JP2019047485A - 送信装置、送信方法、受信装置、および受信方法 - Google Patents

送信装置、送信方法、受信装置、および受信方法 Download PDF

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Abstract

【課題】伝送効率を向上させた、改善された非レガシーＡ−ＰＰＤＵの送信装置を提供する。【解決手段】送信装置（５００）は、物理層における複数のプロトコルデータユニットを集約した送信信号を生成する生成回路（５０１，２０２，２０３ａ，２０３ｂ，２０４ａ，２０４ｂ，２０５ａ，２０５ｂ）と、第１のプロトコルデータユニットと第２のプロトコルデータユニットとに、送信チャネルの同期及び送信チャネルの推定の少なくとも１つに用いられるプリアンブルを挿入する挿入回路（５０６ａ，５０６ｂ）と、プリアンブルが挿入された送信信号を空間処理して送信する送信回路（５０７，２０８ａ，２０８ｂ，２０９ａ，２０９ｂ）と、を備える。【選択図】図５

Description

本開示は、送信装置、送信方法、受信装置、および受信方法に関する。
ＩＥＥＥ８０２．１１は、無線ＬＡＮ関連規格の１つであり、その中に、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ規格、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｙ規格がある（例えば、非特許文献１を参照）。ミリ波通信にＡｇｇｒｅｇａｔｅ−ＰＬＣＰ（Physical Layer Convergence Protocol） Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ（集約物理層収束プロトコルデータユニット、以下「Ａ−ＰＰＤＵ」と表記する）方式を適用し、高品質データ伝送を実現する方式として、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｙ規格の標準化が行われている（非特許文献２、３、４を参照）。
ＩＥＥＥ８０２．１１−２０１６（２０１６年１２月１４日） ＩＥＥＥ８０２．１１−１６−１６２３ｒ０（２０１６年１２月２１日） ＩＥＥＥ８０２．１１−１７−００５１ｒ３（２０１７年１月１６日） ＩＥＥＥ８０２．１１−１７−０７６１ｒ４（２０１７年１２月２１日）
本開示の非限定的な実施例は、伝送効率を向上させた、改善された非レガシーＡ−ＰＰＤＵの送信装置、送信方法、受信装置、および受信方法の提供に資する。
本開示の一態様に係る送信装置は、物理層における複数のプロトコルデータユニットを集約した送信信号を生成する生成回路と、前記複数のプロトコルデータユニットのうち、第１のプロトコルデータユニットと第２のプロトコルデータユニットとに、送信チャネルの同期及び前記送信チャネルの推定の少なくとも１つに用いられるプリアンブルを挿入する挿入回路と、前記プリアンブルが挿入された前記送信信号を空間処理して送信する送信回路と、を備えた構成を採る。
本開示の一態様に係る送信方法は、物理層における複数のプロトコルデータユニットを集約した送信信号を生成し、前記複数のプロトコルデータユニットのうち、第１のプロトコルデータユニットと第２のプロトコルデータユニットとに、送信チャネルの同期及び前記送信チャネルの推定の少なくとも１つに用いられるプリアンブルを挿入し、前記プリアンブルが挿入された前記送信信号を空間処理して送信する構成を採る。
本開示の一態様に係る受信装置は、信号を受信して空間分離する受信回路と、空間分離された前記信号を復調する復調回路と、復調された前記信号を復号する復号回路と、を含み、空間分離された前記信号は、物理層における集約された複数のプロトコルデータユニットを含み、前記複数のプロトコルデータユニットのうち、第１のプロトコルデータユニットと第２のプロトコルデータユニットとに、送信チャネルの同期及び前記送信チャネルの推定の少なくとも１つに用いられるプリアンブルが挿入されている構成を採る。
本開示の一態様に係る受信方法は、信号を受信して空間分離し、空間分離された前記信号を復調し、復調された前記信号を復号し、空間分離された前記信号は、物理層における集約された複数のプロトコルデータユニットを含み、前記複数のプロトコルデータユニットのうち、第１のプロトコルデータユニットと第２のプロトコルデータユニットとに、送信チャネルの同期及び前記送信チャネルの推定の少なくとも１つに用いられるプリアンブルが挿入されている構成を採る。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本開示の一態様によれば、伝送効率を向上させた、改善された非レガシーＡ−ＰＰＤＵの送信装置、送信方法、受信装置、および受信方法を提供できる。
本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。
非レガシーＡ−ＰＰＤＵフォーマットの一例を示す図 送信装置の構成の一例を示す図 プリアンブル挿入手順を示すフローチャート 本開示による非レガシーＡ−ＰＰＤＵフォーマットの一例を示す図 本開示による非レガシーＡ−ＰＰＤＵフォーマットの一例を示す図 本開示による非レガシーＡ−ＰＰＤＵフォーマットの一例を示す図 本開示による送信装置の構成の一例を示す図 本開示によるプリアンブル挿入手順を示すフローチャート 本開示による受信装置の構成の一例を示す図
以下に、添付の図面を参照しながら、本開示の様々な実施形態を詳しく説明することとする。以下の説明において、明瞭さと簡潔さのため、本明細書に組み込まれた周知の機能および構成の詳細な説明は省略されている。
ＩＥＥＥ８０２．１１ａｙ規格に準拠する非レガシーデバイスは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ規格に準拠するレガシーデバイスとの下位互換性を保つために、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄに定義されたＳＩＳＯ（Single-Input and Single-Output）方式と、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｙで追加されたＭＩＭＯ（Multiple-Input and Multiple-Output）方式の両方をサポートすることが求められている。このため、ＮＧ６０ＷｉＧｉｇ（非レガシーＷｉＧｉｇ）デバイスについても、ＭＩＭＯ方式に対応したＡ−ＰＰＤＵ（非レガシーＡ−ＰＰＤＵ）のフォーマットおよび送信方式を定義することが求められている。まず、図１から図３を参照して、非レガシーＡ−ＰＰＤＵ１０００を説明する。
図１は、非レガシーＡ−ＰＰＤＵ１０００のフォーマットの一例を示す図である。
非レガシーＡ−ＰＰＤＵ１０００には、ＮＰＰＤＵ個のＰＰＤＵが集約される。ここで、ＮＰＰＤＵは、非レガシーＡ−ＰＰＤＵ１０００に集約されるＰＰＤＵ数（以下、「集約ＰＰＤＵ数」と表記する）であり、ＮＰＰＤＵは、２以上の整数である。以下、明瞭さと簡潔さのため、ＮＰＰＤＵが３に等しい場合を一例にとって、図１を参照して非レガシーＡ−ＰＰＤＵ１０００のフォーマットを説明する。しかしながら、ＮＰＰＤＵは、２であってもよく、４以上の整数であってもよい。
非レガシーＡ−ＰＰＤＵ１０００は、第１のＰＰＤＵ１０１０と、第２のＰＰＤＵ１０２０と、第３のＰＰＤＵ１０３０とを含む。
第１のＰＰＤＵ１０１０は、レガシーＳＴＦ（Short Training Field：ショートトレーニングフィールド）１０１１と、レガシーＣＥＦ（Channel Estimation Field：チャネル推定フィールド）１０１２と、レガシーヘッダフィールド１０１３と、非レガシーヘッダフィールド１０１４と、非レガシーＳＴＦ１０１５と、非レガシーＣＥＦ１０１６と、データフィールド１０１７とを含む。
