JP2020526967A - ビームフォーミングトレーニング方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
sフレーム: セクタスイープフレーム、略してSSWフレーム、SSWフレームは、BFトレーニングのために使用され得、いくつかの通信システムにおいては、SLSフレームおよびBFトレーニングフレームも、トレーニングのために使用され得る;
セクタレベルスイープ: Sector level sweep、SLS;
イニシエータセクタスイープ: Initiator sector sweep、ISS(I−SS);
レスポンダセクタスイープ: Responder sector sweep、RSS(R−SS);
ビーコンインターバル: Beacon Interval、BI;
無線周波数: Radio Frequency、RF;
ロングビームフォーミングインターフレームスペース: Long Beamforming Interframe Space、LBIFS;
ショートビームフォーミングインターフレームスペース: Short Beamforming Interframe Space、SBIFS、SBIFSは、複数の伝送を1つの送信機から分離するために使用され、または異なるアンテナ構成を伴って伝送が発生して、SIFS(Short Interframe Space、ショートインターフレームスペース)時間後である応答が予想されない場合に使用される。SBIFSの持続時間は、物理レイヤ機能によって決定され、典型的な値は、0.03μsである;
アクセスポイント: Access Point、AP;
ステーション: station、STA;
パーソナル基本サービスセット: personal basic service set、PBSS;
PBSS制御ポイント: PBSS control point、PCP、これは、PBSSにおけるAPの役割の名前である;
指向性マルチギガビット: directional multi-gigabit、DMG(すなわち、802.11adプロトコルの名前);
アナウンスメント伝送インターバル: announcement transmission interval、ATI、これは、STAに問合せを行うためにAPによって使用されるか、またはアナウンスメント、たとえば、管理フレームを送信するためにAPによって使用されるか、またはその後のCBAPおよびSP割り当てのために使される;
コンテンションベースのアクセスピリオド: contention based access period、CBAP、これは、STAがランダムコンテンションアクセス様式でチャネルにアクセスする伝送ピリオドである;
サービスピリオド: service period、SP、これは、APがトランシーバステーションを事前にスケジュールする伝送ピリオドである;
ビーコン伝送インターバル: Beacon Transmission Interval、BTI、すなわち、ビーコンインターバルにおけるDMGステーション(通常はAP)による第1のDMGビーコンフレームの送信から、同じビーコンインターバルにおける最後のDMGビーコンフレームの送信までのタイムインターバルであり、これは、イニシエータ送信セクタスイープを実行することと、十分なビームフォーミングゲインおよびリンクバジェットを提供することと、APの周囲のSTAがビーコンフレームを受信することを可能にすることと、STAにとっての最適なAPセクタ伝送方向を知ることとを行うためにAPによって使用される;
アソシエーションビームフォーミングトレーニングピリオド: Association beamforming training period、略してA−BFT、これは、BTIにおいてビーコンフレーム(ISSフレームとも呼ばれ得る)を受信した後にRSSステップを実行してSSWフィードバックフレームを受信するためにAPによって使用される;
カウントダウン/countdown: CDOWNフィールドの値は、イニシエータセクタスイープまたはレスポンダセクタスイープにおける残りのSSWフレーム(または伝送フレームと呼ばれる)の量であり、必要とされるLBIFSの量をさらに含み、それによって、セクタスイープにおける最後のSSWフレームにおいて搬送されるCDOWNフィールドは、ちょうど0である。SSWフレームを受信した後に、ビームトレーニング受信機は、CDOWNフィールドに基づいて、セクタスイープの終了時間、またはその他の当事者に返答するための時間を決定することが可能である;
