JP5315546B2 - 方法およびシステム - Google Patents

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関連出願

本願は、米国特許出願第１２／４１０，８８３号（出願日：２００９年３月２５日）の一部継続出願である。当該出願の内容は全て、参照により本願に組み込まれる。本願はさらに、米国特許仮出願第６１／０７８，９５２号（出願日：２００８年７月８日）に基づく優先権を主張する。当該仮出願の内容は全て、参照により本願に組み込まれる。米国特許仮出願第６１／０４３，３８４号（出願日：２００８年４月８日）、米国特許仮出願第６１／０４４，８１６号（出願日：２００８年４月１４日）、および、米国特許仮出願第６１／０７６，４５３号（出願日：２００８年６月２７日）もまた、本願に関連し、参照により本願に組み込まれる。

本特許文献に記載されている技術は、概して広帯域無線通信に関し、具体的には物理層フレーム形式に関する。

コンピュータ関連技術の進歩は続く一方で、高データレート（例えば、１Ｇｂｐｓ以上）での無線通信に対する関心および需要が高まっている。このような高データレート通信は多くの場合、広帯域幅を利用して実現される。例えば、Ｇｂｐｓレベルのデータレートに到達するには、数百ＭＨｚ帯域幅または数ＧＨｚ帯域幅を利用することが多い。このように広い帯域幅は、ライセンスされていない６０ＧＨｚ帯域等の高キャリア周波数付近で利用可能である。図１は、６０ＧＨｚ周波数チャネルプラン３０の一例を示す図である。６０ＧＨｚ周波数チャネルプラン３０は、約２ＧＨｚのチャネル３２を４つ設定し、各チャネルの中心周波数は６０ＧＨｚ近傍である。広帯域幅チャネルは、データレートの高速化が可能となるが、狭い範囲内（例えば、１０メートル未満）であっても、遅延分散（遅延拡散）に影響されやすいことが多い。

無線通信は多岐にわたる利用分野で活用し得る。二大利用分野としては、高速データレート遠距離通信および低速／中速データレート短距離通信が挙げられる。利用分野毎に長所および短所がある。

高速データレート遠距離通信の場合、データレートは高くなるが、システムでの遅延拡散が大きくなってしまう可能性がある。遅延拡散が大きくなると、送信器および受信器が複雑になると共に電力要件が増してしまう。このように回路が複雑化すると近距離用装置に比べて空間要件も増す傾向があり、電力需要が高くなるので、電池装置ではなく、コンセント差込式の電気装置を利用する方が適切となる。対照的に、低速／中速データレート近距離通信は、遅延分散が小さく且つ電力要件の低いＬＯＳ（Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｓｉｇｈｔ：見通し距離）通信であってよい。低速／中速データレート近距離通信は、複雑性の低いハンドヘルド携帯無線システムでより容易に実行し得るが、消費電力の影響を受けやすいことが多い。

図２Ａおよび図２Ｂはそれぞれ、シングルキャリア送信器４０およびシングルキャリア受信器５０を示すブロック図である。図２Ａに示すように、エンコーダ４２が入力データ４４を受信して、送信用に当該データをエンコードする。エンコーダ４２の出力は、シングルキャリア変調器４６に伝播される。シングルキャリア変調器４６は、アンテナ４８で送信されるように、エンコードされたデータを１つのキャリアに組み込む。図２Ｂに示すように、受信器５０は、アンテナ５２を介してシングルキャリア無線信号を受信して、シングルキャリア復調器５４に受信した信号を伝播する。シングルキャリア復調器５４は、受信したシングルキャリア信号からデータを取り出して、取り出したデータをデコーダ５６に渡す。デコーダ５６は、取り出されたデータをデコードして、デコードされたデータ５８を後段の回路で利用可能な状態にする。

図３Ａおよび図３Ｂはそれぞれ、マルチキャリア送信器６０およびマルチキャリア受信器７０を示すブロック図である。図３Ａに示すように、エンコーダ６２は、入力データ６４を受信して、送信用に当該データをエンコードする。エンコーダ６２の出力はマルチキャリア変調器６６に伝播される。マルチキャリア変調器６６は、アンテナ６８で送信されるように、エンコードされたデータを複数のキャリアに組み込む。図３Ｂに示すように、受信器７０は、アンテナ７２を介してマルチキャリア無線信号を受信して、マルチキャリア復調器７４に受信した信号を伝播する。マルチキャリア復調器７４は、受信したマルチキャリア信号からデータを取り出して、取り出したデータをデコーダ７６に渡す。デコーダ７６は、取り出されたデータをデコードして、デコードされたデータ７８を後段の回路で利用可能な状態にする。

データ変調方式は、利用分野に応じて相性の程度が異なる傾向がある。例えば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式は、周波数ドメインでのチャネル等化が容易であるために遅延が大きいチャネルでも高速データレートを維持するのに適したマルチキャリア多重化方式である。このため、ＯＦＤＭ方式は、遅延拡散が大きいチャネルでも比較的容易に等化を実行でき、長距離化を可能とし、必要な高速データレートを可能とするので、上述した利用分野のうち高速データレート遠距離通信との相性が良い。

しかし、ＯＦＤＭ方式の短所として、ハードウェアが相対的に複雑であり、電力効率が低い点が挙げられる。６０ＧＨｚ等の高周波キャリア周波数の広帯域システムでは、送信器の電力増幅器（ＰＡ）の効率および受信器のアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）のビット幅が工学設計上の課題となる。また、ＯＦＤＭ方式では、送信信号および受信信号の波形においてピーク値対平均値比（ＰＡＰＲ）が高くなるので、電力増幅器およびアナログデジタルコンバータにおいて動作点用のヘッドルームを大きくする必要があり、電力増幅器の効率が低下し、アナログデジタルコンバータの設計がより複雑になる原因となり得る。

尚、「マルチキャリア（ＭＣ）変調」および「ＯＦＤＭ変調」という用語は、本明細書の全体にわたって使用されるが、多くの場合は置き換えが可能であることに留意されたい。このため、ＯＦＤＭ方式を説明している場合は、ほかのマルチキャリア変調技術を利用するとしてもよい。同様に、マルチキャリア変調と言った場合、ＯＦＤＭ方式を含む。

図４Ａおよび図４Ｂはそれぞれ、ＯＦＤＭ送信器８０およびＯＦＤＭ受信器９０を示すブロック図である。図４Ａに示すように、エンコーダ８２が入力データ８４を受信して、送信用に当該データをエンコードする。エンコーダ８２の出力は、ＯＦＤＭ変調器８６に伝播される。ＯＦＤＭ変調器８６は、アンテナ８８で送信されるように、エンコードされたデータを複数のキャリアに組み込む。図４Ｂに示すように、受信器９０は、アンテナ９２を介してＯＦＤＭ無線信号を受信して、ＯＦＤＭ復調器９４に受信した信号を伝播する。ＭＣ復調器９４は、受信したＯＦＤＭ信号からデータを取り出して、取り出したデータをデコーダ９６に渡す。デコーダ９６は、取り出されたデータをデコードして、デコードされたデータ９８を後段の回路で利用可能な状態にする。

低速データレートが必要となるＬＯＳチャネル等の場合は、時間ドメイン等化器を利用するシングルキャリア（ＳＣ）変調で十分なことが多い。シングルキャリアシステムでは、ハードウェアが単純であると共に、電力要件が低く、送信電力効率が高いとしてよい。シングルキャリア変調は、エンベロープが一定で、および／または、ピーク値対平均値比が低く、電力増幅器およびアナログデジタルコンバータの設計要件が緩和されるとしてよい。しかし、シングルキャリアシステムは通常、遅延拡散が大きいチャネルについては複雑な等化器が必要となり、高速データレート転送が可能な範囲が実質的に制限されてしまう。

本教示内容に応じたシステムおよび方法は、シングルキャリア信号またはマルチキャリア信号であるペイロード部分およびシングルキャリア信号であるプリアンブル部分を有する受信信号を処理するべくプロセッサで実施される方法を提供する。当該システムおよび方法は、第１のサンプリングレートで、チャネル推定シーケンス（ＣＥＳ）を含む、受信信号のプリアンブル部分を受信する段階と、受信信号のプリアンブル部分のチャネル推定シーケンス（ＣＥＳ）に基づき、受信信号のペイロード部分がシングルキャリア信号またはマルチキャリア信号のいずれであるかを検出する段階とを備えるとしてよい。受信信号のペイロード部分を第１のサンプリングレートで受信して、受信信号のペイロード部分がシングルキャリア信号である場合には、シングルキャリアモードで復調するとしてよく、受信信号のペイロード部分がマルチキャリア信号である場合には、マルチキャリアモードで復調するとしてよい。復調された受信信号のペイロード部分から得られるデータをコンピュータ可読メモリに格納するとしてよい。チャネル推定シーケンス（ＣＥＳ）に第１の拡散信号が含まれている場合に、受信信号のペイロード部分がシングルキャリア信号であると判断し、チャネル推定シーケンス（ＣＥＳ）に第２の拡散信号が含まれている場合に、受信信号のペイロード部分がマルチルキャリア信号であると判断する。第１のサンプリングレートがマルチキャリアモードのサンプリングレートであり、かつ、ペイロード部分がシングルキャリア信号であるならば、第１のサンプリングレートの受信信号のペイロード部分は、シングルキャリアモードで復調され、第１のサンプリングレートがシングルキャリアモードのサンプリングレートであり、かつ、ペイロード部分がマルチキャリア信号であるならば、第１のサンプリングレートの受信信号のペイロード部分は、マルチキャリアモードで復調される。

