緩和パラメータの値によって決定される準最適な選択肢の数は、アプリケーションごとに異なることができ、割当ての複雑度に基づいて貪欲最適化を適応させることができるようにする。例えば、緩和パラメータの値は、割当てを実行するコントローラの計算能力に基づいて、及び／又は割り当てられることになるワイヤレスデバイスの数に基づいて選択することができる。
【００１１】
いくつかの実施形態は、貪欲最適化の各ステージにおいて取り得る割当てのみを考慮することによって、適応可能な緩和パラメータを用いる貪欲最適化を更に改善できるという理解に基づく。この実施形態は、割当ての各組み合わせにおいて、貪欲最適化の１つのステージにおいてワイヤレスデバイスが１つのワイヤレスチャネルに割り当てられる場合には、貪欲最適化の後続のステージにおいて、同じワイヤレスチャネルへの割当て又は再割当てが不可能であるという認識に基づく。そのようにして、ワイヤレスチャネル割当てのための貪欲最適化の複雑度が更に緩和される。
【００１２】
したがって、１つの実施形態は、ワイヤレス通信システムであって、複数の通信チャネルを介して第１のワイヤレス通信デバイスと１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間でビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送を通信するために、複数の指向性ビームを形成するように第１のワイヤレス通信デバイスの複数のアンテナサブアレイを制御するように構成されるコントローラを備え、コントローラは、緩和パラメータを用いる貪欲最適化を用いて、少なくともいくつかのアンテナサブアレイを少なくともいくつかの第２のワイヤレス通信デバイスに割り当て、その割当てに従って、複数のアンテナサブアレイを制御し、貪欲最適化の或るステージにおいて保持される割当て選択肢の数は、Ｍ個の最良の１組の割当て組み合わせを形成するために、緩和パラメータの値Ｍに等しく、割当て選択肢は、保持される割当て選択肢で形成される割当て組み合わせの全体的な性能指標に基づいて保持され、第１のワイヤレス通信デバイスと１組の第２のワイヤレス通信デバイス内の各第２のワイヤレス通信デバイスとの間のビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送における衝突を回避する、ワイヤレス通信システムを開示する。
【００１３】
別の実施形態は、複数の通信チャネルを介しての第１のワイヤレス通信デバイスと１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間のビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送の方法であって、その方法は、その方法を実施する記憶された命令と結合されるプロセッサを使用し、命令は、プロセッサによって実行されるときに、方法の少なくともいくつかのステップを実行する、方法を開示する。方法は、ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送の性能指標を最適化する、緩和パラメータを用いる貪欲最適化を用いて、第１のワイヤレス通信デバイスの複数のアンテナサブアレイと、１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間の割当て組み合わせを決定することと、割当て組み合わせに従って、第１のワイヤレス通信デバイスと１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間でビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送を通信するために、複数の指向性ビームを形成するように第１のワイヤレス通信デバイスの複数のアンテナサブアレイを制御することとを含む。
【００１４】
更に別の実施形態は、命令を記憶している非一時的記憶媒体を含む製品であって、命令は、機械によって実行されるときに、結果として、ビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送の性能指標を最適化する、緩和パラメータを用いる貪欲最適化を用いて、第１のワイヤレス通信デバイスの複数のアンテナサブアレイと、１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間の割当て組み合わせを決定することと、割当て組み合わせに従って、第１のワイヤレス通信デバイスと１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間でビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送を通信するために、複数の指向性ビームを形成するように第１のワイヤレス通信デバイスの複数のアンテナサブアレイを制御することとを行わせる、製品を開示する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】いくつかの実施形態による、システムの概略的なブロック図である。
【図２】いくつかの実施形態による、複数の指向性リンクの概略図である。
【図３】いくつかの実施形態による、ビームリファインメント要素の構造の概略図である。
【図４】いくつかの実施形態による、チャネル測定フィードバック要素の概略的構造を示す図である。
【図５】いくつかの実施形態による、マルチビームビームフォームド通信（beamformed communication）のためのビーム選択の方法の概略的なフローチャートである。
【図６】いくつかの実施形態による、ビームフォームドダイバーシティワイヤレス通信の方法の概略的なフローチャートである。
【図７】いくつかの実施形態による、緩和パラメータを用いる貪欲最適化の木構造の概略図である。
【図８】いくつかの実施形態による、貪欲最適化を使用するマルチユーザー割当ての方法のブロック図である。
【図９】図８の方法の性能を示す一例の概略図である。
【図１０】いくつかの実施形態による、製品の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の詳細な説明では、いくつかの実施形態を完全に理解してもらうために、数多くの具体的な細部が記述される。しかしながら、いくつかの実施形態が、これらの具体的な細部を用いることなく実施される場合があることは当業者には理解されよう。他の事例では、検討を曖昧にしないように、よく知られた方法、手順、構成要素、ユニット及び／又は回路は詳細に説明されていない。
【００１７】
例えば、「処理する」、「計算する」、「算出する」、「決定する」、「確立する」、「解析する」、「照合する」等の用語を利用する本明細書における検討は、コンピュータのレジスタ及び／又はメモリ内の物理的（例えば、電子的）な量として表されるデータを操作及び／又は変換して、コンピュータのレジスタ及び／又はメモリ、若しくは演算及び／又はプロセスを実行する命令を記憶することができる他の情報記憶媒体内の物理的な量として同様に表される他のデータに変更する、コンピュータ、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングシステム又は他の電子コンピューティングデバイスの演算（複数の場合もある）及び／又はプロセス（複数の場合もある）を指す場合がある。
【００１８】
「複数（「plurality」及び「a plurality」）という用語は、本明細書において使用されるときに、例えば、「多数」又は「２つ以上」を含む。例えば、「複数のアイテム」は２つ以上のアイテムを含む。
【００１９】
「１つの実施形態」、「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「種々の実施形態」等の参照は、そのように説明される実施形態（複数の場合もある）が、或る特定の特徴、構造又は特性を含む場合があるが、必ずしも全ての実施形態がその特定の特徴、構造又は特性を含むとは限らないことを示す。さらに、「１つの実施形態において」という言い回しが繰り返し使用される場合、同じ実施形態を指す場合もあるが、必ずしも同じ実施形態を指しているとは限らない。
【００２０】
本明細書において使用されるときに、別段の規定がなければ、共通の対象物を説明するために「第１の」、「第２の」、「第３の」等の序数形容詞を使用することは、同様の対象物の異なる事例が参照されていることを示すにすぎず、そのように説明される対象物が、時間的に、空間的に、序列に関して、又は任意の別の態様において、所与の順序になければならないことを意味する意図はない。
【００２１】
いくつかの実施形態は、種々のデバイス及びシステム、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、デスクトップコンピュータ、モバイルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、Ｕｌｔｒａｂｏｏｋ（商標）コンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、ハンドヘルドデバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）デバイス、ハンドヘルドＰＤＡデバイス、オンボードデバイス、オフボードデバイス、ハイブリッドデバイス、車両デバイス、非車両デバイス、モバイル若しくはポータブルデバイス、コンシューマデバイス、非モバイル若しくは非ポータブルデバイス、ワイヤレス通信局、ワイヤレス通信デバイス、ワイヤレスアクセスポイント（ＡＰ）、有線若しくはワイヤレスルータ、有線若しくはワイヤレスモデム、ビデオデバイス、オーディオデバイス、オーディオ−ビデオ（Ａ／Ｖ）デバイス、有線若しくはワイヤレスネットワーク、ワイヤレスエリアネットワーク、ワイヤレスビデオエリアネットワーク（ＷＶＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイヤレスＬＡＮ（ＷＬＡＮ）、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、ワイヤレスＰＡＮ（ＷＰＡＮ）等とともに使用することができる。
【００２２】
いくつかの実施形態は、既存のワイヤレスギガビットアライアンス（ＷＧＡ）仕様（Wireless Gigabit Alliance, Inc WiGig MAC and PHY Specification Version 1.1, April 2011, Final specification）及び／又は将来のバージョン及び／又はその派生仕様に準拠して動作するデバイス及び／又はネットワーク、既存のＩＥＥＥ８０２．１１標準規格（IEEE 802.11-2012, IEEE Standard for Information technology−Telecommunications and information exchange between systems Local and metropolitan area networks−Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications, Mar. 29, 2012; IEEE802.11 task group ac (TGac) (“IEEE802.11-09/0308r12−TGac Channel Model Addendum Document”); IEEE 802.11 task group ad (TGad) (IEEE P802.11ad Standard for Information Technology−Telecommunications and Information Exchange Between Systems−Local and Metropolitan Area Networks−Specific Requirements−Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications−Amendment 3: Enhancements for Very High Throughput in the 60 GHz Band)）及び／又は将来のバージョン及び／又はその派生仕様に準拠して動作するデバイス及び／又はネットワーク、既存のＷｉｒｅｌｅｓｓＨＤ（商標）仕様及び／又は将来のバージョン及び／又はその派生規格に準拠して動作するデバイス及び／又はネットワーク、上記のネットワークの一部であるユニット及び／又はデバイス等とともに使用することができる。
【００２３】
