(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビームフォーミング方法であって、
受信機が、保存しているチャネルデータに基づいて最大比合成(MRC)ベクトルの少なくとも一部を判定するステップと、
前記受信機が、保存しているチャネルデータに基づいて第1の最大比送信(MRT)ベクトルの少なくとも一部を判定するステップと、
前記受信機が、前記第1のMRTベクトルの少なくとも一部に基づいて第1のサウンディングベクトルを受信するステップと、
前記受信機が、前記MRCベクトルを用いて第2のサウンディングベクトルを受信するステップであって、前記MRCベクトルは前記第1のサウンディングベクトルの測定値及び前記MRCベクトルの少なくとも一部に基づいて決定される、ステップと、
前記受信機が、前記第2のサウンディングベクトルのパラメータを判定するステップと、
前記受信機が、前記パラメータを送信元に送信するステップと、
前記受信機が、前記パラメータ及び前記第1のMRTベクトルに基づいて指向性送信を実行するステップであって、所定の条件に合致した場合に、当該ビームフォーミング方法を終了するステップと
を有するビームフォーミング方法。
【請求項２】
前記パラメータがビームフォーミングチャネル利得を表す、請求項1記載のビームフォーミング方法。
【請求項３】
前記パラメータが、前記第1のMRTベクトルに基づく量子化されたMRTベクトルを表す、請求項1のビームフォーミング方法。
【請求項４】
前記パラメータは、前記第1のMRTベクトルに直交するMRTベクトルの部分として送信された成分を表す、請求項1のビームフォーミング方法。
【請求項５】
第2のサウンディングベクトルが、現在及び過去のMRTベクトルに対応するものである、請求項1のビームフォーミング方法。
【請求項６】
パラメータを判定する前記ステップにおいて、前記受信機が、前記第2のMRTベクトルを算出し、該MRTベクトルを前記送信機である前記送信元に送信する、請求項1のビームフォーミング方法。
【請求項７】
パラメータを判定する前記ステップにおいて、合成された結果を判定し、前記パラメータを送信元に送信する前記ステップにおいて、前記合成された結果を前記送信元に送信し、前記合成された結果に基づく前記MRTベクトルの算出を促す、請求項1のビームフォーミング方法。
【請求項８】
前記指向性送信信号が、過去の送信信号において使用又は計算されたMRT又はMRCベクトルの内の何れかから決定されるベクトルを有する、請求項1のビームフォーミング方法。
【請求項９】
セクタ掃引の一部として前記送信元から信号を受信するステップを更に有する、請求項1記載のビームフォーミング方法。
【請求項１０】
前記所定の条件は、MRT及びMRCベクトルが収束したことである、請求項1のビームフォーミング方法。
【請求項１１】
所定の回数だけ反復した場合又は或る信号対雑音比に達した場合に、当該ビームフォーミング方法が終了する、請求項1のビームフォーミング方法。
【請求項１２】
ビームフォーミング方法を実行するネットワークコントローラを有する無線通信システムであって、前記ビームフォーミング方法は、
受信機が、保存しているチャネルデータに基づいて最大比合成(MRC)ベクトルの少なくとも一部を判定するステップと、
前記受信機が、保存しているチャネルデータに基づいて第1の最大比送信(MRT)ベクトルの少なくとも一部を判定するステップと、
前記受信機が、前記第1のMRTベクトルの少なくとも一部に基づいて第1のサウンディングベクトルを受信するステップと、
前記受信機が、前記MRCベクトルを用いて第2のサウンディングベクトルを受信するステップであって、前記MRCベクトルは前記第1のサウンディングベクトルの測定値及び前記MRCベクトルの少なくとも一部に基づいて決定される、ステップと、
前記受信機が、前記第2のサウンディングベクトルのパラメータを判定するステップと、
前記受信機が、前記パラメータを送信元に送信するステップと、
前記受信機が、前記パラメータ及び前記第1のMRTベクトルに基づいて指向性送信を実行するステップであって、所定の条件に合致した場合に、前記ビームフォーミング方法を終了するステップと
を有する、無線通信システム。
【請求項１３】
前記パラメータがビームフォーミングチャネル利得を表す、請求項12記載の無線通信システム。
【請求項１４】
第1のMRTベクトルの少なくとも一部を判定する前記ステップにおいて前記MRTベクトルを判定し、前記パラメータは前記第1のMRTベクトルに基づく量子化されたMRTベクトルである、請求項12記載の無線通信システム。
【請求項１５】
所定の条件に合致した場合に、ビームフォーミングトレーニングを終了する前記ステップにおいて、前記所定の条件は送信ウェイトベクトル及び受信ウェイトベクトルが収束したことである、請求項12記載の無線通信システム。
【請求項１６】
コンピュータ読取可能な媒体に含まれ、プロセッサにビームフォーミング方法を実行させるコンピュータプログラムであって、前記ビームフォーミング方法は、
受信機が、保存しているチャネルデータに基づいて最大比合成(MRC)ベクトルの少なくとも一部を判定するステップと、
前記受信機が、保存しているチャネルデータに基づいて第1の最大比送信(MRT)ベクトルの少なくとも一部を判定するステップと、
前記受信機が、前記第1のMRTベクトルの少なくとも一部に基づいて第1のサウンディングベクトルを受信するステップと、
前記受信機が、前記MRCベクトルを用いて第2のサウンディングベクトルを受信するステップであって、前記MRCベクトルは前記第1のサウンディングベクトルの測定値及び前記MRCベクトルの少なくとも一部に基づいて決定される、ステップと、
前記受信機が、前記第2のサウンディングベクトルのパラメータを判定するステップと、
前記受信機が、前記パラメータを送信元に送信するステップと、
前記パラメータ及び前記第1のMRTベクトルに基づいて指向性送信を実行するステップと、
所定の条件に合致した場合に、前記受信機が、前記パラメータ及び前記第1のMRTベクトルに基づいて指向性送信を終了するステップと
を有する、コンピュータプログラム。
【請求項１７】
前記ビームフォーミング方法が、前記第1のMRTベクトルに直交するMRTベクトルの部分として送信される成分を算出するステップを有する、請求項16記載のコンピュータプログラム。
【請求項１８】
前記ビームフォーミング方法が、セクタ掃引の一部として前記送信元から信号を受信するステップを更に有する、請求項16記載のコンピュータプログラム。
【請求項１９】
前記ビームフォーミング方法が、前記受信機において前記MRCベクトルの少なくとも一部及び前記第1のMRTベクトルの少なくとも一部を合成するステップを更に有する、請求項16記載のコンピュータプログラム。
【請求項２０】
所定の条件に合致したことを検出した場合に、前記ビームフォーミング方法を終了させる、請求項16記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示される発明は無線通信の技術分野に関連し、特にネットワークコントローラ及び装置間で行われるビームフォーミングの技術分野に関連する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な無線ネットワークでは、無線コントローラによりサービスが提供されているエリアに多くの装置が参入でき、装置とコントローラとの間に通信(通信リンク)が設定可能である。従来のシステムの場合、装置をネットワークに接続するために、非常に多くのオーバーヘッドとなる処理や手順が必要になる。ネットワーク通信可能な複数の装置の間で効率的な設定を促すには、その通信が効率的に構築及び管理されなければならない。従って、典型的な無線ネットワークは、アクセスポイント、ピコネットコントローラ(PNC)又は通信局(ネットワーク通信を構築及び管理する通信局)等のような通信コーディネータやコントローラを有する。装置は、コントローラに接続した後、そのコントローラを介してインターネット等のような他のネットワークにアクセスすることができる。PNCは、パーソナルコンピュータ(PC)又はパーソナルディジタルアシスタント(PDA)等のような1つ以上の装置と物理チャネルを共有するコントローラとして一般的に定義することが可能であり、PNC及び装置の間の通信はネットワークを形成する。
【０００３】
連邦通信委員会(FCC)は、ネットワーク装置が送信又は放射することが可能な電力量を制限又は規定している。ネットワーク数の増加、電波環境の混雑(crowded  airways)、多数の装置を収容する要請及び低電力化の要請等に起因して、新たなネットワーク標準仕様が継続的に発展しつつある。更に、60HGzで通信するシステムのパスロス(又は伝搬損失)は非常に大きいことが知られている。相補型金属酸化物半導体(CMOS)は、低コスト及び低電圧化の要請に応じる観点からネットワーク素子を製造する際に一般的に使用されているが、そのような周波数の場合、CMOS型の電力増幅器は効率的ではない。概して、多くの低電力60ギガヘルツ(GHz)通信システムは、許容可能な信号対雑音比(SNR)を達成して許容可能な通信パフォーマンスを実現するために、指向性ビームを形成するシステムであることを必要とする。
【０００４】
このため、ミリメートル波による指向性通信を行って60GHzレンジで低電力ネットワーク通信を実現しようとする多数の試みがなされている。概して、オムニ指向性送信又は通信は、1つのアンテナによる点放射源(point  source)を使用する点で、指向性送信又は通信と相違する。点放射源は、障害物に遮られない限り信号エネルギが球面状に均等に伝播する放射パターンを提供する。これに対して、指向性送信又は通信は、ターゲットに信号を絞り込む又は信号を誘導することが可能であり、受信機はソースの方向に感度を合わせる又は感度を誘導することが可能である。適切な方向にビームを正確に誘導、送信及び受信するために、コントローラ及び装置の間でビームフォーミング処理又はトレーニング処理が実行可能である。指向性通信を実現する際、いくつかの異なる指向性通信方法が利用可能である。そのような方法の1つはセクタアンテナ法を利用することであり、いくつかの所定のビームの中で信号を切り替えてゆくものである。この方法はフェーズドアンテナアレイを使用することが可能であり、各アンテナ素子の入力及び出力信号の位相を変化させることで、送信及び受信ビームが形成される。他の方法は送信電力を複数の電力増幅器に分配し、それらの電力増幅器のゲインに基づいて、ビームが適応的に誘導される。
【０００５】