第２のＰＰＤＵ１０２０は、非レガシーヘッダフィールド１０２１と、データフィールド１０２２とを含む。
第３のＰＰＤＵ１０３０は、非レガシーヘッダフィールド１０３１と、データフィールド１０３２と、ＴＲＮ（Training：トレーニング）フィールド１０３３とを含む。
レガシーＳＴＦ１０１１は、パケット検出、ＡＧＣ（Automatic Gain Control：自動利得制御）、周波数オフセット推定および同期に用いられる情報を含むフィールドである。
レガシーＣＥＦ１０１２は、チャネル推定に用いられる情報を含むフィールドである。
レガシーヘッダフィールド１０１３は、例えば、非レガシーＡ−ＰＰＤＵ１０００の送信期間、非レガシーヘッダフィールド１０１４、１０２１、１０３１の有無を示す情報を含むフィールドである。
非レガシーヘッダフィールド１０１４，１０２１，１０３１は、それぞれ、データフィールド１０１７，１０２２，１０３２に関する情報を含むフィールドである。例えば、非レガシーヘッダ１０１４，１０２１，１０３１は、それぞれ、空間ストリーム数フィールドおよび非レガシーＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme：変調およびコーディングスキーム）フィールドを含む。
ここで、空間ストリーム数フィールドは、データフィールド１０１７，１０２２，１０３２で使用されるＭＩＭＯストリーム数ＮＳＳを指定するフィールドである。また、非レガシーＭＣＳフィールドは、各ストリームで使用される符号化率およびデータ変調方式を指定するフィールドである。
非レガシーＡ−ＰＰＤＵ１０００では、非レガシーヘッダフィールド１０１４，１０２１，１０３１の値を参照することにより、各ＰＰＤＵの各ストリームのＭＣＳを変更できる。ＭＣＳの変更により、高品質データ伝送が実現される。
非レガシーＳＴＦ１０１５は、ＡＧＣの再調整や再同期に用いられる情報を含むフィールドである。非レガシーＳＴＦ１０１５は、非レガシーＡ−ＰＰＤＵ１０００がチャネルボンディング方式およびＭＩＭＯ方式で送信される場合に、第１のＰＰＤＵ１０１０に挿入される。
非レガシーＣＥＦ１０１６は、再チャネル推定に用いられる情報を含むフィールドである。非レガシーＣＥＦ１０１６は、非レガシーＡ−ＰＰＤＵ１０００がチャネルボンディング方式およびＭＩＭＯ方式で送信される場合に、第１のＰＰＤＵ１０１０に挿入される。
データフィールド１０１７、１０２２、１０３２は、それぞれ第１のＰＰＤＵ１０１０、第２のＰＰＤＵ１０２０、第３のＰＰＤＵ１０３０のペイロードデータを含むフィールドである。
ＴＲＮフィールド１０３３は、ビームの微調整または追跡制御に用いられる情報を含むフィールドである。ＴＲＮフィールド１０３３の有無は、非レガシーヘッダフィールド１０３１によって示される。ＴＲＮフィールド１０３３は、非レガシーＡ−ＰＰＤＵ１０００に集約される最後のＰＰＤＵ（図１においては、第３のＰＰＤＵ１０３０）に挿入される。
図２は、非レガシーＡ−ＰＰＤＵ方式に対応する送信装置２００の構成の一例を示す図である。
送信装置２００は、ＭＡＣ（Medium Access Control（媒体アクセス制御））部（ＭＡＣ回路）２０１と、ストリーム生成部（ストリーム生成回路）２０２と、符号化部（符号化回路）２０３ａ，２０３ｂと、データ変調部（データ変調回路）２０４ａ，２０４ｂと、ヘッダ挿入部（ヘッダ挿入回路）２０５ａ，２０５ｂと、プリアンブル挿入部（プリアンブル挿入回路）２０６ａ，２０６ｂと、空間処理部（空間処理回路）２０７と、送信Ｆ／Ｅ（フロントエンド）回路２０８ａ，２０８ｂと、送信アンテナ２０９ａ，２０９ｂとを備える。なお、以下の説明において、送信装置２００の構成要素に用いる「・・・部」という表記は、「・・・回路（circuitry）」、「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュール」といった他の表記に置換されてもよい。
ＭＡＣ部２０１は、送信データを生成し、ストリーム生成部２０２へ出力する。また、ＭＡＣ部２０１は、非レガシーＡ−ＰＰＤＵに集約される各ＰＰＤＵに対し、送信データサイズ、ＭＩＭＯストリーム数、各ストリームの符号化率、各ストリームのコードワードサイズ、各ストリームの変調方式を決定し、ストリーム生成部２０２、符号化部２０３ａ，２０３ｂ、データ変調部２０４ａ，２０４ｂ、ヘッダ挿入部２０５ａ，２０５ｂ、プリアンブル挿入部２０６ａ，２０６ｂ、空間処理部２０７へ通知する。
ストリーム生成部２０２は、ＭＡＣ部２０１から入力された送信データにビットスクランブルを施す。次いで、ストリーム生成部２０２は、ビットスクランブルが施された送信データを、第１の送信ストリームデータおよび第２の送信ストリームデータに分割し、それぞれ、符号化部２０３ａ，２０３ｂへ出力する。また、ストリーム生成部２０２は、パディングビットを生成し、ビットスクランブルを施す。
ここで、パディングビットは、データパディングビットおよびブロックパディングビットである。次いで、ストリーム生成部２０２は、ビットスクランブルが施されたパディングビットを、第１の送信ストリームおよび第２の送信ストリームに分割する。
次いで、ストリーム生成部２０２は、ビットスクランブルが施され第１の送信ストリームに分割されたパディングビットを、第１の送信ストリームデータに付加し、符号化部２０３ａへ出力する。同様に、ストリーム生成部２０２は、ビットスクランブルが施され第２の送信ストリームに分割されたパディングビットを、第２の送信ストリームデータに付加し、符号化部２０３ｂへ出力する。
符号化部２０３ａは、ストリーム生成部２０２から入力された、第１の送信ストリームデータと、第１の送信ストリームデータに付加されたデータパディングビットを符号化し、第１の符号化ビットデータを生成する。符号化には、例えば、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check：低密度パリティ検査）符号といった誤り訂正符号が用いられる。次いで、符号化部２０３ａは、第１の符号化ビットデータを、データ変調部２０４ａへ出力する。
同様に、符号化部２０３ｂは、ストリーム生成部２０２から入力された、第２の送信ストリームデータと、第２の送信ストリームデータに付加されたデータパディングビットを符号化し、第２の符号化ビットデータを生成する。次いで、符号化部２０３ｂは、第２の符号化ビットデータを、データ変調部２０４ｂへ出力する。
一例において、符号化部２０３ａ，２０３ｂは、ビットスクランブルが施されたブロックパディングビットを符号化せずに、それぞれ、データ変調部２０４ａ，２０４ｂへ出力する。他の一例において、符号化部２０３ａ，２０３ｂは、ビットスクランブルが施されたブロックパディングビットを符号化し、それぞれ、データ変調部２０４ａ，２０４ｂへ出力する。
データ変調部２０４ａは、符号化部２０３ａから入力された第１の符号化ビットデータおよびビットスクランブルが施されたブロックパディングビットをデータ変調し、送信データシンボルを生成する。データ変調には、例えば、π／２シフトＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、π／２シフトＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、π／２シフト１６ＱＡＭ（１６点Quadrature Amplitude Modulation）、π／２シフト６４ＱＡＭ（６４点Quadrature Amplitude Modulation）、π／２シフト６４ＮＵＣ（６４点Non-Uniform Constellation）変調といった変調方式が用いられる。次いで、データ変調部２０４ａは、生成された送信データシンボルを、ヘッダ挿入部２０５ａへ出力する。
同様に、データ変調部２０４ｂは、符号化部２０３ｂから入力された第２の符号化ビットデータおよびビットスクランブルされたブロックパディングビットをデータ変調し、送信データシンボルを生成する。次いで、データ変調部２０４ｂは、生成された送信データシンボルを、ヘッダ挿入部２０５ｂへ出力する。
