(57)【要約】  ワイヤレス通信のためのシステムおよび方法が開示される。より詳細には、本開示の態様は、一般に、異なる偏波を有する少なくとも第1および第2の送信アンテナを介して第2の装置から送信された第1および第2のトレーニング信号を、異なる偏波を有する少なくとも第1および第2の受信アンテナを介して取得することと、前記第1および第2のトレーニング信号に基づいて、異なる送信受信アンテナ対に関する1つまたは複数の特性を判定することであって、各対が前記第1または第2の送信アンテナの一方と前記第1または第2の受信アンテナの一方と含む、判定することと、前記1つまたは複数の特性に基づいて、前記第1の装置と前記第2の装置との間のリンク経路が見通し(LOS)であるかどうかを示すパラメータを生成することとを含む、第1の装置によるワイヤレス通信のための技法に関する。
2017539149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信のための第1の装置であって、
異なる偏波を有する少なくとも第1および第2の送信アンテナを介して第2の装置から送信された第1および第2のトレーニング信号を、異なる偏波を有する少なくとも第1および第2の受信アンテナを介して取得するための第1のインターフェースと、
前記第1および第2のトレーニング信号に基づいて、異なる送信受信アンテナ対に関する1つまたは複数の特性を判定することであって、各対が前記第1または第2の送信アンテナの一方と前記第1または第2の受信アンテナの一方と含む、判定することと、
1つまたは複数の特性に基づいて、前記第1の装置と前記第2の装置との間のリンク経路が見通し(LOS)であるかどうかを示すパラメータを生成することと
を行うように構成された処理システムと
を含む、第1の装置。
【請求項２】
送信用の前記パラメータを前記第2の装置に出力するための第2のインターフェースをさらに含む、請求項1に記載の第1の装置。
【請求項３】
前記第1および第2の受信アンテナが、少なくとも1つの垂直偏波受信アンテナと少なくとも1つの水平偏波受信アンテナとを含み、
前記第1および第2の送信アンテナが、少なくとも1つの垂直偏波送信アンテナと少なくとも1つの水平偏波送信アンテナとを含む、
請求項1に記載の第1の装置。
【請求項４】
前記1つまたは複数の特性が、前記送信受信アンテナ対のうちの所与の1つを介して送信および受信されたトレーニング信号の受信電力を含む、請求項1に記載の第1の装置。
【請求項５】
前記1つまたは複数の特性が、前記送信受信アンテナ対のうちの所与の1つを介して送信および受信されたトレーニング信号の受信位相を含む、請求項1に記載の第1の装置。
【請求項６】
前記1つまたは複数の特性が、
前記第1の受信アンテナ上で受信された前記第1のトレーニング信号に基づいて判定される、第1の送信受信アンテナ対に関する第1の特性と、
前記第2の受信アンテナ上で受信された前記第2のトレーニング信号に基づいて判定される、第2の送信受信アンテナ対に関する第2の特性と
を含む、請求項1に記載の第1の装置。
【請求項７】
前記処理システムは、前記パラメータを介して、前記第1の特性と前記第2の特性との間の差または比がしきい値以下である場合、前記第1の装置と前記第2の装置との間の前記リンク経路がLOSであることを示すように構成される、請求項6に記載の第1の装置。
【請求項８】
前記第1および第2の特性ならびに前記しきい値が因子に基づいて調整される、請求項7に記載の第1の装置。
【請求項９】
前記因子が、交差偏波数または偏波係数のうちの少なくとも1つに基づいている、請求項8に記載の第1の装置。
【請求項１０】
前記因子が、前記第2の装置から受信された少なくとも1つの指示に基づいている、請求項8に記載の第1の装置。
【請求項１１】
前記1つまたは複数の特性が、
前記第2の受信アンテナ上で受信された前記第1のトレーニング信号に基づいて判定される、第3の送信受信アンテナ対に関する第3の特性と、
前記第1の受信アンテナ上で受信された前記第2のトレーニング信号に基づいて判定される、第4の送信受信アンテナ対に関する第4の特性と
をさらに含む、請求項6に記載の第1の装置。
【請求項１２】
前記パラメータが、
前記第1および第2の特性、または
前記第3および第4の特性
のうちの少なくとも1つに基づいて生成される、請求項11に記載の第1の装置。
【請求項１３】
前記処理システムは、前記パラメータを介して、前記第1の特性と前記第2の特性との間の差もしくは比、または前記第3の特性と前記第4の特性との間の差もしくは比がしきい値以下である場合、前記第1の装置と前記第2の装置との間の前記リンク経路がLOSであることを示すように構成される、請求項12に記載の第1の装置。
【請求項１４】
前記第1および第2のトレーニング信号が、ビームフォーミングトレーニング手順の一部として受信される、請求項1に記載の第1の装置。
【請求項１５】
前記第1および第2の送信アンテナの前記異なる偏波が、水平偏波および垂直偏波に対応する、
請求項1に記載の第1の装置。
【請求項１６】
前記第1および第2の受信アンテナの前記異なる偏波が、水平偏波および垂直偏波に対応する、
請求項1に記載の第1の装置。
【請求項１７】
少なくとも前記第1および第2の受信アンテナおよび送信アンテナが、二重偏波アンテナを含む、
請求項1に記載の第1の装置。
【請求項１８】
第1または第2のアンテナのうちの少なくとも一方が円偏波される、請求項1に記載の第1の装置。
【請求項１９】
第1の装置によるワイヤレス通信のための方法であって、
異なる偏波を有する少なくとも第1および第2の送信アンテナを介して第2の装置から送信された第1および第2のトレーニング信号を、異なる偏波を有する少なくとも第1および第2の受信アンテナを介して取得するステップと、
前記第1および第2のトレーニング信号に基づいて、異なる送信受信アンテナ対に関する1つまたは複数の特性を判定するステップであって、各対が前記第1または第2の送信アンテナの一方と前記第1または第2の受信アンテナの一方と含む、ステップと、
1つまたは複数の特性に基づいて、前記第1の装置と前記第2の装置との間のリンク経路が見通し(LOS)であるかどうかを示すパラメータを生成するステップと
を含む、方法。
【請求項２０】
送信用の前記パラメータを前記第2の装置に出力するステップをさらに含む、請求項19に記載の方法。
【請求項２１】
前記第1および第2の受信アンテナが、少なくとも1つの垂直偏波受信アンテナと少なくとも1つの水平偏波受信アンテナとを含み、
前記第1および第2の送信アンテナが、少なくとも1つの垂直偏波送信アンテナと少なくとも1つの水平偏波送信アンテナとを含む、
請求項19に記載の方法。
【請求項２２】
前記1つまたは複数の特性が、前記送信受信アンテナ対のうちの所与の1つを介して送信および受信されたトレーニング信号の受信電力を含む、請求項19に記載の方法。
【請求項２３】
前記1つまたは複数の特性が、前記送信受信アンテナ対のうちの所与の1つを介して送信および受信されたトレーニング信号の受信位相を含む、請求項19に記載の方法。
【請求項２４】
前記1つまたは複数の特性が、
前記第1の受信アンテナ上で受信された前記第1のトレーニング信号に基づいて判定される、第1の送信受信アンテナ対に関する第1の特性と、
前記第2の受信アンテナ上で受信された前記第2のトレーニング信号に基づいて判定される、第2の送信受信アンテナ対に関する第2の特性と
を含む、請求項19に記載の方法。
【請求項２５】
前記生成するステップは、前記パラメータを介して、前記第1の特性と前記第2の特性との間の差または比がしきい値以下である場合、前記第1の装置と前記第2の装置との間の前記リンク経路がLOSであることを示すことを含む、請求項24に記載の方法。
【請求項２６】
前記第1および第2の特性ならびに前記しきい値を因子に基づいて調整するステップをさらに含む、請求項25に記載の方法。
【請求項２７】
前記因子が、交差偏波数または偏波係数のうちの少なくとも1つに基づいている、請求項26に記載の方法。
【請求項２８】
前記因子が、前記第2の装置から受信された少なくとも1つの指示に基づいている、請求項26に記載の方法。
【請求項２９】
前記1つまたは複数の特性が、
前記第2の受信アンテナ上で受信された前記第1のトレーニング信号に基づいて判定される、第3の送信受信アンテナ対に関する第3の特性と、
前記第1の受信アンテナ上で受信された前記第2のトレーニング信号に基づいて判定される、第4の送信受信アンテナ対に関する第4の特性と
をさらに含む、請求項24に記載の方法。
【請求項３０】
前記パラメータが、
前記第1および第2の特性、または
前記第3および第4の特性
のうちの少なくとも1つに基づいて生成される、請求項29に記載の方法。
【請求項３１】
前記生成するステップは、前記パラメータを介して、前記第1の特性と前記第2の特性との間の差もしくは比、または前記第3の特性と前記第4の特性との間の差もしくは比がしきい値以下である場合、前記第1の装置と前記第2の装置との間の前記リンク経路がLOSであることを示すことを含む、請求項30に記載の方法。
【請求項３２】
前記第1および第2のトレーニング信号が、ビームフォーミングトレーニング手順の一部として受信される、請求項19に記載の方法。
【請求項３３】
前記第1および第2の送信アンテナの前記異なる偏波が、水平偏波および垂直偏波に対応する、
請求項19に記載の方法。
【請求項３４】
前記第1および第2の受信アンテナの前記異なる偏波が、水平偏波および垂直偏波に対応する、
請求項19に記載の方法。
【請求項３５】
少なくとも前記第1および第2の受信アンテナおよび送信アンテナが、二重偏波アンテナを含む、
請求項19に記載の方法。