いくつかの実施形態は、一方向及び／又は双方向無線通信システム、セルラ無線電話通信システム、モバイルフォン、セルラ電話、ワイヤレス電話、パーソナル通信システム（ＰＣＳ）デバイス、ワイヤレス通信デバイスを組み込むＰＤＡデバイス、モバイル若しくはモータブル全地球測位システム（ＧＰＳ）デバイス、ＧＰＳ受信機若しくは送受信機若しくはチップを組み込むデバイス、ＲＦＩＤ素子又はチップを組み込むデバイス、多入力多出力（ＭＩＭＯ）送受信機若しくはデバイス、単入力多出力（ＳＩＭＯ）送受信機若しくはデバイス、多入力単出力（ＭＩＳＯ）送受信機若しくはデバイス、１つ以上の内部アンテナ及び／又は外部アンテナを有するデバイス、デジタルビデオブロードキャスト（ＤＶＢ）デバイス若しくはシステム、マルチスタンダード無線デバイス若しくはシステム、有線若しくは無線ハンドヘルドデバイス、例えば、スマートフォン、ワイヤレスアプリケーションプロトコル（ＷＡＰ）デバイス等とともに使用することができる。
【００２４】
いくつかの実施形態は、１つ以上のタイプのワイヤレス通信信号及び／又はシステム、例えば、無線周波数（ＲＦ）、赤外線（ＩＲ）、周波数分割多重（ＦＤＭ）、直交ＦＤＭ（ＯＦＤＭ）、時分割多重（ＴＤＭ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、拡張ＴＤＭＡ（Ｅ−ＴＤＭＡ）、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、拡張ＧＰＲＳ，符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ（登録商標））、ＣＤＭＡ２０００、シングルキャリアＣＤＭＡ、マルチキャリアＣＤＭＡ、マルチキャリア変調（ＭＤＭ）、離散マルチトーン（ＤＭＴ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、全地球測位システム（ＧＰＳ）、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｗｉ−ＭＡＸ、ＺｉｇＢｅｅ（商標）、超広帯域（ＵＷＢ）、モバイル通信用グローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））、２Ｇ、２．５Ｇ、３Ｇ、３．５Ｇ、４Ｇ、第５世代（５Ｇ）モバイルネットワーク、３ＧＰＰ、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、ＬＴＥアドバンスト、ＧＳＭエボリューション用拡張データレート（ＥＤＧＥ）等とともに使用することができる。他の実施形態は、種々の他のデバイス、システム及び／又はネットワークにおいて使用することができる。
【００２５】
「ワイヤレスデバイス」という用語は、本明細書において使用されるときに、例えば、ワイヤレス通信能力があるデバイス、ワイヤレス通信能力がある通信デバイス、ワイヤレス通信能力がある通信局、ワイヤレス通信能力があるポータブル又は非ポータブルデバイス等を含む。いくつかの実施形態において、ワイヤレスデバイスは、コンピュータと一体化される周辺装置、又はコンピュータに取り付けられる周辺装置とすることができるか、又はそのような周辺装置を含むことができる。いくつかの実施形態において、「ワイヤレスデバイス」という用語は、任意選択で、ワイヤレスサービスを含むことができる。
【００２６】
「通信する」という用語は、ワイヤレス通信信号に関して本明細書において使用されるときに、ワイヤレス通信信号を送信すること、及び／又はワイヤレス通信信号を受信することを含む。例えば、ワイヤレス通信信号を通信することができる、ワイヤレス通信ユニットは、少なくとも１つの他のワイヤレス通信ユニットにワイヤレス通信信号を送信するワイヤレス送信機、及び／又は少なくとも１つの他のワイヤレス通信ユニットからワイヤレス通信信号を受信するワイヤレス通信受信機を含むことができる。
【００２７】
いくつかの実施形態は、適切な限定範囲又は短距離ワイヤレス通信ネットワーク、例えば、ワイヤレスエリアネットワーク、「ピコネット」、ＷＰＡＮ、ＷＶＡＮ等とともに使用することができる。他の実施形態は、任意の他の適切なワイヤレス通信ネットワークとともに使用することができる。
【００２８】
いくつかの実施形態は、６０ＧＨｚの周波数帯域を介して通信するワイヤレス通信ネットワークとともに使用することができる。しかしながら、他の実施形態は、任意の他の適切なワイヤレス通信周波数帯域、例えば、極高周波（ＥＨＦ）帯域（ミリメートル波（ｍｍ波）周波数帯域）、例えば、３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの周波数帯域内の周波数帯域、ＷＬＡＮ周波数帯域、ＷＰＡＮ周波数帯域、ＷＧＡ仕様に準拠する周波数帯域等を利用して実施することができる。
【００２９】
「ピアツーピア（ＰＴＰ又はＰ２Ｐ）通信」という言い回しは、本明細書において使用されるときに、一対のデバイス間のワイヤレスリンク（「ピアツーピアリンク」）を介してのデバイス間通信に関連することができる。Ｐ２Ｐ通信は、例えば、ＱｏＳ基本サービスセット（ＢＳＳ）内のダイレクトリンク、トンネルダイレクトリンク設定（ＴＤＬＳ）リンク、独立基本サービスセット（ＩＢＳＳ）内のＳＴＡ（端末）間通信等を含むことができる。
【００３０】
「アンテナ」という用語は、本明細書において使用されるときに、１つ以上のアンテナ素子、構成要素、ユニット、アセンブリ及び／又はアレイの任意の適切な構成、構造及び／又は配列を含むことができる。いくつかの実施形態において、アンテナは、個別の送信アンテナ素子及び受信アンテナ素子を用いて送信機能及び受信機能を実施することができる。いくつかの実施形態において、アンテナは、共通の、及び／又は一体型の送信／受信素子を用いて、送信機能及び受信機能を実施することができる。アンテナは、例えば、フェーズドアレイアンテナ、単一素子アンテナ、１組の切替型ビームアンテナ等を含むことができる。
【００３１】
「ｍｍ波周波数帯域」という言い回しは、本明細書において使用されるときに、３０ＧＨｚより高い周波数帯域、例えば、３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの周波数帯域に関連することができる。「指向性マルチギガビット（ＤＭＧ）」及び「指向性帯域（ＤＢａｎｄ）」という言い回しは、本明細書において使用されるときに、チャネル開始周波数が４０ＧＨｚより高い周波数帯域に関連することができる。
【００３２】
「ＤＭＧ  ＳＴＡ」及び「ｍｍ波ＳＴＡ（ｍＳＴＡ）」という言い回しは、ＤＭＧ帯域内にあるチャネル上で稼働している無線送信機を有するＳＴＡに関連することができる。
【００３３】
「ビームフォーミング」という用語は、本明細書において使用されるときに、空間フィルタリング機構に関連することができ、その機構は１つ以上の属性、例えば、対象とする受信機における受信信号電力又は信号対雑音比（ＳＮＲ）を改善するために、送信機及び／又は受信機において使用される場合がある。
【００３４】
図１は、いくつかの実施形態による、ワイヤレス通信システムのブロック図を示す。いくつかの実施形態において、システム１００は、１つ以上のワイヤレス通信デバイス、例えば、第１のワイヤレス通信デバイス１０２及び１組の第２のワイヤレス通信デバイス１０４を含むワイヤレス通信デバイスを含む、ワイヤレス通信ネットワークを形成することができ、ワイヤレス通信デバイスは、ワイヤレス通信リンク、例えば、無線チャネル、ＩＲチャネル、ＲＦチャネル、ワイヤレスフィディリティ（ＷｉＦｉ）チャネル等を介して、コンテンツ、データ、情報及び／又は信号を通信することができる。システム１００の１つ以上の要素は、任意選択で、任意の適切な有線通信リンクを介して通信できる場合がある。
【００３５】
いくつかの実施形態において、デバイス１０２及び／又は１０４は、少なくとも１つのワイヤレス通信リンク１０３を介して、コンテンツ、データ、情報及び／又は信号を通信することができるワイヤレス通信ユニットを含むことができる。例えば、デバイス１０２は、ワイヤレス通信ユニット１１０を含むことができ、デバイス１０４は、ワイヤレス通信ユニット１２０を含むことができる。
【００３６】
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット１１０及び／又は１２０は、１つ以上のアンテナ１０７及び１０８をそれぞれ含むことができるか、又は１つ以上のアンテナ１０７及び１０８に関連付けることができる。アンテナ１０７及び／又は１０８は、ワイヤレス通信信号、ブロック、フレーム、伝送ストリーム、パケット、メッセージ及び／又はデータを送信し、及び／又は受信するのに適した任意のタイプのアンテナを含むことができる。例えば、アンテナ１０７及び／又は１０８は、１つ以上のアンテナ素子、構成要素、ユニット、アセンブリ及び／又はアレイの任意の適切な構成、構造及び／又は配列を含むことができる。アンテナ１０７及び／又は１０８は、例えば、例としてビームフォーミング技法を使用する、指向性通信に適したアンテナを含むことができる。例えば、アンテナ１０７及び／又は１０８は、フェーズドアレイアンテナ、単一素子アンテナ、１組の切替型ビームアンテナ等を含むことができる。いくつかの実施形態において、アンテナ１０７及び／又は１０８は、個別の送信アンテナ素子及び受信アンテナ素子を用いて、送信機能及び受信機能を実現することができる。いくつかの実施形態において、アンテナ１０７及び／又は１０８は、共通の、及び／又は一体型の送信／受信素子を用いて、送信機能及び受信機能を実現することができる。
【００３７】
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信デバイス１０２及び／又は１０４は、例えば、ＰＣ、デスクトップコンピュータ、モバイルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、Ｕｌｔｒａｂｏｏｋ（商標）、サーバコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、ハンドヘルドデバイス、ＰＤＡデバイス、ハンドヘルドＰＤＡデバイス、オンボードデバイス、オフボードデバイス、ハイブリッドデバイス（例えば、セルラ電話機能の、ＰＤＡデバイス機能との組み合わせ）、消費者デバイス、車両デバイス、非車両デバイス、モバイル若しくはポータブルデバイス、非モバイル若しくは非ポータブルデバイス、モバイルフォン、セルラ電話、ＰＣＳデバイス、ワイヤレス通信デバイスを組み込むＰＤＡデバイス、モバイル若しくはポータブルＧＰＳデバイス、ＤＶＢデバイス、相対的に小さいコンピューティングデバイス、非デスクトップコンピュータ、「キャリースモールリブラージ」（ＣＳＬＬ：Carry Small Live Large）デバイス、ウルトラモバイルデバイス（ＵＭＤ）、ウルトラモバイルＰＣ（ＵＭＰＣ）、モバイルインターネットデバイス（ＭＩＤ）、「オリガミ（Origami）」デバイス若しくはコンピューティングデバイス、動的に構成可能なコンピューティング（ＤＣＣ）をサポートするデバイス、コンテキストアウェアデバイス、ビデオデバイス、オーディオデバイス、Ａ／Ｖデバイス、セットトップボックス（ＳＴＢ）、ブルーレイディスク（ＢＤ）プレーヤー、ＢＤレコーダ、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）プレーヤー、高精細（ＨＤ）ＤＶＤプレーヤー、ＤＶＤレコーダ、ＨＤ  ＤＶＤレコーダ、パーソナルビデオレコーダ（ＰＶＲ）、ブロードキャストＨＤ受信機、ビデオソース、オーディオソース、ビデオシンク、オーディオシンク、ステレオチューナ、ブロードキャスト無線受信機、フラットパネルディスプレイ、パーソナルメディアプレーヤー（ＰＭＰ）、デジタルビデオカメラ（ＤＶＣ）、デジタルオーディオプレーヤー、スピーカー、オーディオ受信機、オーディオ増幅器、ゲーミングデバイス、データソース、データシンク、デジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）、メディアプレーヤー、スマートフォン、テレビ、音楽プレーヤー等を含むことができる。
【００３８】
デバイス１０２及び／又は１０４は、例えば、プロセッサ１９１、入力ユニット１９２、出力ユニット１９３、メモリユニット１９４及び記憶ユニット１９５のうちの１つ以上を含むこともできる。デバイス１０２は、任意選択で、他の適切なハードウェア構成要素及び／又はソフトウェア構成要素を含むことができる。いくつかの実施形態において、デバイス１０２の構成要素のうちのいくつか又は全てを共通のハウジング又はパッケージ内に封入することができ、１つ以上の有線又はワイヤレスリンクを用いて相互接続することができるか、又は動作可能に関連付けることができる。他の実施形態では、デバイス１０２の構成要素は、複数のデバイス、又は別々のデバイスの中に分散させることができる。
【００３９】
プロセッサ１９１は、例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、１つ以上のプロセッサコア、シングルコアプロセッサ、デュアルコアプロセッサ、多重コアプロセッサ、マイクロプロセッサ、ホストプロセッサ、コントローラ、複数のプロセッサ若しくはコントローラ、チップ、マイクロチップ、１つ以上の回路、回路部、論理ユニット、集積回路（ＩＣ）、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、又は任意の他の適切な多目的又は特定のプロセッサ若しくはコントローラを含む。プロセッサ１９１は、例えば、デバイス１０２のオペレーティングシステム（ＯＳ）の命令、及び／又は１つ以上の適切なアプリケーションの命令を実行する。
