JP5864790B2 - 無線ｌａｎシステムにおけるトレーニング信号送信方法及び装置 - Google Patents

無線ｌａｎシステムにおけるトレーニング信号送信方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明は、無線通信に関し、より詳しくは、無線ＬＡＮシステムにおけるトレーニング信号の送信方法及び装置に関する。
最近、情報通信技術の発展とともに多様な無線通信技術が開発されている。このうち無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）は、無線周波数技術に基づいて個人携帯用情報端末機（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ；ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、携帯型マルチメディアプレーヤ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｐｌａｙｅｒ；ＰＭＰ）などのような携帯型端末機を用いて家庭や企業または特定サービス提供地域で無線でインターネットに接続することができるようにする技術である。
ＷＬＡＮ技術の標準化機構であるＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２が１９８０年２月に設立された以来、多くの標準化作業が実行されている。
初期のＷＬＡＮ技術は、ＩＥＥＥ８０２．１１を介して２．４ＧＨｚ周波数を使用して周波数ホッピング、帯域拡散、赤外線通信などで１〜２Ｍｂｐｓの速度をサポートした以来、最近にはＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）を適用して最大５４Ｍｂｐｓの速度をサポートすることができる。その他、ＩＥＥＥ８０２．１１では、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｓｅｒｖｉｃｅ）の向上、アクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）プロトコル互換、セキュリティ強化（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）、無線リソース測定（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）、車両環境のための無線接続（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）、速いローミング（Ｆａｓｔ Ｒｏａｍｉｎｇ）、メッシュネットワーク（Ｍｅｓｈ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、外部ネットワークとの相互作用（Ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、無線ネットワーク管理（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）等、多様な技術の標準を実用化または開発中である。
無線ＬＡＮシステムの脆弱点と指摘されてきた通信速度に対する限界を克服するために、比較的最近に制定された技術規格としてＩＥＥＥ８０２．１１ｎがある。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎは、ネットワークの速度と信頼性を増加させ、無線ネットワークの運営距離を拡張することを目的にする。より具体的に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、データ処理速度が最大５４０Ｍｂｐｓ以上である高処理率（Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ；ＨＴ）をサポートし、送信エラーを最小化してデータ速度を最適化するために、送信部と受信部の両方ともにマルチアンテナを使用するＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔｓ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔｓ）技術に基づく。また、この規格はデータ信頼性を高めるために重複する写本を複数個送信するコーディング方式を使用するだけでなく、速度を増加させるために直交周波数分割多重（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ；ＯＦＤＭ）を使用することもできる。
ＷＬＡＮの普及が活性化され、これを用いたアプリケーションが多様化されることによって、最近にはＩＥＥＥ８０２．１１ｎがサポートするデータ処理速度より高い処理率をサポートするための新たなＷＬＡＮシステムに対する必要性が台頭されている。超高処理率（Ｖｅｒｙ Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ；ＶＨＴ）無線ＬＡＮシステムは、１Ｇｂｐｓ以上のデータ処理速度をサポートするために、最近に新たに提案されているＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムのうち一つである。ＶＨＴ無線ＬＡＮシステムという名称は任意であり、現在は１Ｇｂｐｓ以上のスループット（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）を提供するために、８×８ＭＩＭＯ及び８０ＭＨｚまたはその以上のチャネル帯域幅を使用するシステムに対する実現可能性テスト（ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｔｅｓｔ）が進行されている。