RFチェーン: これは、受信チェーンまたは送信チェーンの物理的なエンティティーのために使され得、通常はADC(アナログ/デジタルコンバータ)またはDAC(デジタル/アナログコンバータ)によってともにアンテナに接続され、物理的なエンティティーは、アップ&ダウンコンバージョン、フィルタリング、および電力増幅(低ノイズ増幅)などの処理を実行するように構成されている要素を含み得る。RFチェーンは、信号を、無線周波数アンテナを使用することによって送信するのに適した信号へ調整し、またはアンテナによって収集された信号を、サンプリングおよびベースバンド処理に適した信号へと変換し、RFチェーンが特定のアンテナに固定して接続されている場合には、RFチェーンおよび特定のアンテナを個別に識別するために、またはRFチェーンおよび特定のアンテナによって形成されている全体を識別するために、RFチェーン識別子またはアンテナ識別子が使用され得る。実装においては、複数のアンテナが、RFチェーンの比較的高いコストに起因してダイバーシティー効果を入手することが可能であり、したがって、1つのRFチェーンが、複数のアンテナのうちの1つの特定のアンテナに接続されるように動的に構成され得、RFチェーンとアンテナとの間における接続関係は、無線周波数構成と呼ばれ得る;
アンテナ(またはDMGアンテナ): これは通常、フェーズドアレイによって形成されている単一の基本アンテナ、または一連の切り替え可能なビームアンテナによって形成されているセットである。単一の基本アンテナまたはセットは、疑似全方向指向性パターンを形成することが可能である。任意の実装において、アンテナは、送信および受信を実行するように疑似全方向指向性パターンとして動的に構成されることが可能であり、または特定のセクタもしくはビーム方向に関して送信もしくは受信を実行するように動的に構成され得る。
ISSフェーズにおいてすべてのアンテナによって使用されるセクタの量の合計に、レスポンダの複数のRFチェーンにおいて必要とされる切り替えられるアンテナの量(またはトレーニングアンテナの量)の値を乗じ、入手された積が、セクタの総量である。
Claims (20)
- イニシエータに適用されるビームフォーミングトレーニング方法であって、前記イニシエータは、N個のアンテナを有し、前記方法は、
イニシエータセクタスイープ(ISS)プロセスにおいて、m個のアンテナのうちのアンテナを順次使用することによってさまざまなセクタ方向に第1のセクタスイープ(SSW)フレームを送信するステップであって、さまざまなセクタ方向は、さまざまなビームに対応し、mは1以上であり、かつN以下である、ステップと、
レスポンダセクタスイープ(RSS)プロセスにおいて、M個のアンテナを使用することによって並列全方向様式で第2のSSWフレームを受信するステップであって、前記第2のSSWフレームは、レスポンダによりさまざまなセクタ方向に送信され、それぞれの第2のSSWフレームは、前記ISSプロセスにおける最良品質を有する第1のSSWフレームを示すために使用される情報を搬送し、前記M個のアンテナは、少なくともm個のアンテナを含む、ステップと、
前記受信された第2のSSWフレームに基づいて前記ISSプロセスにおける最適な伝送ビームを決定するステップと
を備えた方法。 - 前記ISSプロセスは、K個のビーコンインターバル(BI)にわたり、前記m個のアンテナは、K個の送信グループに分類され、それぞれの送信グループは、少なくとも1つのアンテナを含み、Kは1よりも大きい正の整数であり、
m個のアンテナを順次使用することによってさまざまなセクタ方向に前記第1のSSWフレームを送信することは、
前記K個のBIのそれぞれのBIにおいて前記送信グループのうちの1つにおけるアンテナを使用することによってさまざまなセクタ方向に前記第1のSSWフレームを送信することを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記RSSプロセスは、K個のサブフェーズへと分割され、前記m個のアンテナは、K個の受信グループに分類され、それぞれの受信グループは、少なくとも1つのアンテナを含み、少なくとも1つのグループは、2つ以上のアンテナを含み、
