下記記述では、多くの特定の詳細事項が述べられる。しかしながら、本発明の実施例は、これらの特定の詳細事項がなくても実施できることを理解すべきである。他の実施例では、周知の方法、構造および技術は、この記述の理解を不明瞭にしないために詳細には示されていない。
「一実施例」、「実施例」、「実施の例」、「様々な実施例」などの表示は、本発明の実施例が特定の機能、構造または特性を含むが、あらゆる実施例がその特定の機能、構造または特性を必ず含んでいるとは限らないことを示す。さらに、「ある実施例において」なる句の繰り返しの使用は必ずしも同じ実施例を参照するものではない。
次の説明および請求項において、「結合された」、「接続された」なる用語がそれらの派生語と共に使用される。これらの用語は、互いに同義語として意図されていないことに理解しなければならない。むしろ、特定の実施例では、「接続された」は、2またはそれ以上の要素が互いに物理的または電気的な直接の接触にあることを示すために使用されることがある。「結合された」は、2またはそれ以上の要素が物理的または電気的な直接の接触にあるか、または2またはそれ以上の要素が互いに直接の接触にはないが互いに協動して相互作用を及ぼしている状態のいずれかを意味することがある。
ここに使用されるように、別段の定めがない限り、共通の対象を表わす「第1」、「第2」、「第3」などの順序を示す形容詞の使用は、類似の対象の異なる例が引用されていることを単に示すに過ぎず、その対象が一時的にも、空間的に、格付的にも、あるいは他の方法においても、与えられた順序でなければならないことを意図するものではない。
他に特に述べられない限り、次の議論から明らかなように、「処理する」、「演算する」、「計算する」などのような用語を利用する議論は、明細書全体にわたって、コンピュータ、コンピュータ・システムまたは類似の電子計算機装置の動作または処理に関連するものであり、それは電子、量子などの物理量として表わされるデータを物理量として同じように表わされる他のデータへ操作または変換することとして理解される。
同様に、「プロセッサ」なる用語は、任意の装置またはレジスタおよび/またはメモリからの電子データを処理し、その電子データをレジスタおよび/またはメモリに格納できる他の電子データに変形するあらゆる装置または装置の一部に関するものである。「コンピューティング・プラットフォーム」は、1またはそれ以上のプロセッサを含んでいてもよい。
この文書の内容において、用語「ワイヤレス」およびその派生語は、回路、装置、システム、方法、技術、通信チャンネルなどを表し、それは非固体の媒体を経由し変調された電磁放射の使用を通じてデータを通信する。その用語は、関連する装置がいかなる有線をも含まないことを暗示するものではなく、いくつかの実施例において含まれていないだけである。
共通の産業用語に準拠して、「基地局」、「アクセス・ポイント」、および「AP」なる用語は、複数の他の電子装置とワイヤレスにかつ同時に通信することができる電子装置を記述するために互換的に使用されるものであり、「モバイル装置」および「STA」なる用語は、移動が要件ではないが、移動しても依然として通信する能力を有するこれら複数の他のあらゆる電子装置を表わすために互換的に用いられる。しかしながら、本発明の範囲は、これらの用語が付された装置に制限されるものではない。同様に、「空間分割多重接続」なる用語およびSDMAは互換的に使用される。ここに使用されるように、これらの用語は、異なる信号が異なるアンテナによって同じ装置から実質的に同時に送信され、その結果その結合した送信信号は同じ周波数上で実質的に異なる方向へ異なる装置に向けて送信される異なる信号となるあらゆる通信技術を、および/または、異なる信号が同じ周波数で複数のアンテナを通して異なる方向の異なる装置から実質的に同時に受信され、かつその異なる信号が適切な処理を通して互いに分離される技術を包含するように意図される。「同じ周波数」なる用語は、ここに使用される場合、帯域幅許容差、ドップラーシフト順応、パラメータ・ドリフトなどによる正確な周波数からの僅かの変分を含んでいてもよい。異なる装置への各送信の少なくとも一部が同時に生じる場合、異なる装置への2またはそれ以上の送信は実質的に同時であると考えられるが、異なる送信が同時に開始しおよび/または終了しなければならないことを暗示するものではない。同様に、異なる装置からの各受信の少なくとも一部が同時に生じる場合、異なる装置からの2またはそれ以上の受信は実質的に同時であると考えられるが、異なる送信が同時に開始しおよび/または終了しなければならないことを暗示するものではない。SDMAなる用語に使用される単語における相違は、他の単語によってしばしば使用されることがあり、例えば、「空間の」の代わりに「空間」を、あるいは「分割」の代わりに「ダイバーシティ」を用いることに制限されることはない。本発明の様々な実施例の範囲は、用語のそのような差を包含するものと意図される。
