本明細書において使用される用語は、本明細書での機能を考慮しつつ、できる限り、現在広く使用される一般的な用語を選択したが、これは、当分野に従事する技術者の意図、慣例、または新しい技術の出現などによって変わることができる。また、特定の場合は、出願人が任意に選定した用語もあり、この場合、当該実施形態の説明部分でその意味を記載するであろう。したがって、本明細書において使用される用語は、単純な用語の名称でない、その用語でない実質的な意味と本明細書の全般にわたった内容に基づいて解釈されなければならないこと を明かしておく。
さらに、以下、添付図面及び添付図面に記載された内容を参照して実施形態を詳細に説明するが、実施形態により制限されるか、限定されるものではない。
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に説明する。
以下の技術は、CDMA(code division multiple access)、FDMA(frequency division multiple access)、TDMA(time division multiple access)、OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)、SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access)、NOMA(non-orthogonal multiple access)などのような様々な無線接続システムに利用されることができる。CDMAは、UTRA(universal terrestrial radio access)またはCDMA2000のような無線技術(radio technology)により実現化されることができる。TDMAは、GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)のような無線技術により実現化されることができる。OFDMAは、IEEE(institute of electrical and electronics engineers)802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802-20、E-UTRA(evolved UTRA)などのような無線技術により実現化されることができる。UTRAは、UMTS(universal mobile telecommunications system)の一部である。3GPP(3rd generation partnership project)LTE(long term evolution)は、E-UTRAを使用するE-UMTS(evolved UMTS)の一部として、ダウンリンクでOFDMAを採用しアップリンクでSC-FDMAを採用する。LTE-A(advanced)は、3GPP LTEの進化である。
本発明の実施の形態は、無線接続システムであるIEEE 802、3GPP及び3GPP2のうち、少なくとも1つに開示された標準文書により裏付けられることができる。すなわち、本発明の実施の形態のうち、本発明の技術的思想を明らかに表すために説明しないステップまたは部分は、前記文書により裏付けられることができる。また、本文書において開示しているすべての用語は、前記標準文書により説明されることができる。
説明を明確にするために、IEEE 802.11システムを中心に述べるが、本発明の技術的特徴がこれに制限されるものではない。
システム一般
図1は、本発明が適用され得るIEEE 802.11システムの一例を示す図である。
IEEE 802.11構造は、複数の構成要素から構成されることができ、これらの相互作用により上位階層に対してトランスペアレントな(transparent)ステーション(STA:Station)移動性を支援する無線通信システムが提供されることができる。基本サービスセット(BSS:Basic Service Set)は、IEEE 802.11システムでの基本的な構成ブロックに該当できる。
図1では、3個のBSS(BSS1〜BSS3)が存在し、それぞれのBSSのメンバーとして2個のSTAが含まれること(STA1及びSTA2は、BSS1に含まれ、STA3及びSTA4は、BSS2に含まれ、STA5及びSTA6は、BSS3に含まれる)を例示的に示す。
図1においてBSSを示す楕円は、当該BSSに含まれたSTAが通信を維持するカバレッジ領域を示すものと理解されることができる。この領域を基本サービス領域(BSA:Basic Service Area)と称することができる。STAがBSAの外に移動するようになると、当該BSA内の他のSTAと直接的に通信できなくなる。
IEEE 802.11システムにおいて最も基本的なタイプのBSSは、独立的なBSS(IBSS:Independent BSS)である。例えば、IBSSは、2個のSTAだけから構成された最小の形態を有することができる。また、最も単純な形態で他の構成要素が省略されている図1のBSS3がIBSSの代表的な例示に該当できる。このような構成は、STAが直接通信できる場合に可能である。また、このような形態のLANは、予め計画されて構成されることではなく、LANが必要な場合に構成されることができ、これをアドホック(ad-hoc)ネットワークと称することもできる。
STAのオンまたはオフ、STAがBSS領域に入ったり行く等により、BSSでのSTAのメンバーシップが動的に変更されることができる。BSSのメンバーになるためには、STAは、同期化過程を用いてBSSにジョインできる。BSS基盤構造のすべてのサービスにアクセスするためには、STAは、BSSに連係(associated)されなければならない。このような連係(association)は、動的に設定されることができ、分配システムサービス(DSS:Distribution System Service)の利用を含むことができる。
802.11システムにおいて直接的なSTA-対-STAの距離は、物理階層(PHY:physical)性能によって制限されることができる。ある場合には、このような距離の限界が十分でありうるが、場合によっては、より遠くの距離のSTA間の通信が必要でありうるときもある。拡張されたカバレッジを支援するために、分配システム(DS:Distribution System)が構成されることができる。
DSは、BSSが相互接続する構造を意味する。具体的に、図1のように、BSSが独立的に存在する代わりに、複数のBSSから構成されたネットワークの拡張された形態の構成要素としてBSSが存在することもできる。
DSは、論理的な概念であり、分配システム媒体(DSM:Distribution System Medium)の特性によって特定されることができる。これと関連して、IEEE 802.11標準では、無線媒体(WM:Wireless Medium)と分配システム媒体(DSM:Distribution System Medium)を論理的に区分している。各々の論理的媒体は、相違する目的のために使用され、相違する構成要素によって使用される。IEEE 802.11標準の定義では、このような媒体を同じことに制限することもせず相違することに制限することもしない。このように複数の媒体が論理的に相違するという点で、IEEE 802.11システムの構造(DS構造または他のネットワーク構造)の柔軟性が説明されることができる。すなわち、IEEE 802.11システム構造は、多様に実現化されることができ、各々の実現例の物理的な特性によって独立的に当該システム構造が特定されることができる。
DSは、複数のBSSの途切れない(seamless)統合を提供し、目的地へのアドレスを扱うのに必要な論理的サービスを提供することによって、移動装置を支援できる。
APは、関連したSTAに対してWMを介してDSへのアクセスを可能にし、STA機能性を有する個体を意味する。APを介してBSS及びDS間のデータ移動が行われることができる。例えば、図1に示すSTA2及びSTA3は、STAの機能性を有し、かつ関連したSTA(STA1及びSTA4)がDSにアクセスするようにする機能を提供する。また、すべてのAPは、基本的にSTAに該当するので、すべてのAPは、アドレス可能な個体である。WM上での通信のために、APによって使用されるアドレスとDSM上での通信のために、APによって使用されるアドレスは、必ず同様である必要はない。
APに関連したSTAのうちの1つからそのAPのSTAアドレスに送信されるデータは、常に非制御ポート(uncontrolled port)で受信され、IEEE 802.1Xポートアクセス個体によって処理されることができる。また、制御ポート(controlled port)が認証されると、送信データ(またはフレーム)は、DSに伝達されることができる。
任意の(arbitrary)サイズ及び複雑度を有する無線ネットワークがDS及びBSSから構成されることができる。IEEE 802.11システムでは、このような方式のネットワークを拡張されたサービスセット(ESS:Extended Service Set)ネットワークと称する。ESSは、1つのDSに接続したBSSの集合に該当できる。しかしながら、ESSは、DSを含まない。ESSネットワークは、論理リンク制御(LLC:Logical Link Control)階層でIBSSネットワークに見える点が特徴である。ESSに含まれるSTAは、互いに通信でき、移動STAは、LLCにトランスペアレント(transparent)に1つのBSSから他のBSSに(同じESS内で)移動できる。
IEEE 802.11システムでは、図1でのBSSの相対的な物理的位置に対してなんにも仮定しなく、次のような形態が全部可能である。
具体的に、BSSは、部分的に重なることができ、これは、連続的なカバレッジを提供するために一般に利用される形態である。また、BSSは、物理的に接続されていなくても良く、論理的には、BSS間の距離に制限はない。また、BSSは、物理的に同じ位置に位置でき、これは、リダンダンシー(redundancy)を提供するために利用されることができる。また、1つ(または1つ以上の)IBSSまたはESSネットワークが1つまたはそれ以上のESSネットワークとして同じ空間に物理的に存在し得る。これは、ESSネットワークが存在する位置にad-hocネットワークが動作する場合、相違する機関(organizations)によって物理的に重なるIEEE 802.11ネットワークが構成される場合、または同じ位置で2つ以上の相違したアクセス及びセキュリティー政策が必要な場合などでのESSネットワーク形態に該当できる。
WLANシステムにおけるSTAは、IEEE 802.11の媒体接続制御(MAC:Medium Access Control)/PHY規定にしたがい動作する装置である。STAの機能がAPと個別的に区分されない限り、STAは、AP STAと非-AP STA(non-AP STA)を含むことができる。ただし、STAとAPとの間に通信が行われるとするとき、STAは、non-AP STAと理解されることができる。図1の例示において、STA1、STA4、STA5及びSTA6は、non-AP STAに該当し、STA2及びSTA3は、AP STAに該当する。
Non-AP STAは、ラップトップパソコン、移動電話機のように、一般にユーザが直接扱う装置に該当する。以下の説明において、non-AP STAは、無線装置(wireless device)、端末(terminal)、ユーザ装置(UE:User Equipment)、移動局(MS:Mobile Station)、移動端末(Mobile Terminal)、無線端末(wireless terminal)、無線送受信ユニット(WTRU:Wireless Transmit/Receive Unit)、ネットワークインタフェース装置(network interface device)、MTC(Machine-Type Communication)装置、M2M(Machine-to-Machine)装置などと呼ぶことができる。
また、APは、他の無線通信分野での基地局(BS:Base Station)、ノード-B(Node-B)、発展したノード-B(eNB:evolved Node-B)、基底送受信システム(BTS:Base Transceiver System)、フェムト基地局(Femto BS)などに対応する概念である。
以下、本明細書においてダウンリンク(DL:downlink)は、APからnon-AP STAへの通信を意味し、アップリンク(UL:uplink)は、non-AP STAからAPへの通信を意味する。ダウンリンクにおける送信機は、APの一部で、受信機は、non-AP STAの一部でありうる。アップリンクにおける送信機は、non-AP STAの一部で、受信機は、APの一部でありうる。
図2は、本発明が適用され得るIEEE 802.11システムの階層アーキテクチャー(layer architecture)の構造を例示する図である。
図2に示すように、IEEE 802.11システムの階層アーキテクチャーは、MACサブ階層(MAC(Medium Access Control)sublayer/layer)とPHYサブ階層/階層(Physical sublayer/layer)とを備えることができる。
PHYは、PLCP(Physical Layer Convergence Procedure)個体(entity)とPMD(Physical Medium Dependent)個体とに区分されることもできる。この場合、PLCP個体は、MACとデータフレームとを連結する役割を果たし、PMD個体は、2個またはそれ以上のSTAとデータとを無線で送受信する役割を果たす。
MACとPHYとは共に管理個体(Management Entity)を含むことができ、各々MACサブ階層管理個体(MLME:MAC Sublayer Management Entity)とPHYサブ階層管理個体(PLME:Physical sublayer Management Entity)とで呼ぶことができる。これらの管理個体は、階層管理関数の動作を介して階層管理サービスインターフェースを提供する。MLMEは、PLMEと連結されてMACの管理動作(management operation)を行うことができ、同様に、PLMEもMLMEと連結されてPHYの管理動作(management operation)を行うことができる。
正確なMAC動作を提供するために、SME(Station Management Entity)が各STA内に存在し得る。SMEは、各階層と独立的な管理個体であって、MLMEとPLMEから階層基盤状態情報を収集するか、または各階層の特定パラメータの値を設定する。SMEは、一般システム管理個体の代わりに、このような機能を行うことができ、標準管理プロトコルを実現できる。
MLME、PLME及びSMEは、プリミティブ(primitive)に基づく様々な方法で相互作用(interact)できる。具体的に、XX-GET.requestプリミティブは、管理情報ベース属性(MIB attribute:Management Information Base attribute)の値を要請するために使用され、XX-GET.confirmプリミティブは、状態が「SUCCESS」であると、当該MIB属性値をリターン(return)し、その他の場合には、状態フィールドにエラー表示をしてリターンする。XX-SET.requestプリミティブは、指定されたMIB属性を与えた値に設定するように要請するために使用される。MIB属性が特定動作を意味している場合、この要請は、その特定動作の実行を要請する。そして、XX-SET.confirmプリミティブは、状態が「SUCCESS」であると、これは指定されたMIB属性が要請された値に設定されたことを意味する。その他の場合には、状態フィールドは、エラー状況を表す。このMIB属性が特定動作を意味する場合、このプリミティブは、当該動作が行われたことを確認してくれることができる。
PHYは、MACにTXVECTOR、RXVECTOR、及びPHYCONFIG_VECTORを介してインターフェース(interface)を提供する。TXVECTORは、PHYにPPDU別の送信パラメータを支援する。RXVECTORを用いてPHYは、MACに受信したPPDUパラメータを知らせる。TXVECTORは、MACでPHYにPHY−TXSTART.requestプリミティブを介して伝達され、RXVECTORは、PHYでMACにPHY−RXSTART.indicationプリミティブを介して伝達される。
PHYCONFIG_VECTORを用いてMACは、フレーム送信または受信と関係なく、PHYの動作を設定する。
各サブ階層(または、階層)での動作を簡略に説明すれば、次のとおりである。
MACは、上位階層(例えば、LLC)から伝達されたMACサービスデータユニット(MSDU:MAC Service Data Unit)またはMSDUの破片(fragment)にMACヘッダ(header)とフレームチェックシーケンス(FCS:Frame Check Sequence)を付着して、1つ以上のMACプロトコルデータユニット(MPDU:MAC Protocol Data Unit)を生成する。生成されたMPDUは、PHYに伝達される。
A−MSDU(aggregated MSDU)技法(scheme)が使用される場合、複数個のMSDUは、単一のA−MSDU(aggregated MSDU)に併合されることができる。MSDU併合動作は、MAC上位階層で行われることができる。A−MSDUは、単一のMPDU(破片化(fragment)されない場合)でPHYに伝達される。
PHYは、MACから伝達された物理サービスデータユニット(PSDU:Physical Service Data Unit)に物理階層送受信機により必要な情報を含む付加フィールドを加えて物理プロトコルデータユニット(PPDU:Physical Protocol Data Unit)を生成する。PPDUは、無線媒体を介して送信される。
PSDUは、PHYがMACから受信したものであって、MPDUは、MACがPHYに送信したものであるので、PSDUは、実質的にMPDUと同様である。
A−MPDU(aggregated MPDU)技法(scheme)が使用される場合、複数のMPDU(このとき、各MPDUは、A−MSDUを運ぶことができる。)は、単一のA−MPDUに併合されることができる。MPDU併合動作は、MAC下位階層で行われることができる。A−MPDUは、様々なタイプのMPDU(例えば、QoSデータ、ACK(Acknowledge)、ブロックACK(BlockAck)等)が併合され得る。PHYは、MACに単一のPSDUとしてA−MPDUを受信する。すなわち、PSDUは、複数のMPDUで構成される。したがって、A−MPDUは、単一のPPDU内で無線媒体を介して送信される。
PPDU(Physical Protocol Data Unit)フォーマット
PPDU(Physical Protocol Data Unit)は、物理階層から発生されるデータブロックを意味する。以下、本発明が適用されうるIEEE 802.11 WLANシステムに基づいてPPDUフォーマットを説明する。
図3は、本発明が適用されうる無線通信システムのnon-HTフォーマットPPDU及びHTフォーマットPPDUを例示する。
図3の(a)は、IEEE 802.11a/gシステムを支援するためのnon-HTフォーマットPPDUを例示する。non-HT PPDUは、レガシー(legacy)PPDUとも呼ばれることができる。
図3の(a)に示すように、non-HTフォーマットPPDUは、L-STF(Legacy(またはNon-HT)Short Training field)、L-LTF(Legacy(またはNon-HT)Long Training field)及びL-SIG(Legacy(またはNon-HT)SIGNAL)フィールドから構成されるレガシーフォーマットプリアンブルとデータフィールドとを含んで構成される。
L−STFは、短いトレーニングOFDMシンボル(short training orthogonal frequency division multiplexing symbol)を含むことができる。L−STFは、フレームタイミング取得(frame timing acquisition)、自動利得制御(AGC:Automatic Gain Control)、ダイバシティ検出(diversity detection)、概略的な周波数/時間同期化(coarse frequency/time synchronization)のために使用されることができる。
L-LTFは、長いトレーニングOFDMシンボル(long training orthogonal frequency division multiplexing symbol)を含むことができる。L-LTFは、精密な周波数/時間同期化(fine frequency/time synchronization)及びチャネル推定(channel estimation)のために使用されることができる。
L-SIGフィールドは、データフィールドの復調及びデコードのための制御情報を送信するために使用されることができる。
図3の(b)は、IEEE 802.11nシステム及びIEEE 802.11a/gシステムを全部支援するためのHT混合フォーマットPPDU(HT-mixed format PPDU)を例示する。
図3の(b)に示すように、HT混合フォーマットPPDUは、L-STF、L-LTF及びL-SIGフィールドから構成されるレガシーフォーマットプリアンブルとHT-SIG(HT-Signal)フィールド、HT-STF(HT Short Training field)、HT-LTF(HT Long Training field)から構成されるHTフォーマットプリアンブル及びデータフィールドを含んで構成される。
L-STF、L-LTF及びL-SIGフィールドは、下位互換性(backward compatibility)のためのレガシーフィールドを意味するので、L-STFからL-SIGフィールドまでnon-HTフォーマットと同様である。L-STAは、HT混合PPDUを受信してもL-LTF、L-LTF及びL-SIGフィールドを介してデータフィールドを解釈できる。ただし、L-LTFは、HT-STAがHT混合PPDUを受信しL-SIGフィールド及びHT-SIGフィールドを復調するために行うチャネル推定のための情報をさらに含むことができる。
HT-STAは、レガシーフィールドの後にくるHT-SIGフィールド利用して、HT-混合フォーマットPPDUであることが分かり、これに基づいてデータフィールドをデコードできる。
HT-LTFフィールドは、データフィールドの復調のためのチャネル推定に使用されることができる。IEEE 802.11nは、SU-MIMO(Single-User Multi-Input and Multi-Output)を支援するので、複数の空間ストリームに送信されるデータフィールドの各々に対して、チャネル推定のためにHT-LTFフィールドは、複数から構成されることができる。
HT-LTFフィールドは、空間ストリームに対するチャネル推定のために使用されるデータHT-LTF(data HT-LTF)とフルチャネルサウンディング(full channel sounding)のために追加的に使用される拡張HT-LTF(extension HT-LTF)から構成されることができる。したがって、複数のHT-LTFは、送信される空間ストリームの数より同じであるか、または多くありうる。
HT-混合フォーマットPPDUは、L-STAも受信してデータを取得できるようにするために、L-STF、L-LTF及びL-SIGフィールドが最も速く送信される。以後、HT-STAのために送信されるデータの復調及びデコードのためにHT-SIGフィールドが送信される。
HT-SIGフィールドまでは、ビーム形成を行わないで送信して、L-STA及びHT-STAが当該PPDUを受信してデータを取得できるようにし、以後に送信されるHT-STF、HT-LTF及びデータフィールドは、プリコーディングを介した無線信号送信が行われる。ここで、プリコーディングをして受信するSTAでプリコーディングにより電力が可変される部分を勘案できるように、HT-STFフィールドを送信し、その以後に複数のHT-LTF及びデータフィールドを送信する。
図3の(c)は、IEEE 802.11nシステムのみを支援するためのHT-GFフォーマットPPDU(HT-greenfield format PPDU)を例示する。
図3の(c)に示すように、HT-GFフォーマットPPDUは、HT-GF-STF、HT-LTF1、HT-SIGフィールド、複数のHT-LTF2及びデータフィールドを含む。
HT-GF-STFは、フレームタイミング取得及びAGCのために使用される。
HT-LTF1は、チャネル推定のために使用される。
HT-SIGフィールドは、データフィールドの復調及びデコードのために使用される。
HT-LTF2は、データフィールドの復調のためのチャネル推定に使用される。同様に、HT-STAは、SU-MIMOを使用するので、複数の空間ストリームに送信されるデータフィールドの各々に対してチャネル推定を要するので、HT-LTF2は、複数から構成されることができる。
複数のHT-LTF2は、HT混合PPDUのHT-LTFフィールドと同様に、複数のData HT-LTFと複数の拡張HT-LTFから構成されることができる。
図3の(a)〜(c)におけるデータフィールドは、ペイロード(payload)として、サービスフィールド(SERVICE field)、スクランブルされたPSDU(scrambled PSDU)フィールド、テールビット(Tail bits)、パディングビット(padding bits)を含むことができる。データフィールドのすべてのビットは、スクランブルされる。
図3(d)は、データフィールドに含まれるサービスフィールドを示す。サービスフィールドは、16ビットを有する。各ビットは、0番から15番まで付与され、0番ビットから順次に送信される。0番から6番ビットは、0に設定され、受信端内のデスクランブラー(descrambler)を同期化するために使用される。
IEEE 802.11ac WLANシステムは、無線チャネルを効率的に用いるために、複数のSTAが同時にチャネルにアクセスするダウンリンクMU-MIMO(Multi User Multiple Input Multiple Output)方式の送信を支援する。MU-MIMO送信方式によれば、APがMIMOペアリング(pairing)された1つ以上のSTAに同時にパケットを送信できる。
DL MU送信(downlink multi-user transmission)は、1つ以上のアンテナを介してAPが同じ時間資源を介してPPDUを複数のnon-AP STAに送信する技術を意味する。
以下、MU PPDUは、MU-MIMO技術またはOFDMA技術を利用して1つ以上のSTAのための1つ以上のPSDUを伝達するPPDUを意味する。そして、SU PPDUは、1つのPSDUのみを伝達できるか、またはPSDUが存在しないフォーマットを有したPPDUを意味する。
MU-MIMO送信のために、802.11n制御情報のサイズに比べてSTAに送信される制御情報のサイズが相対的に大きくありうる。MU-MIMO支援のために追加的に要求される制御情報の一例として、各STAにより受信される空間的ストリーム(spatial stream)の数を指示する情報、各STAに送信されるデータの変調及びコーディング関連情報などがこれに該当することができる。
