JP2012527824A - Ｍａｃヘッダプロテクションを増大させる装置及び方法 - Google Patents

Abstract

ＭＡＣヘッダプロテクションを向上させるシステム及び方法の実施例が開示される。他の実施例が開示及び請求されてもよい。

Description

本開示は、一般に無線通信の分野に関し、より詳細には無線環境においてロウバストな通信プロトコルを提供するシステム及び関連する方法に関する。

無線アクセスネットワークは、テレビ放送及びインターネットにより提供されるように、コンテンツを送信するのに利用可能である。無線アクセスネットワークにおいて装置間でマルチメディア又は高スループットデータストリームを伝送する必要性が、高データレートによりロウバストなデータストリームの受信を要求する。ビームフォーミング及びビームトラッキング方法及びシステムが、無線環境においてビデオストリーミング及び他のアプリケーションに必要とされる高い送信レートを実現するのに利用されてもよい。無線環境が変化すると、受信機において測定される信号対雑音比が低下し、アドレス情報及び／又は関連データの損失又は損傷を招く可能性がある。

本発明としてみなされる主題は、明細書の結論部において特に指摘され、明確に請求される。しかしながら、本発明は、構成及び動作方法と共にその課題、特徴及び効果に関して、添付した図面と一緒に読むとき以下の詳細な説明を参照して最も良く理解されるであろう。
図１は、本発明のいくつかの実施例による無線ネットワークにおいて信号を用いて通信する装置を示すブロック図である。 図２は、本発明のいくつかの実施例によるコンポーネントのブロック図である。 図３は、本発明のいくつかの実施例による中間的な変調及び符号化方式において符号化されるＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）ヘッダを有するパケットのブロック図である。 図４は、本発明のいくつかの実施例によるパケットのペイロードにおいてパリティビットと組み合わされたＭＡＣヘッダを有するパケットのブロック図である。 図５は、本発明のいくつかの実施例による無線通信のロウバスト性を増大させる方法のフロー図である。 図６は、本発明のいくつかの実施例による無線通信のロウバスト性を増大させる方法の他のフロー図である。 図示の簡単化及び明確化のため、図面に示された要素は、必ずしもスケーリングするように示されていない。例えば、これらの要素の一部の大きさは、明確化のため、他の要素に対して誇張されているかもしれない。さらに、適切であると考えられる場合、参照番号は、対応する又は同様の要素を示すため図面間で繰り返されている。

以下の詳細な説明では、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）ヘッダプロテクションを増大させる方法を提供するための多数の具体的詳細が、本発明の完全な理解を提供するため与えられる。しかしながら、本発明はこれらの具体的詳細なしに実現されてもよいことは当業者に理解されるであろう。他の例では、本発明を不明りょうにしないように、周知の方法、処理、構成要素及び回路は詳細には説明されていない。

受信機が当該受信機に対するビームフォーミング情報を取得する確率を増加させることによって、パケットの無線送信のためのロウバストな方法を提供することが、当該技術における進歩となるであろう。いくつかの無線通信リンクに対して、ビデオストリーミング及び他の高スループットアプリケーションをサポートするのに必要とされる高いデータレートを実現するためのビームフォーミング技術を利用することが有効である。送信機及び／又は受信機の動き、それらの近くにおけるリフレクタの変動などの無線ネットワークにおける環境変化は、無線チャネルの変化を生じさせ、信号対雑音比（ＳＮＲ）を増加させる可能性がある。

受信機に対する受信機アドレス情報を含むパケット情報は、無線通信中に欠落する可能性がある。パケットが受信機に送信されたことを受信機が知らなかった場合、受信機は、パケットの受信のためビームトラッキングシーケンスを起動することを認識しない。よりロウバストな無線通信リンクを提供するため、ＭＡＣヘッダの形式によるアドレッシング情報が、データ送信に利用されるものと異なる変調符号化スキーム（ＭＣＳ）を用いて送信されてもよい。あるいは、又は一緒に、ＭＡＣヘッダは、データ送信に利用されるＭＣＳを用いて送信される場合、ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）方式によりわたされてもよい。さらに、完全な形式又は省略された形式による宛先識別情報（ＩＤ）がＰＨＹヘッダに挿入されてもよい。この結果、無線通信における１以上のパケットが、通信中にＭＡＣヘッダ情報を保持しながら、より迅速に又は効率的に伝送されてもよい。

図面を参照して、図１は、６０ＧＨｚ帯（５７〜６６ＧＨｚミリ波（ｍｍ−ｗａｖｅ））通信ネットワークなどのネットワークにおいて通信するため信号を送受信する装置のブロック図を示す。本発明のいくつかの実施例は、無線通信局、ステーション又は局、クライアント、無線通信装置、無線アクセスポイント（ＡＰ）、モデム、無線モデム、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、デスクトップコンピュータ、モバイルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、サーバコンピュータ、セットトップボックス、携帯コンピュータ、携帯装置、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）装置、携帯ＰＤＡ装置、ステーション又は局、移動局（ＭＳ）、グラフィックディスプレイ及び通信局などの各種装置及びシステムと共に利用されてもよい。