ヘッダ挿入部２０５ａ，２０５ｂは、ＭＡＣ部２０１から通知される情報に基づいてヘッダを生成する。ここで、ヘッダは、レガシーヘッダおよび非レガシーヘッダである。
次いで、ヘッダ挿入部２０５ａは、ヘッダをデータ変調し、ヘッダシンボルを生成する。ここで、ヘッダシンボルは、レガシーヘッダシンボルおよび非レガシーヘッダシンボルであり、それぞれ、例えば、図１に示されるレガシーヘッダフィールド１０１３および非レガシーヘッダフィールド１０１４，１０２１，１０３１に格納される。データ変調方式としては、例えば、π／２シフトＢＰＳＫまたはＱＰＳＫが用いられる。同様に、次いで、ヘッダ挿入部２０５ｂは、ヘッダをデータ変調し、ヘッダシンボルを生成する。
さらに、ヘッダ挿入部２０５ａは、データ変調部２０４ａから入力された送信データシンボルに、生成されたヘッダシンボルを付加する。例えば、図１に示されるように、レガシーヘッダシンボルおよび非レガシーヘッダシンボルが、それぞれ、レガシーヘッダフィールド１０１３および非レガシーヘッダフィールド１０１４，１０２１，１０３１に図１に示される順番で付加される。同様に、ヘッダ挿入部２０５ｂは、データ変調部２０４ｂから入力された送信データシンボルに、生成されたヘッダシンボルを付加する。
一例において、図１に示されるように、ヘッダ挿入部２０５ａ，２０５ｂは、先頭にある第１のＰＰＤＵ１０１０の送信データフィールド１０１７に格納される送信データシンボルに、レガシーヘッダフィールド１０１３に格納されるレガシーヘッダシンボルを付加する。一方、２番目以降にある第２のＰＰＤＵ１０２０および第３のＰＰＤＵ１０３０の送信データフィールド１０２２，１０３２に格納される送信データシンボルに対しては、レガシーヘッダシンボルの付加を省略する。
また、ヘッダ挿入部２０５ａ，２０５ｂは、全てのＰＰＤＵ、例えば、図１に示される第１のＰＰＤＵ１０１０、第２のＰＰＤＵ１０２０、および第３のＰＰＤＵ１０３０に、それぞれ、非レガシーヘッダフィールド１０１４，１０２１，１０３１に格納される非レガシーヘッダシンボルを付加する。
次いで、ヘッダ挿入部２０５ａは、ヘッダシンボルが付加された、または付加が省略された送信データシンボルを、プリアンブル挿入部２０６ａへ出力する。同様に、ヘッダ挿入部２０５ｂは、ヘッダシンボルが付加された、または付加が省略された送信データシンボルを、プリアンブル挿入部２０６ｂへ出力する。
プリアンブル挿入部２０６ａは、ヘッダ挿入部２０５ａから入力された、ヘッダシンボルが付加された、または省略された送信データシンボルに、プリアンブルを付加する。ここで、プリアンブルは、レガシーＳＴＦ１０１１、レガシーＣＥＦ１０１２、非レガシーＳＴＦ１０１５、および非レガシーＣＥＦ１０１６に格納される値である。プリアンブルは、例えば、図１に示されるレガシーＳＴＦ１０１１、レガシーＣＥＦ１０１２、非レガシーＳＴＦ１０１５、および非レガシーＣＥＦ１０１６に、この順番で付加される。同様に、プリアンブル挿入部２０６ｂは、ヘッダ挿入部２０５ｂが出力するヘッダシンボルが付加された、または省略された送信データシンボルに、プリアンブルを付加する。
一例において、図１に示されるように、プリアンブル挿入部２０６ａ，２０６ｂは、先頭にある第１のＰＰＤＵ１０１０の送信データフィールド１０１７に、レガシーＳＴＦ１０１１、レガシーＣＥＦ１０１２、非レガシーＳＴＦ１０１５、および非レガシーＣＥＦ１０１６を付加し、プリアンブルを格納する。一方、２番目以降にある第２のＰＰＤＵ１０２０および第３のＰＰＤＵ１０３０の送信データフィールド１０２２，１０３２に対しては、レガシーＳＴＦ、レガシーＣＥＦ、非レガシーＳＴＦ、および非レガシーＣＥＦの付加を省略する。
次いで、プリアンブル挿入部２０６ａ，２０６ｂは、プリアンブルが付加された、または付加が省略された送信データシンボルを、空間処理部２０７へ出力する。
空間処理部２０７は、プリアンブル挿入部２０６ａ，２０６ｂから入力された、プリアンブルが付加された、または付加が省略された送信データシンボルに対し、空間処理を施し、空間処理済み信号を生成する。ここで、空間処理は、ＣＳＤ（Cyclic Shift Diversity：巡回シフト遅延）処理およびプリコーディング行列を用いた行列演算による空間多重化処理の少なくとも１つであり、プリアンブル、ヘッダ、および送信データの各フィールドに対し、それぞれ、ＣＳＤ処理および空間多重化処理のいずれか一方を施す。
例えば、空間処理部２０７は、空間処理として、第１のＰＰＤＵ１０１０のレガシーＳＴＦ１０１１、レガシーＣＥＦ１０１２、レガシーヘッダフィールド１０１３、非レガシーヘッダフィールド１０１４、第３のＰＰＤＵ１０３０のＴＲＮフィールド１０３３に対し、ＣＳＤ処理を行う。
また、例えば、空間処理部２０７は、空間処理として、第１のＰＰＤＵ１０１０の非レガシーＳＴＦ１０１５、非レガシーＣＥＦ１０１６、送信データフィールド１０１７、第２のＰＰＤＵ１０２０の非レガシーヘッダフィールド１０２１、送信データフィールド１０２２、第３のＰＰＤＵ１０３０の非レガシーヘッダフィールド１０３１、送信データフィールド１０３２に対し、プリコーディング行列を用いた行列演算による空間多重化処理を施す。なお、受信装置（図示しない）は、非レガシーＣＥＦ１０１６を用いたチャネル推定によって、送信装置２００で使用されたプリコーディング行列を推定してもよい。
一例において、空間処理部２０７は、空間多重化処理（空間多重化方式）として、固有モード伝送を用いてよい。さらに、一例において、空間処理部２０７は、チャネル容量の最大化のために、注水定理に基づく最適電力配分を行ってもよい。
次いで、空間処理部２０７は、空間処理済み信号を、送信Ｆ／Ｅ回路２０８ａ，２０８ｂに出力する。
送信Ｆ／Ｅ回路２０８ａ，２０８ｂは、空間処理部２０７から入力された、空間処理済み信号に対し、フィルタ処理、Ｄ／Ａ変換処理、周波数変換処理、電力増幅処理を施し、ＲＦ信号を生成する。送信Ｆ／Ｅ回路２０８ａ，２０８ｂは、例えば、デジタルおよびアナログフィルタ、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換回路、ＲＦ（Radio Frequency：高周波または無線周波数）回路を含む。デジタルフィルタには、例えば、ＲＲＣ（Root Raised Cosine）フィルタが用いられる。次いで、送信Ｆ／Ｅ回路２０８ａ，２０８ｂは、生成されたＲＦ信号を、それぞれ、送信アンテナ２０９ａ，２０９ｂへ出力する。
送信アンテナ２０９ａ，２０９ｂは、それぞれ、送信Ｆ／Ｅ回路２０８ａ，２０８ｂから入力されたＲＦ信号を、無線信号として、受信装置（図示しない）へ送信する。
図３は、プリアンブル挿入部２０６ａ、２０６ｂが、レガシーＳＴＦ、レガシーＣＥＦ、非レガシーＳＴＦ、非レガシーＣＥＦを送信データシンボルに付加する手順の一例を示すフローチャートである。
ステップＳ３０１において、プリアンブル挿入部２０６ａ，２０６ｂは、非レガシーＡ−ＰＰＤＵ１０００に集約されるＰＰＤＵの番号ｉＰＰＤＵを数える。例えば、先頭のＰＰＤＵ（図１においては、第１のＰＰＤＵ１０１０）の場合、ｉＰＰＤＵ＝１であり、２番目のＰＰＤＵ（図１においては、第２のＰＰＤＵ１０２０）の場合、ｉＰＰＤＵ＝２である。すなわち、Ｎを１以上の整数として、Ｎ番目のＰＰＤＵの場合、ｉＰＰＤＵ＝Ｎである。
ステップＳ３０２において、プリアンブル挿入部２０６ａ，２０６ｂは、ヘッダ挿入部２０５ａ、２０５ｂから入力されるヘッダが付加された送信データシンボルが、先頭のＰＰＤＵに含まれるものであるか否かを、ｉＰＰＤＵの値に基づいて判断する。プリアンブル挿入部２０６ａ、２０６ｂは、ｉＰＰＤＵ＝１の場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、先頭のＰＰＤＵに含まれるものであると判断し、ステップＳ３０３へ移行する。一方、プリアンブル挿入部２０６ａ、２０６ｂは、ｉＰＰＤＵ≠１の場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、先頭のＰＰＤＵに含まれるものでないと判断し、ステップＳ３０３、ステップＳ３０４、ステップＳ３０５を省略してステップＳ３０６へ移行する。