ビームフォーミングは、新たな最新鋭の高周波低電力ネットワークの安定した動作にとって重要である。従来のオムニ指向性による送信/通信方式は、数メートルの距離で安定した低電力高データレートの通信を提供できないことが理解されるであろう。通常、指向性アンテナ又はアンテナアレイは、オムニ指向性アンテナよりも非常に高いゲイン(例えば、何十デシベルも高いゲイン)をもたらす。送信機が所望の受信機の方向に信号エネルギを正確に絞り込み(照準を合わせ)、受信機が送信源の方向に受信機の感度を合わせていた場合、他の方向からの干渉は抑制され、ビームフォーミングシステムは他のシステムより優れた干渉抑制機能を発揮できる。
【０００６】
指向性送信システムは、装置同士の間で信号強度が増加することに起因してオムニ指向性システムの場合よりも改善された特性をもたらし、受信機が感度を合わせていない方向から送信された干渉を低減できる。指向性リンクによる高いアンテナゲインの恩恵により、毎秒数ギガビットの高いデータレートが指向性送信モードで実現可能である。しかしながら、これらの指向性システムは、一般に、従来のオムニ指向性送信システムよりも、複雑であり、通信リンクの設定が遅く且つより高価である。アソシエーション(association)及びビーム較正プロセスの後に、装置、コントローラ及び他のネットワーク(例えば、インターネット)の間で実際のデータの通信が可能になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
オフィス、オフィスの建物、空港等のような多くのネットワーク環境は、多数の装置がネットワークに入り、ネットワークから出て行き、ネットワークのコントローラとやり取りしながら移動するので、ネットワーク周波数において混雑しつつあることが理解されるであろう。従来のシステムにおける指向性通信の設定及び装置の移動の追跡(又管理)は、装置の各々について、比較的長い非効率的なアソシエーション時間(association  time)及び設定時間を費やす必要がある。個々のネットワークのユーザ数の継続的な増加、設定の複雑さの増加及びオーバーヘッドは、深刻な問題になりつつある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施例によるビームフォーミング方法は、
ビームフォーミング方法であって、
最大比合成(MRC)ベクトルの少なくとも一部を判定し、
第1の最大比送信(MRT)ベクトルの少なくとも一部を判定し、
前記第1のMRTベクトルに基づいてサウンディングベクトルを送信し、
前記MRCベクトルを用いて前記サウンディングベクトルを受信し、
受信した前記サウンディングベクトルのパラメータを判定し、
前記パラメータを送信元に送信し、
前記パラメータ及び前記第1のMRTベクトルに基づいて指向性送信を実行し、
所定の条件に合致した場合に、当該ビームフォーミング方法を終了するステップ
を有するビームフォーミング方法である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ネットワーク通信を設定することが可能なネットワークのブロック図。
【図２】ビームフォーミングが可能なネットワークのブロック図。
【図３】コントローラ及び装置の間で通信を設定するためにコントローラ及び装置の間で情報がやり取りされる様子を示す図。
【図４】ネットワーク同士を合わせる動作例の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の様々な形態は、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を理解することで更に明らかになり、図中、同様な参照番号は同様な要素を示す。
【００１１】
以下、添付図面とともに示されている実施例を詳細に説明する。実施例は開示内容を明確に伝えるために詳細に説明されている。しかしながら、説明される詳細な事項は実施例の変形例を限定する意図で記載されたものではない。以下の説明は説明を意図したものであって限定を意図したものではなく、特定の構造、アーキテクチャ、インタフェース、技法等の具体的な詳細は本発明の様々な形態を十分に理解することを促すものである。本願の開示内容を理解した当業者にとって、本願の開示による様々な形態が、記述されている具体的な詳細とは異なる形式で実現されてもよいことは、明らかである。場合によっては、従来の装置、回路及び方法の説明は、開示される発明の説明を不必要に曖昧にしてしまうかもしれないことを避けるために省略される。本願により開示される発明の変形例、均等物及び代替例の全てが本願の精神及び範囲に属するように添付の特許請求の範囲は規定されている。
【００１２】
実施例において、装置及びネットワークコントローラの間でデータを指向性送信する前に、ビームを形成することが望ましい。多くのビームトレーニング法は、あるパラメータに基づいてビームが所望の場所に向くように反復的な処理を行い、そのパラメータは方向、障害物距離等のようなチャネルに影響を及ぼすものである。反復的な処理は、相対的な方向を判別し、シンボルを送信し、その送信に応じたパフォーマンスパラメータを監視し、ウェイトを計算し、過去に取得したデータに基づいて別の送信を選択することを含む。選択的な送信のための送信パラメータを監視することで、将来的なチャネルの調整が改善された通信をどのようにもたらすかについての示唆又は予測を得ることができる。
【００１３】
従って、継続的に送信された様々なビームを監視することで取得したチャネル特定は、指向性通信パフォーマンスを改善する仕方の情報を提供できる。一実施例において、反復的な処理は簡略化され、既に既知である又は計算によって判明するデータを生成するエネルギ及び無駄な時間を必要とすることなく、所望のデータを明らかにする。不必要な送信を省略したそのような反復的な処理は、許容可能なリンクに迅速かつ効率的に収束する。アンテナアレイの給電経路各々に対する位相遅延及び増幅器利得を調整することで、ビームを制御することが可能である。
【００１４】
様々な経路、増幅器及び位相シフトとともに、良好な測定結果に基づいて良好な調整を可能にするアルゴリズム又はコードブックは、許容可能な通信チャネルをもたらす制御内容を迅速に決定できることが、理解されるであろう。従って、ビーム制御信号又は制御ベクトル及びウェイトの変更は、許容可能な限界を超えて他のパラメータを劣化させることなく、指定された限界を超えるチャネル状態を補償するように調整されることが望ましい。そのような制御処理は、システムが、許容可能なビームフォーミング設定に速やかに到達又は収束することを可能にする。トレーニング処理(又はトレーニングプロセス)の間に、ウェイトは、開示されるビーム微調整プロセスの複数の反復の間に徐々に調整可能である。ビームフォーミングウェイト又は制御信号を修正し、そのような設定を検査することで、ビームについての調整を行った後、許容可能なチャネルパフォーマンスが何時達成されるかを判定することができる。一実施例において、所定の基準に合致した場合、例えば送信ベクトル及び受信ベクトルが収束した又は「互いに指し示している」場合、許容可能なチャネルは達成されていると想定でき、ビームフォーミング処理を終了することができる。許容可能な制御設定値又はウェイトが決定された後、ウェイトは保存され、装置が通信する毎に使用される。
【００１５】
接続中のネットワーク装置がコントローラに対して移動した場合(例えば、空港や図書館で誰かが別の席に移動した場合)、或いは通信チャネルが欠落した場合、ビームフォーミング処理を再び行われなければならないことが、理解されるであろう。通常のビームフォーミング処理は400マイクロ秒程度の時間を要し、ネットワーク通信装置は許容できない期間の間遮られてしまう。忙しく動作しているネットワークコントローラの場合、ビームフォーミングトレーニングオーバーヘッドをできるだけ減らすことが望ましいことが、理解されるであろう。
【００１６】
開示される形態によれば、ビームフォーミングトレーニング反復処理の各々が2つのステップを含み、例えば第1のステップのような先行するステップにおいて取得されたデータは、第2のステップのような次のステップで使用可能である。例えば、ベクトル又はチャネルデータが第1のステップにより取得され、そのデータは最大比合成(Maximum  Ratio  Combining:  MRC)ウェイトを決定するのに使用可能であり、取得したデータは最大比送信(Maximum  Ratio  Transmission:  MRT)ウェイトを決定するのに使用可能である。最適なMRCウェイトは「最適な」受信感度ビームを規定することができ、最適なMRTウェイトは「最適な」送信ビームを規定することができる。
【００１７】
通常、MRCウェイトを見出す際、「ダイバーシチ合成」が行われ、各アンテナチャネルからの信号レベルが一緒に合成され、各チャネルのゲインは二乗平均平方根(Root  Mean  Square:  RMS)信号レベルに比例する。更に、各チャネルのゲインは、チャネルの二乗平均ノイズレベルに反比例するように設定されてもよい。チャネルの各々について異なる比例定数が使用されてもよい。上述したように、決定したMRCは、送信源の方向で受信機の感度を最大にする受信感度ベクトルを示すことができる。MRCは、二乗合成比(ratio-squared  combining)及び事前検出合成(pre-detection  combining)等と言及されてもよい。
【００１８】
MRTウェイトを求めると、受信機の方向に向いた信号電力を最大にする送信ビームフォーミングベクトルが分かる。MRTウェイト分析処理において、コントローラは、ダウンリンクチャネルゲインを補償するように送信経路の特性を制御する複素ウェイトを調整し、ネットワーク装置における信号ダイバーシチ機能の強化を図ることができる。そのような調整は、たとえ受信機が1つのアンテナしか備えていなかったとしても実行可能である。本方法を適応的にするため、アップリンクにおける瞬時的な複素ゲインから複素ウェイトを取得できるが、アップリンクの測定とダウンリンクの送信との間の遅延や周波数の相違に起因して、2つの方向(送信機及び受信機)におけるゲインの調整は不正確になってしまうおそれがある。複数のユーザシステムにおけるフェージングの影響、複数のアンテナ及びゲイン調整の劣化に起因する負の影響は、開示される発明を使用することで改善可能である。例えば、ダウンリンクで低電力送信が行われていたとしても、品質に関する通信制御を行うことが可能である。
【００１９】