【００４０】
入力ユニット１９２は、例えば、キーボード、キーパッド、マウス、タッチスクリーン、タッチパッド、トラックボール、スタイラス、マイクロフォン、又は他の適切なポインティングデバイス若しくは入力デバイスを含む。出力ユニット１９３は、例えば、モニタ、画面、タッチスクリーン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ディスプレイユニット、プラズマディスプレイユニット、１つ以上のオーディオスピーカー若しくはイヤホン、又は他の適切な出力デバイスを含む。
【００４１】
メモリユニット１９４は、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、同期ＤＲＡＭ（ＳＤ−ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、キャッシュメモリ、バッファー、短期メモリユニット、長期メモリユニット、又は他の適切なメモリユニットを含む。記憶ユニット１９５は、例えば、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）ドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、又は他の適切なリムーバブル若しくは非リムーバブル記憶ユニットを含む。メモリユニット１９４及び／又は記憶ユニット１９５は、例えば、デバイス１０２によって処理されるデータを記憶することができる。
【００４２】
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信リンク１０３は、例えば、デバイス１０２と１０４との間のダイレクト通信を可能にするダイレクトリンク、例えば、Ｐ２Ｐリンクを含むことができる。
【００４３】
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信リンク１０３は、ｍｍ波帯域、例えば、ＤＭＧ帯域を介してのワイヤレス通信リンクを含むことができる。
【００４４】
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信デバイス１０２及び／又は１０４は、ｍｍ波ＳＴＡ、例えば、ＤＭＧ局（「ＤＭＧ  ＳＴＡ」）の機能を実行することができる。例えば、ワイヤレス通信デバイス１０２及び／又は１０４は、ＤＭＧ帯域を介して通信するように構成することができる。いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信リンク１０３は、ワイヤレスビームフォームドリンクを含むことができる。
【００４５】
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信リンク１０３は、ワイヤレスギガビット（ＷｉＧｉｇ）リンクを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信リンク１０３は、６０ＧＨｚ周波数帯域を介してのワイヤレスビームフォームドリンクを含むことができる。他の実施形態では、ワイヤレス通信リンク１０３は、任意の他の適切なリンクを含むことができ、及び／又は任意の他の適切なワイヤレス通信技術を利用することができる。
【００４６】
いくつかの実施形態において、アンテナ１０７は、複数のアンテナ素子１１７を含む、少なくとも１つのアンテナアレイを含むことができる。複数のアンテナ素子１１７は、例えば、高指向性アンテナパターンを生成するように構成することができる。複数のアンテナ素子１１７は、所定の幾何学的形状に配置することができる、例えば、約１６個〜３６個のアンテナ素子、又は任意の他の数のアンテナ素子を含むことができる。複数のアンテナ素子１１７は、高指向性アンテナパターン又はビームを形成するように構成することができ、そのパターン又はビームは、例えば、以下に説明されるように、アンテナ素子１１７において適切な信号位相を設定することによってステアリングすることができる。
【００４７】
いくつかの実施形態において、アンテナ１０７は複数のアンテナサブアレイを含むことができる。例えば、アンテナ１０７は、第１のアンテナサブアレイ１３５及び第２のアンテナサブアレイ１４５を含むことができる。他の実施形態では、アンテナ１０７は、任意の他の数のアンテナサブアレイ、例えば、３つ以上のアンテナサブアレイを含むことができる。
【００４８】
「アンテナサブアレイ」又は「アンテナのサブアレイ」という言い回しは、本明細書において使用されるときに、複数のアンテナ素子１１７のうちの、例えば、共通のＲＦチェーンに結合することができる一群のアンテナ素子に関連することができる。一例において、アンテナ１０７は１つのアンテナアレイを含むことができ、アンテナアレイは、例えば、それぞれが指向性ビームを独立して生成することができる複数の独立したサブアレイに分割することができる。別の例において、アンテナ１０７は、複数の指向性ビームを生成するために、複数の異なるアンテナアレイを含むことができる。別の例において、アンテナ１０７は、２つ以上の異なるアンテナアレイを含むことができる。異なるアンテナアレイの１つ以上を２つ以上のサブアレイに分割することができる。
【００４９】
いくつかの実施形態において、第１のアンテナサブアレイ１３５は、複数のアンテナ素子１１７のうちの、第１の方向１３９に向けられる第１の指向性ビーム１３７を形成するように構成される第１の複数のアンテナ素子を含むことができる。
【００５０】
いくつかの実施形態において、第２のアンテナサブアレイ１４５は、複数のアンテナ素子１１７のうちの、第２の方向１４９に向けられる第２の指向性ビーム１４７を形成するように構成される第２の、例えば、異なる複数のアンテナ素子を含むことができる。いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット１１０はアンテナサブアレイ１３５及び１４５の第１の複数のアンテナ素子及び第２の複数のアンテナ素子を制御するように構成される複数の無線周波数（ＲＦ）チェーンを含むことができる。
【００５１】
いくつかの実施形態において、複数のＲＦチェーンは複数のアンテナサブアレイに結合することができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０は、第１のアンテナサブアレイ１３５に接続される第１のＲＦチェーン１３０と、第２のアンテナサブアレイ１４５に接続される第２のＲＦチェーン１４０とを含むことができる。他の実施形態では、ワイヤレス通信ユニット１１０は、任意の他の数の複数のアンテナサブアレイに結合される任意の他の数のＲＦチェーン、例えば、３つ以上のアンテナサブアレイに接続される３つ以上のＲＦチェーンを含むことができる。
【００５２】
いくつかの実施形態において、ＲＦチェーン１３０及び／又は１４０は、無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）を含む場合があるか、又はその一部として含まれる場合があり、無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）は、例えば、マイクロストリップ給電線とすることができる複数の給電線１１８を通してアンテナサブアレイ１３５及び１４５に接続することができる。
【００５３】
いくつかの実施形態において、複数のＲＦチェーンによって、例えば、異なるデータを搬送する２つ以上の独立したＲＦ信号を処理できるようになる場合がある。例えば、ＲＦチェーン１３０はＲＦ信号１３１を処理することができ、ＲＦチェーン１４０はＲＦ信号１４１を処理することができる。
【００５４】
いくつかの実施形態において、ＲＦチェーン１３０は、アンテナサブアレイ１３５のアンテナ素子の位相を調整するように構成される複数の移相器１１５を含むことができる。例えば、移相器１１５のうちの１つの移相器は、アンテナサブアレイ１３５の対応するアンテナ素子を調整するように構成することができる。
【００５５】
例えば、アンテナサブアレイ１３５のアンテナ素子の位相は、強め合う干渉及び／又は弱め合う干渉を与えるために、アンテナサブアレイ１３５のビームフォーミング方式を変更するように、かつ指向性ビーム１３７の方向を変更するように構成される、例えば、移相器１１５によってシフトすることができる。
【００５６】
いくつかの実施形態において、ＲＦチェーン１４０は、アンテナサブアレイ１４５のアンテナ素子の位相を調整するように構成される複数の移相器１１４を含むことができる。
例えば、移相器１１４のうちの１つの移相器は、アンテナサブアレイ１４５の対応するアンテナ素子を調整するように構成することができる。
【００５７】
例えば、アンテナサブアレイ１４５のアンテナ素子の位相は、強め合う干渉及び／又は弱め合う干渉を与えるために、アンテナサブアレイ１４５のビームフォーミング方式を変更するように、かつ指向性ビーム１４７の方向を変更するように構成される、例えば、移相器１１４によってシフトすることができる。
【００５８】
移相器１１５及び／又は１１４は個別とすることができ、例えば、アンテナサブアレイ１３５及び／又は１４５のアンテナ素子の位相を限られた１組の値、例えば、０、±π／２及びπだけ回転させるように構成することができ、それにより、指向性ビーム１３７及び／又は１４７の方向を変更するために相対的に粗いビームフォーミングのみを可能にする。
【００５９】
いくつかの実施形態において、ＲＦチェーン１３０は、移相器１１５に結合される加算器／スプリッタブロック１１３を含むことができ、及び／又はＲＦチェーン１４０は、移相器１１４に結合される加算器／スプリッタブロック１１２を含むことができる。
【００６０】
いくつかの実施形態において、加算器／スプリッタブロック１１３は、例えば、ＲＦ信号１３１を送信するときに、ＲＦ信号１３１を再生し、アンテナサブアレイ１３５のアンテナ素子間に分割するように、かつＲＦ信号１３１の再生された信号を移相器１１５に結合するように構成される、スプリッタ１３４、例えば、マルチプレクサーを含むことができる。
【００６１】
いくつかの実施形態において、加算器／スプリッタブロック１１３は、例えば、ＲＦ信号１３１を受信するときに、アンテナサブアレイ１３５のアンテナ素子から受信された信号を加算してＲＦ信号１３１にするように構成される加算器１３６を含むことができる。
【００６２】
いくつかの実施形態において、２つ以上のＲＦチェーンを利用することによって、２つ以上の指向性ビームを介して通信される、例えば、異なるデータを搬送する２つ以上の独立した信号のベースバンド処理を可能にすることができる。対照的に、単一のＲＦチェーンを利用することによって、例えば、多数のアンテナ素子１１７が利用される場合であっても、ただ１つの信号のベースバンド処理を可能にすることができる。
【００６３】
例えば、ＲＦチェーン１３０及び１４０は、指向性ビーム１３７及び１４７を介して通信されるＲＦ信号１３１及び１４１のベースバンド処理、例えば、独立したベースバンド処理を可能にすることができる。
【００６４】
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット１１０は、例えば、以下に説明されるように、２つ以上のＲＦチェーンを利用して、ビームフォームドダイバーシティ通信を実行することができる。
【００６５】
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット１１０は、ＭＩＭＯワイヤレス伝送を通信するために、方向１３９及び１４９に向けられる指向性ビーム１３７及び１４７を形成するように、アンテナサブアレイ１３５及び１４５を制御するように構成されるベースバンド１５０を含むことができる。
【００６６】
いくつかの実施形態において、ベースバンド１５０は、データストリーム１２１を処理して、例えば、以下に説明されるように、ＭＩＭＯビームフォームド方式を利用して通信されることになるＭＩＭＯワイヤレス伝送に変更することができる。
【００６７】
いくつかの実施形態が、ＭＩＭＯビームフォームド通信の送信及び受信の両方を実行するように構成される、ワイヤレス通信ユニット、例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０を参照しながら本明細書において説明される。他の実施形態は、ＭＩＭＯビームフォームド通信の送信及び受信のうちの一方のみを実行することができるワイヤレス通信ユニットを含むことができる。
【００６８】
「ビームフォームドダイバーシティ通信」という言い回しは、本明細書において使用されるときに、複数のビームを利用する任意の通信に関連することができる。
