JP2021510953A - 低電力マルチユーザ送信のための通信装置および通信方法 - Google Patents
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Abstract
Description
先に述べたように、単一のWUR動作チャネル(または単にWURチャネル)を使用して、BSS内のすべてのWUR STAにウェイクアップ信号を送信することができるが、ウェイクアップ信号の送信をより効率的にするために、同じBSS内で使用するために複数のWURチャネルを定義することができる。APは、WUR STAの特性に基づいて異なるグループにWUR STAを分割し、異なるWURチャネルをWUR STAの異なるグループに割り当てることができる。複数のWURチャネルが単一のBSS内で使用するように定義されるこのようなWUR動作は、マルチチャネルWUR動作として知られ得る。マルチチャネルWUR動作は、WURチャネルを定義する様々な方法を使用して実装され得る。1つの方法は、図4に示すように、20MHz802.11チャネルを複数の狭いサブチャネルに分割することを含む。WUR STAの観点では、各WUR STAのWURxは特定のサブチャネル上でのみ聴取するように設定され得るため、20MHz802.11チャネル内の各サブチャネルは独立したWURチャネルとして作用し、異なるWUR STAのウェイクアップ信号を運ぶために使用され得る。単一の20MHz802.11チャネルが使用されるため、このようなマルチチャネルWUR動作は、狭帯域マルチチャネルWUR動作として知られ得る。
複数のWURチャネルがBSS内で動作しているときに、APが他のWURチャネルで送信したブロードキャストWURフレームを受信しない可能性のあるWUR STAの課題に戻り、狭帯域FDMA WUR送信を使用して課題を解決する代替送信方式1200を図12に示す。APおよび関連するすべてのWUR STAがFDMA送信に対応している場合、APは20MHzチャネル内のすべての利用可能なWURチャネルで同じブロードキャストWURフレーム(スケジュールされたか、またはスケジュールされていないかのいずれか)を送信する。3つのWURチャネル、WUR CH1 1212、WUR CH2 1214およびWUR CH3 1216がBSSで定義されており、WUR STA1、WUR STA2およびWUR STA3にそれぞれ割り当てられている。時間1220において、APは、3つのWURチャネルすべてにおいて同じブロードキャストWURフレーム1230を含むWUR PPDUを送信する。これにより、割り当てられたWURチャネルに関わらず、すべてのWUR STAがブロードキャストWURフレーム1230を受信することを確実にする。WURビーコンフレームをブロードキャストWURフレーム1230の一例として取り上げると、WUR PPDU1250は、WURビーコンフレーム1230を運ぶために使用され得る。WUR PPDU1250は、20MHzチャネル1252内のWURチャネルの各々で同じウェイクアップ信号が複製されている狭帯域FDMA方式を使用して送信される。送信の信頼性を確保するために、WURビーコンフレーム1230は、低データ速度で送信されることが予期され、この場合、WUR同期フィールド1260は、図3のWUR PPDUフォーマット300に示されるように構成される。しかしながら、WURビーコンフレーム1230が高データ速度で送信される場合、WUR同期フィールド1260は、図3のWUR PPDUフォーマット350に示されるように構成される。送信方式1200は、ブロードキャストWURフレームの受信がどのWUR STAにも認識でき、チャネル切り替えなどの追加の動作を必要としないため、WUR STAにとって好ましい場合がある。しかしながら、この方式では、APとWUR STAの両方がFDMA送信に対応することを要求している。
図14は、低データ速度および高データ速度ウェイクアップ信号の両方について、図10に導入されるヌル信号1012を構成するさらに別の代替方法を示す。図14において、S1420およびS1460は、それぞれ図3のS310およびS360と同じである。WUR PPDU1400は、低データ速度WURフレームが送信される例であり、図11のWUR PPDU1100と同じであるが、ヌル信号の構成を除く。同様に、WUR PPDU1450は、高データ速度WURフレームが送信され、ヌル信号の構成を除いて図11のWUR PPDU1150と同じである例である。ヌルフレーム1440という新しいタイプのWURフレームが定義されている。新しいヌルフレームは、図2のフレーム制御フィールド242に新しいタイプフィールド262を定義することによって識別される。ヌルフレーム1440の残りの内容は、WURフレーム1410と全く同じである。低データ速度の場合、ヌル信号は、32ビットシーケンスS1420の2つのコピーを連結し、それに、低データ速度で送信されるヌルフレーム1440が続くことで構成される。高データ速度の場合、ヌル信号は、高データ速度で送信されるヌルフレーム1440が続く32ビットシーケンスS1460で構成される。この方法は、ヌル信号の構成がより簡単であるため、APにとって好ましい場合がある。しかしながら、WUR STAは、有効な可能性のあるウェイクアップ信号として、ヌル信号に同期してしまうことがある。しかしながら、WUR STAがフレームタイプフィールド262を読み取ると、ヌルフレームが識別され、WUR STAは、ウェイクアップ信号の残りを無視することができる。