データ送信に使用することができる空間ストリーム（ｓｐａｔｉａｌ ｓｔｒｅａｍ）の数の増加に対処し、マルチユーザ（ｍｕｌｔｉ ｕｓｅｒ）に対するＭＩＭＯ送信をサポートするために送信ステーションと受信ステーションとの間の空間ストリームのチャネル推定（ｃｈａｎｎｅｌ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）のためのトレーニング信号（ｔｒａｉｎｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ）の生成及び送信方法に対する考慮が必要である。
本発明が解決しようとする技術的課題は、無線ＬＡＮシステムにおけるトレーニング信号生成及び送信方法とこれをサポートする装置を提供することである。
本発明の一態様において、無線ＬＡＮシステムにおけるトレーニング信号送信方法は、トレーニング信号生成シーケンスにマッピング行列Ｐを適用し、第１の目的ステーションのための少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号及び第２の目的ステーションのための少なくとも一つ以上の第２のトレーニング信号を生成し、アンテナマッピング行列により、前記少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号及び前記少なくとも一つ以上の第２のトレーニング信号を複数のアンテナにマッピングし、及び前記複数のアンテナにマッピングされた前記少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号及び前記少なくとも一つ以上の第２のトレーニング信号の各々をＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）し、前記複数のアンテナを介して送信することを含む。
前記マッピング行列Ｐは、下記数式により決定される。
ただ、
は４×４直交行列。
前記
は、下記数式の通りである。
前記少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号は、前記第１の目的ステーションが前記少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号の送信以後に送信される前記第１の目的ステーションのデータを復調（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）したり、或いは前記第１の目的ステーションと前記少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号を送信する送信ステーションとの間のチャネル推定することに用いられ、前記少なくとも一つ以上の第２のトレーニング信号は、前記第２の目的ステーションが前記少なくとも一つ以上の第２のトレーニング信号の送信以後に送信される前記第２の目的ステーションのデータを復調（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）したり、或いは前記第２の目的ステーションと前記送信ステーションとの間のチャネル推定することに用いられる。
本発明の他の態様において、無線ＬＡＮシステムにおけるトレーニング信号送信方法は、トレーニング信号生成シーケンスにマッピング行列
を適用して複数のトレーニング信号を生成し、及び前記複数のトレーニング信号を少なくとも一つ以上の目的ステーションに送信する。
前記マッピング行列
は、下記数式により決定される。
ただ、
は自然数であり、
は４×４直交行列。
前記４×４直交行列
は、下記数式の通りである。
前記複数のトレーニング信号の個数は、前記少なくとも一つ以上の目的ステーションに前記トレーニング信号の送信以後にデータを送信する時、前記データ送信に使用する空間ストリーム（ｓｐａｔｉａｌ ｓｔｒｅａｍ）の個数の同じ、或いは多い。
前記トレーニング信号は、前記目的ステーションが前記トレーニング信号の送信以後に送信されるデータを復調（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）したり、或いは前記目的ステーションと前記トレーニング信号を送信する送信ステーションとの間のチャネル推定することに用いられる。
前記複数のトレーニング信号を前記少なくとも一つ以上の目的ステーションに送信することは、アンテナマッピング行列により前記複数のトレーニング信号を複数のアンテナにマッピングし、及び前記複数のアンテナにマッピングされた前記複数のトレーニング信号の各々をＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）し、前記複数のアンテナを介して送信することを含む。
前記トレーニング信号生成シーケンスは、既設定された値であり、使用するチャネルの帯域幅によって選択される。
本発明の他の態様において、無線ＬＡＮシステムにおけるトレーニング信号送信方法は、トレーニング信号生成シーケンスに第１のマッピング行列を適用して第１の目的ステーションのための第１のトレーニング信号を生成し、前記トレーニング信号生成シーケンスに第２のマッピング行列を適用して第２の目的ステーションのための第２のトレーニング信号を生成し、及び前記第１のトレーニング信号及び前記第２のトレーニング信号を前記第１の目的ステーション及び前記第２の目的ステーションを含む複数の目的ステーションにＭＵ−ＭＩＭＯ送信する。