【請求項３６】
第1または第2のアンテナのうちの少なくとも一方が円偏波される、請求項19に記載の方法。
【請求項３７】
ワイヤレス通信のための第1の装置であって、
異なる偏波を有する少なくとも第1および第2の送信アンテナを介して第2の装置から送信された第1および第2のトレーニング信号を、異なる偏波を有する少なくとも第1および第2の受信アンテナを介して取得するための手段と、
前記第1および第2のトレーニング信号に基づいて、異なる送信受信アンテナ対に関する1つまたは複数の特性を判定するための手段であって、各対が前記第1または第2の送信アンテナの一方と前記第1または第2の受信アンテナの一方と含む、手段と、
1つまたは複数の特性に基づいて、前記第1の装置と前記第2の装置との間のリンク経路が見通し(LOS)であるかどうかを示すパラメータを生成するための手段と
を含む、第1の装置。
【請求項３８】
送信用の前記パラメータを前記第2の装置に出力するための手段をさらに含む、請求項37に記載の第1の装置。
【請求項３９】
前記第1および第2の受信アンテナが、少なくとも1つの垂直偏波受信アンテナと少なくとも1つの水平偏波受信アンテナとを含み、
前記第1および第2の送信アンテナが、少なくとも1つの垂直偏波送信アンテナと少なくとも1つの水平偏波送信アンテナとを含む、
請求項37に記載の第1の装置。
【請求項４０】
前記1つまたは複数の特性が、前記送信受信アンテナ対のうちの所与の1つを介して送信および受信されたトレーニング信号の受信電力を含む、請求項37に記載の第1の装置。
【請求項４１】
前記1つまたは複数の特性が、前記送信受信アンテナ対のうちの所与の1つを介して送信および受信されたトレーニング信号の受信位相を含む、請求項37に記載の第1の装置。
【請求項４２】
前記1つまたは複数の特性が、
前記第1の受信アンテナ上で受信された前記第1のトレーニング信号に基づいて判定される、第1の送信受信アンテナ対に関する第1の特性と、
前記第2の受信アンテナ上で受信された前記第2のトレーニング信号に基づいて判定される、第2の送信受信アンテナ対に関する第2の特性と
を含む、請求項37に記載の第1の装置。
【請求項４３】
前記生成するための手段は、前記パラメータを介して、前記第1の特性と前記第2の特性との間の差または比がしきい値以下である場合、前記第1の装置と前記第2の装置との間の前記リンク経路がLOSであることを示すための手段を含む、請求項42に記載の第1の装置。
【請求項４４】
前記第1および第2の特性ならびに前記しきい値を因子に基づいて調整するための手段をさらに含む、請求項43に記載の第1の装置。
【請求項４５】
前記因子が、交差偏波数または偏波係数のうちの少なくとも1つに基づいている、請求項44に記載の第1の装置。
【請求項４６】
前記因子が、前記第2の装置から受信された少なくとも1つの指示に基づいている、請求項44に記載の第1の装置。
【請求項４７】
前記1つまたは複数の特性が、
前記第2の受信アンテナ上で受信された前記第1のトレーニング信号に基づいて判定される、第3の送信受信アンテナ対に関する第3の特性と、
前記第1の受信アンテナ上で受信された前記第2のトレーニング信号に基づいて判定される、第4の送信受信アンテナ対に関する第4の特性と
をさらに含む、請求項42に記載の第1の装置。
【請求項４８】
前記パラメータが、
前記第1および第2の特性、または
前記第3および第4の特性
のうちの少なくとも1つに基づいて生成される、請求項47に記載の第1の装置。
【請求項４９】
前記生成するための手段は、前記パラメータを介して、前記第1の特性と前記第2の特性との間の差もしくは比、または前記第3の特性と前記第4の特性との間の差もしくは比がしきい値以下である場合、前記第1の装置と前記第2の装置との間の前記リンク経路がLOSであることを示すための手段を含む、請求項48に記載の第1の装置。
【請求項５０】
前記第1および第2のトレーニング信号が、ビームフォーミングトレーニング手順の一部として受信される、請求項37に記載の第1の装置。
【請求項５１】
前記第1および第2の送信アンテナの前記異なる偏波が、水平偏波および垂直偏波に対応する、
請求項37に記載の第1の装置。
【請求項５２】
前記第1および第2の受信アンテナの前記異なる偏波が、水平偏波および垂直偏波に対応する、
請求項37に記載の第1の装置。
【請求項５３】
少なくとも前記第1および第2の受信アンテナおよび送信アンテナが、二重偏波アンテナを含む、
請求項37に記載の第1の装置。
【請求項５４】
第1または第2のアンテナのうちの少なくとも一方が円偏波される、請求項37に記載の第1の装置。
【請求項５５】
ワイヤレス通信のためのコンピュータプログラムであって、
異なる偏波を有する少なくとも第1および第2の送信アンテナを介して第2の装置から送信された第1および第2のトレーニング信号を、異なる偏波を有する少なくとも第1および第2の受信アンテナを介して取得することと、
前記第1および第2のトレーニング信号に基づいて、異なる送信受信アンテナ対に関する1つまたは複数の特性を判定することであって、各対が前記第1または第2の送信アンテナの一方と前記第1または第2の受信アンテナの一方と含む、判定することと、
1つまたは複数の特性に基づいて、第1の装置と前記第2の装置との間のリンク経路が見通し(LOS)であるかどうかを示すパラメータを生成することと
のために記憶された命令を有する、コンピュータプログラム。
【請求項５６】
異なる偏波を有する少なくとも第1および第2の受信アンテナと、
異なる偏波を有する少なくとも第1および第2の送信アンテナを介して第2の装置から送信された第1および第2のトレーニング信号を、前記第1および第2の受信アンテナを介して受信するための受信機と、
前記第1および第2のトレーニング信号に基づいて、異なる送信受信アンテナ対に関する1つまたは複数の特性を判定することであって、各対が前記第1または第2の送信アンテナの一方と前記第1または第2の受信アンテナの一方と含む、判定することと、
1つまたは複数の特性に基づいて、第1の装置と前記第2の装置との間のリンク経路が見通し(LOS)であるかどうかを示すパラメータを生成することと
を行うように構成された処理システムと
を含む、ワイヤレス局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
米国特許法第119条に基づく優先権の主張
本出願は、本出願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に明確に組み込まれる、2014年11月25日に出願された米国仮特許出願第62/084,111号の利益を主張する、2015年9月29日に出願された米国特許出願第14/869,891号の優先権を主張する。
【０００２】
本開示の態様は、一般にワイヤレス通信に関し、より詳細には、デバイスのうちの1つから送信されたトレーニング信号に基づいてワイヤレスデバイスが見通し(LOS)にあるかどうかを判定することに関する。
【背景技術】
【０００３】
60GHz帯域は、大量の帯域幅と大きいワールドワイドな可用性の重複とを特徴とする無認可帯域である。大帯域幅は、極めて大量の情報をワイヤレスで送信することができることを意味する。その結果、60GHz帯域辺りのワイヤレス通信を可能にするために、各々が大量のデータの送信を必要とする複数のアプリケーションを開発することができる。そのようなアプリケーションの例としては、限定はしないが、ワイヤレス高精細度TV(HDTV)、ワイヤレスドッキングステーション、ワイヤレスギガビットイーサネット(登録商標)、および他の多くのものが含まれる。
【０００４】
そのようなアプリケーションを容易にするために、60GHz周波数レンジにおいて動作する、増幅器、ミキサ、無線周波数(RF)アナログ回路、およびアクティブアンテナなどの集積回路(IC)を開発する必要がある。RFシステムは、一般に、能動モジュールおよび受動モジュールを含む。能動モジュール(たとえば、フェーズドアレイアンテナ)は、受動モジュール(たとえば、フィルタ)が必要としない、その動作用の制御信号および電力信号を必要とする。様々なモジュールは、プリント回路板(PCB)上に組み立てることができる無線周波数集積回路(RFIC)として組み立てられパッケージングされる。RFICパッケージのサイズは、数平方ミリメートルから数百平方ミリメートルの範囲であり得る。
【０００５】
家電製品市場では、電子デバイスの設計、したがってその中に統合されたRFモジュールの設計は、最小のコスト、サイズ、電力消費量、および重量の制約を満たすべきである。RFモジュールの設計は、ミリ波信号の効率的な送信および受信を可能にするために、電子デバイス、特にラップトップおよびタブレットコンピュータなどのハンドヘルドデバイスの現在のアセンブル構成も考慮に入れるべきである。さらに、RFモジュールの設計は、受信RF信号および送信RF信号の最小電力損失と最大無線カバレージとに配慮すべきである。
【０００６】
60GHz帯域における動作によって、より低い周波数と比較して、より小型のアンテナの使用が可能になる。しかしながら、より低い周波数における動作と比較して、60GHz帯域辺りの電波は、高い大気減衰を生じ、大気中の気体、雨、物体などによる比較的高いレベルの吸収を受け、比較的高い自由空間損失を生じる。加えて、60GHz帯域辺りの電波は、しばしば、環境物体によって反射される。これらの反射は、様々な偏波方向の反射係数が異なる可能性があるとき、送信の極性を変化させる可能性があり、この変化は、送信の極性の方向に応じて様々である。
【０００７】