上述したように、連続的な反復処理(反復計算)は過去の結果(過去の計算による過去の結果)を使用することができ、連続的な反復処理は改善されたMRT及びMRCウェイトをもたらす改善された値を提供する。MRC及びMRTウェイトを計算する際、1つのデータストリームが仮定されてもよい。しかしながら、開示される方法を僅かに修正することで、複数のデータストリームに対する計算を実行できるようになる。開示される発明は、許容可能な通信チャネルを達成するのに必要な厄介なトレーニングオーバーヘッドに必要であった時間、リソース、オーバーヘッド等の量を削減することができる。現在のところ、最新の60GHz無線システムにおける最も効率的なビーム調整法は、標準仕様の草案(draft  specification)で規定されているべき乗法(power  iteration  process)である。開示される発明は、先行する反復処理のデータを活用し、最小限のハードウェアの追加とともにトレーニングオーバーヘッドを削減することで、べき情報を改善する。
【００２０】
開示される発明の一実施例は、従来の指向性システムで使用されていたトレーニングプロセスで有用でない部分又は冗長的な部分を迂回することができる。そのような迂回(bypassing)は、反復処理におけるトレーニングパターンを、完全なパフォーマンスより劣ったチャネルの部分又は改善を要する部分について改善の見込みが明らかなパターンに絞り込むことで達成できる。開示される発明は、送信チャネル品質及び受信チャネル品質に基づいて、様々な送信プロトコルを構築できる。より具体的にいえば、セクタ掃引又は粗調整のような初期較正の後に、(装置及びコントローラ双方の)ビーム微調整処理で送信されるトレーニングシンボル数が、NtからNt-1に削減可能である。
【００２１】
従来のシステムの場合、アレイの中の1つの送信アンテナについてのトレーニングが、反復処理各々に対する送信アンテナ各々のウェイトを生成している。そのような処理は「行き過ぎ(overkill)」であり、従って非効率的である。開示される発明の場合、そのような労力は費やされずに済む。更に、ビームフォーミングの負担軽減によりビームトレーニングオーバーヘッドを削減することができる。受信機及び送信機に利用可能なビームフォーミングウェイトは、ベクトルu及びベクトルvのように標記される。あるパス又は経路においてコントローラが送信機であり装置が受信機であり、別のパス又は経路においてコントローラ及び装置の場所が変わり、装置が送信機でありコントローラが受信機であってもよい。
【００２２】
本願において意図されているように、システム、装置、方法、コンピュータプログラム及びコンピュータ読取可能な媒体等の形態による発明が開示され、無線ネットワークにおける1つ以上の装置及びネットワーク通信コントローラ(NC)の間の通信を効率的に設定及び実行する。無線ネットワークに関する通信の設定及び管理は、例えば、ビーコンの処理、装置の発見、位置検出(測位)、プロービング(probing)、アソシエーション要求、アソシエーションアクノリッジメント、認証要求、認証アクノリッジメント、ビームフォーミング及びその他のオーバーヘッド処理等の処理を含むが、これらに限定されない。
【００２３】
コントローラによりサービスが提供されているエリアに装置が入った場合に、コントローラに対する装置の相対的な位置は未知であるかもしれないことが、理解されるであろう。忙しく動作しているネットワークの場合、ビームフォーミング制御ベクトル又はパラメータを迅速かつ正確に判定できるように、相対的な方向を速やかに検出できる効率的な装置接続処理を行うことが望ましい。そのような設定処理は、「セクタ掃引(sector  sweep)」を行うことで、装置及びコントローラの間の大凡の位置関係を判定し、その後にビームを正確に方向付けるトレーニングシーケンス又はビーム微調整処理(トレーニング)を行うことを含む。開示される発明は、先行する段階で判定又は測定されたチャネルの品質に基づいてトレーニングプロセスを(現在の状況に)合わせることで、高速かつ効率的なビーム微調整処理を行うことができる。
【００２４】
IEEE802.15.3c、ECMA  TG20、WiHD、NGmS及び802.11VHT等に関する標準化団体は、60GHzのような毎秒何ギガバイトもの通信又はミリメートル波通信を使用するネットワークのネットワーク通信を構築する標準仕様について検討及び/又は作業を行っている。概して、60GHzのレンジにおける通信のパスロスは非常に大きく、従って所望の10メートルのカバレッジを達成するにはデータを指向性ビームで送信することが重要である。更に、信頼性の高いデータ通信に好ましい信号対雑音比(SNR)を達成する上で、送信及び受信ビームフォーミングによるアレイゲインが重要である。
【００２５】
低電力ギガヘルツ通信を実現するために、フェーズドアンテナアレイを有する装置及びコントローラがパラメータを取得し、指向性ビーム送信が如何にして許容可能な結果をもたらすかを知ることができる。そのような指向性送信を行う前に、ビームを制御する制御ベクトルが反復的な学習処理の間に決定される。この学習処理は、指向性サーチ、指向性ビーム捕捉又はビームサーチ及び捕捉処理を含んでもよい。ネットワーク送信に対して許容可能な(場合によっては最適な)SNRをもたらす制御関数が見出された場合、ビームトレーニング処理は終了し、データ通信を開始することができる。フェーズドアレイアンテナに関する標準化団体が規定又は改訂した現在の又は最新のビームサーチ及び微調整法は、包括的な反復法に基づいており、その包括的な処理は目下のチャネルパフォーマンスによらずに、全てのステップにおいて全ての場合について実行されている(すなわち、その方法は、チャネルが最良の場合でも最悪の場合でも同じである)。
【００２６】
最悪の場合を「想定」しているこの従来の処理は、1つのオムニ受信アンテナしかないシステムの場合でさえ、多くの時間、エネルギ及びリソースを無駄に浪費する傾向を有する。標準化されたビームサーチはセクタ掃引とともに始まり、装置及びコントローラ同士の大凡の相対的な方向を判定し、次に、最悪の状態に対処するビーム調整ステップが連続的に実行される。コントローラ及び装置により大凡のビームの方向が判明した後、チャネル状態は良好であることが多く、開示される発明の場合、ビーム調整プロセスは「良好な」チャネル状態に合わせられ、それによりチャネル設定を完了するまでの時間を短縮できることが、理解されるであろう。
【００２７】
開示される発明によれば、コントローラ及び装置の双方が十分に調整されたフェーズドアレイを有する場合、標準的な又は従来の調整法の一部分により、許容可能な通信チャネルを形成することが可能である。このため、チャネルパラメータが監視され、ビーム調整法の以後のステップは最短の時間及びエネルギしか必要としないが、それでもチャネル状態に関するかなりの情報又は改善効果を提供できる。そのように調整され手間がかからなくなった設定法は、無線ネットワークのオーバーヘッドを大幅に削減できる。しかしながら、セクタ掃引が最小限のセクタを検査し、フェーズドアレイ又はフロントエンドが較正されていなかった場合、かなりのビームフォーミングトレーニング又は調整が必要となる。検出したチャネル状態又は取得したチャネルパラメータに基づいてビーム調整法を適合させることが本願において開示され、高速ネットワーク通信を達成する。
【００２８】
ネットワーク通信を効率的に設定できるようにする多くの実施例が開示される。一実施例におけるビームフォーミング法は、複数の方向に連続的なビーム送信を実行し、その連続的なビーム送信を受信した装置が送信した応答(連続的なビーム送信に対する応答)を受信することを含む。応答の送信信号は、発せられた元の送信信号に関連するパラメータ(例えば、到来方向、信号対雑音比(SNR)、信号対干渉プラス雑音比(SINR)、信号強度等のような受信機が判定するもの)を含んでもよい。先行するプロセス及びフィードバックによるデータを利用して、送信機は、ビームを適切な方向に正誤するベクトルを判別し、保存する。送信機は、フィードバックに基づいて、次のトレーニングステップのための調整された「テストシーケンス」を決定してもよい。そして、1つ以上の先行する反復によるデータ又は計算結果に基づいて、制御ベクトルは再び調整/修正/較正される。調整されたトレーニングステップは、特定の方向に送信された最小限のシンボル群を含む送信信号からパラメータを取得し、そのパラメータを利用してビーム制御を改善し、延いてはチャネル状態を改善する。
【００２９】
一実施例において、送信機が1つ以上の通信パラメータを取得した後に、そのパラメータは、保存されているパラメータ、メトリック又は所定のパラメータ限界と比較することが可能であり、取得された1つ以上のパラメータが、特定の範囲内にあった場合、所定の限界値であった場合、所定の限界値を超えていた又は下回っていた場合に、ビームフォーミングプロセスを終了し、高速ネットワーク通信が実行されてもよい。このように既存のパラメータを利用して監視を行い、終了する時点を決定することで、従来のビームフォーミングプロセスを改善することができる。
【００３０】
監視結果が、所望のSNR未満であることを示していた場合、最大トレーニングプロセスが実行されるが、監視結果が所望のSNR又はSINRを示していた場合、或る程度削減されたトレーニングプロセスが実行される。より具体的には、監視結果が特定の方向のビームは許容可能な通信チャネルをもたらすことを示し、較正されたアレイが存在していた場合、ビームトレーニングプロセスは大幅に削減可能である。検出されたパラメータは、適合するビームトレーニングプロセスの何れが実行されるかを示し、これにより無線ネットワークのオーバーヘッドを大幅に削減できる。
【００３１】
本願において、チャネル状態についての情報を収集することが可能な複数の方法が開示され、そのチャネル状態に基づいて、適合したビームフォーム計算が実行され、有用なデータを生成する。一実施例において、チャネルに関するSNR及び/又はSINRを推定することが可能であり、その推定に基づいて、ビームトレーニングプロセスを完了するのに必要なオーバーヘッドが大幅に削減される。一実施例において、アレイの全部又は一部が較正されているか否かが判定可能であり、それに応じて分析が適合させられる。一実施例において、過去に判定した情報に基づいて、ビームフォーミングの設定を完了するプロセスが選択されてもよい。一実施例において、チャネル状態情報が、受信機のデータに関する情報なしに、送信機により明示的に(explicitly)又は黙示的(implicitly)に送信可能である。例えば、送信機における送信及び/又は受信アンテナアレイは較正されていることを示すメッセージを、送信機が受信機に明示的に送信してもよい。
【００３２】