あるいは、又は一緒に、これらの装置はまた、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ）、ＭＡＮ（Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＭＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＭＡＮ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＷＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＷＡＮ）、既存の次世代ミリ波（２００８年１１月２８日のＮＧｍＳ−Ｄ０２／ｒ０）により動作する装置及び／又はネットワーク、ＷＧＡ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｇｉｇａｂｉｔ Ａｌｌｉａｎｃｅ）、ＩＥＥＥ８０２．１１，８０２．１１ａ，８０２．１１ｂ，８０２．１１ｅ，８０２．１１ｇ，８０２．１１ｈ，８０２．１１ｉ，８０２．１１ｎ，８０２．１６，８０２．１６ｄ，８０２．１６ｅ規格、将来のバージョン及び／又は派生、上記規格のＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＰＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＰＡＮ）、上記ＷＬＡＮ、ＰＡＮ及び／又はＷＰＡＮネットワークの一部であるユニット及び／又は装置、一方向及び／又は双方向無線通信システム、セルラ無線電話通信システム、セルラ電話、無線電話、ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）装置、無線通信装置を搭載するＰＤＡ装置、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）送受信機又は装置、ＳＩＭＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）送受信機又は装置、ＭＩＳＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）送受信機又は装置、ＭＲＣ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｒａｔｉｏ Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）送受信機又は装置、“スマートアンテナ”技術又は複数アンテナ技術を有する送受信機又は装置など、無線ネットワークにおいて信号を用いて通信可能である。

本発明のいくつかの実施例は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、ＩＲ（Ｉｎｆｒａ Ｒｅｄ）、ＦＤＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ＦＤＭ）、ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、Ｅ−ＴＤＭＡ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ ＴＤＭＡ）、ＧＰＲＡ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）、Ｅｘｔｅｎｄｅｄ ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ ＣＤＭＡ）、ＣＤＭＡ２０００、ＭＤＭ（Ｍｕｌｔｉ−Ｃａｒｒｉｅｒ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、ＤＭＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｎｅ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）（ＲＴＲ）、ＺｉｇＢｅｅ（ＴＭ）など、１以上のタイプの無線通信信号及び／又はシステムと共に利用されてもよい。

ネットワーク１４０は、アクセスポイント（１００ａ，１００ｂ）、ステーション１１０ａ、移動局１１０ｂ、グラフィックディスプレイ（１２０）及び通信局（１３０ａ，１３０ｂ）などの複数のノード又は装置を有する。アクセスポイント１００ａは、他のアクセスポイント１００ｂと、通信局（ＣＳ）１３０ａ，１３０ｂなどの通信局と通信する。ＣＳ１３０ａ，１３０ｂは、固定された又は実質的に固定された装置であってもよい。いくつかの実施例では、本発明の範囲はこれに限定されるものでないが、これらの装置は、ＰＡＮにおいて通信するためのミリ波信号を利用する。

アクセスポイント１００ａはまた、ステーション１１０ａやグラフィックディスプレイ１２０などの他の装置と通信する。他の実施例では、アクセスポイント１００ａとステーション１１０ａとは、ピア・ツー・ピア（Ｐ２Ｐ）ネットワークの一部として機能する。他の実施例では、アクセスポイント１００ａとステーション１１０ａとは、メッシュネットワークの一部として機能し、ここでは、通信は移動局１１０ｂなどのメッシュネットワークの他の無線装置のためにルーティングされるパケットを有する。固定された無線アクセス、ＷＬＡＮ、ＷＰＡＮ、ポータブルマルチメディアストリーミング、車両内ネットワークなどのローカル化されたネットワークは、適用可能なＰ２Ｐ及びメッシュネットワークの具体例である。

一実施例では、ネットワーク１４０は、１００ａ，１１０ａ，１１０ｂ，１２０，１３０ｂなどの各装置の全体パフォーマンスを向上させ、ネットワーク１４０全体のパフォーマンスを増加させるため、１以上の規格をサポートする通信装置を提供するための技術を実現するため、１００ａ，１１０ａ，１１０ｂ，１２０，１３０ｂなどの１以上の装置において、図２に示されるようなコンポーネント２００を有する。コンポーネント２００は、特定の実施例に応じたモジュール２０６から構成されてもよい。一実施例では、モジュール２０６は、単一の送受信機（又は送信機及び受信機など）において各種コードを符号化／復号化するためのＬＤＰＣ（Ｌｏｗ−Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ−Ｃｈｅｃｋ）エンコーダ／デコーダから構成されてもよい。通信システムは、誤り訂正機能を提供するためＬＤＰＣコードを適用する。多くの通信誤り訂正アプリケーションでは、ＬＤＰＣデコーダが、単一の受信機において各種コードを復号化するため利用される。

