JP5054193B2 - 複数のクライアント局から独立したデータを同時アップリンク伝送する無線ネットワーク - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、2007年7月18日に出願された米国仮出願第60/950,494号、および2008年5月30日に出願された米国仮出願第61/057,644号の利益を主張する。上記出願の開示は、参照により全体として本願明細書に組み込まれる。
本開示は無線ネットワークに関し、より具体的には、複数の無線クライアント局からアクセスポイントへ独立したデータを同時アップリンク伝送する無線ネットワークに関する。
本明細書に提供される背景技術の説明は、概して本開示の背景を提示することを目的とする。その研究が本背景技術の章に説明される範囲にとどまる、本明細書に記名される発明者の研究、ならびに出願時にその他の点で先行技術として見なされ得ない該説明の態様は、本開示に対する先行技術として明示的にも暗示的にも認められるものではない。
インフラストラクチャモードにおいて動作する場合、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)は通常、アクセスポイント(AP)と、1つ以上のクライアント局とを含む。IEEE §§ 802.11a/b/g/n等のWLAN規格の開発は、主として単一ユーザのピークデータスループットの向上に重点を置いてきた。例えば、IEEE §802.11bは、11Mbpsの単一ユーザのピークデータスループットで動作し、IEEE §802.11a/gは、54Mbpsの単一ユーザのピークデータスループットで動作し、IEEE §802.11nは、600Mbpsの単一ユーザのピークデータスループットで動作する。
これらのWLANにおいて、APは、ユニキャストモードで、1回につき1つのクライアント局へ情報を伝送する。代替的には、同一の情報は、クライアント局群にマルチキャストモードで一斉に伝送され得る。この手法は、現在のクライアント局またはクライアント局群が情報を提供されるまで、他のクライアント局が待機する必要があるため、ネットワーク効率を低下させる。このクライアント局群に同一の情報を伝送する場合、クライアント局のうち受信度が最も弱い1つによってスループットが制限される場合がある。
アップリンクについて、クライアント局は通常、媒体へのアクセスのために争う。言い換えると、1回につき1つのクライアント局のみがアップリンクデータをAPに伝送し得る。例えば、クライアント局は、搬送波感知多重アクセス(CSMA:Carrier Sense Multiple Access)を使用して、チャネルのために争う場合がある。他に伝送中のクライアント局がない場合、1つのクライアント局が伝送することができる。クライアント局が活動を検出すると、そのクライアント局は、ランダムバックオフ期間待機してから再試行する。この手法は、いくつかの理由により非効率である。アップリンク伝送は特定のタイムフレーム内で発生することが保証され得ない。加えて、クライアント局の数が増加するにつれて非効率性が高まる傾向がある。
無線ネットワークは、同時アップリンク伝送(SUT)データをそれぞれ生成する、R個のクライアント局を備える(Rは1より大きい整数である)。アクセスポイント(AP)は、SUT期間中にR個のクライアント局の各々からSUTデータを受信する。
他の特長では、R個のクライアント局は、SUT期間中に、SUTデータをAPに同期的に伝送する。APは、APによって受信された、対応する伝送電力レベルに基づいて、R個のクライアント局のうちの1つ以上の伝送電力レベルを調整する。D個のレガシークライアント局はSUT対応でない。APは、SUT期間中にD個のクライアント局が伝送することを妨げる。R個のクライアント局は、SUT期間中に、SUTデータをAPに非同期的に伝送する。R個のクライアント局の各々は、SUT期間中に、異なる拡散シーケンスコードを使用してSUTデータをAPに伝送する。R個のクライアント局の各々は、SUT期間中に、帯域幅の異なる部分を使用して、SUTデータをAPに伝送する。R個のクライアント局の各々は、SUT期間中の異なる時間に、SUTデータをAPに伝送する。APは、SUT期間中に、確認応答を非重複の形で連続的にR個のクライアント局に伝送する。
クライアント局は、物理層(PHY)モジュールと、PHYモジュールと通信し、かつSUT期間中に、アクセスポイント(AP)に同時アップリンク伝送(SUT)データを伝送する、媒体アクセス制御(MAC)モジュールとを備える。APに関連する他のクライアント局は、SUT期間中に、他のSUTデータをAPに伝送する。
他の特長では、クライアント局は、他のクライアント局からの他のSUTデータの伝送と同期的に、SUTデータを伝送する。電力レベル調整モジュールは、APから受信したデータに基づいて、クライアント局の伝送電力レベルを調整する。クライアント局は、SUT期間中に、他のクライアント局と非同期的に伝送する。クライアント局は、SUT期間中に、他のクライアント局とは異なる拡散シーケンスコードを使用して伝送する。クライアント局は、SUT期間中に、他のクライアント局とは帯域幅の異なる部分を使用して伝送する。クライアント局は、SUT期間中に、他のクライアント局とは異なる時間に伝送する。
クライアント局は、媒体にインターフェースを提供するための物理層(PHY)手段と、PHY手段と通信し、SUT期間中に同時アップリンク伝送(SUT)データをアクセスポイント(AP)に伝送するための媒体アクセス制御(MAC)手段とを備える。APに関連する他のクライアント局は、SUT期間中に他のSUTデータをAPに伝送する。