環境条件に対するこの感度により、リンク経路を判定することが重要になる。リンク経路は、送信機と受信機との間で電波がとる経路を表す。リンク経路は、直接見通し(LOS)、反射、回折、散乱、およびその他などの複数の経路を含み得る。60GHzリンクでは、より低い周波数における無線リンクとは異なり、反射は、LOSのすぐ後の第2の主モードである。他のモードは、かなり低い頻度で起こり、めったに選択されない。多くのワイヤレスデバイスが送信機と受信機との間の距離を推定する方法を必要とするので、LOS接続が存在するかどうかを判定することが望ましい。接続モードは、間接経路が実際の距離よりも長い測定距離をもたらす場合があるので、この測定に影響を及ぼす。
【０００８】
距離を特定するための既存の技法は、飛行時間(TOF)、電力遅延プロファイル(PDP)の推定値、受信電力レベル、および室内マッピングを含む。これらの技法が約7GHzよりも低い周波数において動作するデバイスには十分である場合があるが、これらの技法だけでは、60GHz帯域辺りの送信には不十分である。たとえば、60GHz帯域では、反射経路のPDPは、非反射経路のPDPと同様である可能性がある。したがって、LOS接続または非LOS接続が存在するかどうかを判定するための技法が望まれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示のいくつかの態様は、ワイヤレス通信のための第1の装置を提供する。本装置は、一般に、異なる偏波を有する少なくとも第1および第2の送信アンテナを介して第2の装置から送信された第1および第2のトレーニング信号を、異なる偏波を有する少なくとも第1および第2の受信アンテナを介して取得するための第1のインターフェースと、前記第1および第2のトレーニング信号に基づいて、異なる送信受信アンテナ対に関する1つまたは複数の特性を判定することであって、各対が前記第1または第2の送信アンテナの一方と前記第1または第2の受信アンテナの一方と含む、判定することと、前記特性に基づいて、前記第1の装置と前記第2の装置との間のリンク経路が見通し(LOS)であるかどうかを示すLOSパラメータを生成することとを行うように構成された処理システムとを含む。
【００１０】
本開示のいくつかの態様は、ワイヤレス通信のための方法を提供する。本方法は、一般に、第1の装置によって、異なる偏波を有する少なくとも第1および第2の送信アンテナを介して第2の装置から送信された第1および第2のトレーニング信号を、異なる偏波を有する少なくとも第1および第2の受信アンテナを介して取得するステップと、前記第1および第2のトレーニング信号に基づいて、異なる送信受信アンテナ対に関する1つまたは複数の特性を判定するステップであって、各対が前記第1または第2の送信アンテナの一方と前記第1または第2の受信アンテナの一方と含む、ステップと、前記特性に基づいて、前記第1の装置と前記第2の装置との間のリンク経路が見通し(LOS)であるかどうかを示すLOSパラメータを生成するステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示のいくつかの態様による、例示的なワイヤレス通信ネットワークの図である。
【図２】本開示のいくつかの態様による、例示的なアクセスポイントおよびユーザ端末のブロック図である。
【図３】本開示のいくつかの態様による、例示的なワイヤレスデバイスのブロック図である。
【図４】本開示のいくつかの態様による、例示的な二重偏波パッチ要素を示す図である。
【図５】フェーズドアレイアンテナの一実装形態における信号伝播を示す図である。
【図６】本開示のいくつかの態様による、見通し(LOS)を示すパラメータを判定するためにワイヤレスデバイスによって実行され得る例示的な動作を示す図である。
【図６Ａ】図6に示す動作を実行することが可能な例示的な構成要素を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本開示の態様は、ワイヤレスデバイスが、異なる偏波(たとえば、水平および垂直)を有するアンテナから送信されたトレーニング信号の相対利得および/または位相に基づいてデバイスのうちの1つから送信されたトレーニング信号に基づいて見通し(LOS)にあるかどうかを判定するための技法を提供する。そのような技法は、他の技法からの測定を上回る様々な利点を提供する場合があり、いくつかの場合には、そのような測定を検証するか、または増強するために使用される場合がある。
【００１３】
添付の図面を参照しながら本開示の様々な態様について以下でより十分に説明する。しかしながら、本開示は、多くの異なる形態で具現化され得るので、本開示全体にわたって提示される任意の特定の構造または機能に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの態様は、本開示が周到で完全になり、本開示の範囲を当業者に十分に伝えるために提供される。本明細書の教示に基づいて、本開示の範囲は、本開示の任意の他の態様とは独立して実施されるにしても、本開示の任意の他の態様と組み合わせて実施されるにしても、本明細書において開示される本開示のあらゆる態様を包含することを意図していることは、当業者は理解されたい。たとえば、本明細書において記載される任意の数の態様を使用して、装置が実装され得るか、または方法が実施され得る。加えて、本開示の範囲は、本明細書に記載される本開示の種々の態様に加えてまたはそれらの態様以外に、他の構造、機能、または構造および機能を用いて実施されるそのような装置またはそのような方法を包含することを意図している。本明細書において開示される本開示のいずれの態様も、請求項の1つまたは複数の要素によって具体化され得ることを理解されたい。
【００１４】
「例示的」という単語は、本明細書では、「例、事例、または例示として機能する」ことを意味するために使用される。「例示的」として本明細書において説明されるいずれの態様も、必ずしも他の態様よりも好ましいか、または有利であると解釈されるべきでない。
【００１５】
特定の態様について本明細書で説明するが、これらの態様の多数の変形形態および置換形態が、本開示の範囲内に入る。好ましい態様のいくつかの利益および利点について述べるが、本開示の範囲は、特定の利益、用途、または目的に限定されるものではない。そうではなく、本開示の態様は、異なるワイヤレス技法、システム構成、ネットワーク、および送信プロトコルに広く適用可能であるものであり、それらのうちのいくつかが例として図および好ましい態様の以下の説明において示される。詳細な説明および図面は、限定的ではなく本開示の例示にすぎず、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される。
【００１６】
例示的なワイヤレス通信システム
本明細書で説明する技法は、直交多重化方式に基づく通信システムを含む様々なブロードバンドワイヤレス通信システムに使用され得る。そのような通信システムの例には、直交周波数分割多元接続(OFDMA)システムが含まれる。OFDMAシステムは、システム帯域幅全体を複数の直交するサブキャリアに分割する変調技法である、直交周波数分割多重化(OFDM)を使用する。これらのサブキャリアは、トーン、ビンなどと呼ばれることもある。OFDMでは、各サブキャリアは、データによって独立して変調され得る。SC-FDMAシステムは、システム帯域幅全体にわたって分散するサブキャリア上で送信するためのインターリーブされたFDMA(IFDMA)、隣接するサブキャリアのブロック上で送信するための局所化FDMA(LFDMA)、または隣接するサブキャリアの複数のブロック上で送信するための拡張FDMA(EFDMA)を使用し得る。一般に、変調シンボルは、OFDMでは周波数領域において、SC-FDMAでは時間領域において送られる。
【００１７】
本明細書の教示は、様々な有線装置またはワイヤレス装置(たとえば、ノード)に組み込まれ得る(たとえば、その装置内に実装されるか、またはその装置によって実行され得る)。いくつかの態様では、本明細書の教示に従って実装されるワイヤレスノードは、アクセスポイントまたはアクセス端末を含み得る。
【００１８】
アクセスポイント(「AP」)は、ノードB、無線ネットワークコントローラ(「RNC」)、進化型ノードB(eNB)、基地局コントローラ(「BSC」)、送受信基地局(「BTS」)、基地局(「BS」)、トランシーバ機能(「TF」)、無線ルータ、無線トランシーバ、基本サービスセット(「BSS」)、拡張サービスセット(「ESS」)、無線基地局(「RBS」)、もしくは何らかの他の用語を含むか、それらとして実装されるか、またはそれらとして知られている場合がある。
【００１９】
アクセス端末(「AT」)は、加入者局、加入者ユニット、移動局、リモート局、リモート端末、ユーザ端末、ユーザエージェント、ユーザデバイス、ユーザ機器、ユーザ局、または何らかの他の用語を含むか、それらとして実装されるか、またはそれらとして知られている場合がある。いくつかの実装形態では、アクセス端末は、セルラー電話、コードレス電話、セッション開始プロトコル(「SIP」)電話、ワイヤレスローカルループ(「WLL」)局、携帯情報端末(「PDA」)、ワイヤレス接続機能を有するハンドヘルドデバイス、局(「STA」)、またはワイヤレスモデムに接続された何らかの他の適切な処理デバイスを含み得る。したがって、本明細書において教示される1つまたは複数の態様は、電話(たとえば、セルラー電話またはスマートフォン)、コンピュータ(たとえば、ラップトップ)、ポータブル通信デバイス、ポータブルコンピューティングデバイス(たとえば、個人情報端末)、娯楽デバイス(たとえば、音楽またはビデオデバイス、あるいは衛星ラジオ)、全地球測位システムデバイス、またはワイヤレスもしくは有線媒体を介して通信するように構成される任意の他の適切なデバイスに組み込まれ得る。
