JP2022554078A

JP2022554078A - 共同伝送のチャネル状態情報フィードバックのための方法および装置

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Publication number: JP2022554078A
Application number: JP2022522707A
Authority: JP
Inventors: フーンスー、ジュン; シン、ヤン; アボウル－マグド、オサマ
Original assignee: ホアウェイ・テクノロジーズ・カンパニー・リミテッド
Priority date: 2019-11-08
Filing date: 2020-11-09
Publication date: 2022-12-28
Also published as: CN114667688A; KR20220082044A; CN114667688B; US20210143878A1; WO2021089046A1; EP4029151A1; EP4029151A4; BR112022007480A2

Abstract

ＳＴＡがワイヤレスチャネルのチャネル状態情報（ＣＳＩ）を決定する方法が、複数の通信チャネルを介して複数のＡＰから複数のサウンディングデータ伝送を受信する段階を含む。この方法は、通信チャネルの各々について、通信チャネルの各々を介して受信される複数のサウンディングデータ伝送に基づきチャネルのチャネル状態情報（ＣＳＩ）を推定する段階を更に含む。加えて、この方法は、通信チャネルの各々のチャネル状態情報を集約して、集約されたＣＳＩを生成する段階と、複数のＡＰに対して集約されたＣＳＩを伝送する段階とを含む。

Description

本発明は、概して、ワイヤレス通信システムの分野、特にアクセスポイント（ＡＰ）連携を使用する場合のサウンディングプロトコルに関する。

Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）プロトコルのＩＥＥＥ（登録商標）８０２．１１ファミリなどのワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）通信システムは、ＷＬＡＮと１つまたは複数の更なるネットワークとの間のインタフェースとして機能するアクセスポイント（ＡＰ）と、８０２．１１プロトコルをサポートし且つＡＰと信号を交換するデバイスであるステーション（ＳＴＡ）とを含む、信号を送信および受信するワイヤレス通信デバイスを含む。

ＡＰおよびＳＴＡは両方とも、ワイヤレス通信デバイスが複数のアンテナを有する多入力多出力（ＭＩＭＯ）技術を導入することができる。これによって、ビームフォーミングなどの技法を使用してワイヤレスネットワークの性能およびスループットを増大させることができる。

ＡＰは、サウンディングプロトコルを使用してＡＰ上のアンテナとＳＴＡ上のアンテナとの間の通信チャネルの特性を推定する。ＡＰからＳＴＡにサウンディングパケットが送信される。ＳＴＡはサウンディングパケットの受信を分析および評価し、送信側ＡＰには情報がフィードバックされる。ＡＰは次に、ＳＴＡへの伝送を構成する際にこの「チャネル状態情報」（ＣＳＩ）を利用する。

場合によっては、複数のＡＰが連携して動作してＷＬＡＮ内の１つまたは複数のＳＴＡと通信することができる。例えば、提案されているＩＥＥＥ８０２．１１ｂｅ規格は、次世代の超高スループット（ＥＨＴ）ＷＬＡＮをサポートするために開発中である。ＡＰ連携を用いてＥＨＴ通信を実現することができ、ＡＰ連携は複数のＡＰ間の協調とＡＰ上の複数のアンテナとを利用して、干渉を最小限に抑え且つＳＴＡとの通信のサービス品質を改善することができる。

場合によっては、複数のＡＰが連携して動作して１つまたは複数のＳＴＡと通信することで、スループットの増大または改善を実現することができる。ＡＰ連携は、干渉を最小限に抑え且つＳＴＡとの通信のサービス品質を改善するのに役立つこともできる。

しかしながら、既存のサウンディングプロトコルは、ＡＰ連携が使用されると、チャネル推定の正確さが不十分になる可能性がある。従って、アクセスポイント連携を使用する場合のサウンディングプロトコルのための方法および装置を改善する必要がある。

この背景情報は、本発明に関連する可能性があると出願人が考える情報を明らかにするために提供されている。前述の情報のいずれかが本発明に対する従来技術を構成しているという自認が必ずしも意図されているわけでも、そのように解釈されるべきでもない。

本発明の実施形態の目的は、ＡＰ連携を使用する場合のサウンディングプロトコルのための方法および装置を提供することである。本発明の実施形態によれば、ＳＴＡがワイヤレスチャネルのチャネル状態情報（ＣＳＩ）を決定する方法が提供される。この方法は、複数の通信チャネルを介して複数のＡＰから複数のサウンディングデータ伝送を受信する段階と、通信チャネルの各々について、通信チャネルの各々を介して受信される複数のサウンディングデータ伝送に基づきチャネルのチャネル状態情報（ＣＳＩ）を推定する段階と、通信チャネルの各々のチャネル情報を集約して、集約されたＣＳＩを生成する段階と、複数のＡＰに対して集約されたＣＳＩを伝送する段階とを含む。

本発明の実施形態によれば、ステーション（ＳＴＡ）がワイヤレスチャネルのチャネル状態情報（ＣＳＩ）を決定する方法が提供される。この方法は、複数の通信チャネルを介して複数のアクセスポイント（ＡＰ）から複数のサウンディングデータ伝送を受信する段階と、複数の通信チャネルの各々について複数のサウンディングデータ伝送に基づきチャネルのＣＳＩを推定する段階と、複数の通信チャネルを集約して、集約されたチャネル行列を有する集約されたチャネルを生成する段階と、特異値分解を使用して、集約されたチャネル行列を変換して、集約されたチャネル行列のΣ行列およびＶ行列を生成する段階と、複数のＡＰにΣ行列およびＶ行列を伝送する段階とを含む。