他の特長では、クライアント局は、他のクライアント局からの他のSUTデータの伝送と同期的にSUTデータを伝送する。電力レベル調整手段は、APから受信したデータに基づいて、クライアント局の伝送電力レベルを調整する。クライアント局は、SUT期間中に、他のクライアント局について非同期的に伝送する。クライアント局は、SUT期間中に、他のクライアント局とは異なる拡散シーケンスコードを使用して伝送する。クライアント局は、SUT期間中に、他のクライアント局とは帯域幅の異なる部分を使用して伝送する。クライアント局は、SUT期間中に、他のクライアント局とは異なる時間に伝送する。
無線ネットワークを操作する方法は、R個のクライアント局を使用して(Rは1より大きい整数である)、同時アップリンク伝送(SUT)データを生成するステップと、SUT期間中に、アクセスポイント(AP)でR個のクライアント局の各々からSUTデータを受信するステップとを備える。
他の特長では、本方法は、SUT期間中にSUTデータをAPに同期的に伝送するステップを含む。APは、APによって受信された対応する伝送電力レベルに基づいて、R個のクライアント局のうちの1つ以上の伝送電力レベルを調整する。D個のレガシークライアント局はSUT対応でない。本方法は、D個のクライアント局がSUT期間中に伝送することを妨げるステップを含む。本方法は、SUT期間中にSUTデータをAPに非同期的に伝送するステップを含む。本方法は、SUT期間中に、異なる拡散シーケンスコードを使用して、SUTデータをAPに伝送するステップを含む。本方法は、SUT期間中に、帯域幅の異なる部分を使用して、SUTデータをAPに伝送するステップを含む。本方法は、SUT期間中の異なる時間にSUTデータをAPに伝送するステップを含む。本方法は、SUT期間中に、確認応答をR個のクライアント局に非重複の形で連続的に伝送するステップを含む。
アクセスポイントは、物理層モジュールを備える。W個の信号処理モジュールが物理層モジュールと通信し、SUT期間中にR個のクライアント局から同時アップリンク伝送(SUT)データを受信する(WおよびRは、1より大きい整数である)。
他の特長では、R個のクライアント局は、SUTデータをアクセスポイントに同期的に伝送する。アクセスポイントは、R個のクライアント局の電力レベルを調整する。アクセスポイントは、SUT対応でない、D個のレガシークライアント局と関連する(Dはゼロより大きい整数である)。アクセスポイントは、D個のレガシークライアント局がSUT期間中に伝送することを妨げる。R個のクライアント局は、SUT期間中に非同期的に伝送する。R個のクライアント局の各々は、SUT期間中に、異なる拡散シーケンスコードを使用してアクセスポイントに伝送する。R個のクライアント局の各々は、SUT期間中に、帯域幅の異なる部分を使用してアクセスポイントに伝送する。R個のクライアント局の各々は、SUT期間中の異なる時間にアクセスポイントに伝送する。アクセスポイントは、確認応答をR個のクライアント局に非重複の形で連続的に伝送する。
アクセスポイントを操作するための方法は、W個の信号処理モジュールを提供するステップと、SUT期間中にR個のクライアント局から同時アップリンク伝送(SUT)データを受信するステップとを備え、WとRは、1より大きい整数である。
他の特長では、本方法は、SUTデータをアクセスポイントに同期的に伝送するステップを含む。本方法は、R個のクライアント局の電力レベルを調整するステップを含む。本方法は、SUT対応でないD個のレガシークライアント局と関連するステップを含み、Dはゼロより大きい整数である。本方法は、D個のレガシークライアント局がSUT期間中に伝送することを妨げるステップを含む。
他の特長では、R個のクライアント局は、SUT期間中に、非同期的に伝送する。R個のクライアント局の各々は、SUT期間中に、異なる拡散シーケンスコードを使用してアクセスポイントに伝送する。R個のクライアント局の各々は、SUT期間中に、帯域幅の異なる部分を使用して、アクセスポイントに伝送する。R個のクライアント局の各々は、SUT期間中の異なる時間にアクセスポイントに伝送する。本方法は、確認応答を非重複の形でR個のクライアント局に連続的に伝送するステップを含む。
アクセスポイントは、媒体にインターフェースを提供するための物理層手段を備える。W個の信号処理手段は、物理層手段と通信し、SUT期間中にR個のクライアント局から同時アップリンク伝送(SUT)データを受信し、WとRは、1より大きい整数である。
他の特長では、R個のクライアント局は、SUTデータをアクセスポイントに同期的に伝送する。アクセスポイントは、R個のクライアント局の電力レベルを調整する。アクセスポイントは、SUT対応でないD個のレガシークライアント局と関連し、Dはゼロより大きい整数である。アクセスポイントは、D個のレガシークライアント局がSUT期間中に伝送することを妨げる。R個のクライアント局は、SUT期間中に非同期的に伝送する。R個のクライアント局の各々は、SUT期間中に、異なる拡散シーケンスコードを使用してアクセスポイントに伝送する。R個のクライアント局の各々は、SUT期間中に、帯域幅の異なる部分を使用してアクセスポイントに伝送する。R個のクライアント局の各々は、SUT期間中の異なる時間にアクセスポイントに伝送する。アクセスポイントは、確認応答をR個のクライアント局に非重複の形で連続的に伝送する。
また他の特長では、上に記載のシステムおよび方法は、1つ以上のプロセッサによって実行されるコンピュータプログラムによって実施される。コンピュータプログラムは、メモリ、不揮発性データストレージ、および/または他の適切な有形の記憶媒体等を含むがこれに限定されない、コンピュータ可読媒体上に存在することができる。
本開示の適用性のさらなる範囲は、発明を実施するための形態、請求項および図面によって明らかとなるであろう。発明を実施するための形態および具体的な実施例は、説明のみを目的とし、本開示の範囲を限定することを意図しないということを理解されたい。