本発明の様々な実施例は、他の装置が特定のモバイル装置のトレーニング動作に干渉するのを防止するためにネットワーク割当てベクトルを使用する。いくつかの実施例では、送信要求および/または送信可フレームは、トレーニング・シーケンス中に指定された時間の間、送信を保留するために他の装置を起動する。他の実施例では、特定のデータ・フレーム形式が同じ目的のために使用されてもよい。
図1は、本発明の実施例に従うSDMAトレーニングのための通信網のダイヤグラムを示す。図示された実施例の通信網は、APからの異なる方角に配置された複数のSTA131−134と通信することができるAP110を示す。ここに記述された技術を用いて、AP110はSDMAトレーニング・フェーズを使用して、異なる信号を複数のSTAの各々へ実質的に同時に同じ周波数上で送信し、かつ異なる信号を複数のSTAの各々から実質的に同時に同じ周波数上で受信するために必要とされるパラメータを決定し、次に、そのような同時通信を実質的に可能にするためにこれらのパラメータを使用する。
AP110は、SDMA技術を使用して、一度に4台までのSTAとワイヤレスに通信する4本のアンテナ120を示すが、他の実施例では他の構成(例えば、AP110は2本、3本または4本を超えるアンテナを具備する)を形成してもよい。各STAは、AP110でワイヤレスに通信する少なくとも1本のアンテナを有する。いくつかの実施例では、STAのアンテナは全方向性をもって動作するように適合しているが、他の実施例では、STAのアンテナは指向性をもって動作するように適合していてもよい。いくつかの実施例では、STAは固定された位置にあるが、他の実施例では、少なくともSTAのいくつかは通信シーケンス中および/または間に移動していてもよい。いくつかの実施例では、APは固定された位置にあるが、しかし、他の実施例では、APは通信シーケンス中および/または間に移動していてもよい。
図2は、本発明の実施例に従うトレーニング・フェーズにおけるタイミング・ダイヤグラムの例を示す。図2では、基地局からの送信はAPとして示されたライン上に、3台のモバイル装置からの送信はSTA1,STA2,STA3として示されたライン上にそれぞれある。3台のSTAがこの実施例において示されるが、他の台数のSTAがここに記述された原則に従って、トレーニング動作で使用されてもよい。図2では、ラベル(例えばDATA NULL 1,ACK3など)の最後の数1,2,3は、STA1,2,3への、またはSTAからの送信をそれぞれ示す。図示された実施例では、APは、トレーニング・ポーリング(Training Poll)としてSTA1にデータ空フレーム(DATA NULL)を送信するものとして示されている。いくつかの実施例では、データ空フレームはデータ・フィールド中に0のバイトを備えるデータ・フレームであるが、他の実施例は異なるフォーマット(例えば、データ・フィールドは空白文字などからなってもよい)を使用することがある。その後、STA1はトレーニング応答として肯定応答(ACK)で応答する。その後、APは受信ACK信号を処理し、STA1と共に使用されるSDMA動作のためのパラメータを導き出す。APとSTA1との間の交換に続いて、APは、トレーニング・ポーリングとしてSTA2にDATA NULLを送り、それに対してSTA2はトレーニング応答としてACKで応答する。その後、APはACK2信号を処理し、STA2と共に使用されるSDMA動作のためのパラメータを導き出す。その後、同様の交換が、APとSTA3との間で行なわれる。これらの送信のいくつかまたはそのすべては、送信装置から全方向に向けられるが、様々な実施例はこの点に制限されることはない。
