JP2019514296A - 無線通信における予防的mimo中継 - Google Patents
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Abstract
Description
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開示するシステムの詳細を説明する前に、802.11ad規格などに基づく最新のmm波WLANシステムに関するいくつかの態様を理解することが有益と思われる。この規格ではMIMO能力もmm波MIMOリレーも利用されておらず、マルチユーザ(MU)MIMO通信も利用されていないと理解されたい。異なる装置カテゴリも存在しない。
図13Aに、リレー端末(RT)、及び中央コーディネータの役割を果たすアクセスポイント(AP)においてMIMOを使用する無線システムを示す。従って、RT及びAPにおいてMIMOを使用する際には、MIMOが複数の無線ノード間の通信に関連するので、信号処理能力に関して2つの装置カテゴリが生じる。なお、MIMOは唯一の信号処理能力であるが、本開示はMIMO能力に関連するカテゴリ分類に限定されるものではないと理解されたい。図13Aを参照すると、この例のAPはCat A装置であり、ソースSTA無線ノードはCat A装置とCat B装置との混合であり、リレーはCat A装置から選択されることが多い。この例では、リレー端末(RT)がCat A無線ノードである。2又は3以上のCat B STAは、マルチユーザ(MU)−MIMO技術を用いてCat Aリレー端末(RT)との間で同時にデータを送受信する。リレー端末は、STA 1及びSTA 2との間のデータを多重化し、APとの間でMIMO技術を用いてこれらのデータを送受信する。さらに、APは、リレー手順を引き起こし、従って一群のSTAのRLSを同時に実行することもできる。なお、中央コーディネータは、ネットワーク上の他のMIMO対応装置を含むこともできると理解されたい。
表1
X、Y及びZ閾値の選択例
表2
802.11ad受信機感度
表3
802.11ad変調及びSCの符号化方式
注:反復は、1のMCS指数については2であり、他の指数については1である。
72 APがビーコンを送信
74 APがSTAから(へ)アソシエーション要求(応答)を受信(送信)
76 APがSTAから装置能力を受け取る
78 APがSTAとのBFトレーニング手順を開始
80 APが、中継が必要かどうかを判断
82 APがSTA通信をスケジュールしてATI中に送信
84 終了
86 APがSTAから受け取った指標に基づいてリレー選択ロジックを実行
88 APが選択されたRT及び割り当てられたUTをRTに通知
90 APが、AP、RT及びSTA間におけるデータ交換のためのSPをスケジュール
92 AP及びRTが、微調整されたBFトレーニング及びデータ交換を開始
94 終了
Claims (25)
- 複数の通信装置間でデータをリレーする指向性送信を行う無線通信システムであって、
前記システムにおける少なくとも1つの中央無線コーディネータノードと、
前記システムにおける複数の無線ノードと、
を備え、
前記複数の無線ノードの各無線ノードは、該各無線ノード間で通信を行うための第1のレベル又は第2のレベルの信号処理能力を提供し、
前記中央コーディネータ無線ノードは、前記複数の無線ノードの信号処理能力のレベルに基づいて、並びに前記複数の無線ノードと前記中央無線コーディネータとの間の通信特性に基づいて、前記複数の無線ノードのうちの1つを、前記システムにおける前記無線ノードのうちの2又は3以上の無線ノード間のリレーノードとして選択し、
前記中央コーディネータ無線ノードから前記リレーノードへのMIMOホップを形成した後に、前記リレーノードから2又は3以上のクライアントとしての無線ノードへのマルチユーザ(MU)MIMOホップを形成したことに応答して、多入力多出力(MIMO)通信を行うように構成された前記中央コーディネータ無線ノードと2又は3以上の無線ノードとの間で前記リレーノードを介してデータ通信が行われる、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 複数の通信装置間の通信を中継するように構成された指向性送信を行う無線通信システムであって、