別の例を挙げると、シングルキャリア信号またはマルチキャリア信号であるペイロード部分およびシングルキャリア信号であるプリアンブル部分を有する信号を送信するシステムであって、送信される信号のうち少なくともプリアンブル部分を変調するシングルキャリア変調器と、システムがマルチキャリアモードである場合に、送信される信号のペイロード部分をマルチキャリア信号として変調するマルチキャリア変調器とを備えるシステムが提供されるとしてよい。当該システムはさらに、シングルキャリア変調器の出力およびマルチキャリア変調器の出力に共通サンプリングレートを適用するクロックを備えるとしてよい。また、プリアンブル部分はチャネル推定シーケンス（ＣＥＳ）を有し、送信される信号のペイロード部分がシングルキャリア信号である場合に、第１の拡散信号をチャネル推定シーケンス（ＣＥＳ）に含め、送信される信号のペイロード部分がマルチルキャリア信号である場合に、第２の拡散信号をチャネル推定シーケンス（ＣＥＳ）に含める。

さらに別の例を挙げると、シングルキャリア信号またはマルチキャリア信号であるペイロード部分およびシングルキャリア信号であるプリアンブル部分を有する受信信号を処理するシステムであって、第１のサンプリングレートで受信信号のプリアンブル部分を受信して、受信信号のプリアンブル部分に基づき、受信信号のペイロード部分がシングルキャリア信号またはマルチキャリア信号のいずれであるかを検出する信号伝達部分分析部を備えるシステムが提供されるとしてよい。当該システムはさらに、第１のサンプリングレートで受信された受信信号のペイロード部分がシングルキャリア信号である場合には、第１のサンプリングレートで受信信号のペイロード部分を受信して、シングルキャリアモードで受信信号のペイロード部分を復調し、第１のサンプリングレートで受信された受信信号のペイロード部分がマルチキャリア信号である場合には、受信信号のペイロード部分をマルチキャリアモードで復調し、第１のサンプリングレートがマルチキャリアモードであり、かつ、第１のサンプリングレートで受信されたペイロード部分がシングルキャリア信号であるならば、第１のサンプリングレートの受信信号のペイロード部分を、シングルキャリアモードで復調し、第１のサンプリングレートがシングルキャリアモードであり、かつ、第１のサンプリングレートで受信されたペイロード部分がマルチキャリア信号であるならば、第１のサンプリングレートの受信信号のペイロード部分を、マルチキャリアモードで復調する復調器を備えるとしてよい。当該システムはさらに、復調された受信信号のペイロード部分から得られるデータを格納するコンピュータ可読メモリを備えるとしてよい。また、受信信号のプリアンブル部分は、チャネル推定シーケンス（ＣＥＳ）を含み、信号伝達部分分析部は、チャネル推定シーケンス（ＣＥＳ）に第１の拡散信号が含まれる場合に、受信信号のペイロード部分がシングルキャリア信号であると判断し、信号伝達部分分析部は、チャネル推定シーケンス（ＣＥＳ）に第２の拡散信号が含まれる場合に、受信信号のペイロード部分がマルチルキャリア信号であると判断する。

６０ＧＨｚ周波数チャネルプランの一例を示す図である。

シングルキャリア送信器を示すブロック図である。 シングルキャリア受信器を示すブロック図である。

マルチキャリア送信器を示すブロック図である。 マルチキャリア受信器を示すブロック図である。

ＯＦＤＭマルチキャリア送信器を示すブロック図である。 ＯＦＤＭマルチキャリア受信器を示すブロック図である。

シングルキャリア送信器を示すブロック図である。 デュアルモード送信器を示すブロック図である。

シングルキャリア受信器を示すブロック図である。 パケット同期装置／ヘッダデコーダを有するマルチキャリア受信器を示すブロック図である。

パケット同期装置／ヘッダデコーダを有するデュアルモード受信器を示すブロック図である。 別のデュアルモード受信器を示すブロック図である。

ＩＥＥＥ８０２．１５．３ｃのＭＡＣのスーパーフレーム構造を示す図である。

シングルキャリア変調パケットを示す図である。

ＯＦＤＭマルチキャリア変調パケットを示す図である。

ＯＦＤＭチャネル推定シーケンスを含むＯＦＤＭマルチキャリア変調パケットを示す図である。

共通シングルキャリアプリアンブルを示す図である。

キャリアカバーシーケンスに基づくペイロード送信モードの検出を説明するためのフローチャートである。

キャリア拡散シーケンスに基づくペイロード送信モードの検出を説明するためのフローチャートである。

共通シングルキャリアヘッダを示す図である。

共通シングルキャリアヘッダにＯＦＤＭチャネル推定シーケンスおよびヘッダテイルを含むＯＦＤＭマルチキャリア変調パケットを示す図である。

ＯＦＤＭクロックのサンプリングレートがシングルキャリアクロックの１．５倍である場合のサンプリングタイミングを示す図である。

ＯＦＤＭクロックのサンプリングレートがシングルキャリアクロックの２倍である場合のサンプリングタイミングを示す図である。

受信信号のシングルキャリア部分とマルチキャリア部分との間でコヒーレントなスペクトルを維持するための送信器構成を示す図である。

シングルキャリアチャネル推定シーケンスを含まないＯＦＤＭチャネル推定シーケンスを含むＯＦＤＭマルチキャリア変調パケットを示す図である。

シングルキャリア部分およびマルチキャリア部分のどちらでも同じレートでサンプリングされるＯＦＤＭマルチキャリア変調パケットを示す図である。

ＳＣ部分およびＭＣ部分のどちらでも同じレートでサンプリングされるＯＦＤＭマルチキャリアパケットの共通プリアンブル部分を示す図である。

ＯＦＤＭチャネル推定シーケンスがＭＣ部分の最初に含まれており、ＳＣ部分およびＭＣ部分のどちらにおいても同じレートでサンプリングされるＯＦＤＭマルチキャリアパケットを示す図である。

共通ＳＣ／ＯＦＤＭサンプリングレートで送信されるシングルキャリアパケットを示す図である。

送信モードによって決まるヘッダを含む共通ＳＣ／ＯＦＤＭサンプリングレートで送信されるデータパケットを示す図である。

共通ＳＣ／ＯＦＤＭサンプリングレートでデータパケットを送信するデュアルモード送信器を示す図である。

シングルキャリアヘッダを含むシングルキャリア変調パケットを示す図である。 ＯＦＤＭチャネル推定シーケンスを含むＯＦＤＭヘッダを有するＯＦＤＭマルチキャリア変調パケットを示す図である。

受信した受信信号の信号伝達部分に基づきシングルキャリアモード信号またはマルチキャリアモード信号をデコードする処理を説明するためのフローチャートである。

信号のシングルキャリア信号伝達部分を送信した後にシングルキャリアペイロードまたはマルチキャリアペイロードを送信する方法を説明するためのフローチャートである。

信号のシングルキャリア信号伝達部分を送信した後に共通シングルキャリア／マルチキャリアサンプリングレートでシングルキャリアペイロードまたはマルチキャリアペイロードを送信する方法を説明するためのフローチャートである。

本発明の実施例を示す図である。

用途に応じて、無線ネットワークには少なくとも三種類の広帯域装置があると考えられる。（１）単純なハンドヘルド近距離低電力装置を始めとするＳＣ限定装置、（２）遠距離および高速データレートを目的とし、ＳＣ限定装置ほどは電力および複雑度の影響をうけないＭＣ限定装置、および、（３）シングルキャリア変調およびマルチキャリア変調の両方を活用して、シングルキャリア装置およびマルチキャリア装置の両方に対して制御または通信を行うデュアルモード装置の３つである。このようなさまざまな種類の装置が共存することは、装置同士が互いに通信できない場合、例えば、ＳＣ限定装置はＭＣ限定装置と通信できないがこの場合に特に、さまざまな問題を引き起こす可能性がある。