トレーニング応答中は、応答STA以外の装置からの信号が応答STAからAPのアンテナに受信される信号に干渉し、そのために不完全なパラメータを導き出すおそれがあるので、応答STA以外の装置は送信を差し控えるべきである。各データ空フレームは、交換をトレーニングするこのシーケンスの終了である時刻TETまでの残余時間を定義する期間インディケータを収容するフィールドを含む。いくつかの実施例では、期間インディケータはマイクロ秒で表現されるが、本発明の様々な実施例はこの点に制限されることはない。期間インディケータによって指定された時間、すなわちネットワーク割当てベクトル(NAV)として図面中で示されている間、ポーリング中にアドレスされたSTA以外であってデータ空フレームを受信するすべてのSTA(トレーニング・シーケンスに示されず、かつないが、同じ周波数上で動作するものを含む)は、APからのポーリングに応じてACKを送る以外、いかなる送信も発しない自粛期間に入る。したがって、STA2はポーリングDATA NULL 2を認識し、STA3はポーリングDATA NULL 3を認識するが、これらのSTAおよび他のSTA(この実施例におけるSTA1を除いて)は、指示時間中はそうでない限り送信するべきでない。図示された実施例において、NAVは、DATA NULL 1ポーリングが受信された時点で操作可能ではなく、したがって、もしAPによってそのようにすることを要求されれば、STA1は他のタイプの応答で返答してもよい。しかしながら、図示された実施例においては、STA1は、単にACKで返答することを要求されたに過ぎない。
APは、APが表示された動作中に生起させようとする送信および応答に基づいて、DATA NULLフレームを送る前にNAVの期間を計算する。DATA NULL 2は類似のNAVインディケータを含んでおり、それは時刻TETがDATA NULL 2を送信する時に接近しているという事実を説明するためにより小さな値を有する。DATA NULL 3もまたNAVを含み、同じ終了時点TETまでの時間を定義する。いくつかのSTAについて、同じ終了時点を定義するので、異なるDATA NULLに含まれている異なったNAVは余分なことがある。しかしながら、いくつかのSTAは、最初は睡眠状態にあるか、そうでなければ最初はDATA NULLを受信できないことがあり、したがって、トレーニング期間に沈黙を維持するために、後に知るためにNAVを受信する必要がある。早期にDATA NULLを受信するSTAは、NAV期間を再較正するために後のDATA NULLを使用してもよいが、本発明の様々な実施例はこの点に制限されることはない。
フレーム間スペース(IFS:interframe space)は、別装置からの連続送信間で示される。IFSは、送信が行われない時間間隔であると定義されるが、本発明はこの点に制限されることはない。様々な実施例では、図示された場所のすべて、いくつかあるいは全くなしにそのような時間間隔を使用することができる。IFSは、様々な基準に従って、一定の期間を有してもよく、また異なる期間を有してもよい。例えば、これらの時間間隔は、1)APおよび様々なSTAのタイミングの差を考慮に入れるために、2)受信と送信との間に必要とされるあらゆる処理のための時間を許容するために、3)トランシーバが送信モードと受信モードとの間で切り換える時間を用意しておくために、4)その他のために、様々な目的で役立てることができる。
図3は、図2に類似するタイミング・ダイヤグラムを示すが、最初のトレーニング・ポーリングが送信要求(RTS)として示され、また、最初のトレーニング応答が送信可(CTS)として示される点が異なる。RTSは、さらにNAV値を含む期間フィールドを含んでいてもよい。上述されたように、RTSを受信するアドレスされていないSTAは、APからのポーリングに応答するACKを除いて、示された時間の間送信することを差し控える。CTSは、さらに時刻TETまでの時間を示すNAV値を特定する期間フィールドを含んでいてもよい。CTSがAPに送られたことを聞き取ったSTAは、既に説明されたのと類似する方法で、CTS期間フィールドからのNAVを確立(あるいは再較正)する。いくつかの実施例では、アドレスされたSTAがまだアクティブNAVを有していない場合のみ、CTSがRTSに応答して送られ、したがって、CTSはアクティブNAVによる後の交換において利用可能でないので、RTS/CTS交換はシーケンスの最初の交換に制限されることがある。