ＬＤＰＣコードは、コードワードのビット間で共有されるいくつかのシンプルなパリティチェック関係を利用して構成されるあるタイプのＦＥＣブロックコードである。ＬＤＰＣコード（ｎ，ｋ）は、サイズｎ＊（ｎ−ｋ）の疎なパリティチェックマトリックスＨにより通常表される（ただし、ｎはコードワード長であり、ｋは情報長である）。パリティチェックマトリックスは、ＬＤＰＣコードワードを符号化及び復号化するための基礎として利用される。ＬＤＰＣエンコーダ／デコーダは、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）又はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）として実現されてもよい。ＤＳＰとして実現されるＬＤＰＣエンコーダ／デコーダを有するモジュール２０６の実施例は、動作可能な速度は電力制約などにより限定されるが、フレキシブルな手段を提供する。ＡＳＩＣとして実現されるエンコーダ／デコーダを有するモジュール２０６の実施例は、“ハード配線”され、一旦構成されると再設定することは困難であるため、ＤＳＰ実現形態と同じフレキシビリティを提供しないが、より高速に動作する。ＬＤＰＣエンコーダ／デコーダを有するモジュール２０６の実施例は、新たなプログラミングをデコーダのアドレス生成モジュールにダウンロードすることによって、ＬＤＰＣや他のＦＥＣコードなどの複数のコードを復号化するようプログラムされてもよい。さらに、ＬＤＰＣエンコーダ／デコーダは、新たなプロトコルについてプログラムされ、これにより、より短い製品化期間により通信製品により広範に利用されることが可能となる。さらに、ＬＤＰＣエンコーダ／デコーダの実施例は、チェックノードとシンボルノードとの間の複雑なルーティングを低減し、その実現形態を簡単化する。

一実施例では、１００ａ，１１０ａ，１１０ｂ，１２０，１３０ｂなどの無線装置は、無線リンクを介し通信する。これらの無線装置間の無線リンクは、通信品質を損なう可能性のあるノイズ及び／又は各種干渉効果を受ける可能性がある。これらの制約を克服するため、ＦＥＣコードが利用されてもよい。すなわち、ＦＥＣコーダは、無線送信前にデータを符号化するため、コンポーネント２００のモジュール２０６などの送信機内に設けられてもよい。信号が受信されると、コンポーネント２００のモジュール２０６などの受信機内のＦＥＣデコーダが、信号を復号化するのに利用されてもよい。ＦＥＣデコーダは、受信したデータの１以上のエラーを検出及び訂正可能である。このようにして、チャネル２６２のノイズ及び／又は干渉効果により生じるエラーが解消されてもよい。一実施例では、ＬＤＰＣコードは、装置１００ａ，１１０ａ，１１０ｂ，１２０，１３０ａなどの無線装置内でＦＥＣコードとして利用されてもよい。

図２は、コンポーネント２００の一実施例を示す。図２は、例えば、ネットワーク１４０のコンポーネント２００のブロック図を示す。コンポーネント２００は、図１を参照して説明されるような無線装置の一部として実現されてもよい。図２に示されるように、コンポーネント２００は、処理部２０２とトランシーバアレイ部２３０とを有する。処理部２０２は、ＬＤＰＣエンコーダ／デコーダ２０６、メディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ）２１０、スイッチ（ＳＷ）２２０及びメモリ２９０を有するベースバンドプロセッサ２０４などのＰＨＹレイヤの複数の要素から構成される。一部の要素は、例えば、１以上の回路、コンポーネント、レジスタ、プロセッサ、ソフトウェアルーチン又はこれらの何れかの組み合わせなどを用いて実現されてもよい。図２は限定数の要素を示すが、与えられた実現形態に所望されるように、より多くの又はより少数の要素がコンポーネント２００において利用されてもよい。実施例は、これに限定されるものでない。

一実施例では、コンポーネント２００は、トランシーバアレイ２３０を有する。トランシーバアレイ２３０は、複数の送信機２４０ａ，２４０ｂと受信機２５０ａ，２５０ｂとのペアを有する。一実施例では、送信機２４０ａ，ｂと受信機２５０ａ，ｂとの各ペアは、特定の実施例に基づきモジュール２８０を有してもよい。一実施例では、モジュール２８０はアンプであってもよい。トランシーバアレイ２３０は、例えば、ＭＩＭＯシステムとして実現されてもよい。ＭＩＭＯシステム２３０は、２つの送信機２４０ａ，ｂと２つの受信機２５０ａ，ｂとを有する。ＭＩＭＯシステム２０３は限定数の送信機と受信機とを有するように示されているが、トランシーバ２３０は、何れか所望数の送信機と受信機とを有してもよい。実施例は、これに限定されるものでない。

一実施例では、トランシーバアレイ２３０の送信機２４０ａ，ｂと受信機２５０ａ，ｂとは、ＯＦＤＭ送信機と受信機として実現されてもよい。送信機２４０ａ，ｂと受信機２５０ａ，ｂとはそれぞれ、チャネル２６２，２７２を介し他方の無線装置とパケット２６４，２７４を通信する。例えば、アクセスポイント１１０ａ又は１１０ｂの一部として実現されるとき、送信機２４０ａ，ｂと受信機２５０ａ，ｂとはステーション１１０ａとパケット２６４，２７４を通信する。ステーション１１０ａの一部として実現されるとき、送信機２４０ａ，ｂと受信機２５０ａ，ｂとは、アクセスポイント１１０ａ又は１１０ｂとパケット２６４，２７４を通信する。これらのパケットは、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、１６−ＱＡＭ、６４−ＱＡＭなどを含む１以上の変調スキームに従って変調される。実施例は、これに限定されるものでない。