更なる実施形態において、複数のサウンディングデータ伝送は連続して受信される。

上述した実施形態のいずれかにおいて、複数のサウンディングデータ伝送は並行して受信される。

上述した実施形態のいずれかにおいて、集約された行列は複数のサウンディングデータ伝送の利得およびフェーズを含む。

上述した実施形態のいずれかにおいて、複数の通信チャネルは８０２．１１Ｗｉ－Ｆｉプロトコルを使用する。

上述した実施形態のいずれかにおいて、８０２．１１プロトコルは多入力多出力（ＭＩＭＯ）プロトコルを含む。

上述した実施形態のいずれかは、複数の通信チャネルを介して複数のＡＰにより共同伝送が使用されることを決定する段階を更に含む。

本発明の実施形態によれば、アクセスポイント（ＡＰ）がワイヤレスチャネルのチャネル状態情報（ＣＳＩ）を決定する方法が提供される。この方法は、複数の通信チャネルを介して複数のステーション（ＳＴＡ）にサウンディングデータ伝送を伝送する段階と、サウンディングデータ伝送に応答して複数のＳＴＡの各々からΣ行列とＶ行列との対を受信する段階であって、対になったΣ行列およびＶ行列の各々は、複数のＳＴＡの各々により推定されるチャネルの行列の特異値分解を通じて生成される、段階と、複数のＳＴＡから受信されるΣ行列とＶ行列との対に基づきＣＳＩの集約行列を再構築する段階と、集約行列に基づきプリコーダ行列を計算する段階とを含む。

上述した実施形態のいずれかにおいて、サウンディングデータ伝送は複数のサウンディングデータ伝送と並行して伝送される。

上述した実施形態のいずれかにおいて、サウンディングデータ伝送は複数のサウンディングデータ伝送と直列に伝送される。

上述した実施形態のいずれかは、ＡＰが、協調ビームフォーミング技法を用いたプリコーダ行列を使用して複数のＳＴＡのうちの１つと通信する段階を更に含む。

上述した実施形態のいずれかは、ＡＰが、共同伝送技法を用いたプリコーダ行列を使用して複数のデータストリームの一部を複数のＳＴＡと通信する段階を更に含む。

本発明の実施形態によれば、通信チャネルを介して通信するステーション（ＳＴＡ）が提供される。ＳＴＡは、プロセッサと、命令を記憶する非一過性メモリとを含み、命令は、プロセッサにより実行されると、ＳＴＡに、複数の通信チャネルを介して複数のアクセスポイント（ＡＰ）から複数のサウンディングデータ伝送を受信することと、複数の通信チャネルの各々について複数のサウンディングデータ伝送に基づきチャネルのＣＳＩを推定することと、複数の通信チャネルを集約して、集約されたチャネル行列を有する集約されたチャネルを生成することと、特異値分解を使用して、集約されたチャネル行列を変換して、集約されたチャネル行列のΣ行列およびＶ行列を生成することと、複数のＡＰにΣ行列およびＶ行列を伝送することとを実行させる。

上述した実施形態のいずれかにおいて、複数のサウンディングデータ伝送は連続して受信される。

以上では、実施形態を、それらが実装され得る本発明の態様と併せて説明した。実施形態はそれらが説明される態様と併せて実装され得るが、その態様の他の実施形態を用いて実装されてもよいことが当業者には解るであろう。実施形態が相互に排他的であるか、または、そうでなければ互いに矛盾している場合、そのことは当業者にとって明らかであろう。当業者にとって明らかであるように、幾つかの実施形態は一態様との関連で説明され得るが、他の態様に適用可能であってもよい。

以下の詳細な説明からは、添付の図面と組み合わせて理解される本発明の更なる特徴および利点が明らかになるであろう。

本発明の実施形態において使用され得るコンピューティングデバイスを示す。

本発明の実施形態が使用され得るワイヤレスネットワークを示す。

ある実施形態に係る、協調ビームフォーミング技法を使用する２つのＡＰおよび２つのＳＴＡを有する実施形態を示す。

ある実施形態に係る、共同伝送技法を使用する２つのＡＰおよび２つのＳＴＡを有する実施形態を示す。

ある実施形態に係る連続的サウンディング手順を示す。

ある実施形態に係る第１の並行的サウンディング手順を示す。

ある実施形態に係る第２の並行的サウンディングプロトコルを示す。

ある実施形態に係る、チャネル状態情報のＣＳＩ行列を示す。

ある実施形態に係る、チャネル状態情報の２つの集約された行列を示す。

ある実施形態に係る、ＣＢＦ技法を使用するプリコーダ行列の使用を示す。

ある実施形態に係る、ＪＴ技法を使用するプリコーダ行列の使用を示す。

ある実施形態に係る、ＳＴＡに集約されるＣＳＩ情報とＪＴ技法とを使用するプリコーダ行列の算出および使用を示す。

なお、添付の図面を通じて同様の特徴は同様の参照番号で識別される。

本発明の実施形態の目的は、アクセスポイント（ＡＰ）連携を使用する場合にサウンディングプロトコルを実装する方法および装置を提供することである。

ワイヤレスネットワークは通常、ＳＴＡと呼ばれる幾つかのエンドユーザステーションを含む。これらのステーションは、当技術分野で知られているようなより広いローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、インターネット、並びに、任意の数の他の有線ネットワークおよびワイヤレスネットワークへのアクセスを提供する、アクセスポイント（ＡＰ）にワイヤレス接続されている。多くのネットワークトポロジでは、単一のＡＰが複数のＳＴＡにサービスを提供する可能性がある。

ＳＴＡの例には、携帯電話、タブレット、ラップトップコンピュータ、別のＡＰ、車両、ビーコンなどといった任意のワイヤレスエンティティが含まれる。

最も普遍的なワイヤレスネットワークのうちの幾つかは、ワイヤレス通信に使用されるプロトコルを規定する基準のＩＥＥＥ８０２．１１ファミリに基づいている。プロトコルのファミリにおけるより最近の基準のうちの１つは、８０２．１１ｂｅ超高スループット（ＥＨＴ）である。８０２．１１ｂｅの特徴のうちの１つは、速さ、距離、信号対雑音比（ＳＮＲ）、または他の要因についてワイヤレス接続を最適化するためにＳＴＡが複数のＡＰに接続できる、マルチアクセスポイント（ＡＰ）協調として知られている。ＳＴＡが複数のＡＰに接続できるようにすること、または、ＡＰが複数のＳＴＡに接続できるようにすることで、複数のパスを使用して、ＡＰを通じたより広いネットワークへのＳＴＡの接続を最適化できることが可能になる。