本開示は、発明を実施するための形態と添付の図面により、さらに完全に理解されよう。
アクセスポイント(AP)および1つ以上のクライアント局を含むWLANの機能ブロック図である。
レガシーのウィンドウおよび同時アップリンク伝送(SUT)ウィンドウを説明するタイミング図である。
アップリンクSUTパケットおよび確認応答を説明するタイミング図である。
例示的なAPの機能ブロック図である。
例示的なクライアント局の機能ブロック図である。
例示的なクライアント局の例示的な伝送パスの機能ブロック図である。
例示的なAPの例示的な受信パスの機能ブロック図である。
例示的なクライアント局を動作させるための例示的な方法の説明である。
例示的なAPを動作させるための例示的な方法の説明である。
高精細度テレビの機能ブロック図である。
車両制御システムの機能ブロック図である。
携帯電話の機能ブロック図である。
セットトップボックスの機能ブロック図である。
モバイル機器の機能ブロック図である。
以下の説明は、単に事実上例示的なものに過ぎず、本開示、その適用および使用をいかなる形によっても限定することを意図するものではない。明確さを目的として、図面において、類似の要素を特定するために、同一の参照番号が使用される。本明細書で使用される場合、A、BまたはCのうちの少なくとも1つという語句は、非排他的な論理和を用いた論理計算(logical)の(AまたはBまたはC)を意味するものと解釈されるべきである。方法におけるステップは、本開示の原理を変更しない範囲で、異なる順序で実行され得るということを理解されたい。
本明細書で使用される、モジュールという用語は、1つ以上のソフトウェアまたはファームウェアプログラム、組み合わせ論理回路、および/または記載の機能性を提供する他の適切な構成要素を実行するApplication Specific Integrated Circuit(ASIC)、電子回路、プロセッサ(共有、専用、または群)およびメモリ(共有、専用、または群)を指す。
本開示によれば、複数のクライアント局は、アクセスポイント(AP)にアップリンクデータを同時に伝送する(以下、同時アップリンク伝送(SUT))。これを達成するために、APは複数のアンテナを含み、クライアント局は1つ以上のアンテナを含み得る。
2つ以上のクライアント局が同時にAPにデータを伝送する場合、伝送は同期的または非同期的であり得る。同期伝送のタイミングはAPによって制御され得る。代替的に、伝送は1回のSUT期間の中で非同期であり得る。この手法は、単一のAPによって対応されるクライアント局の数の増加につながる。これはまた、経済上のおよびエンドユーザにとっての大いなる利点を提供する。単なる例であるが、この手法は直交波周波数分割多重方式(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)と併せて、または他の適切な変調方式と併せて使用され得る。
SUT期間中に、APは、SUT対応クライアント局から伝送信号の重畳を受信する。同期アップリンクOFDM伝送について、APは複数のアンテナを使用して、各SUT対応クライアント局からの個別の伝送信号を確実に分離し、検出する。APのアンテナの数の増加は、同時に検出され得る、SUT対応クライアント局の数を増加させる傾向があり得る。
非同期アップリンク伝送について、追加的な信号分離が必要とされ得る。非同期アップリンク伝送が使用される場合、APは、SUT対応クライアント局の各々に、以下のもののうちの1つ以上を割り当て得る。すなわち、各ユーザへの拡散シーケンス(すなわち、コード)、伝送するための帯域幅の異なる部分、および/または伝送のためのSUT期間中の時間の異なる部分である。
SUT対応クライアント局が、あるSUT期間の中で同時に伝送する場合、APの近くに位置するクライアント局の受信電力が、APから離れて位置する他のクライアント局よりも高い場合がある。電力調整を行わないと、電力レベルの変動が、さらに遠くにあるクライアント局の受信品質を低下させる傾向があり得る。本開示によれば、一実施形態において、APおよびクライアント局は、電力制御を使用して、クライアント局間の受信品質の均一性を向上させる。
SUT対応であるAPおよびクライアント局の実現には、APおよびクライアント局の適切な修正を必要とする。APおよびクライアント局は、レガシークライアント局との通信を可能にするために、依然としてIEEE §§ 802.11n/a/b/gと互換性があってもよい。SUT伝送(例えば、SUTフレーム)は、レガシークライアント局がSUTフレームを検出することができるようにするために、レガシークライアント局と関連するものと互換性のあるフォーマットを有してもよい。
APはまた、SUT対応クライアント局とAPとの間のSUT伝送がその間に行われる、保護されたSUT期間を指定してもよい。SUT期間中に、他のネットワーク機器はデータを伝送しないように指示される。単なる例であるが、SUT期間は、現在のWLAN仕様の種々の媒体アクセス制御(MAC)機構を使用して、APによって指定されてもよい。確認応答(ACK)は、SUT期間中にAPによって、データを伝送しているSUT対応クライアント局に伝送されてもよい。
前述のとおり、APは、クライアント局の伝送電力レベルを調整し得る。APは、例えば、関連付け、ネットワークエントリハンドシェイクの間、定期的に、事象ベース、または他の時に、APに関連するクライアント局に伝送電力レベルデータを送信し得る。
図1を参照すると、例示的な無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)10が示される。WLAN10は、アクセスポイント(AP)14を含む。AP14は、媒体アクセス制御(MAC)モジュール18、物理層(PHY)モジュール20、M個の送受信機22−1、22−2、…、22−M、およびM個のアンテナ24−1、24−2、…、24−M(集合的にアンテナ24)を含むネットワークインターフェース16を含み、Mは1より大きい整数である。