一実施例では、送信機２４０ａと受信機２５０ａとはアンテナ２６０に動作接続され、送信機２４０ｂと受信機２５０ｂとはアンテナ２７０に動作接続される。アンテナ２６０及び／又は２７０の具体例として、内部アンテナ、全方向アンテナ、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、エンドフェットアンテナ、円偏波アンテナ、マイクロストリップアンテナ、デュアルアンテナ、アンテナアレイ、ヘリカルアンテナなどがあげられる。一実施例では、ネットワーク１４０は、スループットを増加させるため複数のアンテナを有するＭＩＭＯベースＷＬＡＮとして実現されてもよく、スループットの増加に対して範囲の増大をトレードオフとなる。ＭＩＭＯベース技術は他の無線技術に適用されてもよい。ネットワーク１４０が、６０ＧＨｚ帯（５７〜６６ＧＨｚミリ波（ｍｍ−ｗａｖｅ））などのＷＰＡＮ又は企業の無線アクセスのための８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎプロトコルによるＷＬＡＮとして実現されてもよいが、企業で使用される他の実施例は、例えば、再設定可能な無線技術及び／又は複数の無線（複数の送受信機、送信機及び／又は受信機など）を含むものであってもよい。実施例は、これに限定されるものでない。

処理部２０２は、ベースバンドプロセッサ２０４を利用するベースバンド処理及び／又はメディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）２１０などのデジタル通信機能を実行するよう構成される。一実現形態では、符号化方法を実行するよう構成されるＬＤＰＣエンコーダ／デコーダ２０６は、デジタルベースバンドプロセッサ２０４の一部として任意的なデジタル復調手段（独立して図示せず）と共に統合される。１以上のアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）、メモリコントローラ、デジタル変調手段及び／又は他の関連する要素などの追加的な要素がまた、コンポーネント２００の一部として含まれてもよい。

ベースバンドプロセッサ２０４とＭＡＣ２１０とは、汎用プロセッサとしてハードウェアにより実現されてもよい。例えば、ベースバンドプロセッサ２０４とＭＡＣ２１０とは、カリフォルニア州Ｓａｎｔａ ＣｌａｒａのＩｎｔｅｌ（登録商標）Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより製造される汎用プロセッサから構成されてもよい。ベースバンドプロセッサ２０４とＭＡＣ２１０とはまた、コントローラ、マイクロコントローラ、埋め込みプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークプロセッサ、入出力（Ｉ／Ｏ）プロセッサ、メディアプロセッサなどの専用プロセッサから構成されてもよい。ベースバンドプロセッサ２０４とＭＡＣ２１０とは、ベースバンド及びアプリケーション処理機能を有し、１以上のプロセッサコア及び／又はＡＳＩＣ装置のファームウェア及びハードウェアを利用してもよい。例えば、ベースバンドプロセッサ２０４とＭＡＣ２１０とは、命令をフェッチし、デコードを生成し、オペランドを検出し、適切なアクションを実行し、その後に結果を格納する機能を提供する。

ベースバンドプロセッサ２０４とＭＡＣ２１０とは、複数のコアを備える単一の装置として合成されてもよい。複数のコアの利用は、１つのコアがＭＡＣレイヤ機能に専用され、他のコアがベースバンド機能に専用されることを可能にする。あるいは、複数のコアは、コア間に処理負荷を共有させることを可能にする。データレートが増加すると、ＭＡＣ２１０及び／又はベースバンドプロセッサ２０４などのソフトウェアにより実現されるプロセッサは、高スループットアプリケーションにおいてデータを処理するのに十分速くないため、ＭＡＣ２１０とベースバンドプロセッサ２０４とはハードウェアにより実現されることが望ましい。

一実施例では、コンポーネント２００はメモリ２９０を有する。メモリ２９０は、揮発性と不揮発性の両方のメモリを有する、データを格納可能な何れかのマシーン可読又はコンピュータ可読媒体から構成されてもよい。例えば、メモリは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ−Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ ＲＡＭ）、ＤＤＲＡＭ（Ｄｏｕｂｌｅ−Ｄａｔａ−Ｒａｔｅ ＤＲＡＭ）、ＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ＤＲＡＭ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ ＲＡＭ）、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、強誘電ポリマメモリなどのポリマメモリ、オボニックメモリ、相転移又は強誘電メモリ、ＳＯＮＯＳ（Ｓｉｌｉｃｏｎ−Ｏｘｉｄｅ−Ｎｉｔｒｉｄｅ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｉｌｉｃｏｎ）メモリ、磁気又は光カード又は他の何れかのタイプの情報を格納するのに適した媒体から構成されてもよい。実施例は、これに限定されるものでない。