このような通信に関する問題を軽減するべく、３種類全ての装置が用いる物理層について共通プリアンブル／ヘッダフレーム形式を利用するとしてよい。この共通形式を利用することで、どの種類の装置であっても全てのパケットのプリアンブル／ヘッダを理解し得る。このため、送信コンフリクトを発生させることなくネットワークトラフィックを良好に制御することができるようになる。また、どの装置も（デュアルモード装置も含む）受信器に必要なシングルキャリア検知、同期、ヘッダデコード、または、チャネル推定を行う機構は１つのみとなるので、ハードウェアを簡略化し得る。共通プリアンブルおよびヘッダは、シングルキャリア変調パケットおよびマルチキャリア変調パケットをどちらを送信する際も含まれる。共通プリアンブルおよびヘッダは、上述した３種類全ての広帯域装置が当該プリアンブルおよびヘッダを解釈できるようにシングルキャリアモードで送信され、ネットワーク内の装置は全て、シングルキャリア方式の共通プリアンブルおよびヘッダを理解できるように設計されている。

図５Ａおよび図５Ｂは、上述した形式でパケットを送信するシングルキャリア送信器１００およびデュアルモード送信器１１０を示すブロック図である。図５Ａに示すシングルキャリア送信器１００は、データ１０４を受信して、送信用に当該データをエンコードするエンコーダ１０２を備える。シングルキャリア変調器１０６は、エンコーダ１０２の出力を受信して、エンコードされたデータを１つのキャリアで変調する。この後、変調信号はアンテナ１０８を介して送信される。図５Ａに示すシングルキャリア送信器１００は、図２Ａを参照しつつ説明したＳＣ限定送信器と同じハードウェアを用いて、共通プリアンブル／ヘッダフレーム方式でＳＣパケットを送信することができる。シングルキャリア送信器１００は、アンテナ１０８を介して共通プリアンブル／ヘッダを送信し、共通プリアンブル／ヘッダの後に、エンコードされたデータを含むシングルキャリアペイロードを続ける。

図５Ｂは、上述した形式でパケットを送信するデュアルモード送信器１１０を示す。デュアルモード送信器１１０は、共通プリアンブル／ヘッダ形式に従って、シングルキャリア信号、および、ＯＦＤＭ変調信号等のマルチキャリア信号の両方を送信することができる。デュアルモード送信器１１０は、データ１１４を受信して送信用にエンコードするエンコーダ１１２を備える。シングルキャリアモードおよびマルチキャリアモードのどちらのモードでも、共通プリアンブル／ヘッダは、シングルキャリア変調器１１６を用いて変調して、アンテナ１１８を介して送信される。シングルキャリアモードでは、エンコーダ１１２が出力するエンコードされたペイロードデータは、シングルキャリア変調器１１６を用いて変調され、共通プリアンブル／ヘッダの送信後にアンテナ１１８を介して送信される。マルチキャリアモードでは、共通プリアンブル／ヘッダは、シングルキャリアモードの場合と同様に、シングルキャリア変調器１１６によって変調されて、アンテナ１１８を介して送信される。しかし、マルチキャリアモードの場合は、エンコードされたペイロードデータは、マルチキャリア変調器１２０によって変調され、シングルキャリア方式の共通プリアンブル／ヘッダを送信した後にアンテナ１１８を介して送信される。

図６Ａおよび図６Ｂはそれぞれ、シングルキャリア受信器１３０、および、パケット同期装置／ヘッダデコーダを有するマルチキャリア受信器１４０を示すブロック図である。両図に示す受信器は共に、シングルキャリア方式の共通プリアンブル／ヘッダを理解することができる。図６Ａに示す受信器１３０は、図２Ｂを参照しつつ説明した受信器と同様の構成を持つＳＣ限定受信器である。ＳＣ限定受信器１３０は、アンテナ１３２を介してシングルキャリア方式の共通プリアンブル／ヘッダを受信して、共通プリアンブル／ヘッダをシングルキャリア復調器１３４に伝播させ、シングルキャリア復調器１３４で共通プリアンブル／ヘッダを処理させる。共通プリアンブル／ヘッダは、パケットのうち後続のペイロード部分がシングルキャリア信号またはマルチキャリア信号のいずれであるかを特定する。共通プリアンブル／ヘッダがシングルキャリア方式のペイロードであると特定している場合、シングルキャリア復調器１３４はアンテナ１３２を介してペイロードを受信して、ペイロードを復調して、復調されたペイロードをデコーダ１３６へと渡す。デコーダ１３６は、デコードを行ってデータ１３８を取得し、後段の回路で利用可能な状態にする。共通プリアンブル／ヘッダがマルチキャリア方式のペイロードであると特定している場合、シングルキャリア受信器１３０はそのようなマルチキャリア方式のペイロードは処理できないので、無視する。

図６Ａに示すように、ＳＣ限定装置は、マルチキャリアパケットをサポートする処理ブロックを追加する必要はない。シングルキャリア変調パケットはいずれも、処理を追加する必要がない「純粋な」シングルキャリアパケットである。マルチキャリアパケットは、シングルキャリア変調されたプリアンブルおよびヘッダを有するように構成されているので、シングルキャリア装置は、ヘッダをデコードすることによって、マルチキャリアパケットの期間／目的地を知ることができる。

図６Ｂを参照しつつ説明すると、ＭＣ限定受信器１４０は、シングルキャリア方式の共通プリアンブル／ヘッダを理解するように構成されている。ＭＣ限定受信器１４０は、アンテナ１４２を介してシングルキャリア方式の共通プリアンブル／ヘッダを受信する。受信したシングルキャリア方式の共通プリアンブル／ヘッダは、パケット同期装置／ヘッダデコーダ１４４によって処理される。パケット同期装置／ヘッダデコーダ１４４は、後続のペイロード部分がシングルキャリア信号またはマルチキャリア信号のいずれであるか、および、入力されるペイロード信号のさまざまな特性を検出する。パケット同期装置／ヘッダデコーダ１４４は、検出したパラメータをマルチキャリア復調器１４６に供給する。パケット同期装置／ヘッダデコーダが入力されるパケットのペイロード部分がシングルキャリア信号であることを検出する場合、マルチキャリア復調器１４６はシングルキャリア方式のペイロードを処理することができないので、このペイロードは無視される。しかし、共通プリアンブル／ヘッダがマルチキャリア方式のペイロードであると特定している場合、マルチキャリア復調器１４６は、参照番号１４８で示しているようにアンテナ１４２を介してペイロードを受信して、ペイロードを復調して、復調されたペイロードをデコーダ１５０に渡す。デコーダ１５０は、デコードを行ってデータ１５２を取得して、後段の回路で利用可能な状態とする。図６Ｂに示すように、ＭＣ限定受信器１４０が追加で必要とするのは、マルチキャリア方式の復調／デコードのための物理層情報を全て取り出すための単純なパケット同期およびヘッダデコード受信ブロックの１つのみである。

図７Ａおよび図７Ｂは、パケット同期装置／ヘッダデコーダを有するデュアルモード受信器１６０、および、別のデュアルモード受信器１８０を示す図である。両図に示す受信器はいずれも、シングルキャリア方式の共通プリアンブル／ヘッダを理解することができる。図７Ａに示すデュアルモード受信器１６０は、アンテナ１６２を介してシングルキャリア方式の共通プリアンブル／ヘッダを受信する。受信したプリアンブル／ヘッダは、シングルキャリア復調器１６４およびパケット同期装置／ヘッダデコーダ１６６に伝播される。シングルキャリア復調器１６４およびパケット同期装置／ヘッダデコーダ１６６は共に、受信したプリアンブル／ヘッダを処理して、後続のペイロードがシングルキャリア信号またはマルチキャリア信号のいずれであるかを検出して、信号およびペイロードのパラメータを決定する。入力されるペイロードがシングルキャリア方式のペイロードである場合、シングルキャリア復調器１６４がシングルキャリア信号からペイロードを取り出してデコーダ１７２にペイロードを渡す。デコーダ１７２はデコードを行って、後段の回路で利用可能な状態のデータ１７４を取得する。入力されるペイロードがマルチキャリア方式のペイロードである場合、パケット同期装置／ヘッダデコーダ１６６が入力信号およびペイロードのパラメータをマルチキャリア復調器１６８に供給する。マルチキャリア復調器１６８は、参照番号１７６で示されているようにマルチキャリア信号を受信して、マルチキャリア信号からペイロードを取り出す。取り出されたペイロードは、デコーダ１７２に伝播されて、デコーダ１７２でデコードを行って、得られたデータ１７４を後段の回路で利用可能な状態にする。

図７Ｂを参照しつつ説明すると、デュアルモード受信器１８０は、アンテナ１８２を介してシングルキャリア方式の共通プリアンブル／ヘッダを受信する。共通プリアンブル／ヘッダは、シングルキャリア復調器１８４によって処理されて、入力されるパケットのペイロード部分はシングルキャリア信号またはマルチキャリア信号のいずれであるかを検出する。入力されるペイロードがシングルキャリア信号である場合、シングルキャリア復調器１８４は、ペイロードを取り出して、ペイロードデータをデコーダ１８６に渡す。デコーダ１８６は、デコードを行って、得られたデータ１８８を後段の回路で利用可能な状態とする。入力されるペイロードがマルチキャリア信号である場合、シングルキャリア復調器はマルチキャリア復調器１９０に警告を発して、参照番号１９２で示されるように、入力されるペイロードおよび信号のパラメータを供給する。マルチキャリア復調器１９０は、参照番号１９４で示されるように、入力されるマルチキャリア方式のペイロードを受信する。マルチキャリア復調器１９０は、マルチキャリア信号からペイロードを取り出して、ペイロードをデコーダ１８６に渡す。デコーダ１８６は、デコードを行って、取得したデータ１８８を後段の回路で利用可能な状態とする。