【００６９】
いくつかの実施形態が、ＴＸ側及びＲＸ側の両方が複数のアンテナサブアレイを利用してＭＩＭＯ伝送を通信する、通信システム、例えば、ワイヤレス通信システム１００を参照しながら本明細書において説明される。しかしながら、他の実施形態は、任意の他のダイバーシティ通信を通信するように構成されるシステム、例えば、Ｔｘ側及びＲｘ側のうちの一方のみが複数のアンテナサブアレイを利用し、例えば、単入力多出力（ＳＩＭＯ）及び／又は多入力単出力（ＭＩＳＯ）ビームフォームドリンクを形成するシステムに関して実現することができる。例えば、Ｔｘ側及びＲｘ側の一方が無指向性アンテナを利用することができ、Ｔｘ側及びＲｘ側の別の方がマルチアレイ送受信機、例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０を利用することができる。
【００７０】
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット１１０は、複数のＲＦチェーンとベースバンド１５０との間のインターフェースを構成する複数のベースバンド（ＢＢ）／ＲＦ（ＢＢ２ＲＦ）コンバータを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０は、ＲＦチェーン１３０とベースバンド１５０との間のインターフェースを構成するＢＢ２ＲＦコンバータ１３３と、ＲＦチェーン１４０とベースバンド１５０との間のインターフェースを構成するＢＢ２ＲＦコンバータ１４３とを含むことができる。他の実施形態では、ワイヤレス通信ユニット１１０は、ベースバンド１５０と、任意の他の数のＲＦチェーン、例えば、３つ以上とを接続する任意の他の数のＢＢ２ＲＦコンバータを含むことができる。
【００７１】
いくつかの実施形態において、ＢＢ２ＲＦコンバータ１３３は、ＲＦ信号１３１をベースバンドデータ信号１２７に変換し、その逆の変換も実行することができ、及び／又はＢＢ２ＲＦコンバータ１４３は、ＲＦ信号１４１をベースバンドデータ信号１２９に変換し、その逆の変換も実行することができる。一例において、例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０がＭＩＭＯワイヤレス伝送を受信する場合には、ＢＢ２ＲＦコンバータ１３３は、ＲＦ信号１３１をベースバンドデータ信号１２７に変換することができ、及び／又はＢＢ２ＲＦコンバータ１４３はＲＦ信号１４１をベースバンドデータ信号１２９に変換することができる。
【００７２】
別の例において、例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０がＭＩＭＯワイヤレス伝送を送信する場合には、ＢＢ２ＲＦコンバータ１３３はベースバンドデータ信号１２７をＲＦ信号１３１に変換することができ、及び／又はＢＢ２ＲＦコンバータ１４３はベースバンドデータ信号１２９をＲＦ信号１４１に変換することができる。
【００７３】
いくつかの実施形態において、ＢＢ２ＲＦコンバータ１３３及び／又は１４３は、例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０がＭＩＭＯワイヤレス伝送を受信する場合には、ＲＦ信号をベースバンドデータ信号に変換し、ベースバンドデータ信号をベースバンド１５０に与えるように構成されるダウンコンバータを含むことができる。
【００７４】
例えば、ＢＢ２ＲＦコンバータ１３３は、ＲＦ信号１３１をデータ信号１２７にダウンコンバートし、データ信号１２７をベースバンド１５０に与えるように構成されるダウンコンバータ１３２を含むことができる。
【００７５】
いくつかの実施形態において、ＢＢ２ＲＦコンバータ１３３及び／又は１４３は、例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０がＭＩＭＯワイヤレス伝送を送信する場合には、ベースバンドデータ信号をＲＦ信号に変換し、ＲＦ信号をＲＦチェーンに与えるように構成されるアップコンバータを含むことができる。
【００７６】
例えば、ＢＢ２ＲＦコンバータ１３３は、データ信号１２７をＲＦ信号１３１にアップコンバートし、ＲＦ信号１３１をＲＦチェーン１３０に与えるように構成されるアップコンバータ１３８を含むことができる。
【００７７】
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット１１０は、ハイブリッドビームフォーミングを実行するように構成することができる。ハイブリッドビームフォーミングは、例えば、例として以下に説明されるように、ＲＦチェーン１３０及び／又は１４０において、例として移相器１１５及び／又は１１４を用いて、粗いビームフォーミングを実行し、ベースバンド１５０において細かいビームフォーミングを実行することを含むことができる。
【００７８】
一例において、粗いビームフォーミングはデバイス１０２と１０４との間で実行することができる。例えば、粗いビームフォーミング中に、デバイス１０２は指向性ビーム１３７及び／又は１４７を、例えば、最大ＲＸ信号電力を送達することができるように、及び／又は任意の他の基準に従って、複数の方向にステアリングすることができ、デバイス１０４は、デバイス１０２からの伝送を受信するために、アンテナ１０８の固定された準無指向性アンテナパターンを有することができる。代替的には、デバイス１０４は、例えば、セクタレベルスイープを実行することによって、受信ＲＸ信号電力を最大化するようにアンテナ１０８を調整することができる。
【００７９】
いくつかの実施形態において、細かいビームフォーミングは、ベースバンド１５０におけるダイバーシティ処理、例えば、ＭＩＭＯ処理、ＭＩＳＯ処理及び／又はＳＩＭＯ処理を含むことができる。例えば、ＭＩＭＯ処理は、例えば、閉ループ（ＣＬ）ＭＩＭＯ処理、開ループ（ＯＬ）ＭＩＭＯ処理、空間ブロック符号（ＳＢＣ）ＭＩＭＯ処理、例えば、時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ）ＭＩＭＯ処理、空間周波数ブロック符号（ＳＦＢＣ）ＭＩＭＯ処理等を含むことができる。
【００８０】
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニットは、ＲＦチェーン１３０及び１４０とベースバンド１５０とを制御し、粗いビームフォーミング及び／又は細かいビームフォーミングを実行するように構成されるコントローラ１２２を含むことができる。
【００８１】
いくつかの実施形態において、コントローラ１２２は、移相器１１５及び／又は１１４のうちの１つ以上の移相器に適用されることになる位相シフト量を搬送する制御信号１２８を利用して、アンテナサブアレイ１３５及び／又は１４５を制御することができる。
【００８２】
いくつかの実施形態において、移相器１１５に対する位相シフト調整は、アンテナサブアレイ１３５によって形成される指向性ビーム１３７のビーム幅、利得及び／又は方向を決定し、及び／又は制御することができる。
【００８３】
いくつかの実施形態において、移相器１１４に対する位相シフト調整は、アンテナサブアレイ１４５によって形成される指向性ビーム１４７のビーム幅、利得及び／又は方向を決定し、及び／又は制御することができる。
【００８４】
いくつかの実施形態において、アンテナサブアレイ１３５及び／又は１４５のアンテナ素子の各移相器が、信号に対する局所的位相調整を実行し、所望のビーム方向において局所的位相分布を生成することができる。
【００８５】
いくつかの実施形態において、制御信号１２８は重み付け係数を含むことができ、重み付け係数は、指向性ビーム１３７及び／又は１４７をステアリングするように構成されるコントローラ１２２から生成し、及び／又は導出することができる。
【００８６】
いくつかの実施形態において、コントローラ１２２は、制御信号１２８を介して、アンテナサブアレイ１３５の１つ以上のアンテナ素子に対する局所的位相調整を形成するように構成される移相器１１５に第１の組の重み付け係数を与えることができ、結果として、ビーム１３７が方向１３９に向けられる。
【００８７】
いくつかの実施形態において、コントローラ１２２は、制御信号１２８を介して、アンテナサブアレイ１４５の１つ以上のアンテナ素子に対する局所的位相調整を形成するように構成される移相器１１４に第２の、例えば、異なる組の重み付け係数を与えることができ、結果として、ビーム１４７が方向１４９に向けられる。
【００８８】
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット１１０を送信（ＴＸ）側及び受信（ＲＸ）側によって利用して、ＴＸ側とＲＸ側との間に複数の独立した指向性通信ビームを形成することができる。したがって、複数のデータストリーム、例えば、異なるデータストリームを通信するための複数の独立したパスを使用するために複数の指向性ビームを利用することができ、それにより、全体的なスループットが向上する。
【００８９】
いくつかの実施形態において、複数の異なる信号は、複数のビームフォーミングされたビームによって形成される複数のビームフォームドリンクを介して通信することができる。各ビームフォームドリンクは、複数のアンテナサブアレイのうちの１つのアンテナサブアレイに対応し、例えば、そのアンテナサブアレイの複数のアンテナ素子を介して信号を通信することができる。
【００９０】
例えば、第１の信号、例えば、信号１２７は、アンテナサブアレイ１３５によって生成された指向性ビーム１３７によって形成される第１のビームフォームドリンクを介して通信することができ、第２の、例えば、異なる信号、例えば、信号１２９は、アンテナサブアレイ１４５によって生成された指向性ビーム１４７によって形成される第２のビームフォームドリンクを介して通信することができる。
【００９１】
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット１１０は、デバイス１０２と１０４との間の複数の選択された独立した指向性リンク、例えば、空間リンクを介して、ＭＩＭＯワイヤレス伝送を通信することができる。
【００９２】
例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０は、第１のビームフォームドリンクを選択し、指向性ビーム１３７を介してＭＩＭＯワイヤレス伝送を通信し、第２のビームフォームドリンクを選択し、指向性ビーム１４７を介してＭＩＭＯワイヤレス伝送を通信することができる。
【００９３】
いくつかの実施形態において、デバイス１０２と１０４との間の複数の指向性リンクから、複数の選択された指向性リンクを選択することができる。いくつかの実施形態において、デバイス１０２と１０４との間の指向性リンクは、一対のＴＸセクタ及びＲＸセクタによって形成することができる。
【００９４】
例えば、デバイス１０２はＴＸ側の機能を実行することができ、デバイス１０４はＲＸ側の機能を実行することができる。デバイス１０２の第１のＴＸセクタはデバイス１０４の第１のＲＸセクタとの第１の指向性リンクを形成することができ、デバイス１０２の第２のＴＸセクタはデバイス１０４の第２のセクタＲＸとの第２の指向性リンクを形成することができ、デバイス１０２の第３のＴＸセクタはデバイス１０４の第３のＲＸセクタとの第３の指向性リンクを形成することができ、及び／又はデバイス１０２の別のＴＸセクタはデバイス１０４の別のＲＸセクタとの別の指向性リンクを形成することができる。
【００９５】
いくつかの実施形態において、コントローラ１２２は、ワイヤレス通信リンク１０３の確立中、例えば、デバイス１０２と１０４との間のＴＸ及び／又はＲＸセクタスキャン中に、複数の指向性リンクを決定することができる。
【００９６】
例えば、ＴＸ及びＲＸセクタスキャン中に、デバイス１０２は、例えば、ビームフォーミングトレーニング手順に従って、複数の指向性リンクを検出することができる。
【００９７】
図２は、いくつかの実施形態による、環境２００内のＴＸ側２０２とＲＸ側２０４との間の複数の指向性リンク２０５の概略図である。例えば、デバイス１０２（図１）は、ＴＸ側２０２の機能を実行することができ、及び／又はデバイス１０４（図１）はＲＸ側２０４の機能を実行することができる。
【００９８】
例えば、環境２００は部屋を含むことができ、ＲＸ側２０４は、部屋の壁に配置される受信機、例えば、テレビ（ＴＶ）受像機を含むことができ、及び／又はＴＸ側２０２は、送信機、例えば、ビデオプレーヤーを含むことができる。それに加えて、又は代替的には、環境２００は、送信信号を反射する建物のような構造物を有する空地を含むことができる。この例では、ＲＸ側２０４は、受信機、例えば、スマートフォン等のモバイルデバイスを含むことができ、及び／又はＴＸ側２０２は、送信機、例えば、モバイルデバイスとの通信を可能にする基地局を含むことができる。
【００９９】
