(57)【要約】  多重入出力（ＭＴＭＯ）動作の能力がある無線周波数（ＲＦ）データパケット信号トランシーバの無線ビームステアリング動作中の受信機の信号受信性能を評価するための方法。ビームフォーミング装置（「ビームフォーマ」）からのサウンディングパケット（ＳＰ）の伝送に応答し、受信装置（「ビームフォーミ」）が、ビームフォーマ及びビームフォーミが通信する無線信号経路環境による信号減衰に関係するビームフォーミングフィードバック行列（ＢＦＭ）を表す行列データを含む応答データパケットを伝送する。この行列データを使用し、ビームフォーミの信号受信性能を示す統計的変動を計算することができる。
2020519081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重入出力（ＭＩＭＯ）動作の能力がある無線周波数（ＲＦ）データパケット信号トランシーバを含む被試験装置（ＤＵＴ）の無線ビームステアリング動作中の受信機の信号受信性能を評価する方法であって、
前記ＤＵＴによる受信のために無線信号経路環境を介してＭＩＭＯサウンディングパケット（ＳＰ）を伝送するステップと、
前記ＭＩＭＯ  ＳＰに関係する応答データパケットであって、前記無線信号経路環境による信号減衰に関係する圧縮ビームフォーミングフィードバック（ＣＢＦ）行列Ｖを表す行列データを含む応答データパケットを受信するステップと、
処理済みデータを生成するべく前記行列データを処理するステップと、
前記伝送するステップ、受信するステップ、及び処理するステップを繰り返して複数の処理済みデータを生成するステップと、
前記複数の処理済みデータの対応する部分同士の間の統計的変動を前記複数の処理済みデータに基づいて計算するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記ＭＩＭＯ  ＳＰを伝送するステップは、複数のデータパケット信号ソースを用いて前記ＭＩＭＯ  ＳＰを伝送するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記無線信号経路環境を介してＭＩＭＯ  ＳＰを伝送するステップは、複数の信号放射素子を用いて前記ＭＩＭＯ  ＳＰを伝送するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ＭＩＭＯ  ＳＰを伝送するステップは、共通の搬送波信号位相と共に共通の公称搬送波信号周波数を有する複数のデータパケット信号を介して前記ＭＩＭＯ  ＳＰを伝送するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＭＩＭＯ  ＳＰを伝送するステップは、共通の搬送波信号位相と共に共通の公称搬送波信号周波数を有する別々に放射される複数の無線データパケット信号を介して前記ＭＩＭＯ  ＳＰを伝送するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記無線信号経路環境による信号減衰に関係するＣＢＦ行列Ｖは、前記伝送されるＭＩＭＯ  ＳＰの位相に関係する複数の要素を含む行列を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記無線信号経路環境による信号減衰に関係するＣＢＦ行列Ｖは正規化行列を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記処理済みデータを生成するべく前記行列データを処理するステップは、前記行列データの複数の２進要素を処理して対応する複数の１０進要素を生成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記伝送するステップ、受信するステップ、及び処理するステップを繰り返すステップは、前記伝送するステップ、受信するステップ、及び処理するステップの前記繰り返しを交互に行うステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の処理済みデータは、それぞれの複数の行列要素を有する複数の行列を含み、
前記複数の処理済みデータの対応する部分同士の間の統計的変動を前記複数の処理済みデータを用いて計算するステップは、前記それぞれの複数の行列要素の対応するもの同士の間の複数の変動を計算するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
多重入出力（ＭＩＭＯ）動作の能力がある無線周波数（ＲＦ）データパケット信号トランシーバを含む被試験装置（ＤＵＴ）の無線ビームステアリング動作中の受信機の信号受信性能を評価する方法であって、
