JP5598800B2 - 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

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 Download PDF

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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 (7)

  1. 無線ネットワークであって、
    複数のアップリンクデータが同時に伝送されることを示す同時アップリンク伝送の期間（ＳＵＴ期間）の第１の部分中に、同時アップリンク伝送のデータ（ＳＵＴデータ）を同期的に伝送する複数のＳＵＴ対応クライアント局と、
    ＳＵＴ対応ではないレガシークライアント局と、
    前記ＳＵＴ期間の前記第１の部分中に前記複数のＳＵＴ対応クライアント局から前記ＳＵＴデータを同期的に受信し、前記ＳＵＴ期間中に前記レガシークライアント局がデータを伝送することを妨げ、前記ＳＵＴ期間の第２の部分中に前記複数のＳＵＴ対応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、
    前記複数のＳＵＴ対応クライアント局のそれぞれは、コンフィギュレーションデータに基づいて同期的な伝送が有効か否かを判定し、前記同期的な伝送が有効な場合、前記ＳＵＴ期間の前記第１の部分中に前記ＳＵＴデータを同期的に伝送し、前記同期的な伝送が有効でない場合、前記複数のＳＵＴ対応クライアント局のそれぞれは、前記ＳＵＴ期間の前記第１の部分中に前記ＳＵＴデータを非同期的に伝送する、無線ネットワーク。
  2. 前記複数のＳＵＴ対応クライアント局のそれぞれは、前記同期的な伝送が有効でない場合、異なる拡散シーケンスコードを使用して、または他のＳＵＴ対応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期間の前記第１の期間中に、前記ＳＵＴデータを前記ＡＰに非同期的に伝送する、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、前記複数のＳＵＴ対応クライアント局のそれぞれが同一の伝送電力レベルを有するように、前記複数のＳＵＴ対応クライアント局のそれぞれ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、前記複数のＳＵＴ対応クライアント局のそれぞれの伝送電力レベルを調整し、
    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１から請求項３のいずれか１つに記載の無線ネットワーク。
  5. 複数のアップリンクデータが同時に伝送されることを示す同時アップリンク伝送の期間（ＳＵＴ期間）の第１の部分中に複数のＳＵＴ対応クライアント局から伝送された同時アップリンク伝送のデータ（ＳＵＴデータ）を受信する受信部と、
    前記ＳＵＴ期間中にＳＵＴ対応でないレガシークライアント局がデータを伝送することを妨げ、前記ＳＵＴ期間の第２の部分中に前記複数のＳＵＴ対応クライアント局に単一の確認応答を伝送する伝送部と
    を備え、
    前記複数のＳＵＴ対応クライアント局のそれぞれは、コンフィギュレーションデータに基づいて同期的な伝送が有効か否かを判定し、
    前記同期的な伝送が有効な場合、前記受信部は、前記複数のＳＵＴ対応クライアント局のそれぞれが前記ＳＵＴ期間の前記第１の部分中に同期的に伝送する前記ＳＵＴデータを受信し、
    前記同期的な伝送が有効でない場合、前記受信部は、前記複数のＳＵＴ対応クライアント局のそれぞれが前記ＳＵＴ期間の前記第１の部分中に非同期的に伝送する前記ＳＵＴデータを受信する、アクセスポイント。
  6. 受信した伝送電力レベルに基づいて、前記複数のＳＵＴ対応クライアント局のそれぞれが同一の伝送電力レベルを有するように、前記複数のＳＵＴ対応クライアント局のそれぞれの伝送電力レベルを調整する、請求項５に記載のアクセスポイント。
  7. 受信した伝送電力レベルに基づいて、前記複数のＳＵＴ対応クライアント局のそれぞれの伝送電力レベルを調整し、
    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５または請求項６に記載のアクセスポイント。
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