上述したように、修正されたパケット形式に対応するためにＭＣ限定受信器およびデュアルモード受信器に追加する必要があるハードウェアは小規模に過ぎない。受信器は、同じソースクロックから供給されるサンプリングクロック群を２群必要とする場合がある。これに代えて、受信器は、パケット全体に対してマルチキャリア用高速クロックレートを用いてサンプリングを行い、低速クロックレート部分にはデジタル補間処理を適用するとしてもよい。受信器は、プリアンブル情報を利用して、キャリア検知、周波数オフセット、タイミング参照、ＡＧＣ／ＡＤＣ設定、および、（少なくともヘッダを復調するために）シングルキャリアチャネルインパルス推定を決定する。

上述した送信器および受信器または同様の送信器および受信器を用いることによって、シングルキャリアハードウェアおよびマルチキャリアハードウェアの共存をサポートするとしてよい。ＳＣ限定装置またはＭＣ限定装置は、入力されるパケットの変調方式がサポートされていない場合でも、プリアンブル／ヘッダを理解するので当該装置からの送信を遅延させることによって、衝突を回避するとしてよい。複数種類の装置の共存は、ネットワーク内の全ての装置が理解できるように低速でシングルキャリア方式の共通プリアンブル／ヘッダを送信することによって、確実に実現され得る。

図８は、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ｃのＭＡＣのスーパーフレーム構造２００を示す図である。この構造２００において、ビーコン部分２０２およびコンテンションアクセス期間部分２０４は、低速共通データレートで送信されるシングルキャリア信号を用いて送信されるプリアンブル／ヘッダ部分２０６を構成している。このプリアンブル／ヘッダ部分は、チャネル時間割り当て期間において送信されるペイロード部分２０８がシングルキャリア信号またはマルチキャリア信号のいずれで送信されるか、および、後続のペイロードおよび信号のパラメータ、例えば、ペイロード部分の物理層の復調／デコード情報を特定している。受信器は、信号の入力されるペイロード部分２０８の特性および入力信号の特性を決定して、当該信号の受信および変調の準備を整える。

図９から図１１は、シングルキャリア方式の共通プリアンブル／ヘッダを含むフレームの例を示す図である。図９は、シングルキャリア変調パケット２１０を示す図である。シングルキャリア変調パケット２１０は、先頭に共通シングルキャリアプリアンブル２１２を持ち、その後に共通シングルキャリアヘッダ２１４を持つ。シングルキャリアプリアンブル／ヘッダ部分２１２および２１４の後には、シングルキャリアペイロード部分２１６とも呼ばれるシングルキャリア物理サービスデータ単位（ＰＳＤＵ）２１６が設けられている。参照番号２１８で示すように、シングルキャリア変調パケット２１０は全体にわたって、受信器において、同じシングルキャリアサンプリングクロックでサンプリングされるとしてよい。

図１０は、シングルキャリアプリアンブル／ヘッダ部分を含むＯＦＤＭマルチキャリア変調パケット２２０を示す図である。当該パケットは、先頭に共通ＳＣプリアンブル２２２および共通シングルキャリアヘッダ２２４を持つ。共通シングルキャリアプリアンブル／ヘッダ部分２２２、２２４は、参照番号２２６で示すように、シングルキャリアサンプリングクロックによってサンプリングされるとしてよい。共通シングルキャリアプリアンブル／ヘッダ部分２２２、２２４の後には、ＯＦＤＭ ＰＳＤＵペイロード部分２２８が設けられている。このマルチキャリアペイロード部分２２８は、参照番号２３０で示すように、高速レートであるＯＦＤＭサンプリングクロックでサンプリングされるとしてよい。このように低速レートであるシングルキャリアサンプリングクロック２２６からＯＦＤＭサンプリングクロック２３０へとサンプリングレートが変化することによって、クロック切替２３２が行われる。クロック切替２３２については、以下で説明する。

図１１は、ＯＦＤＭチャネル推定シーケンスを含むＯＦＤＭマルチキャリア変調パケット２４０を示す図である。当該パケットは、先頭に共通シングルキャリアプリアンブル２４２および共通シングルキャリアヘッダ２４４を持つ。共通シングルキャリアプリアンブル／ヘッダ部分２４２、２４４は、参照番号２４６で示されているように、シングルキャリアサンプリングクロックでサンプリングされるとしてよい。共通シングルキャリアプリアンブル／ヘッダ部分２４２、２４４の後には、ＯＦＤＭペイロード部分２４８が設けられている。ＯＦＤＭペイロード部分２４８は、参照番号２５０で示すように、高速レートであるＯＦＤＭサンプリングクロックでサンプリングされるとしてよい。このように低速レートであるシングルキャリアサンプリングクロック２４６からＯＦＤＭサンプリングクロック２５０へとサンプリングレートが変化することによって、図１０を参照しつつ説明したように、クロック切替２５２が行われる。ＯＦＤＭパケット２４０のペイロード部分２４８は、ＰＳＤＵデータ部分２５４およびＯＦＤＭチャネル推定シーケンス（ＣＥＳ）部分２５６を含む。ＣＥＳ部分２５６によって、ＯＦＤＭ復調器はさらに、パケットのうちデータ部分２５４についてキャリブレーションを行うことが可能となる。この点については以下で説明する。

図１０および図１１を参照しつつ言及したが、パケットのシングルキャリア部分およびマルチキャリア部分は、各変調方式の利点および制限を利用するべく、異なるレートでサンプリングするとしてよい。帯域外発射を回避して、チャネルプラン（例えば、図１に示した６０ＧＨｚの８０２．１５．３ｃのチャネルプラン）を満足させるべく、シングルキャリア信号は、割り当てられた帯域幅の全帯域幅よりも低いサンプリングクロックレート（帯域幅）で送信されるとしてよい。この構成は図１において参照番号３４で示しており、シングルキャリアベースバンド信号は、１．７２８ＧＨｚのクロックを用いてサンプリングされている。また、ＳＣ変調ベースバンド信号には、帯域外発射をさらに低減すると共に、無線規格で定められているスペクトルマスクを維持することを目的として、最新型のベースバンド／アナログパルス整形フィルタリングが適用されるとしてよい。

これとは対照的に、ＯＦＤＭ等のマルチキャリア信号は、帯域外発射を制限すると共にスペクトルマスクを維持することを目的として、インバンドトーンのエッジにおけるガードサブキャリア（ヌルトーン）およびより大きい帯域幅を利用することによって送信されるとしてよい。例えば、ＯＦＤＭベースバンド信号は、２．５９２ＧＨｚというクロックレートを用いてサンプリングするとしてよい。これは、シングルキャリアサンプリングレートの１．５倍である。ＯＦＤＭ信号では、サブキャリア帯域幅が小さくガードサブキャリアが設けられているので、パルス整形フィルタリングがより実行し易い。このパルス整形フィルタリングは、周波数ドメイン畳み込みに等価の時間ドメインテーパリング（ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｔａｐｅｒｉｎｇ）を用いて実行するとしてもよいし、または、時間ドメイン畳み込みを利用するとしてもよい。

図１２は、共通シングルキャリアプリアンブル部分２６０を示す図である。共通シングルキャリアプリアンブル部分２６０は、先頭に信号伝達部分２６２があり、その後にフレーム区切りシーケンス（ＳＦＤ）２６４がある。信号伝達部分は、同期部分、チャネル推定部分、および／または、ヘッダ部分を含むとしてよい。フレーム区切りシーケンス２６４の後には、シングルキャリアチャネル推定シーケンス２６６があるとしてよい。