前記システムにおいて多入力多出力(MIMO)通信を行うように構成された少なくとも1つの中央無線コーディネータと、
前記システムにおける複数の無線ノードと、
を備え、各無線ノードは、該各無線ノード間で通信を行うための第1のレベル又は第2のレベルの信号処理能力を提供し、
前記中央無線コーディネータは、前記複数の無線ノードのうちの1つを、前記システムにおける2又は3以上の無線ノード間のリレーノードとして選択し、
前記中央無線コーディネータは、前記ノードの信号処理能力レベル及び既存の通信特性に基づいて、データ送信前にリレーノードの選択を行い、
2又は3以上の前記通信特性は、信号強度測定値、中継能力、到来角(AoA)/発射角(AoD)、及びAC又はDC電源の存在から成る一群の特性から選択される、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 複数の無線ノード間の通信を同時中継するように構成された無線ネットワーク装置であって、
少なくとも1つのアクセスポイント(AP)を含む無線ノードと無線ネットワークを介して通信する多入力多出力(MIMO)通信を行うように構成された中央コーディネータ無線ノードを備え、
前記無線ノードは、多入力多出力(MIMO)通信をサポートする第1カテゴリの無線ノードと、MIMOをサポートしない第2カテゴリの無線ノードとの組み合わせを含み、
前記中央コーディネータ無線ノードは、無線ノードのカテゴリ、信号強度及び推定エアータイムを含む通信特性に基づいて、前記無線ノードのうちの1つを、少なくとも1つの前記APと前記無線ノードのうちのいずれか1つの無線ノードとの間のリレーノードとして選択し、
前記APは、複数のトレーニングフレーム及びデータ送信フレームを含むスーパーフレーム構造内の中継サービス期間(SP)を利用し、
前記APは、RLSメッセージングオーバーヘッドを低減することを目的として前記複数の無線ノードのうちの2又は3以上の無線ノードとの同時リレーリンクセットアップ(RLS)プロセスを開始し、
前記APから前記リレーノードへのMIMOホップを形成した後に、前記リレーノード及び宛先無線ノード(クライアント)からのマルチユーザ(MU)MIMOホップを形成したことに応答して、前記APと宛先無線ノードとの間で前記リレーノードを介してデータ通信が行われる、
ことを特徴とする装置。 - 前記第2カテゴリの無線ノードは、2つの独立したデータ通信チェーンのみをサポートし、又は単入力単出力(SISO)通信における1つのチェーンのみをサポートするように構成される、
請求項3に記載の装置。 - 前記宛先無線ノード(クライアント)とのデータ通信セッションの前に、前記中央コーディネータによって無線ノードがリレーノードとして選択される、
請求項3に記載の装置。 - ビーコンヘッダ間隔(BHI)中に、MIMO能力の使用を制御する管理フレームが利用される、
請求項3に記載の装置。 - 前記管理フレームは、情報要素(IE)フォーマットでMIMO装置の能力を伝える、
請求項6に記載の装置。 - 信号強度の前記通信特性は、受信信号強度インジケータ(RSSI)の前記信号強度の測定値及び信号対雑音比(SNR)から選択される、
請求項3に記載の装置。 - 前記通信特性は、(a)Cat A/Cat B能力、(b)中継能力、(c)到来角(AoA)/発射角(AoD)、及び(d)AC又はDC電源の存在から成る一群の特性から選択された1又は2以上の指標をさらに含む、