M個のアンテナを使用することによって並列全方向様式で前記第2のSSWフレームを受信することは、
それぞれのサブフェーズにおいて前記受信グループのうちの1つにおけるアンテナを使用することによって並列全方向様式で前記第2のSSWフレームを受信することであって、任意のサブフェーズにおいて使用される受信グループは、別のサブフェーズにおいて使用される受信グループとは異なり、前記第2のSSWフレームは、前記レスポンダによってそれぞれのサブフェーズにおいてさまざまなセクタ方向に送信されることを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記ISSプロセスは、K個のBIのビーコン伝送インターバル(BTI)にわたる、請求項3に記載の方法。
- 前記K個のサブフェーズは、前記K個のBIのアソシエーションビームフォーミングトレーニング(A−BFT)ピリオドにわたり、同じBIのBTIおよびA−BFTピリオドにおいて使用されるアンテナどうしは重なり、切り替えを実行しない、請求項4に記載の方法。
- 同じBTIにおいて、前記イニシエータによって使用される複数のアンテナは、同じアンテナ識別子を共有する、または前記複数のアンテナのアンテナ識別子を使用する、請求項1に記載の方法。
- プライマリーアンテナを含むアンテナセットを使用することによって1つのBIにおいて多入力多出力(MIMO)伝送を実行するステップであって、前記プライマリーアンテナは、前記BIのBTIにおいて前記第1のSSWフレームを送信するアンテナを含む、ステップをさらに備えた請求項1に記載の方法。
- 前記イニシエータは、n個の無線周波数(RF)チェーンを有し、nは1よりも大きい正の整数であり、前記N個のアンテナと前記n個のRFチェーンとの間の接続関係は、動的に構成され、
ターゲットRFチェーンが、前記第1のSSWフレームを送信するためにさまざまなアンテナに切り替える必要がある場合には、前記第1のSSWフレームを送信することは、
前記ターゲットRFチェーンによって、第1のアンテナに接続することによってさまざまなセクタ方向に前記第1のSSWフレームを送信することであって、前記ターゲットRFチェーンは、任意のRFチェーンであることと、
他のRFチェーンに接続された第2のアンテナによって、ショートビームフォーミングインターフレームスペース(SBIFS)を待機した後に前記第1のSSWフレームを送信することと、
前記ターゲットRFチェーンによって、前記第2のアンテナが前記第1のSSWフレームを送信するピリオド内で第3のアンテナに切り替えて接続することと、
前記第2のアンテナが前記第1のSSWフレームを送信した後に、前記ターゲットRFチェーンに接続された第3のアンテナによって、前記SBIFSを待機した後に前記第1のSSWフレームを送信することと、を含む請求項1に記載の方法。 - レスポンダに適用されるビームフォーミングトレーニング方法であって、
イニシエータセクタスイープ(ISS)プロセスにおいて、第1のセクタスイープ(SSW)フレームを全方向から受信するステップであって、前記第1のSSWフレームは、m個のアンテナのうちのアンテナを順次使用することによってイニシエータによりさまざまなセクタ方向に送信され、mは1以上であり、かつN以下であり、Nは前記イニシエータのアンテナの量である、ステップと、
前記ISSプロセスにおける最良品質を有する第1のSSWフレームおよび前記レスポンダの最適なアンテナを決定するステップと、
レスポンダセクタスイープ(RSS)プロセスにおいて、さまざまなセクタ方向に第2のSSWフレームを送信するステップであって、前記第2のSSWフレームは、前記ISSプロセスにおける最良品質を有する前記第1のSSWフレームを示すために使用される情報を搬送し、前記ISSプロセスにおける最適な伝送ビームを決定するために前記イニシエータによってさらに使用され、前記第2のSSWフレームは、M個のアンテナを使用することによって前記イニシエータにより並列全方向様式で受信される、ステップと
を備えた方法。 - レスポンダに適用されるビームフォーミングトレーニング方法であって、
イニシエータセクタスイープ(ISS)プロセスにおいて、第1のセクタスイープ(SSW)フレームを全方向から受信するステップであって、前記第1のSSWフレームは、m個のアンテナのうちのアンテナを順次使用することによってイニシエータによりさまざまなセクタ方向に送信され、mは1以上であり、かつN以下であり、Nは前記イニシエータのアンテナの量である、ステップと、