別の例において、較正された送信アンテナアレイ、較正された受信アンテナアレイ、更新されていない送信アンテナアレイ及び更新されていない受信アンテナアレイのような較正状態を示す様々なトレーニングシーケンスを、送信機が黙示的に送信してもよい。ある装置の較正情報が別の装置により推定される場合、セクタ掃引から取得したSNR又はSINRが推定に使用可能である。例えば、あるセクタが他のセクタよりも非常に高いSNRを示していた場合、オムニ指向性受信機を使用している受信機は、送信アンテナアレイは較正されているものと判断してよい。較正の情報を取得した後に、以後のトレーニングプロセスに使用されるビームトレーニングシーケンスがそれに応じて最適化及び選択される。
【００３３】
一実施例において、トレーニングにおける第1のパスは、以前に取得したシステム情報に基づいて実行され、同一の又は付加的なシステム情報が第1のやり取りの際に取得され、そのような情報を使用して、後続のパスの間に使用するシーケンスを選択又は判定する。そのような反復的なプロセスは、許容可能な通信、おそらくは最適な通信をもたらすビームを速やかに決定できる。代替的に、第1のトレーニングプロセスが選択及び実行された後に、追加的な送信が実行可能であり、追加的なパラメータが取得可能であり、その第2の反復に基づいて、別のトレーニングプロセスが選択及び実行される。より多くの計算が行われたとしても、いくつかの送信は削減又は省略されているので、ほとんどの無線ネットワークについてオーバーヘッド及び設定時間を削減することができる。
【実施例１】
【００３４】
図1を参照するに、無線ネットワーク(WN)100の基本構成が示されている。WN100は、第1のネットワークコントローラNC104、装置A106、装置B108、装置C132、装置D134、ネットワークに参入しようとしている装置(装置E109)を含む。各々の装置はアンテナアレイ112、113、114及び115により示されているような制御可能な(誘導可能な)アンテナシステムを有していてもよい。NC104及び装置D104は、ビームコントローラ116、124、フロントエンドトランシーバ(Tx/Rx)118、126、比較/コンフィギュレーションモジュール120、128及びセンサモジュール122、130を含む。NC104及び装置E109がアンテナアレイ(112及び114)を有するように図示されているが、より多くのアンテナ、より少ないアンテナ又は1つの高い指向性のアンテナ等のような他のハードウェアが使用されてもよい。NC104は、NC104と装置A106、B108、C132、D134及びE109等のような装置との間の通信設定を促すことが可能である。NE104は装置E109のような装置に近接していること(例えば、15メートル以内の距離に近接していること)、装置E109はNC104の無指向性のセットアップ送信信号を検出できること、及びNC104は装置E109の無指向性のセットアップ送信信号を検出できることが、想定されている。
【００３５】
WN100は、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)又は無銭パーソナルエリアネットワーク(WPAN)又は他のネットワーク(IEEE802の一群の標準仕様の内の1つ以上に準拠するもの)でもよい。NC104はインターネット102のような1つ以上のネットワークに接続することができる。一実施例において、WN100はピコネットコントローラとともに装置の集合を規定するピコネットであり、ピコネットコントローラは複数の装置と共有の物理チャネルを使用する。一実施例において、パーソナルコンピュータのような装置は、NC104として設定され、残りの装置A106、B108、C132、D134及びE109は、NC104により事実上管理され、ビームフォーミングのような制御/管理機能によりWN100に「接続」可能である。
【００３６】
開示されるシステム100は、チャネル状態に基づいてビームフォームトレーニングシーケンスを適合させる。コントローラにより計算が実行され、その計算にデータが必要な場合、そのデータは、「レシピ」に基づく送信(“recipe”  based  transmission)以外の方法を用いて取得される。開示されるシステムは、従来のシステムと比較して、全体的なシステムの設定効率を劇的に改善することができる。一実施例において、フロントエンドトランシーバ(TX/RX)118、126及びビームコントローラ116、124は、セクタ掃引の間に又はシーケンス送信の間に、オムニ指向性の信号又は指向性のある信号を反復的なトレーニングステップの一部として送信することができる。
【００３７】
一実施例において、フロントエンドトランシーバ118はトレーニングルーチンを送信し、装置E109は、何が受信されたかに基づいて、測定されたビームフォーミングされるチャネルゲインを示す送信信号を返送することができる(すなわち、フィードバック信号を返すことができる)。別の実施例において、受信機は、所与のMRCベクトルに関し、そのMRCベクトルを量子化し、MRTベクトルに関する値を送信機に与える。そして、送信機は、先行するMRTベクトルに直交する返送されてきたMRTベクトルの1つ以上の成分を算出する。概して、全体的なチャネル行列はシステムにおいて観測可能でない/利用可能でないが、チャネル行列に関する何らかの情報が反復計算から利用可能である。開示される発明は、反復計算各々の量及び時間を最小化することを意図し、これは、他の手段により利用可能なデータを送信する送信信号を最小化することで達成可能である。すなわち、オーバーラップする情報の送信は最小化され、或いはオーバーラップするデータの送信はできるだけ少なく実行され、反復処理においてやり取りする(正味の、重複しない)情報の総量を最大化する。
【００３８】
センサ122及び130により取得されたデータは、コンフィギュレーション/比較モジュール120、128により使用可能であり、コンフィギュレーション/比較モジュール120、128は、チャネルパフォーマンスを改善する仕方を判定又は算出し、その計算に基づいて、MRCウェイト及びMRTウェイトを決定することができる。以後のシーケンスの送信は、ネットワークに入る装置にとって設定時間及びオーバーヘッドが非常に少なくなるように、推定されたMRC及びMRTウェイトに基づいてカスタマイズされる。従来のシステムが破棄していた情報を活用してウェイトを計算することは、現在のビームフォーミングトレーニングシステムに必要な一部の送信の内、送信の必要性をしばしば削減することができる。通信委員会で現在指定されている最新のトレーニングシステムでさえ、先行する反復計算で取得したデータは利用されていない。(本願のように)トレーニング分析において過去のチャネルパラメータが活用される場合、チャネルパラメータを取得するために従来行われていた送信を省略することができる。
【００３９】
NC104は、セルラ装置、携帯用コンピュータ装置、ラップトップコンピュータ装置又はデスクトップコンピュータ装置等のような無線ハンドセットを含むほとんどの無線技術に関し、通信設定及び通信を行うことが可能であり、その無線ハンドセットは、WLAN、無線モバイルアドホックネットワーク(WMAN)、WPAN、マイクロ波アクセス用世界標準方式(WiMAX)、携帯用ディジタルビデオブロードキャストシステム(DVB-H)、ブルートゥース、ウルトラワイドバンド(UWB)、UWBフォーラム、ワイブリー(Wibree)、ワイメディアアライアンス(WiMedia  Alliance)、無線高解像度方式(HD)、無線ユニフォームシリアルバス方式(USB)、サンマイクロシステムズスモールプログラマブルオブジェクトテクノロジ、SUNSPOT方式及びジグビー方式(Zigbee)等を利用するものであってよいことが、理解されるであろう。WN100は、シングルアンテナやセクタアンテナを使用する技術を互換性があってもよいし、及び/又は多入力多出力(MIMO)方式のような複数のアンテナシステムと互換性があってもよい。
【００４０】
動作説明において、装置E109は、ネットワークの領域に入ることが可能である、或いはその領域の中で電源を投入するとする。装置E109は、NC104が送信している周期的なビーコン信号を監視することができる。送信されたビーコンを受信したことに基づいて、装置E109は、アソシエーションリクエスト信号をNC104に送信し、ビームトレーニングプロセスが始まる。概して、NC104及び装置E109は、ビーコンを送信する特定の周波数を監視及び使用することが可能であり、ビーコンは、ビームフォーミングプロセスの送信信号を同期させるのに使用されるネットワークタイミング割当情報を含む。一実施例において、装置E109がネットワーク100に参入しようとしている場合、装置E109及びNC104は、リンクバジェット及びアレイ較正に関する品質を決定した後に、ビームフォーミングの間におおいて或るシーケンス長を使用できる。
【００４１】
先ず、コンフィギュレーション/比較モジュール120は、ビームを順番に異なるセクタに送信するように、フロントエンドモジュール118及びビームコントローラ116を制御する。これは、セクタ掃引(sector  sweep)と言及される。セクタマップ110は、NC104周囲の相対的な8つのセクタ方向に分割されている。装置E109は、タイムスロットの割り当てを受け、セクタシーケンスを保存し、その情報を用いて、各セクタから送信されたパラメータを取得することができる。セクタの数及び方向は図示のものより多くてもよいし、或いは少なくてもよいし、任意の方向が使用されてもよい。セクタ掃引の際、装置E109のフロントエンド126はセクタ掃引の信号を受信し、センサ130が可能なチャネルのパラメータを検出又は取得できる。必須ではないが、ビームトレーニングプロセスを開始する場合、コンフィギュレーションモジュール120は、異なるセクタに順番にビームを送信するようにフロントエンドモジュール118及びビームコントローラ116を制御してもよい。これはセクタ掃引と言及される。セクタマップ111は、NC104周囲の相対的な8つのセクタ方向に分割されている。装置E109は、タイムスロットの割り当てを受け、セクタシーケンスを保存し、その情報を用いて、各セクタから送信されたパラメータを取得することができる。セクタの数及び方向は図示のものより多くてもよいし、或いは少なくてもよいし、任意の方向が使用されてもよい。セクタ掃引の際、装置E109のフロントエンド126はセクタ掃引の信号を受信し、センサ130が可能なチャネルのパラメータを検出又は取得できる。
【００４２】
NC104がセクタ1,2,7,8に送信した場合、装置E109は明瞭な信号を受信することができず、これらのセクタでNC104が送信した信号のSNRは、貧弱なもの、所望でない又は許容可能でないものとしてセンサ130により推定又は判定されることが、理解されるであろう。一実施例において、センサ130は、取得したセクタ関連データをコンフィギュレーション/比較モジュール128に送信し、コンフィギュレーション/比較モジュール128は取得したデータと所定のメトリックとを比較し、そのセクタを格付け(等級付け又はランク付け)し、どのセクタが最良の通信パラメータをもたらすかを判定する。コンフィギュレーション/比較モジュール128は、どのセクタが最良の通信パラメータをもたらすように見えるかを示す送信信号をNC104に返す。