【００２０】
図1は、本開示の態様が実行され得るシステム100を示す。たとえば、アクセスポイント110またはユーザ端末120は、別のアクセスポイント110またはユーザ端末120が、第2の無線機(たとえば、コンパニオン無線機)を介してページングフレーム(たとえば、超低電力ページングフレーム)を受信することが可能かどうかを判定し得るが、第1の無線機(たとえば、プライマリ無線機)は、低電力状態である。アクセスポイント110またはユーザ端末120は、他のアクセスポイント110またはユーザ端末120がとる1つまたは複数の動作を示すコマンドフィールド(たとえば、メッセージIDフィールド)を含むページングフレームを生成し送信し得る。
【００２１】
システム100は、たとえば、アクセスポイントおよびユーザ端末を有する多元接続多入力多出力(MIMO)システム100であり得る。簡単のために、図1にはただ1つのアクセスポイント110が示されている。アクセスポイントは、一般に、ユーザ端末と通信する固定局であり、基地局または何らかの他の用語で呼ばれることもある。ユーザ端末は、固定でもモバイルでもよく、移動局、ワイヤレスデバイスまたは何らかの他の用語で呼ばれることもある。アクセスポイント110は、ダウンリンクおよびアップリンク上で任意の所与の瞬間において1つまたは複数のユーザ端末120と通信し得る。ダウンリンク(すなわち、順方向リンク)はアクセスポイントからユーザ端末への通信リンクであり、アップリンク(すなわち、逆方向リンク)はユーザ端末からアクセスポイントへの通信リンクである。ユーザ端末は、別のユーザ端末とピアツーピアで通信する場合もある。システムコントローラ130は、アクセスポイントに結合し、アクセスポイントの調整および制御を行う場合がある。
【００２２】
システムコントローラ130は、これらのAPおよび/または他のシステムに調整および制御を提供し得る。APは、たとえば、無線周波数電力、チャネル、認証、およびセキュリティに対する調整を扱い得るシステムコントローラ130によって管理され得る。システムコントローラ130は、バックホールを介してAPと通信し得る。APは、たとえば、ワイヤレスバックホールまたは有線バックホールを介して直接または間接的に互いに通信する場合もある。
【００２３】
以下の開示の部分は、空間分割多元接続(SDMA)によって通信することが可能なユーザ端末120について説明するが、いくつかの態様では、ユーザ端末120は、SDMAをサポートしないいくつかのユーザ端末を含むこともある。したがって、そのような態様では、アクセスポイント(AP)110は、SDMAユーザ端末と非SDMAユーザ端末の両方と通信するように構成され得る。この手法は、より新しいSDMAユーザ端末が適宜導入されることを可能にしながら、より古いバージョンのユーザ端末(「レガシー」局)が企業に配備されたままであることを便宜上可能にして、それらの有効寿命を延長し得る。
【００２４】
アクセスポイント110またはユーザ端末120は、ダウンリンクおよびアップリンク上でのデータ送信のために複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナを採用する。ダウンリンクMIMO送信では、アクセスポイント110のNap個のアンテナは、MIMOの多入力(MI)部分を表すが、K個のユーザ端末のセットは、MIMOの多出力(MO)部分を表す。反対に、アップリンクMIMO送信では、K個のユーザ端末のセットは、MI部分を表すが、アクセスポイント110のNap個のアンテナは、MO部分を表す。純粋なSDMAの場合、K個のユーザ端末のためのデータシンボルストリームが、何らかの手段によって、コード、周波数、または時間で多重化されない場合、Nap≧K≧1であることが望まれる。TDMA技法、CDMAを用いた様々なコードチャネル、OFDMを用いたサブバンドの独立セットなどを使用してデータシンボルストリームを多重化することができる場合、KはNapよりも大きくし得る。各選択されたユーザ端末は、ユーザ固有のデータをアクセスポイントに送信し、および/または、ユーザ固有のデータをアクセスポイントから受信する。一般に、各選択されたユーザ端末は、1つまたは複数のアンテナ(すなわち、Nut≧1)を備え得る。K個の選択されたユーザ端末は、同じまたは異なる数のアンテナを有することができる。
【００２５】
システム100は、時分割複信(TDD)システムまたは周波数分割複信(FDD)システムであってもよい。TDDシステムの場合、ダウンリンクとアップリンクは、同じ周波数帯域を共有する。FDDシステムの場合、ダウンリンクとアップリンクは、異なる周波数帯域を使用する。MIMOシステム100は、送信のために単一のキャリアまたは複数のキャリアを使用する場合もある。各ユーザ端末は、(たとえば、コストを抑えるために)単一のアンテナを備えるか、または(たとえば、追加コストをサポートすることができる場合)複数のアンテナを備える場合がある。ユーザ端末120が、送信/受信を異なるタイムスロットに分割することによって、同じ周波数チャネルを共有する場合、システム100は、TDMAシステムである場合もあり、各タイムスロットは、異なるユーザ端末120に割り当てられる。
【００２６】
図2は、本開示の態様を実装するために使用され得る、図1に示したAP110およびUT120の例示的な構成要素を示す。AP110およびUT120の1つまたは複数の構成要素は、本開示の態様を実施するために使用され得る。たとえば、アンテナ224、Tx/Rx222、プロセッサ210、220、240、242、および/またはコントローラ230は、本明細書で説明する動作を実行するために使用され、図2を参照しながら示され得る。同様に、UT120のアンテナ252、Tx/Rx254、プロセッサ260、270、288、および290、ならびに/またはコントローラ280は、本明細書で説明する動作を実行するために使用され、図2を参照しながら示され得る。
【００２７】
図2は、MIMOシステム100におけるアクセスポイント110ならびに2つのユーザ端末120mおよび120xのブロック図を示す。アクセスポイント110は、Nt個のアンテナ224a〜224apを備える。ユーザ端末120mは、Nut,m個のアンテナ252maから252muを備え、ユーザ端末120xは、Nut,x個のアンテナ252xa〜252xuを備える。アクセスポイント110は、ダウンリンクでは送信エンティティであり、アップリンクでは受信エンティティである。各ユーザ端末120は、アップリンクでは送信エンティティであり、ダウンリンクでは受信エンティティである。本明細書で使用する「送信エンティティ」は、ワイヤレスチャネルを介してデータを送信することが可能な独立動作型の装置またはデバイスであり、「受信エンティティ」は、ワイヤレスチャネルを介してデータを受信することが可能な独立動作型の装置またはデバイスである。以下の説明では、下付き文字「dn」はダウンリンクを示し、下付き文字「up」はアップリンクを示す。SDMA送信では、Nup個のユーザ端末が同時にアップリンク上で送信するが、アクセスポイント110がNdn個のユーザ端末に同時にダウンリンク上で送信する。NupはNdnに等しい場合も等しくない場合もあり、NupおよびNdnは、静的な値であり得るか、または各スケジューリング間隔の間に変化する可能性がある。アクセスポイントおよびユーザ端末においてビームステアリングまたは何らかの他の空間処理技法が使用され得る。
【００２８】
アップリンク上では、アップリンク送信のために選択された各ユーザ端末120において、送信(TX)データプロセッサ288は、データソース286からトラフィックデータを受信し、コントローラ280から制御データを受信する。コントローラ280は、メモリ282に結合され得る。TXデータプロセッサ288は、ユーザ端末のための選択されたレートに関連するコーディングおよび変調方式に基づいて、ユーザ端末のためのトラフィックデータを処理(たとえば、符号化、インターリーブ、および変調)し、データシンボルストリームを与える。TX空間プロセッサ290は、データシンボルストリームに対して空間処理を実行し、Nut,m個の送信シンボルストリームをNut,m個のアンテナに与える。各送信機ユニット(TMTR)254は、アップリンク信号を生成するために、それぞれの送信シンボルストリームを受信し、処理(たとえば、アナログ変換、増幅、フィルタリング、および周波数アップコンバート)する。Nut,m個の送信機ユニット254は、Nut,m個のアンテナ252からアクセスポイントへの送信のために、Nut,m個のアップリンク信号を与える。
【００２９】
アップリンク上での同時送信のために、Nup個のユーザ端末がスケジューリングされ得る。これらのユーザ端末の各々は、そのデータシンボルストリームに対して空間処理を実行し、アップリンク上で送信シンボルストリームのそのセットをアクセスポイントに送信する。
【００３０】
アクセスポイント110において、Nap個のアンテナ224a〜224apは、アップリンク上で送信するすべてのNup個のユーザ端末からのアップリンク信号を受信する。各アンテナ224は、受信された信号をそれぞれの受信機ユニット(RCVR)222に与える。各受信機ユニット222は、送信機ユニット254によって実行された処理を相補する処理を実行し、受信シンボルストリームを与える。RX空間プロセッサ240は、Nap個の受信機ユニット222からのNap個の受信シンボルストリームに対して受信機空間処理を実行し、Nup個の復元されたアップリンクデータシンボルストリームを与える。受信機空間処理は、チャネル相関行列反転(CCMI)、最小平均2乗誤差(MMSE)、ソフト干渉消去(SIC)、または何らかの他の技法に従って実行される。各復元されたアップリンクデータシンボルストリームは、それぞれのユーザ端末によって送信されたデータシンボルストリームの推定値である。RXデータプロセッサ242は、各復元されたアップリンクデータシンボルストリームを、そのストリームのために使用されたレートに従って処理(たとえば、復調、デインターリーブ、および復号)して、復号データを得る。ユーザ端末ごとの復号データは、記憶のためにデータシンク244に与えられ、および/または、さらに処理するためにコントローラ230に与えられる場合がある。コントローラ230は、メモリ232に結合され得る。