最新のワイヤレスのＳＴＡおよびＡＰは、ＳＴＡおよびＡＰの各々が複数の送信アンテナおよび受信アンテナを使用して送信および受信できる、多入力多出力（ＭＩＭＯ）技術もサポートする。ＳＴＡおよびＡＰにおけるＭＩＭＯ技術によって、それらは、スループット、範囲、またはスループットと範囲の両方を増大させるためにマルチストリーム伝送を使用することができる。ＭＩＭＯ構成の複数のアンテナの更なるメリットは、ビームフォーミングを使用してワイヤレス伝送の方向を制御することで更なる改善がもたらされ得ることである。ＭＩＭＯ技術を用いて、ＡＰ上の各アンテナとＳＴＡ上の各アンテナとの間のパスは独立的に最適化され得る。

図１は、本明細書で開示する方法を利用するＳＴＡおよびＡＰを実装するために使用され得るワイヤレス通信デバイスまたはシステム１００のブロック図である。例としては、携帯電話、ポータブルコンピュータ、タブレット、ワイヤレスアクセスポイントなどがある。特定のデバイス１００は、示されている全てのコンポーネントまたはこれらのコンポーネントのサブセットのみを利用してよく、デバイスごとに統合のレベルが異なっていてよい。更に、デバイスは、複数の処理装置、プロセッサ、メモリ、トランスミッタ、受信機などといったコンポーネントの複数のインスタンスを含んでよい。デバイス１００は処理装置１１０を含む。処理装置１１０は通常、中央処理装置（ＣＰＵ）１１０としても知られているプロセッサ、バス、およびメモリ１２０を含み、任意選択で、大容量記憶デバイス１３０、ビデオアダプタ１４０、およびＩ／Ｏインタフェース１６０（任意選択であることを示すために各々が破線で示されている）も含んでよい。デバイス１００は、有線ネットワークまたはＩＥＥＥ８０２．１１対応ワイヤレスネットワークなどのワイヤレスネットワークであり得る通信ネットワーク１０２にデバイスを接続する１つまたは複数のネットワークインタフェース１５０を更に含んでよい。デバイス１００は、３Ｇ、４Ｇ、ＬＴＥ、５Ｇなどといったセルラネットワークであり得るセルラネットワーク１０４にコンピューティングシステムを接続する１つまたは複数の無線アクセスネットワークインタフェース１９０を更に含んでよい。

ＣＰＵ１１０は、任意の種類の電子データプロセッサを含んでよく、１つまたは複数のコアまたは処理要素を含んでよい。メモリ１２０は、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、またはそれらの組み合わせなどの任意の種類の非一時的システムメモリを含んでよい。ある実施形態では、メモリは、起動時に使用するＲＯＭと、プログラムを実行しながら使用するプログラムおよびデータ記憶装置のためのＤＲＡＭとを含んでよい。バスは、メモリバスもしくはメモリコントローラ、ペリフェラルバス、またはビデオバスを含む任意の種類の幾つかのバスアーキテクチャのうちの１つまたは複数であってよい。

大容量記憶装置１３０は、データ、プログラム、および他の情報を記憶し、且つ、そのデータ、プログラム、および他の情報を、バスを介してアクセス可能にするように構成されている、任意の種類の非一時的記憶デバイスを含んでよい。大容量記憶装置は、例えば、ソリッドステートドライブ、ハードディスクドライブ、磁気ディスクドライブ、または光ディスクドライブのうちの１つまたは複数を含んでよい。

ビデオアダプタ１４０およびＩ／Ｏインタフェース１６０は、外部の入力デバイスおよび出力デバイスを処理装置に結合する任意選択のインタフェースを提供する。入力デバイスおよび出力デバイスの例には、ビデオアダプタ１４０に結合されるディスプレイ１７０と、Ｉ／Ｏインタフェース１１６０に結合されるタッチスクリーンなどのＩ／Ｏデバイス１８０とが含まれる。ＣＰＵ１１０には他のデバイスが結合されてもよく、更なるインタフェースまたはより少ないインタフェースが利用されてよい。例えば、ユニバーサルシリアルバスＵＳＢ（不図示）などのシリアルインタフェースを使用して外部デバイス用のインタフェースを提供してよい。代替的に、コンピューティングシステムは、利用可能な大容量記憶装置、ビデオアダプタ、およびネットワーク上で利用可能なＩ／Ｏインタフェースに接続するためにネットワークインタフェースに依存してよい。

図２は、ＡＰを通じてインターネット２０２にワイヤレス接続するＳＴＡの実施形態２００を示す。・・Ｋ_１、Ｋ_２、・・・、Ｋ_Ｌは、スケジューリングされるデータストリームである。他の実施形態では、ＳＴＡが接続するように構成されている任意の他のコンピュータネットワークによりインターネット２０２が置き換えられ得ることが解る。ＡＰ２０４、２０６、２０８は、あるエリアでワイヤレスネットワークアクセスを提供する複数のＡＰを示す。一般に、Ｌ個のＡＰが存在してよく、Ｌは正の整数である。Ｌ個のＡＰの各々はＭＩＭＯアーキテクチャを有しており、特に、ビームフォーミングを含むＭＩＭＯ技術をサポートできる幾つかの伝送アンテナ、すなわち、Ｎ_１、Ｎ_２、・・・、Ｎ_Ｌ伝送アンテナをサポートする。Ｌ個のＡＰ、２０４、２０６、２０８の各々は、インターネット２０２に直接または間接的に接続されている。３つのＳＴＡ、すなわち、ラップトップコンピュータ２１０、タブレット２１２、および携帯電話２１４が示されている。実施形態２００では任意の数のＳＴＡがサポートされてよく、ＡＰのカバレッジエリアと、ＳＴＡへのサービスが許容限界を下回る原因になり得るＡＰの応答性およびスループット能力に影響を与え得るＳＴＡの数とによってのみ限定される。ＳＴＡは、インターネットにアクセスするために１つまたは複数のＡＰに接続する。