本発明の他の態様において、無線装置は、トレーニング信号を送信するトレーニング信号送信部及びトレーニング信号を生成するトレーニング信号生成部を含み、前記トレーニング信号生成部は、トレーニング信号生成シーケンスにマッピング行列Ｐを適用し、第１の目的ステーションのための少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号及び第２の目的ステーションのための少なくとも一つ以上の第２のトレーニング信号を生成し、前記少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号及び前記少なくとも一つ以上の第２のトレーニング信号を前記第１の目的ステーション及び前記第２の目的ステーションに送信することは、アンテナマッピング行列により、前記少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号及び前記少なくとも一つ以上の第２のトレーニング信号を複数のアンテナにマッピングし、及び前記複数のアンテナにマッピングされた前記少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号及び前記少なくとも一つ以上の第２のトレーニング信号の各々をＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）し、前記複数のアンテナを介して送信するように設定される。
前記マッピング行列Ｐは、下記数式により決定される。
ただ、
は４×４直交行列。
前記
は、下記数式の通りである。
（項目１）
無線ＬＡＮシステムにおけるトレーニング信号送信方法において、
トレーニング信号生成シーケンスにマッピング行列Ｐを適用し、第１の目的ステーションのための少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号及び第２の目的ステーションのための少なくとも一つ以上の第２のトレーニング信号を生成し、
アンテナマッピング行列により、前記少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号及び前記少なくとも一つ以上の第２のトレーニング信号を複数のアンテナにマッピングし、及び
前記複数のアンテナにマッピングされた前記少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号及び前記少なくとも一つ以上の第２のトレーニング信号の各々をＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）し、前記複数のアンテナを介して送信することを含むことを特徴とする方法。
（項目２）
前記マッピング行列Ｐは、下記数式により決定されることを特徴とする項目１に記載の方法。
ただ、
は４×４直交行列。
（項目３）
前記
は、下記数式の通りであることを特徴とする項目２に記載の方法。
（項目４）
前記少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号は、前記第１の目的ステーションが前記少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号の送信以後に送信される前記第１の目的ステーションのデータを復調（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）したり、或いは前記第１の目的ステーションと前記少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号を送信する送信ステーションとの間のチャネル推定することに用いられ、
前記少なくとも一つ以上の第２のトレーニング信号は、前記第２の目的ステーションが前記少なくとも一つ以上の第２のトレーニング信号の送信以後に送信される前記第２の目的ステーションのデータを復調（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）したり、或いは前記第２の目的ステーションと前記送信ステーションとの間のチャネル推定することに用いられることを特徴とする項目１に記載の方法。
（項目５）
無線ＬＡＮシステムにおけるトレーニング信号送信方法において、
トレーニング信号生成シーケンスにマッピング行列
を適用して複数のトレーニング信号を生成し、及び
前記複数のトレーニング信号を少なくとも一つ以上の目的ステーションに送信し、
前記マッピング行列
は、下記数式により決定されることを特徴とする方法。
ただ、
は自然数であり、
は４×４直交行列。
（項目６）
前記４×４直交行列
は、下記数式の通りであることを特徴とする項目５に記載の方法。
（項目７）
前記複数のトレーニング信号の個数は、前記少なくとも一つ以上の目的ステーションに前記トレーニング信号の送信以後にデータを送信する時、前記データ送信に使用する空間ストリーム（ｓｐａｔｉａｌ ｓｔｒｅａｍ）の個数の同じ、或いは多いことを特徴とする項目５に記載の方法。
（項目８）
前記トレーニング信号は、前記目的ステーションが前記トレーニング信号の送信以後に送信されるデータを復調（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）したり、或いは前記目的ステーションと前記トレーニング信号を送信する送信ステーションとの間のチャネル推定することに用いられることを特徴とする項目５に記載の方法。
（項目９）
前記複数のトレーニング信号を前記少なくとも一つ以上の目的ステーションに送信することは、