図２に示されるように、複数の指向性リンク２０５は、ＴＸ側２０２とＲＸ側２０４との間の、例えば、リンク２１１、２１２、２１３、２１４及び２１５を含む、Ｎ個のリンクを含むことができる。例えば、ＴＸ側２０２のセクタ＃１で表されるセクタは、ＲＸ側２０４のセクタ＃１で表されるセクタと指向性リンク２１１を形成することができ、ＴＸ側２０２のセクタ＃２で表されるセクタは、ＲＸ側２０４のセクタ＃２で表されるセクタと指向性リンク２１２を形成することができ、ＴＸ側２０２のセクタ＃３で表されるセクタは、ＲＸ側２０４のセクタ＃３で表されるセクタと指向性リンク２１３を形成することができ、ＴＸ側２０２のセクタ＃４で表されるセクタは、ＲＸ側２０４のセクタ＃４で表されるセクタと指向性リンク２１４を形成することができ、ＴＸ側２０２のセクタ＃Ｎで表されるセクタは、ＲＸ側２０４のセクタ＃Ｎで表されるセクタと指向性リンク２１５を形成することができる。
【０１００】
いくつかの実施形態において、指向性リンク２０５は、例えば、ＷＧＡ仕様又は任意の他の仕様に従って、ＴＸ側２０２とＲＸ側２０４との間で実行されるセクタスキャン中に決定することができる。
【０１０１】
再び図１を参照すると、いくつかの実施形態において、ダイバーシティ処理技法、例えば、ＭＩＭＯ処理技法が、２つ以上の指向性リンクの選択及び／又は追跡のための信頼性のあるアルゴリズムを必要とする場合がある。
【０１０２】
いくつかの実施形態において、コントローラ１２２は、ビームフォームドダイバーシティ通信を実行するための複数の指向性リンクを選択するように構成することができる。
【０１０３】
一例において、コントローラ１２２は、ＭＩＭＯ通信を実行するための指向性リンク２１２及び２１３（図２）を選択することができる。別の例において、コントローラ１２２は、ＭＩＭＯ通信を実行するためのＮ個の指向性リンク２０５（図２）のうちの任意の他の指向性リンクを選択することができる。
【０１０４】
いくつかの実施形態において、コントローラ１２２は、例えば、２つ以上のセクタ対、例えば、ＲＸセクタ及びＴＸセクタによって形成されることになる、２つ以上の指向性リンクを選択するように構成されるＭＩＭＯ最終ビーム結合手順を実行することができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０は、２つ以上のＴＸセクタ及びＲＸセクタ対を選択することができる。
【０１０５】
いくつかの実施形態において、コントローラ１２２は、少なくとも１つの所定の選択基準に基づいて、複数の利用可能なリンク、例えば、Ｎ個の指向性リンク２０５（図２）から選択された指向性リンクを選択することができる。
【０１０６】
いくつかの実施形態において、選択基準は、例えば、以下に説明されるように、ワイヤレス通信リンク１０３の１つ以上の所定の特性に関連するように構成することができる。
【０１０７】
いくつかの実施形態において、コントローラ１２２は、ＲＸ側において著しい信号電力を与えることができる、複数の指向性リンクを選択することができる。
【０１０８】
いくつかの実施形態において、コントローラ１２２は、例えば、各指向性リンクが異なる方向から到来する、異なる物体から反射される、異なる到来角及び／又は発射角を有する等を要求される場合があるように、互いに相関がない場合がある複数の指向性リンクを選択することができる。例えば、コントローラ１２２は、異なる方向から到来している指向性リンク、例えば、指向性リンク２１１及び２１５（図２）を選択することができ、例えば、指向性リンク２１１（図２）は環境２００（図２）の天井から反射され、指向性リンク２１５は環境２００（図２）の床から反射される。
【０１０９】
いくつかの実施形態において、選択される指向性リンクの数は、ＴＸ側及びＲＸ側のＴＸ  ＲＦチェーン数及びＲＸ  ＲＦチェーン数のうちの最も少ない数以上とすることができ、ＴＸ側及びＲＸ側のＴＸ  ＲＦチェーン数及びＲＸ  ＲＦチェーン数のうちの最も多い数以下とすることができる。
【０１１０】
一例において、例えば、デバイス１０２が２つのＲＦチェーン、例えば、ＲＦチェーン１３０及び１４０を含み、デバイス１０４が単一のＲＦチェーンを含む場合には、選択される指向性リンクの数は、１以上であり、２以下とすることができる。したがって、ビームフォームドダイバーシティ通信はＭＩＳＯ通信又はＳＩＭＯ通信を含むことができる。
【０１１１】
別の例において、例えば、デバイス１０２が２つのＲＦチェーン、例えば、ＲＦチェーン１３０及び１４０を含み、デバイス１０４が４つのＲＦチェーンを含む場合には、選択される指向性リンクの数は、２以上であり、４以下とすることができる。したがって、ビームフォームドダイバーシティ通信はＭＩＭＯ通信を含むことができる。
【０１１２】
いくつかの実施形態において、コントローラ１２２は、少なくとも１つの所定の性能指標に基づいて、選択された指向性リンクを選択することができる。
【０１１３】
いくつかの実施形態において、コントローラ１２２は、複数の選択された指向性リンクを介してＭＩＭＯワイヤレス伝送を通信するために複数の指向性ビームを形成するように、複数のアンテナサブアレイを制御することができる。
【０１１４】
いくつかの実施形態において、コントローラ１２２は、選択された複数の指向性リンクの方向に基づいて、アンテナサブアレイ１３５及び／又は１４５を制御することができる。
【０１１５】
一例において、コントローラ１２２は、所定の性能指標に基づいて、Ｎ個の指向性リンク２０５（図２）のうちの指向性リンク２１３及び２１４（図２）を選択することができる。コントローラ１２２は、指向性リンク２１３及び２１４（図２）を介してＭＩＭＯワイヤレス伝送を通信するために、指向性リンク２１３（図２）の方向に向けられる、方向１３９に向けられる指向性ビーム１３７を形成するようにアンテナサブアレイ１３５を制御し、指向性リンク２１４（図２）の方向に向けられる、方向１４９に向けられる指向性ビーム１４７を形成するようにアンテナサブアレイ１４５を制御することができる。
【０１１６】
例えば、コントローラ１２２は、例えば、ＭＩＭＯワイヤレス伝送を通信するために指向性リンク２１３（図２）が選択される場合には、指向性ビーム１３７を指向性リンク２１３（図２）の方向にステアリングするように、アンテナサブアレイ１３５を制御することができ、コントローラ１２２は、例えば、ＭＩＭＯワイヤレス伝送を通信するために指向性リンク２１４（図２）が選択される場合には、指向性ビーム１４７を指向性リンク２１４（図２）の方向にステアリングするように、アンテナサブアレイ１４５を制御することができる。
【０１１７】
それに加えて、又は代替的には、コントローラ１２２は、例えば、ビームフォーミングを用いて、第１のデバイス１０２と１組の第２のデバイス１０４との間のマルチユーザー通信を可能にする。例えば、複数のデバイス１０４が同じアンテナサブアレイ、例えば、サブアレイ１３５と通信する場合には、衝突が生じる可能性がある。そのため、いくつかの実施形態は、異なる第２のデバイスへの第１のデバイスのアンテナの異なるサブアレイの割当てを実行する。
【０１１８】
いくつかの実施形態において、コントローラ１２２は、複数の通信チャネルを介して第１のワイヤレス通信デバイスと１組の第２のワイヤレス通信デバイスとの間でビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送を通信するために、複数の指向性ビームを形成するように、第１のワイヤレス通信デバイスの複数のアンテナサブアレイを制御する。コントローラ１２２は、緩和パラメータを用いる貪欲最適化を用いて、少なくともいくつかのアンテナサブアレイを少なくともいくつかの第２のワイヤレス通信デバイスに割り当て、その割当てに従って、複数のアンテナサブアレイを制御する。
【０１１９】
いくつかの実施形態において、割当て、すなわち、第１のデバイスのアンテナの異なるサブアレイと異なる第２のデバイスとの間の割当て組み合わせは、マルチユーザー通信の性能指標を最適化又は改善するように実行される。異なる実施形態において、性能指標は、チャネル容量指標、割当て組み合わせ内の通信チャネルごとの信号対雑音比（ＳＮＲ）値、割当て組み合わせ内の通信チャネルごとの信号対干渉＋雑音比（ＳＩＮＲ）値のうちの１つ、又は組み合わせを含む。
【０１２０】
いくつかの実施形態において、性能指標は、例えば、以下に説明されるように、チャネル容量指標を含むことができる。いくつかの実施形態において、コントローラ１２２は、例えば、以下に説明されるように、特定のリンクに対応するチャネル行列と、送信アンテナアレイの数とに基づいて、特定の指向性リンクに関する性能指標を決定することができる。１つの実施形態において、ＭＩＭＯチャネル容量指標は、例えば、システムスループットを高める、例えば、最大化するように規定することができる。
【０１２１】
一例において、チャネル容量指標は、例えば、以下のように、或る指向性リンクに関して決定することができる。
【数１】
0006765546.tif 000002
ただし、Ｃは指向性リンクに対応するチャネル容量指標を表し、σ２は相加性雑音電力を表し、Ｈは指向性リンクに対応するチャネル行列を表し、Ｉは恒等行列を表し、Ｎｔは送信アンテナサブアレイの数を表し、（・）Ｈはエルミート行列演算を表す。
【０１２２】
例えば、行列Ｈの次元は、ＴＸ側及びＲＸ側のＲＦチェーンの数に基づくことができる。
【０１２３】
いくつかの実施形態において、チャネル行列Ｈの要素は、例えば、ＴＸ側及びＲＸ側のセクタ対の組み合わせに関するチャネル測定、例えば、組み合わせごとのチャネル測定によって取得することができる。チャネル容量指標Ｃは、各セクタ対に関して、例えば、式１に従って特定することができる。マルチビームＭＩＭＯ通信のために、２つ以上の対、例えば、チャネル容量指標Ｃを最大化する複数の対を選択することができる。
【０１２４】
例えば、コントローラ１２２は、例えば、式１に基づいて、Ｎ個の指向性リンク２０５（図２）の指向性リンクごとにチャネル容量指標Ｃを特定することができる。例えば、行列Ｈは、Ｎ個の指向性リンク２０５（図２）のうちの１つの指向性リンクのチャネル行列を含む場合があり、例えば、２つの送信アンテナサブアレイ、例えば、アンテナサブアレイ１３５及び１４５が使用される場合には、数Ｎｔは２に等しい場合がある。
【０１２５】
いくつかの実施形態において、コントローラ１２２は、例えば、以下に説明されるように、特定の指向性リンクの複数の受信ダイバーシティストリーム、例えば、ＭＩＭＯストリームに対応する複数の信号対干渉＋雑音比（ＳＩＮＲ）の組み合わせに基づいて、特定の指向性リンクに関する性能指標を決定することができる。
【０１２６】
一例において、指向性リンクの最適な組み合わせを選択するために、特定のＭＩＭＯ受信機方式を仮定することができる。例えば、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）受信機方式の場合、第ｋの指向性リンクに関するＳＩＮＲは、例えば、以下のように計算することができる。
【数２】
0006765546.tif 000003
ただし、｛Ａ｝ｋ，ｋは行列Ａの第（ｋ，ｋ）の要素を表す。
【０１２７】
指向性リンクごとのＳＩＮＲを利用して、例えば以下のように、例として、全システムスループットあたりの性能指標を計算することができる。
【数３】
0006765546.tif 000004
例えば、Ｎ個の指向性リンク２０５（図２）の指向性リンクごとのＳＩＮＲを計算することができる。コントローラ１２２は、式３に従って、最大性能指標Ｃを与える２つの指向性リンク、例えば、指向性リンク２１１及び２１３（図２）を選択することができる。
【０１２８】
いくつかの実施形態において、コントローラ１２２は、例えば、以下に説明されるように、空間ブロック符号処理を実行した後の実効チャネルに基づいて、ＳＩＮＲ値のうちの１つのＳＩＮＲ値を特定することができる。
【０１２９】
いくつかの実施形態において、ＴＸ及びＲＸセクタ対間のチャネルを定義する行列Ｈは、例えば、送信機及び／又は受信機、例えば、ベースバンド１５０において実行される場合がある更なる時空間処理、例えば、ＭＩＭＯ方式を考慮に入れることもできる。一例において、ベースバンド１５０は、ＭＩＭＯワイヤレス伝送の時空間ブロック符号化処理を実行することができる。
【０１３０】
一例において、チャネル行列Ｈは、ベースバンド１５０において時空間ブロック符号化を実行した後の実効チャネルと見なすことができる。例えば、アラモウチ（Alamouti）符号化方式利用する場合には、上記のスループット計算に関するＳＩＮＲは、例えば、以下のように取得することができる。
【数４】
0006765546.tif 000005
ただし、ｔｒａｃｅ（Ａ）は行列Ａのトレース演算を表す。
【０１３１】
いくつかの実施形態において、性能指標は、例えば、システムロバスト性を改善するように規定することができる。いくつかの実施形態において、性能指標は、例えば、以下に説明されるように、到来角の差及び／又は発射角の差に基づくことができる。
【０１３２】
一例において、例えば、起こり得る光線遮断、例えば人体による遮断を克服するために、例えば、ＲＸ側における到来角、及び／又は、例えば、ＴＸ側における発射角の最大差を有するセクタを、通信のために選択することができる。