WLAN10は、T個のクライアント局26−1、26−2、…、26−T(集合的にクライアント局26)に関連し、Tは1より大きい整数である。T個のクライアント局26のうちR個はSUT対応であり、T個のクライアント局26の(T−R)個は、SUT対応でないレガシークライアント局であり得、RはT以下の整数である。
T個のクライアント局26はそれぞれ、MACモジュール28、PHYモジュール29、Pi送受信機30−1、30−2、…、30−PiおよびPiアンテナ32−1、32−2、…、32−Piを含むネットワークインターフェース27を含み得、Piはゼロより大きい整数であり、iはT個のクライアント局26のi番目に相当する。T個のクライアント局26はそれぞれ、異なる数の送受信機およびアンテナを有し得る。
図2および図3を参照すると、例示的なレガシーのウィンドウおよびSUTウィンドウが示される。レガシークライアント局は、レガシーのウィンドウ50、52の間に、AP14にデータを伝送するか、AP14からデータを受信してもよい。例えば、レガシーのウィンドウ50、52は、CSMAウィンドウであってもよい。
SUTウィンドウ54の間、複数のSUT対応のクライアント局(例えば、図2のクライアント局26−1、26−3、26−4)は、SUT期間の第1の部分中に、SUTデータ60−1、60−2、…、60−BをAP14に送信する。SUT期間の第2の部分中に、AP14は、SUT対応のクライアント局26−1、26−3、26−4に間隔を開けて確認応答を送信する。SUTウィンドウ54中、他のネットワーク機器(例えば、レガシークライアント局)はデータを伝送することができない。SUTウィンドウ54に充分な時間が、既存のWLAN仕様によって提供されるMAC機構を使用して、レガシークライアント局に用意される。
ねじれたACKが示されているが、ACKをSUT対応クライアント局に伝送する他の手法もある。例えば、ねじれたACKの替わりに、単一エンコードされたACKが伝送され得る。単一エンコードされたACKは、SUT対応であるクライアントによって解読が可能である。単なる例であるが、単一エンコードされたACKメッセージは、メッセージが正常に受信されたクライアント局の各々のMACアドレスを含み得る。
代替的に、ACKは、単一の集約されたパケット(フレーム)に集約され、特別にエンコードされ得る。集約されたフレームの各サブフレームは、ねじれたACKと類似した内容を持つ1つのACKを含む。
複数のACKは、同時ダウンリンク伝送(SDT)を使用して、ダウンリンクに同時に伝送され得る。言い換えると、各ACKメッセージに、APと各々のクライアント局との間のチャネルに作成された、異なるステアリング行列Wを乗じてもよい。複数のACKは、合計されてAPによって伝送され得る。APからのSDT伝送に関する追加的な詳細は、2008年7月xx日に出願された米国特許出願第xx/xxx,xxx(代理人整理番号MP2040)に記載されており、これは参照により本明細書に全体として組み込まれる。
図3において、アップリンクSUTデータ60−1、60−2、…、60−Bには、SUTウィンドウ54の間にデータを送信したSUT対応クライアント局26にAP14によって送信された、ある期間の確認応答(ACK)62−1、62−2、…、62−X(集合的にACK62)が続いてもよい。
図4を参照すると、例示的なAP14がMACモジュール18およびPHYモジュール20を含むように示される。MACモジュール18は、MACモジュール18の制御関連の動作を行う制御モジュール80を含む。制御モジュール80は、AP14およびクライアント局26の非同期モード動作を有効または無効にする、非同期モード制御モジュール82と通信する。非同期モード制御モジュール82は、SUT対応クライアント局のためのコンフィギュレーションデータを生成し、このコンフィギュレーションデータをSUT対応クライアント局に送信させる。APによって非同期モードが有効にされると、非同期モード制御モジュール82は、SUT対応クライアント局に、以下のもののうちの1つ以上を選択的に割り当て得る。すなわち、各ユーザのための拡散シーケンス(すなわち、コード)、伝送するための帯域幅の異なる部分、および/または伝送のためのSUT期間の中の時間の異なる部分である。非同期モード制御モジュール82はまた、AP14が複数のクライアント局から非同期信号を受信できるようにする。代わりに、SUT対応クライアント局は、クライアント側から事前構成または構成され得る。この場合、SUT対応クライアント局は、コンフィギュレーションデータをAP14に送信し得る。
制御モジュール80はまた、SUT対応クライアント局の伝送電力レベルの調整を図るクライアント局(CS)電力制御モジュール84と通信する。言い換えると、CS電力制御モジュール84は、SUT対応クライアント局の各々の受信電力レベルを測定し、SUT対応クライアント局のために1つ以上の伝送電力レベルを選択的に調整する。言い換えると、AP14は、AP14において各SUT対応クライアント局がほぼ同一の受信電力レベルを有するように、電力レベルを調整し得る。
制御モジュール80はまた、確認応答(ACK)生成モジュール86Aと通信する。CK生成モジュール86は、SUTデータを送信するSUT対応クライアント局の各々のためのACKを、SUT期間中に時間間隔を開けて生成する。
図5を参照すると、例示的なクライアント局が、MACモジュール28およびPHYモジュール29を含むように示される。MACモジュール28は、MACモジュール28の制御関連の動作を行う制御モジュール90を含む。制御モジュール90は、MACモジュール28またはPHYモジュール29の内部に実現され得る電力レベル調整モジュール92と通信する。電力レベル調整モジュール92は、AP14から伝送電力データを受信して、クライアント局の伝送電力レベルを適宜設定する。