前記ＤＵＴによる受信のために無線信号経路環境を介して互いに異なる複数の信号位相を有する複数のＭＩＭＯサウンディングパケット（ＳＰ）を伝送するステップと、
前記複数のＭＩＭＯ  ＳＰの少なくとも一部に関係する一つ以上の応答データパケットであって、前記無線信号経路環境による信号減衰に関係する圧縮ビームフォーミングフィードバック（ＣＢＦ）行列Ｖを表す行列データを含む応答データパケットを受信するステップと、
複数の処理済みデータを生成するべく前記行列データを処理するステップと、
前記複数の処理済みデータの対応する部分同士の間の統計的変動を前記複数の処理済みデータに基づいて計算するステップと
を含む、方法。
【請求項１２】
前記複数のＭＩＭＯ  ＳＰを伝送するステップは、複数のデータパケット信号ソースを用いて前記複数のＭＩＭＯ  ＳＰを伝送するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記無線信号経路環境を介して複数のＭＩＭＯ  ＳＰを伝送するステップは、複数の信号放射素子を用いて前記複数のＭＩＭＯ  ＳＰを伝送するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数のＭＩＭＯ  ＳＰを伝送するステップは、共通の搬送波信号位相と共に共通の公称搬送波信号周波数を有する複数のデータパケット信号を介して前記複数のＭＩＭＯ  ＳＰを伝送するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数のＭＩＭＯ  ＳＰを伝送するステップは、共通の搬送波信号位相と共に共通の公称搬送波信号周波数を有する別々に放射される複数の無線データパケット信号を介して前記複数のＭＩＭＯ  ＳＰを伝送するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記無線信号経路環境による信号減衰に関係するＣＢＦ行列Ｖは、前記伝送される複数のＭＩＭＯ  ＳＰの前記複数の互いに異なる信号位相に関係する複数の要素を含む行列を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記無線信号経路環境による信号減衰に関係するＣＢＦ行列Ｖは正規化行列を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記行列データを処理して複数の復号済みデータを生成するステップは、前記行列データの複数の２進要素を処理して対応する複数の１０進要素を生成するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記複数の処理済みデータは、それぞれの複数の行列要素を有する複数の行列を含み、
前記複数の処理済みデータの対応する部分同士の間の統計的変動を前記複数の処理済みデータに基づいて計算するステップは、前記それぞれの複数の行列要素の対応するもの同士の間の複数の変動を計算するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、参照によりその開示を本明細書に明確に援用する、２０１７年５月３日に出願された米国特許出願第１５／５８５，８３１号明細書の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本発明はビームフォーミングを行うように設計される無線周波数（ＲＦ）信号送信機を試験すること、具体的にはマルチユーザ多重入出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）動作の能力がある無線周波数（ＲＦ）データパケット信号トランシーバの無線ビームステアリング動作中の受信機の信号受信性能を評価することに関する。
【０００３】
今日の電子装置の多くは接続性及び通信の両方のために無線信号技術を使用する。無線装置は電磁エネルギを送受信し、２つ以上の無線装置がその信号周波数及びパワースペクトル密度によって互いの動作と干渉する可能性があるので、これらの装置及びこれらの装置の無線信号技術は様々な無線信号技術標準の仕様に準拠しなければならない。
【０００４】
かかる無線装置を設計するとき、エンジニアはかかる装置が含まれる無線信号技術によって規定される標準に基づく仕様のそれぞれをかかる装置が満たし又は上回ることを確実にするために格別の注意を払う。更に、それらの装置が後で多量に製造されるとき、含まれる無線信号技術の標準に基づく仕様への準拠を含め、製造欠陥が不適切な動作を引き起こさないことを確実にするためにそれらの装置は試験される。
【０００５】