【００４３】
一例として、NC104によりセクタ5から送信された送信信号をセンサ130が受信し、コンフィギュレーション/比較モジュール128が、NC104によりセクタ5から送信された信号が非常に高い又は望ましいSNRを示している、と判定する。装置E109はこの情報をNC104に送信し、セクタ掃引の後、更なるビーム調整委処理が開始される。非常に低いSNRが確認されたセクタの信号に関し、それらのセクタは望まれないセクタとしてタグ付けされる。
【００４４】
同様なプロセスにおいて、装置E109のコンフィギュレーション/比較モジュール128は、決定したMRT及びMRCに基づいて異なるセクタにおいて順番にビームを送受信するように、フロントエンドモジュール126及びビームコントローラ124を制御することができる。デバイスセクタマップ111は装置E109がセクタ掃引を実行する際に使用可能である。セクタ掃引は、アレイを制御することで、NC104及び/又は装置E109により行われる。NC104は、セクタインデックス、トレーニングシーケンス、及びタイミング割り当て等の情報を保存し、そのような同期データを用いて各セクタで装置E109が送信する信号のパラメータを取得する。セクタ掃引の際、NC104のフロントエンド118はセクタ掃引の信号を受信し、センサ122及び130は許容可能となる可能性があるチャネルのパラメータを検出又は取得し、これらのパラメータが装置E109に送信され、装置E109はこれらのパラメータを用いてビーム(従って、通信チャネル)を改善することができる。概して、セクタ掃引は、送信機がターゲット受信機の相対的な方向を決定できるようにし、かつ受信機が送信機から信号が到来する方向を決定できるようにする。そのようなパラメータは、送信及び受信アンテナアレイのゲインが送信源の相対的な方向に「最適化」されることを可能にする。コンフィギュレーション/比較モジュール120、128は、ベクトル又は制御ベクトルを誘導(又は制御)することで、信号送信を誘導又は制御することが可能であり、そのベクトル又は制御ベクトルは、信号経路の位相の長さを変更することが可能であり且つ所望方向のビームを形成するように所望の信号をコヒーレントに増幅することができる。
【００４５】
図2を参照するに、ビームステアリングを行うことが可能なシステム200がブロック図で示されている。システム200は、ディジタルベースバンド送信機(Tx)202、ディジタルベースバンド受信機(Rx)204、増幅器206、207、位相シフタ208、210、及びアンテナ212、214を含む。図示の簡明化のため、唯1つの送信経路216及び唯1つの受信経路218しか示されていない点に留意を要する。しかしながら、多くの異なる経路(パス又はストリーム)が所望のアンテナゲインを達成するように使用されてもよい。一般に、多くの経路及びアンテナが使用されるほど、送信及び受信系で達成可能なゲインが大きくなる。
【００４６】
(おそらくは、取得した低いSNRのみに基づいて)装置及びコントローラ双方が「最良の」セクタを選択した後、ビーム調整法(beam  refinement  process)が開始される。非常に低いSNRの領域のセクタでさえ、ビームサーチ又はビーム調整が実行されてもよい。そのような領域の場合、「チップ」と呼ばれる長い擬似雑音(PN)符号シンボルシーケンスが、所望のレベルに至る符号化利得を得るために必要となる。長いPNシーケンスを利用して、肯定的な領域(positive  region)について有効なSNR(working  SNR)を「抽出(pull)」し、コントローラ及び装置が十分に正確なチャネル推定結果を取得できるようにする。シンボル生成部220は、連続的なPN符号シンボル系列により正弦波を擬似ランダム的に位相変調し、シンボルの各々は情報ビット又はデータよりも十分に短い持続時間(単位周期)を有する。すなわち、各情報ビットは非常に高速なチップのシーケンスにより変調される。従って、チップレートは情報信号ビットレートよりもかなり高い。
【００４７】
次に、ビームフォーミング処理の一部として、送信機202は、送信機202が生成したチップのシーケンスが受信機204にとって予め既知である信号の構造を使用する。次に、受信機204は、同じPNシーケンスを使用して、受信した信号においてPNシーケンスが受けた影響を中和し、情報信号を再構築し、チャネルの品質を判定する。次に、パラメータ推定モジュール222は、チャネルの信号対雑音比のようなチャネルパラメータを推定し、MRC及びMRTに対する行列処理/計算を実行することができる。
【００４８】
セクタ掃引、取得したパラメータ及び推定されたMRC、MRTに基づいて、パラメータ推定モジュール222は、送信機202からの適合したPNシーケンス(tailored  PN  sequence)を求める。そのような適合したシーケンスは、従来のシンボル送信信号の小さな部分集合である。制御信号224は、増幅器206のような増幅器及び位相シフタ208に送信され、システム200の送信機202及びシステム200の受信機により許容可能なビームが作成されるようにすることが、理解されるであろう。制御信号224は、増幅器及び位相シフタのようなアナログ素子に異なるウェイトが適用される場合のウェイトと考えることが可能である。コードブックは、計算結果に基づいて増幅器の設定及び位相シフタの設定に対するウェイトを調整するルックアップテーブルとすることが可能であり、その調整は、取得したパラメータ及び計算結果に基づいてビームの位置を変更したり、あるいは特定の位置にビームを動かす。コードブックは、送信ビーム及び受信ビームが収束するように制御され、所望の及び「最適な」ウェイトが所望のビームを提供するようにする。送信側にあるものとして示されている要素又は素子は、コントローラ及び装置の双方に存在し、コントローラ及び装置の双方が送信処理及び受信処理の双方についてビームフォーミングを実行できるようにする。
【００４９】
セクタ掃引の段階において(及び調整段階においても)パラメータ推定モジュール222により判定されるSNRに影響を及ぼすパラメータの1つは、送信機及び/又は受信機のアンテナアレイの較正品質(quality  of  calibration)である。SNR推定に影響する他の要因又はパラメータは、セクタ掃引プロセスにおいて送信機及び/又は受信機が使用するアルゴリズム又は「コードブック設計」の有効性である。例えば、36個のアンテナを有する較正されていないフェーズドアレイが送信及び受信に使用され、セクタ掃引後のビームフォーミングゲインが6デシベル(dB)近辺であると判定されたとする。しかしながら、そのフェーズドアレイが十分に較正され、コードブック効率的なアルゴリズムを有していた場合又はコードブックが良好に設計されていた場合、初期のセクタ掃引後のゲインは20dBを上回るかもしれない。従って、セクタ掃引後にゲインが20dBであることがパラメータ推定モジュール222により判定された場合、送信機202は、ビーム制御ベクトル判定プロセスの残りが省略可能であるように又は大幅に削減されるように、送信機202は制御されることが可能である。なぜなら、送信機202のビームフォーミング処理を完了させるために最小数のシンボルが送信機202から送信されるからである。
【００５０】
図3を参照するに、ビーム調整の通信セッションの図300が示されている。上述したように、電力の要請、データレート、輻輳、干渉等に起因して、60GHzのレンジ近辺の周波数を用いて通信するネットワークにとって事実上ビームフォーミングは必須である。指向性通信の所望のビームを達成するため、そのようなネットワークはしばしばトレーニング処理を実行し、所望のビームを提供する制御コマンドを決定する。そのような制御コマンドを決定するため、通常、ネットワークシステムはビームフォーミングトレーニングシーケンスを使用する。従来のビームフォーミング法は、相当多いオーバーヘッドを必要とし、終了するまでにかなりの時間がかかっている。従来の或いは最新のビームフォーミングトレーニング処理は、チャネル品質や較正品質(calibration  qualities)のような状態を考慮していない。このため、現在のトレーニングプロトコルは、「最悪の場合」の状況又は較正がなされていない貧弱なチャネル品質に対処できるように設計された処理を実行している。
【００５１】
従って、装置がネットワークに入る度に最悪の場合のビームフォーミング処理を実行することは、利用可能な帯域幅を非常に非効率的に使用することになる。なぜなら、多くの場合、チャネル品質及び構成品質は最悪の場合よりも十分に良好だからである。図3は、ビームフォーミング処理を行う動作例を示し、拡散長(又はトレーニング時間)がMRT及びMRCウェイトの計算に基づいて短縮される。
【００５２】
ネットワークコントローラNC332は右側から送信及び受信するように示されており、装置302は左側から送信及び受信するように示されている。送信信号314はNC332から装置302へのセクタ掃引の一部として指向性送信されており、302はオムニ指向性モードで受信している。装置302からの送信信号316は、指向性送信形式によるセクタ掃引信号であり、そのような送信信号は、セクタ掃引信号314から取得した指向性情報及びチャネルパラメータ等のような情報を搬送することが可能である。NC332はオムニ指向性モードで指向性送信信号を受信し、NC332は、装置302が使用するのに「最良の」セクタを示すデータとおそらくは最良のセクタのSNRとを含む送信信号318を送信する。送信信号314、316及び318はセクタサーチ信号336と考えることができる。
【００５３】
上述したように、セクタ掃引は概してビームフォーミング処理の初期部分であり、受信するビームを様々なセクタに向け(誘導し又はステアリングし)、どのセクタが所望信号を最高に受信するかを判定することで、到来する送信信号の相対的な方向を判定することができる。より具体的には、セクタ掃引は、送信機及び受信機が様々なセクタを順番に試し(様々なセクタを掃引し)、所望周波数の信号強度を測定するプロセスと考えることができる。所望周波数の信号を最高レベルで受信できたセクタが、更に分析するために選択される。ビームフォーミングベクトル(増幅器及び位相シフタの制御信号)を使用して、装置又はコントローラが最良のセクタを使用できるように、送信機及び受信機を制御する。コンフィギュレーションは、量子化テーブル又はコードブックに保存、規定及び記述されるコンフィギュレーション情報である。概して、量子化コードブックはチャネル空間を掃引され監視される複数のセクタ(判定領域、すなわちセクタ掃引に合わせて)に分割する。装置は、先行するステップで取得した較正情報、チャネル品質、それらの算出結果、MRC、MRTを利用して、以後のトレーニングシーケンスを最適化する。例えば、送信信号314で受信したSNRが高かった場合、316におけるシーケンス長は短縮することが可能である。