図15は、図10に導入されたヌル信号1012を構成するさらに別の代替方法を示す。WUR PPDU1500において、WUR STA1宛ての有効なウェイクアップ信号1510は、第1のWURチャネル上で送信される。第2および第3のWURチャネルについては、ウェイクアップ信号1510の複製は、ヌル信号1512として使用され、ウェイクアップ信号1510と同じデータ速度で送信される。同様に、WUR PPDU1550では、WUR STA1宛ての有効なウェイクアップ信号1560が第1のWURチャネル上で送信され、WUR STAのグループであるグループ2宛てのウェイクアップ信号1562が第2のWURチャネル上で送信される。グループに宛てられたWURフレームは可変長(VL)WURフレームであり、図2に示されるフレームボディ250を含むことができるので、ウェイクアップ信号1562は、ウェイクアップ信号1560よりも長い可能性が高い。この場合、より長いウェイクアップ信号1562の複製がヌル信号1564として使用され、ウェイクアップ信号1562と同じデータ速度で第3のWURチャネルで送信される。ウェイクアップ信号1560がより短いため、第1のWURチャネル上の送信はより早く終了し、これにより、WUR PPDU1550のWUR部分のエネルギーレベルが低下する可能性がある。これを防ぐために、パディングフィールド1566は、WUR PPDU1550の終了に送信終了時間を合わせるために、ウェイクアップ信号1560の最後に追加される。パディングフィールド1566は、すべてが1、またはすべてが0の系列であってもよく、または1と0が交互に並ぶ系列であってもよく、ウェイクアップ信号1560のWURデータフィールドと同じデータ速度で送信される。
先に、図4に示すように、20MHz 802.11チャネル内の複数の狭いサブチャネルを定義する狭帯域マルチチャネルWUR動作を、マルチチャネルWUR動作を生成するための1つの方法として導入した。同様に、同じ20MHz802.11チャネル内のサブチャネル上の複数のウェイクアップ信号の同時送信として、狭帯域FDMA WUR送信方式が導入された。図16には、マルチチャネルWUR動作を実現する代替方法が示されており、そこでは、20MHz802.11チャネル内に単一のWURチャネルのみが定義されているが、BSS内で、複数の20MHz802.11チャネルを、WUR信号を運ぶために使用することができる。狭帯域マルチチャネルWUR動作と区別するために、このような方法は、広帯域マルチチャネルWUR動作として知られ得る。広帯域マルチチャネルWUR動作では、単一のWURチャネルが20MHz802.11チャネル内に定義されているため、実際には20MHzチャネルの狭い部分のみがウェイクアップ信号の送信に使用されているにも関わらず、その20MHzチャネル自体がWURチャネルと称され得る。周波数領域で複数の20MHz802.11チャネルが連続している場合、複数のウェイクアップ信号を同時に送信してもよい。特殊なケースとして非連続80+80MHzチャネルでは、80+80MHzチャネル内の各連続80MHz内で複数のウェイクアップ信号が同時に送信されてもよい。複数の20MHz802.11チャネルが含まれているため、これを広帯域FDMA WUR送信と称することができる。広帯域FDMA WUR送信の2つの例を図16に示す。WUR PPDU1600は、広帯域FDMA WUR送信方式を使用することによって、40MHzで2つのウェイクアップ信号を同時に運ぶWUR PPDUの例である。2つのWUR STA、WUR STA1およびWUR STA2は、それぞれ隣接するWURチャネル1620および1622上に割り当てられる。WUR PPDU1600のレガシー802.11プリアンブルおよびBPSKマークシンボルは、802.11nおよび802.11acのnon−HT複製PPDUフォーマットと同様に、各20MHzチャネルで複製され40MHz全体で送信される。ウェイクアップ信号1630はWUR STA1宛てであり、WURチャネル1620上で送信され、ウェイクアップ信号1632はWUR STA2宛てであり、WURチャネル1622上で送信される。