かかる無線装置を試験することは、被試験装置（ＤＵＴ）の受信サブシステム及び送信サブシステムを試験することを概して含む。試験システムは、ＤＵＴの受信サブシステムが適切に動作しているかどうかを判定するために、例えば様々な周波数、パワーレベル、及び／又は信号変調技法を使用して一連の規定の試験データパケット信号をＤＵＴに送信する。同様に、ＤＵＴは、ＤＵＴの送信サブシステムが適切に動作しているかどうかを判定するために、試験システムが受信し処理するための試験データパケット信号を様々な周波数、パワーレベル、及び／又は変調技法で送信する。
【０００６】
その製造及び組立後にこれらの装置を試験するために、現在の無線装置試験システムは、各被試験装置（ＤＵＴ）に試験信号を与え、各ＤＵＴから受信される信号を解析するための様々なサブシステムを有する試験システムを概して使用する。一部のシステム（「テスタ」と呼ばれることが多い）は、ＤＵＴに伝送すべきソース信号を提供するためのベクトル信号発生器（ＶＳＧ）、及びＤＵＴが作り出す信号を解析するためのベクトル信号解析器（ＶＳＡ）を少なくとも含む。ＶＳＧによる試験信号の生成及びＶＳＡが行う信号解析は、様々な周波数範囲、帯域幅、及び信号変調特性を有する多岐にわたる無線信号技術標準への準拠について様々な装置を試験するためにそのそれぞれを使用できるようにするために、（例えば内部のプログラム可能コントローラ又はパーソナルコンピュータ等の外部のプログラム可能コントローラを使用することによって）概してプログラム可能である。
【０００７】
携帯電話、スマートフォン、タブレット等の無線装置はＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃ／ａｄ／ａｘ／ａｙ（「Ｗｉ−Ｆｉ」）、３ＧＰＰ  ＬＴＥ、及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の標準に基づく技術を利用する。これらの技術の基礎を成す標準は高信頼の無線の接続性及び／又は通信をもたらすように設計されている。それらの標準は、エネルギ効率が良いように且つ隣接し又は無線スペクトルを共用する同じ技術又は他の技術を使用する装置間の干渉を最小限にするように概して設計される物理的仕様及び高水準の仕様を規定する。
【０００８】
これらの標準によって規定される試験は、標準によって規定される仕様に準拠するようにかかる装置が設計されていること、及び製造される装置がそれらの規定の仕様に準拠し続けることを確実にすることを意図する。殆どの装置は少なくとも１つ又は複数の受信機及び送信機を含むトランシーバである。従って試験は、受信機及び送信機の両方が準拠するかどうかを確認することを意図する。ＤＵＴの受信機の試験（ＲＸ試験）は、受信機に試験パケットを送信する試験システム（テスタ）、及びその試験パケットにＤＵＴ受信機がどのように応答するのかを明らかにする何らかの方法を概して含む。ＤＵＴの送信機は、試験システムにパケットを送信させることによって試験され、試験システムはＤＵＴによって送信される信号の物理的特性を評価する。
【０００９】
図１Ａ及び図１Ｂを参照し、ＩＥＥＥ８０２．１１標準のより最近のバージョンは、より高い実効信号対雑音比（ＳＮＲ）及びより高いデータレートを有する空間的により指向性の信号ストリームの送受信を可能にするためにビームステアリング又はビームフォーミングを可能にする。ソース（「ビームフォーマ」）１の複数の信号ストリーム３がクライアント（「ビームフォーミ」）２の全ての入力ポートにステアリングされるシングルユーザ（ＳＵ）モード（図１Ａ）又はソース１の信号ストリームのサブセット３ａ、３ｂがそれぞれのクライアント２ａ、２ｂの入力ポートにステアリングされるマルチユーザ（ＭＵ）モード（図１Ｂ）において、複数の入力及び／又は複数の出力信号ストリームを有する装置との及び／又はかかる装置間の通信も可能にされる。
【００１０】
より具体的には、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ標準はマルチユーザ多重入出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）動作のための仕様を提供する。「ＭＩＭＯ」機能は、高度なデジタル信号処理によって通信性能を改善するために受信機（多重入力又は「ＭＩ．．．」）及び送信機（多重入力又は「ＭＯ．．．」）において複数のアンテナを使用することである。ＭＩＭＯは、各アンテナに関連する別個の送信／受信チェーンがリンクのロバスト性を改善すること及び／又はデータレートを高めることを利用する。かかる形態は、より高い信号帯域幅を有する無線通信がより高いデータスループットを可能にできるようにする。「ＭＵ」機能は、複数の装置が例えば単一のアクセスポイント（ＡＰ）を使用して別々に通信することを可能にする。換言すれば、使用可能な全てのアンテナを介して２つの装置が互いとしか通信しないシングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）動作とは対照的に、ＭＵ−ＭＩＭＯは同じ周波数帯域内で複数のユーザとの間で端末が信号を同時に送受信することを可能にする。