【０１３３】
例えば、指向性リンク２１１と２１５（図２）との間の発射角及び到来角の差は、Ｎ個の指向性リンク２０５（図２）のうちの指向性リンクの他の組み合わせに対して最大であるので、コントローラ１２２は、ＭＩＭＯワイヤレス通信を通信するために指向性リンク２１１及び２１５（図２）を選択することができる。
【０１３４】
いくつかの実施形態において、コントローラ１２２は、部屋の天井から反射される指向性リンク、例えば、指向性リンク２１１（図２）の発見及び使用等の、ロバストモードをサポートする任意の他のインテリジェントアルゴリズムを利用することができる。
【０１３５】
いくつかの実施形態において、全体的なデータ伝送速度を高める。第１のデバイスと第２のデバイスとの間の伝送速度は、
【数５】
0006765546.tif 000006
によって定義される。ただし、ＳＮＲｕは第２のデバイスｕに関する実効信号対雑音比である。システム内のＮＵ台のユーザーの場合、全体的な伝送速度は、
【数６】
0006765546.tif 000007
によって与えられる。
【０１３６】
Ｎ個のサブアレイに対する最適な割当てを見つけるために、いくつかの実施形態は、組み合わせ（combinatorial combinations）を使用する。
【０１３７】
他の実施形態では、任意の他の適切な性能指標を規定することができる。例えば、指向性リンクの最適な組み合わせを選択する際に、対数関数の代わりに、例えば、目標パケット誤り率要件を満たす、特定の変調方式に関する相互情報量関数（mutual information function）を利用することができる。
【０１３８】
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット１１０は、例えば、本明細書において説明されるビーム選択手順をサポートするために、１つ以上のフィードバック機構を用いて、ＴＸ側とＲＸ側との間で情報（「ビーム選択情報」）を通信することができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０は、指向性リンクの選択をサポートするために、デバイス１０４とビーム選択情報を通信することができる。
【０１３９】
いくつかの実施形態において、ビーム選択情報は、チャネル測定フィードバック要素の一部として通信することができる。一例において、ビーム選択情報は、例えば、以下に説明されるように、チャネル測定フィードバック要素の１つ以上の専用フィールドの一部として通信することができる。
【０１４０】
いくつかの実施形態において、チャネル測定フィードバック要素は、ＳＴＡ、例えば、Ｔｘ側又はＲｘ側によって送信される場合がある。チャネル測定フィードバック要素は、例えば、チャネル測定要求を含むビームリファインメントパケットに応答して、ＳＴＡによって送信される場合がある。
【０１４１】
いくつかの実施形態において、チャネル測定フィードバック要素は、複数のセクタ識別子に対応する複数の測定値を含むことができる。
【０１４２】
例えば、チャネル測定フィードバックは、アンテナサブアレイの第１のセクタを識別する第１のセクタ識別子と、第１のセクタに対応する複数の測定値とを含むことができる。
【０１４３】
いくつかの実施形態において、チャネル測定フィードバック要素は、チャネル測定要求に対して測定されるチャネル測定フィードバックデータを含むことができる。例えば、チャネル測定フィードバック要素は、測定フィードバックデータを表すことができ、そのデータは、チャネル測定要求を含むビームリファインメントパケットのＴＲＮ−Ｔフィールド上で測定することができる。
【０１４４】
いくつかの実施形態において、チャネル測定フィードバック要素は、例えば、セクタスキャン中にワイヤレス通信ユニット１１０によって識別されるセクタのリストを与えることができる。チャネル測定フィードバック要素のフォーマット及びサイズは、付随するビームリファインメント要素において指定されるパラメータ値によって規定することができる。
【０１４５】
いくつかの実施形態において、チャネル測定フィードバック要素の情報要素を用いて、１組の選択されたセクタに関するＳＩＮＲ及び／又はチャネルタップ、例えば、チャネルインパルス応答を与えることができる。
【０１４６】
いくつかの実施形態において、チャネル測定フィードバック要素は、測定が実行される特定のアンテナサブアレイについての情報を与えるように構成することができる。
【０１４７】
いくつかの実施形態において、測定中に通信される場合がある情報要素に、例えば、以下に説明されるように、測定が実行される特定のアンテナサブアレイを指定する新たなフィールドを追加することができる。
【０１４８】
例えば、図３を参照しながら以下に説明されるように、例えば、デバイスが２つ以上のアンテナサブアレイを有する場合には、例えば、ビームリファインメント要素、例えば、ＤＭＧビームリファインメント要素が、アンテナサブアレイについての情報が与えられる特定のアンテナサブアレイの識別子を含むためのフィールド、例えば、「アレイインデックス」フィールドを含むことができる。
【０１４９】
いくつかの実施形態による、ビームリファインメント要素３００を概略的に示す図３が参照される。
【０１５０】
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット１１０（図１）は、ビームリファインメント要素３００をデバイス１０４（図１）に通信することができる。
【０１５１】
図３に示されるように、ビームリファインメント要素３００は、例えば、３ビット又は任意の他のビット数を含む、予約フィールド３０２を含むことができる。予約フィールド３０２は、アンテナサブアレイについての情報がビームリファインメント要素３００において与えられるアンテナサブアレイの識別子を含むことができる。
【０１５２】
図３に示されるように、識別子は３ビットのサイズからなることができ、例えば、２進表記において８つまでのアンテナサブアレイを表すことができる。例えば、アンテナサブアレイ１３５（図１）は２進表記「００１」によって表すことができ、アンテナサブアレイ１４５（図１）は、２進表記「０１０」、又は任意の他の表記によって表すことができる。
【０１５３】
再び図１を参照すると、いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット１１０は、特定のアンテナサブアレイの識別子と、その特定のアンテナサブアレイに対応する１つ以上の測定値とを含む、チャネル測定フィードバック要素を通信することができる。
【０１５４】
例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０は、デバイス１０４から送信されるチャネル測定要求に応答して、チャネル測定フィードバック要素、例えば、ビームリファインメント要素３００（図３）を通信することができる。チャネル測定フィードバック要素は、例えば、フィールド３０２（図３）内にアンテナサブアレイ、例えば、アンテナサブアレイ１３５及び／又は１４５の識別子と、フィールド３０２（図３）によって識別されるアンテナサブアレイに対応する１つ以上の測定値とを含むことができる。
【０１５５】
別の実施形態では、セクタ番号がセクタインデックス及びアンテナサブアレイインデックスを同時に識別するように、「セクタ」の列挙及び意味を拡張する、例えば、再定義することができる。例えば、セクタ１〜６４は、アンテナサブアレイ１３５（図１）に対応するように定義することができ、セクタ６５〜１２８は、アンテナサブアレイ１４５（図１）に対応するように定義することができ、それ以外も同様である。
【０１５６】
いくつかの実施形態において、セクタの拡張された定義は、セクタを識別するために更なるビット数を必要とする場合があり、例えば、２５６個までのサブアレイのセクタを識別できるようにするために８ビットを必要とする場合がある。例えば、チャネル測定フィードバック要素は、８ビットまでのサイズのＩＤビームフィールドを含むことができる。
【０１５７】
ここで、いくつかの実施形態による、チャネル測定フィードバック要素４００を概略的に示す図４が参照される。
【０１５８】
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット１１０（図１）は、例えば、デバイス１０４（図１）から送信されるチャネル測定要求に応答して、チャネル測定フィードバック要素４００を通信することができる。
【０１５９】
図４に示されるように、チャネル測定フィードバック要素４００は、チャネル測定フィードバック要素４００の情報要素を含む、サブフィールド、例えば、サブフィールド４０２、４０４、４０６及び／又は４０８を含むことができる。
【０１６０】
図４に示されるように、サブフィールド４０２は、ＴＲＮ−Ｔフィールド上で測定されたＳＩＮＲを与えることができ、サブフィールド４０４は、ＴＲＮ−Ｔフィールド上で測定されたチャネル測定値を与えることができ、サブフィールド４０６は、セクタのＴＡＰ遅延を与えることができ、サブフィールド４０８は、サブフィールド４０２、４０４及び４０６の情報が関連するセクタＩＤの識別子を含むことができる。
【０１６１】
いくつかの実施形態において、サブフィールド４０８は、例えば、ＩＤビームフィールドを参照しながら上記で説明されたように、セクタ番号がセクタインデックス及びアンテナアレイインデックスを同時に識別するように定義することができる。したがって、セクタＩＤフィールドのサイズ４０９は、６ビットから８ビットまで増える場合がある。
【０１６２】
再び図１を参照すると、いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット１１０は、デバイス１０４から送信されるチャネル測定要求に応答して、チャネル測定フィードバック要素を通信することができる。チャネル測定フィードバック要素は複数のセクタ識別子を含むことができ、各セクタ識別子が、特定のアンテナサブアレイと、その特定のアンテナサブアレイに対応する特定のセクタとを識別する。フィールド４０２、４０４及び／又は４０６（図４）は、サブフィールド４０８（図４）において識別されるサブアレイ１３５及び１４５のセクタに関して実行される測定値を含むことができる。
【０１６３】
例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０はチャネル測定フィードバック要素を通信することができ、チャネル測定フィードバック要素は、第１の複数のセクタ識別子、例えば、アンテナサブアレイ１３５の１つ以上のセクタを識別する、サブフィールド４０８（図４）の第１の部分、例えば、アンテナサブアレイ１３５の第１のセクタを識別する第１のセクタ識別子、アンテナサブアレイ１３５の第２のセクタを識別する第２のセクタ識別子、及びアンテナサブアレイ１３５の１つ以上の更なるセクタを識別する１つ以上のセクタ識別子と、第２の複数のセクタ識別子、例えば、アンテナサブアレイ１４５の１つ以上のセクタを識別する、サブフィールド４０８（図４）の第２の部分、例えば、アンテナサブアレイ１４５の第１のセクタを識別する第１のセクタ識別子、アンテナサブアレイ１４５の第２のセクタを識別する第２のセクタ識別子、及びアンテナサブアレイ１４５の１つ以上の更なるセクタを識別する１つ以上のセクタ識別子とを含む。フィールド４０２、４０４及び／又は４０６（図４）は、サブフィールド４０８（図４）において識別されるサブアレイ１３５及び１４５のセクタに関して実行される測定値を含むことができる。
【０１６４】
いくつかの実施形態において、大型の多素子アンテナアレイのいくつかのサブアレイへのフレキシブルな分割を実行することができる。そのようなフレキシブルなサブアレイ構成をサポートするために、フィードバック内、例えば、別の情報要素内に、使用される構成についての情報及び各サブアレイ内のアンテナ素子の数についての情報を含むこともできる。
【０１６５】
いくつかの実施形態による、ＭＩＭＯビームフォームド通信のためのビーム選択の方法を概略的に示す図５が参照される。いくつかの実施形態において、図５の方法の動作の１つ以上が、ワイヤレス通信システム、例えば、システム１００（図１）、ワイヤレス通信デバイス、例えば、デバイス１０２（図１）、ベースバンド、例えば、ベースバンド１５０（図１）、コントローラ、例えば、コントローラ１２２（図１）、及び／又はワイヤレス通信ユニット、例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０及び／又は１２０（図１）によって実行される場合がある。
【０１６６】
ブロック５００に示されるように、その方法はＴＸパラメータ及びＲＸパラメータを初期化することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０（図１）が、デバイス１０２及び／又は１０４（図１）のＴＸパラメータ及びＲＸパラメータを初期化することができる。