同期サブフィールド２６２は、受信器と入力パケットとを同期させるための信号を含む。同期サブフィールド２６２は、同期を実現するべく繰り返し連結される、π／２ＢＰＳＫ変調（または、ベースバンド信号の実数部および虚数部で等しくエネルギーを拡散させる任意のその他の変調）を含む、長さが１２８のゴーレイシーケンス等の拡散シーケンスを含むとしてよい。これに加えて、または、これに代えて、信号伝達部分２６２は、拡散シーケンスを用いて拡散させられるカバーシーケンスを含むとしてもよい。ピコネットＩＤまたはヘッダレート等さまざまなパラメータに関して受信器に通知するべく、さまざまな異なるカバーシーケンスを利用するとしてよい。また、データペイロードに適用されるのがシングルキャリア変調かマルチキャリア変調のいずれであるかを受信器に通知するべく、さまざまな異なるカバーシーケンスを利用するとしてよい。このデータが信号伝達部分２６２に含まれる場合、受信器は、パケットの先頭においてシングルキャリアモード／マルチキャリアモードを発見し得るので、ＡＤＣヘッドルーム、ＡＤＣ精度、ＡＧＣゲインターゲット、シングルキャリアデータまたはマルチキャリアデータを受信するための詳細事項等、受信用の物理層パラメータを設定し得る。同様に、シングルキャリア変調またはマルチキャリア変調のうちいずれを適用してデータペイロードを変調するかを受信器に通知するべく、さまざまな異なる拡散シーケンスを利用するとしてよい（例えば、複数の異なるゴーレイシーケンスまたは一対のコンプリメンタリゴーレイシーケンスを利用することで、データペイロード部分の形式を特定する）。さらに、キャリア検知、キャリア周波数オフセット、ＡＧＣ／ＡＤＣ設定、および、タイミング参照は、同期サブフィールドに基づいて決定されるとしてよい。同様に、プリアンブルのＳＦＤ部分においてさまざまな異なるカバーシーケンスを利用して、または、プリアンブルのＣＥＳ部分においてさまざまな異なる拡散シーケンスを利用して、シングルキャリア変調またはマルチキャリア変調のうちいずれを適用してデータペイロードを変調するかを受信器に通知するとしてよい。

フレーム区切りシーケンス２６４は、８０２．１５．３ｃ規格案２．０のようにπ／２ＢＰＳＫを用いているゴーレイシーケンス等、フレームタイミングを決めているシーケンスである。チャネル推定シーケンス２６６は、８０２．１５．３ｃ規格案２．０のようにπ／２ＢＰＳＫを含む長いコンプリメンタリゴーレイシーケンス等、シングルキャリアおよび／またはマルチキャリアのチャネル推定に関して受信器に既知のシーケンスである。

図１３は、シングルキャリアカバーシーケンスに基づくペイロード送信モードの検出を説明するためのフローチャートである。デュアルモード受信器は、２７２に示すように、パケットのうちシングルキャリア信号伝達部分を受信する。２７４において、信号伝達部分には後続のデータペイロード部分がシングルキャリア信号であることを特定するシングルキャリアカバーシーケンスがあるか否かを判断する。シングルキャリア信号伝達部分にシングルキャリアデータペイロードカバーシーケンスがあれば、ＹＥＳの分岐２７６に進み、２７８においてペイロード部分はシングルキャリアモードで復調およびデコードされる。シングルキャリア信号伝達部分にシングルキャリアデータペイロードカバーシーケンスがなければ、入力データペイロードはマルチキャリア信号で、ＮＯの分岐２８０に進む。そして、ペイロード部分を、２８２に示すようにマルチキャリアモードで復調およびデコードする。これに代えて、ＳＦＤ部分に別のカバーシーケンスが存在するか否かによって、ペイロード部分の送信モードがシングルキャリアモードまたはマルチキャリアモードのいずれであるかを検出するとしてもよい。

図１４は、キャリア拡散シーケンスに基づくペイロード送信モードの検出を説明するためのフローチャートである。デュアルモード受信器は、２９２に示すように、パケットのうちシングルキャリア信号伝達部分を受信する。２９４において、信号伝達部分には後続のデータペイロード部分がシングルキャリア信号であることを特定するシングルキャリア拡散シーケンスがあるか否かを判断する。シングルキャリア信号伝達部分にシングルキャリアデータペイロード拡散シーケンスがあれば、ＹＥＳの分岐２９６に進み、２９８においてペイロード部分はシングルキャリアモードで復調およびデコードされる。シングルキャリア信号伝達部分にシングルキャリアデータペイロード拡散シーケンスがなければ、入力データペイロードはマルチキャリア信号で、ＮＯの分岐３００に進む。そして、ペイロード部分を、３０２に示すようにマルチキャリアモードで復調およびデコードする。これに代えて、ＣＥＳ部分に別の拡散シーケンスが存在するか否かによって、ペイロード部分の送信モードがシングルキャリアモードまたはマルチキャリアモードのいずれであるかを通知するとしてもよい。

図１５は、共通シングルキャリアヘッダ３１０の一例を示す図である。シングルキャリア変調ヘッダは、シングルキャリアパケットおよびマルチキャリアパケットのどちらについても、必要な物理層復調／デコード情報を全て、例えば、パケット長、パイロット挿入情報、サイクリックプレフィックスを含み、ＭＡＣ層ヘッダを含むとしてもよい。受信器は、ペイロード部分のＭＡＣコンテンツがサポートされていないモードであるためにデコード不可能の場合であっても、全受信器はシングルキャリアヘッダ部分を解釈可能であるので、ＭＡＣヘッダ情報を取得するとしてよい。ヘッダデコーディングの信頼性を高めることを目的として、共通シングルキャリアヘッダ３１０は、低速データレートで送信されるとしてよい。図１５に示すヘッダは、８０２．１５．３ｃ規格案２．０に準拠したヘッダである。

図１０および図１１を参照しつつ説明したように、シングルキャリアプリアンブル／ヘッダ部分が先頭にあるマルチキャリアペイロードパケットは、シングルキャリア部分とマルチキャリア部分との間でサンプリング周波数ジャンプが生じているとしてよい。このジャンプについては、ペイロード部分をコヒーレントに復調およびデコードするべく、送信器および／または受信器において何らかの補償を行う必要があるとしてよい。

必要となる第１の補償は、切替時にキャリア周波数のコヒーレンスを維持するための補償である。キャリア周波数のコヒーレンスを実現するべく、送信器は、マルチキャリアペイロードパケットのシングルキャリア部分およびマルチキャリア部分にわたって同じキャリア周波数を利用する。送信器ではこれら２種類の部分にわたって同じソースのベースバンドクロックが適用され、補間処理を利用することによってベースバンド信号のシングルキャリア部分を生成する際のサンプリングレートを相対的に低くするとしてもよい。

さらに必要とされる補償は、切替時のキャリア位相のコヒーレンスを維持するための補償である。マルチキャリアペイロードパケットのシングルキャリア部分およびマルチキャリア部分について、パルス整形フィルタを利用することによって、スペクトルマスク／帯域外送信を制御するとしてよい。ＳＣ／ＭＣ切替点で位相が変化すると、シングルキャリアヘッダの最後のシンボルとマルチキャリアペイロード部分の最初のサンプルとの間の位相差が大きい場合には、帯域外発射が大きくなる可能性がある。

解決法の１つとして、マルチキャリア部分全体にシングルキャリアヘッダの最後のシンボルのフェーザー（ｐｈａｓｏｒ）、または、ヘッダの最後のシンボルの位相に近い位相のフェーザーを乗じる方法が挙げられる。例えば、π／２ＢＰＳＫを用いてヘッダが変調されておりヘッダに含まれるシンボル数が４の倍数である場合、最後のシンボルは±ｊとなる。このため、最後のシンボルがｊである場合にはｊで、最後のシンボルが−ｊである場合は−ｊで、マルチキャリア部分を乗じることによって補償を行うとしてよい。

別の解決法を図１６に示す。図１６は、共通シングルキャリアヘッダ３２６にＯＦＤＭチャネル推定シーケンス３２２およびヘッダテイル３２４を含むＯＦＤＭ ＭＣ変調パケット３２０の一部分を示す図である。シングルキャリアヘッダ部分３２６は、ヘッダの終わりにテイルサブフィールドを持つ（例えば、最後のシンボルが−ｊとなるように、π／２ＢＰＳＫ変調では４つの「１」）。そしてパケット３２のＯＦＤＭ ＭＣペイロード部分３２８は、ペイロード部分の先頭にマルチキャリアＣＥＳシンボル３２２を持つ（例えば、ＯＦＤＭチャネル推定改善に利用されるＯＦＤＭ−ＣＥＳサブフィールド）。帯域外発射は、最初のＯＦＤＭ−ＣＥＳシンボルへのわずかな位相シフトを含むようにヘッダテイル３２４の最後のシンボルを指定することによって最小限に抑えられるとしてよい。選択されたヘッダテイル３２４の最後のシンボルとＯＦＤＭ−ＣＥＳの既知の先頭シンボルとの間の位相シフトを小さくすることによって、境界での位相シフトが大きい場合に発生するスプリアス帯域外発射を除去することができる。

シングルキャリアプリアンブル／ヘッダを持つシングルキャリアペイロードパケットのシングルキャリア部分からマルチキャリア部分への遷移を問題なく行うために必要な別の補償として、切替時の電力のコヒーレンスを維持するための補償が挙げられる。シングルキャリア部分およびマルチキャリア部分は、同じ電力で送信する必要があるとしてよい。シングルキャリア部分およびマルチキャリア部分にわたって電力のコヒーレンスを維持するべく補償を行うことを目的として、共通シングルキャリアプリアンブルの信号伝達部分から決定されたパラメータに基づき、受信器のＡＧＣを適切に設定するとしてよい。