一実施例では、ネットワーク１４０の無線装置１００ａ，１１０ａ，１１０ｂ，１２０，１３０ａは、ＩＥＥＥ８０２．１１やＷＧＡ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｇｉｇａｂｉｔ Ａｌｌｉａｎｃｅ）規格系列の１以上に従って動作してもよい。ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従って動作する無線装置は、少なくとも２つのレイヤの実装を求める。１つのレイヤは８０２．１１ ＭＡＣレイヤ（すなわち、ＯＳＩのデータ／リンクレイヤ２）である。一般に、ＭＡＣレイヤは、共有無線チャネルへのアクセスを調整することによって、８０２．１１装置及び／又はミリ波装置との間の通信を管理及び維持する。例えば、ＭＡＣレイヤは、８０２．１１装置のスキャン、８０２．１１装置の認証、ＡＰとＳＴＡとの関連付け、ＷＥＰ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などのセキュリティ技術の実行、ＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｔｏ Ｓｅｎｄ）及びＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ Ｔｏ Ｓｅｎｄ）処理、電力セービング処理、フラグメント化処理などの処理を実行する。他のレイヤは、８０２．１１ＰＨＹレイヤ（すなわち、ＯＳＩの物理レイヤ１）である。一実施例では、ＰＨＹレイヤは、キャリア検知、８０２．１１フレームの送受信の処理を実行する。例えば、ＰＨＹレイヤは、変調、復調、符号化、複合化、アナログデジタル変換、デジタルアナログ変換、フィルタリングなどの処理を統合する。ＰＨＹレイヤは、専用のハードウェアを利用して、又はソフトウェアのエミュレーションを介し実現されてもよい。ＭＡＣレイヤは、専用のハードウェアと専用のソフトウェアとの何れか又は組み合わせを利用して実現されてもよい。

一実施例では、ＭＡＣ２１０は、ＭＡＣレイヤ処理を実行するよう構成される。例えば、ＭＡＣ２１０は、ＭＡＣレイヤ処理を実行するため、ハードウェア又はソフトウェア形式のメディアアクセスコントローラとして実現されてもよい。さらに、ＭＡＣ２１０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎにより提案された規格などの１以上のＷＬＡＮプロトコルに従って、無線共有媒体１６０を介し無線装置間でメディア及び制御情報を通信するためのデータレートを選択するよう構成される。しかしながら、実施例は、これに限定されるものでない。

ネットワーク１４０の装置により実現されるとき、コンポーネント２００は、アクセスポイント１１０ａ，１１０ｂやステーション１１０ａなどの各種ノード間で情報を通信するよう構成される。この情報は、各パケット２６４，２７４がメディア情報及び／又は制御情報を有するパケット２６４，２７４の形式によって、確立されたチャネル２６２，２７２を介し通信されてもよい。メディア及び／又は制御情報は、例えば、複数のＯＦＤＭシンボルを用いて表現されてもよい。パケット２６４，２７４は、フレームの一部であってもよく、ここでは、フレームは、ユニット、パケット、セル、セグメント、フラグメントなどを含む何れか個別の情報セットを表す。フレームは、与えられた実現形態に適した何れかのサイズを有してもよい。典型的なＷＬＡＮプロトコルは、数百バイトのフレームを利用し、８０２．１１フレームは、例えば、１５１８バイトまでの長さ又はそれ以上の長さを有してもよい。一実施例では、ネットワーク１４０の装置及びコンポーネント２００は、アクセスポイント１１０ａ、１１０ｂやステーション１１０ａなどの各種ノードの間で情報を通信するよう構成される。実施例では、無線チャネル２６２，２７２を介しパケット２６４，２７４の形式による情報の通信が説明されたが、実施例はこれに限定されるものでない。

ステーション１１０ａの一部として実現されるとき、ＭＡＣ２１０は、アクセスポイント１００ａ及び／又は１００ｂと関連付けするよう構成されてもよい。例えば、ＭＡＣ２１０は、アクセスポイント１００ａ及び／又は１００ｂなどのアクセスポイントをパッシブにスキャンしてもよい。アクセスポイント１００ａ及び／又は１００ｂは、ビーコンを定期的にブロードキャストしてもよい。ビーコンは、ＳＳＩＤ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）やサポートされるデータレートなどを含むアクセスポイントに関する情報を有してもよい。ＭＡＣ２１０は、当該情報と各ビーコンの受信信号強度とを利用して、ＡＰを比較し、使用するＡＰを決定する。あるいは、ＭＡＣ２１０は、プローブフレームをブロードキャストし、アクセスポイント１００ａ及び／又は１００ｂからプローブレスポンスを受信することによって、アクティブなスキャニングを実行してもよい。ＡＰが選択されると、ＭＡＣ２１０は、選択されたＡＰの身元を証明するため認証処理を実行する。認証処理は、認証リクエストフレームと認証レスポンスフレームとを用いて実現されてもよい。認証されると、ステーション１１０ａは、パケット送信前に選択されたアクセスポイントと関連付けする。関連付けは、サポートされているデータレートなどの情報によりステーション１１０ａ及びアクセスポイント１００ａを同期付けるのに役立つ。関連付けは、ＳＳＩＤやサポートされるデータレートなどの要素を含む関連付けリクエストフレームと関連付けレスポンスフレームとを用いて実現されてもよい。実施例はこれに限定されるものでないが、関連付け処理が完了すると、ステーション１１０ａとアクセスポイント１００ａとは、互いにパケットを送信することができる。

いくつかの実施例では、ＭＡＣ２１０はまた、現在のチャネル２６２，２７２の状態に基づきパケットを通信するためのデータレートを選択するよう構成される。例えば、ステーション１１０ａがアクセスポイント１００ａや他の無線装置（移動局１１０ｂなど）などのピアと関連付けする。ステーション１１０ａは、受信機に対するレート選択を実行するよう構成される。これにより、ステーション１１０ａは、パケット２６４，２７４を通信する前にステーション１１０ａとアクセスポイント１１０ｂとの間でパケット２６４，２７４を通信するための１以上のデータレートを選択する必要がある。