【００５４】
セクタ掃引の後、ビーム微調整が実行される。セクタサーチの後に例えば3段階のビーム微調整段階が続き、送信機及び受信機のビームフォーミングベクトルは、最適なベクトルに反復的に近づいて行く。ビーム微調整の各段階では、受信ベクトルトレーニングステップの後に送信ベクトルトレーニングステップを行う。ビームサーチ又はビーム微調整に含まれているステップが図3に示されている。各ステップで行われる処理を説明する。
【００５５】
上述したように、60GHzのレンジで送信するシステムの通信品質パフォーマンスを達成するために、ビームフォーミング処理が必要である。しかしながら、現在のビームフォーミングトレーニングシーケンスは、かなりのオーバーヘッドを必要とし、そのようなプロセスは比較的時間が長くかかる。ネットワークに出入りする装置が多くなればなるほど、システムを運営するのに必要なオーバーヘッドが多くなる。ネットワークに存在する多数の装置や、典型的なコントローラの処理負荷等に起因して、ビームサーチのオーバーヘッドを削減し、より高いネットワーク効率を達成することが望ましい。
【００５６】
最新の無線ネットワークシステムであっても、ビームフォーミングトレーニングプロトコルは、チャネル品質も較正品質も使用しておらず、最悪の場合を想定して設計された厳格な処理である。従って、従来のビームフォーミングは、チャネル品質及び較正品質が最悪の場合よりも十分に良好である多くの場合に非効率的である。
【００５７】
セクタ掃引336の後に行われるトレーニング送信信号336はビーム調整反復段階/送信信号338として言及され、個の送信信号338はPNシンボル送信信号を含む。開示される発明によれば、ビー無調整送信信号338は、先行する送信信号に関して取得したMRT及びMRCウェイトパラメータに基づいて又はそれに応じて、時間的に及び範囲(scope)が削減されてもよい。より具体的には、シーケンス長は、ビーム調整反復段階/送信信号338の際に継続的に適応させられてもよい。調整段階338は反復的な処理である。反復的名処理の各々は、取得されたチャネルパラメータに基づいてカスタマイズされ(合わせられ)、取得したパラメータに基づいて、制御ベクトルが、コードブックから選択及び使用される。更に、制御ベクトルは、反復処理の各々において、より高いビームフォーミングゲインをもたらすように連続的な反復を通じて調整される。シーケンス長は、反復回数が増えるにつれて反復処理の各々において削減される。送信信号304、306、308、310、312、328、330において、シンボルが送信され、ビームが許容可能なレンジ又は「最適な」レンジに近づきながら、SNR測定値が判定される。320、322、324、326により示されている送信信号は選択ベクトルを含み、選択ベクトルは、先行する反復処理において取得されたデータを用いた計算によって得られたものである。
【００５８】
図4を参照するに、ビームフォーミング方法を示すフローチャート400が示されている。先ず、ブロック401で示されているように、システムはセクタ掃引を行う。セクタ掃引は、電力反復システムが、従来のシステムよりも短い時間内に許容可能なチャネルコンフィギュレーションに収束することを可能にするが、セクタ掃引は任意的な特徴である。開示される発明は、初期開始点として任意のベクトルを利用して、べき乗法プロセスを開始できることが、理解されるであろう。ブロック402に示されているように、受信機は現在のMRCベクトルを算出する。開示される方法は、ビームフォーミングチャネルのゲインが「最大値」に向かって改善/調整されるようにチャネルデータを継続的に算出する。そのような計算は、以下の数式を使用してもよい：
【００５９】
【数１】
0005350490.tif 000002
ここで、Hは送信機及び受信機間の実際のチャネル行列(実効チャネル行列)であり、u^HHv^はビームフォーミングウェイトu^及びv^に関するビームフォーミングスカラーチャネルである。
【００６０】
更に、ビームフォーミングウェイトu及びvはそれぞれ受信機及び送信機における規格化又は正規化されたビームフォーミングベクトルでもよい。実効チャネル行列は無線チャネルにおける固有の送信/受信ウェイト行列の影響を組み込むことが可能であり、積による実効チャネル行列は、アダマール行列のような送信ウェイトベクトルBtと、無線チャネルHwと、受信ウェイト行列Brとの積であってもよい(すなわち、H=BrHwBt)。Brにおけるi番目の行のウェイトエントリ(行列要素)はi番目の実効受信アンテナに対応し、同様にBtのi番目の列のウェイトエントリ(行列要素)はi番目の実効送信アンテナに対応する。
【００６１】
Hのi番目の行及びj番目の列のウェイトエントリ(行列要素)は、i番目の実効受信アンテナ及びj番目の実効送信アンテナの間のチャネル応答に対応する。Hが既知であれば、Hの特異値分解(singular  value  decomposition)によりu及びvを算出できる。しかしながら、60GHzの無線システムの送信機及び受信機の双方にとってHはしばしば未知である。セクタ掃引の結果は、チャネル行列の1つの行及び1つの列と「等価的な」情報又はそれらを表す情報を提供することが、理解されるであろう。しかしながら、掃引(sweep)は行列全体を特定できる程度に充分なデータを提供しない。以下の数式(2)に示されているようなべき乗反復法はu及びvを求める有効な手段を提供する。なぜなら、数式(2)により結果を求める方法は、エネルギを必要とせず、干渉を引き起こさず/コストがかかるトレーニングオーバーヘッドを要しないからである(これらは、Hの値を決定するために従来のシステムにおいて必要とされ/干渉を引き起こし/コストを要していた)。
【００６２】
一般に、べき乗法(反復計算)は、各々のチャネルについて所望のチャネル密度及び所望の信号品質をもたらすベクトルを決定するために使用することができる。一実施例において、出力べき乗ベクトル(output  power  vectors)を変更する反復法が使用可能である。反復処理の各々は2つのステップ(送信ベクトル決定ステップ及び受信ベクトル決定ステップ)を有する。以下の数式を用いて、上述した一方のステップ(ステップ1)はMRCウェイト(受信ウェイト)を決定し、他方のステップ(ステップ2)は最大比送信(MRT)ウェイトを決定することができる：
【００６３】
【数２】
0005350490.tif 000003
処理及び分析の簡易化を図るため、ノイズの項は省略されているが、場合によってはそのノイズの項が後の段階で考察されてもよい。i番目の反復処理において、送信機は送信ビームフォーミングベクトルv(i)を使用することができ、v(i)は、受信機により決定されかつMRTウェイトを分析するためにフィードバック情報として送信機に返送されたものである。上述したように及びブロック402に示されているように、数式(2)において、送信機は送信特性を規定するv(i)を用いてトレーニングシンボルを受信機に送信する。受信機は、送信ベクトルv(i)に対する受信信号強度を最大にする受信ビームフォーミングウェイト(すなわち、MRCベクトル)を推定する。MRCベクトルは最大比合成をもたらすビームフォーミング情報及びu(i)として規定され、そのベクトルを決定する際にuH(i)Hv(i)が使用される。
【００６４】
ブロック402に示されているように、MRCベクトル及びMRCウェイトを算出するため、受信機は、受信機アレイの実効受信アンテナ各々における応答であって送信機からの1つの送信信号に対する応答を測定する。上述したように、ブロック403により示されているように、受信機は送信機のMRTベクトルの一部に対して保存されたチャネル応答を合成する。受信機で測定された応答はベクトルHv(i)(送信源の相対方向を表すベクトル)を形成する。受信ビームフォーミングベクトルは、特定の方向から受信した信号電力を「最大」にする指向感度(directional  sensitivity)をなし(すなわち、MRCベクトルは、u(i)=norm(Hv(i)))、ここで、
【００６５】
【数３】
0005350490.tif 000004
は、ビームフォーミングベクトルの大きさを規格化又は正規化すること (ベクトルを単位ベクトルに変換すること)を表す。
【００６６】
ブロック403を参照するに、受信機は、送信機のMRTベクトルの一部に対して保存されたチャネル応答を合成する。数式(2)のステップ2を参照するに、MRTウェイトは継続的な計算の中で決定又は推定される。一実施例において、送信機は、実効送信アンテナの各々によりトレーニングシンボル
(場合によっては、削減されたシンボル群)を送信する。これに応じて、受信機は、受信ベクトルu(i)の受信信号強度を「最大」にする送信ビームフォーミングウェイトを推定することができる。そのような推定を行うために、受信機は、u(i)を用いて受信ベクトルを決定し、Hに関する各送信アンテナからの送信信号各々についてビームフォーミングチャネル応答を測定する。更に、測定されたチャネル応答を用いてベクトルuH(i)Hを形成する。ブロック404に示されているように、送信機及び受信機の双方が必要なサウンディングベクトル(指向性送信信号を表す)を算出し、サウンディングベクトルは現在及び過去のMRTベクトルに適合又は対応する(complimentary)ものである。
【００６７】
受信信号を最大にする送信ビームフォーミングベクトル(すなわち、MRTベクトル)は、vH(i+1)=norm(uH(i)H)又はv(i+1)=norm(HHu(i))を解くことで決定できる。ブロック405に示されているように、送信機は、サウンディングベクトルに基づいて送信信号を作成する。信号を受信したことに応答して、ブロック406に示されているように、合成した結果及び受信した応答を用いて受信機は送信機のMRTベクトルを算出する。ブロック408に示されているように、受信機は、量子化されたMRTベクトルを送信機に送信する。こうして、(i+1)番目の反復処理において、v(i+1)及びMRTベクトルが送信機にフィードバックされる(送信機に送信される)。
【００６８】