また、シングルキャリアサンプリングからマルチキャリアサンプリングへのジャンプのために、タイミングのコヒーレンスを確保するための補償が必要となるとしてよい。例えば、８０２．１５．３ｃの場合、ＯＦＤＭのサンプリングレートは、ＳＣのサンプリングレートの１．５倍である。言い換えると、シングルキャリア部分のクロックサイクル２つ分の期間は、ＯＦＤＭ部分のクロックサイクル３つ分の期間と等しいことになる。８０２．１５．３ｃの例では、シングルキャリアからＯＦＤＭへの変更を問題なく確実に行えるように、シングルキャリアクロックの２サイクル毎の境界において時間的整合を確実に取らなければならない。同じソースクロックに由来する複数のクロックレートを変換するべく、補間処理を利用するとしてよい。

図１７は、ＯＦＤＭクロック３３２のサンプリングレートがシングルキャリアクロック３３４の１．５倍である場合のサンプリングタイミングを示す図である。両クロックは、ＯＦＤＭクロック３３２の第１のパルス３３６がシングルキャリアクロック３３４の第１のパルス３３８と整合しており、参照番号３４４で示すように、ＯＦＤＭクロック３３２の第４のパルス３４０がシングルキャリアクロック３３４の第３のパルス３４２と整合するように、整合がとられている。

図１８は、ＯＦＤＭクロック３５２のサンプリングレートがシングルキャリアクロック３５４の２倍である場合のサンプリングタイミングを示す図である。図１８に示す例では、ＯＦＤＭクロック３５２は、参照番号３６０で示すように、最後のシングルキャリアヘッダサンプル３５８の後、シングルキャリアパルス幅３５６の１つ分だけ時間が経過した時点から開始されている。これに代えて、図１７に示したのと同様にＯＦＤＭクロックは常時供給されるとしてもよく、この場合は、第１のＯＦＤＭパルスが第１のシングルキャリアパルスと整合しており、第３のＯＦＤＭパルスが第２のシングルキャリアパルスと整合しているとしてよい

上述したように、シングルキャリアプリアンブル／ヘッダ部分を含むシングルキャリアパケットでは、受信器は、図１２を参照しつつ説明したようにシングルキャリア部分のＣＥＳを利用してもよいし、または、図１１を参照しつつ説明したようにパケットのＭＣ部分はＳＣ−ＣＥＳサブ部分を含むとしてもよい。受信器がＳＣ−ＣＥＳ部分の情報を利用してシングルキャリアプリアンブル／ヘッダおよびＭＣペイロードの両方の復調のためにシングルキャリアおよびＭＣのチャネル推定の両方を実行する場合には、シングルキャリアからマルチキャリアへの切替でもコヒーレントスペクトルが維持されるとしてよい。

ＳＣ−ＣＥＳは、シングルキャリアサンプリングレートでサンプリングされるゲインを処理するので、高精度でチャネルインパルス応答を導き出すことが多い。ＳＣ−ＣＥＳを利用することによって、マルチキャリア周波数ドメイン（サブキャリア毎）チャネル推定は、推定されたチャネル応答をマルチキャリアクロックレートでオーバーサンプリングして、検出されたサンプルに高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行することによって実行されるとしてよい。ＦＦＴは時間ドメインチャネル推定に対して直接適用されるとしてよく、この結果得られる周波数ドメインチャネル推定は、（例えば、３５２（３３６＋１６）トーンに）ダウンサンプリングされるとしてよい。マルチキャリアチャネル推定にＳＣ−ＣＥＳを利用する場合、シングルキャリアおよびマルチキャリアの周波数応答は、マルチキャリアチャネル推定の品質を保証するべく、略同一である必要があるとしてよい。

等価チャネルは、無線チャネル、送信器および受信器でのアナログフィルタ、および送信器および受信器でのデジタル（パルス整形）フィルタを組み合わせたチャネルである。無線チャネル、ならびに、送信器および受信器におけるアナログフィルタは、シングルキャリア部分およびマルチキャリア部分で共通であることが多い。しかし、デジタルフィルタは、シングルキャリア部分およびマルチキャリア部分の設計要件に応じて異なるとしてよい。

パケットのシングルキャリア部分およびマルチキャリア部分にわたってコヒーレントなスペクトルを維持するためのメカニズムの１つとして、シングルキャリア部分およびマルチキャリア部分が同じサンプリングレートを用いて送信器において同じデジタルフィルタを利用する方法が挙げられる。図１９は、受信信号のシングルキャリア部分とＯＦＤＭ等のマルチキャリア部分との間でコヒーレントなスペクトルを維持するための送信器構成を示す図である。この目的を実現するべく、両セグメント３７２は、参照番号３７４で示すように同じレートにアップサンプリングしてよく、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）３７８に入力される前に同じデジタルフィルタ３７６を適用する。

別のメカニズムとしては、シングルキャリア部分およびマルチキャリア部分のためのデジタルパルス整形フィルタを、さまざまなサブキャリアにおける周波数応答（振幅および位相）が送信器および受信器の両方において既知となるように、予め決定して固定しておく方法が挙げられる。フィルタ振幅は複数のデータサブキャリアにわたって平坦となることが多いが、この方法では実施自由度が制限されてしまう可能性がある。

パケットのマルチキャリア部分についてチャネル推定を実行するべくＳＣ−ＣＥＳを利用することに加えて、パケットのマルチキャリア部分は、独自のＭＣ−ＣＥＳを含むとしてよい。ＭＣ−ＣＥＳを用いてチャネル推定が行われる場合、上述したようなコヒーレントなスペクトルを維持するための補償は必要ない。また、ＭＣ−ＣＥＳが利用され、且つ、パケットがマルチキャリアペイロードパケットである場合、ＳＣ−ＣＥＳの送信は必要ないとしてよい。図２０は、シングルキャリアチャネル推定シーケンスを含まないＯＦＤＭチャネル推定シーケンス３８２を含むＯＦＤＭマルチキャリア変調パケット３８０を示す図である。上述の内容は、参照番号３８４で示されており、共通シングルキャリアプリアンブルはＣＥＳサブ部分を含んでいない。これは、図１２を参照して上述した共通シングルキャリアプリアンブルの例と対照的である。

シングルキャリアペイロードを含むパケットにおいては依然としてＳＣ−ＣＥＳの適用が必要であるとしてよい。受信器は、共通シングルキャリアプリアンブル３８４の信号伝達部分３８６に基づいて、シングルキャリアペイロードが予定されているか否かが分かる、つまり、ＳＣ−ＣＥＳがあるか否かを判断できるように構成されるとしてよい。ＳＣ−ＣＥＳが送信されない場合、受信器は、共通シングルキャリアプリアンブル３８４の信号伝達部分３８６を用いて（例えば、８０２．１１ｂで規定されている適応型トレーニングによって）シングルキャリアチャネル推定を決定するとしてよいので、ヘッダはこの場合でも正しくデコードされ得る。ヘッダは高い拡散率で拡散しているので、ＳＣ−ＣＥＳを省略した場合のチャネル推定誤りについてロバスト性が高いとしてよい。

さらに例を挙げると、ＳＣ−ＣＥＳおよびＭＣ−ＣＥＳは、マルチキャリアペイロードパケットで送信されるとしてもよい。第１のチャネル推定は、ＳＣ−ＣＥＳサブ部分に基づいてパケット全体について算出されるとしてよい。さらに、第２のチャネル推定が、受信したマルチキャリアペイロード部分のＭＣ−ＣＥＳサブ部分に基づいて、算出されるとしてよい。第１のチャネル推定および第２のチャネル推定は共に、マルチキャリアペイロード部分を処理する際に利用される最終チャネル推定を生成するべく利用されるとしてよい。

図２１は、ＳＣ部分３９４およびＭＣ部分３９６のどちらでも同じレート３９２でサンプリングされるＯＦＤＭマルチキャリアパケット３９０の例を示す図である。本例では、パケットのＳＣ部分３９４およびＭＣ部分３９６が、全体にわたって同じサンプリングレートを使用する。例えば、パケットのＳＣ部分３９４およびＭＣ部分３９６は共に、約２ＧＨｚ（例えば、１．９５ＧＨｚから２．０５ＧＨｚ）のレートでサンプリングされるとしてよい。どちらの部分についても、適切なデジタルフィルタリングおよびアナログフィルタリングを利用することによって、規制当局が定めるスペクトルマスクを満たすとしてよい。この場合、ＳＣ部分とＯＦＤＭ部分との間でサンプリングレートを切り替える必要はない。シングルキャリアパケットおよびマルチキャリアパケットの両方に共通サンプリングレートを利用することによって、プリアンブル／ヘッダを受信するために各装置が実装する必要がある復調／デコード方式が１種類のみとなるので、より共存し易くなる。パケットのシングルキャリア部分とＯＦＤＭ部分との間にサンプリングレートジャンプが見られないので、上述したさまざまな補償を実行する必要性が低下する。また、送信器において送信パケットの全体にわたって同じデジタルフィルタが適用される場合、パケット全体のチャネル推定についてＳＣ−ＣＥＳを利用し得る。このため、ＯＦＤＭ−ＣＥＳを利用する必要がなくなり、物理層の効率がさらに改善されるとしてよい。これに代えて、ＳＣ−ＣＥＳを利用することなく、ＯＦＤＭ−ＣＥＳを利用するとしてもよい。さらにこれに代えて、信頼性を高めるべく、ＳＣ−ＣＥＳおよびＯＦＤＭ−ＣＥＳの両方を利用するとしてもよい。