以下の詳細な説明はＬＤＰＣコードに関する実現形態を参照するが、実施例は必ずしもこれに限定されず、適切である場合には、他の符号化／復号化方式に適用されてもよい。ＬＤＰＣコードは、ターボコードと同様の誤り訂正符号の形式であるが、それらがシャノン限界の通信チャネル容量近傍で実現可能であるという効果によりより大きな計算量となる。ＬＤＰＣコードは、疎なパリティチェックマトリックスにより規定されるリニアメッセージ符号化技術である。送信対象のメッセージは、生成マトリックス又は疎なパリティチェックマトリックスを用いて符号化され、それが宛先に到達すると、疎なパリティチェックマトリックスを用いて復号化される。

図３は、プリアンブル３０５、ＰＨＹヘッダ３１０、ＭＡＣヘッダ３２０及びペイロード３３０を有する図２のパケット２６４及び／又は２７４のブロック図である。一実施例では、プリアンブル３０５は、パケット検出及び／又はＰＨＹ同期のために設けられ、ＰＨＹヘッダ３１０は、他のＰＨＹパラメータと共にペイロードに使用されるＭＣＳを示すものであってもよい。ＭＡＣヘッダ３２０は、パケットの送信元及び送信先アドレス、パケットタイプ、フレームコントロール、期間、シーケンスコントロール及びＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）制御情報を含む情報を提供するようにしてもよい。ＭＡＣヘッダ３２０はまた、ＭＡＣ２１０により生成されるエラーチェックビットを含むものであってもよい。

一実施例では、ＭＡＣヘッダ３２０は、ＰＨＹヘッダ３１０よりはるかに長い。図２の送信機ＴＸ２４０ａは、ぺーロードにおけるデータ送信に使用される第２変調レートによる第２ＭＣＳ３３５より低い変調レートによる第１ＭＣＳ３１５によりビームフォーミング及び内部接続に利用される物理（ＰＨＹ）レイヤ（例えば、制御ＰＨＹとして示される）によりＰＨＹヘッダ３１０を送信する。他の実施例では、ＭＡＣヘッダ３２０がＰＨＹヘッダ３１０と同じ変調レートにより送信される場合、パケット２６４の送信は、期間を長期化する。他のオプションは、ペイロード３３０においてＭＡＣヘッダ３２０を送信することである。しかしながら、ＭＡＣヘッダ３２０はパケット２６４の送信元及び送信先アドレスを有するため、ステーション１１０ａやアクセスポイント１００ａなどの受信機は、パケット２６４が受信機に対するものであったことを認識しない可能性がある。

これら潜在的な問題を解決するため、ＭＡＣヘッダ３２０は、第１ＭＣＳ３１５のより低い変調レートと第２ＭＣＳ３３５のより高い変調レートとの間で中間ＭＣＳ３２５において符号化される。例えば、ＢＰＳＫ変調と１／２の符号化レートとにより第１ＭＣＳ３１５においてＰＨＹヘッダ３１０を送信し、３／４の符号化レートで６４ＱＡＭにより第２ＭＣＳ３３５においてペイロード３３０を送信する場合、実施例はこれに限定されるものでないが、１／２の符号化レートでＱＰＳＫ変調により中間ＭＣＳ３２５においてＭＡＣヘッダ３２０を送信することが所望されてもよい。中間ＭＣＳ３２５におけるＭＡＣヘッダ３２０の選択は、ＰＨＹヘッダ３１０の第１ＭＣＳ３１５とペイロード３３０の第２ＭＣＳ３３５との所定の機能とすることが可能であり、又はＭＡＣヘッダ３２０に規定することが可能である。ＴＸ２４０ａ及び／又はＴＸ２４０ｂはシングルキャリア（ＳＣ）変調方式に従って、及び／又は上述されるようなマルチキャリア変調方式に従ってパケット（パケット２６４及び／又は２７４など）を送信するよう構成されることが、当業者に理解されるべきである。また、宛先識別情報（ＩＤ）が、パケット２６４，２７４の無線送信のロウバスト性を増加させるため、ＰＨＹヘッダ３１０に挿入されてもよい。

図４は、本発明のいくつかの実施例によるペイロード４３０のパリティビット４２５と組み合わされたプリアンブル４０５、ＰＨＹヘッダ４１０及びＭＡＣヘッダ４２０を有する図２のパケット２６４及び／又は２７４のブロック図である。図３のパケット２６４，２７４と同様に、実施例はこれに限定されるものでないが、ＭＡＣヘッダ４２０は、ＰＨＹヘッダ４１０よりはるかに長い。送信機ＴＸ２４０ａは、ペイロード４３０によるデータ送信に使用される第２変調レートの第２ＭＣＳ４３５より低い変調レートにより第１ＭＣＳ４１５においてＰＨＹヘッダ４１０を送信する。

本実施例では、ＭＡＣヘッダ４２０は、ペイロード４３０の一部であるが、ＦＥＣコードによるパリティビット４２５は、ＭＡＣヘッダ４２０が受信される確率を増大させるため設けられる。パリティビット４２５は、ＭＡＣヘッダ４２０についてＲｅｅｄ Ｓｏｌｏｍｏｎ及び／又はＢｏｓｅ−Ｃｈａｕｄｈｕｒｉ−Ｈｏｃｑｕｅｎｇｈｅｍ（ＢＣＨ）コードを用いて形成されてもよい。本実施例のアプリケーションでは、ＭＡＣヘッダ４２０は、ペイロード４３０が欠落したとしても、アクセスポイント１００ａやステーション１１０ａなどの装置により受信される。他の実施例では、短縮された宛先識別情報やアドレスがまた、ＭＡＣヘッダ４２０が欠落した場合に宛先アドレスを特定するため、ＰＨＹヘッダ４１０に設けられてもよい。

