以下の詳細な説明では、いくつかの実施形態を完全に理解してもらうために、数多くの具体的な細部が記述される。しかしながら、いくつかの実施形態が、これらの具体的な細部を用いることなく実施される場合があることは当業者には理解されよう。他の事例では、検討を曖昧にしないように、よく知られた方法、手順、構成要素、ユニット及び/又は回路は詳細に説明されていない。
例えば、「処理する」、「計算する」、「算出する」、「決定する」、「確立する」、「解析する」、「照合する」等の用語を利用する本明細書における検討は、コンピュータのレジスタ及び/又はメモリ内の物理的(例えば、電子的)な量として表されるデータを操作及び/又は変換して、コンピュータのレジスタ及び/又はメモリ、若しくは演算及び/又はプロセスを実行する命令を記憶することができる他の情報記憶媒体内の物理的な量として同様に表される他のデータに変更する、コンピュータ、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングシステム又は他の電子コンピューティングデバイスの演算(複数の場合もある)及び/又はプロセス(複数の場合もある)を指す場合がある。
「複数(「plurality」及び「a plurality」)という用語は、本明細書において使用されるときに、例えば、「多数」又は「2つ以上」を含む。例えば、「複数のアイテム」は2つ以上のアイテムを含む。
「1つの実施形態」、「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「種々の実施形態」等の参照は、そのように説明される実施形態(複数の場合もある)が、或る特定の特徴、構造又は特性を含む場合があるが、必ずしも全ての実施形態がその特定の特徴、構造又は特性を含むとは限らないことを示す。さらに、「1つの実施形態において」という言い回しが繰り返し使用される場合、同じ実施形態を指す場合もあるが、必ずしも同じ実施形態を指しているとは限らない。
本明細書において使用されるときに、別段の規定がなければ、共通の対象物を説明するために「第1の」、「第2の」、「第3の」等の序数形容詞を使用することは、同様の対象物の異なる事例が参照されていることを示すにすぎず、そのように説明される対象物が、時間的に、空間的に、序列に関して、又は任意の別の態様において、所与の順序になければならないことを意味する意図はない。
いくつかの実施形態は、種々のデバイス及びシステム、例えば、パーソナルコンピュータ(PC)、デスクトップコンピュータ、モバイルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、Ultrabook(商標)コンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、ハンドヘルドデバイス、携帯情報端末(PDA)デバイス、ハンドヘルドPDAデバイス、オンボードデバイス、オフボードデバイス、ハイブリッドデバイス、車両デバイス、非車両デバイス、モバイル若しくはポータブルデバイス、コンシューマデバイス、非モバイル若しくは非ポータブルデバイス、ワイヤレス通信局、ワイヤレス通信デバイス、ワイヤレスアクセスポイント(AP)、有線若しくはワイヤレスルータ、有線若しくはワイヤレスモデム、ビデオデバイス、オーディオデバイス、オーディオ−ビデオ(A/V)デバイス、有線若しくはワイヤレスネットワーク、ワイヤレスエリアネットワーク、ワイヤレスビデオエリアネットワーク(WVAN)、ローカルエリアネットワーク(LAN)、ワイヤレスLAN(WLAN)、パーソナルエリアネットワーク(PAN)、ワイヤレスPAN(WPAN)等とともに使用することができる。
いくつかの実施形態は、既存のワイヤレスギガビットアライアンス(WGA)仕様(Wireless Gigabit Alliance, Inc WiGig MAC and PHY Specification Version 1.1, April 2011, Final specification)及び/又は将来のバージョン及び/又はその派生仕様に準拠して動作するデバイス及び/又はネットワーク、既存のIEEE802.11標準規格(IEEE 802.11-2012, IEEE Standard for Information technology−Telecommunications and information exchange between systems Local and metropolitan area networks−Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications, Mar. 29, 2012; IEEE802.11 task group ac (TGac) (“IEEE802.11-09/0308r12−TGac Channel Model Addendum Document”); IEEE 802.11 task group ad (TGad) (IEEE P802.11ad Standard for Information Technology−Telecommunications and Information Exchange Between Systems−Local and Metropolitan Area Networks−Specific Requirements−Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications−Amendment 3: Enhancements for Very High Throughput in the 60 GHz Band))及び/又は将来のバージョン及び/又はその派生仕様に準拠して動作するデバイス及び/又はネットワーク、既存のWirelessHD(商標)仕様及び/又は将来のバージョン及び/又はその派生規格に準拠して動作するデバイス及び/又はネットワーク、上記のネットワークの一部であるユニット及び/又はデバイス等とともに使用することができる。
いくつかの実施形態は、一方向及び/又は双方向無線通信システム、セルラ無線電話通信システム、モバイルフォン、セルラ電話、ワイヤレス電話、パーソナル通信システム(PCS)デバイス、ワイヤレス通信デバイスを組み込むPDAデバイス、モバイル若しくはモータブル全地球測位システム(GPS)デバイス、GPS受信機若しくは送受信機若しくはチップを組み込むデバイス、RFID素子又はチップを組み込むデバイス、多入力多出力(MIMO)送受信機若しくはデバイス、単入力多出力(SIMO)送受信機若しくはデバイス、多入力単出力(MISO)送受信機若しくはデバイス、1つ以上の内部アンテナ及び/又は外部アンテナを有するデバイス、デジタルビデオブロードキャスト(DVB)デバイス若しくはシステム、マルチスタンダード無線デバイス若しくはシステム、有線若しくは無線ハンドヘルドデバイス、例えば、スマートフォン、ワイヤレスアプリケーションプロトコル(WAP)デバイス等とともに使用することができる。
いくつかの実施形態は、1つ以上のタイプのワイヤレス通信信号及び/又はシステム、例えば、無線周波数(RF)、赤外線(IR)、周波数分割多重(FDM)、直交FDM(OFDM)、時分割多重(TDM)、時分割多重アクセス(TDMA)、拡張TDMA(E−TDMA)、汎用パケット無線サービス(GPRS)、拡張GPRS,符号分割多重アクセス(CDMA)、広帯域CDMA(WCDMA(登録商標))、CDMA2000、シングルキャリアCDMA、マルチキャリアCDMA、マルチキャリア変調(MDM)、離散マルチトーン(DMT)、Bluetooth(登録商標)、全地球測位システム(GPS)、Wi−Fi、Wi−MAX、ZigBee(商標)、超広帯域(UWB)、モバイル通信用グローバルシステム(GSM(登録商標))、2G、2.5G、3G、3.5G、4G、第5世代(5G)モバイルネットワーク、3GPP、ロングタームエボリューション(LTE)、LTEアドバンスト、GSMエボリューション用拡張データレート(EDGE)等とともに使用することができる。他の実施形態は、種々の他のデバイス、システム及び/又はネットワークにおいて使用することができる。
「ワイヤレスデバイス」という用語は、本明細書において使用されるときに、例えば、ワイヤレス通信能力があるデバイス、ワイヤレス通信能力がある通信デバイス、ワイヤレス通信能力がある通信局、ワイヤレス通信能力があるポータブル又は非ポータブルデバイス等を含む。いくつかの実施形態において、ワイヤレスデバイスは、コンピュータと一体化される周辺装置、又はコンピュータに取り付けられる周辺装置とすることができるか、又はそのような周辺装置を含むことができる。いくつかの実施形態において、「ワイヤレスデバイス」という用語は、任意選択で、ワイヤレスサービスを含むことができる。
「通信する」という用語は、ワイヤレス通信信号に関して本明細書において使用されるときに、ワイヤレス通信信号を送信すること、及び/又はワイヤレス通信信号を受信することを含む。例えば、ワイヤレス通信信号を通信することができる、ワイヤレス通信ユニットは、少なくとも1つの他のワイヤレス通信ユニットにワイヤレス通信信号を送信するワイヤレス送信機、及び/又は少なくとも1つの他のワイヤレス通信ユニットからワイヤレス通信信号を受信するワイヤレス通信受信機を含むことができる。
いくつかの実施形態は、適切な限定範囲又は短距離ワイヤレス通信ネットワーク、例えば、ワイヤレスエリアネットワーク、「ピコネット」、WPAN、WVAN等とともに使用することができる。他の実施形態は、任意の他の適切なワイヤレス通信ネットワークとともに使用することができる。
いくつかの実施形態は、60GHzの周波数帯域を介して通信するワイヤレス通信ネットワークとともに使用することができる。しかしながら、他の実施形態は、任意の他の適切なワイヤレス通信周波数帯域、例えば、極高周波(EHF)帯域(ミリメートル波(mm波)周波数帯域)、例えば、30GHz〜300GHzの周波数帯域内の周波数帯域、WLAN周波数帯域、WPAN周波数帯域、WGA仕様に準拠する周波数帯域等を利用して実施することができる。
「ピアツーピア(PTP又はP2P)通信」という言い回しは、本明細書において使用されるときに、一対のデバイス間のワイヤレスリンク(「ピアツーピアリンク」)を介してのデバイス間通信に関連することができる。P2P通信は、例えば、QoS基本サービスセット(BSS)内のダイレクトリンク、トンネルダイレクトリンク設定(TDLS)リンク、独立基本サービスセット(IBSS)内のSTA(端末)間通信等を含むことができる。
「アンテナ」という用語は、本明細書において使用されるときに、1つ以上のアンテナ素子、構成要素、ユニット、アセンブリ及び/又はアレイの任意の適切な構成、構造及び/又は配列を含むことができる。いくつかの実施形態において、アンテナは、個別の送信アンテナ素子及び受信アンテナ素子を用いて送信機能及び受信機能を実施することができる。いくつかの実施形態において、アンテナは、共通の、及び/又は一体型の送信/受信素子を用いて、送信機能及び受信機能を実施することができる。アンテナは、例えば、フェーズドアレイアンテナ、単一素子アンテナ、1組の切替型ビームアンテナ等を含むことができる。
「mm波周波数帯域」という言い回しは、本明細書において使用されるときに、30GHzより高い周波数帯域、例えば、30GHz〜300GHzの周波数帯域に関連することができる。「指向性マルチギガビット(DMG)」及び「指向性帯域(DBand)」という言い回しは、本明細書において使用されるときに、チャネル開始周波数が40GHzより高い周波数帯域に関連することができる。