図２２は、ＳＣ部分４０４およびＭＣ部分４０６のどちらでも同じレート４０２でサンプリングされるＯＦＤＭマルチキャリアパケット４００の共通プリアンブル部分４０８を示す図である。共通プリアンブル４０８は、フレーム区切りシーケンスを含むシングルキャリア同期部分４１０を含む。共通プリアンブル４０８はさらに、共通（ＳＣ／ＯＦＤＭ）チャネル推定シーケンス４１２を含む。ＳＣ／ＯＦＤＭ ＣＥＳ４１２は、ペイロードおよび／またはヘッダ４１４のシングルキャリア信号および／またはＯＦＤＭ信号のチャネル推定に利用し得るチャネル推定シーケンスである。

図２３は、ＯＦＤＭチャネル推定シーケンス４２７がＭＣ部分４２６の最初に含まれており、ＳＣ部分４２４およびＭＣ部分４２６のどちらにおいても同じレート４２２でサンプリングされるＯＦＤＭマルチキャリアパケット４２０を示す図である。ＯＦＤＭ ＣＥＳ４２７は、ＳＣペイロードパケットに含まれていないとしてもよい。例えば、ＳＣペイロードパケットは、十分なＳＣチャネル推定を得るべく、ＳＣ部分のＳＹＮＣ部分４２８のコンテンツを利用するとしてよい。パケット４２０は、ＯＦＤＭペイロード部分４２９で終端している。

図２４は、共通ＳＣ／ＯＦＤＭサンプリングレート４３２で送信されるシングルキャリアパケット４３０を示す図である。図２４に示すシングルキャリアパケット４３０は、図２２のマルチキャリアパケットと略同じでそのシングルキャリア変調バージョンである。シングルキャリアパケット４３０は、同期部分４３６および共通ＳＣ／ＯＦＤＭチャネル推定シーケンス４３８を含む共通プリアンブル４３４を持つ。シングルキャリアパケット４３０はさらに、共通ヘッダ４４０およびＳＣペイロード４４２を持つ。

図２５は、送信モードによって決まるヘッダ４５４を含む共通ＳＣ／ＯＦＤＭサンプリングレート４５２で送信されるデータパケット４５０を示す図である。パケット４５０は、同期部分４５８および共通ＳＣ／ＯＦＤＭチャネル推定シーケンス４６０を含む共通ＳＣプリアンブル４５６を持つ。共通プリアンブル４５６の後に、送信モードによって決まるヘッダ４５４が送信される。ヘッダ４５４は、ペイロード４６２の変調形式によって、ＳＣヘッダまたはＯＦＤＭ変調ヘッダとなる（つまり、ＳＣペイロードの場合はＳＣヘッダとなり、ＯＦＤＭペイロードの場合はＯＦＤＭヘッダとなる）。

図２６は、共通ＳＣ／ＯＦＤＭサンプリングレートでデータパケットを送信するデュアルモード送信器４７０を示す図である。送信器４７０は、シングルキャリアパケットモードの場合に少なくとも共通プリアンブルおよびシングルキャリアペイロードを含むデータパケットのシングルキャリア部分を変調するシングルキャリア変調器４７２を備える。シングルキャリア変調器４７２の出力は、共通クロック４７４の出力に応じてサンプリングされる。送信器４７０はさらに、マルチキャリアパケットモードの場合にマルチキャリアペイロードを含むデータパケットのマルチキャリア部分を変調するマルチキャリア変調器４７６を備える。マルチキャリア変調器４７６の出力もまた、共通クロック４７４の出力に応じてサンプリングされ、シングルキャリア変調器４７２およびマルチキャリア変調器４７６から出力される信号は、同じデータレート（例えば、約２ＧＨｚ）でサンプリングされる。マルチプレクサ４７８は、シングルキャリア変調器４７４のサンプリング出力およびマルチキャリア変調器４７６のサンプリング出力のうちいずれかを（例えば、シングルキャリア共通プリアンブル／ヘッダとマルチキャリアペイロードとの間の遷移の際に）選択する。選択された信号は、デジタルアナログコンバータ４８０で処理されて、アンテナ４８２を介して無線送信される。

図２７Ａおよび図２７Ｂは別の例を示す図である。図２７Ａは、シングルキャリアヘッダを含むシングルキャリア変調パケット５００を示す図である。図２７Ｂは、ＯＦＤＭチャネル推定シーケンスを含むＯＦＤＭヘッダを有するＯＦＤＭマルチキャリア変調パケット５０６を示す図である。図２７Ａに示すように、シングルキャリアペイロードパケット５００は共通シングルキャリアプリアンブル部分５０２およびシングルキャリアヘッダ部分５０４を含む。本例によると、シングルキャリアペイロードパケットは、上述したものと同様の構成を持つ。しかし、図２７Ｂに示すマルチキャリアペイロードパケット５０６は変更されている。図２７ＢのＯＦＤＭマルチキャリア変調パケット５０６は、図２７Ａに示したものと同様の共通シングルキャリアプリアンブル部分５０８を含む。しかし、図２７ＢのＯＦＤＭペイロードパケットは、フレームのシングルキャリア部分に、パケットのヘッダ部分を含まない。代わりに、参照番号５１０で示すように、シングルキャリアプリアンブル部分５０８の直後にクロック切替が行われている。ＯＦＤＭ−ＣＥＳサブ部分が送信された後に続いて、ＯＦＤＭヘッダ部分５１２がＯＦＤＭペイロードパケット５０６のＯＦＤＭ部分において送信される。ＯＦＤＭヘッダ５１２の後に、ＯＦＤＭペイロード部分が続く。

図２８は、受信した受信信号の信号伝達部分に基づきシングルキャリアモード信号またはマルチキャリアモード信号をデコードする処理を説明するためのフローチャートである。５２２において、受信信号のシングルキャリア信号伝達部分を受信する。受信した信号伝達部分に基づき、５２４において、受信信号のペイロード部分がシングルキャリア信号またはマルチキャリア信号のいずれであるかを検出する。信号伝達部分がシングルキャリアペイロードであることを示している場合、５２６に示すように、信号のペイロード部分はシングルキャリアモードで復調およびデコードされる。これとは対照的に、受信した信号伝達部分がマルチキャリアペイロードであることを示している場合、５２８に示すように、ペイロード部分はマルチキャリアモードで復調およびデコードされる。５３０において、デコードされたペイロードをコンピュータ可読メモリに格納する。

図２９は、信号のシングルキャリア信号伝達部分を送信した後にシングルキャリアペイロードまたはマルチキャリアペイロードを送信する方法を説明するためのフローチャートである。５４２において、信号のペイロード部分をシングルキャリアモードまたはマルチキャリアモードのいずれで送信するかを決定する。５４４において、送信器は、信号のうち適切なシングルキャリア信号伝達部分を送信する。信号伝達部分は、後続のペイロード部分がシングルキャリアペイロードであるかマルチキャリアペイロードであるかを特定するとしてよい。マルチキャリアペイロードを送信すると決定された場合、５４６に示すように、複数のキャリアでペイロードを送信する。対照的に、シングルキャリアペイロードを送信すべき場合には、５４８に示すように、１つのキャリアでペイロードを送信する

図３０は、第１のサンプリングレートで信号のシングルキャリア信号伝達部分を送信した後に共通シングルキャリア／マルチキャリアサンプリングレートでシングルキャリアペイロードまたはマルチキャリアペイロードを送信する方法を説明するためのフローチャートである。５６２に示すように、受信信号のシングルキャリア信号伝達部分は、第１のレートで受信される。５６４において、受信した信号伝達部分に基づき、受信信号のペイロード部分がシングルキャリア信号またはマルチキャリア信号のいずれであるかを検出する。５６６において、受信信号のペイロード部分を第１のサンプリングレートで受信する。信号伝達部分によってシングルキャリアペイロードであることが分かった場合、５６８に示すように、信号のペイロード部分はシングルキャリアモードで復調およびデコードされる。対照的に、受信した信号伝達部分によってマルチキャリアペイロードであることが分かった場合、５７０に示すように、ペイロード部分はマルチキャリアモードで復調およびデコードする。５７２において、デコードされたペイロードをコンピュータ可読メモリに格納する。