図３を参照して、ペイロード３３０におけるデータ送信に使用されるＭＣＳ３３５の第２変調レートの選択は、ＰＨＹヘッダ３１０の送信に使用されるＭＣＳ３１５の第１変調レートより高く、ＭＡＣヘッダ３２０のＭＣＳ３２５の中間変調レートは、ＭＣＳ３１５とＭＣＳ３３５との間の何れかの変調レートとされる。同様に、図４を参照して、ペイロード４３０におけるデータ送信に使用されるＭＣＳ４３５の第２変調レートの選択は、ＰＨＹヘッダ４１０の送信に使用されるＭＣＳ４１５の第１変調レートより高い。Ｒｅｅｄ Ｓｏｌｏｍｏｎ及び／又はＢＣＨコードを用いて形成されるＦＥＣパリティビット４２５をＭＡＣヘッダ４２０に追加することは、ＭＡＣヘッダ４２０をペイロード４３０に挿入する際、パケット２７４とペイロード４３０とのよりロウバストな伝送を提供する。任意的には、ＭＡＣヘッダ４２０のエラーチェックビットは、無線通信のロウバスト性を向上させるため設けられる。

図５は、本発明のいくつかの実施例による無線通信のロウバスト性を向上させるための方法のフロー図である。要素５００において、データがＭＡＣヘッダ２１０において受信され、ＭＡＣヘッダ３２０が要素５１０において生成される。ＭＡＣ２１０は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現されてもよい。ＭＡＣヘッダ３２０は、パケットの送信元及び送信先アドレス、パケットタイプ、フレームコントロール、期間、シーケンスコントロール及びＱｏＳ制御情報を含む情報を提供するものであってもよい。要素５２０において、ＭＡＣヘッダ３２０が物理レイヤ（ＰＨＹ）において受信され、プリアンブル３０５とＰＨＹヘッダ３１０とが要素５３０において生成される。ＰＨＹは、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現されてもよい。ＰＨＹヘッダ３１０は第１ＭＣＳ３１５に従って符号化され、ＭＡＣヘッダ３２０は中間ＭＣＳ３２５に従って符号化され、ペイロード３３０は要素５４０において第２ＭＣＳ３３５に従って符号化される。プリアンブル３０５、ＰＨＹヘッダ３１０、ＭＡＣヘッダ３２０及びペイロード３３０は、要素５５０においてトランシーバアレイ２３０により送信される。

図６は、本発明のいくつかの実施例による無線通信のロウバスト性を向上させるための方法の他のフロー図である。要素６００において、データがＭＡＣ２１０において受信され、要素６１０において、ＭＡＣヘッダ４２０が生成される。ＭＡＣ２１０は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現されてもよい。要素６２０において、ＭＡＣヘッダ４２０が物理レイヤ（ＰＨＹ）により受信され、要素６３０において、プリアンブル４０５とＰＨＹヘッダ４１０とが生成される。ＭＡＣ２１０と同様に、ＰＨＹはまた、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現されてもよい。要素６４０において、ＰＨＹヘッダ４１０は第１ＭＣＳ４１５に従って符号化され、ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）パリティビット４２５を有するＭＡＣヘッダ４２０とデータとが第２ＭＣＳ４３５においてペイロード４３０として符号化される。要素６５０において、プリアンブル４０５は、第１ＭＣＳ４１５におけるＰＨＹヘッダ４１０と第２ＭＣＳ４３５におけるペイロードと共に、トランシーバアレイ２３０により送信される。

各実施例は、命令、ファンクション、プロシージャ、データ構造、アプリケーションプログラム、コンフィギュレーション設定などのデータを参照して説明された。本開示のため、“プログラム”という用語は、アプリケーション、ドライバ、プロセス、ルーチン、メソッド、モジュール及びサブプログラムを含む広範なソフトウェアコンポーネントと構成とをカバーする。“プログラム”という用語は、完全な編集ユニット（すなわち、独立して編集可能な命令セット）、編集ユニットの集まり又は編集ユニットの一部を表すのに利用可能である。従って、“プログラム”という用語は、ネットワーク１４０により実行されると、ＭＡＣヘッダ３２０，４２０のプロテクションを向上させる任意の命令の集まりを表すのに利用されてもよい。ネットワーク１４０のプログラムは、ソフトウェア環境のコンポーネントとみなされてもよい。

本発明の特徴が図示及び開示されたが、多数の改良、置換、変更及び均等が当業者に想到するであろう。従って、添付した請求項は、このようなすべての改良及び変更を本発明の真の趣旨の範囲内のものとしてカバーすることが意図されることが理解されるべきである。

Claims (20)