図３は、図２と同様の実施形態を示す。ここでは、例示を目的として２つのＡＰおよび２つのＳＴＡが示されている。ＳＴＡ１３０４およびＳＴＡ２３０６はＡＰ１２０４およびＡＰ２２０６にアクセスして、インターネット２０２にアクセスする。ＡＰ１２０４およびＡＰ２２０６は、２つのＳＴＡが一方または両方のＡＰに接続できるようにするマルチＡＰ協調を実装する。

マルチＡＰ技法は「協調ビームフォーミング」（ＣＢＦ）および「共同伝送」（ＪＴ）として知られている技法を含む。ＣＢＦ技法を使用して、ＳＴＡ１３０４はＡＰ１２０４と通信するようにスケジューリングされてよく、ＳＴＡ２３０６はＡＰ２２０６と通信するようにスケジューリングされてよい。図４を参照すると、ＪＴ技法を使用して、Ｋ_１データストリームおよびＫ_２データストリームはＡＰ１２０４とＡＰ２２０６との間で共有されて、ＳＴＡ１３０４およびＳＴＡ２３０６と共同で通信する。

マルチＡＰ協調およびビームフォーミングを使用する場合は、「サウンディング」として知られている較正手順を使用してＡＰ上のアンテナとＳＴＡ上のアンテナとの間のワイヤレス通信チャネル状態情報（ＣＳＩ）を推定する。ＣＳＩ測定は、ＡＰとＳＴＡとの間のビームフォーミング伝送を構成するために使用される。幾つかのサウンディング手順では、ＡＰがＳＴＡにヌルのデータパケット（ＮＤＰ）を伝送する。１つまたは複数のＮＤＰパケットを受信する各ＳＴＡは、それらを分析してチャネルまたはチャネル応答を算出または推定して、ＡＰとＳＴＡとの間の通信の組み合わせ用のフィードバック行列を生成する。幾つかの実施形態では、チャネルを推定することは、受信された１つまたは複数のＮＤＰのフェーズおよび利得を測定することを含む。サウンディングによって、ネットワークにオーバヘッドが付加されるが、そのオーバヘッドに起因する能力の減少を上回るべきネットワーク性能の増大が可能になる。マルチＡＰ協調を使用する場合は、各ＳＴＡによりＣＳＩの算出が実行される。ＳＴＡからのＣＳＩ情報は次に、各ＡＰにフィードバックされる。各ＡＰには、ＳＴＡから受信される情報を集約して、複数のＡＰがＳＴＡへの共同伝送（ＪＴ）の実行またはＣＢＦを使用したスケジューリングされたＳＴＡへの通信のために協調する場合に使用され得る、プリコーダを計算する責任がある。プリコーダは、伝送アンテナの各々に使用する伝送パラメータを決定するためにＭＩＭＯトランスミッタにより使用される。

図５は、ある実施形態に係る連続的サウンディング手順５００を示す。マスタＡＰがＳＴＡに向けてＮＤＰアナウンスメント（ＮＤＰＡ）フレームを送信して、手順を始める。マスタＡＰは、サウンディング手順を開始するように指定されているＡＰである。マスタＡＰは次に、第１のＮＤＰフレーム（ＮＤＰ１として示されている）を送信する。この後、他のスレーブＡＰが順次、ＮＤＰフレームをＳＴＡに向けて連続して送信する。示されているこの実施形態では、スレーブＡＰ１が第２のＮＤＰフレーム、ＮＤＰ２を送信し、次に、別のスレーブＡＰ２が第３のＮＤＰフレーム、ＮＤＰ３を送信する。次に、マスタＡＰは、ＣＳＩビームフォーミングレポートをフィードバックするようにＳＴＡに信号を送るトリガフレームを送信する。各ＳＴＡは各ＡＰから順番にＮＤＰを受信する。そのため、連続的サウンディングによって、各ＳＴＡは、他のＡＰから影響を受けることなく個々のＡＰへのチャネルを推定することができる。

図６は、ある実施形態に係る第１の並行的サウンディング手順６００を示す。マスタＡＰは、ＳＴＡに向けてＮＤＰＡフレームを送信して、手順を始める。次に、マスタＡＰおよびスレーブＡＰの両方がＳＴＡに向けてＮＤＰフレームを同時に送信する。次に、マスタＡＰは、ＣＳＩビームフォーミングレポートをフィードバックするようにＳＴＡに信号を送るトリガフレームを送信する。このサウンディング手順には、更なるスレーブＡＰがそれぞれのＮＤＰフレームをＮＤＰ１およびＮＤＰ２と並行して送信することにより参加してもよい。

図７は、ある実施形態に係る第２の並行的サウンディング手順７００を示す。マスタＡＰがＳＴＡに向けてサウンディングトリガフレームを送信して、手順を始める。次に、マスタＡＰおよびスレーブＡＰの両方がＳＴＡに向けてＮＤＰＡフレームを同時に送信する。この後、マスタＡＰおよびスレーブＡＰの両方がＳＴＡに向けてＮＤＰフレームを同時に送信する。次に、マスタＡＰは、ＣＳＩビームフォーミングレポートをフィードバックするようにＳＴＡに信号を送るトリガフレームを送信する。このサウンディング手順には、更なるスレーブＡＰがそれぞれのＮＤＰフレームをＮＤＰＡ、ＮＤＰ１、およびＮＤＰ２と並行して送信することにより参加してもよい。