【００１１】
図２を参照し、ソース１０（例えば４つのアンテナを有するＡＰ）と複数のクライアント１２（例えばデュアルアンテナを有するラップトップコンピュータ）、１４（単一のアンテナを有するスマートフォン）、１６（単一のアンテナを有する携帯電話）との間のＭＵ−ＭＩＭＯ動作中、受信信号をソース１０に知らせるためにステアリング行列が使用される。局（クライアント）は、例えばこの例ではヌルデータパケット（ＮＤＰ）パケットであり得るサウンディングパケット（ＳＰ）に応答して、受信信号のヘッダを使用して圧縮ビームフォーミングフィードバック（ＣＢＦ）行列を生成することによってビームフォーミングフィードバック行列（ＢＦＭ）を生成し提供することにより、ビームフォーミングフィードバックを提供する。次いで、ＮＤＰパケットへの応答として生成される応答パケットの一部としてＣＢＦ行列（Ｖ行列）がソースに送り返される。
【００１２】
ＭＵ−ＭＩＭＯステアリング動作がどの程度効果的なのかを明らかにする際、ＣＢＦ行列の精度が重要な役割を果たす。ビームフォーミングフィードバック行列のあり得る最良の精度を得るにはクライアント受信機への非常にクリーンな入力信号が必要であり、受信機によって信号に加えられる如何なる雑音及び／又は歪みも最小化される必要がある。クライアント送信機による信号放射の品質は（例えば基準信号の位相干渉性を保つために共通の局所発振器が使用される限り）優れたＶＳＡを使用して非常に簡単に測定できる可能性があるが、クライアント受信機の寄与によって信号品質に加えられる効果を突き止めることはより複雑である。１つの解決策は受信機の誤りベクトル度（ＥＶＭ）を測定することである。しかし、デジタル化されたＩＱデータサンプルへのアクセスは多くの試験環境において、とりわけ製造試験中は概して不可能である。
【００１３】
図３を参照し、代替的にパケット誤り（ＰＥＲ）試験を使用して受信品質がしばしば測定される。しかし受信機が一定のＥＶＭレベルに達すると、ＥＶＭを更に改善することはＰＥＲに対して最小限の効果しかない。従って、受信機の感度を試験することさえ（高品質のＶＳＧを使用しても）受信機の真のＥＶＭを明らかにせず、それは劣化したＥＶＭによってＶＳＧの出力パワーの精度及び統計的変動がＰＥＲの変動よりも劣るからである。従って、従来のＰＥＲは受信機の受信機品質を試験するために効果的に使用できず、ＰＥＲ要件を満たすのに十分かどうかを試験するためにしか効果的に使用できない。例えばＩＥＥＥ標準は送信信号（ＴＸ）の品質について−３５ｄＢのＥＶＭを規定するが、ＭＵ−ＭＩＭＯには−４１ｄＢが最適だと考えられている。従って、−３５ｄＢの受信信号（ＲＸ）ＥＶＭは、（０．５ｄＢ未満の変動を伴って）−４１ｄＢのＲＸ  ＥＶＭとほぼ同じＰＥＲをもたらす。従って、ＭＵ−ＭＩＭＯビームフォーミング受信機の品質を試験するより優れたやり方が必要である。
【発明の概要】
【００１４】
多重入出力（ＭＩＭＯ）動作の能力がある無線周波数（ＲＦ）データパケット信号トランシーバの無線ビームステアリング動作中の受信機の信号受信性能を評価するための方法。ビームフォーミング装置（「ビームフォーマ」）からのサウンディングパケット（ＳＰ）の伝送に応答し、受信装置（「ビームフォーミ」）が、ビームフォーマ及びビームフォーミが通信する無線信号経路環境による信号減衰に関係するビームフォーミングフィードバック行列（ＢＦＭ）を表す行列データを含む応答データパケットを伝送する。この行列データを使用し、ビームフォーミの信号受信性能を示す統計的変動を計算することができる。
【００１５】
本明細書で主張する発明の例示的実施形態によれば、多重入出力（ＭＩＭＯ）動作の能力がある無線周波数（ＲＦ）データパケット信号トランシーバを含む被試験装置（ＤＵＴ）の無線ビームステアリング動作中の受信機の信号受信性能を評価するための方法が、
ＤＵＴによる受信のために無線信号経路環境によってＭＩＭＯサウンディングパケット（ＳＰ）を伝送するステップと、
ＭＩＭＯ  ＳＰに関係し、無線信号経路環境による信号減衰に関係するビームフォーミングフィードバック行列（ＢＦＭ）を表す行列データを含む応答データパケットを受信するステップと、