アンテナマッピング行列により前記複数のトレーニング信号を複数のアンテナにマッピングし、及び
前記複数のアンテナにマッピングされた前記複数のトレーニング信号の各々をＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）し、前記複数のアンテナを介して送信することを含むことを特徴とする項目５に記載の方法。
（項目１０）
前記トレーニング信号生成シーケンスは、既設定された値であり、使用するチャネルの帯域幅によって選択されることを特徴とする項目５に記載の方法。
（項目１１）
無線ＬＡＮシステムにおけるトレーニング信号送信方法において、
トレーニング信号生成シーケンスに第１のマッピング行列を適用して第１の目的ステーションのための第１のトレーニング信号を生成し、
前記トレーニング信号生成シーケンスに第２のマッピング行列を適用して第２の目的ステーションのための第２のトレーニング信号を生成し、及び
前記第１のトレーニング信号及び前記第２のトレーニング信号を前記第１の目的ステーション及び前記第２の目的ステーションを含む複数の目的ステーションにＭＵ−ＭＩＭＯ送信する方法。
（項目１２）
トレーニング信号を送信するトレーニング信号送信部；及び、
トレーニング信号を生成するトレーニング信号生成部；を含み、
前記トレーニング信号生成部は、
トレーニング信号生成シーケンスにマッピング行列Ｐを適用し、第１の目的ステーションのための少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号及び第２の目的ステーションのための少なくとも一つ以上の第２のトレーニング信号を生成し、
前記少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号及び前記少なくとも一つ以上の第２のトレーニング信号を前記第１の目的ステーション及び前記第２の目的ステーションに送信することは、
アンテナマッピング行列により、前記少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号及び前記少なくとも一つ以上の第２のトレーニング信号を複数のアンテナにマッピングし、及び
前記複数のアンテナにマッピングされた前記少なくとも一つ以上の第１のトレーニング信号及び前記少なくとも一つ以上の第２のトレーニング信号の各々をＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）し、前記複数のアンテナを介して送信するように設定されることを特徴とする無線装置。
（項目１３）
前記マッピング行列Ｐは、下記数式により決定されることを特徴とする項目１２に記載の無線装置。
ただ、
は４×４直交行列。
（項目１４）
前記
は、下記数式の通りであることを特徴とする項目１３に記載の無線装置。
無線ＬＡＮシステムにおけるトレーニング信号生成及び送信方法に使われることができるマッピング行列を提供し、複数の空間ストリームを用いたＭＵ−ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｕｓｅｒ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）送信をサポートする。
本発明の実施例が適用されることができる無線ＬＡＮシステムの一例を示す。 ＨＴシステムのＨＴ−混合モードＰＬＣＰフォーマット（ＨＴ−Ｍｉｘｅｄ Ｍｏｄｅ ＰＬＣＰ Ｆｏｒｍａｔ）を示すブロック図である。 ＬＴＦ生成過程の一例を概略的に示す。 空間ストリームの数によるＨＴ−ＬＴＦマッピング行列ＰＨＴＬＴＦの適用例を示す。 ８個またはその以上の空間ストリームを使用するＭＵ−ＭＩＭＯ送信をサポートするＶＨＴシステムで使われることができるＰＬＣＰフレームフォーマットの一例を示す。 本発明の一実施例に係るＶＨＴ−ＬＴＦの生成方法を示す。 本発明の実施例に係るＶＨＴ−ＬＴＦの生成方法の他の一例を示す。 本発明の他の実施例に係るＶＨＴ−ＬＴＦ生成及び送信方法を示す。 ８×８のＶＨＴ−ＬＴＦ直交マッピング行列と本発明の実施例に係るその適用方法の例示である。 ８×８のＶＨＴ−ＬＴＦ直交マッピング行列と本発明の他の実施例に係るその適用方法の例示である。 ８×８のＶＨＴ−ＬＴＦ直交マッピング行列と本発明の他の実施例に係るその適用方法の例示である。 本発明の実施例が具現される無線装置を示すブロック図である。
以下、図面を参照して本発明の実施例に対して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例が適用されることができる無線ＬＡＮシステムの一例を示す。
図１を参照すると、無線ＬＡＮシステムは、一つまたはその以上の基本サービスセット（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ；ＢＳＳ）を含む。ＢＳＳは、成功的に同期化を行って互いに通信することができるステーション（Ｓｔａｔｉｏｎ；ＳＴＡ）の集合であり、特定領域を意味するものではない。以下、本発明の実施例が適用されることができる無線ＬＡＮシステムのようにＭＡＣ ＳＡＰで１ＧＨｚ以上の超高速データ処理をサポートするＢＳＳをＶＨＴ（Ｖｅｒｙ Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）ＢＳＳという。