図10において、中央4MHz WURチャネルのいずれかの側のOFDMサブキャリアのいくつかをヌルチャネルとして定義し、その上でヌル信号を送信することを含む、WURパケット中CCA誤検出のリスクを低減するWUR PPDUの送信方法が提案された。WURパケット中CCA誤検出問題は、広帯域FDMA送信を使用するときにも関連するため、この方法は、広帯域FDMA送信方式にも拡張することができる。図19は、図10のチャネル1050と同様の様式で20MHzチャネル1902、1904、1906および1908内にヌルチャネルが定義される例を示す。WUR STA6もチャネル1810上に割り当てられることを除き、図18に説明されるように同様のシナリオが生じる。APが送信する必要のあるのは、WUR STA1への個別宛ウェイクアップ信号1820と、WUR STA6への個別宛ウェイクアップ信号1920と、グループ4 1930へのグループ宛ウェイクアップ信号のみである。グループ4 1930のウェイクアップ信号が十分に長い場合、ウェイクアップ信号1820にパディングを追加する代わりに、APがウェイクアップ信号1920をウェイクアップ信号1820に連結することも可能である。これは、WUR PPDU1900のWUR部分のエネルギーレベルをチャネル1902上で維持すると同時にWUR送信効率を向上させるのに役立つ。図19ではFDMA中に連結が示されているが、コード領域多重化を行う場合にも連結が発生する可能性がある。高データ速度のウェイクアップ信号が低データ速度のウェイクアップ信号と多重化されるときに、低データ速度のWUR信号が連結長と等しいか、またはそれより長い場合、複数の高データ速度のウェイクアップ信号が連結され得る。加えて、WURパケット中CCA誤検出問題のリスクを低減するために、APはまた、チャネル1902および1904の中央の空のWURチャネルだけでなく、20MHzチャネルのそれぞれのすべてのヌルチャネル上でヌル信号1962を送信する。これにより、WUR PPDU1900のWUR部分中のエネルギーレベルが上昇し、それにより、他の802.11デバイスのクリアチャネル評価(CCA:Clear Channel Assessment)中にWUR PPDU1900が検出される確率が上昇する。
また、前述したように、APは、広帯域FDMA方式を使用してWUR PPDUを送信する前に、IEEE802.11広帯域チャネルアクセスルールに従う必要がある。IEEE802.11広帯域チャネルアクセスルールに従って、20MHzよりも広いチャネルでPPDUを送信する前に、STAは、
1.プライマリ20MHzチャネルでバックオフ手順を実行する。
2.意図された送信時間の1PIFS前に、セカンダリチャネルのアクティビティがチェックされる(−72dBmのミッドアンブル検出または−62dBmのED)。送信時に、プライマリ20MHzチャネルがアイドル状態であり、セカンダリチャネルのいずれにもアクティビティがない場合、広帯域PPDUが送信され得る。しかしながら、プライマリ20MHzチャネルがアイドル状態であるが、セカンダリチャネルにアクティビティがある場合、アクティビティがないプライマリチャネル(プライマリ20、プライマリ40、またはプライマリ80)でのみ送信が許可される。
図24は、本開示に記載の送信方式を実装する例示的なAPのPCR2400のブロック図である。APは、図1のAP110であってもよい(PCR2400は、図1のPCR112であってもよい)。PCR2400はアンテナ2402に接続されており、802.11信号の送受信およびWUR PPDUの送信に使用される。PCR2400は、RF/アナログフロントエンド2410、PHY処理回路2420およびMAC処理回路2430から構成される。
図26は、802.11OFDM信号を送受信するPCR2630およびWUR PPDUを受信するWURx2610の2つの別個の無線部を備えたWUR STA2600を示す。
WURインターフェース2760は、アンテナ2702からアナログ無線信号を受信することを担当するRF/アナログフロントエンド2762、ウェイクアップ信号のプリアンブル部分の検出および復号化を担当するWURプリアンブル検出モジュール2764、ウェイクアップ信号のペイロード部分の復号化および処理を担当するWURパケット復号/処理モジュール2766、WURインターフェースを正しいWURチャネルにチューニングすることを担当するWURチャネルチューナ2768、ならびに、ブロードキャストWURフレームの受信のためにWURチャネルチューナ2768を正しくスケジューリングすることを担当するWURチャネルスケジューラ2770などのいくつかのサブ構成要素から構成される。
120 STA
130、140、150、160、2600、2700 WUR STA
112、122、132、142、152、162、2400、2630、2750 PCR
134、144、154、164、2610、2760 WURx
2402、2502、2602、2702 アンテナ
2410、2612、2632、2762 RF/アナログフロントエンド
2420、2640 PHY処理回路
2422、2562、2642、2756 OFDM変調器/復調器