行列データを処理して処理済みデータを生成するステップと、
伝送するステップ、受信するステップ、及び処理するステップを繰り返して複数の処理済みデータを生成するステップと、
複数の処理済みデータの対応する部分の間の統計的変動を複数の処理済みデータに基づいて計算するステップと
を含む。
【００１６】
本明細書で主張する発明の別の例示的実施形態によれば、多重入出力（ＭＩＭＯ）動作の能力がある無線周波数（ＲＦ）データパケット信号トランシーバを含む被試験装置（ＤＵＴ）の無線ビームステアリング動作中の受信機の信号受信性能を評価するための方法が、
ＤＵＴによる受信のために無線信号経路環境によって互いに異なる複数の信号位相を有する複数のＭＩＭＯサウンディングパケット（ＳＰ）を伝送するステップと、
複数のＭＩＭＯ  ＳＰの少なくとも一部に関係し、無線信号経路環境による信号減衰に関係するビームフォーミングフィードバック行列（ＢＦＭ）を表す行列データを含む１つ又は複数の応答データパケットを受信するステップと、
行列データを処理して複数の処理済みデータを生成するステップと、
複数の処理済みデータの対応する部分の間の統計的変動を複数の処理済みデータに基づいて計算するステップと
を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１Ａ及び１Ｂは、ＳＵ−ＭＩＭＯ動作及びＭＵ−ＭＩＭＯ動作のための従来の無線（ＯＴＡ）試験環境を示す。
【図２】ソースと複数のユーザとの間のＭＵ−ＭＩＭＯ動作中のＢＦＭ行列の従来の使用を示す。
【図３】８０ＭＨｚの帯域幅と共に５２１０ＭＨｚで動作する２ｘ２  ＭＩＭＯ  ＶＨＴ装置の感度の例示的な比較を示す。
【図４】本明細書で主張する発明の例示的実施形態による試験環境を示す。
【図５】典型的なＶＨＴ圧縮ビームフォーミングフレームのアクションフィールドの形式を示す。
【図６】本明細書で主張する発明の例示的実施形態による、無線ビームステアリング動作中の受信機の信号受信性能を評価するためのチャネル較正手続きを示す。
【図７】ＳＵ−ＭＩＭＯ動作のためのＮＤＰアナウンスフレームの形式を示す。
【図８】ＮＤＰの形式を示す。
【図９】ＳＵ−ＭＩＭＯ動作のための圧縮ビームフォーミングアクションフレームを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の詳細な説明は、添付図面に関する本明細書で主張する発明の実施形態例についてのものである。この説明は、本発明の範囲に関して限定的ではなく例示的であることを意図する。かかる実施形態は、当業者が本発明を実践できるようにするために十分詳しく説明されており、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなしに幾らかの改変を伴って他の実施形態が実践され得ることが理解されよう。
【００１９】
本開示の全体を通して、文脈から明確に逆に示されることがない場合、記載されている個々の回路要素の数は単数でも複数でも良いことが理解されよう。例えば、「回路」及び「回路構成」という用語は、能動及び／又は受動であり、記載する機能を提供するために一緒に（例えば１つ又は複数の集積回路チップとして）接続され或いは結合される単一のコンポーネント又は複数のコンポーネントを含み得る。加えて「信号」という用語は、１つ又は複数の電流、１つ又は複数の電圧、又はデータ信号を指し得る。図中、同様の又は関係する要素は同様の又は関係する英字、数字、又は英数字の識別子を有する。更に、本発明は（好ましくは１つ又は複数の集積回路チップ形式の）ディスクリート電子回路構成を用いた実装形態の文脈で解説するが、処理しようとする信号周波数又はデータレートに応じて、かかる回路構成の如何なる部分の機能も１個又は複数個の適切にプログラムされたプロセッサを使用して代わりに実装することができる。更に、図面が様々な実施形態の機能ブロックの図解を示す限りにおいて、機能ブロックは必ずしもハードウェア回路構成間の区分を示すものではない。
【００２０】
本明細書で主張する発明の例示的実施形態によれば、ＮＤＰパケットを受信することに応答して生成される被試験装置（ＤＵＴ）からのパケット内に含まれる報告Ｖ行列データのどの統計的変動が明らかにされるのかに基づいてビームフォーミング動作が開始される。（例えばＶＳＧを使用する）高品質の入力信号と共に複数のパケットにわたって応答を平均することにより、もたらされる如何なる変動もＤＵＴ受信機の不完全さ（例えば加えられる雑音及び／又は歪み）から生じることになる。行列データはデジタル形式（例えばデータパケット）で報告されるので、ＤＵＴ送信機は報告行列データに影響を及ぼさない。更に、データフィールドがビット数の点で限定されるので、ＤＵＴ受信機が「完璧」でも最小限の変動が別様に予期される。