請求項3に記載の装置。 - 前記中継サービス期間(SP)のフィールドは、(a)APと前記リレーとの間のビームフォーミング(BF)微調整、(b)前記リレーによってMIMO動作のチャネル状態情報指標がフィードバックされること、(c)前記リレーと第1の局(STA 1)との間で、Tx及びRxセクタトレーニングを含むBFトレーニングが行われること、(d)前記リレーと第2の局(STA 2)との間で、Tx及びRxセクタトレーニングを含むBFトレーニングが行われること、(e)前記リレーからSTA 1へのプロービングシーケンスが実行されること、(f)STA 1によってチャネル状態情報指標がフィードバックされること、(g)前記リレーからSTA 2へのプロービングシーケンスが実行されること、(h)STA 2によってチャネル状態情報指標がフィードバックされること、(i)前記リレーによるユーザ間干渉推定のためにSTA 1及びSTA 2によって同時パイロット送信が行われること、(j)MIMOを用いて前記APと前記リレーの間でデータが送信されること、(k)マルチユーザ(MU)MIMOを用いて前記リレーからSTA 1及びSTA 2にデータが送信されること、を含む、
請求項3に記載の装置。 - 前記中央コーディネータ無線ノードは、前記少なくとも1つのアクセスポイント(AP)無線ノード内に実装される、
請求項3に記載の装置。 - ネットワーク上の複数の無線ノード間の通信を同時中継するように構成された無線ネットワーク装置を実装する方法であって、
多入力多出力(MIMO)通信のための第1カテゴリの無線ノードとして構成されたアクセスポイント(AP)である少なくとも1つの無線ノードを含む複数の無線ノードを、MIMO通信をサポートする第1カテゴリと、MIMO通信をサポートしない第2カテゴリとの組み合わせとして構成するステップと、
信号強度及びエアータイムの検討事項を含む通信特性に基づいて、前記APと前記無線ノードのうちのいずれか1つの無線ノードとの間のリレーノードとして無線ノードを選択することにより、多重化通信に起因して前記第2カテゴリの無線ノードよりもエアータイムの消費が少ないという理由で第1カテゴリの無線ノードの選択確率が高まるようにするステップと、
前記APから前記リレーへのMIMOホップ、及びその後の前記リレーノードから前記宛先(クライアント)である前記無線ノードへのマルチユーザ(MU)MIMOホップに応答して中継を行うステップと、
前記方法において利用されるスーパーフレーム構造内の中継サービス期間(SP)を、複数のトレーニングフレーム及びデータ送信フレームを含むように修正するステップと、
を含み、
無線ノードと前記APとの間のスペクトル効率の高い中継をもたらすように無線ノードのMIMO能力が活用される、
ことを特徴とする方法。 - データ通信セッションの前に無線ノードがリレーノードとして選択される、
請求項12に記載の方法。 - ビーコンヘッダ間隔(BHI)中に、MIMO能力の使用を制御する管理フレームを利用するステップをさらに含む、
請求項12に記載の方法。 - 前記管理フレームは、情報要素(IE)フォーマットでMIMO装置の能力を伝える、
請求項12に記載の方法。 - 信号強度の前記通信特性は、受信信号強度インジケータ(RSSI)の前記信号強度の測定値及び信号対雑音比(SNR)から選択される、
請求項12に記載の方法。 - 前記通信特性は、(a)無線ノードのカテゴリ、(b)中継能力、(c)到来角(AoA)/発射角(AoD)、及び(d)AC又はDC電源の存在から成る一群の特性から選択された1又は2以上の指標をさらに含む、
請求項12に記載の方法。 - 前記中継サービス期間(SP)のフィールドは、(a)APと前記リレーとの間のビームフォーミング(BF)微調整、(b)前記リレーによってMIMO動作のチャネル状態情報指標がフィードバックされること、(c)前記リレーと第1の局(STA 1)との間で、Tx及びRxセクタトレーニングを含むBFトレーニングが行われること、(d)前記リレーと第2の局(STA 2)との間で、Tx及びRxセクタトレーニングを含むBFトレーニングが行われること、(e)前記リレーからSTA 1へのプロービングシーケンスが実行されること、(f)STA 1によってチャネル状態情報指標がフィードバックされること、(g)前記リレーからSTA 2へのプロービングシーケンスが実行されること、(h)STA 2によってチャネル状態情報指標がフィードバックされること、(i)前記リレーによるユーザ間干渉推定のためにSTA 1及びSTA 2によって同時パイロット送信が行われること、(j)MIMOを用いて前記APと前記リレーの間でデータが送信されること、(k)マルチユーザ(MU)MIMOを用いて前記リレーからSTA 1及びSTA 2にデータが送信されること、を含む、