2560、2754 PHYモジュール
2622、2768 WURチャネルチューナ
2624、2770 WURチャネルスケジューラ
2432、2556 WURフレームジェネレータ
2424、2564 チャネルチューナ
2430、2644 MAC処理回路
2552、2752 MACモジュール
2554 PCRペイロードジェネレータ
2510、2710 電源
2520、2720 メモリ
2530、2730 CPU
2540、2740 二次ストレージ
2550 無線I/F
2570 有線通信I/F
2614、2764 WURプリアンブル検出モジュール
2616、2766 WURパケット復号/処理モジュール
Claims (14)
- 通信装置であって、
動作中に、アクセスポイント(AP:Access Point)から、WURビーコンフレームの送信のために前記APによって使用される第1のWURチャネルを示すWUR動作エレメントを受信し、さらに、WURウェイクアップフレームの前記通信装置への送信のために前記APによって使用される第2のWURチャネルを示すWURモードエレメントを受信する、主接続無線(PCR:Primary Connectivity Radio)回路と、
動作中に、前記第2のWURチャネルでWURウェイクアップフレームを聴取するウェイクアップ受信機(WURx:Wake Up Receiver)回路と、
動作中に、前記WURxを前記第2のWURチャネルから前記第1のWURチャネルに時間内に切り替えて、前記APから、TWBTT(目標WURビーコン送信時間)でWURビーコンフレームを受信するコントローラと、
を備える通信装置。 - 前記WUR動作エレメントが、WUR動作クラスフィールドと、前記第1のWURチャネルを一緒に示すWURチャネルフィールドと、を含む、
請求項1に記載の通信装置。 - 前記WUR動作エレメントが、ビーコンフレームおよびプローブ応答フレームのうちの少なくとも1つに含まれる、
請求項1に記載の通信装置。 - 前記WURモードエレメントが、WUR動作クラスフィールドと、前記第2のWURチャネルを一緒に示すWURチャネルフィールドと、を含む、
請求項1に記載の通信装置。 - 前記コントローラが、前記第2のWURチャネルから前記第1のWURチャネルに切り替えた後、前記WURビーコンフレームを受信した後、または前記WURビーコンフレームが決定された時間内に受信されなかった場合のいずれかに、前記第1のWURチャネルから前記第2のWURチャネルに切り替える、
請求項1に記載の通信装置。 - アクセスポイントであって、
動作中に、WURビーコンフレームの送信のために使用される第1のWURチャネルを示すWUR動作エレメントを生成し、さらにWURウェイクアップフレームの送信のために使用される第2のWURチャネルを示すWURモードエレメントを生成する、信号生成回路と、
動作中に、前記WUR動作エレメントを含む第1のPCRフレームおよび前記WURモードエレメントを含む第2のPCRフレームを送信する送信機であって、少なくとも前記第1のWURチャネルおよび少なくとも1つの第2のWURチャネルを含む広帯域チャネル上でWUR FDMA PPDUを送信するようにさらに構成される、送信機と、を備える、
アクセスポイント。 - 前記WUR動作エレメントが、WUR動作クラスフィールドと、前記第1のWURチャネルを一緒に示すWURチャネルフィールドと、を含む、
請求項6に記載のアクセスポイント。 - 前記WUR動作エレメントが、ビーコンフレームおよびプローブ応答フレームのうちの少なくとも1つに含まれる、
請求項6に記載のアクセスポイント。 - 前記WUR FDMA PPDUが、40MHz WUR FDMA PPDU、80MHz WUR FDMA PPDU、または80MHzプリアンブルパンクチャドWUR FDMA PPDUであり得る、
請求項6に記載のアクセスポイント。 - 前記WUR FDMA PPDUが、第2のチャネル上に、通信装置宛てのWURフレームを含み、前記第1のWURチャネル上にヌル信号を含む、
請求項6に記載のアクセスポイント。 - 前記ヌル信号が、WURフレームである、
請求項10に記載のアクセスポイント。 - 前記ヌル信号が、パディングされている、
請求項10に記載のアクセスポイント。 - WUR FDMA PPDUが、前記第1のWURチャネルおよびすべての第2のWURチャネル上に同じブロードキャストWURフレームを含む、
請求項6に記載のアクセスポイント。 - 前記80MHzプリアンブルパンクチャドWUR FDMA PPDUの送信中に、前記第2のWURチャネルのいずれかがアイドルでないか、または前記アクセスポイントが、そのチャネル上で聴取する通信装置のために意図される保留中のWURフレームを有さない場合、前記チャネル上で何も送信されない、
請求項9に記載のアクセスポイント。
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