ステップＳ３０３において、プリアンブル挿入部２０６ａ、２０６ｂは、ヘッダ挿入部２０５ａ、２０５ｂから入力された、ヘッダが付加された送信データシンボルにレガシーＳＴＦおよびレガシーＣＥＦを付加する。
ステップＳ３０４において、プリアンブル挿入部２０６ａ，２０６ｂは、非レガシーＡ−ＰＰＤＵ１０００がＭＩＭＯ方式により送信されるか否かを、ＭＡＣ部２０１から通知されるＭＩＭＯストリーム数ＮＳＳに基づき判断する。プリアンブル挿入部２０６ａ，２０６ｂは、ＮＳＳ＞１の場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、非レガシーＡ−ＰＰＤＵ１０００がＭＩＭＯ方式で送信されると判断し、ステップＳ３０５へ移行する。一方、プリアンブル挿入部２０６ａ，２０６ｂは、ＮＳＳ＝１の場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、非レガシーＡ−ＰＰＤＵ１０００がＳＩＳＯ方式で送信されると判断し、ステップＳ３０５を省略してステップＳ３０６へ移行する。
ステップＳ３０５において、プリアンブル挿入部２０６ａ，２０６ｂは、ヘッダ挿入部２０５ａ，２０５ｂから入力された、ヘッダが付加された送信データシンボルに非レガシーＳＴＦおよび非レガシーＣＥＦを付加する。
ステップＳ３０６において、プリアンブル挿入部２０６ａ，２０６ｂは、iＰＰＤＵ＝ＮＰＰＤＵであるか否かを判断する。図１に示される一例においては、ＮＰＰＤＵ＝３である。プリアンブル挿入部２０６ａ，２０６ｂは、iＰＰＤＵ＝ＮＰＰＤＵである場合（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）、最後のＰＰＤＵであると判断し、プリアンブル挿入処理を終了する。一方、プリアンブル挿入部２０６ａ，２０６ｂは、iＰＰＤＵ≠ＮＰＰＤＵである場合（ステップＳ３０６：Ｎｏ）、ステップＳ３０１に戻り、プリアンブル挿入処理を繰り返す。
以上、説明したように、従来技術による非レガシーＡ−ＰＰＤＵ方式では、非レガシーＳＴＦ、非レガシーＣＥＦは、先頭のＰＰＤＵによって送信される。次に、送信装置２００が非レガシーＡ−ＰＰＤＵをＭＩＭＯ方式によって送信する場合であって、先頭のＰＰＤＵのＭＣＳと異なるＭＣＳが２番目以降のＰＰＤＵのうち少なくとも１つに使用される場合について、以下の項目１および項目２を検討する。
項目１．チャネル容量の最大化のために、送信装置２００が、ＰＰＤＵ毎にＭＣＳに応じてプリコーディング行列を変更する場合を想定する。この場合、先頭のＰＰＤＵのレガシーＣＥＦを用いたチャネル推定によって受信装置が推定するプリコーディング行列と、各ＰＰＤＵに対して送信装置２００が使用したプリコーディング行列とが異なる場合が発生する。プリコーディング行列の相違により、空間分離が不十分となり受信特性が劣化しうる。
項目２．受信特性の劣化を抑制するために、非レガシーＡ−ＰＰＤＵ内で固定されたプリコーディング行列を使用する場合を想定する。この場合、送信装置２００は、各ＰＰＤＵのチャネル容量を最大化することが困難であり、伝送効率が低下する。
上記項目に対処すべく、本開示に至った。
（実施の形態１）
本開示の実施の形態１に係る、非レガシーＡ−ＰＰＤＵ方式に対応する送信装置５００は、先頭以外のＰＰＤＵに非レガシーＳＴＦおよび非レガシーＣＥＦを挿入する。
図４Ａは、実施の形態１による非レガシーＡ−ＰＰＤＵ４０００ａのフォーマットの一例を示す図である。
図４Ｂは、実施の形態１による非レガシーＡ−ＰＰＤＵ４０００ｂのフォーマットの一例を示す図である。
図４Ｃは、実施の形態１による非レガシーＡ−ＰＰＤＵ４０００ｃのフォーマットの一例を示す図である。
非レガシーＡ−ＰＰＤＵ４０００は、第１のＰＰＤＵ４０１０と、第２のＰＰＤＵ４０２０と、第３のＰＰＤＵ４０３０とを含む。なお、実施の形態１においては、集約ＰＰＤＵ数（ＮＰＰＤＵ）が３である場合について図示して説明するが、集約ＰＰＤＵ数が２以上の整数であってもよい。
第１のＰＰＤＵ４０１０は、レガシーＳＴＦ４０１１と、レガシーＣＥＦ４０１２と、レガシーヘッダフィールド４０１３と、非レガシーヘッダフィールド４０１４と、非レガシーＳＴＦ４０１５と、非レガシーＣＥＦ４０１６と、データフィールド４０１７とを含む。
第２のＰＰＤＵ４０２０は、非レガシーヘッダフィールド４０２１と、非レガシーＣＥＦ４０２３と、データフィールド４０２４とを含む。一例において、第２のＰＰＤＵ４０２０は、非レガシーＳＴＦ４０２２と、非レガシーＣＥＦ４０２３と、をさらに含む。他の一例において、第２のＰＰＤＵ４０２０において、非レガシーＳＴＦ４０２２と、非レガシーＣＥＦ４０２３と、は省略される。
第３のＰＰＤＵ４０３０は、非レガシーヘッダフィールド４０３１と、データフィールド４０３４と、ＴＲＮフィールド４０３５とを含む。一例において、第３のＰＰＤＵ４０３０は、非レガシーＳＴＦ４０３２と、非レガシーＣＥＦ４０３３と、をさらに含む（第３のＰＰＤＵ４０３０ａ）。他の一例において、第３のＰＰＤＵ４０３０において、非レガシーＳＴＦ４０３２と、非レガシーＣＥＦ４０３３と、は省略される（第３のＰＰＤＵ４０３０ｂ，４０３０ｃ）。
図５は、実施の形態１に係る送信装置５００の構成の一例を示す図である。
送信装置５００は、ＭＡＣ部５０１と、ストリーム生成部２０２と、符号化部２０３ａ，２０３ｂと、データ変調部２０４ａ，２０４ｂと、ヘッダ挿入部２０５ａ，２０５ｂと、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂと、空間処理部５０７と、送信Ｆ／Ｅ回路２０８ａ，２０８ｂと、送信アンテナ２０９ａ，２０９ｂと、ＭＣＳ変化検出部５１０とを備える。これらのうち、ストリーム生成部２０２、符号化部２０３ａ，２０３ｂ、データ変調部２０４ａ，２０５ｂ、ヘッダ挿入部２０５ａ，２０５ｂ、送信Ｆ／Ｅ回路２０８ａ，２０８ｂ、および送信アンテナ２０９ａ，２０９ｂは、図２を参照して上述したものと同様であり、説明を省略する。なお、以下の説明において、送信装置５００の構成要素に用いる「・・・部」という表記は、「・・・回路（circuitry）」、「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュール」といった他の表記に置換されてもよい。
ＭＡＣ部５０１と、ストリーム生成部２０２と、符号化部２０３ａ，２０３ｂと、データ変調部２０４ａ，２０４ｂと、ヘッダ挿入部２０５ａ，２０５ｂとは、物理層における複数のプロトコルデータユニットを集約した送信信号を生成する生成回路として機能する。また、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、複数のプロトコルデータユニットのうち、第１のプロトコルデータユニットと第２のプロトコルデータユニットとに、送信チャネルの同期及び送信チャネルの推定の少なくとも１つに用いられるプリアンブルを挿入する挿入回路として機能する。さらに、空間処理部５０７と、送信Ｆ／Ｅ回路２０８ａ，２０８ｂと、送信アンテナ２０９ａ，２０９ｂとは、プリアンブルが挿入された送信信号を空間処理して送信する送信回路として機能する。これらの機能を実現する各構成要素について、以下説明する。
ＭＡＣ部５０１は、図２を参照して上述したＭＡＣ部２０１と同様の機能を実現する。ＭＡＣ部５０１は、さらに、決定した各ストリームの符号化率および各ストリームの変調方式を、ＭＣＳ変化検出部５１０に出力する。
ＭＣＳ変化検出部５１０は、各ストリームの符号化率および各ストリームの変調方式に基づいて、連続する２つのＰＰＤＵ間のＭＣＳの変化を検出する。