上述した概念は、後述する例を含む多岐にわたる利用分野で実現されるとしてよい。図３１を参照しつつ説明すると、本発明は、装置５８０で実施されるとしてよい。当該装置は、無線信号を受信する装置であってよく、例えば、格納装置、コンピュータシステム、スマートフォン、セットトップボックス、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、車両等であってよい。本発明は、装置５８０のうち、図３１で参照番号５８４によって総称している信号処理回路および／あるいは制御回路、ＷＬＡＮインターフェース、および／または、大容量データストレージで実現されるとしてもよい。一実施例によると、装置５８０は、ソースから信号を受信して、テレビおよび／またはモニタおよび／またはその他のビデオおよび／またはオーディオ出力装置等のディスプレイ５８８に適切な信号を出力する。装置５８０のうち信号処理回路および／あるいは制御回路５８４、ならびに／または、その他の回路（不図示）は、データの処理、コーディングおよび／あるいは暗号化、演算、データのフォーマット化、ならびに／または、特定の目的を実現するために必要なその他の機能を実行するとしてよい。

装置５８０は、不揮発性データ格納装置である大容量データストレージ５９０と通信するとしてよい。大容量データストレージ５９０は、光学格納装置および／または磁気格納装置、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）および／またはＤＶＤであってよい。装置５８０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の低レイテンシ不揮発性メモリ、および／または、その他の適切な電子データストレージであるメモリ５９４に接続されているとしてよい。装置５８０はまた、ＷＬＡＮネットワークインターフェース５９６を介してＷＬＡＮとの接続をサポートしているとしてよい。

本明細書では、最良の形態を含む例に基づいて本発明を開示しており、記載した例を参照することによって当業者は本発明を実施および利用することができるものである。尚、本明細書に記載したシステムおよび方法は、他の周波数変調符号化方式にも同様に適用可能であることに留意されたい。本発明の特許請求の範囲は、当業者が想到しえるその他の例を含むものであってよい。

Claims (14)

1. シングルキャリア信号またはマルチキャリア信号であるペイロード部分、および、シングルキャリア信号であるプリアンブル部分を有する受信信号を処理するべくプロセッサによって実施される方法であって、
   第１のサンプリングレートで、チャネル推定シーケンス（ＣＥＳ）を含む、前記受信信号の前記プリアンブル部分を受信する段階と、
   前記受信信号の前記プリアンブル部分の前記チャネル推定シーケンス（ＣＥＳ）に基づき、前記受信信号の前記ペイロード部分がシングルキャリア信号またはマルチキャリア信号のいずれであるかを検出する段階と、
   前記第１のサンプリングレートで前記受信信号の前記ペイロード部分を受信する段階と、
   前記受信信号の前記ペイロード部分がシングルキャリア信号である場合には、前記受信信号の前記ペイロード部分をシングルキャリアモードで復調する段階と、
   前記受信信号の前記ペイロード部分がマルチキャリア信号である場合には、前記受信信号の前記ペイロード部分をマルチキャリアモードで復調する段階と、
   復調された前記受信信号の前記ペイロード部分から得られるデータをコンピュータ可読メモリに格納する段階と
   を備え、
   前記チャネル推定シーケンス（ＣＥＳ）に第１の拡散信号が含まれている場合に、前記受信信号の前記ペイロード部分がシングルキャリア信号であると判断し、
   前記チャネル推定シーケンス（ＣＥＳ）に第２の拡散信号が含まれている場合に、前記受信信号の前記ペイロード部分がマルチルキャリア信号であると判断し、
   前記第１のサンプリングレートがマルチキャリアモードのサンプリングレートであり、かつ、前記ペイロード部分がシングルキャリア信号であるならば、前記第１のサンプリングレートの前記受信信号の前記ペイロード部分は、シングルキャリアモードで復調され、
   前記第１のサンプリングレートがシングルキャリアモードのサンプリングレートであり、かつ、前記ペイロード部分がマルチキャリア信号であるならば、前記第１のサンプリングレートの前記受信信号の前記ペイロード部分は、マルチキャリアモードで復調される
   方法。
2. 前記受信したシングルキャリアプリアンブルはさらに、
   フレームタイミングを決めるために利用されるフレーム区切りシーケンス（ＳＦＤ）を含む請求項１に記載の方法。
3. 前記受信信号のプリアンブル部分に含まれている前記チャネル推定シーケンスに基づき、前記シングルキャリアモードおよび前記マルチキャリアモードの両方についてチャネル推定を実行する段階をさらに備える請求項１または２に記載の方法。
4. 前記第１のサンプリングレートは、１．９５ＧＨｚから２．０５ＧＨｚの範囲内である請求項１に記載の方法。
5. 前記受信信号の前記ペイロード部分は、先頭にマルチキャリアチャネル推定シーケンスを含み、
   前記受信信号の前記ペイロード部分をマルチキャリアモードで復調する段階は、前記マルチキャリアチャネル推定シーケンスに基づいて前記マルチキャリアモードについてチャネル推定を実行する段階を有する請求項１に記載の方法。
6. 前記受信信号の前記プリアンブル部分の後には、前記受信信号の共通シングルキャリアヘッダ部分が続いており、
   前記受信信号の前記共通シングルキャリアヘッダ部分は、パケット長およびパイロット挿入情報を含む物理層復調情報を含む請求項１に記載の方法。
7. 前記共通シングルキャリアヘッダ部分は、シングルキャリア復調／デコーディング、または、マルチキャリア復調／デコーディングを実行するために必要な情報を全て含む請求項６に記載の方法。
8. 前記受信信号の前記プリアンブル部分は、後に共通シングルキャリアヘッダ部分が続いており、
   前記共通シングルキャリアヘッダ部分は、受信器に既知の１以上のシングルキャリア終端信号を終端に含み、
   前記ペイロード部分は、前記受信器に既知の１以上のマルチキャリア開始信号を先頭に含む請求項１に記載の方法。
9. 前記受信信号の前記ペイロード部分をマルチキャリアモードで復調する段階は、シングルキャリア信号である前記受信信号の前記プリアンブル部分と同じ電力で送信されるマルチキャリア信号である前記受信信号の前記ペイロード部分を受信する段階をさらに有する請求項１に記載の方法。
10. 前記マルチキャリア信号は、ＯＦＤＭ信号である請求項１に記載の方法。
11. 前記受信信号は、８０２．１５．３ｃ、８０２．１１ｇ、および、８０２．１１ｎから成る群から選択される規格に準拠した信号である
    請求項１に記載の方法。
12. シングルキャリア信号である前記受信信号の前記プリアンブル部分に基づき、前記ペイロード部分がシングルキャリア信号またはマルチキャリア信号のいずれであるかを検出する段階は、前記プリアンブル部分の拡散シーケンスとして利用されているのは一対のコンプリメンタリゴーレイシーケンスのうちいずれであるかを検出する段階を有する請求項１に記載の方法。
13. 前記受信信号の前記プリアンブル部分の後には、送信モード固有の前記受信信号のヘッダ部分がある請求項１に記載の方法。
14. シングルキャリア信号またはマルチキャリア信号であるペイロード部分およびシングルキャリア信号であるプリアンブル部分を有する受信信号を処理するシステムであって、
    第１のサンプリングレートで前記受信信号の前記プリアンブル部分を受信して、前記受信信号の前記プリアンブル部分に基づき、前記受信信号の前記ペイロード部分がシングルキャリア信号またはマルチキャリア信号のいずれであるかを検出する信号伝達部分分析部と、
    前記第１のサンプリングレートで受信された前記受信信号の前記ペイロード部分がシングルキャリア信号である場合には、前記第１のサンプリングレートで前記受信信号の前記ペイロード部分を受信して、シングルキャリアモードで前記受信信号の前記ペイロード部分を復調し、前記第１のサンプリングレートで受信された前記受信信号の前記ペイロード部分がマルチキャリア信号である場合には、前記受信信号の前記ペイロード部分をマルチキャリアモードで復調し、
    前記第１のサンプリングレートがマルチキャリアモードであり、かつ、前記第１のサンプリングレートで受信された前記ペイロード部分がシングルキャリア信号であるならば、前記第１のサンプリングレートの前記受信信号の前記ペイロード部分を、シングルキャリアモードで復調し、
    前記第１のサンプリングレートがシングルキャリアモードであり、かつ、前記第１のサンプリングレートで受信された前記ペイロード部分がマルチキャリア信号であるならば、前記第１のサンプリングレートの前記受信信号の前記ペイロード部分を、マルチキャリアモードで復調する復調器と、
    復調された前記受信信号の前記ペイロード部分から得られるデータを格納するコンピュータ可読メモリと
    を備え、
    前記受信信号の前記プリアンブル部分は、チャネル推定シーケンス（ＣＥＳ）を含み、
    前記信号伝達部分分析部は、前記チャネル推定シーケンス（ＣＥＳ）に第１の拡散信号が含まれる場合に、前記受信信号の前記ペイロード部分がシングルキャリア信号であると判断し、
    前記信号伝達部分分析部は、前記チャネル推定シーケンス（ＣＥＳ）に第２の拡散信号が含まれる場合に、前記受信信号の前記ペイロード部分がマルチルキャリア信号であると判断する
    システム。

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