「DMG STA」及び「mm波STA(mSTA)」という言い回しは、DMG帯域内にあるチャネル上で稼働している無線送信機を有するSTAに関連することができる。
「ビームフォーミング」という用語は、本明細書において使用されるときに、空間フィルタリング機構に関連することができ、その機構は1つ以上の属性、例えば、対象とする受信機における受信信号電力又は信号対雑音比(SNR)を改善するために、送信機及び/又は受信機において使用される場合がある。
図1は、いくつかの実施形態による、ワイヤレス通信システムのブロック図を示す。いくつかの実施形態において、システム100は、1つ以上のワイヤレス通信デバイス、例えば、第1のワイヤレス通信デバイス102及び1組の第2のワイヤレス通信デバイス104を含むワイヤレス通信デバイスを含む、ワイヤレス通信ネットワークを形成することができ、ワイヤレス通信デバイスは、ワイヤレス通信リンク、例えば、無線チャネル、IRチャネル、RFチャネル、ワイヤレスフィディリティ(WiFi)チャネル等を介して、コンテンツ、データ、情報及び/又は信号を通信することができる。システム100の1つ以上の要素は、任意選択で、任意の適切な有線通信リンクを介して通信できる場合がある。
いくつかの実施形態において、デバイス102及び/又は104は、少なくとも1つのワイヤレス通信リンク103を介して、コンテンツ、データ、情報及び/又は信号を通信することができるワイヤレス通信ユニットを含むことができる。例えば、デバイス102は、ワイヤレス通信ユニット110を含むことができ、デバイス104は、ワイヤレス通信ユニット120を含むことができる。
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット110及び/又は120は、1つ以上のアンテナ107及び108をそれぞれ含むことができるか、又は1つ以上のアンテナ107及び108に関連付けることができる。アンテナ107及び/又は108は、ワイヤレス通信信号、ブロック、フレーム、伝送ストリーム、パケット、メッセージ及び/又はデータを送信し、及び/又は受信するのに適した任意のタイプのアンテナを含むことができる。例えば、アンテナ107及び/又は108は、1つ以上のアンテナ素子、構成要素、ユニット、アセンブリ及び/又はアレイの任意の適切な構成、構造及び/又は配列を含むことができる。アンテナ107及び/又は108は、例えば、例としてビームフォーミング技法を使用する、指向性通信に適したアンテナを含むことができる。例えば、アンテナ107及び/又は108は、フェーズドアレイアンテナ、単一素子アンテナ、1組の切替型ビームアンテナ等を含むことができる。いくつかの実施形態において、アンテナ107及び/又は108は、個別の送信アンテナ素子及び受信アンテナ素子を用いて、送信機能及び受信機能を実現することができる。いくつかの実施形態において、アンテナ107及び/又は108は、共通の、及び/又は一体型の送信/受信素子を用いて、送信機能及び受信機能を実現することができる。
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信デバイス102及び/又は104は、例えば、PC、デスクトップコンピュータ、モバイルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、Ultrabook(商標)、サーバコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、ハンドヘルドデバイス、PDAデバイス、ハンドヘルドPDAデバイス、オンボードデバイス、オフボードデバイス、ハイブリッドデバイス(例えば、セルラ電話機能の、PDAデバイス機能との組み合わせ)、消費者デバイス、車両デバイス、非車両デバイス、モバイル若しくはポータブルデバイス、非モバイル若しくは非ポータブルデバイス、モバイルフォン、セルラ電話、PCSデバイス、ワイヤレス通信デバイスを組み込むPDAデバイス、モバイル若しくはポータブルGPSデバイス、DVBデバイス、相対的に小さいコンピューティングデバイス、非デスクトップコンピュータ、「キャリースモールリブラージ」(CSLL:Carry Small Live Large)デバイス、ウルトラモバイルデバイス(UMD)、ウルトラモバイルPC(UMPC)、モバイルインターネットデバイス(MID)、「オリガミ(Origami)」デバイス若しくはコンピューティングデバイス、動的に構成可能なコンピューティング(DCC)をサポートするデバイス、コンテキストアウェアデバイス、ビデオデバイス、オーディオデバイス、A/Vデバイス、セットトップボックス(STB)、ブルーレイディスク(BD)プレーヤー、BDレコーダ、デジタルビデオディスク(DVD)プレーヤー、高精細(HD)DVDプレーヤー、DVDレコーダ、HD DVDレコーダ、パーソナルビデオレコーダ(PVR)、ブロードキャストHD受信機、ビデオソース、オーディオソース、ビデオシンク、オーディオシンク、ステレオチューナ、ブロードキャスト無線受信機、フラットパネルディスプレイ、パーソナルメディアプレーヤー(PMP)、デジタルビデオカメラ(DVC)、デジタルオーディオプレーヤー、スピーカー、オーディオ受信機、オーディオ増幅器、ゲーミングデバイス、データソース、データシンク、デジタルスチルカメラ(DSC)、メディアプレーヤー、スマートフォン、テレビ、音楽プレーヤー等を含むことができる。
デバイス102及び/又は104は、例えば、プロセッサ191、入力ユニット192、出力ユニット193、メモリユニット194及び記憶ユニット195のうちの1つ以上を含むこともできる。デバイス102は、任意選択で、他の適切なハードウェア構成要素及び/又はソフトウェア構成要素を含むことができる。いくつかの実施形態において、デバイス102の構成要素のうちのいくつか又は全てを共通のハウジング又はパッケージ内に封入することができ、1つ以上の有線又はワイヤレスリンクを用いて相互接続することができるか、又は動作可能に関連付けることができる。他の実施形態では、デバイス102の構成要素は、複数のデバイス、又は別々のデバイスの中に分散させることができる。
プロセッサ191は、例えば、中央処理ユニット(CPU)、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、1つ以上のプロセッサコア、シングルコアプロセッサ、デュアルコアプロセッサ、多重コアプロセッサ、マイクロプロセッサ、ホストプロセッサ、コントローラ、複数のプロセッサ若しくはコントローラ、チップ、マイクロチップ、1つ以上の回路、回路部、論理ユニット、集積回路(IC)、特定用途向けIC(ASIC)、又は任意の他の適切な多目的又は特定のプロセッサ若しくはコントローラを含む。プロセッサ191は、例えば、デバイス102のオペレーティングシステム(OS)の命令、及び/又は1つ以上の適切なアプリケーションの命令を実行する。
入力ユニット192は、例えば、キーボード、キーパッド、マウス、タッチスクリーン、タッチパッド、トラックボール、スタイラス、マイクロフォン、又は他の適切なポインティングデバイス若しくは入力デバイスを含む。出力ユニット193は、例えば、モニタ、画面、タッチスクリーン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ(LCD)ディスプレイユニット、プラズマディスプレイユニット、1つ以上のオーディオスピーカー若しくはイヤホン、又は他の適切な出力デバイスを含む。
メモリユニット194は、例えば、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリーメモリ(ROM)、ダイナミックRAM(DRAM)、同期DRAM(SD−RAM)、フラッシュメモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、キャッシュメモリ、バッファー、短期メモリユニット、長期メモリユニット、又は他の適切なメモリユニットを含む。記憶ユニット195は、例えば、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、コンパクトディスク(CD)ドライブ、CD−ROMドライブ、DVDドライブ、又は他の適切なリムーバブル若しくは非リムーバブル記憶ユニットを含む。メモリユニット194及び/又は記憶ユニット195は、例えば、デバイス102によって処理されるデータを記憶することができる。
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信リンク103は、例えば、デバイス102と104との間のダイレクト通信を可能にするダイレクトリンク、例えば、P2Pリンクを含むことができる。
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信リンク103は、mm波帯域、例えば、DMG帯域を介してのワイヤレス通信リンクを含むことができる。
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信デバイス102及び/又は104は、mm波STA、例えば、DMG局(「DMG STA」)の機能を実行することができる。例えば、ワイヤレス通信デバイス102及び/又は104は、DMG帯域を介して通信するように構成することができる。いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信リンク103は、ワイヤレスビームフォームドリンクを含むことができる。
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信リンク103は、ワイヤレスギガビット(WiGig)リンクを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信リンク103は、60GHz周波数帯域を介してのワイヤレスビームフォームドリンクを含むことができる。他の実施形態では、ワイヤレス通信リンク103は、任意の他の適切なリンクを含むことができ、及び/又は任意の他の適切なワイヤレス通信技術を利用することができる。
いくつかの実施形態において、アンテナ107は、複数のアンテナ素子117を含む、少なくとも1つのアンテナアレイを含むことができる。複数のアンテナ素子117は、例えば、高指向性アンテナパターンを生成するように構成することができる。複数のアンテナ素子117は、所定の幾何学的形状に配置することができる、例えば、約16個〜36個のアンテナ素子、又は任意の他の数のアンテナ素子を含むことができる。複数のアンテナ素子117は、高指向性アンテナパターン又はビームを形成するように構成することができ、そのパターン又はビームは、例えば、以下に説明されるように、アンテナ素子117において適切な信号位相を設定することによってステアリングすることができる。
いくつかの実施形態において、アンテナ107は複数のアンテナサブアレイを含むことができる。例えば、アンテナ107は、第1のアンテナサブアレイ135及び第2のアンテナサブアレイ145を含むことができる。他の実施形態では、アンテナ107は、任意の他の数のアンテナサブアレイ、例えば、3つ以上のアンテナサブアレイを含むことができる。