【０１６７】
ブロック５０１に示されるように、ＴＸパラメータを初期化することは、ＴＸパラメータを初期化することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０（図１）は、例えば、上記で説明されたように、セクタスキャニングを実行するために、デバイス１０２（図１）のアンテナサブアレイの数と、デバイス１０２（図１）の１組のセクタとを取得することができる。
【０１６８】
ブロック５０２に示されるように、ＲＸパラメータを初期化することは、ＲＸパラメータを初期化することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０（図１）は、例えば、上記で説明されたように、セクタスキャニングを実行するために、デバイス１０４（図１）のアンテナサブアレイの数と、デバイス１０４（図１）の１組のセクタとを取得することができる。
【０１６９】
ブロック５１０に示されるように、その方法は、ビームフォーミングパラメータを測定することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０（図１）は、例えば、上記で説明されたように、デバイス１０２（図１）とデバイス１０４（図１）との間の複数の指向性リンクのビームフォーミングパラメータを測定することができる。
【０１７０】
ブロック５１１に示されるように、ビームフォーミングパラメータを測定することは、ＴＸセクタスキャンを実行することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０（図１）は、例えば、上記で説明されたように、ＴＸセクタスキャンを実行して、複数の指向性リンクを検出することができる。
【０１７１】
ブロック５１２に示されるように、ビームフォーミングパラメータを測定することは、ＲＸセクタスキャンを実行することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット１２０（図１）が、例えば、上記で説明されたように、ＲＸセクタスキャンを実行して、複数の指向性リンクを検出することができる。
【０１７２】
ブロック５１３に示されるように、ビームフォーミングパラメータを測定することは、ＴＸ−ＲＸビーム結合を実行することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０（図１）が、例えば、上記で説明されたように、ＴＸ−ＲＸビーム結合を実行することができる。
【０１７３】
いくつかの実施形態において、ＴＸ−ＲＸ結合は、対ごとにチャネルインパルス応答が測定された、ＴＸ−ＲＸセクタの複数の対を与えることができる。
【０１７４】
ブロック５２０に示されるように、その方法は、ＭＩＭＯビームフォームド方式を決定することを含むことができる。例えば、コントローラ１２２（図１）が、例えば、上記で説明されたように、デバイス１０２と１０４（図１）との間で通信するためのＭＩＭＯビームフォームド方式を決定することができる。
【０１７５】
ブロック５２１に示されるように、ＭＩＭＯビームフォームド方式を決定することは、ＴＸ−ＲＸセクタの対ごとに性能指標を計算することを含むことができる。例えば、コントローラ１２２（図１）が、例えば、上記で説明されたように、Ｎ個の指向性リンク２０５（図２）の対ごとに性能指標、例えば、性能指標Ｃを計算することができる。
【０１７６】
ブロック５２２に示されるように、ＭＩＭＯビームフォームド方式を決定することは、一対の指向性リンクを選択することを含むことができる。例えば、コントローラ１２２（図１）が、例えば、上記で説明されたように、性能指標に基づいて、指向性リンク２１１及び２１５（図２）を選択することができる。
【０１７７】
ブロック５２３に示されるように、ＭＩＭＯビームフォームド方式を決定することは、選択された指向性リンクに関する最適なＭＩＭＯモード及びパラメータを計算することを含むことができる。例えば、コントローラ１２２（図１）が、例えば、上記で説明されたように、ベースバンド及び／又はＲＦ処理において適用されることになる重み付け係数を計算することができる。
【０１７８】
ブロック５３０に示されるように、その方法は、ＭＩＭＯビームフォームド方式を構成することを含むことができる。例えば、コントローラ１２２（図１）が、例えば、上記で説明されたように、ワイヤレス通信ユニット１１０（図１）のＭＩＭＯビームフォームド方式を構成することができる。
【０１７９】
ブロック５３１に示されるように、ＭＩＭＯビームフォームド方式を構成することは、ＭＩＭＯモードを選択することを含むことができる。例えば、コントローラ１２２（図１）が、例えば、上記で説明されたように、ベースバンド１５０におけるＭＩＭＯ処理モード、例えば、ＯＬ、ＣＬ、ＳＢＣ等を選択することができる。
【０１８０】
ブロック５３２に示されるように、ＭＩＭＯビームフォームド方式を構成することは、ＲＦ処理のための移相器に関する位相を決定することを含むことができる。例えば、コントローラ１２２（図１）が、例えば、上記で説明されたように、移相器１１５及び／又は１１４（図１）に適用されることになる位相を決定することができる。
【０１８１】
ブロック５３３に示されるように、ＭＩＭＯビームフォームド方式を構成することは、ベースバンドＭＩＭＯ処理のためのベースバンド重み付け係数を決定することを含むことができる。例えば、コントローラ１２２（図１）が、例えば、上記で説明されたように、ベースバンド１５０（図１）におけるＭＩＭＯ処理のための重み付け係数を決定することができる。
【０１８２】
いくつかの実施形態による、ビームフォームドダイバーシティワイヤレス通信の方法を概略的に示す図６が参照される。いくつかの実施形態において、図６の方法の動作のうちの１つ以上が、ワイヤレス通信システム、例えば、システム１００（図１）、ワイヤレス通信デバイス、例えば、デバイス１０２及び／又は１０４（図１）、ベースバンド、例えば、ベースバンド１５０（図１）、コントローラ、例えば、コントローラ１２２（図１）、及び／又はワイヤレス通信ユニット、例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０及び／又は１２０（図１）によって実行される場合がある。
【０１８３】
ブロック６０２に示されるように、その方法は、少なくとも１つの所定の性能指標に基づいて、送信機（Ｔｘ）局と受信機（Ｒｘ）局との間のビームフォームドダイバーシティ通信のための複数の指向性リンクを選択することを含むことができる。例えば、コントローラ１２２（図１）が、例えば、上記で説明されたように、性能指標Ｃに基づいて、デバイス１０２（図１）と１０４（図１）との間のＭＩＭＯ通信のための複数の指向性リンクを選択することができる。
【０１８４】
ブロック６０４に示されるように、その方法は、複数の選択された指向性リンクを介してビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送を通信するための複数の指向性ビームを形成するように、複数のアンテナサブアレイを制御することを含むことができる。例えば、コントローラ１２２（図１）が、例えば、上記で説明されたように、複数の選択された指向性リンクを介してＭＩＭＯワイヤレス伝送を通信するための指向性ビーム１３７及び１４７（図１）を形成するように、アンテナサブアレイ１３５及び１４５（図１）を制御することができる。
【０１８５】
いくつかの実施形態において、指向性リンクは、ＴＸ側とＲＸ側との間で通信されるチャネル測定フィードバックに基づいて選択することができる。
【０１８６】
ブロック６０５に示されるように、その方法は、チャネル測定フィードバック要素を通信することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０（図１）が、例えば、上記で説明されたように、デバイス１０４（図１）にチャネル測定フィードバック要素を通信することができる。
【０１８７】
ブロック６０６に示されるように、その方法は、特定のアンテナサブアレイの識別子と、その特定のアンテナサブアレイに対応する１つ以上の測定値とを含むチャネル測定フィードバック要素を通信することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０（図１）が、例えば、上記で説明されたように、アンテナサブアレイ１３５及び１４５（図１）のうちの１つのアンテナサブアレイを表すフィールド３０２（図３）と、フィールド３０２（図３）によって識別されるアンテナサブアレイに対応する１つ以上の測定値とを含む、ビームリファインメント要素３００（図３）を通信することができる。
【０１８８】
ブロック６０８に示されるように、その方法は、それぞれがアンテナサブアレイ及びそのアンテナサブアレイに対応するセクタを識別する、複数のセクタ識別子と、複数のセクタ識別子に対応する複数の測定値とを含む、チャネル測定フィードバック要素を通信することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット１１０（図１）が、例えば、上記で説明されたように、例えば、サブフィールド４０８内に複数のセクタ識別子を含み、例えば、サブフィールド４０２、４０４及び４０６（図４）内に複数のセクタ識別子に対応する複数の測定値を含む、チャネル測定フィードバック要素４００（図４）を通信することができる。
【０１８９】
ブロック６１０に示されるように、その方法は、チャネル容量指標に基づいて、ビームフォームドダイバーシティ通信のための複数の指向性リンクを選択することを含むことができる。例えば、コントローラ１２２（図１）が、例えば、上記で説明されたように、チャネル容量指標に基づいて、デバイス１０２（図１）と１０４（図１）との間のＭＩＭＯ通信のための複数の指向性リンクを選択することができる。
【０１９０】
ブロック６１２に示されるように、その方法は、到来角の差及び／又は発射角の差に基づいて、ビームフォームドダイバーシティ通信のための複数の指向性リンクを選択することを含むことができる。例えば、コントローラ１２２（図１）が、例えば、上記で説明されたように、Ｎ個の指向性リンク２０５（図２）の到来角の差又は発射角の差に基づいて、デバイス１０２（図１）と１０４（図１）との間のＭＩＭＯ通信のための複数の指向性リンクを選択することができる。
【０１９１】
ブロック６１４に示されるように、その方法は、複数の受信ダイバーシティストリームに対応する複数のＳＩＮＲ値の組み合わせに基づいて、ビームフォームドダイバーシティ通信のための複数の指向性リンクを選択することを含むことができる。例えば、コントローラ１２２（図１）が、例えば、上記で説明されたように、特定の指向性リンクの複数の受信ＭＩＭＯストリームに対応するＮ個の指向性リンク２０５（図２）のうちの特定の指向性リンクの複数のＳＩＮＲ値の組み合わせに基づいて、デバイス１０２（図１）と１０４（図１）との間のＭＩＭＯ通信のための複数の指向性リンクを選択することができる。
【０１９２】
いくつかの実施形態は、典型的な割当て解決法の複雑度が、異なるワイヤレス通信チャネルに割り当てられることになるワイヤレスデバイスの数によってのみ決まるという認識に基づく。それらの割当て解決法では、割当ての数にかかわらず、割当ての性能が一定のままである。しかしながら、いくつかの実施形態は、複数のワイヤレスデバイスへの異なる通信チャネルの割当ての性能が、異なる通信アプリケーションごとに異なることを許容できるという理解に基づく。例えば、割当ての最適性を、計算の複雑度と均衡させることができる。そのようにして、割当ての複雑度を異なる状況に適応させることができる。
【０１９３】
いくつかの実施形態は、割当ての適応性を、適応可能な緩和パラメータを用いる貪欲最適化を用いて達成できるという理解に基づく。貪欲最適化は、大域的最適を見つけることを期待して各ステージにおいて局所的に最適な選択を行うというヒューリスティックな問題解決に従うパラダイムである。しかしながら、貪欲最適化に適用される緩和パラメータは、貪欲最適化の各ステージにおいて少なくともいくつかの準最適な選択肢を保持できるようにする。緩和パラメータの値によって決定される準最適な選択肢の数は、アプリケーションごとに異なることができ、割当て問題の複雑度に基づいて貪欲最適化を適応させることができるようにする。例えば、緩和パラメータの値は、割当てを実行するコントローラの計算能力に基づいて、及び／又は割り当てられることになるワイヤレスデバイスの数に基づいて選択することができる。
【０１９４】
図７は、いくつかの実施形態によって使用される適応可能な緩和パラメータを用いる貪欲最適化の概略図を示す。貪欲最適化の或るステージにおいて保持される割当て選択肢の数は、Ｍ個の最良の１組の割当て組み合わせを形成するために、緩和パラメータの値Ｍに等しい。割当て選択肢は、保持される割当て選択肢で形成される割当て組み合わせの性能指標に基づいて保持される。
【０１９５】