図３に戻ると、この図は、２つのＳＴＡの各々とマルチＡＰ連携を実行する２つのＡＰを示す。ＡＰ１２０４はＮ_１個のＴｘアンテナを有する。ＡＰ２２０６はＮ_２個のＴｘアンテナを有する。ＳＴＡ１３０４はＭ_１個のＲｘアンテナを有する。ＳＴＡ２３０６はＭ_２個のＲｘアンテナを有する。サウンディングプロセスの間、ＳＴＡ１３０４は、チャネル３０８および３１０について、ＡＰ１２０４およびＡＰ２２０６内のトランスミッタから受信されるＮＤＰフレームに基づき

および

ＣＳＩを推定する必要がある。同様に、ＳＴＡ２３０６は、チャネル３１２および３１４について、ＡＰ１２０４およびＡＰ２２０６内のトランスミッタから受信されるＮＤＰフレームに基づき

および

ＣＳＩを推定する必要がある。行列の文字Ｈは、受信された信号の利得およびフェーズを含み得るサウンディング手順の一部としてＳＴＡ１３０４およびＳＴＡ２３０６により推定されるような生のチャネルデータを指すために使用される。サウンディング手順は、限定されるわけではないが、図５、図６、または図７に示す手順のうちの１つであってよい。

は、ＳＴＡｘとＡＰｙとの間の生のチャネルデータを表すサイズＡ×Ｂの行列である。ＡＰ１２０４はＫ_１ストリームを伝送してよく、ＡＰ２２０６はＫ_２ストリームを伝送してよく、Ｋ_１はＭ_１より小さいかそれに等しく、Ｋ_２はＭ_２より小さいかそれに等しい。Ｍ_１およびＭ_２は通常、Ｎ_１またはＮ_２より小さいかそれに等しい。

ＳＴＡが生データのＨ行列をＡＰに伝送し返すことは非実用的である。実施形態では、行列Ｈに関連するチャネル情報が、特異値分解（ＳＶＤ）技法を使用してＨを形態ＵΣＶ^Ｈに分解することにより固有値および右固有行列に基づきＡＰにフィードバックされてよく、Ｕは左固有行列、Σは固有値行列、Ｖ^Ｈは右固有行列である。Ｈの大きさ（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）がＫ×Ｎである場合は、Ｕの大きさがＫ×Ｋになり、Σの大きさがＫ×Ｎになり、Ｖ^Ｈの大きさがＮ×Ｎになる。ＳＶＤ形式で記述される場合は、実用的な目的のために、ユニタリ行列ＵなしでΣＶ^Ｈ情報のみがフィードバックされれば十分である。ΣおよびＶ^Ｈデータを所与とすると、Ｈは次に、ＡＰにより再構築され得る。上付き文字Ｈはエルミート転置（すなわち、共役転置）行列演算を指す。

ＡＰのプリコーダは、ＡＰ１２０４またはＡＰ２２０６であり得るマスタＡＰにより、または、ＡＰ１２０４およびＡＰ２２０６の両方により計算され得る。マルチＡＰ協力を使用する場合は、協調ビームフォーミング（ＣＢＦ）または共同伝送（ＪＴ）のプリコーダを計算するために、実際のストリームサイズＫ_１およびＫ_２について、４つのチャネル状態

３０８、

３１０、

３１２、および

３１４の全てを各ＡＰに集約する必要がある。図８ａは、ＣＢＦの場合にプリコーダが計算され得るようにマスタＡＰまたは個々のＡＰで再構築される集約された行列８００を示す。図８ｂは、ＪＴの場合にプリコーダが計算され得るようにマスタＡＰまたは個々のＡＰで再構築される集約された行列８０２を示す。実施形態では、ＡＰ（マスタＡＰまたは個々のＡＰ）が、ＨのＳＶＤ形態のフィードバックされた固有値Σおよび右固有行列Ｖ^Ｈのみに基づき、再構築されたチャネル行列８００または８０２からプリコーダを計算する。

図９ａに示すように、ＳＴＡ１３０４およびＳＴＡ２３０６がＡＰ１２０４と通信する協調ビームフォーミング（ＣＢＦ）を使用する実施形態では、

３０８チャネルおよび

３１２チャネルのみがＡＰ１２０４に集約され、その一般逆行列がゼロフォーシングビームフォーミングタイプのプリコーダに取られる。これによって、大きさＮ_１×（Ｋ_１＋Ｋ_２）のプリコーダ９００が得られ、その最初のＫ_１列のみがＡＰ１２０４内のＣＢプリコーダに使用される。同様に、ＡＰ２２０６がチャネルを集約し、且つ、大きさＮ_２×（Ｋ_１＋Ｋ_２）の集約されたチャネルの一般逆行列を取る、実施形態では、その最後のＫ_２列のみがＡＰ２２０６のＣＢプリコーダに使用される。図９ａでは、Ｐ^ＣＢＦ１がＨ^１１およびＨ^２１の一般逆行列を用いて計算されてよく、最初のＫ_１列を取る。Ｐ^ＣＢＦ２がＨ^１１およびＨ^２１の一般逆行列を用いて計算されてよく、最後のＫ_２列を取る。

各ＡＰ内のチャネル行列は、左固有行列Ｕでなく、フィードバックされた固有値Σと右固有行列Ｖ^Ｈとに基づき再構築される。これらのＣＳＩ値が集約される（例えば、単一のＨ行列中に連結される）場合は、Ｕ、Σ、およびＶ^Ｈは、各チャネルのＵ、Σ、およびＶ^Ｈから個々に、別々に集約されると考えることができる。Ｕはフェーズ情報を含むユニタリ行列であることから、これを搬送周波数オフセット（ＣＦＯ）の一種と見なすことができ、ＣＢの全体的なマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ－ＭＩＭＯ）性能に影響を与えることなく無視することができる。他の実施形態では、単一のＡＰベースのダウンリンクＭＵ－ＭＩＭＯに同じ原理を適用することができる。