「アンテナサブアレイ」又は「アンテナのサブアレイ」という言い回しは、本明細書において使用されるときに、複数のアンテナ素子117のうちの、例えば、共通のRFチェーンに結合することができる一群のアンテナ素子に関連することができる。一例において、アンテナ107は1つのアンテナアレイを含むことができ、アンテナアレイは、例えば、それぞれが指向性ビームを独立して生成することができる複数の独立したサブアレイに分割することができる。別の例において、アンテナ107は、複数の指向性ビームを生成するために、複数の異なるアンテナアレイを含むことができる。別の例において、アンテナ107は、2つ以上の異なるアンテナアレイを含むことができる。異なるアンテナアレイの1つ以上を2つ以上のサブアレイに分割することができる。
いくつかの実施形態において、第1のアンテナサブアレイ135は、複数のアンテナ素子117のうちの、第1の方向139に向けられる第1の指向性ビーム137を形成するように構成される第1の複数のアンテナ素子を含むことができる。
いくつかの実施形態において、第2のアンテナサブアレイ145は、複数のアンテナ素子117のうちの、第2の方向149に向けられる第2の指向性ビーム147を形成するように構成される第2の、例えば、異なる複数のアンテナ素子を含むことができる。いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット110はアンテナサブアレイ135及び145の第1の複数のアンテナ素子及び第2の複数のアンテナ素子を制御するように構成される複数の無線周波数(RF)チェーンを含むことができる。
いくつかの実施形態において、複数のRFチェーンは複数のアンテナサブアレイに結合することができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット110は、第1のアンテナサブアレイ135に接続される第1のRFチェーン130と、第2のアンテナサブアレイ145に接続される第2のRFチェーン140とを含むことができる。他の実施形態では、ワイヤレス通信ユニット110は、任意の他の数の複数のアンテナサブアレイに結合される任意の他の数のRFチェーン、例えば、3つ以上のアンテナサブアレイに接続される3つ以上のRFチェーンを含むことができる。
いくつかの実施形態において、RFチェーン130及び/又は140は、無線周波数集積回路(RFIC)を含む場合があるか、又はその一部として含まれる場合があり、無線周波数集積回路(RFIC)は、例えば、マイクロストリップ給電線とすることができる複数の給電線118を通してアンテナサブアレイ135及び145に接続することができる。
いくつかの実施形態において、複数のRFチェーンによって、例えば、異なるデータを搬送する2つ以上の独立したRF信号を処理できるようになる場合がある。例えば、RFチェーン130はRF信号131を処理することができ、RFチェーン140はRF信号141を処理することができる。
いくつかの実施形態において、RFチェーン130は、アンテナサブアレイ135のアンテナ素子の位相を調整するように構成される複数の移相器115を含むことができる。例えば、移相器115のうちの1つの移相器は、アンテナサブアレイ135の対応するアンテナ素子を調整するように構成することができる。
例えば、アンテナサブアレイ135のアンテナ素子の位相は、強め合う干渉及び/又は弱め合う干渉を与えるために、アンテナサブアレイ135のビームフォーミング方式を変更するように、かつ指向性ビーム137の方向を変更するように構成される、例えば、移相器115によってシフトすることができる。
いくつかの実施形態において、RFチェーン140は、アンテナサブアレイ145のアンテナ素子の位相を調整するように構成される複数の移相器114を含むことができる。
例えば、移相器114のうちの1つの移相器は、アンテナサブアレイ145の対応するアンテナ素子を調整するように構成することができる。
例えば、アンテナサブアレイ145のアンテナ素子の位相は、強め合う干渉及び/又は弱め合う干渉を与えるために、アンテナサブアレイ145のビームフォーミング方式を変更するように、かつ指向性ビーム147の方向を変更するように構成される、例えば、移相器114によってシフトすることができる。
移相器115及び/又は114は個別とすることができ、例えば、アンテナサブアレイ135及び/又は145のアンテナ素子の位相を限られた1組の値、例えば、0、±π/2及びπだけ回転させるように構成することができ、それにより、指向性ビーム137及び/又は147の方向を変更するために相対的に粗いビームフォーミングのみを可能にする。
いくつかの実施形態において、RFチェーン130は、移相器115に結合される加算器/スプリッタブロック113を含むことができ、及び/又はRFチェーン140は、移相器114に結合される加算器/スプリッタブロック112を含むことができる。
いくつかの実施形態において、加算器/スプリッタブロック113は、例えば、RF信号131を送信するときに、RF信号131を再生し、アンテナサブアレイ135のアンテナ素子間に分割するように、かつRF信号131の再生された信号を移相器115に結合するように構成される、スプリッタ134、例えば、マルチプレクサーを含むことができる。
いくつかの実施形態において、加算器/スプリッタブロック113は、例えば、RF信号131を受信するときに、アンテナサブアレイ135のアンテナ素子から受信された信号を加算してRF信号131にするように構成される加算器136を含むことができる。
いくつかの実施形態において、2つ以上のRFチェーンを利用することによって、2つ以上の指向性ビームを介して通信される、例えば、異なるデータを搬送する2つ以上の独立した信号のベースバンド処理を可能にすることができる。対照的に、単一のRFチェーンを利用することによって、例えば、多数のアンテナ素子117が利用される場合であっても、ただ1つの信号のベースバンド処理を可能にすることができる。
例えば、RFチェーン130及び140は、指向性ビーム137及び147を介して通信されるRF信号131及び141のベースバンド処理、例えば、独立したベースバンド処理を可能にすることができる。
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット110は、例えば、以下に説明されるように、2つ以上のRFチェーンを利用して、ビームフォームドダイバーシティ通信を実行することができる。
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット110は、MIMOワイヤレス伝送を通信するために、方向139及び149に向けられる指向性ビーム137及び147を形成するように、アンテナサブアレイ135及び145を制御するように構成されるベースバンド150を含むことができる。
いくつかの実施形態において、ベースバンド150は、データストリーム121を処理して、例えば、以下に説明されるように、MIMOビームフォームド方式を利用して通信されることになるMIMOワイヤレス伝送に変更することができる。
いくつかの実施形態が、MIMOビームフォームド通信の送信及び受信の両方を実行するように構成される、ワイヤレス通信ユニット、例えば、ワイヤレス通信ユニット110を参照しながら本明細書において説明される。他の実施形態は、MIMOビームフォームド通信の送信及び受信のうちの一方のみを実行することができるワイヤレス通信ユニットを含むことができる。
「ビームフォームドダイバーシティ通信」という言い回しは、本明細書において使用されるときに、複数のビームを利用する任意の通信に関連することができる。
いくつかの実施形態が、TX側及びRX側の両方が複数のアンテナサブアレイを利用してMIMO伝送を通信する、通信システム、例えば、ワイヤレス通信システム100を参照しながら本明細書において説明される。しかしながら、他の実施形態は、任意の他のダイバーシティ通信を通信するように構成されるシステム、例えば、Tx側及びRx側のうちの一方のみが複数のアンテナサブアレイを利用し、例えば、単入力多出力(SIMO)及び/又は多入力単出力(MISO)ビームフォームドリンクを形成するシステムに関して実現することができる。例えば、Tx側及びRx側の一方が無指向性アンテナを利用することができ、Tx側及びRx側の別の方がマルチアレイ送受信機、例えば、ワイヤレス通信ユニット110を利用することができる。
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット110は、複数のRFチェーンとベースバンド150との間のインターフェースを構成する複数のベースバンド(BB)/RF(BB2RF)コンバータを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット110は、RFチェーン130とベースバンド150との間のインターフェースを構成するBB2RFコンバータ133と、RFチェーン140とベースバンド150との間のインターフェースを構成するBB2RFコンバータ143とを含むことができる。他の実施形態では、ワイヤレス通信ユニット110は、ベースバンド150と、任意の他の数のRFチェーン、例えば、3つ以上とを接続する任意の他の数のBB2RFコンバータを含むことができる。
いくつかの実施形態において、BB2RFコンバータ133は、RF信号131をベースバンドデータ信号127に変換し、その逆の変換も実行することができ、及び/又はBB2RFコンバータ143は、RF信号141をベースバンドデータ信号129に変換し、その逆の変換も実行することができる。一例において、例えば、ワイヤレス通信ユニット110がMIMOワイヤレス伝送を受信する場合には、BB2RFコンバータ133は、RF信号131をベースバンドデータ信号127に変換することができ、及び/又はBB2RFコンバータ143はRF信号141をベースバンドデータ信号129に変換することができる。
別の例において、例えば、ワイヤレス通信ユニット110がMIMOワイヤレス伝送を送信する場合には、BB2RFコンバータ133はベースバンドデータ信号127をRF信号131に変換することができ、及び/又はBB2RFコンバータ143はベースバンドデータ信号129をRF信号141に変換することができる。
いくつかの実施形態において、BB2RFコンバータ133及び/又は143は、例えば、ワイヤレス通信ユニット110がMIMOワイヤレス伝送を受信する場合には、RF信号をベースバンドデータ信号に変換し、ベースバンドデータ信号をベースバンド150に与えるように構成されるダウンコンバータを含むことができる。
例えば、BB2RFコンバータ133は、RF信号131をデータ信号127にダウンコンバートし、データ信号127をベースバンド150に与えるように構成されるダウンコンバータ132を含むことができる。
いくつかの実施形態において、BB2RFコンバータ133及び/又は143は、例えば、ワイヤレス通信ユニット110がMIMOワイヤレス伝送を送信する場合には、ベースバンドデータ信号をRF信号に変換し、RF信号をRFチェーンに与えるように構成されるアップコンバータを含むことができる。
例えば、BB2RFコンバータ133は、データ信号127をRF信号131にアップコンバートし、RF信号131をRFチェーン130に与えるように構成されるアップコンバータ138を含むことができる。
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット110は、ハイブリッドビームフォーミングを実行するように構成することができる。ハイブリッドビームフォーミングは、例えば、例として以下に説明されるように、RFチェーン130及び/又は140において、例として移相器115及び/又は114を用いて、粗いビームフォーミングを実行し、ベースバンド150において細かいビームフォーミングを実行することを含むことができる。