例えば、第１のＰＰＤＵ４０１０で第１のＭＣＳが使用され、第２のＰＰＤＵ４０２０で第１のＭＣＳと異なる第２のＭＣＳが使用される場合、ＭＣＳ変化検出部５１０は、第１のＰＰＤＵ４０１０と第２のＰＰＤＵ４０２０との間でＭＣＳが変化したことを検出する。また、第２のＰＰＤＵ４０２０で第２のＭＣＳが使用され、第３のＰＰＤＵ４０３０で第２のＭＣＳが使用される場合、ＭＣＳ変化検出部５１０は、第２のＰＰＤＵ４０２０と第３のＰＰＤＵ４０３０との間ではＭＣＳが変化したことを検出しない。例えば、ＭＣＳ変化検出部５１０は、ヘッダ挿入部２０５ａ，２０５ｂが生成する非レガシーヘッダの非レガシーＭＣＳフィールドの設定値に基づいて、連続する２つのＰＰＤＵ間でＭＣＳが変化したか否かを検出してもよい。また、一例において、ＭＣＳ変化検出部５１０は、１つの非レガシーＡ−ＰＰＤＵ４０００で既に用いられたＭＣＳを示す情報を記憶させる記憶部５１１を備える。
次いで、ＭＣＳ変化検出部５１０は、ＭＣＳ変化の検出結果をプリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂに出力する。
プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、ヘッダ挿入部２０５ａ、２０５ｂから入力された、ヘッダが付加された送信データシンボルに、ＭＣＳ変化検出部５１０が出力するＭＣＳ変化の検出結果に基づいてプリアンブルを付加する。プリアンブルは、例えば、レガシーＳＴＦ、レガシーＣＥＦ、非レガシーＳＴＦ、および非レガシーＣＥＦであり、図４Ａから図４Ｃに示される順番で付加される。
より詳細には、図４Ａに示される一例においては、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、先頭にある第１のＰＰＤＵ４０１０の送信データフィールド４０１７に、ＭＣＳ変化検出部５１０が出力するＭＣＳの変化の検出結果と無関係に、レガシーＳＴＦ４０１１、レガシーＣＥＦ４０１２、非レガシーＳＴＦ４０１５、非レガシーＣＥＦ４０１６を付加する。また、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、２番目以降にあるＰＰＤＵの送信データフィールド４０２４，４０３４に対しては、前段のＰＰＤＵからＭＣＳが変化した場合、非レガシーＳＴＦ、非レガシーＣＥＦを付加する。
例えば、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、２番目にある第２のＰＰＤＵ４０２０の送信データフィールド４０２４に対しては、前段の第１のＰＰＤＵ４０１０からＭＣＳが変化した場合、例えば、第１のＭＣＳから第２のＭＣＳに変化した場合、非レガシーＳＴＦ４０２２および非レガシーＣＥＦ４０２３を付加する。また、例えば、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、３番目にある第３のＰＰＤＵ４０３０の送信データフィールド４０３４に対しては、前段の第２のＰＰＤＵ４０２０からＭＣＳが変化した場合、例えば、第２のＭＣＳから第３のＭＣＳに変化した場合、非レガシーＳＴＦ４０３２、非レガシーＣＥＦ４０３３を付加する。
また、図４Ｂに示されるように、第１のＰＰＤＵ４０１０で第１のＭＣＳが使用され、第２のＰＰＤＵ４０２０で第２のＭＣＳが使用される場合、プリアンブル挿入部５０６ａ、５０６ｂは、第２のＰＰＤＵ４０２０に対し、非レガシーＳＴＦ４０２２および非レガシーＣＥＦ４０２３を付加する。また、第２のＰＰＤＵ４０２０および第３のＰＰＤＵ４０３０で同じ第２のＭＣＳが使用される場合、プリアンブル挿入部５０６ａ、５０６ｂは、第３のＰＰＤＵ４０３０に対し、非レガシーＳＴＦ４０３２および非レガシーＣＥＦ４０３４の付加を省略する。
次いで、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、プリアンブルが付加された、または付加が省略された送信データシンボルを、空間処理部５０７へ出力する。
空間処理部５０７は、プリアンブル挿入部５０６ａ、５０６ｂから入力された、プリアンブルが付加された、または付加が省略された送信データシンボルに、空間処理を施し、空間処理済み信号を生成する。ここで、空間処理は、ＣＳＤ処理およびプリコーディング行列を用いた行列演算による空間多重化処理の少なくとも１つであり、プリアンブル、ヘッダ、および送信データの各フィールドに対し、それぞれ、ＣＳＤ処理および空間多重化処理のいずれか一方を施す。
例えば、空間処理部５０７は、空間処理として、第１のＰＰＤＵ４０１０のレガシーＳＴＦ４０１１、レガシーＣＥＦ４０１２、レガシーヘッダフィールド４０１３、非レガシーヘッダフィールド４０１４、第３のＰＰＤＵ４０３０のＴＲＮフィールド４０３５に対し、ＣＳＤ処理を行う。
また、例えば、空間処理部５０７は、空間処理として、第１のＰＰＤＵ４０１０の非レガシーＳＴＦ４０１５、非レガシーＣＥＦ４０１６、データフィールド４０１７、第２のＰＰＤＵ４０２０の非レガシーヘッダフィールド４０２１、非レガシーＳＴＦ４０２２、非レガシーＣＥＦ４０２３、データフィールド４０２４、第３のＰＰＤＵ４０３０の非レガシーヘッダフィールド４０３１、非レガシーＳＴＦ４０３２、非レガシーＣＥＦ４０３３、データフィールド４０３４に、各ＰＰＤＵのＭＣＳに応じたプリコーディング行列を用いた行列演算による空間多重化処理を施す。
例えば、図４Ａに示される一例においては、第１のＰＰＤＵ４０１０で第１のＭＣＳが使用され、第２のＰＰＤＵ４０２０で第２のＭＣＳが使用され、第３のＰＰＤＵ４０３０ａで第３のＭＣＳが使用される。ここで、第１のＭＣＳ、第２のＭＣＳ、および第３のＭＣＳは、互いに異なる。したがって、空間処理部５０７は、第１のＰＰＤＵ４０１０と第２のＰＰＤＵ４０２０の非レガシーヘッダ４０２１に対し、第１のプリコーディング行列を用いる。
また、空間処理部５０７は、第２のＰＰＤＵ４０２０の非レガシーＳＴＦ４０２２、非レガシーＣＥＦ４０２３、送信データフィールド４０２４と第３のＰＰＤＵ４０３０ａの非レガシーヘッダフィールド４０３１に対し、第１のプリコーディング行列と異なる第２のプリコーディング行列を用いる。さらに、空間処理部５０７は、第３のＰＰＤＵ４０３０ａの非レガシーＳＴＦ４０３１、非レガシーＣＥＦ４０３３、送信データフィールド４０３４に対し、第１のプリコーディング行列および第２のプリコーディング行列のいずれとも異なる第３のプリコーディング行列を用いる。
また、図４Ｂに示される一例においては、第１のＰＰＤＵ４０１０で第１のＭＣＳが使用され、第２のＰＰＤＵ４０２０および第３のＰＰＤＵ４０３０ｂで第１のＭＣＳと異なる第２のＭＣＳが使用される。したがって、空間処理部５０７は、第１のＰＰＤＵ４０１０と第２のＰＰＤＵ４０２０の非レガシーヘッダ４０２１に対し、第１のプリコーディング行列を用いる。また、空間処理部５０７は、第２のＰＰＤＵ４０２０の非レガシーＳＴ４０２２、非レガシーＣＥＦ４０１３、送信データフィールド４０２４、及び第３のＰＰＤＵ４０３０ｂに対して、第１のプリコーディング行列と異なる第２のプリコーディング行列を用いる。
次いで、空間処理部５０７は、空間処理済み信号を、送信Ｆ／Ｅ回路２０８ａ，２０８ｂに出力する。
なお、受信装置は、非レガシーＣＥＦを用いてプリコーディング行列を推定する。それ故、図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、プリコーディング行列の切り替えタイミングは、データフィールド４０１７，４０２４の後ではなく非レガシーヘッダ４０２１，４０３４の後に設定される。この設定により、非レガシーＣＥＦよりも前に配置された非レガシーヘッダに対しては、受信装置が前のＰＰＤＵのプリコーディング行列を使うので、非レガシーヘッダが、適切に空間分離される。