したがって、複数のSTAに同時にデータサービスを提供するためにMU-MIMO送信が行われるとき、送信される制御情報のサイズは、受信するSTAの数に応じて増加されることができる。
このように増加される制御情報のサイズを効率的に送信するために、MU-MIMO送信のために要求される複数の制御情報は、すべてのSTAに共通的に要求される共通制御情報(common control information)と特定STAに個別的に要求される専用制御情報(dedicated control information)の2とおりのタイプの情報に区分して送信されることができる。
図4は、本発明が適用され得る無線通信システムのVHTフォーマットPPDUフォーマットを例示する。
図4は、IEEE 802.11acシステムを支援するためのVHTフォーマットPPDU(VHT format PPDU)を例示する。
図4に示すように、VHTフォーマットPPDUは、L-STF、L-LTF及びL-SIGフィールドから構成されるレガシーフォーマットプリアンブルとVHT-SIG-A(VHT-Signal-A)フィールド、VHT-STF(VHT Short Training field)、VHT-LTF(VHT Long Training field)、VHT-SIG-B(VHT-Signal-B)フィールドから構成されるVHTフォーマットプリアンブル及びデータフィールドを含んで構成される。
L-STF、L-LTF及びL-SIGは、下位互換性(backward compatibility)のためのレガシーフィールドを意味するので、L-STFからL-SIGフィールドまでnon-HTフォーマットと同様である。ただし、L-LTFは、L-SIGフィールド及びVHT-SIG-Aフィールドを復調するために行うチャネル推定のための情報をさらに含むことができる。
L-STF、L-LTF、L-SIGフィールド及びVHT-SIG-Aフィールドは、20MHzチャネル単位に繰り返されて送信されることができる。例えば、PPDUが4個の20MHzチャネル(すなわち、80MHz帯域幅)を介して送信されるとき、L-STF、L-LTF、L-SIGフィールド及びVHT-SIG-Aフィールドは、毎20MHzチャネルで繰り返されて送信されることができる。
VHT-STAは、レガシーフィールドの後にくるVHT-SIG-Aフィールド利用して、VHTフォーマットPPDUであることが分かり、これに基づいてデータフィールドをデコードできる。
VHTフォーマットPPDUは、L-STAも受信してデータを取得できるようにするために、L-STF、L-LTF及びL-SIGフィールドが最も速く送信される。以後、VHT-STAのために送信されるデータの復調及びデコードのために、VHT-SIG-Aフィールドが送信される。
VHT-SIG-Aフィールドは、APとMIMOペアリングされた(paired)VHT STAに共通する制御情報送信のためのフィールドであって、これは、受信されたVHTフォーマットPPDUを解釈するための制御情報を含んでいる。
VHT-SIG-Aフィールドは、VHT-SIG-A1フィールドとVHT-SIG-A2フィールドを含むことができる。
VHT-SIG-A1フィールドは、使用するチャネル帯域幅(BW:bandwidth)情報、時空間ブロックコーディング(STBC:Space Time Block Coding)の適用有無、MU-MIMOでグループ化されたSTAのグループを指示するためのグループ識別情報(Group ID:Group Identifier)、使用されるストリームの数(NSTS:Number of space-time stream)/部分AID(Partial AID(association Identifier))に関する情報及び送信パワーセーブ禁止(Transmit power save forbidden)情報を含むことができる。ここで、Group IDは、MU-MIMO送信を支援するために送信対象STAグループに対して割り当てられる識別子を意味し、現在使用されたMIMO送信方法がMU-MIMOであるか、またはSU-MIMOであるかを表すことができる。
表1は、VHT-SIG-A1フィールドを例示する表である。
VHT-SIG-A2フィールドは、短い保護区間(GI:Guard Interval)の使用有無に関する情報、フォワードエラー訂正(FEC:Forward Error Correction)情報、単一ユーザに対するMCS(Modulation and Coding Scheme)に関する情報、複数ユーザに対するチャネルコーディングの種類に関する情報、ビーム形成関連情報、CRC(Cyclic Redundancy Checking)のための冗長ビット(redundancy bits)と畳み込みデコーダ(convolutional decoder)のテールビット(tail bit)などを含むことができる。
表2は、VHT-SIG-A2フィールドを例示する表である。
VHT−STFは、MIMO送信においてAGC推定の性能を改善するために使用される。VHT−STFフィールド区間(duration)は、4μsである。20MHz送信帯域でVHT−STFを構成するのに使用される周波数ドメインシーケンスは、L−STFと同様でありうる。40MHz/80MHz送信帯域でのVHT−STFは、20MHz送信帯域での周波数ドメインシーケンスを20MHz単位で複製し、前記複製された20MHz単位で位相回転を行うことにより構成されることができる。
VHT-LTFは、VHT-STAがMIMOチャネルを推定するのに使用される。VHT WLANシステムは、MU-MIMOを支援するから、VHT-LTFは、PPDUが送信される空間ストリームの数だけ設定されることができる。追加的に、フルチャネルサウンディング(full channel sounding)が支援される場合、VHT-LTFの数は、より多くなることができる。
VHT−SIG−Bフィールドは、MU−MIMOペアリングされた複数のVHT−STAがPPDUを受信してデータを取得するのに必要な専用制御情報を含む。したがって、VHT−SIG−Aフィールドに含まれた共用制御情報が、現在受信されたPPDUがMU−MIMO送信を指示した場合のみに、VHT−STAは、VHT−SIG−Bフィールドをデコーディング(decoding)するように設計されることができる。それに対し、共用制御情報が、現在受信されたPPDUが単一VHT−STAのためのもの(SU−MIMOを含む)であることを指示した場合、STAは、VHT−SIG−Bフィールドをデコーディングしないように設計されることができる。
VHT−SIG−Bフィールドは、各VHT−STAの変調(modulation)、エンコーディング(encoding)、及びレートマッチング(rate−matching)に関する情報を含む。VHT−SIG−Bフィールドのサイズは、MIMO送信の類型(MU−MIMOまたはSU−MIMO)及びPPDU送信のために使用するチャネル帯域幅によって異なることができる。
MU-MIMOを支援するシステムにおいて同じサイズのPPDUをAPにペアリングされたSTAに送信するために、PPDUを構成するデータフィールドのビットサイズを指示する情報及び/又は特定フィールドを構成するビットストリームサイズを指示する情報がVHT-SIG-Aフィールドに含まれることができる。
ただし、効果的にPPDUフォーマットを使用するために、L-SIGフィールドが使用されることができる。同じサイズのPPDUがすべてのSTAに送信されるために、L-SIGフィールド内に含まれて送信される長さフィールド(length field)及びレートフィールド(rate field)が必要な情報を提供するために使用されることができる。この場合、MPDU(MAC Protocol Data Unit)及び/又はA-MPDU(Aggregate MAC Protocol Data Unit)がMAC階層のバイト(またはオクテット(oct:octet))に基づいて設定されるので、物理階層で追加的なパディング(padding)が要求されることができる。
図4においてデータフィールドは、ペイロード(payload)として、サービスフィールド(SERVICE field)、スクランブルされたPSDU(scrambled PSDU)、テールビット(tail bits)、パディングビット(padding bits)を含むことができる。
上述のように、様々なPPDUのフォーマットが混合して使用されるから、STAは、受信したPPDUのフォーマットを区分できなければならない。
ここで、PPDUを区分するという意味(またはPPDUフォーマットを区分するという意味)は、様々な意味を有することができる。例えば、PPDUを区分するという意味は、受信したPPDUがSTAによりデコード(または解釈)が可能なPPDUであるかどうかに対して判断するという意味を含むことができる。また、PPDUを区分するという意味は、受信したPPDUがSTAにより支援可能なPPDUであるかどうかに対して判断するという意味でありうる。また、PPDUを区分するという意味は、受信したPPDUを介して送信された情報がいかなる情報であるかを区分するという意味としても解釈できる。
これについて下記の図面を参照してより詳細に説明する。
図5は、本発明が適用され得る無線通信システムのPPDUのフォーマットを区分するためのコンステレーション(constellation)を例示する図である。
図5(a)は、non−HTフォーマットPPDUに含まれるL−SIGフィールドのコンステレーション(constellation)を例示し、図5(b)は、HT混合フォーマットPPDU検出のための位相回転(phase rotation)を例示し、図5(c)は、VHTフォーマットPPDU検出のための位相回転(phase rotation)を例示する。
STAがnon−HTフォーマットPPDU、HT−GFフォーマットPPDU、HT混合フォーマットPPDU、及びVHTフォーマットPPDUを区分(classification)するために、L−SIGフィールド及びL−SIGフィールド以後に送信されるOFDMシンボルのコンステレーション(constellation)の位相(phase)が使用される。すなわち、STAは、受信したPPDUのL−SIGフィールド及び/又はL−SIGフィールド以後に送信されるOFDMシンボルのコンステレーションの位相に基づいてPPDUフォーマットを区分できる。
図5(a)に示すように、L−SIGフィールドを構成するOFDMシンボルは、BPSK(Binary Phase Shift Keying)が用いられる。
まず、HT−GFフォーマットPPDUを区分するために、STAは、受信したPPDUで1番目のSIGフィールドが感知されれば、L−SIGフィールドであるか否かを判断する。すなわち、STAは、図5(a)の例示のようなコンステレーションに基づいてデコーディングを試みる。STAがデコーディングに失敗すれば、当該PPDUがHT−GFフォーマットPPDUであると判断することができる。
次に、non−HTフォーマットPPDU、HT混合フォーマットPPDU、及びVHTフォーマットPPDUを区分(classification)するために、L−SIGフィールド以後に送信されるOFDMシンボルのコンステレーションの位相が使用され得る。すなわち、L−SIGフィールド以後に送信されるOFDMシンボルの変調方法が互いに異なることができ、STAは、受信したPPDUのL−SIGフィールド以後のフィールドに対する変調方法に基づいてPPDUフォーマットを区分できる。
図5(b)に示すように、HT混合フォーマットPPDUを区分するために、HT混合フォーマットPPDUでL−SIGフィールド以後に送信される2個のOFDMシンボルの位相が使用され得る。
より具体的に、HT混合フォーマットPPDUでL−SIGフィールド以後に送信されるHT−SIGフィールドに対応するOFDMシンボル#1及びOFDMシンボル#2の位相は、両方とも反時計方向に90度だけ回転される。すなわち、OFDMシンボル#1及びOFDMシンボル#2に対する変調方法は、QBPSK(Quadrature Binary Phase Shift Keying)が用いられる。QBPSKコンステレーションは、BPSKコンステレーションを基準として反時計方向に90度だけ位相が回転したコンステレーションでありうる。
STAは、受信したPPDUのL−SIGフィールドの次に送信されるHT−SIGフィールドに対応する第1のOFDMシンボル及び第2のOFDMシンボルを、図5(b)の例示のようなコンステレーションに基づいてデコーディングを試みる。STAがデコーディングに成功すれば、当該PPDUがHTフォーマットPPDUであると判断する。
次に、non−HTフォーマットPPDU及びVHTフォーマットPPDUを区分するために、L−SIGフィールド以後に送信されるOFDMシンボルのコンステレーションの位相が使用され得る。
図5(c)に示すように、VHTフォーマットPPDUを区分(classification)するために、VHTフォーマットPPDUでL−SIGフィールド以後に送信される2個のOFDMシンボルの位相が使用され得る。
より具体的に、VHTフォーマットPPDUでL−SIGフィールド以後のVHT−SIG−Aフィールドに対応するOFDMシンボル#1の位相は回転されないが、OFDMシンボル#2の位相は反時計方向に90度だけ回転される。すなわち、OFDMシンボル#1に対する変調方法はBPSKが用いられ、OFDMシンボル#2に対する変調方法はQBPSKが用いられる。
STAは、受信したPPDUのL−SIGフィールドの次に送信されるVHT−SIGフィールドに対応する第1のOFDMシンボル及び第2のOFDMシンボルを、図5(c)の例示のようなコンステレーションに基づいてデコーディングを試みる。STAがデコーディングに成功すれば、当該PPDUがVHTフォーマットPPDUであると判断することができる。
それに対し、デコーディングに失敗すれば、STAは、当該PPDUがnon−HTフォーマットPPDUであると判断することができる。
MACフレームフォーマット
図6は、本発明が適用され得るIEEE 802.11システムのMACフレームフォーマットを例示する。
図6に示すように、MACフレーム(すなわち、MPDU)は、MACヘッダ(MAC Header)、フレーム本体(Frame Body)及びフレームチェックシーケンス(FCS:frame check sequence)から構成される。
MAC Headerは、フレーム制御(Frame Control)フィールド、持続時間/識別子(Duration/ID)フィールド、アドレス1(Address1)フィールド、アドレス2(Address2)フィールド、アドレス3(Address3)フィールド、シーケンス制御(Sequence Control)フィールド、アドレス4(Address4)フィールド、QoS制御(QoS Control)フィールド及びHT制御(HT Control)フィールドを含む領域と定義される。
Frame Controlフィールドは、当該MACフレーム特性に関する情報を含む。Frame Controlフィールドに対するより詳細な説明は、後述する。
Duration/IDフィールドは、当該MACフレームのタイプ及びサブタイプに応じる他の値を有するように実現化されることができる。
仮に、当該MACフレームのタイプ及びサブタイプがパワーセーブ(PS:power save)運営のためのPS-ポール(PS-Poll)フレームの場合、Duration/IDフィールドは、フレームを送信したSTAのAID(association identifier)を含むように設定されることができる。その以外の場合、Duration/IDフィールドは、当該MACフレームのタイプ及びサブタイプに応じて特定持続時間値を有するように設定されることができる。また、フレームがA-MPDU(aggregate-MPDU)フォーマットに含まれたMPDUである場合、MACヘッダに含まれたDuration/IDフィールドは、全部同じ値を有するように設定されることもできる。
Address1フィールド〜Address4フィールドは、BSSID、ソースアドレス(SA:source address)、目的アドレス(DA:destination address)、送信STAアドレスを表す送信アドレス(TA:Transmitting Address)、受信STAアドレスを表す受信アドレス(RA:Receiving Address)を指示するために使用される。
一方、TAフィールドにより実現化されたアドレスフィールドは、帯域幅シグナリングTA(bandwidth signaling TA)値に設定されることができ、この場合、TAフィールドは、当該MACフレームがスクランブリングシーケンスに追加的な情報を含んでいることを指示できる。帯域幅シグナリングTAは、当該MACフレームを送信するSTAのMACアドレスと表現されることができるが、MACアドレスに含まれた個別/グループビット(Individual/Group bit)が特定値(例えば、「1」)に設定されることができる。
Sequence Controlフィールドは、シーケンスナンバー(sequence number)及びフラグメントナンバー(fragment number)を含むように設定される。シーケンスナンバーを当該MACフレームに割り当てられたシーケンスナンバーを指示できる。フラグメントナンバーは、当該MACフレームの各フラグメントのナンバーを指示できる。
QoS Controlフィールドは、QoSと関連した情報を含む。QoS Controlフィールドは、サブタイプ(Subtype)のサブフィールドにおいてQoSデータフレームを指示する場合に含まれることができる。
HT Controlフィールドは、HT及び/又はVHT送受信技法と関連した制御情報を含む。HT Controlフィールドは、制御ラッパー(Control Wrapper)フレームに含まれる。また、オーダー(Order)サブフィールド値が1であるQoSデータ(QoS Data)フレーム、管理(Management)フレームに存在する。
Frame Bodyは、MACペイロード(payload)と定義され、上位階層で送信しようとするデータが位置するようになり、可変的なサイズを有する。例えば、最大MPDUのサイズは、11454オクテット(octets)で、最大PPDUのサイズは、5.484msでありうる。
FCSは、MACフッター(footer)と定義され、MACフレームのエラー探索のために使用される。
1番目の3つのフィールド(Frame Controlフィールド、Duration/IDフィールド及びAddress1フィールド)と最も最後のフィールド(FCSフィールド)は、最小フレームフォーマットを構成し、すべてのフレームに存在する。その他のフィールドは、特定フレームタイプにおいてのみ存在し得る。
図7は、本発明が適用され得る無線通信システムにおけるHT ControlフィールドのHTフォーマットを例示する。
図7に示すように、HT Controlフィールドは、VHTサブフィールド、HT制御ミドル(HT Control Middle)サブフィールド、AC制限(AC Constraint)サブフィールド、及び逆方向承認(RDG:Reverse Direction Grant)/追加PPDU(More PPDU)サブフィールドで構成されることができる。
VHTサブフィールドは、HT ControlフィールドがVHTのためのHT Controlフィールドのフォーマットを有するか(VHT=1)、またはHTのためのHT Controlフィールドのフォーマットを有するか(VHT=0)の可否を指示する。図7では、HTのためのHT Controlフィールド(すなわち、VHT=0)を仮定して説明する。
HT Control Middleサブフィールドは、VHTサブフィールドの指示にしたがい他のフォーマットを有するように実現されることができる。HT Control Middleサブフィールドについてのさらに詳細な説明は後述する。
AC Constraintサブフィールドは、逆方向(RD:reverse direction)データフレームのマップされたAC(Access Category)が単一ACに限定されたことであるかどうかを指示する。
RDG/More PPDUサブフィールドは、当該フィールドがRDイニシエーター(initiator)またはRD応答者(responder)によって送信されるかどうかによって異なるように解釈されることができる。
RDイニシエーターによって送信された場合、RDGが存在する場合、RDG/More PPDUフィールドが「1」に設定され、RDGが存在しない場合、「0」に設定される。RD応答者によって送信された場合、当該サブフィールドを含むPPDUがRD応答者により送信された最後のフレームであると、「1」に設定され、さらに他のPPDUが送信されると、「0」に設定される。
HTのためのHT ControlフィールドのHT Control Middleサブフィールドは、リンク適応(Link Adaptation)サブフィールド、カリブレーションポジション(Calibration Position)サブフィールド、カリブレーションシーケンス(Calibration Sequence)サブフィールド、予備(Reserved)サブフィールド、チャネル状態情報/調整(CSI/Steering:Channel State Information/Steering)サブフィールド、HT NDP公知(HT NDP Announcement:HT Null Data Packet Announcement)サブフィールド、予備(Reserved)サブフィールドを含むことができる。
Link Adaptationサブフィールドは、トレーニング要請(TRQ:Training request)サブフィールド、MCS要請またはアンテナ選択指示(MAI:MCS(Modulation and Coding Scheme)Request or ASEL(Antenna Selection)Indication)サブフィールド、MCSフィードバックシーケンス指示(MFSI:MCS Feedback Sequence Identifier)サブフィールド、MCSフィードバック及びアンテナ選択命令/データ(MFB/ASELC:MCS Feedback and Antenna Selection Command/data)サブフィールドを含むことができる。
TRQサブフィールドは、応答者(responder)にサウンディングPPDU(sounding PPDU)送信を要請する場合、1に設定され、応答者にサウンディングPPDU送信を要請しない場合、0に設定される。
MAIサブフィールドが14に設定されれば、アンテナ選択指示(ASEL indication)を表し、MFB/ASELCサブフィールドは、アンテナ選択命令/データに解釈される。そうでない場合、MAIサブフィールドは、MCS要請を表し、MFB/ASELCサブフィールドは、MCSフィードバックに解釈される。
MAIサブフィールドがMCS要請(MRQ:MCS Request)を表す場合、MAIサブフィールドは、MRQ(MCS request)及びMSI(MRQ sequence identifier)で構成されると解釈される。MRQサブフィールドは、MCSフィードバックが要請されれば、「1」に設定され、MCSフィードバックが要請されなければ、「0」に設定される。MRQサブフィールドが「1」であるとき、MSIサブフィールドは、MCSフィードバック要請を特定するためのシーケンス番号を含む。MRQサブフィールドが「0」であるとき、MSIサブフィールドは、予備(reserved)ビットに設定される。
前述した各サブフィールドは、HT制御フィールドに含まれ得るサブフィールドの例示に該当し、他のサブフィールドに代替されるか、追加的なサブフィールドがさらに含まれることができる。
図8は、本発明が適用され得る無線通信システムにおけるHT ControlフィールドのVHTフォーマットを例示する。
図8に示すように、HT Controlフィールドは、VHTサブフィールド、HT制御ミドル(HT Control Middle)サブフィールド、AC制限(AC Constraint)サブフィールド、及び逆方向承認(RDG:Reverse Direction Grant)/追加PPDU(More PPDU)サブフィールドで構成されることができる。
図8では、VHTのためのHT Controlフィールド(すなわち、VHT=1)を仮定して説明する。VHTのためのHT ControlフィールドをVHT Controlフィールドと呼ぶことができる。
AC Constraintサブフィールド及びRDG/More PPDUサブフィールドについての説明は、前述した図7での説明と同様であるから、説明を省略する。
上述のように、HT Control Middleサブフィールドは、VHTサブフィールドの指示にしたがい、他のフォーマットを有するように実現されることができる。
VHTのためのHT ControlフィールドのHT Control Middleサブフィールドは、予備ビット(Reserved bit)、MCSフィードバック要請(MRQ:MCS(Modulation and Coding Scheme)feedback request)サブフィールド、MRQシーケンス識別子(MSI:MRQ Sequence Identifier)/時空間ブロックコーディング(STBC:space-time block coding)サブフィールド、MCSフィードバックシーケンス識別子(MFSI:MCS feedback sequence identifier)/グループID最下位ビット(GID-L:LSB(Least Significant Bit)of Group ID)サブフィールド、MCSフィードバック(MFB:MCS Feedback)サブフィールド、グループID最上位ビット(GID-H:MSB(Most Significant Bit)of Group ID)サブフィールド、コーディングタイプ(Coding Type)サブフィールド、フィードバック送信タイプ(FB Tx Type:Feedback Transmission type)サブフィールド及び自発的MFB(Unsolicited MFB)サブフィールドから構成されることができる。
表3は、VHTフォーマットのHT Control Middleサブフィールドに含まれた各サブフィールドに対する説明を示す。
そして、MFBサブフィールドは、VHT空間-時間ストリーム数(NUM_STS:Number of space time streams)サブフィールド、VHT-MCSサブフィールド、帯域幅(BW:Bandwidth)サブフィールド、信号対雑音比(SNR:Signal to Noise Ratio)サブフィールドを含むことができる。
NUM_STSサブフィールドは、推薦する空間ストリームの数を指示する。VHT-MCSサブフィールドは、推薦するMCSを指示する。BWサブフィールドは、推薦するMCSと関連した帯域幅情報を指示する。SNRサブフィールドは、データサブキャリア及び空間ストリーム上記の平均SNR値を指示する。
上述の各フィールドに含まれる情報は、IEEE 802.11システムの定義にしたがうことができる。また、上述の各フィールドは、MACフレームに含まれることができるフィールドの例示に該当し、これに限定されない。すなわち、上述の各フィールドが他のフィールドに代替されるか、または追加的なフィールドがさらに含まれることができ、すべてのフィールドが必須的に含まれなくても良い。