一例において、粗いビームフォーミングはデバイス102と104との間で実行することができる。例えば、粗いビームフォーミング中に、デバイス102は指向性ビーム137及び/又は147を、例えば、最大RX信号電力を送達することができるように、及び/又は任意の他の基準に従って、複数の方向にステアリングすることができ、デバイス104は、デバイス102からの伝送を受信するために、アンテナ108の固定された準無指向性アンテナパターンを有することができる。代替的には、デバイス104は、例えば、セクタレベルスイープを実行することによって、受信RX信号電力を最大化するようにアンテナ108を調整することができる。
いくつかの実施形態において、細かいビームフォーミングは、ベースバンド150におけるダイバーシティ処理、例えば、MIMO処理、MISO処理及び/又はSIMO処理を含むことができる。例えば、MIMO処理は、例えば、閉ループ(CL)MIMO処理、開ループ(OL)MIMO処理、空間ブロック符号(SBC)MIMO処理、例えば、時空間ブロック符号(STBC)MIMO処理、空間周波数ブロック符号(SFBC)MIMO処理等を含むことができる。
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニットは、RFチェーン130及び140とベースバンド150とを制御し、粗いビームフォーミング及び/又は細かいビームフォーミングを実行するように構成されるコントローラ122を含むことができる。
いくつかの実施形態において、コントローラ122は、移相器115及び/又は114のうちの1つ以上の移相器に適用されることになる位相シフト量を搬送する制御信号128を利用して、アンテナサブアレイ135及び/又は145を制御することができる。
いくつかの実施形態において、移相器115に対する位相シフト調整は、アンテナサブアレイ135によって形成される指向性ビーム137のビーム幅、利得及び/又は方向を決定し、及び/又は制御することができる。
いくつかの実施形態において、移相器114に対する位相シフト調整は、アンテナサブアレイ145によって形成される指向性ビーム147のビーム幅、利得及び/又は方向を決定し、及び/又は制御することができる。
いくつかの実施形態において、アンテナサブアレイ135及び/又は145のアンテナ素子の各移相器が、信号に対する局所的位相調整を実行し、所望のビーム方向において局所的位相分布を生成することができる。
いくつかの実施形態において、制御信号128は重み付け係数を含むことができ、重み付け係数は、指向性ビーム137及び/又は147をステアリングするように構成されるコントローラ122から生成し、及び/又は導出することができる。
いくつかの実施形態において、コントローラ122は、制御信号128を介して、アンテナサブアレイ135の1つ以上のアンテナ素子に対する局所的位相調整を形成するように構成される移相器115に第1の組の重み付け係数を与えることができ、結果として、ビーム137が方向139に向けられる。
いくつかの実施形態において、コントローラ122は、制御信号128を介して、アンテナサブアレイ145の1つ以上のアンテナ素子に対する局所的位相調整を形成するように構成される移相器114に第2の、例えば、異なる組の重み付け係数を与えることができ、結果として、ビーム147が方向149に向けられる。
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット110を送信(TX)側及び受信(RX)側によって利用して、TX側とRX側との間に複数の独立した指向性通信ビームを形成することができる。したがって、複数のデータストリーム、例えば、異なるデータストリームを通信するための複数の独立したパスを使用するために複数の指向性ビームを利用することができ、それにより、全体的なスループットが向上する。
いくつかの実施形態において、複数の異なる信号は、複数のビームフォーミングされたビームによって形成される複数のビームフォームドリンクを介して通信することができる。各ビームフォームドリンクは、複数のアンテナサブアレイのうちの1つのアンテナサブアレイに対応し、例えば、そのアンテナサブアレイの複数のアンテナ素子を介して信号を通信することができる。
例えば、第1の信号、例えば、信号127は、アンテナサブアレイ135によって生成された指向性ビーム137によって形成される第1のビームフォームドリンクを介して通信することができ、第2の、例えば、異なる信号、例えば、信号129は、アンテナサブアレイ145によって生成された指向性ビーム147によって形成される第2のビームフォームドリンクを介して通信することができる。
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット110は、デバイス102と104との間の複数の選択された独立した指向性リンク、例えば、空間リンクを介して、MIMOワイヤレス伝送を通信することができる。
例えば、ワイヤレス通信ユニット110は、第1のビームフォームドリンクを選択し、指向性ビーム137を介してMIMOワイヤレス伝送を通信し、第2のビームフォームドリンクを選択し、指向性ビーム147を介してMIMOワイヤレス伝送を通信することができる。
いくつかの実施形態において、デバイス102と104との間の複数の指向性リンクから、複数の選択された指向性リンクを選択することができる。いくつかの実施形態において、デバイス102と104との間の指向性リンクは、一対のTXセクタ及びRXセクタによって形成することができる。
例えば、デバイス102はTX側の機能を実行することができ、デバイス104はRX側の機能を実行することができる。デバイス102の第1のTXセクタはデバイス104の第1のRXセクタとの第1の指向性リンクを形成することができ、デバイス102の第2のTXセクタはデバイス104の第2のセクタRXとの第2の指向性リンクを形成することができ、デバイス102の第3のTXセクタはデバイス104の第3のRXセクタとの第3の指向性リンクを形成することができ、及び/又はデバイス102の別のTXセクタはデバイス104の別のRXセクタとの別の指向性リンクを形成することができる。
いくつかの実施形態において、コントローラ122は、ワイヤレス通信リンク103の確立中、例えば、デバイス102と104との間のTX及び/又はRXセクタスキャン中に、複数の指向性リンクを決定することができる。
例えば、TX及びRXセクタスキャン中に、デバイス102は、例えば、ビームフォーミングトレーニング手順に従って、複数の指向性リンクを検出することができる。
図2は、いくつかの実施形態による、環境200内のTX側202とRX側204との間の複数の指向性リンク205の概略図である。例えば、デバイス102(図1)は、TX側202の機能を実行することができ、及び/又はデバイス104(図1)はRX側204の機能を実行することができる。
例えば、環境200は部屋を含むことができ、RX側204は、部屋の壁に配置される受信機、例えば、テレビ(TV)受像機を含むことができ、及び/又はTX側202は、送信機、例えば、ビデオプレーヤーを含むことができる。それに加えて、又は代替的には、環境200は、送信信号を反射する建物のような構造物を有する空地を含むことができる。この例では、RX側204は、受信機、例えば、スマートフォン等のモバイルデバイスを含むことができ、及び/又はTX側202は、送信機、例えば、モバイルデバイスとの通信を可能にする基地局を含むことができる。
図2に示されるように、複数の指向性リンク205は、TX側202とRX側204との間の、例えば、リンク211、212、213、214及び215を含む、N個のリンクを含むことができる。例えば、TX側202のセクタ#1で表されるセクタは、RX側204のセクタ#1で表されるセクタと指向性リンク211を形成することができ、TX側202のセクタ#2で表されるセクタは、RX側204のセクタ#2で表されるセクタと指向性リンク212を形成することができ、TX側202のセクタ#3で表されるセクタは、RX側204のセクタ#3で表されるセクタと指向性リンク213を形成することができ、TX側202のセクタ#4で表されるセクタは、RX側204のセクタ#4で表されるセクタと指向性リンク214を形成することができ、TX側202のセクタ#Nで表されるセクタは、RX側204のセクタ#Nで表されるセクタと指向性リンク215を形成することができる。
いくつかの実施形態において、指向性リンク205は、例えば、WGA仕様又は任意の他の仕様に従って、TX側202とRX側204との間で実行されるセクタスキャン中に決定することができる。
再び図1を参照すると、いくつかの実施形態において、ダイバーシティ処理技法、例えば、MIMO処理技法が、2つ以上の指向性リンクの選択及び/又は追跡のための信頼性のあるアルゴリズムを必要とする場合がある。
いくつかの実施形態において、コントローラ122は、ビームフォームドダイバーシティ通信を実行するための複数の指向性リンクを選択するように構成することができる。
一例において、コントローラ122は、MIMO通信を実行するための指向性リンク212及び213(図2)を選択することができる。別の例において、コントローラ122は、MIMO通信を実行するためのN個の指向性リンク205(図2)のうちの任意の他の指向性リンクを選択することができる。
いくつかの実施形態において、コントローラ122は、例えば、2つ以上のセクタ対、例えば、RXセクタ及びTXセクタによって形成されることになる、2つ以上の指向性リンクを選択するように構成されるMIMO最終ビーム結合手順を実行することができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット110は、2つ以上のTXセクタ及びRXセクタ対を選択することができる。
いくつかの実施形態において、コントローラ122は、少なくとも1つの所定の選択基準に基づいて、複数の利用可能なリンク、例えば、N個の指向性リンク205(図2)から選択された指向性リンクを選択することができる。
いくつかの実施形態において、選択基準は、例えば、以下に説明されるように、ワイヤレス通信リンク103の1つ以上の所定の特性に関連するように構成することができる。
いくつかの実施形態において、コントローラ122は、RX側において著しい信号電力を与えることができる、複数の指向性リンクを選択することができる。
いくつかの実施形態において、コントローラ122は、例えば、各指向性リンクが異なる方向から到来する、異なる物体から反射される、異なる到来角及び/又は発射角を有する等を要求される場合があるように、互いに相関がない場合がある複数の指向性リンクを選択することができる。例えば、コントローラ122は、異なる方向から到来している指向性リンク、例えば、指向性リンク211及び215(図2)を選択することができ、例えば、指向性リンク211(図2)は環境200(図2)の天井から反射され、指向性リンク215は環境200(図2)の床から反射される。
いくつかの実施形態において、選択される指向性リンクの数は、TX側及びRX側のTX RFチェーン数及びRX RFチェーン数のうちの最も少ない数以上とすることができ、TX側及びRX側のTX RFチェーン数及びRX RFチェーン数のうちの最も多い数以下とすることができる。