請求項12に記載の方法。 - 無線ネットワーク上の複数の無線ノード間の通信を同時中継するように構成された、前記ネットワークのための無線アクセスポイント(AP)装置であって、
(a)多入力多出力(MIMO)能力を用いて同時通信を行って、前記ネットワークにおけるMIMOをサポートする第1カテゴリ及びMIMOをサポートしない第2カテゴリの複数の無線ノードと通信するように構成されたアクセスポイント(AP)と、
(b)前記APにおけるコンピュータプロセッサと、
(c)前記APにおける前記コンピュータプロセッサによる実行が可能な命令を記憶する非一時的コンピュータ可読メモリと、
を備え、
(d)前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行された時に、
(i)少なくとも信号強度指標とエアータイム要件の推定とに基づいて、前記複数の無線ノードからリレー装置を選択するステップと、
(ii)複数のトレーニングフレーム及びデータ送信フレームを含むスーパーフレーム構造内の中継サービス期間(SP)を利用するステップと、
(iii)2又は3以上の無線ノードに対してリレーリンクセットアップ(RLS)を同時に実行することによって前記RLSメッセージングオーバーヘッドを低減するステップと、
を実行し、前記無線AP装置は、
(e)前記APから前記選択されたリレー装置へのMIMOホップ、及びその後の前記選択されたリレー装置及び宛先無線ノード(クライアント)からのマルチユーザ(MU)MIMOホップに応答してデータ通信を中継するステップをさらに含む、
ことを特徴とする装置。 - 前記宛先無線ノード(クライアント)とのデータ通信セッションの前に、前記APによって無線ノードがリレーノードとして選択される、
請求項19に記載の装置。 - ビーコンヘッダ間隔(BHI)中に、MIMO能力の使用を制御する管理フレームが利用される、
請求項19に記載の装置。 - 前記管理フレームは、情報要素(IE)フォーマットでMIMO装置の能力を伝える、
請求項20に記載の装置。 - 信号強度の前記通信特性は、受信信号強度インジケータ(RSSI)の前記信号強度の測定値及び信号対雑音比(SNR)から選択される、
請求項19に記載の装置。 - 前記通信特性は、(a)第1又は第2カテゴリ能力、(b)中継能力、(c)到来角(AoA)/発射角(AoD)、及び(d)AC又はDC電源の存在から成る一群の特性から選択された1又は2以上の指標をさらに含む、
請求項19に記載の装置。 - 前記中継サービス期間(SP)のフィールドは、(a)APと前記リレーとの間のビームフォーミング(BF)微調整、(b)前記リレーによってMIMO動作のチャネル状態情報指標がフィードバックされること、(c)前記リレーと第1の局(STA 1)との間で、Tx及びRxセクタトレーニングを含むBFトレーニングが行われること、(d)前記リレーと第2の局(STA 2)との間で、Tx及びRxセクタトレーニングを含むBFトレーニングが行われること、(e)前記リレーからSTA 1へのプロービングシーケンスが実行されること、(f)STA 1によってチャネル状態情報指標がフィードバックされること、(g)前記リレーからSTA 2へのプロービングシーケンスが実行されること、(h)STA 2によってチャネル状態情報指標がフィードバックされること、(i)前記リレーによるユーザ間干渉推定のためにSTA 1及びSTA 2によって同時パイロット送信が行われること、(j)MIMOを用いて前記APと前記リレーの間でデータが送信されること、(k)マルチユーザ(MU)MIMOを用いて前記リレーからSTA 1及びSTA 2にデータが送信されること、を含む、
請求項19に記載の装置。
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