種々の実施形態は、コントローラの計算能力に基づいて、貪欲最適化のための値Ｍを選択する。Ｍの値が大きいほど、結果として計算量が増える。それに加えて、又は代替的には、貪欲最適化のための値Ｍは、第２のワイヤレス通信デバイスの数に基づいて選択することができる。例えば、１つの実施形態において、貪欲最適化のための値Ｍは、第２のワイヤレス通信デバイスの数に比例する。例えば、貪欲最適化のための値Ｍと第２のワイヤレス通信デバイスの数との間の比例は、線形又は非線形とすることができる。別の例は、サブアレイの数及び第２のワイヤレス通信デバイスの数に比例する値Ｍを使用することである。
【０１９６】
図７は、緩和パラメータＭ＝４及びアンテナの３つのサブアレイの場合の貪欲最適化の木構造７００の概略図を示す。太線は、貪欲最適化による残存パス（survivor path）を表す。ステージの数はアンテナサブアレイの数と同じであるので、３つのステージが存在する。各ステージ７１０、７２０及び７３０において、全ての利用可能なパスに関して累積性能指標が計算され、その後、全てのパスの中でより大きい性能指標を有するＭ個のパス、すなわち、割当て組み合わせのみが選択される。
【０１９７】
第１のステージ７１０では、４つの潜在的な割当てのために４つのパスのみが存在するので、全てのパス７１１が残存パスとして選択される。第２のステージ７２０では、性能指標の更なる計算は、残存パスからのみ計算される距離である。すなわち、全てのパスに対応する１６個の累積性能指標が存在するので、第２のステージでは、４つの残存パス７２１、７２２、７２３及び７２４のみが選択される。第３のステージ７３０では、貪欲最適化法が、最大性能指標を有するパス、例えば、７３１を選択する。
【０１９８】
いくつかの実施形態は、貪欲最適化の各ステージにおいて取り得る割当てのみを考慮することによって、適応可能な緩和パラメータを用いる貪欲最適化を更に改善できるという理解に基づく。この実施形態は、割当ての各組み合わせにおいて、貪欲最適化の１つのステージにおいてワイヤレスデバイスが１つのワイヤレスチャネルに割り当てられる場合には、貪欲最適化の後続のステージにおいて、同じワイヤレスチャネルへの割当て又は再割当ては不可能であるという認識に基づく。そのようにして、ワイヤレスチャネルの割当てのための貪欲最適化の複雑度が更に緩和される。
【０１９９】
図８は、１つの実施形態による、貪欲最適化を用いるマルチユーザー割当ての方法のブロック図を示す。その実施形態は、各第２のワイヤレス通信デバイスをアンテナの各サブアレイと接続する通信チャネルに関する信号対雑音比（ＳＮＲ）値を求める（８１０）。この実施形態において、性能指標は、割当て組み合わせにおける通信チャネルのＳＮＲ値の関数として求められる、各割当て組み合わせのＳＮＲ指標である。そのようにして、その割当てによってデータ伝送速度を高めることができる。ＳＮＲ指標の例は、
【数７】
0006765546.tif 000008
を含む。ただし、Ｈｕは第ｕのリンクのチャネル行列である。
【０２００】
その実施形態は、終了条件が満たされるまで、１組の割当て組み合わせを反復的に求める（８２０）。その実施形態は、各反復又は少なくとも１つの反復８２５において、１組の第２のワイヤレス通信デバイスから１つの第２のワイヤレス通信デバイスを選択し（８４０）、先行する反復中に求められた１組の割当て組み合わせを、アンテナの異なるサブアレイへのその第２のワイヤレス通信デバイスの各取り得る割当てと組み合わせ（８５０）、拡張された１組の割当て組み合わせを生成する。
【０２０１】
そのようにして、選択された第２のデバイスの異なる割当てを、先行して求められた異なる割当てで試験することができる。それらの割当ての良否はＳＮＲ指標に従って判断することができる。そのため、その実施形態は、拡張された１組の割当て組み合わせ内の割当て組み合わせごとにＳＮＲ指標を求める（８６０）。
【０２０２】
次に、その実施形態は、拡張された１組の割当て組み合わせから、後続の反復において１組の割当て組み合わせとして使用されることになる割当て組み合わせのサブセットを選択する（８７０）。サブセット内の各割当て組み合わせは、拡張された１組内に残存する割当て組み合わせのＳＮＲ指標以上のＳＮＲ指標を有する。サブセットの最大サイズは、全ての反復にわたって同じであり、緩和パラメータＭに等しい。
【０２０３】
終了条件が満たされた後に、その実施形態は、１組の割当て組み合わせから、ＳＮＲ指標の最大総和を有する割当て組み合わせを選択する（８３０）。
【０２０４】
図９は、図８の方法の性能を示す一例の概略図を示す。図９は、サブアレイの数：Ｓ＝４、第２のデバイスの数：Ｎｕ＝３及び緩和パラメータ：Ｍ＝５の場合の一例を示す。
【０２０５】
貪欲最適化が、Ｍに基づく木グラフ上で割当てを実行する。根ノード（９００）において、４つの分岐（９１０、９１１、９１２及び９１３）が存在し、各分岐が１つのサブアレイに対応する。サブアレイごとに、その実施形態は、ＳＮＲ指標、
【数８】
0006765546.tif 000009
、又は速度指標、Ｒｕ＝ｌｏｇ２（１＋ＳＮＲｕ），∀ｕを計算する。第１のステージ中に、第２のデバイスが異なるアンテナサブアレイに割り当てられる。
【０２０６】
第１のステージにおいて、アンテナサブアレイの数は緩和パラメータＭ未満である。したがって、貪欲最適化は、全ての分岐（９１０〜９１３）を保持する。第２のステージ（９２０）において、４つのノード（９２１、９２２、９２３及び９２４）が存在する。各ノード、例えば、ノード９２１において、４つの分岐（９３１〜９３４）が存在し、各分岐が１つのサブアレイに対応する。分岐９３１はサブアレイＳ１用であり、分岐９３４はサブアレイＳ４用である。同様に、ノード９２２は４つの分岐（９３５〜９３８）を有する。ノード９２１の場合のように、分岐９３５及び９３８がそれぞれサブアレイＳ１及びサブアレイＳ４を表す。デバイス間の衝突を回避するために、各サブアレイにおいて１つのデバイスのみが割り当てられ、その結果、サブアレイＳ１を表している分岐９１０は第１のステージにおいて選択されるので、ノード９２１において、分岐９３１は使用することはできない。同様に、第２のステージにおいて、分岐９３６、９４０及び９４２は不可能である。残存する分岐に関して、その実施形態は、現在の拡張された１組の割当て組み合わせに関するＳＮＲ指標又は速度指標を求める。分岐９３２、９３５、９３８、９３９及び９４１が、１２個の分岐の中の、大きい方から５つのＳＮＲ総和、同等に速度総和を有すると仮定すると、これらの分岐は、計算の次のステージであるステージ３にわたって保持される。そのため、分岐９３２、９３５、９３８、９３９及び９４１は、貪欲最適化の第２のステージ、すなわち、第２の反復において、拡張された１組の割当て組み合わせから選択された割当て組み合わせのサブセットを形成する。
【０２０７】
第３のステージ（９５０）では、５つのノード（９５１、９５２、９５３、９５４及び９５５）が存在する。ステージ１及びステージ２においてサブアレイ１及びサブアレイ２が既に割り当てられているので、ノード９５１に関して、２つの分岐（９６０及び９６１）が可能である。同様に、ステージ１及びステージ２においてそれぞれサブアレイ３及びサブアレイ２が既に割り当てられているので、分岐９６６及び９６７は不可能である。１組の使用可能な分岐９８０〜９８９に関して、その実施形態は、ステージ３にわたる累積ＳＮＲ指標又は速度指標を求める。
【０２０８】
第３のステージは最後のステージであるので、終了条件に達し、貪欲最適化はその反復を中止し、その実施形態は、最大累積ＳＮＲ指標又は速度指標を有する１つの分岐（９８５）を選択する。この割当て組み合わせは、最も大きいＳＮＲ指標総和又は速度指標総和を有し、そのパス自体は、分岐９１１、９３８、９８５を通して下から上まで遡ることができる。そのため、選択されたパスは、第２のデバイス１を第２のサブアレイに割り当て、第２のデバイス２を第３のサブアレイに割り当て、第２のデバイス３を第３のサブアレイに割り当てる。この方法を使用することによって、デバイス間の衝突を回避しながら、複雑度が緩和された貪欲最適化を実現することができる。
【０２０９】
図１０は、いくつかの実施形態による、製品１０００を概略的に示す。製品１０００は、ロジック１００４を記憶する非一時的機械可読記憶媒体１００２を含むことができ、例えば、そのロジックを用いて、デバイス１０２（図１）、デバイス１０４（図１）、ワイヤレス通信ユニット１１０（図１）、ワイヤレス通信ユニット１２０（図１）及び／又はコントローラ１２２（図１）の機能の少なくとも一部を実行することができ、及び／又は本明細書において説明された方法の１つ以上の動作を実行することができる。「非一時的機械可読媒体」という言い回しは、全てのコンピュータ可読媒体を含むことを意図しており、唯一の例外が一時的に伝搬する信号である。
【０２１０】
いくつかの実施形態において、製品１０００及び／又は機械可読記憶媒体１００２は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、リムーバブル若しくは非リムーバブルメモリ、消去可能又は非消去可能メモリ、書込み可能又は書換え可能メモリ等を含む、データを記憶することができる１つ以上のタイプのコンピュータ可読記憶媒体を含むことができる。例えば、機械可読記憶媒体１００２は、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ダブルデータレートＤＲＡＭ（ＤＤＲ−ＤＲＡＭ）、ＳＤＲＡＭ、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ＲＯＭ、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、コンパクトディスクＲＯＭ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスクレコーダブル（ＣＤ−Ｒ）、コンパクトディスクリライタブル（ＣＤ−ＲＷ）、フラッシュメモリ（例えば、ＮＯＲ又はＮＡＮＤフラッシュメモリ）、コンテントアドレッサブルメモリ（ＣＡＭ）、ポリマーメモリ、相変化メモリ、強誘電体メモリ、シリコン−酸化膜−窒化膜−酸化膜−シリコン（ＳＯＮＯＳ）メモリ、ディスク、フロッピーディスク、ハードドライブ、光ディスク、磁気ディスク、カード、磁気カード、光カード、テープ、カセット等を含むことができる。コンピュータ可読記憶媒体は、遠隔コンピュータから要求側コンピュータまで、通信リンク、例えば、モデム、無線又はネットワーク接続を通して搬送波又は他の伝搬媒体において具現されるデータ信号によって搬送されるコンピュータプログラムをダウンロードするか、又は転送することに関与する、任意の適切な媒体を含むことができる。
【０２１１】
いくつかの実施形態において、ロジック１００４は、機械によって実行される場合に、その機械に本明細書において説明されるような方法、プロセス及び／又は動作を実行させることができる命令、データ及び／又はコードを含むことができる。機械は、例えば、任意の適切な処理プラットフォーム、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングデバイス、処理デバイス、コンピューティングシステム、処理システム、コンピュータ、プロセッサ等を含むことができ、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア等の任意の適切な組み合わせを用いて実現することができる。
【０２１２】
いくつかの実施形態において、ロジック１００４は、ソフトウェア、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、プログラム、サブルーチン、命令、命令セット、コンピューティングコード、ワード、値、シンボル等を含むことができるか、又はそのようなものとして実現することができる。命令は、ソースコード、コンパイル済みコード、解釈済みコード、実行可能コード、スタティックコード、ダイナミックコード等の任意の適切なタイプのコードを含むことができる。命令は、或る特定の機能を実行するようにプロセッサに命令するための所定のコンピュータ言語、方法又は構文に従って実現することができる。命令は、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、ＢＡＳＩＣ、Ｍａｔｌａｂ、Ｐａｓｃａｌ、Ｖｉｓｕａｌ  ＢＡＳＩＣ、アセンブリ言語、機械語等の、任意の適切な高水準、低水準、オブジェクト指向、ビジュアル、コンパイル型及び／又は解釈型プログラミング言語を用いて実現することができる。
【図１】
0006765546.tif 000010
【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】
0006765546.tif 000016
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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