【００３１】
ダウンリンク上で、アクセスポイント110において、TXデータプロセッサ210が、ダウンリンク送信のためにスケジューリングされたNdn個のユーザ端末のためのデータソース208からのトラフィックデータと、コントローラ230からの制御データと、場合によってはスケジューラ234からの他のデータとを受信する。様々なタイプのデータは、異なるトランスポートチャネル上で送られることがある。TXデータプロセッサ210は、各ユーザ端末のために選択されたレートに基づいて、そのユーザ端末のトラフィックデータを処理(たとえば、符号化、インターリーブ、変調)する。TXデータプロセッサ210は、Ndn個のダウンリンクデータシンボルストリームをNdn個のユーザ端末に与える。TX空間プロセッサ220は、Ndn個のダウンリンクデータシンボルストリームに対して空間処理(本開示で説明するプリコーディングまたはビームフォーミングなど)を実行し、Nap個のアンテナにNap個の送信シンボルストリームを与える。各送信機ユニット222は、ダウンリンク信号を生成するために、それぞれの送信シンボルストリームを受信し、処理する。Nap個の送信機ユニット222は、Nap個のアンテナ224からユーザ端末への送信のためにNap個のダウンリンク信号を与える。
【００３２】
各ユーザ端末120において、Nut,m個のアンテナ252は、アクセスポイント110からNap個のダウンリンク信号を受信する。各受信機ユニット254は、関連するアンテナ252からの受信信号を処理し、受信シンボルストリームを与える。RX空間プロセッサ260は、Nut,m個の受信機ユニット254からのNut,m個の受信シンボルストリームに対して受信機空間処理を実行し、復元されたダウンリンクデータシンボルストリームをユーザ端末に与える。受信機空間処理は、CCMI、MMSE、または何らかの他の技法に従って実行される。RXデータプロセッサ270は、復元されたダウンリンクデータシンボルストリームを処理(たとえば、復調、デインターリーブ、および復号)して、ユーザ端末のための復号データを得る。ユーザ端末ごとの復号データは、記憶のためにデータシンク272に与えられ、および/または、さらに処理するためにコントローラ280に与えられる場合がある。
【００３３】
各ユーザ端末120において、チャネル推定器278は、ダウンリンクチャネル応答を推定し、チャネル利得推定値、SNR推定値、ノイズ分散などを含み得るダウンリンクチャネル推定値を与える。同様に、アクセスポイント110において、チャネル推定器228は、アップリンクチャネル応答を推定し、アップリンクチャネル推定値を与える。各ユーザ端末用のコントローラ280は、典型的には、ユーザ端末についての空間フィルタ行列を、そのユーザ端末についてのダウンリンクチャネル応答行列Hdn,mに基づいて導出する。コントローラ230は、アクセスポイントについての空間フィルタ行列を、実効アップリンクチャネル応答行列Hup,effに基づいて導出する。各ユーザ端末用のコントローラ280は、フィードバック情報(たとえば、ダウンリンクおよび/またはアップリンク固有ベクトル、固有値、SNR推定値など)をアクセスポイントに送信し得る。コントローラ230および280は、それぞれ、アクセスポイント110とユーザ端末120とにおける様々な処理ユニットの動作も制御する。
【００３４】
本開示のいくつかの態様によれば、図2に示す様々なプロセッサは、AP110および/またはユーザ端末120において、それぞれ、本明細書で説明する様々な技法を実行するように、LOS送信がトレーニング信号および/または本明細書で説明する技法に関する他のプロセスに基づいて利用されるかどうかを判定するように動作を指示し得る。
【００３５】
図3は、本開示の態様が実施される場合があり、MIMOシステム100内で使用される場合があるワイヤレスデバイス302において利用され得る様々な構成要素を示す。ワイヤレスデバイス302は、本明細書で説明する様々な方法を実施するように構成され得るデバイスの一例である。ワイヤレスデバイス302は、アクセスポイント110またはユーザ端末120であり得る。
【００３６】
ワイヤレスデバイス302は、ワイヤレスデバイス302の動作を制御するプロセッサ304を含み得る。プロセッサ304は、中央処理ユニット(CPU)と呼ばれることもある。読取り専用メモリ(ROM)とランダムアクセスメモリ(RAM)の両方を含み得るメモリ306は、命令およびデータをプロセッサ304に提供する。メモリ306の一部分は、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)も含み得る。プロセッサ304は、典型的には、メモリ306内に記憶されたプログラム命令に基づいて論理演算および算術演算を実行する。メモリ306内の命令は、本明細書で説明する方法を実施するために実行可能であり得る。プロセッサ304は、たとえば、見通しの判定および/または本明細書で説明する技法に関する他のプロセスを行うために、図6の動作600を実行するか、または指示する場合がある。
【００３７】
ワイヤレスデバイス302は、ワイヤレスデバイス302と遠隔地との間のデータの送信および受信を可能にする送信機310および受信機312を含み得るハウジング308を含む場合もある。送信機310と受信機312とを組み合わせてトランシーバ314にし得る。単一または複数の送信アンテナ316を、ハウジング308に取り付け、トランシーバ314に電気的に結合し得る。ワイヤレスデバイス302は、複数の送信機、複数の受信機、および複数のトランシーバを含む場合もある(図示せず)。
【００３８】
ワイヤレスデバイス302は、トランシーバ314によって受信された信号のレベルを検出し定量化するために使用され得る信号検出器318を含む場合もある。信号検出器318は、総エネルギー、シンボルごとのサブキャリア当りのエネルギー、電力スペクトル密度、および他の信号などの信号を検出し得る。ワイヤレスデバイス302は、信号を処理する際に使用するためのデジタル信号プロセッサ(DSP)320を含む場合もある。
【００３９】
ワイヤレスデバイス302の種々の構成要素は、バスシステム322によって互いに結合する場合があり、バスシステムは、データバスに加えて、電力バス、制御信号バス、およびステータス信号バスを含む場合がある。
【００４０】
本開示の態様は、トレーニング信号に基づいてデバイス間でLOS送信が利用されるかどうかを判定するために使用され得る。いくつかの場合には、たとえば、IEEE802.11ad規格による、ビームフォーミング(BF)トレーニングプロセス(たとえば、ビームフォーミングトレーニング手順)の一部として、トレーニング信号が送信され得る。BFプロセスは、一般に、1対のミリ波局、たとえば、受信機および送信機によって使用される。局の各ペアリングは、これらのネットワークデバイスの間の後続の通信に必要なリンクバジェットを達成する。したがって、BFトレーニングは、セクタスイープを使用するBFトレーニングフレーム送信の双方向シーケンスであり、各局が送信と受信の両方のための適切なアンテナシステム設定を決定することを可能にするのに必要な信号を提供する。BFトレーニングの完了成功後、ミリ波通信リンクが確立される。
【００４１】
ビームフォーミングプロセスは、その高い経路損失である、ミリ波スペクトルにおける通信に関する問題のうちの1つを解決する。したがって、通信範囲を拡張するためのビームフォーミング利得を利用するために、各トランシーバに多数のアンテナが配置される。すなわち、アレイ内の各アンテナから同じ信号が、わずかに異なる時刻に送信される。
【００４２】
例示的な実施形態によれば、BFプロセスは、セクタレベルスイープ(SLS)フェーズおよびビーム改良ステージを含む。SLSフェーズでは、STAのうちの1つは、イニシエータセクタスイープを行うことによってイニシエータとして動作し、イニシエータセクタスイープに、応答局による送信セクタスイープが続く(ここで、応答局が応答側セクタスイープを行う)。セクタは、セクタIDに対応する、送信アンテナパターンまたは受信アンテナパターンのいずれかである。上述のように、局は、アンテナアレイ(たとえば、フェーズドアンテナアレイ)内の1つまたは複数のアクティブアンテナを含むトランシーバであり得る。
【００４３】
SLSフェーズは、一般に、開始局がセクタスイープフィードバックを受信し、セクタ確認応答(ACK)を送信し、それによってBFを確立した後に終了する。イニシエータ局および応答局の各トランシーバは、様々なセクタを介したセクタスイープ(SSW)フレームの受信機セクタスイープ(RXSS)受信を行うために構成され、連続的な受信と、様々なセクタを介した複数のセクタスイープ(SSW)の送信(TXSS)または指向性マルチギガビット(DMG:directional Multi-gigabit)ビーコンフレームの送信との間にスイープが実行され、連続的な送信の間にスイープが実行される。
【００４４】