図６は、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂが、レガシーＳＴＦ、レガシーＣＥＦ、非レガシーＳＴＦ、非レガシーＣＥＦを送信データシンボルに付加する手順の一例を示すフローチャートである。
ステップＳ６０１において、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、非レガシーＡ−ＰＰＤＵ４０００に集約されるＰＰＤＵの番号iＰＰＤＵを数える。例えば、先頭のＰＰＤＵ（図４Ａ〜図４Ｃにおいては、第１のＰＰＤＵ４０１０）の場合、iＰＰＤＵ＝１である。また、２番目のＰＰＤＵ（図４Ａ〜図４Ｃにおいては、第２のＰＰＤＵ４０２０）の場合、iＰＰＤＵ＝２である。すなわち、Ｎを１以上の整数として、Ｎ番目のＰＰＤＵの場合、ｉＰＰＤＵ＝Ｎである。
ステップＳ６０２において、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、ヘッダ挿入部５０５ａ、５０５ｂから入力されるヘッダが付加された送信データシンボルが、先頭のＰＰＤＵに含まれるものであるか否かを、iＰＰＤＵの値に基づいて判断する。プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、iＰＰＤＵ＝１の場合（ステップＳ６０２：Ｙｅｓ）、先頭のＰＰＤＵに含まれるものであると判断し、ステップＳ６０３に移行する。一方、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、iＰＰＤＵ≠１の場合（ステップＳ６０２：Ｎｏ）、先頭のＰＰＤＵに含まれるものでないと判断し、ステップＳ６０６に移行する。
＜先頭のＰＰＤＵ（iＰＰＤＵ＝１）の場合＞
ステップＳ６０３において、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、ヘッダ挿入部２０５ａ、２０５ｂから入力された、ヘッダが付加された送信データシンボルにレガシーＳＴＦおよびレガシーＣＥＦを付加する。
ステップＳ６０４において、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、非レガシーＡ-ＰＰＤＵ４０００がＭＩＭＯ方式により送信されるか否かを判断する。例えば、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、ＭＩＭＯストリーム数ＮＳＳが１より大きい場合、ＭＩＭＯ方式で送信されると判断し（ステップＳ６０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ６０５に移行する。一方、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、ＭＩＭＯストリーム数ＮＳＳが１に等しい場合、ＳＩＳＯ方式で送信されると判断し（ステップＳ６０４：Ｎｏ）、ステップＳ６０８に移行する。
一例において、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、ＭＡＣ部５０１から通知されるＭＩＭＯストリーム数ＮＳＳを判断に用いる。他の一例において、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、非レガシーヘッダのＭＩＭＯストリーム数フィールドから読み取ったＭＩＭＯストリーム数ＮＳＳを判断に用いる。
ステップＳ６０５において、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、送信データシンボルに非レガシーＳＴＦおよび非レガシーＣＥＦを付加する。
＜２番目以降のＰＰＤＵ（iＰＰＤＵ≠１）の場合＞
ステップＳ６０６において、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、非レガシーＡ−ＰＰＤＵ４０００がＭＩＭＯ方式により送信されるか否かを判断する。ステップＳ６０６における処理内容は、上述のステップＳ６０４における処理内容と同様である。
ステップＳ６０７において、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、連続する２つのＰＰＤＵ間のＭＣＳの変化を検出する。プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、ＭＣＳiＰＰＤＵ＝ＭＣＳiＰＰＤＵ-１の場合（ステップＳ６０７：Ｙｅｓ）、ＭＣＳが変化していないと判断し、ステップＳ６０８に移行する。ここで、２以上の整数Ｎに対して、ＭＣＳＮは、Ｎ番目のＰＰＤＵのＭＣＳを表す。一方、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、ＭＣＳiＰＰＤＵ≠ＭＣＳiＰＰＤＵ-１の場合（ステップＳ６０７：Ｎｏ）、ＭＣＳが変化したと判断し、ステップＳ６０５に移行する。
連続する２つのＰＰＤＵ間でＭＣＳが変化した場合、ステップＳ６０５において、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、送信データシンボルに非レガシーＳＴＦおよび非レガシーＣＥＦを付加する。即ち、Ｎ−１番目のＰＰＤＵとＮ番目のＰＰＤＵ間でＭＣＳが変化した場合、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、Ｎ番目のＰＰＤＵの送信データシンボルに非レガシーＳＴＦおよび非レガシーＣＥＦを付加する。
プリアンブル挿入部５０６ａ、５０６ｂは、ステップＳ６０１からステップＳ６０７を最後のＰＰＤＵまで繰り返す。即ち、ステップＳ６０８において、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、iＰＰＤＵ＝ＮＰＰＤＵ（図４Ａにおいては、ＮＰＰＤＵ＝３）を満たした場合（ステップＳ６０８：Ｙｅｓ）、最後のＰＰＤＵであると判断し、フローを終了する。一方、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、iＰＰＤＵ＜ＮＰＰＤＵである場合（ステップＳ６０８：Ｎｏ）、ステップＳ６０１に戻る。
なお、一例において、ＭＣＳ変化検出部５１０は、使用されるＭＣＳが、１つの非レガシーＡ−ＰＰＤＵ内で、初めて使用されるＭＣＳであるか否かを検出してもよい。例えば、ＭＣＳ変化検出部５１０は、使用されるＭＣＳを示す情報が記憶部５１１に記憶されていない場合、使用されるＭＣＳが、１つの非レガシーＡ−ＰＰＤＵ内で、初めて使用されるＭＣＳであることを検出する。
この場合、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、１つの非レガシーＡ−ＰＰＤＵ内で、初めて使用されるＭＣＳを使用するＰＰＤＵに対し、非レガシーＳＴＦおよび非レガシーＣＥＦを付加する。一方、前段のＰＰＤＵで使用されたＭＣＳと同じＭＣＳを使用するＰＰＤＵに対し、非レガシーＳＴＦおよび非レガシーＣＥＦの付加が省略される。
例えば、図４Ａでは、第１のＰＰＤＵで第１のＭＣＳが使用され、第２のＰＰＤＵで第１のＭＣＳと異なる第２のＭＣＳが使用され、第３のＰＰＤＵで第１および第２のＭＣＳと異なる第３のＭＣＳが使用される。したがって、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、第１のＰＰＤＵと、第２のＰＰＤＵと、第３のＰＰＤＵに対し、非レガシーＳＴＦおよび非レガシーＣＥＦを付加する。
また、図４Ｃでは、第１のＰＰＤＵ及び第３のＰＰＤＵで第１のＭＣＳが使用され、第２のＰＰＤＵで第２のＭＣＳが使用される。したがって、プリアンブル挿入部５０６ａ、５０６ｂは、第１のＰＰＤＵと、第２のＰＰＤＵに対し、非レガシーＳＴＦおよび非レガシーＣＥＦを付加する。一方、第３のＰＰＤＵに対し、非レガシーＳＴＦおよび非レガシーＣＥＦの付加が省略される。