共同伝送（ＪＴ）を使用する実施形態では、集約されるチャネルが行列８００内の列に限定されず、行列８００の行によっても集約される。これらの実施形態では、チャネルが行列８００の行に集約される場合にＵ行列が無視されない。すなわち、チャネル

３０８および

３１０が集約される場合は、Ｕ、Σ、およびＶ^Ｈを別々に集約してＪＴのプリコーダを計算することができず、ひいては、

３０８、

３１０、

３１２、

３１４の各々について個々にフィードバックを伝送させることができない。図９ｂは、ＪＴを使用する実施形態のプリコーダ行列を示す。

実施形態では、個々のチャネルのＣＳＩ情報は、ＣＢＦに基づくマルチＡＰ連携または単一のＡＰベースのＤＬＭＵ－ＭＩＭＯを使用する場合に、個々のＳＴＡと個々のＡＰとの間で別々に伝送され得る。しかしながら、ＪＴに基づくマルチＡＰ連携を使用する実施形態では、ＳＶＤの計算とＣＳＩ情報の算出とを行う前に、各ＳＴＡと、連携しているＡＰとの間のチャネルを最初に各ＳＴＡに集約しなければならない。図５、図６、および図７に示すサウンディング手順と他の適切な方法では、各ＳＴＡは、ＳＴＡとマルチＡＰ連携内の全てのＡＰとの間の推定されたチャネルを集約する必要がある。ＳＴＡは次に、集約されたチャネルのＳＶＤを算出して、ＡＰにフィードバックするＣＳＩ情報を計算してよい。

図３を参照すると、ＳＴＡ１３０４およびＳＴＡ２３０６は、図８ｂの行列８０２と同様に、推定されたチャネルを集約すべきである。ここで、各ＳＴＡがフィードバック用のＣＳＩ情報を計算する前に、

はＳＴＡ１３０４に集約され、

はＳＴＡ２３０６に集約される。行列８０２は、ＳＴＡ１３０４およびＳＴＡ２３０６の両方からの

チャネルおよび

チャネルのフィードバックされたＣＳＩ情報に基づき、マスタＡＰで再構築され得る。

図１０を参照すると、行列８０２では、上付き文字ｘがＳＴＡインデックスを表す。すなわち、Ｈ^ｘは、ＳＴＡｘで推定および集約される、推定されたチャネルである。下付き文字はチャネルのサイズである。行列８０２の一般逆行列は、マスタＡＰ内のゼロフォーシングビームフォーミング（ＺＦＢＦ）ベースのプリコーダ行列１００２を計算するために使用される。チャネル

および

は、推定されたチャネルを集約せずにＰ行列ベースの並行的ＮＤＰサウンディングを使用して推定され得る。他の実施形態では、インターリーブトーンベースのロングトレーニングフィールド（ＬＴＦ）に基づく並行的ＮＤＰサウンディングが、本明細書で説明する連続的サウンディングの場合と同様のチャネル集約を必要とする可能性がある。

本発明の実施形態では、ＳＴＡが特異値分解行列ΣおよびＶを計算する前にチャネル集約を実行する。特異値分解行列ΣおよびＶは次に、ＳＴＡにより１つまたは複数のＡＰにフィードバックされる。この手法は、特に、通信のためにＡＰにより（協調ビームフォーミングでなく）共同伝送が実装されている場合に実行される。幾つかの実施形態では、ＳＴＡは、通信のために共同伝送が実装されているかどうかを決定するように構成されている。複数のＡＰにより一緒に共同伝送が実装されている場合は、ＳＴＡは、特異値分解行列ΣおよびＶの計算およびフィードバックを行う前にチャネル集約を実行するように更に構成されている。すなわち、ＳＴＡと、連携モードで一緒に動作している全てのＡＰとの間の推定されたチャネルは、共同伝送（ＪＴ）スケジュールの場合、ＣＳＩがフィードバックされる前に各ＳＴＡに集約され得る。ＳＴＡは故に、それ自体と、連携している全てのＡＰとの間のチャネルを組み合わせて推定する。次に、この集約されたチャネルに対してＳＶＤが実行される。共同伝送が実装されていない場合（例えば、協調ビームフォーミングが実装されている場合）は、ＳＴＡは異なる手順を実行するように構成される。例えば、ＳＴＡは、チャネル集約をせずに特異値分解行列の計算およびフィードバックを行うように構成され得る。すなわち、各ＳＴＡと各ＡＰとの間の推定されたチャネルは、協調ビームフォーミングスケジュールの場合、各ＳＴＡに集約されずにフィードバックされ得る。

共同伝送の場合は、集約されたチャネル行列を以下のように表すことができる。

ここで、ａおよびｂは異なるチャネルを指す。

様々な実施形態において、連携モードにある１つのＡＰと、ＡＰ連携におけるスケジューリングされた全てのＳＴＡとの間のチャネルをＡＰで一緒に再構築して、協調ビームフォーミング（ＣＢ）スケジュールのＺＦＢＦベースのプリコーダ計算を計算してよい。

様々な実施形態において、全てのＡＰと、連携モードにあるスケジューリングされた全てのＳＴＡとの間の全てのチャネルをＡＰで一緒に再構築して、共同伝送（ＪＴ）スケジュールを計算してよい。

本発明の実施形態によれば、ＳＴＡがワイヤレスチャネルのチャネル状態情報（ＣＳＩ）を決定する方法が提供される。この方法は、複数の通信チャネルを介して複数のＡＰから複数のサウンディングデータ伝送を受信する段階と、通信チャネルの各々について、通信チャネルの各々を介して受信される複数のサウンディングデータ伝送に基づきチャネルのチャネル状態情報（ＣＳＩ）を推定する段階と、通信チャネルの各々のチャネル情報を集約して、集約されたＣＳＩを生成する段階と、複数のＡＰに対して集約されたＣＳＩを伝送する段階とを含む。