ビーム改良フェーズ中、各局は、短いビームフォーミングフレーム間スペース(SBIFS:short beamforming interframe space)間隔によって分離された、一連の送信をスイープすることができ、送信の間に送信機または受信機におけるアンテナ構成を変更することができる。言い換えれば、ビーム改良は、送信と受信の両方のために局がそのアンテナ構成(または、アンテナ重みベクトル)を改善することができるプロセスである。すなわち、各アンテナは、アンテナアレイの各要素に関する励起(振幅および位相)を記述する重みベクトルをさらに含む、アンテナ重みベクトル(AWV:antenna weight vector)を含む。
【００４５】
図4は、本開示のいくつかの態様による、二重偏波パッチ要素400を示す。図4に示すように、アンテナアレイの単一のエレメントは、複数の偏波アンテナを含み得る。複数のエレメントが、アンテナアレイを形成するために互いに組み合わせられる場合がある。偏波アンテナは、放射状に離間され得る。たとえば、図4に示すように、水平偏波アンテナ410および垂直偏波アンテナ420に相当する、2つの偏波アンテナ(すなわち、二重偏波アンテナ)が、直角に配置され得る。代替的にまたは追加として、任意の数の偏波アンテナが使用され得る。1つのエレメントの一方または両方のアンテナが円偏波される場合もある。
【００４６】
図5は、フェーズドアレイアンテナの一実装形態における信号伝播500を示す図である。フェーズドアレイアンテナは、同一のエレメント510-1〜510-4(以下、個別にエレメント510と呼ばれるか、または集合的にエレメント510と呼ばれる)を使用する。信号が伝播する方向は、各エレメント510に関してほぼ同じ利得をもたらすが、エレメント510の位相は異なる。エレメントが受信する信号が組み合わされ、所望の方向の正しい利得を有するコヒーレントなビームになる。アンテナ設計の追加の考慮事項は、電場の予想方向である。送信機および/または受信機が互いに対して回転する場合、方向の変化に加えて、電場も回転する。これは、フェーズドアレイが、ある極性にマッチングするアンテナまたはアンテナフィードを使用することによって電場の回転を処理することができ、極性変化の場合に他の極性または組み合わせられた極性に適合することができることを必要とする。
【００４７】
信号の送信機の態様を判定するために、信号極性に関する情報を使用することができる。信号の電力は、異なる方向に偏波された異なるアンテナによって測定される場合がある。アンテナは、アンテナが直交方向に偏波されるように配置される場合がある。たとえば、第1のアンテナは、第2のアンテナに直角に配置される場合があるが、ここで、第1のアンテナは水平軸を表し、第2のアンテナは垂直軸を表し、その結果、第1のアンテナは水平偏波され、第2のアンテナは垂直偏波される。互いに様々な角度で離間された追加のアンテナが含まれる場合もある。受信機が送信の極性を判定すると、受信機は、アンテナを受信信号にマッチングさせることによって受信性能を最適化する場合がある。
【００４８】
トレーニング信号に基づいた例示的なLOS判定
上述のように、本開示の態様は、ワイヤレスデバイスが、異なる偏波(たとえば、水平および垂直)を有するアンテナから送信されたトレーニング信号の相対利得および/または位相に基づいて見通し(LOS)にあるかどうかを判定するための技法を提供する。これらの技法は、ミリ波通信を使用するデバイスなどの、LOSが重要な因子であり得る任意のタイプのデバイスに適用され得る。
【００４９】
図6は、本開示のいくつかの態様による、LOS検出用のワイヤレスデバイスによって実行され得る例示的な動作600を示す。
【００５０】
動作600は、602において、異なる偏波を有する少なくとも第1および第2の送信アンテナを介して第2の装置から送信された第1および第2のトレーニング信号を、異なる偏波を有する少なくとも第1および第2の受信アンテナを介して取得することによって開始する。
【００５１】
604では、ワイヤレスデバイスは、第1および第2のトレーニング信号に基づいて、異なる送信受信アンテナ対に関する1つまたは複数の特性を判定し、各対は、第1または第2の送信アンテナの一方と第1または第2の受信アンテナの一方とを含む。
【００５２】
606では、ワイヤレスデバイスは、これらの特性に基づいて、第1の装置と第2の装置との間のリンク経路が見通し(LOS)であるかどうかを示すLOSパラメータを生成する。
【００５３】
動作600は、そのような信号の位相および/または利得を測定することが可能な受信機を有する任意のタイプのデバイスによって実行される場合がある。いくつかの場合には、そのような送信および測定は、送信機と受信機との間のビームトレーニングフェーズ中に行われる場合がある。
【００５４】
いくつかの場合には、垂直偏波信号または水平偏波信号のみを送信および受信することは、セクタレベルスイープ(SLS)およびビーム改良プロトコル(BRP:beam refinement protocol)フェーズにおいて、802.11adなどのミリ波通信の様々な規格のビームトレーニングフェーズに固有のものである。マルチ偏波アンテナを使用するBRPトレーニングフェーズ中に、アンテナがオンおよびオフに切り替えられながら、送信信号の相互相関が特定される場合がある。
【００５５】
信号の送信機の態様を判定するために、信号極性に関する情報が使用され得る。いくつかの態様では、送信機と受信機との間のリンク経路は、信号偏波に基づいて判定され得る。位相、利得、または位相と利得の両方は、LOS経路を検出するために水平偏波または垂直偏波された異なるアンテナによって測定され得る。たとえば、LOS経路の場合、垂直偏波および水平偏波されたアンテナは、様々な環境条件から実質的に同じ経路損失を示すべきである。たとえば、環境物体によって送信信号が反射される場合、垂直偏波および水平偏波された信号は、様々な反射係数のために様々な経路損失を受ける。
【００５６】
その結果、パラメータは、水平偏波アンテナが受信した信号と垂直偏波アンテナが受信した信号との間の測定差または測定比に基づいて計算され得る。このパラメータは、次いで、特定のしきい値と比較され得る。パラメータが特定のしきい値以上である場合、信号経路は、非LOS信号と宣言され得る。パラメータが特定のしきい値未満である場合、信号経路は、LOS信号と宣言され得る。
【００５７】
いくつかの態様では、送信機は、所与の方向に1つずつ水平偏波および垂直偏波の各々に対応するトレーニング信号を送信する。受信機は、次いで、水平偏波アンテナおよび垂直偏波アンテナを介して送信信号を受信する。受信機が各極性に関する平均受信電力を見つけると、受信機は、平均受信電力を比較し得る。
【００５８】
たとえば、トレーニング信号が送信される一例を仮定すると、2つの送信アンテナ(水平TX-Hおよび垂直TX-V)と2つの受信アンテナ(水平RX-Hおよび垂直RX-V)を有する受信機とを使用することによって、4つの特性が生成され得る。たとえば、第1の特性r1は、垂直偏波された受信アンテナ上で受信される、垂直偏波された送信アンテナからの送信信号の受信信号強度を示し得る。したがって、各特性r1〜r4は、次のように、各送信受信アンテナ対に関する受信信号強度r1〜r4を示す場合がある。
r1=TX-V-->RX-V、
r2=TX-V-->RX-H、
r3=TX-H-->RX-V、および
r4=TX-H-->RX-H
ここで、-Vは垂直偏波信号を記述し、-Hは水平偏波信号を記述し、TXは送信を記述し、RXは受信を記述する。
【００５９】
次いで、パラメータは、r1およびr4ならびに/またはr2およびr3に基づいて生成され得る。r1とr4との間および/またはr2とr3との間の比(または差)があるしきい値内にある(すなわち、しきい値以下である)ことをパラメータが示す場合、送信されたトレーニング信号に大幅な反射がないと仮定される場合があり、受信機は、受信機と送信機との間にLOS接続が存在すると判定し得る。
【００６０】
他方、水平偏波アンテナを介して受信された送信信号と、垂直偏波アンテナを介して受信された送信信号との間の比(または差)があるしきい値を超える場合、非LOS接続が存在する。LOSパラメータは、結果を検証するために生成された第2のパラメータとも比較され得る。たとえば、LOSパラメータがr1およびr4に基づいて計算されるとき、この第2のパラメータは、r2およびr3に基づいて、または異なる技法に基づいて完全に計算される場合がある。
【００６１】
いくつかの態様では、しきい値または信号は、様々な環境条件が補償される様々な因子に基づいて調整される場合がある。これらの因子は、交差偏波数、または偏波係数、使用されるアンテナ、信号対雑音比、または任意の他の既知の因子などの既知の因子を含み得る。これらの因子は、送信機デバイスによって送信され得る。受信機は、これらの因子の指示を受信し、しきい値を調整するこれらの因子を使用する場合がある。代替的に、受信機は、送信機と無関係に、これらの因子を計算するか、ルックアップするか、またはさもなければ取得する場合がある。いくつかの態様によれば、LOS判定を行うために、LOSを計算するための様々な技法が組み合わされる場合がある。たとえば、いくつかの場合には、トレーニング信号に基づいて計算されたLOSは、PDPなどの従来の手段によって行われるLOS判定を検証するために使用される場合がある。別の例として、本明細書で説明するように計算されたLOSパラメータは、LOS判定をさらに改良するために従来の手段によって行われた判定を用いて組み合わされる場合もある。
【００６２】
いくつかの態様では、受信機は、LOSパラメータを生成した後、送信機に送信するためにLOSパラメータを出力する。送信機は、たとえば、LOSパラメータを、受信機によって使用されるものと同じしきい値である場合もない場合もある、あるしきい値と比較することによってLOS判定を行うために、この受信されたLOSパラメータを使用する場合もある。