ＶＨＴ ＢＳＳは、インフラストラクチャＢＳＳ（ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ＢＳＳ）と独立ＢＳＳ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ＢＳＳ；ＩＢＳＳ）に区分され、図１にはインフラストラクチャＢＳＳが示されている。インフラストラクチャＢＳＳ（ＢＳＳ１、ＢＳＳ２）は、一つまたはその以上のＮｏｎ−ＡＰ ＳＴＡ（ＳＴＡ１、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４）、分配サービス（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を提供するステーションであるアクセスポイント（ＡＰ１（ＳＴＡ２）、ＡＰ２（ＳＴＡ５））、及び複数のアクセスポイント（ＡＰ１、ＡＰ２）を連結させる分配システム（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ；ＤＳ）を含む。インフラストラクチャＢＳＳでは、ＡＰ ＳＴＡがＢＳＳのＮｏｎ−ＡＰ ＳＴＡを管理する。
反面、独立ＢＳＳはアドホックモードに動作するＢＳＳである。ＩＢＳＳは、ＡＰ ＶＨＴ ＳＴＡを含まないため、中央で管理機能を遂行するエンティティ（Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）がない。即ち、ＩＢＳＳではＮｏｎ−ＡＰ ＳＴＡが分散された方式（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｍａｎｎｅｒ）に管理される。ＩＢＳＳでは、全てのＳＴＡが移動ステーションからなり、ＤＳへの接続が許容されないため自己完備的ネットワーク（ｓｅｌｆ−ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋ）を構築する。
ＳＴＡは、ＩＥＥＥ８０２．１１標準の規定による媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＭＡＣ）と無線媒体に対する物理層（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ）インターフェースを含む任意の機能媒体であり、広義では、ＡＰと非ＡＰステーション（Ｎｏｎ−ＡＰ Ｓｔａｔｉｏｎ）の両方ともを含む。また、後述のようなＭＵ−ＭＩＭＯ送信をサポートし、１ＧＨｚ以上の超高速データ処理をサポートするＳＴＡをＶＨＴ ＳＴＡという。本発明の実施例が適用されることができるＶＨＴ無線ＬＡＮシステムでは、前記ＢＳＳに含まれるＳＴＡは、全部ＶＨＴ ＳＴＡ、或いはＶＨＴ ＳＴＡとｎｏｎ−ＶＨＴ ＳＴＡ（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎをサポートするＳＴＡ）が共存することもできる。
無線通信のためのＳＴＡは、プロセッサ（Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）とトランシーバ（ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）を含み、ユーザインターフェースとディスプレイ手段などを含むことができる。プロセッサは、無線ネットワークを介して送信するフレームを生成したり、或いは前記無線ネットワークを介して受信されたフレームを処理するように考案された機能ユニットであり、ＳＴＡを制御するための多様な機能を遂行する。また、トランシーバは、前記プロセッサと機能的に連結されており、ステーションのために無線ネットワークを介してフレームを送受信するように考案されたユニットである。
ＳＴＡのうちユーザが操作する携帯用端末は、Ｎｏｎ−ＡＰ ＳＴＡ（ＳＴＡ１、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４、ＳＴＡ５）であり、単純にＳＴＡという時はＮｏｎ−ＡＰ ＳＴＡを意味する。Ｎｏｎ−ＡＰ ＳＴＡは、端末（ｔｅｒｍｉｎａｌ）、無線送受信ユニット（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｔｒａｎｓｍｉｔ／Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｕｎｉｔ；ＷＴＲＵ）、ユーザ装備（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵＥ）、移動局（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＭＳ）、携帯用端末（Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、または移動サブスクライバユニット（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｕｎｉｔ）など、他の名称で呼ばれることもある。また、後述するようなＭＵ−ＭＩＭＯ技術に基づいて超高速データ処理をサポートするＮｏｎ−ＡＰ ＳＴＡをＮｏｎ−ＡＰ ＶＨＴ ＳＴＡ、または簡単にＶＨＴ ＳＴＡという。
また、ＡＰ（ＡＰ１、ＡＰ２）は、自身に結合されたＳＴＡ（Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ｓｔａｔｉｏｎ）のために無線媒体を経由してＤＳに対する接続を提供する機能エンティティである。ＡＰを含むインフラストラクチャＢＳＳで非ＡＰ ＳＴＡ間の通信は、ＡＰを経由して行われることが原則であるが、ダイレクトリンク（ｄｉｒｅｃｔ ｌｉｎｋ）が設定された場合には非ＡＰ ＳＴＡ（ｎｏｎ−ＡＰ ＳＴＡ）間でも直接通信が可能である。ＡＰは、アクセスポイントという名称外に、集中制御器、基地局（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＢＳ）、ノードＢ、ＢＴＳ（Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ）、またはサイト制御器などと呼ばれることもある。また、後述するようなＭＵ−ＭＩＭＯ技術に基づいて超高速データ処理をサポートするＡＰをＶＨＴ ＡＰという。