コードブック又はアルゴリズムが効果的であった場合、u(i)及びv(i)のベクトルは何回かの反復処理の後速やかに許容可能なもの又は理想的なものに収束する。従って、処理の任意の時点において、所定のメトリック又は条件に合致した場合、ビームトレーニングプロセスは終了してよい。そのようなステップが判定ブロック420に示されている。
【００６９】
ステップ2における少なくとも1つのトレーニングは、(1つ以上のアンテナがべき乗反復処理に使用されない場合)、最終的な較正及びチャネル品質に到達することなく省略されてもよいことが、理解されるであろう。受信機はNr回の測定を行い、ここでNrは受信アンテナの個数であり、測定された応答はHv(i)を得るために使用される。
【００７０】
例えば、v(i)=[1,0,...,0]Tであったならば、Hv(i)=[h11,...,hNr1]Tである。この例の場合、数式(2)のステップ2における第1の測定された応答(すなわち、uH(i)Hの第1のエントリ)は、次のようになる：
【００７１】
【数４】
0005350490.tif 000005
ここで、
【００７２】
【数５】
0005350490.tif 000006
が、第2のステップの数式において使用されている。Hv(i)はステップ1において測定されているので、‖Hv(i)‖はステップ2を開始する前に既知であり、従ってステップ2に「必要な」第1の測定は冗長的であるため省略されてよい。すなわち、ステップ1において計算された規格化因子‖Hv(i)‖は、ステップ2における第1の測定の事実上の結果になっている。従って第1の測定はスキップ又は省略され、そのような省略はビームフォーミングを達成するのに必要なオーバーヘッドを削減することに資する。
【００７３】
上記の例(v(i)=[1,0,...,0]T)は任意のv(i)について一般化できる。数式(2)のステップ2において、MRTベクトルHHu(i)(すなわち、最適送信ベクトルv(i+1))が、受信ベクトルu(i)各々について決定されることが、理解されるであろう。従来のべき乗反復法の場合、送信機は実効送信アンテナの各々を順番に活性化(アクティブに)し、受信機は送信信号の各々に対するビームフォーミングチャネル応答を測定している。
【００７４】
一実施例の場合、v(i)に対する部分空間(補空間)に関し、送信機は、Nt個の送信シンボルではなくNt-1個の送信シンボルのみを送信すればよい。なぜなら、ブロック404に示されているように、v(i)に対するビームフォーミングチャネル応答は受信機において容易に合成できるからである。送信機は、以下の正方直交行列によりNt個の実効送信アンテナに関する完全なNt次元空間を表現できる：
【００７５】
【数６】
0005350490.tif 000007
ブロック406に示されているように、v(i),v~1,...,v~Nt-1は互いに直交した単位ベクトルである。v~1,...,v~Nt-1はv(i)に対する部分空間(補空間)を張る。Fを生成する多くの方法が存在することが理解されるであろう。1つの方法は次のようなハウスホルダ行列(Householder  Matrix)を計算することである：
【００７６】
【数７】
0005350490.tif 000008
ここで、v^(i)=e-jθv(i)であり、θはv(i)の第1のエントリの位相である。v(i)について合成された結果は次のようになる：
【００７７】
【数８】
0005350490.tif 000009
Nt-1個のビームフォーミングチャネル応答(又は測定値)は［r1...rNt-1］のように記述でき、,v~1,...,v~Nt-1に関し、次のように表現される：
【００７８】
【数９】
0005350490.tif 000010
数式(5)及び(6)を組み合わせることで、次の数式が得られる：
【００７９】
【数１０】
0005350490.tif 000011
数式(7)により、MRTベクトルは次のように計算できる：
【００８０】
【数１１】
0005350490.tif 000012
ここで、FHF=I及びFH=F-1であることが使用されている。一実施例において、受信機はv(i)を取得してFを構築しているので、受信機は、ベクトルv(i)を量子化し、その量子化インデックス(新たなMRTベクトル)を送信機にフィードバックすることができる。こうして送信機及び受信機の双方がFを取得でき、ブロック408に示されているように、受信機は新たな量子化MRTベクトルに関するデータをフィードバックとして提供することができる。一実施例において、受信機は［‖Hv(i)  r1...rNt-1‖］、データをフィードバックし、送信機は数式(8)を用いてMRTベクトルv(i+1)を算出できる。なぜなら、Fは利用可能である又は送信機により取得できるからである。ブロック410に示されているように、受信機からのフィードバック送信信号を介して受信したMRTベクトルに応じて、送信機はチャネルを通じて送信を行うことができる。
【００８１】
一実施例における或るシステムにおいて、受信機は、量子化された位相情報のみを含むフィードバックを送信機に返すことができる。なぜなら、大きさに関する情報を送信信号から除外できるからである。送信機は物理アンテナ各々について一定の電力で送信を行うことができ、その場合Fを生成する計算は簡単になる。送信機はBtを直交行列Fで置換し、Fの第1列はv(i)である。Fは一定の行列F0から変換可能である。F0は直交行列であり、F0のエントリは一定の係数(modulus)であり第1列は[1,...,1]Tである。F0を生成する他の多くの方法が存在することが理解されるであろう。一例として、F0は次のようなアダマール行列でもよい：
【００８２】
【数１２】
0005350490.tif 000013
別の例において、F~0は一定のエントリ行列要素(又は係数)を有する直交行列であり、F~0の第1列は[1,...,1]Tではない。F~0は第1列が[1,...,1]Tである直交行列F0に変換できる。F~0の各行の位相は、第1エントリがゼロの位相を有するように回転させてもよい(F0=diag(f1H)F~0)。ここで、f1はF~0の第1列であり、diag(x)はベクトルxのエントリ(成分)を対角要素とする対角行列である。第1列を[1,...,1]TとしてF0を利用することで、送信機は次のような簡易な位相回転によりFを算出することができる。
【００８３】
【数１３】
0005350490.tif 000014
ここで、diag(x)はベクトルxの成分を対角要素とする対角行列である。v(i)は一定の係数を伴うエントリを有するので、diag(x)は直交行列である。従って、Fは、2つの直交行列の積なので直交行列である。更に、F0の第1の列は[1,...,1]Tであるので、F又はv(i)の第1列もそうである。すなわち、Fは数式(4)の形式を有し、ブロック410に示されているように、送信機は列2,...,Ntを用いてチャネルを介して送信を行う。v(i)に関するトレーニングの結果は保存され、以後の計算に使用される。ブロック412に示されているように、受信機は、新たなMRCベクトルの一部に対して保存されたチャネルパラメータを合成する。そのような結果を保存/使用/再利用することは、従来のべき乗法によるシステム及びそのようなパラメータを破棄又は無視していた従来方法とは明確に相違することが、理解されるであろう。過去の反復処理により既知のデータ又は他の手段により取得可能なデータを送信機及び受信機の間でやり取りしないことは、トレーニング処理手順を簡略化する。ブロック414に示されているように、受信機は、現在及び過去のMRCベクトルに対応する(相補的な)受信ベクトルを計算する。
【００８４】
上述したように、受信機においてMRCを計算することで改善された結果により、トレーニング時間及び処理負担(エネルギ)は節約される。過去の反復処理によるトレーニング結果(MRCウェイト)は、保存され、反復処理各々の精度を改善するために一連の反復処理において使用される。反復処理の各々において、トレーニング信号又はフィードバックに関して送信機は必要な情報をもたらすベクトルを有する選択的な送信信号を判定する。そのような送信信号は従来のシステムが送信していた送信信号の内の部分集合をなす。過去のトレーニングの結果は、(MRC及びMRTである)ビームフォーミング送信ベクトルの応答又はチャネルパラメータの受信機による検出結果を含む。新たなMRCベクトルは、次式を用いて計算できる。
【００８５】
【数１４】
0005350490.tif 000015
同様に、i=1,...,lに関し、受信ベクトルu(i)に対するビームフォーミングチャネル応答、すなわちγ(i)=HHu(i)も先行するトレーニング処理の際に保存されてよい。受信機において結果を合成しない場合であっても、先行するトレーニングの保存された結果を利用することで推定精度を高めることができる。なぜなら、測定された結果は典型的にはノイズデータ又はノイズ測定データを含んでおり、これらの結果を合成すること又はこのデータを利用することは、チャネル計算における精度の向上に資するからである。従来のシステム又は従来の処理は、過去の計算結果やノイズデータの全てを破棄していたことが、認められるであろう。
【００８６】
ブロック414に関し、MRCウェイト推定により行われるべき乗反復処理において、受信機は、最大ビームフォーミング利得等のような何らかの基準に基づいて、次のトレーニングサイクルのための新たなベクトルvk+1を算出し、受信機は更なる反復処理に関するビームフォーミングチャネル応答ベクトルHv(k+1)を決定できる。そのような決定において、v(k+1)=vs+v⊥と表現することができる。vsは、v(k+1)の成分の内、先行するトレーニングベクトルv(j)(j=1,...,k)が張る部分空間内にある成分であり、v⊥は、v(k+1)の成分の内、先行するトレーニングベクトルが張る部分空間に直交する成分である。vsは部分空間内にあるので、vsは次のように書くことができる：
【００８７】
【数１５】
0005350490.tif 000016
従って、vsに対するチャネル応答は、
【００８８】
【数１６】
0005350490.tif 000017
のようにして算出することができ、そのようなデータを、先行するトレーニングの結果として受信機のメモリに保存することができる。
【００８９】
従って、送信機は、所望の計算を達成するために、vsではなくv⊥を用いてトレーニングシンボルを送信することしか必要としない。一実施例において、受信機は送信機にv⊥に関するフィードバックしか送信する必要がなく、Hv⊥は受信機において測定可能である。従ってv(k+1)のチャネル応答は次のようにして算出できる：
【００９０】
【数１７】
0005350490.tif 000018