【００２１】
本明細書で主張する発明の例示的実施形態を説明するための以下の解説は、主にＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ標準に準拠するシステムの脈絡にある。但し当業者なら容易に理解されるように、それらの追加の実施形態は例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ及び８０２．１１ａｙ並びにＬＴＥ及び５Ｇ等の携帯電話システムを制限なしに含む他の標準に準拠するシステムを使用して実装することができる。
【００２２】
図４を参照し、本明細書で主張する発明の例示的実施形態によれば、ＤＵＴ１１２にＭＩＭＯ  ＮＤＰ１２１を伝送するデュアルＶＳＧ１０４（例えばＭＩＭＯ信号１０５ａ、１０５ｂ間の繰り返しの相対位相情報を確実にするために共通の局所発振器１０８と同期される２つのＶＳＧ１０４ａ、１０４ｂの形をとる）を含むテスタ１０２。これはＤＵＴ受信機の高ＳＮＲにおいて、又は少なくともＤＵＴ受信機の感度付近で行われ得る。ＤＵＴ１１２は既知の原理に従って受信ＮＤＰを処理し、応答パケット１２３を送り返す。
【００２３】
図５を参照し、ＣＢＦ行列データは、応答パケット１２３として送信されるＶＨＴ（ｖｅｒｙ  ｈｉｇｈ  ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）ビームフォーミング報告（以下で更に論じる）の第４のフィールド内に含まれる。応答パケット１２３はＶＳＡ（例えばテスタ１０２による完全なＭＩＭＯ動作を可能にするための２つのＶＳＡ１０６ａ、１０６ｂ）によって捕捉され、ＣＢＦ行列データがパケット１２３から抽出され処理される。（この処理は例えばデータの復号、復号された２進情報の処理、及び送信機のステアリング行列の再作成のうちの何れか１つ又は複数を制限なしに含み得る）。これを複数回繰り返すことにより、抽出されるＣＢＦ行列データの統計的変動を明らかにし、評価を行うことができる。
【００２４】
適切な評価基準を決定するために、１つの選択肢はＤＵＴ１１２（図４）の代わりに最初に基準装置（ＫＧＤ：ｋｎｏｗｎ  ｇｏｏｄ  ｄｅｖｉｃｅ）を使用することであり得る。低減されているが繰り返し可能なＥＶＭ（例えば低減されたＳＮＲ、位相雑音、及び歪み）を有するＶＳＧ信号にＫＧＤの受信機をさらし、その結果生じるＣＢＦ行列データの変動を明らかにすることができ、適切な合否基準を導出する際に使用するためにＥＶＭ相関に対する変動を明らかにすることができる。或いは、適切な信号位相角の変動を導入することによって所望の性能及び劣化をシミュレートすることができる。
【００２５】
図６を参照し、本明細書で主張する発明の例示的実施形態に従って無線ビームステアリング動作中の受信機の信号受信性能を評価することは、シングルユーザビームフォーミングチャネル較正手続きを使用して単一の送信機から単一の受信機への伝送を形成する。ビームフォーマ１０２は、既知の固定形式を有するフレームであるＮＤＰ１２１を送信する。ビームフォーミ１１２は受信したＮＤＰ１２１を解析し、（短いフレーム間隔時間ＳＩＦＳの後で）応答パケット１２３内で送信されるフィードバック行列を計算する。このチャネル較正手続きはシングルであり、これによりビームフォーマ１０２及びビームフォーミ１１２はステアリング行列を計算するのに必要な生データを与えるための信号伝送チャネル特性を協力して決定する。ビームフォーミ１１２はステアリング行列を直接は与えず、代わりにビームフォーマ１０２が自らのステアリング行列を計算するのに必要な情報を与えるように機能する。
【００２６】
図７を参照し、このチャネル較正手続きは、ビームフォーマが制御フレームであるＮＤＰアナウンスフレームを伝送するときに始まるチャネルサウンディングプロセスの一部である。全チャネルサウンディングプロセスが１つのバースト内で行われ、そのためＮＤＰアナウンス内で設定される持続時間は３フレームの完全な交換の長さに相当する。ＳＵ−ＭＩＭＯビームフォーミングでは、ＮＤＰアナウンスフレームがフィードバック行列内のカラムの数を識別することによってＣＢＦフィードバック行列のサイズを中継する。ＮＤＰアナウンスフレームの主な目的は、所期のビームフォーミのための単一のＳＴＡ情報フィールドを運ぶことである。ＳＴＡ情報フィールドは２バイト長であり、３つのフィールドで構成される。
【００２７】