リンクセットアップ手順(Link setup Procedure)
図9は、本発明が適用され得る無線通信システムにおける一般的なリンクセットアップ(link setup)手順を説明するための図である。
STAがネットワークに対してリンクをセットアップし、データを送受信するためには、まず、ネットワークを発見(discovery)するためのスキャニング(Scanning)手順、認証(authentication)手順、連係(association)手順などを経なければならない。リンクセットアップ手順をセッション開示手順、セッションセットアップ手順とも称することができる。また、リンクセットアップ手順のスキャニング、認証、連係手順を通称して連係手順と称することもできる。
WLANにおいてスキャニング手順は、受動的スキャニング(passive scanning)手順と能動的スキャニング(active scanning)手順とがある。
図9(a)は、受動的スキャニング(passive scanning)によるリンクセットアップ(link setup)手順を例示し、図9(b)は、能動的スキャニング(active scanning)によるリンクセットアップ(link setup)手順を例示する。
図9(a)のように受動的スキャニング手順は、APが周期的にブロードキャストするビーコンフレーム(beacon frame)を介して行われる。ビーコンフレームは、IEEE 802.11において管理フレーム(management frame)のうち、1つであって、無線ネットワークの存在を知らせ、スキャニングを行うnon−AP STAにして無線ネットワークを探して、無線ネットワークに参加できるように周期的に(例えば、100msec間隔)ブロードキャストされる。ビーコンフレームには、現在のネットワークに関する情報(例えば、BSSに対した情報)が載ってある。
ネットワークに関する情報を得るために、non−AP STAは、受動的にチャネルを移しながらビーコンフレームの受信を待つ。ビーコンフレームを受信したnon−AP STAは、受信したビーコンフレームに含まれたネットワークに関する情報を格納し、次のチャネルに移動して同じ方法で次のチャネルでスキャニングを行うことができる。non−AP STAがビーコンフレームを受信してネットワークに関する情報を取得することにより、当該チャネルでのスキャニング手順が完了する。
このように、受動的スキャニング手順は、non−AP STAが他のフレームを送信する必要無しでビーコンフレームを受信さえすれば、手順が完了するので、全体的なオーバーヘッドが少ないという長所がある。ただし、ビーコンフレームの送信周期に比例してnon−AP STAのスキャニング実行時間が増えるという短所がある。
それに対し、図9(b)のような能動的スキャニング手順は、non−AP STAが周辺にどのAPが存在するか探索するために、能動的にチャネルを移しながらプローブ要請フレーム(probe request frame)をブロードキャストすることで、これを受信した全てのAPからネットワーク情報を要求する。
プローブ要請フレームを受信した応答者(responder)は、フレーム衝突を防止するために、ランダム(random)時間の間待った後、プローブ応答フレーム(probe response frame)にネットワーク情報を載せて、当該non−AP STAに送信する。プローブ応答フレームを受信したSTAは、受信したプローブ応答フレームに含まれたネットワーク関連情報を格納し、次のチャネルに移動して同じ方法でスキャニングを行うことができる。non−AP STAがプローブ応答フレームを受信してネットワーク情報を取得することにより、スキャニング手順が完了する。
能動的スキャニング手順は、受動的スキャニング手順に比べて相対的に速い時間の間スキャニングを終えることができるという長所がある。しかし、追加的なフレームシーケンス(frame sequence)が必要なので、全体的なネットワークオーバーヘッドは増加するようになる。
スキャニング手順を完了したnon−AP STAは、自分だけの基準に応じてネットワークを選択した後、当該APと認証(authentication)手順を行う。
認証手順は、non−AP STAが認証要請フレーム(authentication request frame)をAPに送信する過程と、これに応答してAPが認証応答フレーム(authentication response frame)をnon−AP STAに送信する過程、すなわち、2−wayハンドシェーキング(handshaking)で行われる。
認証要請/応答に使用される認証フレーム(authentication frame)は、管理フレームに該当する。
認証フレームは、認証アルゴリズム番号(authentication algorithm number)、認証トランザクションシーケンス番号(authentication transaction sequence number)、状態コード(status code)、検問テキスト(challenge text)、RSN(Robust Security Network)、有限循環グループ(Finite Cyclic Group)などに関する情報を含むことができる。これは、認証要請/応答フレームに含まれ得る情報の一部の例示に該当し、他の情報に代替されるか、追加的な情報がさらに含まれることができる。
non−AP STAは、認証要請フレームをAPに送信することができる。APは、受信された認証要請フレームに含まれた情報に基づいて、当該non−AP STAに対する認証を許すか否かを決定できる。APは、認証処理の結果を認証応答フレームを介してnon−AP STAに提供することができる。
認証手順を介してnon−AP STAとAPとは、互いに対する認証を経た後、連係(association)を確立(establish)する。
連係過程は、non−AP STAが連係要請フレーム(association request frame)をAPに送信する過程と、これに応答してAPが連係応答フレーム(association response frame)をnon−AP STAに送信する過程、すなわち、2−wayハンドシェーキング(handshaking)で行われる。
連係要請フレームは、non−AP STAの様々な能力(capability)に関連した情報、ビーコン聴取間隔(listen interval)、SSID(service set identifier)、支援レート(supported rates)、支援チャネル(supported channels)、RSN、移動性ドメイン、支援オペレーティングクラス(supported operating classes)、TIM放送要請(Traffic Indication Map Broadcast request)、相互動作(interworking)サービス能力などに関する情報を含むことができる。
これに基づいてAPは、当該non−AP STAに対して支援可能可否を判断する。決定後、APは、連係応答フレームに連係要請に対する受諾可否とその理由、自分が支援可能な性能(Capability Information)に関する情報を入れてnon−AP STAに送信する。
連係応答フレームは、様々な能力に関連した情報、状態コード、AID(Association ID)、支援レート、EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)パラメータセット、RCPI(Received Channel Power Indicator)、RSNI(Received Signalto Noise Indicator)、移動性ドメイン、タイムアウト間隔(連係カムバック時間(association comeback time))、重ね合わせ(overlapping)BSSスキャンパラメータ、TIM放送応答、QoS(Quality of Service)マップなどの情報を含むことができる。
前述した連係要請/応答フレームに含まれ得る情報は、例示に該当し、他の情報に代替されるか、追加的な情報がさらに含まれることができる。
non−AP STAがAPと成功的に連係を確立した場合、正常な送受信がなされるようになる。それに対し、APと成功的に連係を確立できなかった場合、その理由に基づいてnon−AP STAは、再度連係手順を試みたり、他のAPに連係を試みることができる。
媒体アクセスメカニズム
IEEE 802.11における通信は、共有された無線媒体(shared wireless medium)においてなされるから、有線チャネル(wired channel)環境とは根本的に異なる特徴を有する。
有線チャネル環境では、CSMA/CD(carrier sense multiple access/collision detection)に基づいて通信が可能である。例えば、送信端から一回シグナルが送信されると、チャネル環境が大きな変化がないから、受信端まで大きく信号が減衰されずに送信される。このとき、2つ以上のシグナルが衝突されると、感知(detection)が可能であった。これは、受信端で感知された電力(power)が瞬間的に送信端から送信した電力より大きくなるためである。しかしながら、無線チャネル環境は、様々な要素(例えば、距離に応じてシグナルの減衰が大きいか、または瞬間的に深いフェージング(deep fading)を経ることができる)がチャネルに影響を与えるから、実際に受信端で信号が正しく送信されたか、または衝突が発生したか、送信端で正確にキャリアセンシング(carrier sensing)をすることができない。
これにより、IEEE 802.11に応じるWLANシステムにおいて、MACの基本アクセスメカニズムとしてCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)メカニズムを導入した。CAMA/CAメカニズムは、IEEE 802.11MACの分配調整機能(DCF:Distributed Coordination Function)とも呼ばれるが、基本的に「listen before talk」アクセスメカニズムを採用している。このような類型のアクセスメカニズムによると、AP及び/又はSTAは、送信を始めるに先立ち、所定の時間区間(例えば、DIFS(DCF Inter-Frame Space))の間に無線チャネルまたは媒体(medium)をセンシング(sensing)するCCA(Clear Channel Assessment)を行う。センシング結果、万が一、媒体がアイドル状態(idle status)であると判断されると、当該媒体を介してフレーム送信を始める。これに対し、媒体が占有状態(occupied status)であると感知されると、当該AP及び/又はSTAは、自分の送信を開示せずに、既に様々なSTAが当該媒体を使用するために待機しているという仮定下でDIFSに追加的に媒体アクセスのための遅延時間(例えば、任意のバックオフ周期(random backoff period))の間により待った後にフレーム送信を試みることができる。
任意のバックオフ周期を適用することによって、フレームを送信するための複数のSTAが存在すると仮定するとき、複数のSTAは、確率的に異なるバックオフ周期値を有するようになって、互いに異なる時間の間に待機した後にフレーム送信を試みることが期待されるので、衝突(collision)を最小化させることができる。
また、IEEE 802.11MACプロトコルは、HCF(Hybrid Coordination Function)を提供する。HCFは、前記DCFと支点調整機能(PCF:Point Coordination Function)に基づく。PCFは、ポーリング(polling)基盤の同期式アクセス方式ですべての受信AP及び/又はSTAがデータフレームを受信することができるように、周期的にポーリングする方式を称する。また、HCFは、EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)とHCCA(HCF Controlled Channel Access)を有する。EDCAは、提供者が多数のユーザにデータフレームを提供するためのアクセス方式を競争基盤で行うことで、HCCAは、ポーリング(polling)メカニズムを利用した非競争基盤のチャネルアクセス方式を使用することである。また、HCFは、WLANのQoS(Quality of Service)を向上させるための媒体アクセスメカニズムを含み、競争周期(CP:Contention Period)と非競争周期(CFP:Contention Free Period)の両方でQoSデータを送信できる。
図10は、本発明が適用され得る無線通信システムにおける任意のバックオフ周期とフレーム送信手順を説明するための図である。
特定媒体が占有(occupyまたはbusy)状態からアイドル(idle)状態に変更されると、複数のSTAは、データ(またはフレーム)送信を試みることができる。このとき、衝突を最小化するための方案として、STAは、各々任意のバックオフカウント(random backoff count)を選択し、それに該当するスロット時間(slot time)分だけ待機した後に、送信を試みることができる。任意のバックオフカウントは、疑似-任意整数(pseudo-random integer)値を有し、0〜競争ウィンドウ(CW:Contention Window)範囲で均一分布(uniform distribution)した値のうちのいずれか1つで決定されることができる。ここで、CWは、競争ウィンドウパラメータ値である。CWパラメータは、初期値としてCW_minが与えられるが、送信が失敗した場合(例えば、送信されたフレームに対するACKを受信していない場合)に2倍の値を取ることができる。CWパラメータ値がCW_maxになると、データ送信が成功するまでCW_max値を維持しながらデータ送信を試みることができ、データ送信が成功する場合には、CW_min値でリセットされる。CW、CW_min及びCW_max値は、(2^n)-1(n=0,1,2,...)に設定されることが好ましい。
任意のバックオフ過程が始まると、STAは、決定されたバックオフカウント値で応じてバックオフスロットをカウントダウンし、カウントダウンする間に媒体をモニタリングし続ける。媒体が占有状態であるとモニタリングされる場合、カウントダウンを中断し待機するようになり、媒体がアイドル状態になると、カウントダウンを再開する。
図10の例示においてSTA3のMACに送信するパケットが到達した場合に、STA3は、DIFS分だけ媒体がアイドル状態であることを確認し、直にフレームを送信できる。
一方、残りのSTAは、媒体が占有(busy)状態であることをモニタリングし待機する。その間にSTA1、STA2及びSTA5のそれぞれでも送信するデータが発生でき、それぞれのSTAは、媒体がアイドル状態であるとモニタリングされる場合、DIFSだけ待機した後に、各自が選択した任意のバックオフカウント値で応じてバックオフスロットをカウントダウンする。
図10の例示では、STA2が最も小さなバックオフカウント値を選択し、STA1が最も大きなバックオフカウント値を選択した場合を示す。すなわち、STA2がバックオフカウントを終えフレーム送信を始める時点においてSTA5の残余バックオフ時間は、STA1の残余バックオフ時間より短い場合を例示する。
STA1及びSTA5は、STA2が媒体を占有する間にカウントダウンを止め待機する。STA2の媒体占有が終了して媒体が再度アイドル状態になると、STA1及びSTA5は、DIFSだけ待機した後に、止めたバックオフカウントを再開する。すなわち、残余バックオフ時間ほどの残りのバックオフスロットをカウントダウンした後にフレーム送信を始めることができる。STA5の残余バックオフ時間がSTA1より短かったので、STA5のフレーム送信を始めるようになる。
一方、STA2が媒体を占有する間にSTA4でも送信するデータが発生できる。このとき、STA4の立場では、媒体がアイドル状態になると、DIFSだけ待機した後、自分が選択した任意のバックオフカウント値で応じるバックオフスロットのカウントダウンを行う。
図10の例示では、STA5の残余バックオフ時間がSTA4の任意のバックオフカウント値と偶然に一致する場合を示し、この場合、STA4とSTA5との間に衝突が発生できる。衝突が発生する場合には、STA4とSTA5ともがACKを受信できないから、データ送信を失敗するようになる。この場合、STA4とSTA5は、CW値を2倍に増やした後に、任意のバックオフカウント値を選択しバックオフスロットのカウントダウンを行う。
一方、STA1は、STA4とSTA5の送信により媒体が占有状態である間に待機している途中で、媒体がアイドル状態になると、DIFSだけ待機した後に、残余バックオフ時間が経過すると、フレーム送信を始めることができる。
CSMA/CAメカニズムは、AP及び/又はSTAが媒体を直接センシングする物理的キャリアセンシング(physical carrier sensing)の他に、仮像キャリアセンシング(virtual carrier sensing)も含む。
仮像キャリアセンシングは、非表示ノード問題(hidden node problem)などのように媒体接近上発生できる問題を補完するためのものである。仮像キャリアセンシングのために、WLANシステムのMACは、ネットワーク割り当てベクトル(NAV:Network Allocation Vector)を用いる。NAVは、現在媒体を使用しているか、または使用する権限があるAP及び/又はSTAが、媒体が利用可能な状態になるまで残っている時間を他のAP及び/又はSTAに指示する値である。したがって、NAVに設定された値は、当該フレームを送信するAP及び/又はSTAによって媒体の使用が予定されている期間に該当し、NAV値を受信するSTAは、当該期間の間に媒体アクセスが禁止される。NAVは、例えば、フレームのMACヘッダ(header)の持続期間(duration)フィールドの値で応じて設定されることができる。
AP及び/又はSTAは、媒体に接近しようとすることを知らせるために、RTS(request to send)フレーム及びCTS(clear to send)フレームを交換する手順を行うことができる。RTSフレーム及びCTSフレームは、実質的なデータフレーム送信及び受信確認応答(ACK)が支援される場合、ACKフレームが送受信されるのに必要な無線媒体が接近予約された時間的な区間を指示する情報を含む。フレームを送信しようとするAP及び/又はSTAから送信されたRTSフレームを受信するか、またはフレーム送信対象STAから送信されたCTSフレームを受信した他のSTAは、RTS/CTSフレームに含まれている情報が指示する時間的な区間の間に媒体に接近しないように設定されることができる。これは、時間区間の間にNAVが設定されることにより実現されることができる。
アップリンク多重ユーザ送信方法
次世代WiFiに対する様々な分野のベンダーの高い関心と802.11ac以後の高いスループット(high throughput)及びQoE(quality of experience)性能向上に対する要求が高まっている状況において、次世代WLANシステムである802.11axシステムのための新しいフレームフォーマット及びヌメロロジー(numerology)に対する議論が盛んに進行中である。
IEEE 802.11axは、より高いデータ処理率(data rate)を支援し、より高いユーザ負荷(user load)を処理するための次世代WLANシステムとして最近に新しく提案されているWLANシステムのうちの一つであって、一名高効率WLAN(HEW:High Efficiency WLAN)と呼ばれる。
IEEE 802.11ax WLANシステムは、従来のWLANシステムと同様に、2.4GHz周波数帯域及び5GHz周波数帯域で動作できる。また、それより高い60GHz周波数帯域でも動作できる。
IEEE 802.11axシステムでは、平均スループット向上(average throughput enhancement)と室外環境でのシンボル間干渉(inter-symbol interference)に対する 強固な送信(outdoor robust transmission)のために、従来のIEEE 802.11 OFDM system(IEEE 802.11a、802.11n、802.11ac等)より各帯域幅において4倍大きいFFTサイズを使用することができる。これについて、以下の図面を参照して説明する。
以下、本発明にHEフォーマットPPDUに対する説明において、別の言及がなくても上述のnon-HTフォーマットPPDU、HT-mixedフォーマットPPDU、HT-greenfieldフォーマットPPDU及び/又はVHTフォーマットPPDUに対する説明がHEフォーマットPPDUに対する説明に併合されることができる。
図11は、本発明の一実施形態に係るHE(High Efficiency)フォーマットPPDUを例示する図である。
図11に示すように、HEWのためのHEフォーマットPPDUは、大別して、レガシー部分(L−part)、HE部分(HE−part)で構成されることができる。
L−partは、既存のWLANシステムで維持する形態と同様に、L−STFフィールド、L−LTFフィールド、及びL−SIGフィールドで構成される。L−STFフィールド、L−LTFフィールド、及びL−SIGフィールドをレガシープリアンブル(legacy preamble)と呼ぶことができる。
HE−partは、802.11ax標準のために新しく定義される部分であって、HE−SIGフィールドとHEプリアンブル(HE−preamble)、及びデータ(HE−data)フィールドで構成されることができる。そして、HE−preambleは、HE−STFフィールド及びHE−LTFフィールドを含むことができる。また、HE−STFフィールド及びHE−LTFフィールドだけでなく、HE−SIGフィールドを含んでHE−preambleと通称することもできる。
図11では、HE−SIGフィールド、HE−STFフィールド、及びHE−LTFフィールドの順序を例示しているが、これと相違した順序で構成されることができる。
L−part、HE−SIGフィールド、HE−preambleを物理プリアンブル(PHY(physical) preamble)と通称することができる。
HE−SIGフィールドは、HE−dataフィールドをデコーディングするための情報(例えば、OFDMA、UL MU MIMO、向上したMCS等)を含むことができる。
L−partとHE−part(特に、HE−preamble及びHE−data)は、互いに異なるFFT(Fast Fourier Transform)サイズを有することができ、互いに異なるCP(Cyclic Prefix)を使用することもできる。すなわち、L−partとHE−part(特に、HE−preamble及びHE−data)は、サブキャリア周波数間隔(subcarrier frequency spacing)が互い異なるように定義され得る。
802.11axシステムでは、レガシーWLANシステムに比べて4倍大きい(4×)FFTサイズを使用することができる。すなわち、L-partは、1×シンボル構造から構成され、HE-part(特に、HE-preamble及びHE-data)は、4×シンボル構造から構成されることができる。ここで、1×、2×、4×サイズのFFTは、レガシーWLANシステム(例えば、IEEE 802.11a、802.11n、802.11ac等)に対する相対的なサイズを意味する。
例えば、L-partに利用されるFFTサイズは、20MHz、40MHz、80MHz及び160MHzにおいてそれぞれ64、128、256、512であると、HE-partに利用されるFFTサイズは、20MHz、40MHz、80MHz及び160MHzにおいてそれぞれ256、512、1024、2048でありうる。
このようにレガシーWLANシステムよりFFTサイズが大きくなると、サブキャリア周波数間隔(subcarrier frequency spacing)が小さくなるので、単位周波数当たりのサブキャリアの数が増加するが、OFDMシンボル長が長くなる。
すなわち、より大きなFFTサイズが使用されるということは、サブキャリア間隔が狭くなるという意味であり、同様にIDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)/DFT(Discrete Fourier Transform)周期(period)が増えるという意味である。ここで、IDFT/DFT周期は、OFDMシンボルにおいて保護区間(GI)を除いたシンボル長を意味できる。
したがって、HE-part(特に、HE-preamble及びHE-data)は、L-partに比べて4倍大きなFFTサイズが使用されるならば、HE-partのサブキャリア間隔は、L-partのサブキャリア間隔の1/4倍になり、HE-partのIDFT/DFT周期は、L-partのIDFT/DFT周期の4倍になる。例えば、L-partのサブキャリア間隔が312.5kHz(=20MHz/64、40MHZ/128、80MHz/256及び/又は160MHz/512)であると、HE-partのサブキャリア間隔は、78.125kHz(=20MHz/256、40MHZ/512、80MHz/1024及び/又は160MHz/2048)でありうる。また、L-partのIDFT/DFT周期が3.2μs(=1/312.5kHz)であると、HE-partのIDFT/DFT周期は、12.8μs(=1/78.125kHz)でありうる。
ここで、GIは、0.8μs、1.6μs、3.2μsのうちのいずれか一つが使用されることができるので、GIを含むHE-partのOFDMシンボル長(またはシンボル間隔(symbol interval))は、GIに応じて13.6μs、14.4μs、16μsでありうる。
図11では、HE−SIGフィールドが1xシンボル構造で構成される場合を例示しているが、HE−SIGフィールドもHE−preamble及びHE−dataのように、4xシンボル構造で構成されることができる。
図11の例示とは異なり、HE−SIGは、HE−SIG AフィールドとHE−SIG Bフィールドとに区分されることができる。この場合、単位周波数当たりFFTサイズは、HE−SIG B以後からさらに大きくなることができる。すなわち、HE−SIG B以後からL−partに比べてOFDMシンボル長さが長くなり得る。
本発明が適用され得るWLANシステムのためのHEフォーマットPPDUは、少なくとも1つの20MHzチャネルを介して送信されることができる。例えば、HEフォーマットPPDUは、総4個の20MHzチャネルを介して40MHz、80MHz、または160MHz周波数帯域で送信されることができる。これについて、下記の図面を参照してより詳細に説明する。
図12は、本発明の一実施形態に係るHEフォーマットPPDUを例示する図である。
図12では、1つのSTAに80MHzが割り当てられた場合(または、80MHz内の複数のSTAにOFDMA資源ユニットが割り当てられた場合)、或いは、複数のSTAに各々80MHzの互いに異なるストリームが割り当てられた場合のPPDUフォーマットを例示する。
図12に示すように、L−STF、L−LTF、及びL−SIGは、各20MHzチャネルで64FFTポイント(または、64サブキャリア)に基盤して生成されたOFDMシンボルで送信されることができる。