制御モジュール90はまた、非同期モードで動作するようにクライアント局を構成する非同期モード構成モジュール94と通信する。例えば、非同期モード構成モジュール94は、所定の拡散シーケンス(すなわち、コード)、伝送するための所定の帯域幅の部分、および/または伝送のためのSUT期間の中の時間の所定の部分のうちの1つ以上を使用するように、クライアント局を選択的に構成する。
図6Aおよび図6Bを参照すると、クライアント局およびAPのための例示的な伝送パスおよび受信パスがそれぞれ示される。当業者であれば、前述の無線ネットワークを実現するためには、本明細書に記載のものに加え、多くの異なる手法が存在すること、ならびに前述のものは例にすぎないということを理解するであろう。図6Aでは、クライアント局の例示的な伝送パス100が示される。伝送パス100は、ビットストリームを受信するエンコーダモジュール110を含む。エンコーダモジュール110は、エンコードされたビットストリームを空間マッピングモジュール114に出力し、これは空間マッピングを行う。
空間マッピングモジュール114の出力物は、直交振幅変調(QAM)マッピングモジュール116−1、116−2、…、および116−Pi(集合的にQAMマッピングモジュール118)に入力され、これはQAMおよび直列/並列(S/P)変換を行う。QAMマッピングモジュール116は、逆高速フーリエ変換(IFFT)モジュール120−1、120−2、…、120−Pi(集合的にIFFTモジュール120)に入力されるOFDMトーンを出力する。IFFTモジュール120の出力物は、並列/直列(P/S)変換器およびサイクリックプリフィックスモジュール124−11、124−12、…、124−Pi(集合的にP/SおよびCPモジュール124)に入力される。P/SおよびCPモジュール124の出力物は、デジタル/アナログ変換器(DAC)128−1、128−2、…、および128−Pi(集合的にDAC128)に、次に伝送装置134−1、134−2、…、および134−Piおよび関連するPiアンテナに入力される。
図6Bでは、受信パス148は、アナログ/デジタル変換器(ADC)158−1、158−2、…、および158−M(集合的にADC158)と通信する受信器154−1、154−2、…154−M(集合的に受信器154)を備える。ADC158の出力物は、信号処理モジュール159−1、159−2、…、および159−W(集合的に信号処理モジュール159)に入力される。他の信号処理モジュール159−2、…、および159−Wは、他のクライアント局のために構成される。信号処理モジュール159は、クライアント局のうちの1つから信号を回収するために、MACモジュールによって構成されてもよい。
信号プロセッサ159−1は、時間/周波数同期化モジュール160を含み、これは周波数オフセットを予測して矯正し、クライアント局のうちの1つのためにシンボルタイミングを取り出す。時間/周波数同期化モジュール160の出力物は、サイクリックプリフィックス(CP)および直列/並列(S/P)変換モジュール164−1、164−2、…、および164−M(集合的にCPおよびS/Pモジュール164)に入力される。CPおよびS/Pモジュール164の出力物は、高速フーリエ変換モジュール166−1、166−2、…、および166−M(集合的にFFT166)に入力され、これはFFTを行う。FFTモジュール166の出力物は、空間デマッピングモジュール170に入力され、これは空間デマッピングを行う。空間デマッピングモジュール170の出力物は、デコーダ174に入力される。
図7Aを参照すると、クライアント局(例えば、図5のクライアント局)を動作させるための方法200が示される。制御は、ステップ204から開始される。ステップ208では、制御は、APからのデータに基づいて伝送電力レベルを調整する。電力レベルは、クライアント局がAPと関連した時に定期的な間隔で、および/または特定の事象が発生した時に、最初に調整することができる。図7Aでは、電力は最初に調整される。
例えば、電力レベルは、定期的な間隔で調査されてもよい。電力レベルがほぼ同一のままである場合(例えば、初期値の所定の範囲内)、電力レベルの調査のための時間間隔を増大させうる。この状況は、デスクトップコンピュータ等のあまり頻繁に移動しないクライアント局と一致する。反対に、電力レベルがより変化する場合、電力レベルの調査のための時間間隔を低減することができる。この状況は、移動するノートパソコン等のクライアント局と一致する。事象に基づいた電力レベル調整も行われ得る。
ステップ212では、クライアント局は、同期伝送が有効となっているかどうか判定する。ステップ212が真である場合、(SUT対応である)クライアント局は、APからのタイミングデータに基づいて、SUT期間中に同期的に伝送する。そうでない場合、クライアント局は、帯域幅割り当て、時間割り当ておよび/またはコード割り当てのうちの少なくとも1つを使用して、SUT期間中にAPに非同期的に伝送する。クライアント局は、APによって、ユーザによって、またはプリセットで設定され得る。
制御は、ステップ220において、クライアント局からAPに送信される準備ができているデータがあるかどうか判断する。ステップ220が真である場合、制御は、上記のステップ224に記載の設定に基づいてデータを送信する。データの送信後、クライアント局は、ステップ226でACKが受信されたかどうか判定する。ステップ226が真である場合、制御はステップ220に戻る。ステップ226が偽である場合、クライアント局はステップ228において再伝送してもよく、次に制御はステップ226に戻る。