なお、図４Ｃを受信する受信装置（図示しない）は、１つの非レガシーＡ−ＰＰＤＵ内で初めて使用されるＭＣＳを用いるＰＰＤＵに対しては、非レガシーＣＥＦを用いてチャネル推定を行う。一方、受信装置は、１つの非レガシーＡ−ＰＰＤＵ内で既に使用されたＭＣＳと同じＭＣＳを使用するＰＰＤＵに対しては、既に推定したチャネル推定結果を使用する。このようにすることで、非レガシーＳＴＦおよび非レガシーＣＥＦによるバックオフを最小限に抑えることができる。
なお、プリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂは、ＭＣＳ変化検出部５１０が出力するＭＣＳの変化の検出結果と無関係に全てのＰＰＤＵに対し、非レガシーＳＴＦおよび非レガシーＣＥＦを挿入してもよい。このようにすることで、送信装置５００を構成する回路のうち、空間処理の切替えを判断するＭＣＳ変化検出部５１０を省略し、その出力結果に基づいて動作するプリアンブル挿入部５０６ａ，５０６ｂを簡素化できるので、送信装置５００の回路規模を削減することができる。
図７は、実施の形態１による非レガシーＡ−ＰＰＤＵ方式に対応する受信装置７００の構成の一例を示す図である。
受信装置７００は、受信アンテナ７０１ａ，７０１ｂと、受信Ｆ／Ｅ回路７０２ａ，７０２ｂと、チャネル推定部７０３と、空間分離部７０４と、データ復調部７０５ａ，７０５ｂと、復号部７０６ａ，７０６ｂと、ヘッダ解析部７０７ａ，７０７ｂと、ストリーム統合部７０８と、ＭＡＣ部７０９と、を備える。
受信アンテナ７０１ａ，７０１ｂと、受信Ｆ／Ｅ回路７０２ａ，７０２ｂと、チャネル推定部７０３と、空間分離部７０４とは、信号を受信して空間分離する受信回路として機能する。また、データ復調部７０５ａ，７０５ｂは、空間分離された信号を復調する復調回路として機能する。なお、以下の説明において、受信装置７００の構成要素に用いる「・・・部」という表記は、「・・・回路（circuitry）」、「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュール」といった他の表記に置換されてもよい。
受信装置７００は、送信装置５００から送信された送信信号を受信アンテナ７０１ａ、７０１ｂを介して受信し、受信Ｆ／Ｅ回路７０２ａ、７０２ｂにおいて受信信号に対して増幅処理、周波数変換処理、アンチエリアシングフィルタ処理、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換処理を施す。
チャネル推定部７０３は、受信信号の非レガシーＣＥＦを用いて伝送路の周波数特性と送信装置５００が使用したプリコーディング行列を推定する。
空間分離部７０４は、CSD処理および空間多重化処理のいずれか一方が施されている受信信号をチャネル推定結果に基づいて分離（空間分離）して第１の受信ストリームデータおよび第２の受信ストリームデータを生成し、それぞれ、データ復調部７０５ａ，７０５ｂへ出力する。
データ復調部７０５ａは、第１の受信ストリームデータに対して復調処理、ＬＬＲ（Ｌｏｇ−Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ：対数尤度比）算出処理を施す。同様に、データ復調部７０５ｂは、第２の受信ストリームデータに対して復調処理、ＬＬＲ算出処理を施す。
復号部７０６ａは、復調された第１の受信ストリームデータに対して、誤り訂正処理を施し、誤り訂正された受信ストリームデータをヘッダ解析部７０７ａへ出力する。同様に、復号部７０６ｂは、復調された第２の受信ストリームデータに対して、誤り訂正処理を施し、誤り訂正された受信ストリームデータをヘッダ解析部７０７ｂへ出力する。
ヘッダ解析部７０７ａ，７０７ｂは、それぞれ、誤り訂正された第１の受信ストリームデータおよび第２の受信ストリームデータの非レガシーヘッダを解析し、ＭＣＳ、ＭＩＭＯストリーム数ＮＳＳ等の情報を取得する。受信装置７００は、ＮＳＳが１より大きいかどうか、または、１つ前のＰＰＤＵからＭＣＳが変化したかどうかを判断することで、ＰＰＤＵ毎に非レガシーＳＴＦおよび非レガシーＣＥＦの有無を知ることができる。
ストリーム統合部７０８は、第１の受信ストリームデータおよび第２の受信ストリームデータを１つのストリームデータに統合し、ＭＡＣ部７０９へ出力する。
ＭＡＣ部７０９は、統合されたストリームデータから、送信装置２００によって生成された送信データを抽出する。
このように、実施の形態１によれば、集約ＰＰＤＵ（物理層収束プロトコルデータユニット）を構成し送信する用途において、ＰＰＤＵ毎にＭＣＳに応じてプリコーディング行列を変更することにより、チャネル容量を最大化でき、伝送効率の低下を防ぐことができる。また、受信装置がＰＰＤＵ毎に、送信装置２００が使用するプリコーディング行列を推定できるので、十分な空間分離および受信特性を確保できる。
実施の形態１は、集約ＰＰＤＵ（物理層収束プロトコルデータユニット）を構成し送信する無線通信システムに適用できる。無線通信システムは、例えば、動画像（ビデオ）、静止画像（ピクチャ）、テキストデータ、音声データ、制御データを送受信するセルラー、スマートフォン、タブレット端末、テレビ端末を含む。
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
上記各実施形態では、本開示はハードウェアを用いて構成する例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。
また、上記各実施形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には、入力端子および出力端子を有する集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサを用いて実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＬＳＩ内部の回路セルの接続又は設定を再構成可能なリコンフィギュラブル プロセッサ（Reconfigurable Processor）を利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術により,ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックを集積化してもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
本開示に係る送信装置は、物理層における複数のプロトコルデータユニットを集約した送信信号を生成する生成回路と、前記複数のプロトコルデータユニットのうち、第１のプロトコルデータユニットと第２のプロトコルデータユニットとに、送信チャネルの同期及び前記送信チャネルの推定の少なくとも１つに用いられるプリアンブルを挿入する挿入回路と、前記プリアンブルが挿入された前記送信信号を空間処理して送信する送信回路と、を備える。
本開示に係る送信装置において、前記空間処理は、巡回シフト遅延処理およびプリコーディング行列を用いた空間多重化処理の少なくとも１つである。
本開示に係る送信装置において、前記プリアンブルは、非レガシーＣＥＦ（Channel Estimation Field）および非レガシーＳＴＦ（Short Training Field）の少なくとも１つを含む。
本開示に係る送信装置において、前記挿入回路は、前記複数のプロトコルデータユニットの全てのプロトコルデータユニットに、前記プリアンブルを挿入する。
本開示に係る送信装置において、前記複数のプロトコルデータユニットの符号化率およびデータ変調方式に基づいて、連続する２つのプロトコルデータユニット間の変調およびコーディングスキーム（ＭＣＳ）の変化を検出するＭＣＳ変化検出回路をさらに備え、前記挿入回路は、検出された前記変化に基づいて、前記連続する２つのプロトコルデータユニットの後者に前記プリアンブルを挿入するか前記挿入を省略するかを決定する。