HE−SIG Aフィールドは、PPDUを受信するSTAに共通に送信される共通制御情報を含むことができる。HE−SIG Aフィールドは、1個〜3個のOFDMシンボルで送信されることができる。HE−SIG Aフィールドは、20MHz単位で複写されて同じ情報を含む。また、HE−SIG−Aフィールドは、システムの全体帯域幅情報を知らせる。
表4は、HE−SIG Aフィールドに含まれる情報を例示する表である。
表4に例示される各フィールドに含まれる情報は、IEEE 802.11システムの定義にしたがうことができる。また、前述した各フィールドは、PPDUに含まれ得るフィールドの例示に該当し、これに限定されない。すなわち、前述した各フィールドが他のフィールドに代替されるか、追加的なフィールドがさらに含まれ得るし、全てのフィールドが必須的に含まれないこともある。
HE−STFは、MIMO送信においてAGC推定の性能を改善するために使用される。
HE−SIG Bフィールドは、各STAが自分のデータ(例えば、PSDU)を受信するために要求されるユーザ特定(user−specific)情報を含むことができる。HE−SIG Bフィールドは、1つまたは2つのOFDMシンボルで送信されることができる。例えば、HE−SIG Bフィールドは、当該PSDUの変調及びコーディング技法(MCS)及び当該PSDUの長さに関する情報を含むことができる。
L−STF、L−LTF、L−SIG、及びHE−SIG Aフィールドは、20MHzチャネル単位で繰り返されて送信されることができる。例えば、PPDUが4個の20MHzチャネル(すなわち、80MHz帯域)を介して送信されるとき、L−STF、L−LTF、L−SIG、及びHE−SIG Aフィールドは、20MHzチャネル毎に繰り返されて送信されることができる。
FFTサイズが大きくなると、既存のIEEE 802.11a/g/n/acを支援するレガシーSTAは、当該HE PPDUをデコーディングできないこともある。レガシーSTAとHE STAとが共存(coexistence)するために、L−STF、L−LTF、及びL−SIGフィールドは、レガシーSTAが受信できるように、20MHzチャネルで64FFTを介して送信される。例えば、L−SIGフィールドは、1つのOFDMシンボルを占有し、1つのOFDMシンボル時間は、4μsであり、GIは、0.8μsでありうる。
各周波数単位別のFFTサイズは、HE−STFからさらに大きくなることができる。例えば、256FFTが20MHzチャネルで使用され、512FFTが40MHzチャネルで使用され、1024FFTが80MHzチャネルで使用されることができる。FFTサイズが大きくなると、OFDMサブキャリア間の間隔が小さくなるので、単位周波数当たりOFDMサブキャリアの数が増加されるが、OFDMシンボル時間は長くなる。システムの効率を向上させるために、HE−STF以後のGIの長さは、HE−SIG AのGIの長さと同様に設定されることができる。
HE−SIG Aフィールドは、HE STAがHE PPDUをデコーディングするために要求される情報を含むことができる。しかし、HE−SIG Aフィールドは、レガシーSTAとHE STAとを共に受信できるように、20MHzチャネルで64FFTを介して送信されることができる。これは、HE STAがHEフォーマットPPDUだけでなく、既存のHT/VHTフォーマットPPDUを受信することができ、レガシーSTA及びHE STAがHT/VHTフォーマットPPDUとHEフォーマットPPDUとを区分しなければならないためである。
図13は、本発明の一実施形態に係るHEフォーマットPPDUを例示する図である。
図13では、20MHzチャネルが各々互いに異なるSTA(例えば、STA1、STA2、STA3、及びSTA4)に割り当てられる場合を仮定する。
図13に示すように、単位周波数当たりFFTサイズは、HE−STF(または、HE−SIG−B)からさらに大きくなり得る。例えば、HE−STF(または、HE−SIG−B)から256FFTが20MHzチャネルで使用され、512FFTが40MHzチャネルで使用され、1024FFTが80MHzチャネルで使用されることができる。
PPDUに含まれる各フィールドで送信される情報は、前述した図12の例示と同様であるから、以下、説明を省略する。
HE−SIG−Bフィールドは、各STAに特定された情報を含むことができるが、全体バンド(すなわち、HE−SIG−Aフィールドで指示)にわたってエンコーディングされることができる。すなわち、HE−SIG−Bフィールドは、全てのSTAに関する情報を含み、全てのSTAが受信されるようになる。
HE−SIG−Bフィールドは、各STA別に割り当てられる周波数帯域幅情報及び/又は当該周波数帯域でストリーム情報を知らせることができる。例えば、図13においてHE−SIG−Bは、STA1が20MHz、STA2がその次の20MHz、STA3がその次の20MHz、STA4がその次の20MHzを割り当てることができる。また、STA1とSTA2とは、40MHzを割り当て、STA3とSTA4とは、その次の40MHzを割り当てることができる。この場合、STA1とSTA2とは、互いに異なるストリームを割り当て、STA3とSTA4とは、互いに異なるストリームを割り当てることができる。
また、HE−SIG−Cフィールドを定義し、図13の例示にHE−SIG Cフィールドが追加され得る。この場合、HE−SIG−Bフィールドでは、全帯域にわたって全てのSTAに関する情報が送信され、各STAに特定の制御情報は、HE−SIG−Cフィールドを介して20MHz単位で送信されることもできる。
また、図12及び図13の例示と異なり、HE−SIG−Bフィールドは、全帯域にわたって送信せずに、HE−SIG−Aフィールドと同様に20MHz単位で送信されることができる。これについて下記の図面を参照して説明する。
図14は、本発明の一実施形態に係るHEフォーマットPPDUを例示する図である。
図14では、20MHzチャネルが各々互いに異なるSTA(例えば、STA1、STA2、STA3、及びSTA4)に割り当てられる場合を仮定する。
図14に示すように、HE−SIG−Bフィールドは、全帯域にわたって送信されず、HE−SIG−Aフィールドと同様に20MHz単位で送信される。ただし、このとき、HE−SIG−Bは、HE−SIG−Aフィールドと異なり、20MHz単位でエンコーディングされて送信されるが、20MHz単位で複製されて送信されないこともある。
この場合、単位周波数当たりFFTサイズは、HE−STF(または、HE−SIG−B)からさらに大きくなることができる。例えば、HE−STF(または、HE−SIG−B)から256FFTが20MHzチャネルで使用され、512FFTが40MHzチャネルで使用され、1024FFTが80MHzチャネルで使用されることができる。
PPDUに含まれる各フィールドで送信される情報は、前述した図12の例示と同様であるから、以下、説明を省略する。
HE−SIG−Aフィールドは、20MHz単位で複写されて(duplicated)送信される。
HE−SIG−Bフィールドは、各STA別に割り当てられる周波数帯域幅情報及び/又は当該周波数帯域でストリーム情報を知らせることができる。HE−SIG−Bフィールドは、各STAに関する情報を含むので、20MHz単位の各HE−SIG−Bフィールド別に各STAに関する情報が含まれ得る。このとき、図14の例示では、各STA別に20MHzが割り当てられる場合を例示しているが、例えば、STAに40MHzが割り当てられる場合、20MHz単位でHE−SIG−Bフィールドが複写されて送信されることもできる。
各BSS別に互いに異なる帯域幅を支援する状況で隣接したBSSからの干渉レベルが少ない一部の帯域幅をSTAに割り当てる場合に、上記のように、HE−SIG−Bフィールドを全帯域にわたって送信しないことがより好ましい。
図11〜図14においてデータフィールドは、ペイロード(payload)であって、サービスフィールド(SERVICE field)、スクランブリングされたPSDU、テールビット(tail bits)、パディングビット(padding bits)を含むことができる。
一方、前述した図11〜図14のようなHEフォーマットPPDUは、L−SIGフィールドの繰り返しシンボルであるRL−SIG(Repeated L−SIG)フィールドを介して区分されることができる。RL−SIGフィールドは、HE SIG−Aフィールドの前に挿入され、各STAは、RL−SIGフィールドを用いて受信されたPPDUのフォーマットをHEフォーマットPPDUとして区分することができる。
WLANシステムで動作するAPが同じ時間資源上において複数のSTAへデータを送信する方式をDL MU送信(downlink multi-user transmission)と呼ぶことができる。反対に、WLANシステムで動作する複数のSTAが同じ時間資源上においてAPにデータを送信する方式をUL MU送信(uplink multi-user transmission)と呼ぶことができる。
このようなDL MU送信またはUL MU送信は、周波数ドメイン(frequency domain)または空間ドメイン(spatial domain)上で多重化されることができる。
周波数ドメイン上において多重化される場合、OFDMA(orthogonal frequency division multiplexing)に基づいて複数のSTA各々に対して互いに異なる周波数資源(例えば、サブキャリアまたはトーン(tone))がダウンリンクまたはアップリンク資源に割り当てられることができる。このような同じ時間資源で互いに異なる周波数資源を介した送信方式を「DL/UL OFDMA送信」と呼ぶことができる。
空間ドメイン(spatial domain)上において多重化される場合、複数のSTA各々に対して互いに異なる空間ストリームがダウンリンクまたはアップリンク資源に割り当てられることができる。このような同じ時間資源で互いに異なる空間的ストリームを介した送信方式を「DL/UL MU MIMO」送信と呼ぶことができる。
図15〜図17は、本発明の一実施形態に係るOFDMA多重ユーザ(multi−user)送信方式で資源割当単位を例示する図である。
DL/UL OFDMA送信方式が使用されるとき、PPDU帯域幅内でn個のトーン(tone)(または、サブキャリア(subcarrier))単位で複数個の資源ユニット(Resource Unit)が定義され得る。
資源ユニットは、DL/UL OFDMA送信のための周波数資源の割当単位を意味する。
1つのSTAにDL/UL周波数資源として1つ以上の資源ユニットが割り当てられて、複数個のSTAに各々互いに異なる資源ユニットが割り当てられ得る。
図15では、PPDU帯域幅が20MHzである場合を例示する。
20MHz PPDU帯域幅(bandwidth)の中心周波数領域には、7個のDCトーンが位置し得る。また、20MHz PPDU帯域幅の両側には、6個のレフトガードトーン(left guard tones)及び5個のライトガードトーン(right guard tones)が各々位置し得る。
図15(a)のような資源ユニット構成方式によれば、1つの資源ユニットは、26個のトーン(26トーン資源ユニット)で構成されることができる。このとき、20MHz PPDU帯域幅には、26トーン資源ユニットに隣接して4個のレフトオーバートーンが図15(a)に示したように存在し得る。また、図15(b)のような資源ユニット構成方式によれば、1つの資源ユニットは、52個のトーン(52トーン資源ユニット)で構成されるか、26個のトーンで構成されることができる。このとき、20MHz PPDU帯域幅には、26トーン/52トーン資源ユニットに隣接して4個のレフトオーバートーンが図15(b)に示したように存在し得る。また、図15(c)のような資源ユニット構成方式によれば、1つの資源ユニットは、106個のトーン(106トーン資源ユニット)で構成されるか、26個のトーンで構成されることができる。また、図15(d)のような資源ユニット構成方式によれば、1つの資源ユニットは、242個のトーン(242トーン資源ユニット)で構成されることができる。
図15(a)のように資源ユニットが構成される場合、20MHz帯域でDL/UL OFDMA送信のために、最大9個のSTAまで支援することができる。また、図15(b)のように資源ユニットが構成される場合、20MHz帯域でDL/UL OFDMA送信のために、最大5個のSTAまで支援することができる。また、図15(c)のように資源ユニットが構成される場合、20MHz帯域でDL/UL OFDMA送信のために、最大3個のSTAまで支援することができる。また、図15(d)のように資源ユニットが構成される場合、20MHz帯域は、1つのSTAに割り当てられることができる。
DL/UL OFDMA送信に参加するSTAの数及び/又は当該STAが送信する或いは受信するデータの量等に基盤して、図15(a)〜図15(d)のうち、いずれか1つの資源ユニット構成方式が適用されるか、または、図15(a)〜図15(d)が組み合わせられた資源ユニット構成方式が適用され得る。
図16では、PPDU帯域幅が40MHzである場合を例示する。
40MHz PPDU帯域幅の中心周波数領域には、5個のDCトーンが位置し得る。また、40MHz PPDU帯域幅の両側には、12個のレフトガードトーン及び11個のライトガードトーンが各々位置し得る。
図16(a)のような資源ユニット構成方式によれば、1つの資源ユニットは、26個のトーンで構成されることができる。このとき、40MHz PPDU帯域幅には、26トーン資源ユニットに隣接して16個のレフトオーバートーンが図16(a)に示したように存在し得る。また、図16(b)のような資源ユニット構成方式によれば、1つの資源ユニットは、52個のトーンで構成されるか、26個のトーンで構成されることができる。このとき、40MHz PPDU帯域幅には26トーン/52トーン資源ユニットに隣接して16個のレフトオーバートーンが図16(b)に示したように存在し得る。また、図16(c)のような資源ユニット構成方式によれば、1つの資源ユニットは、106個のトーンで構成されるか、26個のトーンで構成されることができる。このとき、40MHz PPDU帯域幅には、26トーン/106トーン資源ユニットに隣接して8個のレフトオーバートーンが図16(c)に示したように存在し得る。また、図16(d)のような資源ユニット構成方式によれば、1つの資源ユニットは、242個のトーンで構成されることができる。また、図16(e)のような資源ユニット構成方式によれば、1つの資源ユニットは、484個のトーン(484トーン資源ユニット)で構成されることができる。
図16(a)のように資源ユニットが構成される場合、40MHz帯域でDL/UL OFDMA送信のために最大18個のSTAまで支援することができる。また、図16(b)のように資源ユニットが構成される場合、40MHz帯域でDL/UL OFDMA送信のために最大10個のSTAまで支援することができる。また、図16(c)のように資源ユニットが構成される場合、40MHz帯域でDL/UL OFDMA送信のために最大6個のSTAまで支援することができる。また、図16(d)のように資源ユニットが構成される場合、40MHz帯域でDL/UL OFDMA送信のために最大2個のSTAまで支援することができる。また、図16(e)のように資源ユニットが構成される場合、当該資源ユニットは、40MHz帯域でSU DL/UL送信のために1個のSTAに割り当てられることができる。
DL/UL OFDMA送信に参加するSTAの数及び/又は当該STAが送信する或いは受信するデータの量などに基づいて、図16(a)〜図16(e)のうち、いずれか1つの資源ユニット構成方式が適用されるか、または、図16(a)〜図16(e)が組み合わせられた資源ユニット構成方式が適用されることができる。
図17では、PPDU帯域幅が80MHzである場合を例示する。
80MHz PPDU帯域幅の中心周波数領域には、7個のDCトーンが位置し得る。ただし、80MHz PPDU帯域幅が1つのSTAに割り当てられた場合に(すなわち、996トーンで構成された資源ユニットが1つのSTAに割り当てられた場合)、中心周波数領域には、5個のDCトーンが位置し得る。また、80MHz PPDU帯域幅の両側には、12個のレフトガードトーン及び11個のライトガードトーンが各々位置し得る。
図17(a)のような資源ユニット構成方式によれば、1つの資源ユニットは、26個のトーンで構成されることができる。このとき、80MHz PPDU帯域幅には、26トーン資源ユニットに隣接して32個のレフトオーバートーンが図17(a)に示したように存在し得る。また、図17(b)のような資源ユニット構成方式によれば、1つの資源ユニットは、52個のトーンで構成されるか、26個のトーンで構成されることができる。このとき、80MHz PPDU帯域幅には、26トーン/52トーン資源ユニットに隣接して32個のレフトオーバートーンが図17(b)に示したように存在し得る。また、図17(c)のような資源ユニット構成方式によれば、1つの資源ユニットは、106個のトーンで構成されるか、26個のトーンで構成されることができる。このとき、80MHz PPDU帯域幅には、26トーン/106トーン資源ユニットに隣接して16個のレフトオーバートーンが図17(c)に示したように存在し得る。また、図17(d)のような資源ユニット構成方式によれば、1つの資源ユニットは、242個のトーンで構成されるか、26個のトーンで構成されることができる。図17(e)のような資源ユニット構成方式によれば、1つの資源ユニットは、484個のトーンで構成されるか、26個のトーンで構成されることができる。図17(f)のような資源ユニット構成方式によれば、1つの資源ユニットは、996個のトーンで構成されることができる。
図17(a)のように資源ユニットが構成される場合、80MHz帯域でDL/UL OFDMA送信のために最大37個のSTAまで支援することができる。また、図17(b)のように資源ユニットが構成される場合、80MHz帯域でDL/UL OFDMA送信のために最大21個のSTAまで支援することができる。また、図17(c)のように資源ユニットが構成される場合、80MHz帯域でDL/UL OFDMA送信のために最大13個のSTAまで支援することができる。また、17(d)のように資源ユニットが構成される場合、80MHz帯域でDL/UL OFDMA送信のために最大5個のSTAまで支援することができる。また、17(e)のように資源ユニットが構成される場合、80MHz帯域でDL/UL OFDMA送信のために最大3個のSTAまで支援することができる。また、図28(f)のように資源ユニットが構成される場合、当該資源ユニットは、80MHz帯域でSU DL/UL送信のために1個のSTAに割り当てられることができる。
DL/UL OFDMA送信に参加するSTAの数及び/又は当該STAが送信する或いは受信するデータの量などに基づいて、図17(a)〜図17(f)のうち、いずれか1つの資源ユニット構成方式が適用されるか、または、図17(a)〜図17(f)が組み合わせられた資源ユニット構成方式が適用されることができる。
その他にも、図面には示していないが、PPDU帯域幅が160MHzである場合の資源ユニットの構成方式も提案されることができる。この場合、160MHz PPDUの帯域幅は、図32において上述した80MHz PPDU帯域幅が2回繰り返された構造を有することができる。
上述した資源ユニット構成方式によって決定された全体資源ユニットのうち、DL/UL OFDMA送信のために一部の資源ユニットだけが用いられることもできる。例えば、20MHz内で図17(a)のように資源ユニットが構成される場合、9個未満のSTAに各々1つずつ資源ユニットが割り当てられ、残りの資源ユニットは、いずれのSTAにも割り当てられないこともある。
DL OFDMA送信の場合、PPDUのデータフィールドは、各STAに割り当てられた資源ユニット単位で周波数領域(frequency domain)で多重化されて送信される。
それに対し、UL OFDMA送信の場合、各STA別に各々自分が割当を受けた資源ユニット単位でPPDUのデータフィールドを構成し、同時にAPに送信することができる。このように、各STAが同時にPPDUを送信するので、受信端であるAPの立場では、各STAから送信されるPPDUのデータフィールドが周波数領域(frequency domain)で多重化(または、周波数多重化)されて送信されることと認識されることができる。
また、DL/UL OFDMA送信とDL/UL MU−MIMO送信とが同時に支援される場合、1つの資源ユニットは、空間領域(spatial domain)において複数のストリームで構成されることができる。そして、1つのSTAにDL/UL空間資源(spatial resource)として1つ以上のストリームが割り当てられて、複数個のSTAに各々互いに異なるストリームが割り当てられ得る。
例えば、図17(c)において106トーンで構成される資源ユニットは、空間領域(spatial domain)において複数のストリームで構成され、DL/UL OFDMAとDL/UL MU−MIMOとを同時に支援することができる。
以下では、説明の都合上、n個のトーンで構成された資源ユニットを「nトーン資源ユニット」と呼ぶことにする(nは、自然数)。例えば、以下では、26個のトーンで構成された資源ユニットは、「26トーン資源ユニット」と呼ぶ。
パイロットトーンプラン
前述したように、802.11axシステムでレガシーWLANシステムに比べて4倍大きい(4x)FFTサイズを使用する場合、802.11acシステムのパイロット配置をそのまま適用し難くなる。したがって、本発明では、既存の802.11n及び802.11acシステムで提案されたトーンプランに基づいて、これを補完及び拡張して802.11axシステムのヌメロロジーに適し、かつ効率的なパイロット設計方式を提案しようとする。したがって、まず、既存のシステムでのパイロットトーンプランについて説明した後、本発明の実施形態に係るパイロットトーンプランについて詳細に後述する。
図18は、既存のシステムのパイロットトーンプランを説明するために示した図である。
*802.11nシステム
802.11nシステムにおける20MHz帯域幅送信の場合、4個のパイロットトーンがサブキャリアに挿入され、{−21、−7、7、21}のインデックスに各々位置する。40MHz帯域幅送信の場合、6個のパイロットトーンがサブキャリアに挿入され、{−53、−25、−11、11、25、53}のインデックスに各々位置する。
802.11nシステムでは、Multi stream pilot(MSP)方式が使用される。ここで、Multi stream pilot方式とは、ストリーム個数によって互いに異なるパイロットシーケンスを使用する方式を表す。したがって、MSP方式の場合、データ送信の際に使用されるストリームの個数によってパイロットトーンの値(または、パイロット値)が決定され得る。802.11nシステムでは、最大4個のストリームを支援する。
例えば、2個のストリームを用いてデータが送信される場合、第1のストリーム(iSTS=1)を介して送信される4個のパイロットトーンの値は、各々(1、1、−1、−1)に決定されることができ、第2のストリーム(iSTS=2)を介して送信される4個のパイロットトーンの値は、各々(1、−1、−1、1)に決定されることができる。
例えば、3個のストリームを用いてデータが送信される場合、第1のストリーム(iSTS=1)を介して送信される6個のパイロットトーンの値は、各々(1、1、−1、−1、−1、−1)に決定されることができ、第2のストリーム(iSTS=2)を介して送信される6個のパイロットトーンの値は、各々(1、1、1、−1、1、1)に決定されることができ、第3のストリーム(iSTS=3)を介して送信される6個のパイロットトーンの値は、各々(1、−1、1、−1、−1、1)に決定されることができる。
*802.11acシステム
802.11acシステムにおける20MHz帯域幅送信の場合、4個のパイロットトーンがサブキャリアに挿入され、{−21、−7、7、21}のインデックスに各々挿入される。40MHz帯域幅送信の場合、6個のパイロットトーンがサブキャリアに挿入され、{−53、−25、−11、11、25、53}のインデックスに各々挿入される。80MHz帯域幅送信の場合、8個のパイロットトーンがサブキャリアに挿入され、{−103、−75、−39、−11、11、39、75、103}のインデックスに各々挿入される。160MHz帯域幅送信の場合、16個のパイロットトーンがサブキャリアに挿入され、{−231、−203、−167、−139、−117、−89、−53、−25、25、53、89、117、139、167、203、231}のインデックスに各々挿入されることができる。
160MHz帯域幅送信の場合、80MHz帯域幅送信でのパイロット値が複製(duplicate)されて適用されることができる。したがって、160MHz帯域幅送信の場合、{−231、−203、−167、−139、−117、−89、−53、−25、25、53、89、117、139、167、203、231}のインデックスに各々位置した16個のパイロットトーンは、順に(1、1、1、−1、−1、1、1、1、1、1、1、−1、−1、1、1、1)の値を各々有することができる。
以上より、既存のシステムでのパイロットトーンプランについて説明した。以下では、上述した内容に基づいて新しいシステムに適用可能な新しいパイロットトーンプランについて提案する。特に、以下では、パイロットトーンプランとして802.11axシステムに適用され得るパイロットトーンの個数、位置(または、インデックス)、及び値(または、係数)などに関して詳細に説明する。パイロットトーンプランは、大別してi)non−OFDMA(または、MIMO)方式でのパイロットトーンプラン及びii)OFDMA方式でのパイロットトーンプランに分けられることができる。
A.non−OFDMA送信(または、MIMO送信)
non−OFDMA送信においてパイロットトーンプランは、大別して既存のシステムのトーンプランを用いて設計される方式と既存のシステムのトーンプランを用いずに設計される方式とがありうる。以下では、この2つの方式について帯域幅別に詳細に説明する。
1.20MHz:256FFT
20MHz帯域幅の256個のサブキャリア(または、トーン)は、順に−128〜+127のインデックスを各々有すると仮定する。
(1)第1実施形態:既存のシステムのパイロットトーンプランを用いた実施形態1
・パイロットトーンの個数
本実施形態においてパイロットトーンの個数は、8個に提案する。20MHz帯域幅で使用可能なトーン数が242である場合(レフトガードトーンが6個、ライトガードトーンが5個、DCトーンが3個である場合)、8個のパイロットトーンを使用すれば、データトーン数が234(=242−8)であるから、既存のシステムのインターリーバをそのまま使用することができるという長所がある。したがって、性能の大きい低下さえなければ、20MHz帯域幅で8個のパイロットを使用することが実現の側面で有利でありうる。
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
仮に、802.11axシステムのガードトーン及びDCトーンの個数が既存のシステム(802.11acシステム)と同様である場合、既存(802.11ac)のシステムの80MHz帯域幅送信でのパイロットトーン位置を802.11axシステムでのパイロットトーン位置に再使用することができる。したがって、この場合、8個のパイロットトーンは、{±11、±39、±75、±103}のインデックスに各々位置し得る。