複数のインフラストラクチャＢＳＳは、分配システム（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ；ＤＳ）を介して相互連結されることができる。ＤＳを介して連結された複数のＢＳＳを拡張サービスセット（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ；ＥＳＳ）という。ＥＳＳに含まれるＳＴＡは互いに通信することができ、同じＥＳＳ内で非ＡＰ ＳＴＡは、シームレス通信しつつ、一つのＢＳＳから他のＢＳＳに移動することができる。
ＤＳは、一つのＡＰが他のＡＰと通信するためのメカニズムであり、これによると、ＡＰは、自身が管理するＢＳＳに結合されているＳＴＡのためにフレームを送信したり、或いはいずれか一つのＳＴＡが他のＢＳＳに移動した場合にフレームを送信したり、或いは有線ネットワークなどのような外部ネットワークとフレームを送信することができる。このようなＤＳは、必ずネットワークである必要はなく、ＩＥＥＥ８０２．１１に規定された所定の分配サービスを提供することができると、その形態に対しては何らの制限がない。例えば、ＤＳは、メッシュネットワークのような無線ネットワークであってもよく、或いはＡＰを互いに連結させる物理的な構造物であってもよい。
ＶＨＴ無線ＬＡＮシステムは、複数のＳＴＡが効率的に同時に無線チャネルを使用するためにＭＵ−ＭＩＭＯを使用する。即ち、同時に複数のＳＴＡがＡＰと送受信することを許容する。ＡＰは、空間多重化された無線フレームを複数のＳＴＡに同時に送信することができる。このために、チャネル状況を測定してビーム形成を実行し、複数の空間ストリーム（ｓｐａｔｉａｌ ｓｔｒｅａｍ）を用いてデータを送受信することができる。
以下、データを複数のＳＴＡに対して空間多重化して送信することをＭＵ−ＭＩＭＯ送信またはＳＤＭＡ送信という。ＭＵ−ＭＩＭＯ送信において、送信対象となるＳＴＡの各々に対して少なくとも一つの空間ストリーム（ｓｐａｔｉａｌ ｓｔｒｅａｍ）が割り当てられ、割り当てられた空間ストリームを用いてデータが送信されることができる。
以下、ＶＨＴ ＳＴＡと区別してＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ標準をサポートするＳＴＡをレガシ（ｌｅｇａｃｙ）ＳＴＡといい、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ標準をサポートするＳＴＡをＨＴ ＳＴＡという。同様に、ＶＨＴシステムと区別してＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ標準をサポートする無線ＬＡＮシステムをレガシ（ｌｅｇａｃｙ）システムといい、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ標準をサポートする無線ＬＡＮシステムをＨＴシステムという。以下、言及されるＰＬＣＰフレームフォーマットで同じ名称の各フィールドの機能は特別な言及がない限り、本明細書の全範囲内で同じである。
ＰＬＣＰフレームは、ＳＴＡのＰＬＣＰ副階層で生成され、ＰＭＤ副階層を経てマルチアンテナを用いて送信目的ＳＴＡに送信される。以下、ＰＬＣＰフレームフォーマット及び構成するフィールドの送信方法は、一つの例に過ぎず、フィールドの送信順序は図面に示したことに限定されない。以下の記述（ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ）で、その送信順序を特定しない限り、フィールドの送信順序を変わることができ、一部フィールドが省略されたり、或いは必要によって追加されることができる。
図２は、ＨＴシステムのＨＴ−混合モードＰＬＣＰフォーマット（ＨＴ−Ｍｉｘｅｄ Ｍｏｄｅ ＰＬＣＰ Ｆｏｒｍａｔ）を示すブロック図である。
ＨＴシステムのＨＴ−混合モードＰＬＣＰフォーマットと関連する詳細な事項は、２００９年６月に開示されたＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／Ｄ１１．０“Ｐａｒｔ １１：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ；Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ ５：Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｈｉｇｈｅｒ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ”の２０．３節を参照することができる。
ＰＬＣＰフレームは、ＰＰＤＵ（ＰＬＣＰ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）の送信に使われ、図２のＨＴ−混合モードＰＬＣＰフォーマットは、ＨＴシステムでＨＴ ＳＴＡとレガシＳＴＡの共存を保障するためのＰＬＣＰフォーマットである。従って、レガシＳＴＡのための（レガシＳＴＡも認識（ｒｅｃｏｇｎｉｚｅ）することができるようにする）一連のフィールド（例えば、Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧ）を含むことを特徴とする。