一例において、例えば、デバイス102が2つのRFチェーン、例えば、RFチェーン130及び140を含み、デバイス104が単一のRFチェーンを含む場合には、選択される指向性リンクの数は、1以上であり、2以下とすることができる。したがって、ビームフォームドダイバーシティ通信はMISO通信又はSIMO通信を含むことができる。
別の例において、例えば、デバイス102が2つのRFチェーン、例えば、RFチェーン130及び140を含み、デバイス104が4つのRFチェーンを含む場合には、選択される指向性リンクの数は、2以上であり、4以下とすることができる。したがって、ビームフォームドダイバーシティ通信はMIMO通信を含むことができる。
いくつかの実施形態において、コントローラ122は、少なくとも1つの所定の性能指標に基づいて、選択された指向性リンクを選択することができる。
いくつかの実施形態において、コントローラ122は、複数の選択された指向性リンクを介してMIMOワイヤレス伝送を通信するために複数の指向性ビームを形成するように、複数のアンテナサブアレイを制御することができる。
いくつかの実施形態において、コントローラ122は、選択された複数の指向性リンクの方向に基づいて、アンテナサブアレイ135及び/又は145を制御することができる。
一例において、コントローラ122は、所定の性能指標に基づいて、N個の指向性リンク205(図2)のうちの指向性リンク213及び214(図2)を選択することができる。コントローラ122は、指向性リンク213及び214(図2)を介してMIMOワイヤレス伝送を通信するために、指向性リンク213(図2)の方向に向けられる、方向139に向けられる指向性ビーム137を形成するようにアンテナサブアレイ135を制御し、指向性リンク214(図2)の方向に向けられる、方向149に向けられる指向性ビーム147を形成するようにアンテナサブアレイ145を制御することができる。
例えば、コントローラ122は、例えば、MIMOワイヤレス伝送を通信するために指向性リンク213(図2)が選択される場合には、指向性ビーム137を指向性リンク213(図2)の方向にステアリングするように、アンテナサブアレイ135を制御することができ、コントローラ122は、例えば、MIMOワイヤレス伝送を通信するために指向性リンク214(図2)が選択される場合には、指向性ビーム147を指向性リンク214(図2)の方向にステアリングするように、アンテナサブアレイ145を制御することができる。
それに加えて、又は代替的には、コントローラ122は、例えば、ビームフォーミングを用いて、第1のデバイス102と1組の第2のデバイス104との間のマルチユーザー通信を可能にする。例えば、複数のデバイス104が同じアンテナサブアレイ、例えば、サブアレイ135と通信する場合には、衝突が生じる可能性がある。そのため、いくつかの実施形態は、異なる第2のデバイスへの第1のデバイスのアンテナの異なるサブアレイの割当てを実行する。
いくつかの実施形態において、コントローラ122は、複数の通信チャネルを介して第1のワイヤレス通信デバイスと1組の第2のワイヤレス通信デバイスとの間でビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送を通信するために、複数の指向性ビームを形成するように、第1のワイヤレス通信デバイスの複数のアンテナサブアレイを制御する。コントローラ122は、緩和パラメータを用いる貪欲最適化を用いて、少なくともいくつかのアンテナサブアレイを少なくともいくつかの第2のワイヤレス通信デバイスに割り当て、その割当てに従って、複数のアンテナサブアレイを制御する。
いくつかの実施形態において、割当て、すなわち、第1のデバイスのアンテナの異なるサブアレイと異なる第2のデバイスとの間の割当て組み合わせは、マルチユーザー通信の性能指標を最適化又は改善するように実行される。異なる実施形態において、性能指標は、チャネル容量指標、割当て組み合わせ内の通信チャネルごとの信号対雑音比(SNR)値、割当て組み合わせ内の通信チャネルごとの信号対干渉+雑音比(SINR)値のうちの1つ、又は組み合わせを含む。
いくつかの実施形態において、性能指標は、例えば、以下に説明されるように、チャネル容量指標を含むことができる。いくつかの実施形態において、コントローラ122は、例えば、以下に説明されるように、特定のリンクに対応するチャネル行列と、送信アンテナアレイの数とに基づいて、特定の指向性リンクに関する性能指標を決定することができる。1つの実施形態において、MIMOチャネル容量指標は、例えば、システムスループットを高める、例えば、最大化するように規定することができる。
一例において、チャネル容量指標は、例えば、以下のように、或る指向性リンクに関して決定することができる。
ただし、Cは指向性リンクに対応するチャネル容量指標を表し、σ
2は相加性雑音電力を表し、Hは指向性リンクに対応するチャネル行列を表し、Iは恒等行列を表し、Ntは送信アンテナサブアレイの数を表し、(・)
Hはエルミート行列演算を表す。
例えば、行列Hの次元は、TX側及びRX側のRFチェーンの数に基づくことができる。
いくつかの実施形態において、チャネル行列Hの要素は、例えば、TX側及びRX側のセクタ対の組み合わせに関するチャネル測定、例えば、組み合わせごとのチャネル測定によって取得することができる。チャネル容量指標Cは、各セクタ対に関して、例えば、式1に従って特定することができる。マルチビームMIMO通信のために、2つ以上の対、例えば、チャネル容量指標Cを最大化する複数の対を選択することができる。
例えば、コントローラ122は、例えば、式1に基づいて、N個の指向性リンク205(図2)の指向性リンクごとにチャネル容量指標Cを特定することができる。例えば、行列Hは、N個の指向性リンク205(図2)のうちの1つの指向性リンクのチャネル行列を含む場合があり、例えば、2つの送信アンテナサブアレイ、例えば、アンテナサブアレイ135及び145が使用される場合には、数Ntは2に等しい場合がある。
いくつかの実施形態において、コントローラ122は、例えば、以下に説明されるように、特定の指向性リンクの複数の受信ダイバーシティストリーム、例えば、MIMOストリームに対応する複数の信号対干渉+雑音比(SINR)の組み合わせに基づいて、特定の指向性リンクに関する性能指標を決定することができる。
一例において、指向性リンクの最適な組み合わせを選択するために、特定のMIMO受信機方式を仮定することができる。例えば、最小平均二乗誤差(MMSE)受信機方式の場合、第kの指向性リンクに関するSINRは、例えば、以下のように計算することができる。
ただし、{A}
k,kは行列Aの第(k,k)の要素を表す。
指向性リンクごとのSINRを利用して、例えば以下のように、例として、全システムスループットあたりの性能指標を計算することができる。
例えば、N個の指向性リンク205(図2)の指向性リンクごとのSINRを計算することができる。コントローラ122は、式3に従って、最大性能指標Cを与える2つの指向性リンク、例えば、指向性リンク211及び213(図2)を選択することができる。
いくつかの実施形態において、コントローラ122は、例えば、以下に説明されるように、空間ブロック符号処理を実行した後の実効チャネルに基づいて、SINR値のうちの1つのSINR値を特定することができる。
いくつかの実施形態において、TX及びRXセクタ対間のチャネルを定義する行列Hは、例えば、送信機及び/又は受信機、例えば、ベースバンド150において実行される場合がある更なる時空間処理、例えば、MIMO方式を考慮に入れることもできる。一例において、ベースバンド150は、MIMOワイヤレス伝送の時空間ブロック符号化処理を実行することができる。
一例において、チャネル行列Hは、ベースバンド150において時空間ブロック符号化を実行した後の実効チャネルと見なすことができる。例えば、アラモウチ(Alamouti)符号化方式利用する場合には、上記のスループット計算に関するSINRは、例えば、以下のように取得することができる。
ただし、trace(A)は行列Aのトレース演算を表す。
いくつかの実施形態において、性能指標は、例えば、システムロバスト性を改善するように規定することができる。いくつかの実施形態において、性能指標は、例えば、以下に説明されるように、到来角の差及び/又は発射角の差に基づくことができる。
一例において、例えば、起こり得る光線遮断、例えば人体による遮断を克服するために、例えば、RX側における到来角、及び/又は、例えば、TX側における発射角の最大差を有するセクタを、通信のために選択することができる。
例えば、指向性リンク211と215(図2)との間の発射角及び到来角の差は、N個の指向性リンク205(図2)のうちの指向性リンクの他の組み合わせに対して最大であるので、コントローラ122は、MIMOワイヤレス通信を通信するために指向性リンク211及び215(図2)を選択することができる。
いくつかの実施形態において、コントローラ122は、部屋の天井から反射される指向性リンク、例えば、指向性リンク211(図2)の発見及び使用等の、ロバストモードをサポートする任意の他のインテリジェントアルゴリズムを利用することができる。
いくつかの実施形態において、全体的なデータ伝送速度を高める。第1のデバイスと第2のデバイスとの間の伝送速度は、
によって定義される。ただし、SNR
uは第2のデバイスuに関する実効信号対雑音比である。システム内のN
U台のユーザーの場合、全体的な伝送速度は、
によって与えられる。
N個のサブアレイに対する最適な割当てを見つけるために、いくつかの実施形態は、組み合わせ(combinatorial combinations)を使用する。
他の実施形態では、任意の他の適切な性能指標を規定することができる。例えば、指向性リンクの最適な組み合わせを選択する際に、対数関数の代わりに、例えば、目標パケット誤り率要件を満たす、特定の変調方式に関する相互情報量関数(mutual information function)を利用することができる。
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット110は、例えば、本明細書において説明されるビーム選択手順をサポートするために、1つ以上のフィードバック機構を用いて、TX側とRX側との間で情報(「ビーム選択情報」)を通信することができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット110は、指向性リンクの選択をサポートするために、デバイス104とビーム選択情報を通信することができる。
いくつかの実施形態において、ビーム選択情報は、チャネル測定フィードバック要素の一部として通信することができる。一例において、ビーム選択情報は、例えば、以下に説明されるように、チャネル測定フィードバック要素の1つ以上の専用フィールドの一部として通信することができる。
いくつかの実施形態において、チャネル測定フィードバック要素は、STA、例えば、Tx側又はRx側によって送信される場合がある。チャネル測定フィードバック要素は、例えば、チャネル測定要求を含むビームリファインメントパケットに応答して、STAによって送信される場合がある。
いくつかの実施形態において、チャネル測定フィードバック要素は、複数のセクタ識別子に対応する複数の測定値を含むことができる。
例えば、チャネル測定フィードバックは、アンテナサブアレイの第1のセクタを識別する第1のセクタ識別子と、第1のセクタに対応する複数の測定値とを含むことができる。