本明細書で使用される場合、「約」という用語は、公称値からの変動、例えば、公称値からの＋／－１０％の変動を含むと解釈されるべきである。係る変動は、それが具体的に言及されているかどうかにかかわらず、本明細書で提供する所与の値に常に含まれることを理解すべきである。

別段の定めがない限り、本明細書で使用する全ての技術用語および科学用語は、本発明が属する当業者により一般に理解されているものと同じ意味を有する。

前述の実施形態の説明を通じて、本発明は、ハードウェアのみを使用することにより、または、ソフトウェアおよび必要なユニバーサルハードウェアプラットフォームを使用することにより実装され得る。係る理解に基づき、本発明の技術的解決策はソフトウェア製品の形態で具現化され得る。ソフトウェア製品は、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、ＵＳＢフラッシュディスク、またはリムーバブルハードディスクであり得る、不揮発性または非一時的な記憶媒体に記憶され得る。ソフトウェア製品は、本発明の実施形態で提供する方法をコンピュータデバイス（パーソナルコンピュータ、サーバ、またはネットワークデバイス）が実行できるようにする幾つかの命令を含む。例えば、係る実行は、本明細書で説明するような論理操作のシミュレーションに対応してよい。ソフトウェア製品は、本発明の実施形態に係る、デジタル論理装置を構成またはプログラミングするための操作をコンピュータデバイスが実行できるようにする幾つかの命令を追加的または代替的に含んでよい。

本発明をその具体的な特徴および実施形態を参照して説明してきたが、本発明から逸脱することなく様々な修正および組み合わせが行われ得ることは明らかである。従って、明細書および図面は、添付の特許請求の範囲で規定されるような本発明の例示として単に見なされるべきであり、本発明の範囲内にあるありとあらゆる修正、変形、組み合わせ、または同等物を網羅することが想定される。
（他の考えられる項目）
（項目１）
ステーション（ＳＴＡ）がワイヤレスチャネルのチャネル状態情報（ＣＳＩ）を決定する方法であって、
複数の通信チャネルを介して複数のアクセスポイント（ＡＰ）から複数のサウンディングデータ伝送を受信する段階と、
前記複数の通信チャネルの各々について前記複数のサウンディングデータ伝送に基づき前記チャネルのＣＳＩを推定する段階と、
前記複数の通信チャネルを集約して、集約されたチャネル行列を有する集約されたチャネルを生成する段階と、
前記集約されたチャネル行列に対する特異値分解を実行して、前記集約されたチャネルのΣ行列およびＶ行列を生成する段階と、
前記複数のＡＰに前記Σ行列および前記Ｖ行列を伝送する段階と
を備える、方法。
（項目２）
前記複数のサウンディングデータ伝送は連続して受信される、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記複数のサウンディングデータ伝送は並行して受信される、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記集約されたチャネル行列は前記複数のサウンディングデータ伝送の利得およびフェーズを含む、項目１から３のいずれか一項に記載の方法。
（項目５）
前記複数の通信チャネルは８０２．１１Ｗｉ－Ｆｉプロトコルを使用する、項目１から４のいずれか一項に記載の方法。
（項目６）
前記８０２．１１Ｗｉ－Ｆｉプロトコルは多入力多出力（ＭＩＭＯ）プロトコルを含む、項目５に記載の方法。
（項目７）
前記複数の通信チャネルを介して前記複数のＡＰにより共同伝送が使用されることを決定する段階を更に備える、項目１から６のいずれか一項に記載の方法。
（項目８）
アクセスポイント（ＡＰ）がワイヤレスチャネルのチャネル状態情報（ＣＳＩ）を決定する方法であって、
複数の通信チャネルを介して複数のステーション（ＳＴＡ）にサウンディングデータ伝送を伝送する段階と、
前記サウンディングデータ伝送に応答して前記複数のＳＴＡの各々からΣ行列とＶ行列との対を受信する段階であって、対になった前記Σ行列および前記Ｖ行列の各々は、前記複数のＳＴＡの各々により推定されるチャネルの行列の特異値分解を通じて生成される、段階と、
前記複数のＳＴＡから受信される前記Σ行列と前記Ｖ行列との対に基づき前記ＣＳＩの集約行列を再構築する段階と、
前記集約行列に基づきプリコーダ行列を計算する段階と
を備える、方法。
（項目９）
前記サウンディングデータ伝送は複数のサウンディングデータ伝送と並行して伝送される、項目８に記載の方法。
（項目１０）
前記サウンディングデータ伝送は複数のサウンディングデータ伝送と直列に伝送される、項目８に記載の方法。
（項目１１）
前記ＡＰが、協調ビームフォーミング技法を用いた前記プリコーダ行列を使用して前記複数のＳＴＡのうちの１つと通信する段階を更に備える、項目８から１０のいずれか一項に記載の方法。
（項目１２）
前記ＡＰが、共同伝送技法を用いた前記プリコーダ行列を使用して複数のデータストリームの一部を前記複数のＳＴＡと通信する段階を更に備える、項目８から１１のいずれか一項に記載の方法。
（項目１３）
通信チャネルを介して通信するステーション（ＳＴＡ）であって、前記ＳＴＡは、
プロセッサと、命令を記憶する非一過性メモリとを備え、前記命令は、前記プロセッサにより実行されると、前記ＳＴＡに、
複数の通信チャネルを介して複数のアクセスポイント（ＡＰ）から複数のサウンディングデータ伝送を受信することと、
前記複数の通信チャネルの各々について前記複数のサウンディングデータ伝送に基づき前記チャネルのＣＳＩを推定することと、
前記複数の通信チャネルを集約して、集約されたチャネル行列を有する集約されたチャネルを生成することと、
前記集約されたチャネル行列に対する特異値分解を実行して、前記集約されたチャネルのΣ行列およびＶ行列を生成することと、
前記複数のＡＰに対して前記集約されたチャネルの前記Σ行列および前記Ｖ行列を伝送することと
を実行させる、ステーション。
（項目１４）
前記複数のサウンディングデータ伝送は連続して受信される、項目１３に記載のステーション。
（項目１５）
前記複数のサウンディングデータ伝送は並行して受信される、項目１３に記載のステーション。
（項目１６）
前記集約された行列は前記複数のサウンディングデータ伝送の利得およびフェーズを含む、項目１３から１５のいずれか一項に記載のステーション。
（項目１７）
前記複数の通信チャネルは８０２．１１Ｗｉ－Ｆｉプロトコルを使用する、項目１３から１６のいずれか一項に記載のステーション。
（項目１８）
前記８０２．１１Ｗｉ－Ｆｉプロトコルは多入力多出力（ＭＩＭＯ）プロトコルを含む、項目１７に記載のステーション。
（項目１９）
前記複数の通信チャネルを介して前記複数のＡＰにより共同伝送が使用されることを決定する段階を更に備える、項目１３から１８のいずれか一項に記載のステーション。