ＨＴ−混合モードＰＬＣＰフレームに含まれる要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）は、次の表の通りである。
Ｌ−ＳＴＦ、ＨＴ−ＳＴＦ、ＨＴ−ＧＦ−ＳＴＦのようなＳＴＦ（Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｉｎｉｎｇ ｆｉｅｌｄ）は、フレームタイミング獲得（ｆｒａｍｅ ｔｉｍｉｎｇ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）、ＡＧＣ（ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｇａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ）制御などに使われるため、同期信号または同期チャネルと呼ばれることもある。即ち、ＳＴＦは、ＳＴＡ間またはＳＴＡとＡＰとの間の同期を合わせるために使われる。
Ｌ−ＬＴＦ、ＨＴ−ＬＴＦのようなＬＴＦ（Ｌｏｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ ｆｉｅｌｄ）は、データ及び／または制御情報の復調のためのチャネル推定に使われるため、基準信号、トレーニング信号（ｔｒａｉｎｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ）またはパイロット（ｐｉｌｏｔ）と呼ばれることもある。
Ｌ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＩＧは、データのデコーディングに必要な多様な情報を提供するため、制御情報と呼ばれることもある。
ＨＴシステムのＨＴ−混合モードＰＬＣＰフォーマットは、まず、Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧを送信することで、レガシＳＴＡもＰＬＣＰフォーマットを読み取ることができる。ＨＴ ＳＴＡは、Ｌ−ＳＩＧフィールド以後に受信されるＨＴ−ＳＩＧフィールドで制御情報を獲得し、該当ＰＬＣＰフォーマットがＨＴ ＳＴＡのためのものであることを知ることができる。
ＨＴシステムでは、Ｓｉｎｇｌｅ Ｕｓｅｒ−ＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）送信が可能である。Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧ、及びＨＴ−ＳＩＧは、ｎｏｎ−ＭＩＭＯ送信技法に全方向に送信され、ＨＴ−ＳＴＦからＤａｔａまではＳＵ−ＭＩＭＯ送信を介して送信される。
ＨＴ−ＳＩＧは、ＨＴ−ＳＩＧの次のＨＴパケットフォーマット（ｐａｃｋｅｔ ｆｏｒｍａｔ）を解釈するための情報を有している。ＨＴ−ＳＩＧは総２４ビットで構成されており、次のような情報を含む。
− 変調及びコーディング方式（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）：７ビット
− チャネル帯域幅（Ｃｈａｎｎｅｌ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）２０／４０ＭＨｚ：１ビット
− ＨＴ長さ（ｌｅｎｇｔｈ）：１６ビット
− スムージング（Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）：１ビット
− Ｎｏｔ ｓｏｕｎｄｉｎｇ：１ビット
− 予備（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）：１ビット
− アグリゲーション（Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）：１ビット
− ＳＴＢＣ：２ビット
− ＦＥＣコーディング（ｃｏｄｉｎｇ）：１ビット
− 短い（Ｓｈｏｒｔ）ＧＩ：１ビット
− 拡張空間ストリームの個数（Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｓｐａｔｉａｌ ｓｔｒｅａｍｓ）：２ビット
− ＣＲＣ：８ビット
− テールビット（Ｔａｉｌ ｂｉｔｓ）：６ビット
ＨＴ−ＳＩＧを構成するフィールドのうち一つである拡張空間ストリームの個数（Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｓｐａｔｉａｌ ｓｔｒｅａｍｓ）フィールドでも知ることができるように、ＨＴ ＳＴＡは、最大４個の空間ストリーム（ｓｐａｔｉａｌ ｓｔｒｅａｍ）を用いたＳＵ−ＭＩＭＯをサポートする。従って、Ｌ−ＬＴＦでは各ストリーム（ｓｔｒｅａｍ）に対するチャネル推定（ｃｈａｎｎｅｌ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）を実行することができないため、多重空間ストリーム（ｍｕｌｔｉ ｓｐａｔｉａｌ ｓｔｒｅａｍ）のチャネル推定のための新たなＬＴＦが必要である。
ＨＴシステムは、ＭＩＭＯチャネル推定のためにＨＴ−ＬＴＦを定義している。ＨＴ−ＬＴＦも前述したＬＴＦのようにチャネル推定のために使用されるが、ＨＴ−ＬＴＦはＭＩＭＯチャネルを推定することができるように設計されているという点でＬ−ＬＴＦと異なる。
図３は、ＬＴＦ生成過程の一例を概略的に示す。図３ではＨＴ−ＬＴＦの生成過程を例示するが、このような過程は本発明のＶＨＴ−ＬＴＦの生成にも適用されることができる。