いくつかの実施形態において、チャネル測定フィードバック要素は、チャネル測定要求に対して測定されるチャネル測定フィードバックデータを含むことができる。例えば、チャネル測定フィードバック要素は、測定フィードバックデータを表すことができ、そのデータは、チャネル測定要求を含むビームリファインメントパケットのTRN−Tフィールド上で測定することができる。
いくつかの実施形態において、チャネル測定フィードバック要素は、例えば、セクタスキャン中にワイヤレス通信ユニット110によって識別されるセクタのリストを与えることができる。チャネル測定フィードバック要素のフォーマット及びサイズは、付随するビームリファインメント要素において指定されるパラメータ値によって規定することができる。
いくつかの実施形態において、チャネル測定フィードバック要素の情報要素を用いて、1組の選択されたセクタに関するSINR及び/又はチャネルタップ、例えば、チャネルインパルス応答を与えることができる。
いくつかの実施形態において、チャネル測定フィードバック要素は、測定が実行される特定のアンテナサブアレイについての情報を与えるように構成することができる。
いくつかの実施形態において、測定中に通信される場合がある情報要素に、例えば、以下に説明されるように、測定が実行される特定のアンテナサブアレイを指定する新たなフィールドを追加することができる。
例えば、図3を参照しながら以下に説明されるように、例えば、デバイスが2つ以上のアンテナサブアレイを有する場合には、例えば、ビームリファインメント要素、例えば、DMGビームリファインメント要素が、アンテナサブアレイについての情報が与えられる特定のアンテナサブアレイの識別子を含むためのフィールド、例えば、「アレイインデックス」フィールドを含むことができる。
いくつかの実施形態による、ビームリファインメント要素300を概略的に示す図3が参照される。
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット110(図1)は、ビームリファインメント要素300をデバイス104(図1)に通信することができる。
図3に示されるように、ビームリファインメント要素300は、例えば、3ビット又は任意の他のビット数を含む、予約フィールド302を含むことができる。予約フィールド302は、アンテナサブアレイについての情報がビームリファインメント要素300において与えられるアンテナサブアレイの識別子を含むことができる。
図3に示されるように、識別子は3ビットのサイズからなることができ、例えば、2進表記において8つまでのアンテナサブアレイを表すことができる。例えば、アンテナサブアレイ135(図1)は2進表記「001」によって表すことができ、アンテナサブアレイ145(図1)は、2進表記「010」、又は任意の他の表記によって表すことができる。
再び図1を参照すると、いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット110は、特定のアンテナサブアレイの識別子と、その特定のアンテナサブアレイに対応する1つ以上の測定値とを含む、チャネル測定フィードバック要素を通信することができる。
例えば、ワイヤレス通信ユニット110は、デバイス104から送信されるチャネル測定要求に応答して、チャネル測定フィードバック要素、例えば、ビームリファインメント要素300(図3)を通信することができる。チャネル測定フィードバック要素は、例えば、フィールド302(図3)内にアンテナサブアレイ、例えば、アンテナサブアレイ135及び/又は145の識別子と、フィールド302(図3)によって識別されるアンテナサブアレイに対応する1つ以上の測定値とを含むことができる。
別の実施形態では、セクタ番号がセクタインデックス及びアンテナサブアレイインデックスを同時に識別するように、「セクタ」の列挙及び意味を拡張する、例えば、再定義することができる。例えば、セクタ1〜64は、アンテナサブアレイ135(図1)に対応するように定義することができ、セクタ65〜128は、アンテナサブアレイ145(図1)に対応するように定義することができ、それ以外も同様である。
いくつかの実施形態において、セクタの拡張された定義は、セクタを識別するために更なるビット数を必要とする場合があり、例えば、256個までのサブアレイのセクタを識別できるようにするために8ビットを必要とする場合がある。例えば、チャネル測定フィードバック要素は、8ビットまでのサイズのIDビームフィールドを含むことができる。
ここで、いくつかの実施形態による、チャネル測定フィードバック要素400を概略的に示す図4が参照される。
いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット110(図1)は、例えば、デバイス104(図1)から送信されるチャネル測定要求に応答して、チャネル測定フィードバック要素400を通信することができる。
図4に示されるように、チャネル測定フィードバック要素400は、チャネル測定フィードバック要素400の情報要素を含む、サブフィールド、例えば、サブフィールド402、404、406及び/又は408を含むことができる。
図4に示されるように、サブフィールド402は、TRN−Tフィールド上で測定されたSINRを与えることができ、サブフィールド404は、TRN−Tフィールド上で測定されたチャネル測定値を与えることができ、サブフィールド406は、セクタのTAP遅延を与えることができ、サブフィールド408は、サブフィールド402、404及び406の情報が関連するセクタIDの識別子を含むことができる。
いくつかの実施形態において、サブフィールド408は、例えば、IDビームフィールドを参照しながら上記で説明されたように、セクタ番号がセクタインデックス及びアンテナアレイインデックスを同時に識別するように定義することができる。したがって、セクタIDフィールドのサイズ409は、6ビットから8ビットまで増える場合がある。
再び図1を参照すると、いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信ユニット110は、デバイス104から送信されるチャネル測定要求に応答して、チャネル測定フィードバック要素を通信することができる。チャネル測定フィードバック要素は複数のセクタ識別子を含むことができ、各セクタ識別子が、特定のアンテナサブアレイと、その特定のアンテナサブアレイに対応する特定のセクタとを識別する。フィールド402、404及び/又は406(図4)は、サブフィールド408(図4)において識別されるサブアレイ135及び145のセクタに関して実行される測定値を含むことができる。
例えば、ワイヤレス通信ユニット110はチャネル測定フィードバック要素を通信することができ、チャネル測定フィードバック要素は、第1の複数のセクタ識別子、例えば、アンテナサブアレイ135の1つ以上のセクタを識別する、サブフィールド408(図4)の第1の部分、例えば、アンテナサブアレイ135の第1のセクタを識別する第1のセクタ識別子、アンテナサブアレイ135の第2のセクタを識別する第2のセクタ識別子、及びアンテナサブアレイ135の1つ以上の更なるセクタを識別する1つ以上のセクタ識別子と、第2の複数のセクタ識別子、例えば、アンテナサブアレイ145の1つ以上のセクタを識別する、サブフィールド408(図4)の第2の部分、例えば、アンテナサブアレイ145の第1のセクタを識別する第1のセクタ識別子、アンテナサブアレイ145の第2のセクタを識別する第2のセクタ識別子、及びアンテナサブアレイ145の1つ以上の更なるセクタを識別する1つ以上のセクタ識別子とを含む。フィールド402、404及び/又は406(図4)は、サブフィールド408(図4)において識別されるサブアレイ135及び145のセクタに関して実行される測定値を含むことができる。
いくつかの実施形態において、大型の多素子アンテナアレイのいくつかのサブアレイへのフレキシブルな分割を実行することができる。そのようなフレキシブルなサブアレイ構成をサポートするために、フィードバック内、例えば、別の情報要素内に、使用される構成についての情報及び各サブアレイ内のアンテナ素子の数についての情報を含むこともできる。
いくつかの実施形態による、MIMOビームフォームド通信のためのビーム選択の方法を概略的に示す図5が参照される。いくつかの実施形態において、図5の方法の動作の1つ以上が、ワイヤレス通信システム、例えば、システム100(図1)、ワイヤレス通信デバイス、例えば、デバイス102(図1)、ベースバンド、例えば、ベースバンド150(図1)、コントローラ、例えば、コントローラ122(図1)、及び/又はワイヤレス通信ユニット、例えば、ワイヤレス通信ユニット110及び/又は120(図1)によって実行される場合がある。
ブロック500に示されるように、その方法はTXパラメータ及びRXパラメータを初期化することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット110(図1)が、デバイス102及び/又は104(図1)のTXパラメータ及びRXパラメータを初期化することができる。
ブロック501に示されるように、TXパラメータを初期化することは、TXパラメータを初期化することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット110(図1)は、例えば、上記で説明されたように、セクタスキャニングを実行するために、デバイス102(図1)のアンテナサブアレイの数と、デバイス102(図1)の1組のセクタとを取得することができる。
ブロック502に示されるように、RXパラメータを初期化することは、RXパラメータを初期化することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット110(図1)は、例えば、上記で説明されたように、セクタスキャニングを実行するために、デバイス104(図1)のアンテナサブアレイの数と、デバイス104(図1)の1組のセクタとを取得することができる。
ブロック510に示されるように、その方法は、ビームフォーミングパラメータを測定することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット110(図1)は、例えば、上記で説明されたように、デバイス102(図1)とデバイス104(図1)との間の複数の指向性リンクのビームフォーミングパラメータを測定することができる。
ブロック511に示されるように、ビームフォーミングパラメータを測定することは、TXセクタスキャンを実行することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット110(図1)は、例えば、上記で説明されたように、TXセクタスキャンを実行して、複数の指向性リンクを検出することができる。
ブロック512に示されるように、ビームフォーミングパラメータを測定することは、RXセクタスキャンを実行することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット120(図1)が、例えば、上記で説明されたように、RXセクタスキャンを実行して、複数の指向性リンクを検出することができる。
ブロック513に示されるように、ビームフォーミングパラメータを測定することは、TX−RXビーム結合を実行することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット110(図1)が、例えば、上記で説明されたように、TX−RXビーム結合を実行することができる。