Claims

ステーション（ＳＴＡ）がワイヤレスチャネルのチャネル状態情報（ＣＳＩ）を決定する方法であって、
複数の通信チャネルを介して複数のアクセスポイント（ＡＰ）から複数のサウンディングデータ伝送を受信する段階と、
前記複数の通信チャネルの各々について前記複数のサウンディングデータ伝送に基づき前記通信チャネルのＣＳＩを推定する段階と、
前記複数の通信チャネルを集約して、集約されたチャネル行列を有する集約されたチャネルを生成する段階と、
前記集約されたチャネル行列に対する特異値分解を実行して、前記集約されたチャネルのΣ行列およびＶ行列を生成する段階と、
前記複数のＡＰに前記Σ行列および前記Ｖ行列を伝送する段階と
を備える、方法。
前記複数のサウンディングデータ伝送は連続して受信される、請求項１に記載の方法。
前記複数のサウンディングデータ伝送は並行して受信される、請求項１に記載の方法。
前記集約されたチャネル行列は前記複数のサウンディングデータ伝送の利得およびフェーズを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
前記複数の通信チャネルは８０２．１１Ｗｉ－Ｆｉプロトコルを使用する、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
前記８０２．１１Ｗｉ－Ｆｉプロトコルは多入力多出力（ＭＩＭＯ）プロトコルを含む、請求項５に記載の方法。
前記複数の通信チャネルを介して前記複数のＡＰにより共同伝送が使用されることを決定する段階を更に備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
アクセスポイント（ＡＰ）がワイヤレスチャネルのチャネル状態情報（ＣＳＩ）を決定する方法であって、
複数の通信チャネルを介して複数のステーション（ＳＴＡ）にサウンディングデータ伝送を伝送する段階と、
前記サウンディングデータ伝送に応答して前記複数のＳＴＡの各々からΣ行列とＶ行列との対を受信する段階であって、対になった前記Σ行列および前記Ｖ行列の各々は、前記複数のＳＴＡの各々により推定されるチャネルの行列の特異値分解を通じて生成される、段階と、
前記複数のＳＴＡから受信される前記Σ行列と前記Ｖ行列との対に基づき前記ＣＳＩの集約行列を再構築する段階と、
前記集約行列に基づきプリコーダ行列を計算する段階と
を備える、方法。
前記サウンディングデータ伝送は複数のサウンディングデータ伝送と並行して伝送される、請求項８に記載の方法。
前記サウンディングデータ伝送は複数のサウンディングデータ伝送と直列に伝送される、請求項８に記載の方法。
前記ＡＰが、協調ビームフォーミング技法を用いた前記プリコーダ行列を使用して前記複数のＳＴＡのうちの１つと通信する段階を更に備える、請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。
前記ＡＰが、共同伝送技法を用いた前記プリコーダ行列を使用して複数のデータストリームの一部を前記複数のＳＴＡと通信する段階を更に備える、請求項８から１１のいずれか一項に記載の方法。
通信チャネルを介して通信するステーション（ＳＴＡ）であって、前記ＳＴＡは、
プロセッサと、命令を記憶する非一過性メモリとを備え、前記命令は、前記プロセッサにより実行されると、前記ＳＴＡに、
複数の通信チャネルを介して複数のアクセスポイント（ＡＰ）から複数のサウンディングデータ伝送を受信することと、
前記複数の通信チャネルの各々について前記複数のサウンディングデータ伝送に基づき前記通信チャネルのＣＳＩを推定することと、
前記複数の通信チャネルを集約して、集約されたチャネル行列を有する集約されたチャネルを生成することと、
前記集約されたチャネル行列に対する特異値分解を実行して、前記集約されたチャネルのΣ行列およびＶ行列を生成することと、
前記複数のＡＰに対して前記集約されたチャネルの前記Σ行列および前記Ｖ行列を伝送することと
を実行させる、ステーション。
前記複数のサウンディングデータ伝送は連続して受信される、請求項１３に記載のステーション。
前記複数のサウンディングデータ伝送は並行して受信される、請求項１３に記載のステーション。
前記集約されたチャネル行列は前記複数のサウンディングデータ伝送の利得およびフェーズを含む、請求項１３から１５のいずれか一項に記載のステーション。
前記複数の通信チャネルは８０２．１１Ｗｉ－Ｆｉプロトコルを使用する、請求項１３から１６のいずれか一項に記載のステーション。
前記８０２．１１Ｗｉ－Ｆｉプロトコルは多入力多出力（ＭＩＭＯ）プロトコルを含む、請求項１７に記載のステーション。
前記複数の通信チャネルを介して前記複数のＡＰにより共同伝送が使用されることを決定することを更に備える、請求項１３から１８のいずれか一項に記載のステーション。