【００６３】
いくつかの態様では、送信機と受信機との間にLOSが存在するかどうかに関する判定は、測位情報の一部として受信機によって送信機に再び送信され得る。加えて、LOS情報は、たとえば、送信機と受信機との間の受信の最適化を助けるためのアプリケーションによって使用するためにアプリケーション層まで通過され得る。
【００６４】
上記で説明された方法の種々の動作は、対応する機能を実行することが可能な任意の適切な手段によって実行され得る。手段は、限定はしないが、回路、特定用途向け集積回路(ASIC)、またはプロセッサを含む、種々のハードウェアおよび/またはソフトウェア構成要素および/またはモジュールを含むことができる。一般に、図に示される動作がある場合、それらの動作は、同様の番号を付された対応する同等のミーンズプラスファンクション構成要素を有することができる。たとえば、図6に示す動作600は、図6Aに示す手段600Aに対応する。
【００６５】
取得する(たとえば、受信する)ための手段は、図2に示すUT120の受信機(たとえば、受信機ユニット254)および/もしくはアンテナ252、または図3に示す受信機312および/もしくはアンテナ316を含み得る。送信するための手段および出力するための手段は、図2に示すユーザ端末120の送信機(たとえば、トランシーバ254の送信機ユニット)および/もしくはユーザ端末120のアンテナ252、または図2に示す送信機(たとえば、トランシーバ222の送信機ユニット)および/もしくはアクセスポイント110のアンテナ224であってもよい。
【００６６】
生成するための手段、検出するための手段、判定するための手段、取得するための手段、選択するための手段、調整するための手段、処理するための手段、指示するための手段、および/または適用するための手段は、UT120のプロセッサ260、270、288、および290、ならびに/またはコントローラ280、または図3に描かれたプロセッサ304および/もしくはDSP320などの1つまたは複数のプロセッサを含み得る処理システムを含む場合がある。
【００６７】
いくつかの場合には、デバイスは、フレームを実際に送信するのではなく、送信のためのフレームを出力するインターフェースを有し得る。たとえば、プロセッサは、バスインターフェースを介して、送信用の無線周波数(RF)フロントエンドにフレームを出力し得る。同様に、デバイスは、フレームを実際に受信するのではなく、別のデバイスから受信されたフレームを取得するためのインターフェースを有し得る。たとえば、プロセッサは、バスインターフェースを介して、受信用のRFフロントエンドからフレームを取得(または受信)し得る。
【００６８】
いくつかの態様によれば、そのような手段は、LOS送信の存在を判定するために上記で説明した様々なアルゴリズムを(たとえば、ハードウェア内で、または実行中のソフトウェア命令によって)実施することによって、対応する機能を実行するように構成された処理システムによって実施され得る。
【００６９】
本明細書で使用する「判定する(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する。たとえば、「判定する」ことは、計算すること、算出すること、処理すること、導出すること、調査すること、ルックアップすること(たとえば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造内でルックアップすること)、確認することなどを含み得る。また、「判定する」ことは、受信すること(たとえば、情報を受信すること)、アクセスすること(たとえば、メモリ内のデータにアクセスすること)などを含み得る。また、「判定する」ことは、解決すること、選択すること、選ぶこと、確立することなどを含み得る。
【００７０】
本明細書で使用するとき、項目のリスト「のうちの少なくとも1つ」を指す句は、単一のメンバーを含む、それらの項目の任意の組合せを指す。一例として、「a、b、またはcのうちの少なくとも1つ」は、a、b、c、a-b、a-c、b-c、およびa-b-c、ならびに同じ要素の重複の任意の組合せ(たとえば、a-a、a-a-a、a-a-b、a-a-c、a-b-b、a-c-c、b-b、b-b-b、b-b-c、c-c、およびc-c-cまたはa、b、およびcの任意の他の順序)を包含するものとする。
【００７１】
本開示に関して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)もしくは他のプログラマブル論理デバイス(PLD)、ディスクリートゲートもしくはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア構成要素、または、本明細書に記載の機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実装または実行されてよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってもよいが、代替として、プロセッサは、任意の市販のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであってもよい。プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携した1つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装される場合もある。
【００７２】
本開示に関連して説明された方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアにおいて具現化され得るか、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにおいて具現化され得るか、またはその2つの組合せにおいて具現化され得る。ソフトウェアモジュールは、当技術分野で知られている任意の形式の記憶媒体内に存在し得る。使用できる記憶媒体のいくつかの例は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、フラッシュメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD-ROMなどを含む。ソフトウェアモジュールは、単一の命令、または多数の命令を含むことができ、いくつかの異なるコードセグメントにわたって、異なるプログラム間で、および複数の記憶媒体にわたって分散させることもできる。記憶媒体は、プロセッサがその記憶媒体から情報を読み取ることができ、その記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合することができる。代替形態では、記憶媒体はプロセッサと一体化する場合がある。
【００７３】
本明細書で開示した方法は、説明した方法を達成するための1つまたは複数のステップまたは動作を含む。方法のステップおよび/または動作は、特許請求の範囲から逸脱することなく互いに交換され得る。言い換えれば、ステップまたは動作の特定の順序が明記されていない限り、特定のステップおよび/または動作の順序および/または使用は、特許請求の範囲を逸脱することなく変更される場合がある。
【００７４】
説明した機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せにおいて実装され得る。ハードウェアにおいて実装される場合、例示的なハードウェア構成は、ワイヤレスノード内の処理システムを含み得る。処理システムは、バスアーキテクチャを用いて実現することができる。バスは、処理システムの特定の適用例および全体的な設計制約に応じて、任意の数の相互接続バスおよびブリッジを含むことができる。バスは、プロセッサ、機械可読媒体、およびバスインターフェースを含む種々の回路を互いにリンクさせる場合がある。バスインターフェースは、バスを介して、とりわけ、処理システムにネットワークアダプタを接続するために使用され得る。ネットワークアダプタは、物理層の信号処理機能を実装するために使用され得る。ユーザ端末120(図1参照)の場合において、ユーザインターフェース(たとえば、キーパッド、ディスプレイ、マウス、ジョイスティック、など)も、バスに接続され得る。バスは、当該技術分野において周知であり、したがって、これ以上説明することはない、タイミング源、周辺装置、電圧調整器、電力管理回路などの、様々な他の回路をリンクさせる場合もある。
【００７５】
プロセッサは、機械可読媒体に記憶されたソフトウェアの実行を含む、バスおよび一般的な処理を管理する役割を担う場合がある。プロセッサは、1つまたは複数の汎用および/または専用プロセッサを用いて実装され得る。例としては、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、DSPプロセッサ、およびソフトウェアを実行することができる他の回路がある。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、またはその他の名称で呼ばれるかどうかにかかわらず、命令、データ、またはそれらの任意の組合せを意味するように広く解釈されるものである。機械可読媒体には、例として、RAM(ランダムアクセスメモリ)、フラッシュメモリ、ROM(読取り専用メモリ)、PROM(プログラマブル読取り専用メモリ)、EPROM(消去可能プログラマブル読取り専用メモリ)、EEPROM(電気的消去可能プログラマブル読取り専用メモリ)、レジスタ、磁気ディスク、光ディスク、ハードドライブ、もしくは任意の他の適切な記憶媒体、またはそれらの任意の組合せを含み得る。機械可読媒体は、コンピュータプログラム製品に組み入れられる場合がある。コンピュータプログラム製品は、パッケージング材料を含む場合がある。