RTS,CTS,ACKおよびデータ空フレームは、他のアプリケーションでは他の用途に用いられることがあるが、ここに記述された方法においてそれらはSDMAトレーニング動作に使用される。いくつかの動作では、SDMAトレーニング動作中におけるこれらのフレームの使用は、APに限られたものである、つまり、APがSDMAトレーニングのために規定された方法で受信応答を処理する一方、それらの応答がSDMAトレーニングに使用されるかどうかを知らないで図示されたようにSTAは応答することができる。
図4、図5および図6は、本発明の様々な実施例に従う様々なタイプのフレームのためのフォーマットを示す。図4は、RTSフレームのためのフォーマットを示し、図5は、CTSおよび/またはACKフレームのためのフォーマットを示し、および、図6は、データ・フレーム(空データ・フレームはデータ・フィールドに0のバイトを有していてもよい)のためのフォーマットを示すが、本発明の様々な実施例は図示されたフォーマットに制限されることはない。各フレーム中のフレーム制御フィールドの内容は、他の有用な情報を指定すると同様に、それがどのタイプのフレームかを明示することである。これらの実施例における各タイプのフレームがNAVを示すために使用される期間フィールドを含むことに注意すること。様々なアドレス・フィールドは、ターゲットおよび/またはソース装置のアドレスを指定するために使用されてもよい。CRCフィールドは、周期冗長検査(CRC)値に制限されないが、受信フレームの完全性を確認するために使用されるチェック値を含んでいてもよい。シーケンス制御フィールドは、複数の関連する送信を追跡する際に支援する情報を含んでいるが、あるデータの空フレームがトレーニング・ポーリングとして使用されるとき、有用なこともあるが、有用ではないこともある。
図7は、本発明の実施例に従う基地局における動作方法のフローチャートを示す。図7および図8に示されたフローチャートは、特定の動作のみをカバーするが、他の動作が図示された動作の以前、以後および/または間に行なわれてもよい。フローチャート700において、710で、基地局は、現在のトレーニング・フェーズの終了を定義する期間値(例えば、NAVに対する値)を計算する。期間値は、後続のポーリング、応答およびフレーム間スペースのような現在のトレーニング・フェーズ中に行なわれると予測されるすべての合計であるが、本発明の様々な実施例はこの点に制限されることはない。720で、トレーニング・ポーリングは、特にアドレスされたモバイル装置に送信されるが、そのトレーニング・ポーリングは計算された期間値を含む。いくつかの実施例では、トレーニング・ポーリングはRTSフレームまたはデータ空フレームを含むが、本発明の様々な実施例はこれに制限されることはない。730で、基地局は、アドレスされたモバイル装置からのトレーニング応答を受信する。現在トレーニング・フェーズにあるすべてのモバイル装置がポーリングされた場合、740で示されるように、他の処理(記述されていない)が750で開始あるいは継続される。現在のトレーニング・フェーズでポーリングされるべき追加のモバイル装置がある場合、次のポーリングに対する正確な期間値を計算するために、710へ処理が戻る。図示された実施例では、前のモバイル装置のためのトレーニング交換が終了した後、新しい期間値が個々の新しいトレーニング交換のために計算される。他の実施例が他の技術を使用することもあるが、あらゆる指示モバイル装置をポーリングする前にトレーニング・フェーズ中の全ポーリングに対する期間値を計算することに制限されるものではない。