HE−LTFは、4xサイズのFFTサイズで送信(4x HE−LTF)されることができる。また、HE−LTFは、シンボル時間を減らすために、4x HE−LTFがマッピングされたサブキャリアのうち、2つのトーン間隔で(または、2つのトーン当たり、1つのトーンずつ)データが載せられ、残りのトーンにはデータが載せられない(または、「0」値を有する)2xサイズのFFTサイズで送信されることができる。このとき、HE−LTFは、4x HE−LTFのトーンのうち、偶数トーン(または、偶数インデックスに位置したトーン)のみにデータが載せられ、奇数トーン(または、奇数インデックスに位置したトーン)にはデータが載せられない2x HE−LTFとして送信されることができる。したがって、この場合、パイロットトーンは、4x HE−LTFがマッピングされたサブキャリアのうち、偶数(even)トーン(インデックスが偶数であるトーン)に挿入される必要がある。したがって、前記提案した各インデックスに1を加えるか引くことによって偶数インデックスを取得でき、取得した偶数インデックスをパイロットトーンのインデックスとして使用することもできる。例えば、±11に1を加えた場合、±12になり、±11から1を引いた場合には、±10になり得る。このような偶数インデックスへの補正は、以下において重複して説明しなくても、インデックスが奇数である全ての実施形態に同様に適用されることができる。
・パイロットトーンの値(パイロット値)
本実施形態においてパイロットトーンの値は、MSP方式によって決定されることができる。したがって、パイロットトーンの値は、ストリームの個数によって決定されることができる。
図19〜図22は、本発明の一実施形態によってストリーム個数によるパイロットトーンの値をまとめた表である。特に、図19は、NSTSが1〜3個である場合、図20は、NSTSが4及び5個である場合、図21は、NSTSが6及び7個である場合、図22は、NSTSが8個である場合のパイロットトーン値を各々開示する。
*NSTSが1である場合(NSTS=1)
NSTSが1である場合、802.11acシステムの80MHz帯域幅のパイロットトーンの値(図18(c))をそのまま使用することができ、したがって、本実施形態のパイロット値は、図19(a)の表のように定義されることができる。図19(a)においてNSTSは、ストリーム個数、iSTSは、ストリームインデックス、ψNSTS、8 iSTS、jは、iSTSを有するストリームで8個のパイロットトーンのうち、j番目の位置のパイロットトーンの値を表す。
図18(c)または図19(a)のパイロット値は、802.11nシステムの20MHz帯域幅でNSTS=1及びiSTS=1である場合のパイロット値にミラー対称(mirror symmetry)を適用することによって決定された値である。このように、本実施形態においてパイロット値として802.11nシステムでの20MHz帯域幅のパイロット値を再使用でき、これを数式で表現すれば、下記の数式3のとおりである。
パイロット設計の際、PAPR(Peak−to−Average Power Ratio)などの種々のイシューが検証された既存の方式をそのまま借用する場合、別の追加的な検証なしでもパイロットの性能を保障でき、ハードウェア実現の側面でも新しいパイロットシーケンスを生成すべき負担が減るという効果がある。以下、NSTSが2〜8である場合にも、802.11nシステムのパイロット値が再使用され得るし、上述した説明が同様に適用され得る。
*NSTSが2である場合(NSTS=2)
NSTSが2である場合、パイロット値は、802.11nシステムの20MHz帯域幅でNSTS=2である場合のパイロット値にミラー対称を適用することによって図19(b)のように決定されることができる。
*NSTSが3である場合(NSTS=3)
NSTSが3である場合、パイロット値は、802.11nシステムの20MHz帯域幅でNSTS=3である場合のパイロット値にミラー対称を適用することによって図19(c)のように決定されることができる。
*NSTSが4である場合(NSTS=4)
NSTSが4である場合、パイロット値は、802.11nシステムの20MHz帯域幅でNSTS=4である場合のパイロット値にミラー対称を適用することによって図20(a)のように決定されることができる。
*NSTSが5〜8である場合(NSTS=5〜8)
既存の802.11nシステムは、最大4個のストリームまで支援するため、NSTSが5〜8である場合には802.11nシステムのパイロット値を再使用し難い。したがって、802.11nシステムの20MHz帯域幅でNSTS=4である場合のパイロット値にミラー対称を適用するだけでなく、ハダマード行列(Hadamard matrix)の性質を適用して各ストリーム別に直交性が維持されるパイロット値を取得してNSTS=5〜8である場合に適用することができる。ハダマード行列の性質は、H1とH2が共にハダマード行列であれば、[H1、H2;H1、−H2]もハダマード行列ということである。このとき、H1は、[1、1、1、−1;1、1、−1、1;1、−1、1、1;−1、1、1、1]、H2は、[−1、1、1、1;1、−1、1、1;1、1、−1、1;1、1、1、−1]である。上述した性質を用いて生成したパイロット値は、図20(b)、図21、及び図22のとおりである。
上記のハダマード行列の他にも、下記のように様々なハダマード行列が存在し得るし、このようなハダマード行列を用いてNSTSが5〜8である場合のパイロット値を生成できる。
[H1、H1;H1、−H1]、[H2、H2;H2、−H2]、[H2、H1;H2、−H1]、[H1、−H2;H1、H2]、[H1、−H1;H1、H1]、[H2、−H2;H2、H2]、[H2、−H1;H2、H1]、[H1、H2;−H1、H2]、[H1、H1;−H1、H1]、[H2、H2;−H2、H2]、[H1、H1;H1、−H1]、[H2、H1;−H2、H1]、[−H1、H2;H1、H2]、[−H1、H1;H1、H1]、[−H2、H2;H2、H2]、[−H2、H1;H2、H1]、[H1、H2;H1、−H2]、[H1、H2;−H1、H2]
このとき、[H1、H2;H1、−H2]または[H1、H2;−H1、H2]のハダマード行列を用いて生成したパイロット値を用いる場合、802.11acシステムの80MHz帯域幅でのパイロットトーンの値を再使用する方式と同様である。
このように、ストリーム別に直交性が維持されたパイロット値を用いる場合、送信ダイバシティを高めることができ、意図していないビームフォーミング(undesired beamforming)効果を減らすことができるという効果を有する。
(2)第2実施形態:既存のシステムのパイロットトーンプランを用いた実施形態2
・パイロットトーンの個数/インデックス
本実施形態においてパイロットトーンの個数とパイロットトーンのインデックスとは、第1実施形態で提案された方式にしたがう。
・パイロットトーンの値(パイロット値)
パイロットトーンの値は、第1実施形態においてNSTS=8である場合に提案されたパイロット値をNSTS=1〜7である場合に拡張して使用する単一化されたSSP方式を提案する。このようなSSP方式にしたがうとき、各ストリームのパイロットトーンは、ストリーム個数と関係なく、固定されたパイロット値を有することができる。例えば、図22のパイロット値を用いる場合、第1のストリーム(iSTS=1)のパイロットトーンは、ストリーム個数と関係なく、(1、1、1、−1、−1、1、1、1)の固定されたパイロットシーケンスを有することができる。
このように、単一化されたパイロット値を使用する場合、システム構成が単純になり、ハードウェア実現の負担が減るという効果を有する。
(3)第3実施形態:パイロットシーケンスのペアリングを介してのパイロット値を決定する実施形態
・パイロットトーンの個数/インデックス
本実施形態においてパイロットトーンの個数とパイロットトーンのインデックスとは、第1実施形態で提案された方式にしたがう。
・パイロットトーンの値(パイロット値)
図23は、本発明の一実施形態に係るパイロット値を生成するためのシーケンスグループをまとめた表である。図23においてA〜Cグループのシーケンス間には相互直交性が維持される。また、Bグループ及びCグループのシーケンスは、同じインデックスで符号だけ反対である。
AグループのシーケンスとBグループのシーケンス、そして、AグループのシーケンスとCグループのシーケンスを一対一にマッピングすることによって長さが8である8個のシーケンスを生成できる。マッピングの際、同じインデックスのシーケンス同士にマッピングされ、生成された8個のシーケンス間には直交性が維持される。このように生成された8個のシーケンスは、SSP方式によって特定インデックス(iSTS)を有するストリームの固定されたパイロットシーケンスとして各々適用されることができる。このとき、8個のパイロットシーケンスに各々与えられるストリームインデックス(iSTS=1〜8)は、ランダムに与えられることができる。
(4)第4実施形態:一部パイロット位置のみ使用する実施形態
・パイロットトーンの個数
本実施形態においてパイロットトーンの個数は、4個に提案する。
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
本実施形態においてパイロットトーンのインデックスは、第1〜第3実施形態で提案したパイロットトーンのインデックス({±11、±39、±75、±103})のうち、4個を選択して使用することを提案する。
一実施形態として、パイロットトーンのインデックスは、第1〜第3実施形態で提案されたインデックスで1番目のインデックスから二間の間隔で選択されることができる。この場合、パイロットトーンのインデックスは、{−103、−39、+11、+75}でありうる。
他の実施形態として、パイロットトーンのインデックスは、第1〜第3実施形態で提案されたインデックスの2番目のインデックスから二間の間隔で選択されることができる。この場合、パイロットトーンのインデックスは、{−75、−11、+39、+103}でありうる。
他の実施形態として、パイロットトーンのインデックスは、第1〜第3実施形態で負の符号を有するインデックスと正の符号を有するインデックスとが対称になるように選択されることができる。したがって、パイロットトーンのインデックスは、下記のとおりでありうる。
{±11、±39}、{±11、±75}、{±11、±103}、{±39、±75}、{±39、±103}、または{±75、±103}
・パイロットトーンの値(パイロット値)
パイロットトーンの値は、後述する第28、第29、または第30実施形態で提案された方式にしたがう。これに関しては、以下において詳細に説明する。
(5)第5実施形態:802.11acシステムのパイロットトーンプランを適用する実施形態
・パイロットトーンの個数
本実施形態においてパイロットトーンの個数は、4個に提案する。
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
本実施形態においてパイロットトーンのインデックスは、既存の802.11acシステムで20MHz帯域幅のパイロットトーンインデックスを4倍アップスケーリングして使用することを提案できる。この場合、アップスケーリングされたパイロットインデックスは、{±28、±84}でありうる。
・パイロットトーンの値(パイロット値)
パイロットトーンの値は、後述する第28、第29、または第30実施形態で提案された方式にしたがう。これに関しては、以下において詳細に説明する。
(6)第6実施形態:ストリーム個数によってパイロットトーンの個数を決定する実施形態
パイロットトーンの個数を減らすと、データトーン(または、データを載せて運ぶトーン)が増えて、より多量のデータを送ることができるという長所があるが、減ったパイロットトーン個数の分だけ直交シーケンス(orthogonal sequence)を作ることができないという問題点が存在するようになる。したがって、送信データ量を増加させるために、総ストリーム個数別にパイロットトーンの個数を異なるように適用する方式を次のように提案する。
総ストリーム個数が4個未満である場合には、第5実施形態で提案された方式にしたがい、4個〜8個である場合には、第1〜第4実施形態のうち、いずれか1つの実施形態で提案された方式にしたがう。
(7)第7実施形態:ストリーム個数と関係なく、同じ1つのパイロットシーケンスを使用する実施形態
本実施形態では、既存の802.11acシステムのSSP方式のように、ストリーム個数と関係なく、1つの固定されたパイロットシーケンスを適用するパイロットトーンプランを提案できる。
したがって、パイロットトーンの個数が8個である場合、パイロットトーンのインデックス(または、位置)及び値は、第1実施形態でNSTS=1である場合に提案された方式にしたがうことができる。パイロットトーンの個数が4個である場合、パイロットトーンのインデックス(または、位置)は、第5実施形態で提案された方式に、パイロットトーンの値は、後述する第28実施形態で提案された方式にしたがうことができる。
このようなパイロットトーンプランを提案する理由は、マルチストリームを用いてデータが送受信されるMIMO状況で複数の直交パイロットシーケンスを使用することによって得る性能の利得に対して、これを使用するためのオーバーヘッドが相対的に大きいためである。したがって、ストリーム個数と関係なく、固定されたパイロットシーケンスを適用するSSP方式を導入することにより、オーバーヘッドを減らすことができる。
2.40MHz:512FFT
40MHz帯域幅の512個のサブキャリア(または、トーン)は、順に−256〜+255のインデックスを各々有すると仮定する。
(1)第8実施形態:第1〜第3実施形態を拡張した実施形態
・パイロットトーンの個数
本実施形態においてパイロットトーンの個数は、16個に提案する。仮に、40MHz帯域幅で使用可能なトーン数は、484個である場合、484個のトーンは、242(20MHz帯域幅で使用可能なトーン数)個の2つのトーングループに区分されることができる。このとき、各トーングループで16個のトーンをパイロットトーンとして使用する場合、234(=242−16)個のデータトーンを使用できるので、既存のシステムのインターリーバをそのまま使用することができるという長所がある。したがって、大きい性能の低下さえなければ、40MHz帯域幅で16個のパイロットトーンを使用することが実現の側面で有利でありうる。
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
既存の802.11acシステムでは、80MHz帯域幅のパイロットトーンプランを複製(duplicate)することで、160MHz帯域幅のパイロットトーンプランを設計した。これと類似して、本実施形態では、20MHz帯域幅のパイロットトーンインデックス(第1〜第3実施形態で提案されたパイロットトーンインデックス)を複製して40Hz帯域幅のパイロットトーンインデックスを決定できる。したがって、本実施形態においてパイロットトーンインデックスは、{±25、±53、±89、±117、±139、±167、±203、±231}のように決定されることができる。
このように、特定帯域幅のトーンプランを複製して使用する方式は、帯域幅別にパイロットトーンプランを格納しておく必要なく、特定帯域幅に対する1つのトーンプランのみを格納した後、複製して用いることができるという側面でシステム構成が単純になるという長所がある。
・パイロットトーンの値(パイロット値)
40MHz帯域幅のパイロットトーン値も20MHz帯域幅のパイロットトーン値を複製して設計されることができる。すなわち、40MHz帯域幅でのパイロットシーケンス(または、40MHz帯域幅に位置した16個のパイロットトーンの値を羅列したシーケンス)は、20MHz帯域幅でのパイロットシーケンス(または、20MHz帯域幅に位置した8個のパイロットトーンの値を羅列したシーケンス)が2回繰り返されたシーケンスで決められることができる。これを数式で表現すれば、下記の数式4のように表現されることができる。
ここで、NSTSは、ストリーム個数、iSTSは、ストリームインデックス、ψNSTS,16 iSTS,jψは、iSTSを有するストリームで40MHz帯域幅に含まれた16個のパイロットトーンのうち、j番目の位置のパイロットトーンの値、ψNSTS,8 iSTS,mod(j,8) は、iSTSを有するストリームで20MHz帯域幅に含まれた8個のパイロットトーンのうち、mod(j、8)番目の位置のパイロットトーンの値を表す。
(2)第9実施形態:第4及び第5実施形態を拡張した実施形態
・パイロットトーンの個数
本実施形態においてパイロットトーンの個数は、8個に提案する。既存のシステムの場合、40MHz帯域幅で使用されるパイロットトーン数は、80MHz帯域幅のパイロットトーン数より少なく、20MHz帯域幅のパイロットトーン数より多い。このような内容に基づくとき、仮に、80MHz帯域幅でpeak throughputを向上させるために、8個のパイロットトーンを使用するならば、40MHz帯域幅は、8個以下のパイロットトーンを使用することが好ましい。また、20MHz帯域幅で既存のインターリーバを再活用するために、8個のパイロットトーンを使用すべきであれば、40MHz帯域幅は、8個以上のパイロットトーンを使用することが好ましい。したがって、本実施形態では、この2つの条件を全て満たすために、40MHz帯域幅で8個のパイロットトーンを使用することを提案する。
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
本実施形態においてパイロットトーンのインデックスは、第4及び第5実施形態で提案されたパイロットトーンのインデックスを複製して使用することを提案する。
第4及び第5実施形態で提案されたパイロットトーンのインデックス({±11、±39、±75、±103})を複製して生成したパイロットトーンのインデックスは、次のとおりである。
{(−103/−231、25)、(−75/−203、53)、(−39/−167、89)、(−11/−139、117)、(11/−117、139)、(39/−89、167)、(75/−53、203)、(103/−25、231)、(−84/−212、44)、(−28/−156、100)、(28/−100、156)、(84/−44、212)}
ここで、「/」を中心として左側に位置した数字は、複製前のパイロットトーンのインデックス、すなわち、第4及び第5実施形態で提案されたパイロットトーンのインデックス({±11、±39}、{±11、±75}、{±11、±103}、{±39、±75}、{±39、±103}、{±75、±103}、{±28、±84})を表し、右側に位置した数字は、複製後のパイロットトーンのインデックス、すなわち、本実施形態で提案するパイロットトーンのインデックスを表す。したがって、仮に、第4実施形態で提案されたパイロットトーンのインデックス{±39、±103}を複製及び複製して使用する場合、上述した複製方式によって{±25、±89、±167、±231}のインデックスが生成され得るし、前記各インデックスにパイロットトーンが位置し得る。
第4及び第5実施形態と本実施形態でも上述したように、2x HE−LTFの適用のために、パイロットトーンのインデックスに1を加えるか、引くことにより、偶数インデックスに補正することができる。例えば、{±39、±103}という{±40、±104}(={±(39+1)、±(103+1)})に補正されることができる。また、前記{±40、±104}という{±26、±90、±168、±232}(={±26、±90、±168、±232})に複製及び補正されることができる。このように、複製及び偶数インデックスへの補正は、以下において重複して説明しなくても、パイロットトーンのインデックスが奇数である実施形態等に同様に適用されることができる。
・パイロットトーンの値(パイロット値)
本実施形態においてパイロット値は、第1、第2、または第3実施形態で提案された方式にしたがう。
(3)第10実施形態:第1〜第3実施形態を拡張した実施形態
・パイロットトーンの個数
本実施形態においてパイロットトーンの個数は、8個に提案する。
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
本実施形態においてパイロットトーンのインデックスは、第1〜第3実施形態で提案されたパイロットトーンのインデックスを2倍アップスケーリングして使用することを提案する。アップスケーリングされたパイロットトーンのインデックスは、次のとおりである。
{±22、±78、±150、±206}
・パイロットトーンの値(パイロット値)
本実施形態においてパイロット値は、第1、第2、または第3実施形態で提案された方式にしたがう。
(4)第11実施形態:一部パイロット位置のみ使用する実施形態
・パイロットトーンの個数
本実施形態においてパイロットトーンの個数は、8個に提案する。
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
本実施形態においてパイロットトーンのインデックスは、第8実施形態で提案したパイロットトーンのインデックス({±25、±53、±89、±117、±139、±167、±203、±231})のうち、8個を選択して使用することを提案する。
一実施形態として、パイロットトーンのインデックスは、前記提案されたインデックスで1番目のインデックスから二間の間隔で選択されることができる。この場合、パイロットトーンのインデックスは、{−231、−167、−117、−53、+25、+89、+139、+203}でありうる。
他の実施形態として、パイロットトーンのインデックスは、前記提案されたインデックスで1番目のインデックスから二間の間隔で選択されることができる。この場合、パイロットトーンのインデックスは、{−203、−139、−89、−25、+53、+117、+167、+231}でありうる。
他の実施形態として、パイロットトーンのインデックスは、負の符号を有するインデックスと正の符号を有するインデックスとが対称になるように選択されることができる。したがって、パイロットトーンのインデックスは、下記のとおりでありうる。
{±25、±53、±89、±117}、{±25、±53、±89、±139}、{±25、±53、±89、±167}、{±25、±53、±89、±203}、{±25、±53、±89、±231}、{±25、±53、±117、±139}、{±25、±53、±117、±167}、{±25、±53、±117、±203}、{±25、±53、±117、±231}、{±25、±53、±139、±167}、{±25、±53、±139、±203}、{±25、±53、±139、±231}、{±25、±53、±167、±203}、{±25、±53、±167、±231}、{±25、±53、±203、±231}、{±25、±89、±117、±139}、{±25、±89、±117、±167}、{±25、±89、±117、±203}、{±25、±89、±117、±231}、{±25、±89、±139、±167}、{±25、±89、±139、±203}、{±25、±89、±139、±231}、{±25、±89、±167、±203}、{±25、±89、±167、±231}、{±25、±89、±203、±231}、{±25、±117、±139、±167}、{±25、±117、±139、±203}、{±25、±117、±139、±231}、{±25、±117、±167、±203}、{±25、±117、±167、±231}、{±25、±117、±203、±231}、{±25、±139、±167、±203}、{±25、±139、±167、±231}、{±25、±139、±203、±231}、{±25、±167、±203、±231}、{±53、±89、±117、±139}、{±53、±89、±117、±167}、{±53、±89、±117、±203}、{±53、±89、±117、±231}、{±53、±89、±139、±167}、{±53、±89、±139、±203}、{±53、±89、±139、±231}、{±53、±89、±167、±203}、{±53、±89、±167、±231}、{±53、±89、±203、±231}、{±53、±117、±139、±167}、{±53、±117、±139、±203}、{±53、±117、±139、±231}、{±53、±117、±167、±203}、{±53、±117、±167、±231}、{±53、±117、±203、±231}、{±53、±139、±167、±203}、{±53、±139、±167、±231}、{±53、±139、±203、±231}、{±53、±167、±203、±231}、{±89、±117、±139、±167}、{±89、±117、±139、±203}、{±89、±117、±139、±231}、{±89、±117、±167、±203}、{±89、±117、±167、±231}、{±89、±117、±203、±231}、{±89、±139、±167、±203}、{±89、±139、±167、±231}、{±89、±167、±203、±231}、{±117、±139、±167、±203}、{±117、±139、±167、±231}、{±117、±167、±203、±231}、または{±139、±167、±203、±231}
・パイロットトーンの値(パイロット値)
本実施形態においてパイロット値は、第1、第2、または第3実施形態で提案された方式にしたがう。
(5)第12実施形態:802.11acシステムと同じ個数のパイロットトーンを有する実施形態
・パイロットトーンの個数
本実施形態においてパイロットトーンの個数は、802.11acシステムと同様に6個に提案する。
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
本実施形態においてパイロットトーンのインデックスは、{±44、±100、±212}に提案し、これは、既存の802.11acシステムの40MHz帯域幅のパイロットトーンインデックスを512FFTサイズに合わせて4倍アップスケーリングした値である。
・パイロットトーンの値(パイロット値)
本実施形態においてパイロット値は、後述する第32、第33、または第34実施形態で提案された方式にしたがう。
(6)第13実施形態:ストリーム個数によってパイロットトーンの個数を決定する実施形態
送信データ量を増加させるために、総ストリーム個数別にパイロットトーンの個数を異なるように適用する方式を次のように提案する。総ストリーム個数が6個未満である場合には、第12実施形態で提案された方式にしたがい、6個〜8個である場合には、第9〜第11実施形態のうち、いずれか1つの実施形態で提案された方式にしたがい、9個〜16個である場合には、第8実施形態で提案された方式にしたがう。
(7)第14実施形態:ストリーム個数と関係なく、同じ1つのパイロットシーケンスを使用する実施形態
本実施形態では、既存の802.11acシステムのSSP方式のように、ストリーム個数と関係なく、1つの固定されたパイロットシーケンスを適用するパイロットトーンプランを提案できる。
したがって、パイロットトーンの個数が16個である場合、パイロットトーンのインデックス(または、位置)は、第8実施形態で提案された方式にしたがい、パイロットトーンの値は、第1実施形態においてNSTS=1である場合に提案されたパイロットトーン値を2回複製して使用することができる。