図7Bを参照すると、AP(例えばAP14)を動作させるための方法240がさらに詳細に示される。制御は、ステップ244から開始される。ステップ248では、APは、必要に応じて、レガシークライアント局からSUT期間を予約する。ステップ252では、APは、対応する受信電力レベルに基づいて互いに関連するクライアント局の電力レベルを調整する。ステップ260では、APは、同期伝送が使用されるかどうか判断する。ステップ260が真である場合、APはSUT対応クライアント局を、SUT期間中に同期的に伝送させる。
代わりに非同期伝送が使用される場合、APは、帯域幅割り当て、時間割り当ておよびコード割り当てのうちの少なくとも1つを使用して、SUT対応クライアント局を、ステップ266においてSUT期間中に非同期的に伝送させる。ステップ268では、制御は、SUTデータがSUT期間中に受信されたかどうか判断する。ステップ268が真である場合、APは、前述のとおり、ステップ272においてSUT対応クライアント局にACKを送信する。制御は、ステップ276で終了する。
本開示は、アップリンク伝送の効率を改善するために、いくつかの理念を使用する。本開示によれば、複数のクライアント局がAPに同期的に伝送し得る。クライアント局は、同期的または非同期的のどちらかで伝送することができる。非同期伝送が使用される場合、クライアント局およびAPは、帯域幅割り当て、時間割り当て、および/またはコード割り当ての使用を通じて、信号を分離する能力を高め得る。一実施形態では、本開示はまた、クライアント局間の受信の最小量を確保するために、クライアント局間にSUTと併せて電力制御を採用する。加えて、一実施形態では、本開示は、レガシークライアント局が伝送から遮断される期間である、保護されたSUT期間を採用する。
図8A〜図8Eを参照すると、本開示の教示を組み込んだ種々の例示的な実施形態が示される。前述のAPのSUT対応ネットワークインターフェースまたはクライアント局は、他のデバイスと統合することができる。いくつかの例示的なデバイスを以下に記載する。
図8Aを参照すると、本開示の教示は、高精細度テレビ(HDTV)937の無線ネットワークインターフェースにおいて実現することができる。HDTV937は、HDTV制御モジュール938、ディスプレイ939、電力供給装置940、メモリ941、記憶装置942、ネットワークインターフェース943、および外部インターフェース945を含む。ネットワークインターフェース943が無線ローカルエリアネットワークインターフェースを含む場合、アンテナ(図示せず)を含み得る。
HDTV937は、ネットワークインターフェース943および/または外部インターフェース945から入力信号を受信することができ、これはケーブル、ブロードバンドインターネット、および/または衛星を介して送信および受信することができる。HDTV制御モジュール938は、エンコーディング、デコーディング、フィルタリング、および/またはフォーマッティングを含む信号を処理し、出力信号を生成し得る。出力信号は、ディスプレイ939、メモリ941、記憶装置942、ネットワークインターフェース943、および外部インターフェース945のうちの1つ以上に伝達され得る。
メモリ941は、ランダムアクセスメモリ(RAM)および/または不揮発性メモリを含み得る。不揮発性メモリは、フラッシュメモリ(NANDおよびNORフラッシュメモリを含む)、相変化メモリ、磁気RAM、および各メモリセルが2つ以上のステートを有するマルチステートメモリ等の任意の適切な種類の半導体メモリまたはソリッドステートメモリを含み得る。記憶装置942は、DVDドライブ等の光学記憶ドライブ、および/またはハードディスクドライブ(HDD)を含み得る。HDTV制御モジュール938は、ネットワークインターフェース943および/または外部インターフェース945を介して外部と通信する。電力供給装置940は、HDTV937の構成要素に電力を提供する。
図8Bを参照すると、本開示の教示は、車両946の無線ネットワークインターフェースにおいて実現され得る。車両946は、車両制御システム947、電力供給装置948、メモリ949、記憶装置950、およびネットワークインターフェース952を含み得る。ネットワークインターフェース952が無線ローカルエリアネットワークインターフェースを含む場合、アンテナ(図示せず)を含み得る。車両制御システム947は、パワートレイン制御システム、車体制御システム、エンターテイメント制御システム、アンチロックブレーキングシステム(ABS)、ナビゲーションシステム、テレマティックスシステム、車線逸脱システム、適応走行制御システム等であってもよい。
車両制御システム947は、1つ以上のセンサ954と通信し、1つ以上の出力信号956を出力し得る。センサ954は、温度センサ、加速度センサ、圧力センサ、回転センサ、気流センサ等を含み得る。出力信号956は、エンジン操作パラメータ、トランスミッション操作パラメータ、サスペンションパラメータ、ブレーキパラメータ等を制御し得る。
電力供給装置948は、車両946の構成要素に電力を提供する。車両制御システム947は、データをメモリ949および/または記憶装置950に記憶し得る。メモリ949は、ランダムアクセスメモリ(RAM)および/または不揮発性メモリを含み得る。不揮発性メモリは、フラッシュメモリ(NANDおよびNORフラッシュメモリを含む)、相変化メモリ、磁気RAM、および各メモリセルが2つ以上のステートを有するマルチステートメモリ等の任意の適切な種類の半導体メモリまたはソリッドステートメモリを含み得る。記憶装置950は、DVDドライブ等の光学記憶ドライブ、および/またはハードディスクドライブ(HDD)を含み得る。車両制御システム947は、ネットワークインターフェース952を使用して外部と通信し得る。