図8は、本発明の実施例に従うモバイル装置中の動作方法のフローチャートを示す。フローチャート800では、810で、モバイル装置は、期間値(図7中の710で計算された期間値に制限されることはない)を含むトレーニング・ポーリングを受信する。いくつかの実施例では、トレーニング・ポーリングは、RTSまたはデータ空フレームであるが、しかし、本発明の様々な実施例はこの方法に制限されることはない。820で、タイマーは期間値毎に設定され、図示されたタイミング間隔を計時し始め、それはトレーニング・フェーズの終端で終了する。いくつかの実施例では、タイマー内の値は、タイマーが開始する正確な時刻ではなくむしろ特定の時刻に始めるために調整されることがある。830で、ポーリングの行先アドレスは、これらの動作を行なうモバイル装置がポーリングを行なうモバイル装置であるかどうかを決めるために検査される。そうである場合、モバイル装置は正しいフレーム・タイプの送信を行なうことにより、840で、そのトレーニング・ポーリングに対して応答する。いくつかの実施例では、その応答はCTSまたはACKであってよいが、本発明の様々な実施例はこれに制限されることはない。830で、アドレスが一致しない場合、モバイル装置は、850,870,810で示されるように、1)タイマーの終了および2)次のトレーニング・ポーリングの受信の最初まで待機する。トレーニング・フェーズが終了したことを示して、最初にタイマーが終了する場合、ここに示されていないが他の処理のために、処理は860へ進む。別のトレーニング・ポーリングが最初に受信される場合、処理は810で再び始まるが、前の動作が繰り返されてもよい。新しいトレーニング・ポーリングが期間値を有する場合、タイマー中の値は、820で新しい値にリセットされてもよく、あるいは、ブロック820をカウンタ中の現在値を保持するためにスキップしてもよい。
図9は、本発明の実施例に従う基地局のブロック図を示す。コンピューティング・プラットフォーム950は、基地局に適した処理を行なうが、1またはそれ以上のプロセッサを含んでいてもよく、いくつかの実施例では、1またはそれ以上のプロセッサの少なくとも1つはデジタル信号プロセサ(DSP)である。図示された実施例では、AP110は4本のアンテナ120を有するが、他の実施例では、2本、3本または4本を超えるアンテナを有してもよい。各アンテナについては、基地局110は、変復調器920、アナログ・デジタル変換器(ADC)930およびデジタル・アナロク変換器(DAC)940を具備する。復調器−ADCの組合せは、アンテナから受信した無線周波数信号をコンピューティング・プラットフォーム950によって処理するのに適しているデジタル信号に変換する。同様に、DAC−変調器の組合せは、コンピューティング・プラットフォーム950からのデジタル信号をアンテナによる送信に適する無線周波数信号に変換する。図示されない他のコンポーネントは、必要に応じて図示されたブロック内に含まれているが、増幅器、フィルタ、発振器、ここでは1つだけが示されるが、複数のDACおよび/またはADCに制限されることはない。
図10は、本発明の実施例に従うモバイル装置のブロック図を示す。モバイル装置131に図示するコンポーネントは、図9に同様の名称が付されたコンポーネントと機能的に類似するコンピューティング・プラットフォーム1050、アンテナ1021、変復調器1020、ADC1030およびDAC1040を含むが、図10の装置は、単一のアンテナ/変復調器/ADC/DACの組合せで示され、また、コンピューティング・プラットフォーム1050は、基地局よりむしろモバイル装置用に前述された動作を行なうが、本発明の様々な実施例はこれらの関係に制限されることはない。
本発明の様々な実施例は、ハードウェア、ファームウェアおよびソフトウェアの1つまたは組合せで実行することができる。本発明の実施例も、機械読取り可能媒体上に格納された命令として実行され、それはここに記述された動作を行なうためにコンピューティング・プラットフォームによって読取られかつ実行される。機械読取り可能媒体は、機械(例えばコンピュータ)によって判読可能な形式で情報を格納または送信するためのあらゆるメカニズムを含む。例えば、機械読取り可能媒体は、リード・オンリー・メモリ(ROM)、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、磁気ディスク記憶装置媒体、光記憶媒体、フラッシュ・メモリ装置、伝播信号(例えば搬送波、赤外線信号、デジタル信号など)の電気的、光学的、音響的、または他の形式のものを含む。
前出した記述は、実施例として意図されており、制限的なものではない。当業者による変更が行なわれ得る。これらの変更は、本発明の様々な実施例に含まれると意図され、それは添付された請求項の思想および範囲によってのみ制限される。