または、パイロットトーンの個数が8個である場合、パイロットトーンのインデックスは、第10実施形態で提案された方式にしたがい、パイロットトーンの値は、第1実施形態においてNSTS=1である場合に提案された方式にしたがうことができる。
または、パイロットトーンの個数が6個である場合、パイロットトーンのインデックスは、第12実施形態で提案された方式にしたがい、パイロットトーンの値は、後述する第32実施形態においてNSTS=1である場合に提案された方式にしたがうことができる。
このようなパイロットトーンプランを提案する理由は、マルチストリームを用いてデータが送受信されるMIMO送信状況で複数の直交パイロットシーケンスを使用することによって得る性能の利得に対して、これを使用するためのオーバーヘッドが相対的に大きいためである。したがって、ストリーム個数と関係なく、固定されたパイロットシーケンスを適用するSSP方式を導入することにより、オーバーヘッドを減らすことができる。
3.80MHz:1024FFT
80MHz帯域幅の1024個のサブキャリア(または、トーン)は、順に−512〜+511のインデックスを各々有すると仮定する。
(1)第15実施形態:第1、第2、第3、または第8実施形態を拡張した実施形態
・パイロットトーンの個数
本実施形態においてパイロットトーンの個数は、32個に提案する。
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
本実施形態において20MHz帯域幅のパイロットトーンインデックス(第1〜第3実施形態で提案されたパイロットトーンインデックス)を4回複製して80MHz帯域幅のパイロットトーンインデックスを決定できる。または、40MHz帯域幅のパイロットトーンインデックス(第8実施形態で提案されたパイロットトーンインデックス)を2回複製して80MHz帯域幅のパイロットトーンインデックスを決定できる。この場合、決定されたパイロットトーンインデックスは、以下のとおりである。
{±25、±53、±89、±117、±139、±167、±203、±231、±281、±309、±345、±373、±395、±423、±459、±487}
このように、特定帯域幅のトーンプランを複製して使用する方式は、帯域幅別にパイロットトーンプランを格納しておく必要なく、特定帯域幅に対する1つのトーンプランのみを格納した後、複製して用いることができるという長所がある。
・パイロットトーンの値(パイロット値)
80MHz帯域幅のパイロットトーン値も20MHz帯域幅のパイロットトーン値を複製して設計されることができる。すなわち、80MHz帯域幅でのパイロットシーケンス(または、80MHz帯域幅に位置した32個のパイロットトーンの値を羅列したシーケンス)は、20MHz帯域幅でのパイロットシーケンス(または、20MHZ帯域幅に位置した8個のパイロットトーンの値を羅列したシーケンス)が4回繰り返されたシーケンスで決められることができる。これを数式で表現すれば、下記の数式5のように表現されることができる。
ここで、NSTSは、ストリーム個数、iSTSは、ストリームインデックス、ψNSTS,32 iSTS,j は、iSTSを有するストリームで80MHz帯域幅に含まれた32個のパイロットトーンのうち、j番目の位置のパイロットトーンの値、ψNSTS,8 iSTS,mod(j,8) は、iSTSを有するストリームで20MHz帯域幅に含まれた8個のパイロットトーンのうち、mod(j、8)番目の位置のパイロットトーンの値を表す。
または、80MHz帯域幅のパイロットトーン値は、40MHz帯域幅のパイロットトーン値を複製して設計されることができる。すなわち、80MHz帯域幅でのパイロットシーケンス(または、80MHz帯域幅に位置した32個のパイロットトーンの値を羅列したシーケンス)は、40MHz帯域幅でのパイロットシーケンス(または、40MHZ帯域幅に位置した16個のパイロットトーンの値を羅列したシーケンス)が2回繰り返されたシーケンスで決められることができる。これを数式で表現すれば、下記の数式6のように表現されることができる。
ここで、NSTSは、ストリーム個数、iSTSは、ストリームインデックス、ψNSTS,32 iSTS,j は、iSTSを有するストリームで80MHz帯域幅に含まれた32個のパイロットトーンのうち、j番目の位置のパイロットトーンの値、ψNSTS,8 iSTS,j は、iSTSを有するストリームで40MHz帯域幅に含まれた16個のパイロットトーンのうち、mod(j、16)番目の位置のパイロットトーンの値を表す。
(2)第16実施形態:第9〜第11実施形態を拡張した実施形態
・パイロットトーンの個数
本実施形態においてパイロットトーンの個数は、16個に提案する。80MHz帯域幅に含まれたパイロットトーン数が40MHz帯域幅より少ない場合、性能の低下が発生し得る。したがって、仮に、40MHz帯域幅のパイロットトーンの数が実現の容易さのために16個に確定されるならば、80MHz帯域幅は、16個以上のパイロットトーンを使用することが好ましく、peak throughputを考慮するならば、16個のパイロットトーンを使用することが適切でありうる。
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
本実施形態においてパイロットトーンのインデックスは、第9、第10、または第11実施形態で提案されたパイロットトーンのインデックスを複製して使用することを提案する。複製されたパイロットトーンのインデックスは、以下のとおりである。
{−231/−487、25}、{−203/−459、53}、{−167/−423、89}、{−139/−395、117}、{−117/−373、139}、{−89/−345、167}、{−53/−309、203}、{−25/−281、231}、{25/−231、281}、{53/−203、309}、{89/−167、345}、{117/−139、373}、{139/−117、395}、{167/−89、423}、{203/−53、459}、{231/−25、487}、{−212/−468、44}、{−156/−412、100}、{−100/−356、156}、{−44/−300、212}、{44/−212、300}、{100/−156、356}、{156/−100、412}、{212/−44、468}、{−206/−462、50}、{−150/−406、106}、{−78/−334、178}、{−22/−278、234}、{22/−234、278}、{78/−178、334}、{150/−106、406}、または{206/−50、462}
ここで「/」を中心として左側に位置した数字は、複製前のパイロットトーンのインデックス、すなわち、第9、第10、または第11実施形態で提案されたパイロットトーンのインデックスを表し、右側に位置した数字は、複製後のパイロットトーンのインデックス、すなわち、本実施形態で提案するパイロットトーンのインデックスを表す。
・パイロットトーンの値(パイロット値)
本実施形態においてパイロットトーンの値は、第8実施形態で提案された方式にしたがう。
(3)第17実施形態:第8実施形態をアップスケーリングした実施形態
・パイロットトーンの個数
本実施形態においてパイロットトーンの個数は、16個に提案する。
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
本実施形態においてパイロットトーンのインデックスは、下記のように、第8実施形態で提案されたパイロットトーンのインデックスを2倍アップスケーリングして使用することを提案する。
{±50、±106、±178、±234、±278、±334、±406、±462}
・パイロットトーンの値(パイロット値)
本実施形態においてパイロットトーンの値は、第8実施形態で提案された方式にしたがう。
(4)第18実施形態:一部パイロット位置のみ使用する実施形態
・パイロットトーンの個数
本実施形態においてパイロットトーンの個数は、16個に提案する。
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
本実施形態においてパイロットトーンのインデックスは、第15実施形態で提案したパイロットトーンのインデックス({±25、±53、±89、±117、±139、±167、±203、±231、±281、±309、±345、±373、±395、±423、±459、±487})のうち、16個を選択して使用することを提案する。
一実施形態として、パイロットトーンのインデックスは、前記提案されたインデックスで1番目のインデックスから二間の間隔で選択されることができる。この場合、パイロットトーンのインデックスは、{−487、−423、−373、−309、−231、−167、−117、−53、+25、+89、+139、+203、+281、+345、+395、+459}でありうる。
他の実施形態として、パイロットトーンのインデックスは、前記提案されたインデックスで1番目のインデックスから二間の間隔で選択されることができる。この場合、パイロットトーンのインデックスは、{−459、−395、−345、−281、−203、−139、−89、−25、+53、+117、+167、+231、+309、+373、+423、+487}でありうる。
他の実施形態として、パイロットトーンのインデックスは、負の符号を有するインデックスと正の符号を有するインデックスとが対称になるように選択されることができる。したがって、パイロットトーンのインデックスは、下記のとおりでありうる。
{±25、±89、±139、±203、±281、±345、±395、±459}、または{±53、±117、±167、±231、±309、±373、±423、±487}
・パイロットトーンの値(パイロット値)
本実施形態においてパイロットトーンの値は、第8実施形態で提案された方式にしたがう。
(5)第19実施形態:等間隔(Equi−distance)及び対称パイロットトーンプランに関する実施形態
・パイロットトーンの個数
本実施形態においてパイロットトーンの個数は、16個に提案する。
・パイロットトーンのインデックス
本実施形態では、相互等間隔を有し、対称性を満たすパイロットトーン位置に関するインデックスを下記のように提案する。
{±33、±95、±157、±219、±281、±343、±405、±467}、{±34、±96、±158、±220、±282、±344、±406、±468}、または{±35、±97、±159、±221、±283、±345、±407、±469}
本実施形態のように、パイロットトーン間に等間隔及び対称性を満たす場合、CFO(Carrier Frequency Offset)性能が向上するという効果を有する。
・パイロットトーンの値(パイロット値)
本実施形態においてパイロットトーンの値は、本明細書における実施形態が様々に適用され得る。
(6)第20実施形態:802.11acシステムと同じ個数のパイロットトーンを使用する実施形態
・パイロットトーンの個数
本実施形態においてパイロットトーンの個数は、802.11acシステムと同様に8個に提案する。
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
本実施形態においてパイロットトーンのインデックスは、1024FFTサイズを考慮して802.11acシステムの80MHZ帯域幅パイロットトーンインデックスを4倍アップスケーリングして使用することを提案する。4倍アップスケーリングされたパイロットトーンインデックスは、下記のとおりである。
{±44、±156、±300、±412}
802.11acシステムと802.11axシステムとのFFTサイズを考慮して、既存のシステムのパイロットインデックスを4倍アップスケーリングして使用することは、既存のシステムとの互換及びハードウェア実現の側面で有利でありうる。
・パイロットトーンの値(パイロット値)
本実施形態においてパイロットトーンの値は、第1、第2、または第3実施形態で提案された方式にしたがう。
(7)第21実施形態:ストリーム個数によってパイロットトーンの個数を決定する実施形態
送信データ量を増加させるために、総ストリーム個数別にパイロットトーンの個数を異なるように適用する方式を次のように提案する。総ストリーム個数が8個未満である場合には、第19実施形態で提案された方式にしたがい、9個〜16個である場合には、第16〜第18実施形態のうち、いずれか1つの実施形態で提案された方式にしたがい、17個〜32個である場合には、第15実施形態で提案された方式にしたがう。
(8)第22実施形態:ストリーム個数と関係なく、同じ1つのパイロットシーケンスを使用する実施形態
本実施形態では、既存の802.11acシステムのSSP方式のように、ストリーム個数と関係なく、1つの固定されたパイロットシーケンスを適用するパイロットトーンプランを提案できる。
したがって、パイロットトーンの個数が32個である場合、パイロットトーンのインデックス(または、位置)は、第15実施形態で提案された方式にしたがい、パイロットトーンの値は、第14実施形態でパイロットトーン個数が16である場合に提案されたパイロットトーンの値(または、パイロットシーケンスを)を2回複製して使用することができる。
または、パイロットトーンの個数が16個である場合、パイロットトーンのインデックスは、第17実施形態で提案された方式にしたがい、パイロットトーンの値は、第14実施形態でパイロットトーン個数が16である場合に提案された方式にしたがうことができる。
または、パイロットトーンの個数が8個である場合、パイロットトーンのインデックスは、第19実施形態で提案された方式にしたがい、パイロットトーンの値は、第1実施形態においてNSTS=1である場合に提案された方式にしたがうことができる。
このようなパイロットトーンプランを提案する理由は、マルチストリームを用いてデータが送受信されるMIMO送信状況で複数の直交パイロットシーケンスを使用することによって得る性能の利得に対し、これを使用するためのオーバーヘッドが相対的に大きいためである。したがって、ストリーム個数と関係なく、固定されたパイロットシーケンスを適用するSSP方式を導入することにより、オーバーヘッドを減らすことができる。
4.160MHz:2048FFT
80MHz帯域幅の1024個のサブキャリア(または、トーン)は、順に−1024〜+1023のインデックスを各々有すると仮定する。
(1)第23実施形態:第15〜第18実施形態、または第20実施形態を拡張した実施形態
本実施形態においてパイロットトーンの個数/インデックス/値は、第15〜第18実施形態、または第20実施形態で提案されたパイロットトーンの個数/インデックス/値を2倍複製して使用することを提案する。以下では、各実施形態別に複製したパイロットトーンのインデックスに関して説明する。以下において、「/」を中心として左側に位置した数字は、複製前のパイロットトーンのインデックスを表し、右側に位置した数字は、複製後のパイロットトーンのインデックス、すなわち、本実施形態で提案するパイロットトーンのインデックスを表す。
*第15実施形態の場合(64(=2*32)個のパイロットトーン)
{−487:−999、25}、{−459:−971、53}、{−423:−935、89}、{−395:−907、117}、{−373:−885、139}、{−345:−857、167}、{−309:−821、203}、{−281:−793、231}、{−231:−743、281}、{−203:−715、309}、{−167:−679、345}、{−139:−651、373}、{−117:−629、395}、{−89:−601、420}、{−53:−565、459}、{−25:−537、487}、{25:−487、537}、{53:−459、565}、{89:−420、601}、{117:−395、629}、{139:−373、651}、{167:−345、679}、{203:−309、715}、{231:−281、743}、{281:−231、793}、{309:−203、821}、{345:−167、857}、{373:−139、885}、{395:−117、907}、{423:−89、935}、{459:−53、971}、{487:−25、999}
*第16実施形態の場合(32(=2*16)個のパイロットトーン)
{−487:−999、25}、{−459:−971、53}、{−423:−935、89}、{−395:−907、117}、{−373:−885、139}、{−345:−857、167}、{−309:−821、203}、{−281:−793、231}、{−231:−743、281}、{−203:−715、309}、{−167:−679、345}、{−139:−651、373}、{−117:−629、395}、{−89:−601、420}、{−53:−565、459}、{−25:−537、487}、{25:−487、537}、{53:−459、565}、{89:−420、601}、{117:−395、629}、{139:−373、651}、{167:−345、679}、{203:−309、715}、{231:−281、743}、{281:−231、793}、{309:−203、821}、{345:−167、857}、{373:−139、885}、{395:−117、907}、{423:−89、935}、{459:−53、971}、{487:−25、999}、{−468:−980、44}、{−412:−924、100}、{−356:−868、156}、{−300:−812、212}、{−212:−724、300}、{−156:−668、356}、{−100:−612、412}、{−44:−556、468}、{44:−468、556}、{100:−412、612}、{156:−356、668}、{212:−300、724}、{300:−212、812}、{356:−156、868}、{412:−100、924}、{468:−44、980}、{−462:−974、50}、{−406:−918、106}、{−334:−846、178}、{−278:−790、234}、{−234:−746、278}、{−178:−690、334}、{−106:−618、406}、{−50:−562、462}、{50:−462、562}、{106:−406、618}、{178:−334、690}、{234:−278、746}、{278:−234、790}、{334:−178、846}、{406:−106、918}、{462:−50、974}
*第17実施形態の場合(32(=2*16)個のパイロットトーン)
{−462:−974、50}、{−406:−918、106}、{−334:−846、178}、{−278:−790、234}、{−234:−746、278}、{−178:−690、334}、{−106:−618、406}、{−50:−562、462}、{50:−462、562}、{106:−406、618}、{178:−334、690}、{234:−278、746}、{278:−234、790}、{334:−178、846}、{406:−106、918}、{462:−50、974}
*第18実施形態の場合(32(=2*16)個のパイロットトーン)
{−487:−999、25}、{−459:−971、53}、{−423:−935、89}、{−395:−907、117}、{−373:−885、139}、{−345:−857、167}、{−309:−821、203}、{−281:−793、231}、{−231:−743、281}、{−203:−715、309}、{−167:−679、345}、{−139:−651、373}、{−117:−629、395}、{−89:−601、420}、{−53:−565、459}、{−25:−537、487}、{25:−487、537}、{53:−459、565}、{89:−420、601}、{117:−395、629}、{139:−373、651}、{167:−345、679}、{203:−309、715}、{231:−281、743}、{281:−231、793}、{309:−203、821}、{345:−167、857}、{373:−139、885}、{395:−117、907}、{423:−89、935}、{459:−53、971}、{487:−25、999}
*第20実施形態の場合(16(=2*8)個のパイロットトーン)
{−412:−924、100}、{−300:−812、212}、{−156:−668、356}、{−44:−556、468}、{44:−468、556}、{156:−356、668}、{300:−212、812}、{412:−100、924}
(2)第24実施形態:ストリーム個数によってパイロットトーンの個数を決定する実施形態
送信データ量を増加させるために、総ストリーム個数別にパイロットトーンの個数を異なるように適用する方式を次のように提案する。総ストリーム個数が16個未満である場合には、第19実施形態を複製して使用することを提案し、17個〜32個である場合には、第16〜第18実施形態のうち、いずれか1つの実施形態を複製して使用することを提案し、32個〜64個である場合には、第15実施形態で提案された方式にしたがう。
(3)第25実施形態:ストリーム個数と関係なく、同じ1つのパイロットシーケンスを使用する実施形態
本実施形態では、既存の802.11acシステムのSSP方式のように、ストリーム個数と関係なく、1つの固定されたパイロットシーケンスを適用するパイロットトーンプランを提案できる。したがって、本実施形態においてパイロットトーンの個数/インデックス/値は、第22実施形態で提案されたパイロットトーンの個数/インデックス/値を2倍複製して使用することを提案する。
このようなパイロットトーンプランを提案する理由は、マルチストリームを用いてデータが送受信されるMIMO送信状況で複数の直交パイロットシーケンスを使用することによって得る性能の利得に対し、これを使用するためのオーバーヘッドが相対的に大きいためである。したがって、ストリーム個数と関係なく、固定されたパイロットシーケンスを適用するSSP方式を導入することにより、オーバーヘッドを減らすことができる。
以上より、non−OFDMA送信方式で適用可能なパイロットトーンプランについて説明した。上記で詳述した実施形態等は、DL/UL及びSU/MU送信状況でHE−LTF及びHE−データパートのパイロットトーンに適用されることができ、前記パイロットトーンは、HE−LTF及びHE−データパートの位相及びCFOトラッキング用として使用されることができる。
B.OFDMA送信
802.11axシステムにおいて新しく導入されたOFDMA送信方式でサブキャリアは、一定のトーン単位の資源ユニットに区分されることは、先に図15〜17と関連して上述したとおりである。以下では、このような資源ユニット別のパイロットトーンプランについて詳細に説明する。
1.26トーン資源ユニット
26トーン資源ユニットに含まれたサブキャリア(または、トーン)は、順に0〜25のインデックスを各々有すると仮定する。26トーン資源ユニットは、2個のパイロットトーンを含むことができる。以下では、このような2個のパイロットトーンのインデックス及び値について各実施形態別に説明する。
(1)第26実施形態
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
一実施形態として、2個のパイロットトーンは、26トーン資源ユニットを13トーンずつ2つの部分に分けたとき、各部分の中心に位置し得る。したがって、この場合、パイロットトーンのインデックスは、{6、19}でありうる。
他の実施形態として、2個のパイロットトーンは、既存の802.11ahシステムにおいて1MHz 32FFTからDCトーン及びガードトーンを除いて、パイロットトーン間の間隔を考慮して補正したインデックスに位置し得る。この場合、パイロットトーンのインデックスは、{6、19}でありうる。
他の実施形態として、2個のパイロットトーンは、既存の802.11ahシステムにおいて1MHz 32FFTに含まれたパイロットトーン間の距離の分だけ離間して位置し得る。より詳細には、802.11ahシステムの1MHz 32FFTでパイロットトーンは、−7と+7のインデックスに各々位置するので、2つのパイロットトーンは、14の分だけ離間して位置する。したがって、本実施形態のパイロットトーンのインデックスは、このような離間距離と左右対称とを考慮して下記のように決定されることができる。
{5、19}、または{6、20}
・パイロットトーンの値(パイロット値)
図24及び図25は、本発明の一実施形態によってストリーム個数によるパイロットトーンの値をまとめた表である。本実施形態においてパイロットトーンの値は、MSP方式によって図24及び図25の表のように決定されることができる。特に、NSTSが1個である場合、パイロットトーンの値は、図24の表のように決定されることができ(図24(a)または図24(b))、NSTSが2個である場合、パイロットトーンの値は、図25の表のように決定されることができる(図25(a)、図25(b)、または図24(c))。図24及び図25に開示された表においてiSTSは、ストリームインデックス、ψNSTS,2 iSTS,j は、iSTSを有するストリームで2個のパイロットトーンのうち、j番目の位置のパイロットトーンの値を表す。
図25においてiは、1または2であり、icは、i=1であれば、2、i=2であれば、1の値を有する。また、図25に図示していないが、icは、シーケンスであって{1、1}とともに{−1、−1}を有することもできる。図25(a)及び図25(b)に開示された表のパイロットトーン値は、各ストリーム別に直交性が維持されるが、iSTS=icである場合、PAPRの問題が生じ得る。このようなPAPRの問題を解決するために、図25(c)のように、ストリーム別に非直交性(non−orthogonality)を満たすパイロットトーン値が提案され得る。
(2)第27実施形態
・パイロットトーンのインデックス
本実施形態においてパイロットトーンのインデックスは、第26実施形態で提案された方式にしたがう。
・パイロットトーンの値(パイロット値)
本実施形態では、既存の802.11acシステムのSSP方式のように、ストリーム個数と関係なく、1つの固定されたパイロットシーケンスを適用するパイロットトーンプランを提案できる。したがって、パイロットトーン値は、第26実施形態においてNSTS=1である場合に提案された方式にしたがうことができる。
このようなパイロットトーンプランを提案する理由は、マルチストリームを用いてデータが送受信されるMIMO状況で複数の直交パイロットシーケンスを使用することによって得る性能の利得に対し、これを使用するためのオーバーヘッドが相対的に大きいためである。したがって、ストリーム個数と関係なく、固定されたパイロットシーケンスを適用するSSP方式を導入することにより、オーバーヘッドを減らすことができる。
2.52トーン資源ユニット
52トーン資源ユニットに含まれたサブキャリア(または、トーン)は、順に0〜51のインデックスを各々有すると仮定する。52トーン資源ユニットは、4個のパイロットトーンを含むことができる。以下では、このような4個のパイロットトーンのインデックス及び値について実施形態別に説明する。
(1)第28実施形態
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
一実施形態として、4個のパイロットトーンは、52トーン資源ユニットを13トーンずつ4つの部分に分けたとき、各部分の中心に位置し得る。したがって、この場合、パイロットトーンのインデックスは、{6、19、32、45}でありうる。