ＡＩＤ１２フィールドは、８０２．１１ＡＰに関連付けられるときに所期のビームフォーミに割り当てられる関連付けＩＤの１２個の最下位ビットを含む。ＡＰは関連付けＩＤを有さないので、クライアント装置がビームフォーマとして機能する場合はこのフィールドが０に設定される。
【００２８】
フィードバックタイプフィールドは、シングルユーザＮＤＰアナウンスフレームではゼロである。
【００２９】
Ｎｃインデックスフィールドはフィードバック行列内のカラムの数を識別し、空間的ストリームごとに１つのカラムがある。この３ビットフィールドは８個の値をとることができ、それらの値は８０２．１１ａｃによってサポートされる８個のストリームとマッチする。このフィールドは、空間的ストリームの数から１を引いた値に設定される。
【００３０】
図８を参照し、ＮＤＰアナウンスフレームの伝送後、ビームフォーマがＮＤＰフレームを伝送する。「ヌルデータパケット」という名称はデータフィールドがないＰＬＣＰフレームに基づき、そのため８０２．１１ＭＡＣフレームはない。チャネルサウンディングはＰＬＣＰヘッダ内の受信済みのトレーニングシンボルを解析することによって行うことができ、それによりＭＡＣデータの必要性をなくす。ＮＤＰ内には、データ伝送において使用される空間的ストリームごとに１つのＶＨＴ  Ｌｏｎｇ  Ｔｒａｉｎｉｎｇ  Ｆｉｅｌｄ（ＶＨＴ−ＬＴＦ）がある。
【００３１】
図９を参照し、ＶＨＴ圧縮ビームフォーミングアクションフレームはＮＤＰの受信に応答したものであり、フィードバック行列を含む。フィードバック行列は、ＮＤＰトレーニングシンボルがどのように受信されたのか、及びビームフォーマがビームフォーミに対してフレームをどのようにステアリングすべきかをビームフォーマに知らせる。アクションフレームのヘッダは、フレームがフィードバック行列を含むことを示す。次はＶＨＴ  ＭＩＭＯ制御フィールドであり、このフィールドは６つの属性を記述することによってビームフォーマがフィードバック行列を解釈することを可能にする。
【００３２】
（１）フィードバック行列のサイズ（６ビット）：Ｎｃインデックス及びＮｒインデックスフィールドはフィードバック行列のカラム及びローそれぞれの数を識別する。ビームフォーム伝送内の空間的ストリームの数が増加するにつれて、結果として生じる行列が大きくなる。
【００３３】
（２）チャネル幅（２ビット）：フィードバック行列のサイズは基礎を成すチャネルのサイズにも依存する。より幅広のチャネルは、測定するためのより多くの個々の信号搬送波に対処するためにより大きいフィードバック行列を必要とする。
【００３４】
（３）グルーピング（２ビット）：ビームフォーミング行列の一部が繰り返される場合、ビームフォーミは複数の空間的ストリームをまとめて伝送行列のサイズを減らすことができる。
【００３５】
（４）コードブック（１ビット）：ビームフォーミング行列はアンテナ素子によって必要とされる位相シフトを記述するために効果的に使用される。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ標準によれば、ビームフォーマが記述された位相シフトを有する情報を長いビット列として伝送する。ステアリング行列の受信機はビットフィールドをどこで個々の行列要素に分割するのかを知る必要があり、このフィールドはかかるデータの表現を記述する。
【００３６】
（５）フィードバックの種類（１ビット）：ＳＵ−ＭＩＭＯではフィードバックの種類はシングルユーザである。
【００３７】
（６）フロー制御（１０ビット）：残りのフィードバックセグメント、第１のフィードバックセグメント、及びサウンディングダイアログトークンフィールドは合わせてビームフォーミからの応答がビームフォーマによる要求とマッチされることを可能にする。広帯域幅及び多数の空間的ストリームに関連する大きい行列では行列が大きく、従って複数のセグメント内でビームフォーマに送信されなければならない場合がある。
【００３８】
本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなしに本発明の構造及び動作方法の他の様々な修正形態及び代替形態が当業者に明らかになる。本発明を好ましい具体的実施形態に関して説明してきたが、特許請求の範囲に記載の本発明は、かかる具体的実施形態に不当に制限されるべきではないことを理解すべきである。添付の特許請求の範囲は本発明の範囲を定め、それらの請求項及びその等価物の範囲に含まれる構造及び方法が特許請求の範囲によって保護されることを意図する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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