1. パケットを送信する方法であって、
   ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）ヘッダを生成するため、ＭＡＣにおいてデータを受信するステップと、
   前記ＭＡＣが、前記ＭＡＣヘッダを生成するステップと、
   物理レイヤ（ＰＨＹ）において前記ＭＡＣヘッダを受信するステップと、
   前記ＰＨＹがプリアンブルとＰＨＹヘッダとを生成するステップと、
   第１変調符号化方式（ＭＣＳ）に従って前記ＰＨＹヘッダを符号化し、中間ＭＣＳに従って前記ＭＡＣヘッダを符号化し、第２ＭＣＳにおいてペイロードとして前記データを符号化するステップと、
   前記第１ＭＣＳにおいて前記プリアンブルと前記ＰＨＹヘッダとを、前記中間ＭＣＳにおいて前記ＭＡＣヘッダを、及び前記第２ＭＣＳにおいて前記ペイロードを送信するステップと、
   を有する方法。
2. 前記ＭＡＣヘッダのエラーチェックビットを生成するステップをさらに有する、請求項１記載の方法。
3. 前記中間ＭＣＳにおいて前記ＭＡＣヘッダを有するエラーチェックビットを送信するステップをさらに有する、請求項２記載の方法。
4. 前記ＰＨＹヘッダに宛先識別情報（ＩＤ）を含めるステップをさらに有する、請求項１記載の方法。
5. 前記第２ＭＣＳは、前記中間ＭＣＳの変調レートと前記第１ＭＣＳの変調レートとより高い変調レートを有する、請求項１記載の方法。
6. 前記中間ＭＣＳは、前記第１ＭＣＳの変調レートより高い変調レートを有する、請求項５記載の方法。
7. 前記第１ＭＣＳは、１／２の符号化レートとのＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調であり、第２ＭＣＳは、３／４の符号化レートのＱＡＭ（Ｑａｕｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）であり、前記中間ＭＣＳは、１／２の符号化レートのＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）である、請求項６記載の方法。
8. パケットにおけるヘッダプロテクションを提供する方法であって、
   ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）においてデータを受信するステップと、
   前記ＭＡＣがＭＡＣヘッダを生成するステップと、
   物理レイヤ（ＰＨＹ）において前記ＭＡＣヘッダを受信するステップと、
   プリアンブルとＰＨＹヘッダとを生成するステップと、
   第１変調符号化方式（ＭＣＳ）に従って前記ＰＨＹヘッダを符号化し、第２ＭＣＳにおいて順方向誤り訂正パリティビットを有する前記ＭＡＣヘッダとペイロードとして前記データとを符号化するステップと、
   前記第１ＭＣＳにおいて前記プリアンブルと前記ＰＨＹヘッダとを、及び前記第２ＭＣＳにおいて前記ペイロードを送信するステップと、
   を有する方法。
9. 前記ＭＡＣヘッダについてエラーチェックビットを生成するステップをさらに有する、請求項８記載の方法。
10. 前記第２ＭＣＳにおいて、前記エラーチェックビット、前記ＭＡＣヘッダと、前記パリティビットとを前記ペイロードにおいて送信するステップをさらに有する、請求項９記載の方法。
11. 前記ＰＨＹヘッダに宛先識別情報（ＩＤ）を挿入するステップをさらに有する、請求項８記載の方法。
12. 前記第１ＭＣＳと前記第２ＭＣＳとの変調は、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、１６−ＱＡＭ及び６４−ＱＡＭからなる群から選ばれる、請求項８記載の方法。
13. 順方向誤り訂正は、ＬＤＰＣ（Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ）を用いて符号化される、請求項８記載の方法。
14. 前記パリティビットは、Ｒｅｅｄ Ｓｏｌｏｍｏｎ及び／又はＢＣＨ（Ｂｏｓｅ−Ｃｈａｕｄｈｕｒｉ−Ｈｏｃｑｕｅｎｇｈｅｍ）を用いて形成される、請求項８記載の方法。
15. データを受信し、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）ヘッダを生成するＭＡＣと、
    前記ＭＡＣヘッダを受信し、プリアンブルと物理レイヤ（ＰＨＹ）ヘッダとを生成するＰＨＹであって、前記ＰＨＹヘッダは第１変調符号化方式（ＭＣＳ）に従って符号化され、前記ＭＡＣヘッダは中間ＭＣＳに従って符号化され、前記データは第２ＭＣＳにおいてペイロードとして符号化される、前記ＰＨＹと、
    前記第１ＭＣＳにおいて前記プリアンブルと前記ＰＨＹヘッダとを、前記中間ＭＣＳにおいて前記ＭＣＳヘッダを、及び前記第２ＭＣＳにおいて前記ペイロードを送信するトランシーバアレイと、
    を有する装置。
16. 前記ＭＡＣは、ソフトウェアルーチンを介し実現される、請求項１５記載の装置。
17. 前記ＰＨＹは、ソフトウェアルーチンを介し実現される、請求項１５記載の装置。
18. 前記ＭＡＣは、前記ＭＡＣヘッダについてエラーチェックビットを生成するよう構成される、請求項１５記載の装置。
19. 前記エラーチェックビットは、前記中間ＭＣＳにおいて前記ＭＡＣヘッダと共に前記トランシーバアレイにより送信される、請求項１８記載の装置。
20. 前記ＰＨＹは、前記ＰＨＹヘッダに宛先識別情報（ＩＤ）を挿入するよう構成される、請求項１５記載の装置。

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