前記ISSプロセスにおける最良品質を有する第1のSSWフレームを決定するステップと、
レスポンダセクタスイープ(RSS)プロセスにおいて、全てのアンテナを使用することによってさまざまなセクタ方向に第2のSSWフレームを送信するステップであって、前記第2のSSWフレームは、前記ISSプロセスにおける最良品質を有する前記第1のSSWフレームを示すために使用される情報を搬送し、前記ISSプロセスにおける最適な伝送ビームを決定するために前記イニシエータによってさらに使用され、前記第2のSSWフレームは、M個のアンテナを使用することによって前記イニシエータにより並列全方向様式で受信される、ステップと
を備えた方法。 - ビームフォーミングトレーニング装置であって、
イニシエータセクタスイープ(ISS)プロセスにおいて、m個のアンテナのうちのアンテナを順次使用することによってさまざまなセクタ方向に第1のセクタスイープ(SSW)フレームを送信するように構成された第1の送信ユニットであって、さまざまなセクタ方向は、さまざまなビームに対応し、mは1以上であり、かつN以下であり、Nは前記ビームフォーミングトレーニング装置が有するアンテナの総量である、第1の送信ユニットと、
レスポンダセクタスイープ(RSS)プロセスにおいて、M個のアンテナを使用することによって並列全方向様式で第2のSSWフレームを受信するように構成された第1の受信ユニットであって、前記第2のSSWフレームは、レスポンダによりさまざまなセクタ方向に送信され、それぞれの第2のSSWフレームは、前記ISSプロセスにおける最良品質を有する第1のSSWフレームを示すために使用される情報を搬送し、前記M個のアンテナは、少なくともm個のアンテナを含む、第1の受信ユニットと、
前記受信された第2のSSWフレームに基づいて前記ISSプロセスにおける最適な伝送ビームを決定する第1の決定ユニットと
を備えた装置。 - 前記ISSプロセスは、K個のビーコンインターバル(BI)にわたり、前記m個のアンテナは、K個の送信グループに分類され、それぞれの送信グループは、少なくとも1つのアンテナを含み、Kは1よりも大きい正の整数であり、
m個のアンテナを順次使用することによってさまざまなセクタ方向に前記第1のSSWフレームを送信する態様において、前記第1の送信ユニットは、
前記K個のBIのそれぞれのBIにおいて前記送信グループのうちの1つにおけるアンテナを使用することによってさまざまなセクタ方向に前記第1のSSWフレームを送信することであって、前記K個のBIのいずれか1つにおいて使用される送信グループは、他のBIにおいて使用される送信グループと異なるように特に構成された、請求項11に記載の装置。 - 前記RSSプロセスは、K個のサブフェーズへと分割され、前記m個のアンテナは、K個の受信グループに分類され、それぞれの受信グループは、少なくとも1つのアンテナを含み、少なくとも1つのグループは、2つ以上のアンテナを含み、
M個のアンテナを使用することによって並列全方向様式で前記第2のSSWフレームを受信する態様において、前記第1の受信ユニットは、
それぞれのサブフェーズにおいて前記受信グループのうちの1つにおけるアンテナを使用することによって並列全方向様式で前記第2のSSWフレームを受信することであって、任意のサブフェーズにおいて使用される受信グループは、別のサブフェーズにおいて使用される受信グループとは異なり、前記第2のSSWフレームは、前記レスポンダによってそれぞれのサブフェーズにおいてさまざまなセクタ方向に送信されるように特に構成された、請求項11に記載の装置。 - 前記ISSプロセスは、K個のBIのビーコン伝送インターバル(BTI)にわたる、請求項13に記載の装置。
- 前記K個のサブフェーズは、前記K個のBIのアソシエーションビームフォーミングトレーニング(A−BFT)ピリオドにわたり、同じBIのBTIおよびA−BFTピリオドにおいて使用されるアンテナどうしは重なり、切り替えを実行しない、請求項14に記載の装置。
- 同じBTIにおいて、複数のアンテナは、同じアンテナ識別子を共有する、または前記複数のアンテナのアンテナ識別子を使用する、請求項11に記載の装置。