いくつかの実施形態において、TX−RX結合は、対ごとにチャネルインパルス応答が測定された、TX−RXセクタの複数の対を与えることができる。
ブロック520に示されるように、その方法は、MIMOビームフォームド方式を決定することを含むことができる。例えば、コントローラ122(図1)が、例えば、上記で説明されたように、デバイス102と104(図1)との間で通信するためのMIMOビームフォームド方式を決定することができる。
ブロック521に示されるように、MIMOビームフォームド方式を決定することは、TX−RXセクタの対ごとに性能指標を計算することを含むことができる。例えば、コントローラ122(図1)が、例えば、上記で説明されたように、N個の指向性リンク205(図2)の対ごとに性能指標、例えば、性能指標Cを計算することができる。
ブロック522に示されるように、MIMOビームフォームド方式を決定することは、一対の指向性リンクを選択することを含むことができる。例えば、コントローラ122(図1)が、例えば、上記で説明されたように、性能指標に基づいて、指向性リンク211及び215(図2)を選択することができる。
ブロック523に示されるように、MIMOビームフォームド方式を決定することは、選択された指向性リンクに関する最適なMIMOモード及びパラメータを計算することを含むことができる。例えば、コントローラ122(図1)が、例えば、上記で説明されたように、ベースバンド及び/又はRF処理において適用されることになる重み付け係数を計算することができる。
ブロック530に示されるように、その方法は、MIMOビームフォームド方式を構成することを含むことができる。例えば、コントローラ122(図1)が、例えば、上記で説明されたように、ワイヤレス通信ユニット110(図1)のMIMOビームフォームド方式を構成することができる。
ブロック531に示されるように、MIMOビームフォームド方式を構成することは、MIMOモードを選択することを含むことができる。例えば、コントローラ122(図1)が、例えば、上記で説明されたように、ベースバンド150におけるMIMO処理モード、例えば、OL、CL、SBC等を選択することができる。
ブロック532に示されるように、MIMOビームフォームド方式を構成することは、RF処理のための移相器に関する位相を決定することを含むことができる。例えば、コントローラ122(図1)が、例えば、上記で説明されたように、移相器115及び/又は114(図1)に適用されることになる位相を決定することができる。
ブロック533に示されるように、MIMOビームフォームド方式を構成することは、ベースバンドMIMO処理のためのベースバンド重み付け係数を決定することを含むことができる。例えば、コントローラ122(図1)が、例えば、上記で説明されたように、ベースバンド150(図1)におけるMIMO処理のための重み付け係数を決定することができる。
いくつかの実施形態による、ビームフォームドダイバーシティワイヤレス通信の方法を概略的に示す図6が参照される。いくつかの実施形態において、図6の方法の動作のうちの1つ以上が、ワイヤレス通信システム、例えば、システム100(図1)、ワイヤレス通信デバイス、例えば、デバイス102及び/又は104(図1)、ベースバンド、例えば、ベースバンド150(図1)、コントローラ、例えば、コントローラ122(図1)、及び/又はワイヤレス通信ユニット、例えば、ワイヤレス通信ユニット110及び/又は120(図1)によって実行される場合がある。
ブロック602に示されるように、その方法は、少なくとも1つの所定の性能指標に基づいて、送信機(Tx)局と受信機(Rx)局との間のビームフォームドダイバーシティ通信のための複数の指向性リンクを選択することを含むことができる。例えば、コントローラ122(図1)が、例えば、上記で説明されたように、性能指標Cに基づいて、デバイス102(図1)と104(図1)との間のMIMO通信のための複数の指向性リンクを選択することができる。
ブロック604に示されるように、その方法は、複数の選択された指向性リンクを介してビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送を通信するための複数の指向性ビームを形成するように、複数のアンテナサブアレイを制御することを含むことができる。例えば、コントローラ122(図1)が、例えば、上記で説明されたように、複数の選択された指向性リンクを介してMIMOワイヤレス伝送を通信するための指向性ビーム137及び147(図1)を形成するように、アンテナサブアレイ135及び145(図1)を制御することができる。
いくつかの実施形態において、指向性リンクは、TX側とRX側との間で通信されるチャネル測定フィードバックに基づいて選択することができる。
ブロック605に示されるように、その方法は、チャネル測定フィードバック要素を通信することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット110(図1)が、例えば、上記で説明されたように、デバイス104(図1)にチャネル測定フィードバック要素を通信することができる。
ブロック606に示されるように、その方法は、特定のアンテナサブアレイの識別子と、その特定のアンテナサブアレイに対応する1つ以上の測定値とを含むチャネル測定フィードバック要素を通信することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット110(図1)が、例えば、上記で説明されたように、アンテナサブアレイ135及び145(図1)のうちの1つのアンテナサブアレイを表すフィールド302(図3)と、フィールド302(図3)によって識別されるアンテナサブアレイに対応する1つ以上の測定値とを含む、ビームリファインメント要素300(図3)を通信することができる。
ブロック608に示されるように、その方法は、それぞれがアンテナサブアレイ及びそのアンテナサブアレイに対応するセクタを識別する、複数のセクタ識別子と、複数のセクタ識別子に対応する複数の測定値とを含む、チャネル測定フィードバック要素を通信することを含むことができる。例えば、ワイヤレス通信ユニット110(図1)が、例えば、上記で説明されたように、例えば、サブフィールド408内に複数のセクタ識別子を含み、例えば、サブフィールド402、404及び406(図4)内に複数のセクタ識別子に対応する複数の測定値を含む、チャネル測定フィードバック要素400(図4)を通信することができる。
ブロック610に示されるように、その方法は、チャネル容量指標に基づいて、ビームフォームドダイバーシティ通信のための複数の指向性リンクを選択することを含むことができる。例えば、コントローラ122(図1)が、例えば、上記で説明されたように、チャネル容量指標に基づいて、デバイス102(図1)と104(図1)との間のMIMO通信のための複数の指向性リンクを選択することができる。
ブロック612に示されるように、その方法は、到来角の差及び/又は発射角の差に基づいて、ビームフォームドダイバーシティ通信のための複数の指向性リンクを選択することを含むことができる。例えば、コントローラ122(図1)が、例えば、上記で説明されたように、N個の指向性リンク205(図2)の到来角の差又は発射角の差に基づいて、デバイス102(図1)と104(図1)との間のMIMO通信のための複数の指向性リンクを選択することができる。
ブロック614に示されるように、その方法は、複数の受信ダイバーシティストリームに対応する複数のSINR値の組み合わせに基づいて、ビームフォームドダイバーシティ通信のための複数の指向性リンクを選択することを含むことができる。例えば、コントローラ122(図1)が、例えば、上記で説明されたように、特定の指向性リンクの複数の受信MIMOストリームに対応するN個の指向性リンク205(図2)のうちの特定の指向性リンクの複数のSINR値の組み合わせに基づいて、デバイス102(図1)と104(図1)との間のMIMO通信のための複数の指向性リンクを選択することができる。
いくつかの実施形態は、典型的な割当て解決法の複雑度が、異なるワイヤレス通信チャネルに割り当てられることになるワイヤレスデバイスの数によってのみ決まるという認識に基づく。それらの割当て解決法では、割当ての数にかかわらず、割当ての性能が一定のままである。しかしながら、いくつかの実施形態は、複数のワイヤレスデバイスへの異なる通信チャネルの割当ての性能が、異なる通信アプリケーションごとに異なることを許容できるという理解に基づく。例えば、割当ての最適性を、計算の複雑度と均衡させることができる。そのようにして、割当ての複雑度を異なる状況に適応させることができる。
いくつかの実施形態は、割当ての適応性を、適応可能な緩和パラメータを用いる貪欲最適化を用いて達成できるという理解に基づく。貪欲最適化は、大域的最適を見つけることを期待して各ステージにおいて局所的に最適な選択を行うというヒューリスティックな問題解決に従うパラダイムである。しかしながら、貪欲最適化に適用される緩和パラメータは、貪欲最適化の各ステージにおいて少なくともいくつかの準最適な選択肢を保持できるようにする。緩和パラメータの値によって決定される準最適な選択肢の数は、アプリケーションごとに異なることができ、割当て問題の複雑度に基づいて貪欲最適化を適応させることができるようにする。例えば、緩和パラメータの値は、割当てを実行するコントローラの計算能力に基づいて、及び/又は割り当てられることになるワイヤレスデバイスの数に基づいて選択することができる。
図7は、いくつかの実施形態によって使用される適応可能な緩和パラメータを用いる貪欲最適化の概略図を示す。貪欲最適化の或るステージにおいて保持される割当て選択肢の数は、M個の最良の1組の割当て組み合わせを形成するために、緩和パラメータの値Mに等しい。割当て選択肢は、保持される割当て選択肢で形成される割当て組み合わせの性能指標に基づいて保持される。
種々の実施形態は、コントローラの計算能力に基づいて、貪欲最適化のための値Mを選択する。Mの値が大きいほど、結果として計算量が増える。それに加えて、又は代替的には、貪欲最適化のための値Mは、第2のワイヤレス通信デバイスの数に基づいて選択することができる。例えば、1つの実施形態において、貪欲最適化のための値Mは、第2のワイヤレス通信デバイスの数に比例する。例えば、貪欲最適化のための値Mと第2のワイヤレス通信デバイスの数との間の比例は、線形又は非線形とすることができる。別の例は、サブアレイの数及び第2のワイヤレス通信デバイスの数に比例する値Mを使用することである。
図7は、緩和パラメータM=4及びアンテナの3つのサブアレイの場合の貪欲最適化の木構造700の概略図を示す。太線は、貪欲最適化による残存パス(survivor path)を表す。ステージの数はアンテナサブアレイの数と同じであるので、3つのステージが存在する。各ステージ710、720及び730において、全ての利用可能なパスに関して累積性能指標が計算され、その後、全てのパスの中でより大きい性能指標を有するM個のパス、すなわち、割当て組み合わせのみが選択される。
第1のステージ710では、4つの潜在的な割当てのために4つのパスのみが存在するので、全てのパス711が残存パスとして選択される。第2のステージ720では、性能指標の更なる計算は、残存パスからのみ計算される距離である。すなわち、全てのパスに対応する16個の累積性能指標が存在するので、第2のステージでは、4つの残存パス721、722、723及び724のみが選択される。第3のステージ730では、貪欲最適化法が、最大性能指標を有するパス、例えば、731を選択する。