他の実施形態として、4個のパイロットトーンは、既存の802.11nまたは802.11acシステムの20MHz帯域幅からDCトーン及びガードトーンを除いて、パイロットトーン間の間隔を考慮して補正したインデックスに位置し得る。したがって、この場合、パイロットトーンのインデックスは、{5、19、32、46}でありうる。
他の実施形態として、4個のパイロットトーンは、既存の802.11nまたは802.11acシステムの20MHz帯域幅に含まれたパイロットトーン間の距離の分だけ離間して位置し得る。より詳細には、既存の802.11nまたは802.11acシステムにおいて20MHz帯域幅のパイロットトーンは、各々−21、−7、+7、+21のインデックスに位置するので、パイロットトーンは、14の分だけ離間して位置する。したがって、本実施形態のパイロットトーンのインデックスは、このような離間距離と左右対称とを考慮して下記のように決定されることができる。
{7、21、35、49}、或いは{6、20、34、48}
・パイロットトーンの値(パイロット値)
図26及び図27は、本発明の一実施形態によってストリーム個数によるパイロットトーンの値をまとめた表である。本実施形態においてパイロットトーンの値は、既存の802.11nシステムの20MHz帯域幅のパイロット値を再活用でき、これは、図26及び図27に示されたとおりである。図26及び図27においてNSTSは、ストリーム個数、iSTSは、ストリームインデックス、ψNSTS,4 iSTS,j は、iSTSを有するストリームで4個のパイロットトーンのうち、j番目の位置のパイロットトーンの値を表す。
(2)第29実施形態
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
本実施形態においてパイロットトーンのインデックスは、第28実施形態で提案された方式にしたがう。
・パイロットトーンの値(パイロット値)
本実施形態においてパイロットトーンの値は、第28実施形態でNSTS=4である場合に提案されたパイロット値を用いて決定されることができる。したがって、本実施形態において第1のストリーム(iSTS=1)のパイロットトーンは、{1、1、1、−1}のパイロットシーケンスを、第2のストリーム(iSTS=2)のパイロットトーンは、{1、1、−1、1}のパイロットシーケンスを、第3のストリーム(iSTS=3)のパイロットトーンは、{1、−1、1、1}のパイロットシーケンスを、第4のストリーム(iSTS=4)のパイロットトーンは、{−1、1、1、1}を有することができる。
(3)第30実施形態
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
本実施形態においてパイロットトーンのインデックスは、第28実施形態で提案された方式にしたがう。
・パイロットトーンの値(パイロット値)
図28は、本発明の一実施形態に係るパイロット値を生成するためのシーケンスグループをまとめた表である。
本実施形態においてパイロットトーンの値は、図28に開示されたAグループ及びBグループのシーケンスを組み合わせることにより生成されたパイロットシーケンスで決定されることができる。例えば、Aグループのインデックス1のシーケンスとBグループのインデックス1のシーケンスを使用して、{1、1、−1、−1}或いは{−1、−1、1、1}のパイロットシーケンスが生成され得る。このように生成された1つのパイロットシーケンスは、ストリーム個数と関係なく、各ストリームを介して送信されるパイロットトーンに同様に適用されることができる。
(4)第31実施形態
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
本実施形態においてパイロットトーンのインデックスは、第28実施形態で提案された方式にしたがう。
・パイロットトーンの値(パイロット値)
本実施形態では、既存の802.11acシステムのSSP方式のように、ストリーム個数と関係なく、1つの固定されたパイロットシーケンスを適用するパイロットトーンプランを提案できる。このとき、パイロットトーンの値は、第28実施形態においてNSTS=1である場合に提案された方式にしたがうことができる。
このようなパイロットトーンプランを提案する理由は、マルチストリームを用いてデータが送受信されるMIMO送信状況で複数の直交パイロットシーケンスを使用することによって得る性能の利得に対し、これを使用するためのオーバーヘッドが相対的に大きいためである。したがって、ストリーム個数と関係なく、固定されたパイロットシーケンスを適用するSSP方式を導入することにより、オーバーヘッドを減らすことができる。
3.106トーン資源ユニット
106トーン資源ユニットに含まれたサブキャリア(または、トーン)は、順に0〜105のインデックスを各々有すると仮定する。
(1)第32実施形態
・パイロットトーンの個数
本実施形態においてパイロットトーンの個数は、6個に提案する。
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
一実施形態として、6個のパイロットトーンは、106トーン資源ユニットを6つの部分に分けたとき、各部分の中心に位置し得る。仮に、分けられた部分が偶数個のトーンで構成されることにより、中央に2個のトーンが位置し得る場合、パイロットトーンは、2つのトーンのうち、いずれか1つのトーンに位置し得る。
他の実施形態として、6個のパイロットトーンは、既存の802.11nまたは802.11acシステムの40MHz帯域幅パイロットトーンインデックスからDCトーン及びガードトーンを除いて補正されたインデックスに位置し得る。この場合、パイロットトーンのインデックスは、{1、29、43、62、76、104}でありうる。
・パイロットトーンの値(パイロット値)
図29及び図30は、本発明の一実施形態によってストリーム個数によるパイロットトーンの値をまとめた表である。本実施形態においてパイロットトーンの値は、既存の802.11nシステムの40MHz帯域幅のパイロット値を再活用でき、これは、図29及び図30に示されたとおりである。図29及び図30においてNSTSは、ストリーム個数、iSTSは、ストリームインデックス、ψNSTS,6 iSTS,j は、iSTSを有するストリームで6個のパイロットトーンのうち、j番目の位置のパイロットトーンの値を表す。
(2)第33実施形態
・パイロットトーンの個数/インデックス
本実施形態においてパイロットトーンの個数とインデックスとは、第32実施形態で提案された方式にしたがう。
・パイロットトーンの値(パイロット値)
本実施形態においてパイロットトーンの値は、第32実施形態においてNSTS=4である場合に提案されたパイロット値を第1〜第4のストリームに拡張して適用することができる。したがって、本実施形態において第1のストリーム(iSTS=1)のパイロットトーンは、{1、1、−1、−1、−1、−1}のパイロットシーケンスを、第2のストリーム(iSTS=2)のパイロットトーンは、{1、1、1、−1、1、1}のパイロットシーケンスを、第3のストリーム(iSTS=3)のパイロットトーンは、{1、−1、1、−1、−1、1}のパイロットシーケンスを、第4のストリーム(iSTS=4)のパイロットトーンは、{−1、1、1、1、−1、1}のパイロットシーケンスを有することができる。
(3)第34実施形態
・パイロットトーンの個数/インデックス
本実施形態においてパイロットトーンの個数とインデックスとは、第32実施形態で提案された方式にしたがう。
・パイロットトーンの値(パイロット値)
図31は、本発明の一実施形態に係るパイロット値を生成するためのシーケンスグループをまとめた表である。
本実施形態においてパイロットトーンの値は、Aグループ〜Cグループのシーケンスを組み合わせることにより生成された1つのパイロットシーケンスによって決定されることができる。例えば、Aグループのインデックス1のシーケンス、Bグループのインデックス2のシーケンス、及びCグループのインデックス3を組み合わせて{11−1−11−1}のパイロットシーケンスを生成できる。ただし、PAPRの問題を考慮してインデックス1またはインデックス2のシーケンスだけで構成されたシーケンスは排除する。すなわち、{111111}と{−1−1−1−1−1−1}とは、本実施形態のパイロットシーケンスとして使用しない。
このように生成された1つのパイロットシーケンスは、ストリーム個数と関係なく、各ストリームを介して送信されるパイロットトーンに同様に適用されることができる。
(4)第35実施形態
・パイロットトーンのインデックス(または、パイロットトーンの位置)
本実施形態においてパイロットトーンのインデックスは、第32実施形態で提案された方式にしたがう。
・パイロットトーンの値(パイロット値)
本実施形態では、既存の802.11acシステムのSSP方式のように、ストリーム個数と関係なく、1つの固定されたパイロットシーケンスを適用するパイロットトーンプランを提案できる。このとき、パイロットトーンの値は、第32実施形態においてNSTS=1である場合に提案された方式にしたがうことができる。
このようなパイロットトーンプランを提案する理由は、マルチストリームを用いてデータが送受信されるMIMO送信状況で複数の直交パイロットシーケンスを使用することによって得る性能の利得に対し、これを使用するためのオーバーヘッドが相対的に大きいためである。したがって、ストリーム個数と関係なく、固定されたパイロットシーケンスを適用するSSP方式を導入することにより、オーバーヘッドを減らすことができる。
106トーン資源ユニットに4個のパイロットトーンを使用する場合、既存のシステムの40MHZ帯域幅で使用されるインターリーバを再使用できるという長所が存在する。したがって、以下では、106トーン資源ユニットが4個のパイロットトーンを含む場合の実施形態等に関して説明し、特に、パイロットトーンの「インデックス(または、位置)」を中心として説明する。以下においてパイロットトーンのインデックスは、パイロットトーン間の等間隔及び対称などを考慮して決定されることができ、パイロットトーンの値は、第28、第29、または第30実施形態で提案された方式にしたがう。また、以下において106トーン資源ユニットは、4個の26トーン資源ユニットと2個のレフトオーバー(leftover)トーンで構成されたと仮定する。
(5)第36実施形態
レフトオーバートーンが106トーン資源ユニットの両端に位置した場合、106トーン資源ユニットのインデックスは、i)0〜26(27トーン)、ii)27〜52(26トーン)、iii)52〜78(26トーン)、iv)79〜105(27トーン)のように4つの部分に区分されることができ、このとき、下記のようなパイロットインデックスが提案され得る。
{13、39、65、92}、{13、40、66、92}、{13、39、66、92}、または{13、40、65、92}
または、106トーン資源ユニットの両端のインデックス0、105に位置したトーンを除いて26トーンずつ4つの部分(i)1〜26(26トーン)、ii)27〜52(26トーン)、iii)52〜78(26トーン)、iv)79〜104(26トーン))に区分した場合には、下記のようなパイロットインデックスが提案され得る。
{13、39、65、91}或いは{14、40、66、92}
(6)第37実施形態
レフトオーバートーンが106トーン資源ユニットの中央に位置した場合、106トーン資源ユニットのインデックスは、i)0〜25(26トーン)、ii)26〜52(27トーン)、iii)53〜79(27トーン)、iv)80〜105(26トーン)のように4つの部分に区分されることができ、このとき、下記のようなパイロットインデックスが提案され得る。
{12、39、66、92}、{13、39、66、93}、{12、39、66、93}、或いは{12、39、66、92}
または、106トーン資源ユニットの中央のインデックス52、53に位置したトーンを除いて26トーンずつ4つの部分(i)0〜25(26トーン)、ii)26〜51(26トーン)、iii)54〜79(26トーン)、iv)80〜105(26トーン))に区分した場合には、下記のようなパイロットインデックスが提案され得る。
{12、38、66、92}或いは{13、39、67、93}
(7)第38実施形態
レフトオーバートーンが106トーン資源ユニットの左側端に位置した場合、106トーン資源ユニットのインデックスは、i)0〜27(28トーン)、ii)28〜53(26トーン)、iii)54〜79(26トーン)、iv)80〜105(26トーン)のように4つの部分に区分されることができ、このとき、下記のようなパイロットインデックスが提案され得る。
{13、40、66、92}、{14、40、66、92}、{13、41、67、93}、或いは{14、41、67、93}
または、106トーン資源ユニットの左側端のインデックス0、1に位置したトーンを除いて26トーンずつ4つの部分(i)2〜27(26トーン)、ii)28〜53(26トーン)、iii)54〜79(26トーン)、iv)80〜105(26トーン))に区分した場合には、下記のようなパイロットインデックスが提案され得る。
{14、40、66、92}或いは{15、41、67、93}
(8)第39実施形態
レフトオーバートーンが106トーン資源ユニットの右側端に位置した場合、106トーン資源ユニットのインデックスは、i)0〜25(26トーン)、ii)26〜51(26トーン)、iii)52〜77(26トーン)、iv)78〜105(28トーン)のように4つの部分に区分されることができ、このとき、下記のようなパイロットインデックスが提案され得る。
{12、38、64、91}、{12、38、64、92}、{13、39、65、91}、或いは{13、39、65、92}
または、106トーン資源ユニットの右側端のインデックス104、105に位置したトーンを除いて26トーンずつ4つの部分(i)0〜25(26トーン)、ii)26〜51(26トーン)、iii)52〜77(26トーン)、iv)78〜103(26トーン))に区分した場合には、下記のようなパイロットインデックスが提案され得る。
{12、38、64、90}或いは{13、39、65、91}
以上より、106トーン資源ユニットを4つの部分に区分し、各部分に含まれたトーンのうち、1つのトーンをパイロットトーンに決定する実施形態に関して詳述した。以下では、106トーン資源ユニットと対応する位置の26トーンまたは52トーン資源ユニットのパイロットインデックスのうち、4個を用いて106トーン資源ユニットのパイロットトーンインデックスとして使用する実施形態について提案する。ここで、106トーン資源ユニットと対応する位置の26トーンまたは52トーン資源ユニットは、同じ帯域幅内で106トーン資源ユニットと同じインデックスに位置する26トーン資源ユニットまたは52トーン資源ユニットを表す。または、106トーン資源ユニットと対応する位置の26トーンまたは52トーン資源ユニットは、106トーン資源ユニットに含まれる26トーンまたは52トーン資源ユニットを表す。
(9)第40実施形態
図32は、106トーン資源ユニットに含まれたパイロットトーンの位置を説明するために示した図である。
左右対称を満たすために、2個のレフトオーバートーンが106トーン資源ユニットの中央に位置した場合、106トーン資源ユニットに含まれた4個のパイロットトーン(以下、第1〜第4のパイロットトーン)の位置は、106トーン資源ユニットと対応する位置の4個の26トーン資源ユニットに含まれた8個のパイロットトーンのうち、4個のパイロットトーンの位置と同様でありうる。この場合、106トーン資源ユニットと対応する位置には、4個の26トーン資源ユニット及び2個のレフトオーバートーンが存在するものの、前記2個のレフトオーバートーンは、順次並べられた前記4個の26トーン資源ユニットの中心に位置し得る。より詳細には、順次並べられた4個の26トーン資源ユニットを1番目〜4番目の26トーン資源ユニットと各々呼ぶ場合、前記2個のレフトオーバートーンは、2番目及び3番目の26トーン資源ユニット間に位置し得る。
このとき、第1〜第4のパイロットトーン位置は、4個の26トーン資源ユニットの各々に含まれた2個のパイロットトーンのうち、1個のパイロットトーンの位置と各々同様でありうる。例えば、第1のパイロットトーンの位置は、1番目の26トーン資源ユニットに含まれた2個のパイロットトーンのうち、1個のパイロットトーン位置と同様であり、第2のパイロットトーンの位置は、2番目の26トーン資源ユニットに含まれた2個のパイロットトーンのうち、1個のパイロットトーン位置と同様であり、第3のパイロットトーンの位置は、3番目の26トーン資源ユニットに含まれた2個のパイロットトーンのうち、1個のパイロットトーン位置と同様であり、第4のパイロットトーンの位置は、4番目の26トーン資源ユニットに含まれた2個のパイロットトーンのうち、1個のパイロットトーン位置と同様でありうる。
このとき、第1〜第4のパイロットトーンの位置は、各26トーン資源ユニットに含まれた2個のパイロットトーンのうち、レフトオーバートーンからさらに遠い距離に位置した1個のパイロットトーンの位置と各々同様でありうる。例えば、第1のパイロットトーンの位置は、1番目の26トーン資源ユニットに含まれた2個のパイロットトーンのうち、レフトオーバートーンからさらに遠い距離に位置した1個のパイロットトーン位置と同様であり、第2のパイロットトーンの位置は、2番目の26トーン資源ユニットに含まれた2個のパイロットトーンのうち、レフトオーバートーンからさらに遠い距離に位置した1個のパイロットトーン位置と同様であり、第3のパイロットトーンの位置は、3番目の26トーン資源ユニットに含まれた2個のパイロットトーンのうち、レフトオーバートーンからさらに遠い距離に位置した1個のパイロットトーン位置と同様であり、第4のパイロットトーンの位置は、4番目の26トーン資源ユニットに含まれた2個のパイロットトーンのうち、レフトオーバートーンからさらに遠い距離に位置した1個のパイロットトーン位置と同様でありうる。仮に、106トーン資源ユニットと対応する位置の4個の26トーン資源ユニットの各々が0〜25インデックスを有する26個のトーンで構成され、{6、20}のインデックスに位置したパイロットトーンを含む場合、106トーン資源ユニットに適用されるパイロットトーンインデックス候補は、{6、20、32、46、60、74、86、100}になることができる。このようなパイロットトーンの候補インデックスのうち、左右対称を考慮してレフトオーバートーンからさらに遠い距離に位置したパイロットトーンを選択すれば、下記のとおりである。
{6、32、74、100}(図32参照)
または、第1〜第4のパイロットトーンの位置は、各26トーン資源ユニットに含まれた2個のパイロットトーンのうち、レフトオーバートーンからさらに近い距離に位置した1個のパイロットトーンの位置と各々同様でありうる。例えば、第1のパイロットトーンの位置は、1番目の26トーン資源ユニットに含まれた2個のパイロットトーンのうち、レフトオーバートーンからさらに近い距離に位置した1個のパイロットトーン位置と同様であり、第2のパイロットトーンの位置は、2番目の26トーン資源ユニットに含まれた2個のパイロットトーンのうち、レフトオーバートーンからさらに近い距離に位置した1個のパイロットトーン位置と同様であり、第3のパイロットトーンの位置は、3番目の26トーン資源ユニットに含まれた2個のパイロットトーンのうち、レフトオーバートーンからさらに近い距離に位置した1個のパイロットトーン位置と同様であり、第4のパイロットトーンの位置は、4番目の26トーン資源ユニットに含まれた2個のパイロットトーンのうち、レフトオーバートーンからさらに近い距離に位置した1個のパイロットトーン位置と同様でありうる。仮に、106トーン資源ユニットと対応する位置の4個の26トーン資源ユニットの各々が0〜25インデックスを有する26個のトーンで構成され、{6、20}のインデックスに位置したパイロットトーンを含む場合、106トーン資源ユニットに適用されるパイロットトーンインデックス候補は、{6、20、32、46、60、74、86、100}になることができる。このようなパイロットトーンの候補インデックスのうち、左右対称を考慮してレフトオーバートーンからさらに近い距離に位置したパイロットトーンを選択すれば、下記のとおりである。
{20、46、60、86}
または、106トーン資源ユニットと対応する位置の26トーン資源ユニットが0〜25インデックスを有する26個のトーンで構成され、{6、19}のインデックスに位置したパイロットトーンを含む場合、106トーン資源ユニットに適用されるパイロットトーンインデックス候補は、{6、19、32、45、60、73、86、99}になることができる。このようなパイロットトーンの候補インデックスのうち、左右対称を考慮して4個のインデックスを決定すれば、次のとおりである。
{6、32、73、99}、または{19、45、60、86}
または、106トーン資源ユニットと対応する位置の26トーン資源ユニットが0〜25インデックスを有する26個のトーンで構成され、{5、19}のインデックスに位置したパイロットトーンを含む場合、106トーン資源ユニットに適用されるパイロットトーンインデックス候補は、{5、19、31、45、59、73、85、99}になることができる。このようなパイロットトーンの候補インデックスのうち、左右対称を考慮して4個のインデックスを決定すれば、次のとおりである。
{5、31、73、99}、または{19、45、59、85}
または、上述した内容に基づくとき、106トーン資源ユニットに含まれた4個のパイロットトーン(以下、第1〜第4のパイロットトーン)の位置は、106トーン資源ユニットと対応する位置の2個の52トーン資源ユニットに含まれた8個のパイロットトーンのうち、4個のパイロットトーンの位置と同様でありうる。このとき、106トーン資源ユニットと対応する位置には、2個の52トーン資源ユニット及び2個のレフトオーバートーンが存在するものの、前記2個のレフトオーバートーンは、順次並べられた前記2個の52トーン資源ユニット中心(または、2個の52トーン資源ユニット間)に位置し得る。
この場合にも上述したことと同様に、第1〜第4のパイロットトーン位置は、2個の52トーン資源ユニットの各々に含まれた4個のパイロットトーンのうち、2個のパイロットトーンの位置と同様でありうる。
このように、106トーン資源ユニットを構成するより小さな単位の資源ユニットのパイロットインデックスを使用する場合、システム構成が単純になり、ハードウェア実現の負担が減るという効果を有する。
(10)第41実施形態
左右対称を満たすために、レフトオーバートーンが106トーン資源ユニットの両端に1つずつ位置した場合、106トーン資源ユニットと対応する位置の4個の26トーン資源ユニットのパイロットトーンインデックスのうち、4個を本実施形態のパイロットトーンインデックスとして用いることができる。
仮に、各26トーン資源ユニットが0〜25インデックスを有する26個のトーンで構成され、{6、19}のインデックスにパイロットトーンが位置した場合、106トーン資源ユニットに適用されるパイロットトーンインデックス候補は、{7、20、33、46、59、72、85、98}になることができる。このようなパイロットトーンの候補インデックスのうち、左右対称を考慮して4個のインデックスを決定すれば、次のとおりである。
{7、33、72、98}、または{20、46、59、85}
または、各26トーン資源ユニットが0〜25インデックスを有する26個のトーンで構成され、{5、19}のインデックスにパイロットトーンが位置した場合、106トーン資源ユニットに適用されるパイロットトーンインデックス候補は、{6、20、32、46、58、72、84、98}になることができる。このようなパイロットトーンの候補インデックスのうち、左右対称を考慮して4個のインデックスを決定すれば、次のとおりである。
{6、32、72、98}、または{20、46、58、84}
または、各26トーン資源ユニットが0〜25インデックスを有する26個のトーンで構成され、{6、20}のインデックスにパイロットトーンが位置した場合、106トーン資源ユニットに適用されるパイロットトーンインデックス候補は、{7、21、33、47、59、73、85、99}になることができる。このようなパイロットトーンの候補インデックスのうち、左右対称を考慮して4個のインデックスを決定すれば、次のとおりである。
{7、33、73、99}、または{21、47、59、85}
上述したパイロットトーンインデックスの候補で左右対称を考慮せずに、4個のインデックスを決定することも可能である。また、106トーン資源ユニットと対応する位置の2個の52トーン資源ユニットに含まれたパイロットトーンを用いる場合には、上述した内容と類似して、52トーン資源ユニットのパイロットトーンインデックスのうち、4個を106トーン資源ユニットのパイロットトーンのインデックスとして使用することもできる。上述した実施形態のように、より小さなトーン単位の資源ユニットのパイロットトーンを選択的に活用することによってシステムの構成が単純になるという効果を有する。
(11)第42実施形態
本実施形態では、レフトオーバートーンをパイロットトーンとして使用することを提案する。
レフトオーバートーンの位置が左側端(例えば、インデックス{0、1})に位置した場合、106トーン資源ユニットでパイロットトーンのインデックスは、左右対称を考慮して{0、1、104、105}になることができる。これは、レフトオーバートーンの位置が右側端(例えば、インデックス{104、105})に位置した場合にも同様に適用されることができる。
または、レフトオーバートーンの一部のみパイロットトーンとして使用し、パイロットトーンの左右対称及び等間隔を考慮すれば、106トーン資源ユニットのパイロットトーンインデックスは、下記のように決まることができる。
{0、26、79、105}、{0、27、78、105}、或いは{1、27、78、104}
または、レフトオーバートーンが106トーン資源ユニットの中央(例えば、インデックス{52、53})に位置する場合、左右対称と等間隔とを考慮して106トーン資源ユニットのパイロットトーンのインデックスは、{26、52、53、79}に決められることができる。
4.242トーン資源ユニット
242トーン資源ユニットに含まれたサブキャリア(または、トーン)は、順に0〜241のインデックスを各々有すると仮定する。242トーン資源ユニットに含まれたパイロットトーンの個数と値は、第1〜第7実施形態で提案された方式にしたがう。以下では、242トーン資源ユニットに含まれたパイロットトーンのインデックスを中心として説明する。
(1)第43実施形態
本実施形態においてパイロットトーンは、242トーン資源ユニットがパイロットトーン数の分だけ区分される場合、区分される各部分の中央に位置し得る。例えば、242トーン資源ユニットに8個のパイロットトーンが含まれる場合、242トーン資源ユニットは、8つの部分に区画されることができ、8個のパイロットトーンは、各部分の中央に位置し得る。仮に、各部分が偶数個のトーンで構成されることで、中央に2個のトーンが位置し得る場合、パイロットトーンは、2つのトーンのうち、いずれか1つのトーンに位置し得る。
例えば、242トーン資源ユニットのインデックスは、i)0〜30(31トーン)、ii)31〜60(30トーン)、iii)61〜90(30トーン)、iv)91〜120(30トーン)、v)121〜150(30トーン)、vi)151〜180(30トーン)、vii)181〜210(30トーン)、viii)211〜241(31トーン)のように8つの部分に区分されることができ、この場合、パイロットトーンのインデックスは、下記のように提案されることができる。