通常、送信機における情報は受信機がフィードバックしたものであり、その逆も成立するので、受信機は送信機が取得及び保存した情報の全てを取得及び保存できることに、留意を要する。v⊥及びvsを計算するアルゴリズムが送信機及び受信機の双方にとって既知であった場合、受信機は送信機に関する情報の全てを知ることができ、逆も成立する(送信機は受信機に関する情報の全てを知ることができる)。従って、一実施例において、受信機はMRTベクトルv(k+1)を計算し、量子化し、それを送信機に返すことができる。
【００９１】
従来のべき乗法の場合、Hv(k+1)が直接的に測定され、送信電力が2つの方向vs及びv⊥に分割される。vsの部分の結果はトレーニングの前に受信機にとって既知であるので、vsの部分は無駄になっていたことが、理解されるであろう。vsがいくらかの電力を消費してしまうので、所望方向v⊥が送信電力全てを使用することにはならない。トレーニング時間は使用される信号電力に直接関連(又は比例)することが、理解されるであろう。従って、この場合、送信電力は制限されており且つv⊥方向の信号対雑音比(SNR)は信頼できる結果を得るために所定の閾値を超えている必要があるので、トレーニング時間が長引くことになる。従来のべき乗法において、v(k+1)の内のvsの成分は電力の約30％を消費してしまう。これに対して、開示される発明は、必要な方向に全ての電力を割り振ることができ、トレーニング時間が大幅に短縮される。
【００９２】
同様な改良又は修正がMRTべき乗反復処理に適用できる。受信機が、次の反復処理のためにビームフォーミングチャネル応答ベクトルHHu(l+1)を知る必要がある場合、受信機は何らかの基準に基づいて次のトレーニングに関する新たなベクトルu(l+1)を算出できる。u(l+1)=us+u⊥であるとする。usは、us(l+1)の成分の内、先行するトレーニングベクトルus(i)(i=1,...,l)が張る部分空間内にある成分である。u⊥は、us(l+1)の成分の内、先行するトレーニングベクトルが張る部分空間に直交する成分である。usは部分空間内にあるので、usは次のように書くことができる：
【００９３】
【数１８】
0005350490.tif 000019
従って、usに対するビームフォーミングチャネル応答は、
【００９４】
【数１９】
0005350490.tif 000020
のようにして算出することができ、所望の値は先行するトレーニングに基づいて受信機において決定できる。従って、受信機は、usではなくu⊥を用いてトレーニングシンボルを受信することしか必要としない。u(l+1)のチャネル応答は次のようにして算出できる：
【００９５】
【数２０】
0005350490.tif 000021
ブロック416に示されているように、送信機は推定されたチャネルに基づいてビームを送信することができ、受信機は推定された受信ベクトルを用いてそのチャネルの送信信号を受信できる。ブロック418に示されているように、受信機は、合成された結果及び受信した応答を利用して新たなMRCベクトルを算出できる。
【００９６】
一実施例において、受信機(又は送信機)はvs(及び/又はus)に関する測定を省略しなくてもよい。しかしながら、開示される発明は、データを利用及び再利用することについて、送信機及び受信機の間で何らかの調整を行う必要がある。一実施例において、あるトランシーバは、従来のトランシーバで使用される従来のべき乗法を使用し、開示/改善された発明を使用できないかもしれない。そのような場合、送信機(又は受信機)は、過去に測定された部分空間vs(又はus)に該当する信号でさえも送信又は受信する。過去の測定値を保存することはそのような場合でさも有用である。トランシーバは、vs(又はus)の測定値を先行する場合におけるものとして排除しないが、トランシーバはノイズの多いチャネルの場合にvs(又はus)の先行する測定値の精度を向上させることができる。最大比合成や等利得合成等のような、同じvs(又はus)の信号を合成する様々な方法が存在することが、理解されるであろう。
【００９７】
ブロック420に示されているように、1つ以上の所定の条件が満たされたか否かが判定される。それらの条件が満たされた場合、本方法は終了し、条件が満たされなかった場合、本方法はブロック403に戻って受信機は保存されているチャネル応答を合成し、所定の条件が満たされるまで本方法は反復される。一実施例において、所定の条件は反復回数により表現されてもよい。その場合、システムは反復回数を計測し、所定の反復回数の後、収束したか否かによらずビーム調整処理が終了する。この所定のメトリック又は条件は統計に基づいた数(例えば、ほとんどの場合に許容可能な結果をもたらすような反復回数)でもよい。別の例として、チャネルのSNRが監視され、所定のSNR測定値に達した場合にビーム調整処理が終了してもよい。このように何らかの所定の条件がビーム調整処理を終了させるために使用可能であり、その条件が満たされた場合に処理を終了してもよい。
【００９８】
開示される発明を用いて、最良のタイミング条件でアンテナ相関がない場合に関し、見通し外(Non-Line  Of  Sight：NLOS)チャネルの場合のシミュレーションが行われた。開示される発明は、従来のべき乗法の場合よりも速やかに許容可能なチャネルを形成できた。通常、ビームフォーミング処理は受信信号の電力を約30dB向上させることが可能であり、これは高品質な通信と非常に劣悪な通信との間の差分である。概して、ビームフォーミングは、較正されたトランシーバ系のないシステムの場合に指向性通信を行う際にいっそう重要になる。最新のシステムの場合におけるべき乗法は、概して、最も有効なビーム調整法であり、そのようなプロセスがWiHDのような既存の標準化されたプロトコルで採用されている。
【００９９】
本願において開示された方法はソフトウェアプログラムにより実現されてもよい。本願による方法を実現するソフトウェアプログラムは、パーソナルコンピュータ、サーバ等のような任意のタイプのコンピュータで動作してもよい。任意のプログラムが様々な信号搬送媒体に含まれていてもよい。例示的な信号搬送媒体は、例えば、(i)書き込み不可能なストレージ媒体に永続的に保存されている情報(例えば、CD-ROMドライバにより読取可能なCD-ROMディスク等のような、コンピュータに内蔵されたリードオンリメモリ装置等)、(ii)書き込み可能なストレージ媒体に保存されている変更可能な情報(例えば、ディスケットドライブ内のフロッピディスク又はハードディスクドライブ)、及び(iii)コンピュータ又は電話網を介する無線通信を含む通信媒体によりコンピュータに搬送される情報等であるが、これらに限定されない。後者の形態は具体的にはインターネット、イントラネット又は他のネットワークからダウンロードした情報を含む。本願により開示された機能をコンピュータに実行させる命令を搬送する場合、そのような信号搬送媒体も本願の開示の範囲内にある。
【０１００】
開示される発明の形態は、完全にハードウェアの形態、完全にソフトウェアの形態、そしてハードウェア及びソフトウェアの双方の要素を含む形態を含む。一実施例において、開示される方法は、ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含むソフトウェアにおいて実現可能であるが、これらに限定されない。更に、開示される発明の形態は、コンピュータにより使用可能な又はコンピュータにより読取可能な媒体がアクセスできるコンピュータプログラムの形態をとってもよく、コンピュータプログラム又はコンピュータプログラム関連製品は、コンピュータ又は何らかの命令実行システム2より使用される又はそれに関連するプログラムコードを提供する。本願において、コンピュータにより使用可能な又はコンピュータにより読取可能な媒体は、命令実行システム、装置又はデバイスにより使用される又はそれらに関連するプログラムを包含、保存、通信、伝送又は転送することが可能な任意の装置であってよい。
【０１０１】
システムコンポーネント(システム構成要素)は電子ストレージ媒体から命令を抽出する。媒体は、電子的な、磁気的な、光学的な、電磁的な、赤外線による、半導体システム(又は装置若しくはデバイス)又は伝送媒体とすることができる。コンピュータ読取可能な媒体の具体例は、半導体メモリ、ソリッドステートメモリ磁気テープ、取り外し可能なコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)、リジッドマグネティックディスク及び光学ディスク等であるが、これらに限定されない。光学ディスクの現在の具体例は、コンパクトディスクーリードオンリメモリ(CD-ROM)、コンパクトディスクーリード/ライト(CD-R/W)及びディジタル多用途ディスク(DVD)等である。プログラムコードを保存及び/又は実行するのに適したデータ処理システムは、システムバスを通じてメモリ要素に直接的に又は間接的に結合されたプロセッサ、論理装置又はステートマシンの内の少なくとも1つを含む。メモリ要素は、プログラムコードの実際の実行中に使用されるローカルメモリ、大容量ストレージ、キャッシュメモリ等を含み、キャッシュメモリは実行中にコードが大容量ストレージから抽出されなければならない回数を減らすために少なくともいくつかのプログラムコードを一時的に保存する機能を発揮する。
【０１０２】
入力/出力装置すなわちI/O装置(キーボード、ディスプレイ、ポインティングデバイス等を含むが、これらに限定されない)は、直接的に又は仲介するI/Oコントローラを通じてシステムに結合される。ネットワークアダプタが、システムに結合され、データ処理システムが、仲介する私的な又は公的なネットワークを介して、他のデータ処理システム、リモートプリンタ又はストレージ装置に結合できるようにする。モデム、ケーブルモデム及びイーサネット（登録商標）カード等は現在利用可能なネットワークアダプタの一例である。
【０１０３】
本開示の恩恵を享受する当業者にとって、本開示内容が上述した特徴を提供する方法、システム及び媒体を想定していることとは明らかであろう。詳細な説明及び図面に記載及び図示された実施形態は、開示される教示内容を構築及び使用する可能な方法の一例にすぎないことが、理解されるであろう。添付の特許請求の範囲は説明された実施形態だけでなくその全ての変形例をも広範に包含するように意図されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０１０４】
【非特許文献１】IEEE802.15.3c標準仕様
【図１】
0005350490.tif 000022
【図２】
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【図３】
0005350490.tif 000024
【図４】
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