【００７６】
ハードウェア実装形態では、機械可読媒体は、プロセッサとは別個の処理システムの一部であってもよい。しかしながら、当業者が容易に理解するように、機械可読媒体またはその任意の部分は、処理システムの外部に存在することができる。例として、機械可読媒体は、バスインターフェースを介してプロセッサがアクセスし得るすべての、伝送線路、データによって変調された搬送波、および/またはワイヤレスノードとは別個のコンピュータ製品を含み得る。代替的または追加的に、機械可読媒体またはその任意の部分は、キャッシュおよび/または汎用レジスタファイルを有することができる場合など、プロセッサに統合されてもよい。
【００７７】
処理システムは、すべてが外部バスアーキテクチャを介して他のサポート回路と互いにリンクされる、プロセッサ機能を提供する1つまたは複数のマイクロプロセッサと、機械可読媒体の少なくとも一部分を提供する外部メモリとを有する汎用処理システムとして構成され得る。代替的に、処理システムは、プロセッサを有するASIC(特定用途向け集積回路)と、バスインターフェースと、ユーザインターフェース(アクセス端末の場合)と、サポート回路と、単一のチップに統合された機械可読媒体の少なくとも一部分とを用いて、あるいは1つまたは複数のFPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)、PLD(プログラマブル論理デバイス)、コントローラ、ステートマシン、ゲート論理、個別ハードウェア構成要素、もしくは任意の他の適切な回路、または本開示全体にわたって説明した様々な機能を実行することができる回路の任意の組合せを用いて実装されてもよい。当業者は、特定の用途とシステム全体に課せられた全体的な設計制約とに応じて処理システムに関する説明した機能を最良に実装する方法を認識するであろう。
【００７８】
機械可読媒体は、いくつかのソフトウェアモジュールを含み得る。ソフトウェアモジュールは、プロセッサによって実行されたとき、処理システムに様々な機能を実行させる命令を含む。ソフトウェアモジュールは、送信モジュールおよび受信モジュールを含み得る。各ソフトウェアモジュールは、単一の記憶デバイス内に存在しても、または複数の記憶デバイスに分散されてもよい。例として、トリガイベントが発生したときに、ソフトウェアモジュールは、ハードドライブからRAMにロードされ得る。ソフトウェアモジュールの実行中、プロセッサは、アクセス速度を高めるために、命令のうちのいくつかをキャッシュにロードし得る。次いで、1つまたは複数のキャッシュラインは、プロセッサによる実行のために汎用レジスタファイルにロードされ得る。以下でソフトウェアモジュールの機能性に言及する場合、そのような機能は、そのソフトウェアモジュールからの命令を実行したときにプロセッサによって実装されることが理解されよう。
【００７９】
ソフトウェアで実装される場合、各機能は、1つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶されるか、またはコンピュータ可読媒体を介して送信されてもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体と、コンピュータプログラムの1つの場所から別の場所への転送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体との両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによりアクセス可能な任意の利用可能な媒体であってもよい。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROMもしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスクス記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、または、命令もしくはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを搬送もしくは記憶するために使用することができ、コンピュータによってアクセスすることができる、任意の他の媒体を含むことができる。また、任意の接続も厳密にはコンピュータ可読媒体と呼ばれる。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL)、または赤外線(IR)、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、DSL、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用されるディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザーディスク(登録商標)(dics)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピー(登録商標)ディスク(disk)、およびBlu-ray(登録商標)ディスク(disc)を含み、ここで、ディスク(disk)は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)は、レーザを用いて光学的にデータを再生する。したがって、いくつかの態様では、コンピュータ可読媒体は、非一時的コンピュータ可読媒体(たとえば、有形媒体)を含み得る。さらに、他の態様では、コンピュータ可読媒体は、一時的なコンピュータ可読媒体(たとえば、信号)を含み得る。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲に含まれるべきである。
【００８０】
したがって、いくつかの態様は、本明細書において提示される動作を実行するためのコンピュータプログラム製品を含み得る。たとえば、そのようなコンピュータプログラム製品は、命令が記憶(および/または符号化)されているコンピュータ可読媒体を含む場合があり、命令は、本明細書で説明する動作を実行するために1つまたは複数のプロセッサによって実行可能である。いくつかの態様では、コンピュータプログラム製品はパッケージング材料を含み得る。
【００８１】
さらに、本明細書で説明する方法および技法を実行するためのモジュールおよび/または他の適切な手段が、適用可能な場合には、ユーザ端末および/または基地局によってダウンロードおよび/または別の方法で取得され得ることを諒解されたい。たとえば、本明細書で説明する方法を実行するための手段の転送を容易にするために、そのようなデバイスはサーバに結合され得る。代替的には、本明細書で説明する様々な方法は、デバイスに記憶手段を結合するか、またはデバイスに記憶手段を設けると、ユーザ端末および/または基地局が様々な方法を取得することができるように、記憶手段(たとえば、RAM、ROM、コンパクトディスク(CD)またはフロッピー(登録商標)ディスクなどの物理記憶媒体など)を介して提供することができる。その上、本明細書で説明する方法および技法をデバイスに提供するための任意の他の適切な技法が利用され得る。
【００８２】
特許請求の範囲は、上で説明された厳密な構成および構成要素に限定されないことは理解されたい。上で説明された方法および装置の配置、動作および細部に関して、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の修正、変更および変形を加えることができる。
【符号の説明】
【００８３】
100  システム、多元接続多入力多出力(MIMO)システム、MIMOシステム
110  アクセスポイント
120  ユーザ端末
130  システムコントローラ
208  データソース
210  TXデータプロセッサ
220  TX空間プロセッサ
222  送信機ユニット、受信機ユニット、トランシーバ
224  アンテナ
228  チャネル推定器
230  コントローラ
232  メモリ
234  スケジューラ
240  RX空間プロセッサ
242  RXデータプロセッサ
244  データシンク
252  アンテナ
254  受信機ユニット、送信機ユニット、トランシーバ
260  RX空間プロセッサ
270  RXデータプロセッサ
272  データシンク
278  チャネル推定器
280  コントローラ
282  メモリ
286  データソース
288  TXデータプロセッサ
290  TX空間プロセッサ
302  ワイヤレスデバイス
304  プロセッサ
306  メモリ
308  ハウジング
310  送信機
312  受信機
314  トランシーバ
316  アンテナ
318  信号検出器
320  デジタル信号プロセッサ、DSP
400  二重偏波パッチ要素
410  水平偏波アンテナ
420  垂直偏波アンテナ
500  信号伝播
510  エレメント
【図１】
2017539149.tif 000003
【図２】
2017539149.tif 000004
【図３】
2017539149.tif 000005
【図４】
2017539149.tif 000006
【図５】
2017539149.tif 000007
【図６】
2017539149.tif 000008
【図６Ａ】
2017539149.tif 000009
【国際調査報告】
2017539149.tif 000010
2017539149.tif 000011