本開示に係る送信装置において、使用されるＭＩＭＯ（Multiple-Input and Multiple-Output）ストリーム数が１より大きい場合、前記変化が検出されたことに応じて、前記挿入回路は、前記後者に前記プリアンブルを挿入する。
本開示に係る送信装置において、使用されるＭＩＭＯストリーム数が１より大きい場合、前記変化が検出されなかったことに応じて、前記挿入回路は、前記後者への前記プリアンブルの前記挿入を省略する。
本開示に係る送信装置において、使用されるＭＩＭＯストリーム数が１に等しい場合、前記挿入回路は、前記後者への前記プリアンブルの前記挿入を省略する。
本開示に係る送信方法は、物理層における複数のプロトコルデータユニットを集約した送信信号を生成し、前記複数のプロトコルデータユニットのうち、第１のプロトコルデータユニットと第２のプロトコルデータユニットとに、送信チャネルの同期及び前記送信チャネルの推定の少なくとも１つに用いられるプリアンブルを挿入し、前記プリアンブルが挿入された前記送信信号を空間処理して送信する。
本開示に係る受信装置は、信号を受信して空間分離する受信回路と、空間分離された前記信号を復調する復調回路と、復調された前記信号を復号する復号回路と、を含み、空間分離された前記信号は、物理層における集約された複数のプロトコルデータユニットを含み、前記複数のプロトコルデータユニットのうち、第１のプロトコルデータユニットと第２のプロトコルデータユニットとに、送信チャネルの同期及び前記送信チャネルの推定の少なくとも１つに用いられるプリアンブルが挿入されている。
本開示に係る受信装置において、前記空間分離は、前記第１のプロトコルデータユニットに挿入された前記プリアンブルに基づく、受信された前記信号の一の部分の空間分離と、前記第２のプロトコルデータユニットに挿入された前記プリアンブルに基づく、受信された前記信号の他の部分の空間分離と、を含む。
本開示に係る受信方法は、信号を受信して空間分離し、空間分離された前記信号を復調し、復調された前記信号を復号し、空間分離された前記信号は、物理層における集約された複数のプロトコルデータユニットを含み、前記複数のプロトコルデータユニットのうち、第１のプロトコルデータユニットと第２のプロトコルデータユニットとに、送信チャネルの同期及び前記送信チャネルの推定の少なくとも１つに用いられるプリアンブルが挿入されている。
本開示に係る受信方法において、前記空間分離は、前記第１のプロトコルデータユニットに挿入された前記プリアンブルに基づく、受信された前記信号の一の部分の空間分離と、前記第２のプロトコルデータユニットに挿入された前記プリアンブルに基づく、受信された前記信号の他の部分の空間分離と、を含む。
本開示は、Ａ−ＰＰＤＵ（集約物理層収束プロトコルデータユニット）を構成し送信する無線通信システムに適用できる。
２００ 送信装置
２０１ ＭＡＣ部
２０２ ストリーム生成部
２０３ａ，２０３ｂ 符号化部
２０４ａ，２０４ｂ データ変調部
２０５ａ，２０５ｂ ヘッダ挿入部
２０６ａ，２０６ｂ プリアンブル挿入部
２０７ 空間処理部
２０８ａ，２０８ｂ 送信Ｆ／Ｅ回路
２０９ａ，２０９ｂ 送信アンテナ
５００ 送信装置
５０６ａ，５０６ｂ プリアンブル挿入部
５０７ 空間処理部
５１０ ＭＣＳ変化検出部
５０１ ＭＡＣ部
５１１ 記憶部

Claims (13)

  1. 物理層における複数のプロトコルデータユニットを集約した送信信号を生成する生成回路と、
    前記複数のプロトコルデータユニットのうち、第１のプロトコルデータユニットと第２のプロトコルデータユニットとに、送信チャネルの同期及び前記送信チャネルの推定の少なくとも１つに用いられるプリアンブルを挿入する挿入回路と、
    前記プリアンブルが挿入された前記送信信号を空間処理して送信する送信回路と、
    を備えた、送信装置。
  2. 前記空間処理は、巡回シフト遅延処理およびプリコーディング行列を用いた空間多重化処理の少なくとも１つである、請求項１に記載の送信装置。
  3. 前記プリアンブルは、非レガシーＣＥＦ（Channel Estimation Field）および非レガシーＳＴＦ（Short Training Field）の少なくとも１つを含む、請求項１または２に記載の送信装置。
  4. 前記挿入回路は、前記複数のプロトコルデータユニットの全てのプロトコルデータユニットに、前記プリアンブルを挿入する、請求項１から３のいずれか一項に記載の送信装置。
  5. 前記複数のプロトコルデータユニットの符号化率およびデータ変調方式に基づいて、連続する２つのプロトコルデータユニット間の変調およびコーディングスキーム（ＭＣＳ）の変化を検出するＭＣＳ変化検出回路をさらに備え、
    前記挿入回路は、検出された前記変化に基づいて、前記連続する２つのプロトコルデータユニットの後者に前記プリアンブルを挿入するか前記挿入を省略するかを決定する、
    請求項１から３のいずれか一項に記載の送信装置。
  6. 使用されるＭＩＭＯ（Multiple-Input and Multiple-Output）ストリーム数が１より大きい場合、前記変化が検出されたことに応じて、前記挿入回路は、前記後者に前記プリアンブルを挿入する、請求項５に記載の送信装置。
  7. 使用されるＭＩＭＯストリーム数が１より大きい場合、前記変化が検出されなかったことに応じて、前記挿入回路は、前記後者への前記プリアンブルの前記挿入を省略する、請求項５または６に記載の送信装置。
  8. 使用されるＭＩＭＯストリーム数が１に等しい場合、前記挿入回路は、前記後者への前記プリアンブルの前記挿入を省略する、請求項５から７のいずれか一項に記載の送信装置。
  9. 物理層における複数のプロトコルデータユニットを集約した送信信号を生成し、
    前記複数のプロトコルデータユニットのうち、第１のプロトコルデータユニットと第２のプロトコルデータユニットとに、送信チャネルの同期及び前記送信チャネルの推定の少なくとも１つに用いられるプリアンブルを挿入し、
    前記プリアンブルが挿入された前記送信信号を空間処理して送信する、
    送信方法。
  10. 信号を受信して空間分離する受信回路と、
    空間分離された前記信号を復調する復調回路と、
    復調された前記信号を復号する復号回路と、
    を含み、
    空間分離された前記信号は、物理層における集約された複数のプロトコルデータユニットを含み、
    前記複数のプロトコルデータユニットのうち、第１のプロトコルデータユニットと第２のプロトコルデータユニットとに、送信チャネルの同期及び前記送信チャネルの推定の少なくとも１つに用いられるプリアンブルが挿入されている、
    受信装置。
  11. 前記空間分離は、前記第１のプロトコルデータユニットに挿入された前記プリアンブルに基づく、受信された前記信号の一の部分の空間分離と、前記第２のプロトコルデータユニットに挿入された前記プリアンブルに基づく、受信された前記信号の他の部分の空間分離と、を含む、請求項１０に記載の受信装置。
  12. 信号を受信して空間分離し、
    空間分離された前記信号を復調し、
    復調された前記信号を復号し、
    空間分離された前記信号は、物理層における集約された複数のプロトコルデータユニットを含み、
    前記複数のプロトコルデータユニットのうち、第１のプロトコルデータユニットと第２のプロトコルデータユニットとに、送信チャネルの同期及び前記送信チャネルの推定の少なくとも１つに用いられるプリアンブルが挿入されている、
    受信方法。
  13. 前記空間分離は、前記第１のプロトコルデータユニットに挿入された前記プリアンブルに基づく、受信された前記信号の一の部分の空間分離と、前記第２のプロトコルデータユニットに挿入された前記プリアンブルに基づく、受信された前記信号の他の部分の空間分離と、を含む、請求項１２に記載の受信方法。
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