図8Cを参照すると、本開示の教示は、携帯電話958の無線ネットワークインターフェースにおいて実現することができる。携帯電話958は、電話制御モジュール960、電力供給装置962、メモリ964、記憶装置966、およびセルラーネットワークインターフェース967を含む。携帯電話958は、ネットワークインターフェース968、マイク970、スピーカおよび/または出力ジャック等の音声出力972、ディスプレイ974およびキーパッドおよび/またはポインティングデバイス等のユーザ入力デバイス976を含み得る。ネットワークインターフェース968が無線ローカルエリアネットワークインターフェースを含む場合、アンテナ(図示せず)が含まれてもよい。
電話制御モジュール960は、セルラーネットワークインターフェース967、ネットワークインターフェース968、マイク970、および/またはユーザ入力デバイス976から入力信号を受信し得る。電話制御モジュール960は、エンコーディング、デコーディング、フィルタリング、および/またはフォーマッティングを含む信号を処理し、出力信号を生成し得る。出力信号は、メモリ964、記憶装置966、セルラーネットワークインターフェース967、ネットワークインターフェース968、音声出力972のうちの1つ以上に伝達され得る。
メモリ964は、ランダムアクセスメモリ(RAM)および/または不揮発性メモリを含み得る。不揮発性メモリは、フラッシュメモリ(NANDおよびNORフラッシュメモリを含む)、相変化メモリ、磁気RAM、および各メモリセルが2つ以上のステートを有するマルチステートメモリ等の任意の適切な種類の半導体メモリまたはソリッドステートメモリを含み得る。記憶装置966は、DVDドライブ等の光学記憶ドライブ、および/またはハードディスクドライブ(HDD)を含み得る。電力供給装置962は、携帯電話958の構成要素に電力を提供する。
図8Dを参照すると、本開示の教示は、セットトップボックス978の無線ネットワークインターフェースにおいて実現することができる。セットトップボックス978は、セットトップ制御モジュール980、ディスプレイ981、電力供給装置982、メモリ983、記憶装置984、およびネットワークインターフェース985を含む。ネットワークインターフェース985が無線ローカルエリアネットワークインターフェースを含む場合、アンテナ(図示せず)が含まれてもよい。
セットトップ制御モジュール980は、ネットワークインターフェース985および外部インターフェース987から入力信号を受信してもよく、これはケーブル、ブロードバンドインターネット、および/または衛星を介してデータを送信および受信することができる。セットトップ制御モジュール980は、エンコーディング、デコーディング、フィルタリング、および/またはフォーマッティングを含む、信号の処理を行い、出力信号を生成し得る。出力信号は、標準および/または高解像度方式の音声および/またはビデオ信号を含み得る。出力信号は、ネットワークインターフェース985および/またはディスプレイ981に伝達されてもよい。ディスプレイ981は、テレビ、プロジェクタ、および/またはモニタを含み得る。
電力供給装置982は、セットトップボックス978の構成要素に電力を提供する。メモリ983は、ランダムアクセスメモリ(RAM)および/または不揮発性メモリを含み得る。不揮発性メモリは、フラッシュメモリ(NANDおよびNORフラッシュメモリを含む)、相変化メモリ、磁気RAM、および各メモリセルが2つ以上のステートを有するマルチステートメモリ等の、任意の適切な種類の半導体メモリまたはソリッドステートメモリを含み得る。記憶装置984は、DVDドライブ等の光学記憶ドライブ、および/またはハードディスクドライブ(HDD)を含み得る。
図8Eを参照すると、本開示の教示は、モバイル機器989の無線ネットワークインターフェースにおいて実現することができる。モバイル機器989は、モバイル機器制御モジュール990、電力供給装置991、メモリ992、記憶装置993、ネットワークインターフェース994、および外部インターフェース999を含み得る。ネットワークインターフェース994が、無線ローカルエリアネットワークインターフェースを含む場合、アンテナ(図示せず)が含まれてもよい。
モバイル機器制御モジュール990は、ネットワークインターフェース994および/または外部インターフェース999から、入力信号を受信してもよい。外部インターフェース999は、USB、赤外線、および/またはイーサネット(登録商標)を含み得る。入力信号は、圧縮音声および/またはビデオを含み得、MP3形式に準拠してもよい。また、モバイル機器制御モジュール990は、キーパッド、タッチパッド、または個別ボタン等のユーザ入力996から入力物を受信してもよい。モバイル機器制御モジュール990は、エンコーディング、デコーディング、フィルタリング、および/またはフォーマッティングを含む入力信号を処理し、出力信号を生成してもよい。
モバイル機器制御モジュール990は、音声出力997に音声信号を、ディスプレイ998にビデオ信号を出力してもよい。音声出力997は、スピーカおよび/または出力ジャックを含み得る。ディスプレイ998は、グラフィカルユーザインターフェースを表示し得、これは、メニュー、アイコン等を含み得る。電力供給装置991は、モバイル機器989の構成要素に電力を提供する。メモリ992は、ランダムアクセスメモリ(RAM)および/または不揮発性メモリを含み得る。
不揮発性メモリは、フラッシュメモリ(NANDおよびNORフラッシュメモリを含む)、相変化メモリ、磁気RAM、および各メモリセルが2つ以上のステートを有するマルチステートメモリ等の、任意の適切な種類の半導体メモリまたはソリッドステートメモリを含み得る。記憶装置993は、DVDドライブ等の光学記憶ドライブ、および/またはハードディスクドライブ(HDD)を含み得る。モバイル機器は、携帯情報端末、メディアプレイヤー、ノートパソコン、ゲーム機、または他のモバイルコンピュータデバイスを含み得る。