いくつかの実施形態は、貪欲最適化の各ステージにおいて取り得る割当てのみを考慮することによって、適応可能な緩和パラメータを用いる貪欲最適化を更に改善できるという理解に基づく。この実施形態は、割当ての各組み合わせにおいて、貪欲最適化の1つのステージにおいてワイヤレスデバイスが1つのワイヤレスチャネルに割り当てられる場合には、貪欲最適化の後続のステージにおいて、同じワイヤレスチャネルへの割当て又は再割当ては不可能であるという認識に基づく。そのようにして、ワイヤレスチャネルの割当てのための貪欲最適化の複雑度が更に緩和される。
図8は、1つの実施形態による、貪欲最適化を用いるマルチユーザー割当ての方法のブロック図を示す。その実施形態は、各第2のワイヤレス通信デバイスをアンテナの各サブアレイと接続する通信チャネルに関する信号対雑音比(SNR)値を求める(810)。この実施形態において、性能指標は、割当て組み合わせにおける通信チャネルのSNR値の関数として求められる、各割当て組み合わせのSNR指標である。そのようにして、その割当てによってデータ伝送速度を高めることができる。SNR指標の例は、
を含む。ただし、H
uは第uのリンクのチャネル行列である。
その実施形態は、終了条件が満たされるまで、1組の割当て組み合わせを反復的に求める(820)。その実施形態は、各反復又は少なくとも1つの反復825において、1組の第2のワイヤレス通信デバイスから1つの第2のワイヤレス通信デバイスを選択し(840)、先行する反復中に求められた1組の割当て組み合わせを、アンテナの異なるサブアレイへのその第2のワイヤレス通信デバイスの各取り得る割当てと組み合わせ(850)、拡張された1組の割当て組み合わせを生成する。
そのようにして、選択された第2のデバイスの異なる割当てを、先行して求められた異なる割当てで試験することができる。それらの割当ての良否はSNR指標に従って判断することができる。そのため、その実施形態は、拡張された1組の割当て組み合わせ内の割当て組み合わせごとにSNR指標を求める(860)。
次に、その実施形態は、拡張された1組の割当て組み合わせから、後続の反復において1組の割当て組み合わせとして使用されることになる割当て組み合わせのサブセットを選択する(870)。サブセット内の各割当て組み合わせは、拡張された1組内に残存する割当て組み合わせのSNR指標以上のSNR指標を有する。サブセットの最大サイズは、全ての反復にわたって同じであり、緩和パラメータMに等しい。
終了条件が満たされた後に、その実施形態は、1組の割当て組み合わせから、SNR指標の最大総和を有する割当て組み合わせを選択する(830)。
図9は、図8の方法の性能を示す一例の概略図を示す。図9は、サブアレイの数:S=4、第2のデバイスの数:Nu=3及び緩和パラメータ:M=5の場合の一例を示す。
貪欲最適化が、Mに基づく木グラフ上で割当てを実行する。根ノード(900)において、4つの分岐(910、911、912及び913)が存在し、各分岐が1つのサブアレイに対応する。サブアレイごとに、その実施形態は、SNR指標、
、又は速度指標、R
u=log
2(1+SNR
u),∀uを計算する。第1のステージ中に、第2のデバイスが異なるアンテナサブアレイに割り当てられる。
第1のステージにおいて、アンテナサブアレイの数は緩和パラメータM未満である。したがって、貪欲最適化は、全ての分岐(910〜913)を保持する。第2のステージ(920)において、4つのノード(921、922、923及び924)が存在する。各ノード、例えば、ノード921において、4つの分岐(931〜934)が存在し、各分岐が1つのサブアレイに対応する。分岐931はサブアレイS1用であり、分岐934はサブアレイS4用である。同様に、ノード922は4つの分岐(935〜938)を有する。ノード921の場合のように、分岐935及び938がそれぞれサブアレイS1及びサブアレイS4を表す。デバイス間の衝突を回避するために、各サブアレイにおいて1つのデバイスのみが割り当てられ、その結果、サブアレイS1を表している分岐910は第1のステージにおいて選択されるので、ノード921において、分岐931は使用することはできない。同様に、第2のステージにおいて、分岐936、940及び942は不可能である。残存する分岐に関して、その実施形態は、現在の拡張された1組の割当て組み合わせに関するSNR指標又は速度指標を求める。分岐932、935、938、939及び941が、12個の分岐の中の、大きい方から5つのSNR総和、同等に速度総和を有すると仮定すると、これらの分岐は、計算の次のステージであるステージ3にわたって保持される。そのため、分岐932、935、938、939及び941は、貪欲最適化の第2のステージ、すなわち、第2の反復において、拡張された1組の割当て組み合わせから選択された割当て組み合わせのサブセットを形成する。
第3のステージ(950)では、5つのノード(951、952、953、954及び955)が存在する。ステージ1及びステージ2においてサブアレイ1及びサブアレイ2が既に割り当てられているので、ノード951に関して、2つの分岐(960及び961)が可能である。同様に、ステージ1及びステージ2においてそれぞれサブアレイ3及びサブアレイ2が既に割り当てられているので、分岐966及び967は不可能である。1組の使用可能な分岐980〜989に関して、その実施形態は、ステージ3にわたる累積SNR指標又は速度指標を求める。
第3のステージは最後のステージであるので、終了条件に達し、貪欲最適化はその反復を中止し、その実施形態は、最大累積SNR指標又は速度指標を有する1つの分岐(985)を選択する。この割当て組み合わせは、最も大きいSNR指標総和又は速度指標総和を有し、そのパス自体は、分岐911、938、985を通して下から上まで遡ることができる。そのため、選択されたパスは、第2のデバイス1を第2のサブアレイに割り当て、第2のデバイス2を第3のサブアレイに割り当て、第2のデバイス3を第3のサブアレイに割り当てる。この方法を使用することによって、デバイス間の衝突を回避しながら、複雑度が緩和された貪欲最適化を実現することができる。
図10は、いくつかの実施形態による、製品1000を概略的に示す。製品1000は、ロジック1004を記憶する非一時的機械可読記憶媒体1002を含むことができ、例えば、そのロジックを用いて、デバイス102(図1)、デバイス104(図1)、ワイヤレス通信ユニット110(図1)、ワイヤレス通信ユニット120(図1)及び/又はコントローラ122(図1)の機能の少なくとも一部を実行することができ、及び/又は本明細書において説明された方法の1つ以上の動作を実行することができる。「非一時的機械可読媒体」という言い回しは、全てのコンピュータ可読媒体を含むことを意図しており、唯一の例外が一時的に伝搬する信号である。
いくつかの実施形態において、製品1000及び/又は機械可読記憶媒体1002は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、リムーバブル若しくは非リムーバブルメモリ、消去可能又は非消去可能メモリ、書込み可能又は書換え可能メモリ等を含む、データを記憶することができる1つ以上のタイプのコンピュータ可読記憶媒体を含むことができる。例えば、機械可読記憶媒体1002は、RAM、DRAM、ダブルデータレートDRAM(DDR−DRAM)、SDRAM、スタティックRAM(SRAM)、ROM、プログラマブルROM(PROM)、消去可能プログラマブルROM(EPROM)、電気的消去可能プログラマブルROM(EEPROM)、コンパクトディスクROM(CD−ROM)、コンパクトディスクレコーダブル(CD−R)、コンパクトディスクリライタブル(CD−RW)、フラッシュメモリ(例えば、NOR又はNANDフラッシュメモリ)、コンテントアドレッサブルメモリ(CAM)、ポリマーメモリ、相変化メモリ、強誘電体メモリ、シリコン−酸化膜−窒化膜−酸化膜−シリコン(SONOS)メモリ、ディスク、フロッピーディスク、ハードドライブ、光ディスク、磁気ディスク、カード、磁気カード、光カード、テープ、カセット等を含むことができる。コンピュータ可読記憶媒体は、遠隔コンピュータから要求側コンピュータまで、通信リンク、例えば、モデム、無線又はネットワーク接続を通して搬送波又は他の伝搬媒体において具現されるデータ信号によって搬送されるコンピュータプログラムをダウンロードするか、又は転送することに関与する、任意の適切な媒体を含むことができる。
いくつかの実施形態において、ロジック1004は、機械によって実行される場合に、その機械に本明細書において説明されるような方法、プロセス及び/又は動作を実行させることができる命令、データ及び/又はコードを含むことができる。機械は、例えば、任意の適切な処理プラットフォーム、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングデバイス、処理デバイス、コンピューティングシステム、処理システム、コンピュータ、プロセッサ等を含むことができ、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア等の任意の適切な組み合わせを用いて実現することができる。
いくつかの実施形態において、ロジック1004は、ソフトウェア、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、プログラム、サブルーチン、命令、命令セット、コンピューティングコード、ワード、値、シンボル等を含むことができるか、又はそのようなものとして実現することができる。命令は、ソースコード、コンパイル済みコード、解釈済みコード、実行可能コード、スタティックコード、ダイナミックコード等の任意の適切なタイプのコードを含むことができる。命令は、或る特定の機能を実行するようにプロセッサに命令するための所定のコンピュータ言語、方法又は構文に従って実現することができる。命令は、C、C++、Java(登録商標)、BASIC、Matlab、Pascal、Visual BASIC、アセンブリ言語、機械語等の、任意の適切な高水準、低水準、オブジェクト指向、ビジュアル、コンパイル型及び/又は解釈型プログラミング言語を用いて実現することができる。
したがって、1つの実施形態は、ワイヤレス通信システムであって、複数の通信チャネルを介して第1のワイヤレス通信デバイスと1組の第2のワイヤレス通信デバイスとの間でビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送を通信するために、複数の指向性ビームを形成するように第1のワイヤレス通信デバイスの複数のアンテナサブアレイを制御するように構成されるコントローラを備え、コントローラは、緩和パラメータを用いる貪欲最適化を用いて、少なくともいくつかのアンテナサブアレイを少なくともいくつかの第2のワイヤレス通信デバイスに割り当て、その割当てに従って、複数のアンテナサブアレイを制御し、貪欲最適化の或るステージにおいて保持される割当て選択肢の数は、M個の最良の1組の割当て組み合わせを形成するために、緩和パラメータの値Mに等しく、割当て選択肢は、保持される割当て選択肢で形成される割当て組み合わせの全体的な性能指標に基づいて保持され、第1のワイヤレス通信デバイスと1組の第2のワイヤレス通信デバイス内の各第2のワイヤレス通信デバイスとの間のビームフォームドダイバーシティワイヤレス伝送における衝突を回避する、ワイヤレス通信システムを開示する。