- 前記第1の送信ユニットは、
プライマリーアンテナを含むアンテナセットを使用することによって1つのBIにおいて多入力多出力(MIMO)伝送を実行することであって、前記プライマリーアンテナは、前記BIのBTIにおいて前記第1のSSWフレームを送信するアンテナを含むように構成された、請求項11に記載の装置。 - 前記ビームフォーミングトレーニング装置は、n個の無線周波数(RF)チェーンを有し、nは1よりも大きい正の整数であり、前記N個のアンテナと前記n個のRFチェーンとの間の接続関係は、動的に構成され、
ターゲットRFチェーンが、前記第1のSSWフレームを送信するためにさまざまなアンテナに切り替える必要がある場合には、第1のSSWフレームを送信する態様において、前記第1の送信ユニットは、
前記ターゲットRFチェーンに接続された第1のアンテナを制御し、または命令してさまざまなセクタ方向に前記第1のSSWフレームを送信することであって、前記ターゲットRFチェーンは、任意のRFチェーンであり、
他のRFチェーンに接続された第2のアンテナを制御し、または命令してショートビームフォーミングインターフレームスペース(SBIFS)を待機した後に前記第1のSSWフレームを送信し、
前記ターゲットRFチェーンを制御し、または命令して前記第2のアンテナが前記第1のSSWフレームを送信するピリオド内で第3のアンテナに切り替えて接続し、
前記第2のアンテナが前記第1のSSWフレームを送信した後に、前記ターゲットRFチェーンに接続された第3のアンテナを制御し、または命令して前記SBIFSを待機した後に前記第1のSSWフレームを送信するように特に構成された、請求項11に記載の装置。 - ビームフォーミングトレーニング装置であって、
イニシエータセクタスイープ(ISS)プロセスにおいて、第1のセクタスイープ(SSW)フレームを全方向から受信するように構成された第2の受信ユニットであって、前記第1のSSWフレームは、m個のアンテナのうちのアンテナを順次使用することによってイニシエータによりさまざまなセクタ方向に送信され、mは1以上であり、かつN以下であり、Nは前記イニシエータのアンテナの量である、第2の受信ユニットと、
前記ISSプロセスにおける最良品質を有する第1のSSWフレームおよび前記レスポンダの最適なアンテナを決定するように構成された第2の決定ユニットと、
レスポンダセクタスイープ(RSS)プロセスにおいて、さまざまなセクタ方向に第2のSSWフレームを送信するように構成された第2の送信ユニットであって、前記第2のSSWフレームは、前記ISSプロセスにおける最良品質を有する前記第1のSSWフレームを示すために使用される情報を搬送し、前記ISSプロセスにおける最適な伝送ビームを決定するために前記イニシエータによってさらに使用され、前記第2のSSWフレームは、M個のアンテナを使用することによって前記イニシエータにより並列全方向様式で受信される、第2の送信ユニットと
を備えた装置。 - ビームフォーミングトレーニング方法であって、
イニシエータセクタスイープ(ISS)プロセスにおいて、第1のセクタスイープ(SSW)フレームを全方向から受信するように構成された第2の受信ユニットであって、前記第1のSSWフレームは、m個のアンテナのうちのアンテナを順次使用することによってイニシエータによりさまざまなセクタ方向に送信され、mは1以上であり、かつN以下であり、Nは前記イニシエータのアンテナの量である、第2の受信ユニットと、
前記ISSプロセスにおける最良品質を有する第1のSSWフレームを決定するように構成された第2の決定ユニットと、
レスポンダセクタスイープ(RSS)プロセスにおいて、全てのアンテナを使用することによってさまざまなセクタ方向に第2のSSWフレームを送信するように構成された第2の送信ユニットであって、前記第2のSSWフレームは、前記ISSプロセスにおける最良品質を有する前記第1のSSWフレームを示すために使用される情報を搬送し、前記ISSプロセスにおける最適な伝送ビームを決定するために前記イニシエータによってさらに使用され、前記第2のSSWフレームは、M個のアンテナを使用することによって前記イニシエータにより並列全方向様式で受信される、第2の送信ユニットと
を備えた装置。
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