当業者は、前述の説明から、本開示の広範囲な教示が種々の形式で実現されることが可能であることを理解することができる。したがって、本開示は特定の実施例を含むが、他の変形例が図面、明細書、および以下の請求項により明白となるため、本開示の真の範囲は限定されるべきでない。

Claims (18)

  1. 無線ネットワークであって、
    同時アップリンク伝送データ(SUTデータ)をそれぞれ生成するR個のクライアント局であって、Rは1より大きい整数である、R個のクライアント局と、
    SUT期間中に前記R個のクライアント局の各々からSUTデータを受信し、前記SUT期間中に前記R個のクライアント局に単一の確認応答を伝送するアクセスポイント(AP)とを備え
    前記単一の確認応答は、
    前記R個のクライアント局によって解読可能であり、前記SUTデータが正常に受信された前記R個のクライアント局のそれぞれのMACアドレスを含むエンコードされた確認応答、
    前記R個のクライアント局の複数の確認応答を含み、集約およびエンコードされた確認応答、または、
    前記APと前記R個のクライアントのそれぞれとの間のチャネルに作成された異なるステアリング行列によって乗じられた複数の確認応答の合計を含む、無線ネットワーク。
  2. 前記R個のクライアント局は、前記SUT期間中に、前記SUTデータを前記APに同期的に伝送する、請求項1に記載の無線ネットワーク。
  3. 前記APは、前記APによって受信された、対応する伝送電力レベルに基づいて、前記R個のクライアント局のうちの1つ以上の伝送電力レベルを調整する、請求項1または請求項2に記載の無線ネットワーク。
  4. 前記伝送電力レベルが初期値の予め定められた範囲内である場合、前記伝送電力レベルの調査のための時間間隔を増大させ、前記伝送電力レベルが頻繁に変化する場合、前記時間間隔を低減させる、請求項3に記載の無線ネットワーク。
  5. SUT対応でないD個のレガシークライアント局をさらに備える、請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の無線ネットワーク。
  6. 前記APは、前記SUT期間中に前記D個のクライアント局が伝送することを妨げる、請求項に記載の無線ネットワーク。
  7. 前記R個のクライアント局は、前記SUT期間中に、SUTデータを前記APに非同期的に伝送する、請求項1から請求項6のいずれか1つに記載の無線ネットワーク。
  8. R個のクライアント局はそれぞれ、異なる拡散シーケンスコードを使用して、または前記R個のクライアント局の中の他のクライアント局とは異なる帯域幅の部分を使用して、前記SUT期間中に、前記SUTデータを前記APに伝送する、請求項に記載の無線ネットワーク。
  9. 前記R個のクライアント局はそれぞれ、前記SUT期間中に、帯域幅の異なる部分を使用して、前記SUTデータを前記APに伝送する、請求項に記載の無線ネットワーク。
  10. 前記R個のクライアント局はそれぞれ、前記SUT期間中の異なる時間に、前記SUTデータを前記APに伝送する、請求項に記載の無線ネットワーク。
  11. クライアント局であって、
    物理層モジュール(PHYモジュール)と、
    前記PHYモジュールと通信し、かつSUT期間中に、アクセスポイント(AP)に同時アップリンク伝送データ(SUTデータ)を伝送する、媒体アクセス制御(MAC)モジュールと、を備え、
    前記APに関連する他のクライアント局は、前記SUT期間中に、他のSUTデータを前記APに伝送し、
    前記クライアント局と他のクライアント局とは、前記APから単一の確認応答を受信し、
    前記単一の確認応答は、
    前記クライアント局と前記他のクライアント局によって解読可能であり、前記SUTデータが正常に受信されたクライアント局のそれぞれのMACアドレスを含むエンコードされた確認応答、
    前記クライアント局および前記他のクライアント局のそれぞれの確認応答を含み、集約およびエンコードされた確認応答、または、
    前記APとそれぞれのクライアント局との間のチャネルに作成された異なるステアリング行列によって乗じられた複数の確認応答の合計を含む、クライアント局。
  12. 前記クライアント局は、前記他のクライアント局からの前記他のSUTデータの伝送と同期的に、前記SUTデータを伝送する、請求項11に記載のクライアント局。
  13. 前記APから受信したデータに基づいて、前記クライアント局の伝送電力レベルを調整する、電力レベル調整モジュールをさらに備える、請求項11または請求項12に記載のクライアント局。
  14. 前記伝送電力レベルが初期値の予め定められた範囲内である場合、前記伝送電力レベルの調査のための時間間隔を増大させ、前記伝送電力レベルが頻繁に変化する場合、前記時間間隔を低減させる、請求項13に記載のクライアント局。
  15. 前記クライアント局は、前記SUT期間中に、前記他のクライアント局と非同期的に伝送する、請求項11から請求項14のいずれか1つに記載のクライアント局。
  16. 前記クライアント局は、前記他のクライアント局とは異なる拡散シーケンスコードを使用して、または前記他のクライアント局とは異なる帯域幅の部分を使用して、前記SUT期間中に、伝送する、請求項15に記載のクライアント局。
  17. 前記クライアント局は、前記SUT期間中に、前記他のクライアント局とは異なる帯域幅の部分を使用して伝送する、請求項15に記載のクライアント局。
  18. 前記クライアント局は、前記SUT期間中に、前記他のクライアント局とは異なる時間に伝送する、請求項15に記載のクライアント局。
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