{15、45、75、105、136、166、196、226}
または、両端({0、241}インデックス)に位置したトーンを除いて、全て30個トーンずつを含む8つの部分(インデックスは、i)1〜30(30トーン)、ii)31〜60(30トーン)、iii)61〜90(30トーン)、iv)91〜120(30トーン)、v)121〜150(30トーン)、vi)151〜180(30トーン)、vii)181〜210(30トーン)、viii)211〜240(30トーン))で242トーン資源ユニットを区分した場合を仮定すれば、パイロットトーンのインデックスは、下記のように提案されることができる。
{15、45、75、105、135、165、195、225}或いは{16、46、76、106、136、166、196、226}
または、242トーン資源ユニットのインデックスは、i)0〜29(30トーン)、ii)30〜59(30トーン)、iii)60〜89(30トーン)、iv)90〜120(31トーン)、v)121〜151(31トーン)、vi)152〜181(30トーン)、vii)182〜211(30トーン)、viii)212〜241(30トーン)のように8つの部分に区分されることができ、この場合、パイロットトーンのインデックスは、下記のように提案されることができる。
{15、45、75、105、136、166、196、226}
このとき、仮に、中央({120、121}インデックス)に位置した2つのトーンを除いてパイロットトーンインデックスを提案すれば、下記のとおりである。
{14、44、74、104、136、166、196、226}、或いは{15、45、75、105、137、167、197、227}
(2)第44実施形態
本実施形態においてパイロットトーンは、第1〜第7実施形態で提案されたパイロットトーンのインデックスからDCトーン及びガード(Guard)トーンのインデックスを除いた後、パイロットトーンインデックス間の間隔を考慮して補正したインデックスに位置し得る。例えば、242トーン資源ユニットに8個のパイロットトーンが含まれた場合、補正されたパイロットトーンのインデックスは、下記のとおりである。
{19、47、83、111、130、158、194、222}
または、本実施形態においてパイロットトーンは、第1〜第7実施形態で提案されたパイロットトーンのインデックスからガードトーンのみを除いた後(または、DCトーンのみを含んだ後)、パイロットトーンインデックス間の間隔を考慮して補正したインデックスに位置し得る。既存のシステムにおいて、パイロットトーンが8個である場合に、8個のパイロットトーンは、{±11、±39、±75、±103}に各々位置するので、左右対称を考慮すれば、下記のようなパイロットトーンインデックスが導き出される。
{17、45、81、109、131、159、195、223}或いは{18、46、82、110、132、160、196、224}
5.484トーン資源ユニット
484トーン資源ユニットに含まれたサブキャリア(または、トーン)は、順に0〜483のインデックスを各々有すると仮定する。484トーン資源ユニットに含まれたパイロットトーンの個数と値とは、第8〜第14実施形態で提案された方式にしたがう。以下では、484トーン資源ユニットに含まれたパイロットトーンのインデックスを中心として説明する。
(1)第45実施形態
本実施形態においてパイロットトーンは、242トーン資源ユニットがパイロットトーン数の分だけ区分される場合、区分される各部分の中央に位置し得る。例えば、484トーン資源ユニットに16個のパイロットトーンが含まれる場合、242トーン資源ユニットは、16つの部分に区画されることができ、16個のパイロットトーンは、各部分の中央に位置し得る。仮に、各部分が偶数個のトーンで構成されることで、中央に2個のトーンが位置し得る場合、パイロットトーンは、2つのトーンのうち、いずれか1つのトーンに位置し得る。
(2)第46実施形態
本実施形態においてパイロットトーンは、第8〜第14実施形態で提案されたパイロットトーンのインデックスからDCトーン及びガード(Guard)トーンのインデックスを除いた後、パイロットトーンインデックス間の間隔を考慮して補正したインデックスに位置し得る。例えば、484トーン資源ユニットに8個のパイロットトーンが含まれた場合、補正されたパイロットトーンのインデックスは、下記のとおりである。
{38、94、166、222、261、317、389、445}
または、本実施形態においてパイロットトーンは、第8〜第14実施形態で提案されたパイロットトーンのインデックスからガードトーンのみを除いた後(または、DCトーンのみを含んだ後)、パイロットトーンインデックス間の間隔を考慮して補正したインデックスに位置し得る。既存のシステムにおいてパイロットトーンが8個である場合に、8個のパイロットトーンは、{±22、±78、±150、±206}に各々位置するので、左右対称を考慮すれば、下記のようなパイロットトーンインデックスが導き出される。
{35、91、163、219、263、319、391、447}、または{36、92、164、220、264、320、392、448}
(3)第47実施形態
本実施形態のパイロットトーンは、16個に提案する。このとき、パイロットトーンのインデックスは、第8実施形態のインデックス({±25、±53、±89、±117、±139、±167、±203、±231})を484トーン数に合うように補正して使用することを提案し、下記のとおりである。
{13、41、77、105、127、155、191、219、264、292、328、356、378、406、442、470}
または、本実施形態のパイロットトーンは。第8実施形態で提案されたパイロットトーンのインデックスからガードトーンを除いた後(DCトーンは含む)、左右対称を考慮して補正したインデックスに位置し得る。補正したインデックスは、下記のとおりである。
{10、38、74、102、124、152、188、216、266、294、330、358、380、408、444、472}、或いは{11、39、75、103、125、153、189、217、267、295、331、359、381、409、445、473}
または、本実施形態のパイロットトーンは、第8実施形態で提案されたパイロットトーンの位置から両端の2トーンずつ総4トーンを除いて30トーンずつ区分した後(2〜31、32〜61、62〜91、92〜121、…、452〜481)、パイロットトーンの左右対称を考慮して補正すれば、下記のようなパイロットトーンインデックスが導き出され得る。
{16、46、76、106、136、166、196、226、256、286、316、346、376、406、436、466}、或いは{17、47、77、107、137、167、197、227、257、287、317、347、377、407、437、467}
または、本実施形態のパイロットトーンは、第8実施形態で提案されたパイロットトーンのインデックスから中央の4トーンを除いて30トーンずつ区分した後に補正すれば、下記のようなパイロットトーンインデックスが導き出され得る。
{14、44、74、104、134、164、194、224、258、288、318、348、378、408、438、468}、或いは{15、45、75、105、135、165、195、225、259、289、319、349、379、409、439、469}
6.996トーン資源ユニット
996トーン資源ユニットに含まれたサブキャリア(または、トーン)は、順に0〜995のインデックスを各々有すると仮定する。996トーン資源ユニットに含まれたパイロットトーンの個数と値とは、第15〜第22実施形態で提案された方式にしたがう。以下では、996トーン資源ユニットに含まれたパイロットトーンのインデックスを中心として説明する。
(1)第48実施形態
本実施形態においてパイロットトーンは、996トーン資源ユニットがパイロットトーン数の分だけ区分される場合、区分される各部分の中央に位置し得る。例えば、996トーン資源ユニットに16個のパイロットトーンが含まれる場合、996トーン資源ユニットは、16つの部分に区画されることができ、16個のパイロットトーンは、各部分の中央に位置し得る。仮に、各部分が偶数個のトーンで構成されることで、中央に2個のトーンが位置し得る場合、パイロットトーンは、2つのトーンのうち、いずれか1つのトーンに位置し得る。
(2)第49実施形態
本実施形態においてパイロットトーンは、第15〜第22実施形態で提案されたパイロットトーンのインデックスからDCトーン及びガード(Guard)トーンのインデックスを除いた後、パイロットトーンインデックス間の間隔を考慮して補正したインデックスに位置し得る。
(3)第50実施形態
本実施形態においてパイロットトーンは、第17実施形態で提案されたパイロットトーンのインデックス({±50、±106、±178、±234、±278、±334、±406、±462})を補正したインデックスを提案し、下記のとおりである。
{38、94、166、222、266、322、394、450、545、601、673、729、773、829、901、957}
または、本実施形態においてパイロットトーンは、第17実施形態で提案されたパイロットトーンのインデックスからガードトーンのみを除いた後(または、DCトーンのみを含んだ後)、パイロットトーンインデックス間の間隔及び左右対称を考慮して補正したインデックスに位置し得るし、補正したインデックスは、下記のとおりである。
{35、91、163、219、263、319、391、447、547、603、675、731、775、831、903、959}、或いは{36、92、164、220、264、320、392、448、548、604、676、732、776、832、904、960}
または、本実施形態のパイロットトーンは、第17実施形態で提案されたパイロットトーンの位置から両端の2トーンずつ総4トーンを除いて62トーンずつ区分した後(2〜63、64〜125、126〜187、188〜249、…、932〜993)、パイロットトーンの左右対称を考慮して補正すれば、下記のようなパイロットトーンインデックスが導き出され得る。
{32、94、156、218、280、342、404、466、528、590、652、714、776、838、900、962}、或いは{33、95、157、219、281、343、405、467、529、591、653、715、777、839、901、963}
または、本実施形態のパイロットトーンは、第17実施形態で提案されたパイロットトーンのインデックスから中央の4トーンを除いて62トーンずつ区分(0〜61、62〜123、…、434〜495、500〜561、…、934〜995)した後に補正すれば、下記のようなパイロットトーンインデックスが導き出され得る。
{30、92、154、216、278、340、402、464、530、592、654、716、778、840、902、964}或いは{31、93、155、217、279、341、403、465、531、593、655、717、779、841、903、965}
以上より、non−OFDMA送信方式とOFDMA送信方式とで提案するパイロットトーンプランについて詳述した。以下では、non−OFDMA送信方式においてユーザ別に互いに異なるパイロットトーンを割り当てる方式について説明する。
C.STA別のパイロットトーン割当方法
802.11axシステムでは、UL MU送信を支援するが、この場合、APは、種々のSTA(または、ユーザ(user))が同時に送信することによって混ざった信号を受信するようになる。このとき、各STAは、信号をAPに送る前に、CFOを補償して送るが、noiseなどの通信障害のため、CFOを完全に補償できずに残余(residual)CFOが残るようになる。したがって、UL MU送信の際に、信頼するような性能を得るために、APで残余CFOを補償できる。しかし、各STA毎に残余CFO値が異なるため、APでパイロットトーンを用いて残余CFOを測定及び補償するためには、上記で提案した方式とは異なり、各STA別にパイロットトーンを割り当てる新しい方式が必要である。
以下において説明する実施形態では、non−OFDMA及びOFDMA方式で提案されたパイロットトーンプランが基本的に適用され得る。ただし、各STAに互いに異なるパイロットトーンが割り当てられ得るし、各STAは、自分に割り当てられたパイロットトーンでない、他のパイロットトーンの値を「0」に設定することができる。また、以下において説明する図33は、本発明の一実施形態によってSTA別に割り当てられたパイロットトーンの値をまとめた表である。
1.ランダム(Random)割当
各STAにパイロットトーン個数をランダムに割り当てることができる。
例えば、STA1及び2が各STAに割り当てられた1個のストリーム及び20MHz帯域幅を使用してUL MU送信する状況を仮定することができる。このとき、パイロットトーンの個数及びインデックスは、第1実施形態で提案された方式にしたがうことができる。この場合、ランダムに2番目及び5番目のパイロットトーンがSTA1に割り当てられ、残りのパイロットトーンがSTA2に割り当てられることができ、このとき、パイロットトーン値は、図33(a)のように決定されることができる。図33(a)においてiSTSは、ストリームインデックス、ψNSTS,8 iSTS,j は、iSTSを有するストリームで8個のパイロットトーンのうち、j番目の位置のパイロットトーンの値を表す。
ただし、上述した実施形態の場合、STA別に割り当てられたパイロットトーン個数が相違するので、CFOトラッキング性能に差が生じ得る。
2.偶数(Even)割当
各STAにパイロットトーン個数を同様に割り当てることができる。
各STA別に同じ個数のパイロットトーンを割り当てる場合、残ったパイロットトーンが生じ得る。例えば、8個のパイロットトーンをSTA1〜3に各々2個ずつ割り当てる場合、2個(=8−2*3)のパイロットトーンが残り得る。このとき、残ったパイロットトーンは、各STAにランダムに割り当てることができる。または、残ったパイロットトーンは、SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)値が最も大きいか、或いは最も小さいSTAに全て割り当てることができる。または、残ったパイロットトーンは、最も大きいSINR値を有するSTAからSINR値の降順で1トーンずつ、または小さいSINR値を有するSTAからSINR値の昇順で1トーンずつ割り当てられることができる。SINR値が大きいSTAに割り当てる理由は、良い性能を見せるSTAにより良い性能を保障して平均スループット(throughput)を高めるためであり、逆に、SINR値が小さいSTAに割り当てる理由は、性能が良くないSTAの性能を高めてQoSを満たすためである。
各STAに割り当てられたパイロットトーンのインデックス(または、位置)は、様々に設定されることができる。
一実施形態として、APは、パイロットトーンを最左側端または最右側端に位置したパイロットトーンから1トーンずつ各STAに順次割り当てることができる。例えば、8個のパイロットトーンがSTA1〜3に割り当てられると仮定することができる。この場合、最左側に位置した1番目のパイロットトーンはSTA1に、1番目のパイロットトーンの右側に位置した2番目のパイロットトーンはSTA2に、2番目のパイロットトーンの右側に位置した3番目のパイロットトーンはSTA3に、3番目のパイロットトーンの右側に位置した4番目のパイロットトーンは再度STA1に割り当てられることができる。その結果、STA1には、1番目、4番目、及び7番目のパイロットトーンが、STA2には、2番目、5番目、及び8番目のパイロットトーンが、STA3には、3番目及び6番目のパイロットトーンが各々割り当てられることができる。
他の実施形態として、APは、全体パイロットトーンを各STAに割り当てられたパイロットトーン数の分だけ最左側または最右側から順次割り当てることができる。
例えば、STA1にパイロットトーン3個、STA2にパイロットトーン3個、STA3にパイロットトーン2個が各々割り当てられると仮定することができる。この場合、8個のパイロットトーンは、最左側(または、最右側)に位置したパイロットトーンから3個、3個、2個が順にSTA1〜2に各々割り当てられることができる。その結果、STA1には、1番目〜3番目のパイロットトーンが、STA2には、4番目〜6番目のパイロットトーンが、STA3には、7番目及び8番目のパイロットトーンが各々割り当てられることができる。ここで、1番目のパイロットトーンは、周波数帯域のパイロットトーンのうち、最左側または最右側に位置したパイロットトーンを意味できる。
他の例として、STA1及び2が各STA毎に割り当てられた1個のストリーム及び20MHz帯域幅を使用してUL MU送信する状況を仮定することができる。このとき、20MHz帯域幅に適用されるパイロットトーンの個数、インデックス、及び値は、第1実施形態で提案された方式にしたがうことができる。この場合、上述した内容によって20MHz帯域幅のパイロットトーンのうち、1番目〜4番目のパイロットトーンはSTA1に割り当てられ、5番目〜8番目のパイロットトーンはSTA2に割り当てられることができる。このとき、各STAに割り当てられたパイロットトーンの値は、図33(b)のように決定されることができる。図33(b)においてiSTSは、ストリームインデックス、ψNSTS,8 iSTS,jψは、iSTSを有するストリームで8個のパイロットトーンのうち、j番目の位置のパイロットトーンの値を表す。
3.差等割当
パイロットトーンをSINR値が最も大きいか、或いは最も小さいSTAに全て割り当てることができる。または、SINR値に比例或いは反比例して各STAに割り当てられることができる。このとき、SINR値に比例または反比例するように計算したパイロットトーン数が自然数でない場合、計算したパイロットトーン数を四捨五入することができる。例えば、STAに割当可能なパイロットトーンが総8個であり、SINR比率によってSTA1及び2が割当を受ける個数が各々1.6、6.4であれば、これを四捨五入してSTA1には2個、STA2には6個が各々割り当てられることができる。仮に、SINR比率によってSTA1及び2が割当を受ける個数が各々1.5、6.5であることによってSTA1が2個、STA2が7個が割り当てられる場合には、割り当てられたパイロットトーン数がより大きい側から1を差し引く。すなわち、STA1は2個、STA2は6個が各々割り当てられるようになる。
SINR値に比例するようにパイロットトーンを割り当てる理由は、より良い性能を見せるSTAにより多くのパイロットトーンを割り当てて、より良い性能を保障して平均スループット(throughput)を高めるためである。逆に、SINR値に反比例するようにパイロットトーンを割り当てる理由は、性能が良くないSTAの性能をさらに高めてQoSを満たすためである。
このとき、各STAに割り当てられたパイロットトーンのインデックス(または、位置)は、様々に設定されることができる。
一実施形態として、APは、パイロットトーンを最左側または最右側に位置したパイロットトーンから1トーンずつ各STAに順次割り当てることができる。例えば、8個のパイロットトーンがSTA1〜3に割り当てられると仮定することができる。この場合、最左側に位置した1番目のパイロットトーンはSTA1に、1番目のパイロットトーンの右側に位置した2番目のパイロットトーンはSTA2に、2番目のパイロットトーンの右側に位置した3番目のパイロットトーンはSTA3に、3番目のパイロットトーンの右側に位置した4番目のパイロットトーンは再度STA1に割り当てられることができる。その結果、STA1には1番目、4番目、及び7番目のパイロットトーンが、STA2には2番目、5番目、及び8番目のパイロットトーンが、STA3には3番目及び6番目のパイロットトーンが各々割り当てられることができる。
他の実施形態として、APは、全体パイロットトーンを各STAに割り当てられたパイロットトーン数の分だけ最左側または最右側から順次割り当てることができる。
例えば、STA1にパイロットトーン3個、STA2にパイロットトーン3個、STA3にパイロットトーン2個が各々割り当てられた場合を仮定することができる。この場合、8個のパイロットトーンは、最左側(または、最右側)に位置したパイロットトーンから3個、3個、2個が順にSTA1、2に各々割り当てられることができる。その結果、STA1には1番目〜3番目のパイロットトーンが、STA2には4番目〜6番目のパイロットトーンが、STA3には7番目及び8番目のパイロットトーンが各々割り当てられることができる。ここで、1番目のパイロットトーンは、周波数帯域のパイロットトーンのうち、最左側または最右側に位置したパイロットトーンを意味できる。
他の例として、STA1及び2が各STA毎に割り当てられた1個のストリーム及び20MHz帯域幅を使用してUL MU送信する状況を仮定することができる。このとき、20MHz帯域幅に適用されるパイロットトーンの個数、インデックス、及び値は、第1実施形態で提案された方式にしたがうことができる。各STAに割り当てられるパイロットトーンの個数は、SINR比率に比例するように決定されることができ、STA1及び2のSINRの比率が1:4である場合、STA1は2個(1.6の四捨五入)、STA2は6個のパイロットトーンが各々割り当てられる。このとき、各STAに割り当てられるパイロットトーンの位置は、上述した内容によって全体パイロットトーンのうち、1番目及び2番目のパイロットトーンはSTA1に割り当てられ、4番目〜8番目のパイロットトーンは、STA2に順次割り当てられることができる。したがって、各STAに割り当てられたパイロットトーンの値は、図33(c)のように決定されることができる。図33(c)においてiSTSは、ストリームインデックス、ψNSTS,8 iSTS,j は、iSTSを有するストリームで8個のパイロットトーンのうち、j番目の位置のパイロットトーンの値を表す。
パイロットトーン数が限定されている状況でパイロットトーンを割り当てらなければならないSTA数が多い場合、上述した実施形態を適用したとき、各STA毎に割当を受けることができるパイロットトーン数が少なくなるので、CFO推定性能が顕著に劣化され得る。したがって、各STAに割り当てられるパイロットトーン数を増やすためにSTAをグループ化し、各グループにパイロットトーンを割り当てる方式を提案する。
このとき、STAは、下記の実施形態のようにグループ化されることができる。
1)1つのグループ内に属し得る最大STA数(NU_max)及びチャネル直交性スレスホールド(orthogonality threshold)であるアルファ(alpha)(0〜1:小さいほど、直交性増加)値を設定。
2)SINRが大きい順にSTAを分類(sorting)。
3)SINRが最も大きいSTAのチャネルと他のSTAのチャネルとの間のcorrelation値を求めた後、その値がアルファ値未満であるSTAのうち、correlation値が小さいSTAから最大STA数(NU_max)までグループ化。
4)グループ化されていないSTAのうち、SINRが最も大きいSTAから順次上記の1)〜3)を行い、全てのSTAがグループ化されるまで行う。このとき、1つのグループ内の1つのSTAも含むことが可能である。
各グループ内に属するSTAは、グループに割り当てられたパイロットトーンを使用するようになる。例えば、STA1及び2が第1のグループに属し、第1のグループに4個のパイロットトーンが割り当てられることができる。この場合、STA1及び2は、第1のグループに割り当てられた4個のパイロットトーンを使用できる。このとき、パイロットトーンがグループ別に割り当てられる方式は、上述した実施形態でSTAをグループに代えて適用することができる。ただし、この場合、SINR値は、グループ内のSTA等のSINR平均値を使用できる。
図34は、本発明の一実施形態に係るSTA装置のデータ送信方法を示した順序図である。本順序図と関連して上述した実施形態等が同様に適用され得る。したがって、以下では、重複する説明を省略する。
図34に示すように、STAは、PPDUを生成できる(S3401)。このとき、生成されるPPDUは、物理プリアンブル及びデータフィールドを含み、物理プリアンブルは、HE−LTFを含む。
次に、STAは、生成したPPDUを送信できる(S3402)。このとき、HE−LTFは、レガシープリアンブルのIDFT/DFT周期の4倍で送信される4x HE−LTF、または2倍で送信される2x HE−LTFでありうる。また、この場合、HE−LTFのパイロットトーンは、4x HE−LTFがマッピングされるサブキャリアのうち、偶数インデックスを有するサブキャリアのみに挿入されることができる。
図35は、本発明の一実施の形態にかかる各STA装置のブロック図である。
図35において、STA装置3510は、メモリ3512、プロセッサ3511及びRFユニット3513を備えることができる。そして、上述のようにSTA装置は、HE STA装置であって、APまたはnon-AP STAになることができる。
RFユニット3513は、プロセッサ3511に接続されて無線信号を送信/受信することができる。RFユニット3513は、プロセッサ3511から受信されたデータを送受信帯域にアップコンバートして信号を送信できる。
プロセッサ3511は、RFユニット3513に接続されてIEEE 802.11システムによる物理階層及び/又はMAC階層を実現できる。プロセッサ3511は、上述の図面及び説明による本発明の様々な実施の形態にかかる動作を行うように構成されることができる。また、上述の本発明の様々な実施の形態にかかるSTA3510の動作を実現するモジュールがメモリ3512に格納され、プロセッサ3511によって実行されることができる。
メモリ3512は、プロセッサ3511に接続されて、プロセッサ3511を駆動するための様々な情報を格納する。メモリ3512は、プロセッサ3511の内部に含まれるか、またはプロセッサ3511の外部に設置されて、プロセッサ3511と公知の手段により接続されることができる。
また、STA装置3510は、一個のアンテナ(single antenna)または多重アンテナ(multiple antenna)を備えることができる。
図35のSTA装置3510の具体的な構成は、上述の本発明の様々な実施の形態で説明した事項が独立的に適用されるか、または2以上の実施の形態が同時に適用されるように実現されることができる。
説明の都合上、各図面を分けて説明したが、各図面に述べられている実施形態等を併合して新しい実施形態を実現するように設計することも可能である。また、表示装置は、上述したように説明された実施形態等の構成と方法が限定して適用され得るものではなく、上述した実施形態等は、様々な変形がなされ得るように、各実施形態等の全部または一部が選択的に組み合わせられて構成されることもできる。
また、以上では、好ましい実施形態について図示し、説明したが、本明細書は、上述した特定の実施形態に限定されず、請求の範囲で請求する要旨を逸脱することなく、当該明細書の属する技術分野における通常の知識を有する者によって様々な変形実施が可能であることはもちろんであり、このような変形実施等は、本明細書の技術的思想や展望から個別的に理解されてはならないであろう。
様々な実施形態が本発明を実施するための最善の形態で説明された。