ＨＴＬＴＦシーケンス（ＨＴＬＴＦｋ）にＨＴ−ＬＴＦマッピング行列（ｍａｐｐｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ）ＰＨＴＬＴＦをかける。ＰＨＴＬＴＦは、ＨＴ−ＬＴＦがＭＩＭＯチャネルに対するチャネル推定に使われることができるようにＨＴＬＴＦシーケンスにかける直交マッピング行列（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｍａｐｐｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ）である。ＨＴ−ＬＴＦマッピング行列ＰＨＴＬＴＦは、数式１のように定義されることができる。
以後意図しないビーム形成を防止するためのＣＳＤ（ｃｙｃｌｉｃ ｓｈｉｆｔ ｄｅｌａｙ）過程を経て、ｋ副搬送波に対するアンテナマッピング行列（ａｎｔｅｎｎａ ｍａｐｐｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ）Ｑｋにより送信アンテナにマッピングされる。Ｑｋは、時空間ストリーム（ｓｐａｃｅ ｔｉｍｅ ｓｔｒｅａｍ）と送信チェーン（ｔｒａｎｓｍｉｔ ｃｈａｉｎ）をマッピングする役割を遂行する。各送信チェーンにマッピングされたＨＴＬＴＦシーケンスは、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を経て送信アンテナを介して送信される。
ＨＴＬＴＦシーケンスは、本発明によるトレーニング信号生成シーケンスの一例である。本発明によるトレーニング信号生成シーケンスをＶＨＴＬＴＦシーケンスと呼ぶことができるが、このような名称は任意である。トレーニング信号生成シーケンスは、ＶＨＴ無線ＬＡＮシステムが使用するチャネル帯域幅によって互いに異なるシーケンスが使われることができる。即ち、２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、または１６０ＭＨｚのチャネル帯域幅によって互いに異なるトレーニング信号生成シーケンスが使われることができ、トレーニング信号生成シーケンスは、トレーニング信号を送信するＳＴＡと受信するＳＴＡに既に知られたシーケンスである。受信ＳＴＡは、チャネルの帯域幅に応じて使われるトレーニング信号生成シーケンスを参照し、トレーニング信号を用いたチャネル推定及びデータの復調が可能である。
図４は、空間ストリームの数によるＨＴ−ＬＴＦマッピング行列ＰＨＴＬＴＦの適用例を示す。
図４の例示のように、トレーニングシンボル（ｔｒａｉｎｉｎｇ ｓｙｍｂｏｌ）は、空間ストリーム（ｓｐａｔｉａｌ ｓｔｒｅａｍ）単位に定義され、各空間ストリームのチャネル推定のために送信される。空間ストリームの個数が１、２、４個の場合には、各々、１、２、４個のＨＴ−ＬＴＦが送信されるが、空間ストリームの個数が３個の場合には、一つの追加的な長いトレーニング信号シンボル（ｅｘｔｒａ ｌｏｎｇ ｔｒａｉｎｉｎｇ ｓｙｍｂｏｌ）を追加して４個のＨＴ−ＬＴＦが使われる。
直交マッピング行列を用いたＨＴ−ＳＴＡのチャネルを推定する方法の説明のために、ＨＴシステムで送信ステーションが２レイヤ（ｌａｙｅｒｓ）を介して受信ステーションにトレーニングシンボルを送信する場合を仮定する。この時、受信ステーションが受信するトレーニングシンボルは、数式２のように示すことができる。
ここで、ｈｎｍは送信者のｎ番目のアンテナと受信者のｍ番目のアンテナとの間のチャネルを意味し、Ｐｎ（ｔ）は送信者のｎ番目のアンテナで送信されるトレーニングシンボルを意味し、ｎｍ（ｔ）は受信者のｍ番目のアンテナに乗ってくるＡＷＧＮ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｗｈｉｔｅ Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｎｏｉｓｅ）を意味する。数式２でトレーニングシンボルを代入して式を再整理すると、次のような数式３を得ることができる。
数式３で、全てのｎとｍに対してｈｎｍを求めと、数式４の通りである。
レイヤの個数が３個或いは４個である場合にも数式２乃至数式４の過程を経てｈｎｍを求めることができる。
以下、４個の送信アンテナ（Ｔｘ ａｎｔｅｎｎａ）と１個の受信アンテナ（Ｒｘ ａｎｔｅｎｎａ）環境を仮定し、各チャネルを推定する時のチャネル情報（ｃｈａｎｎｅｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）ＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌ ｐｏｗｅｒ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ ｐｏｗｅｒ ｒａｔｉｏ）を求める。
この時、受信アンテナで受信する信号は数式５のように示すことができる。
数式５から得るチャネル推定結果は、数式６のように示すことができる。
数式６の右辺の２番目の項は、受信信号に含まれたノイズを意味する。数式６から受信端で受信した信号のＳＮＲを数式７のように求めることができる。
数式７で
は、雑音電力スペクトラム密度（ｎｏｉｓｅ ｐｏｗｅｒ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｄｅｎｓｉｔｙ）である。前記のように、４個のＬＴＦ送信から約６ｄＢのチャネル推定利得を有することができるようになる。
ＶＨＴ無線ＬＡＮシステムはＳＵ−ＭＩＭＯ外にもＭＵ−ＭＩＭＯをサポートする。ＶＨＴシステムは、最小８空間ストリームのＭＩＭＯ送信をサポートすることと期待されている。８個以上の空間ストリームを用いたＭＵ−ＭＩＭＯ送信をサポートするＶＨＴシステムで使われることができるＰＬＣＰフレームフォーマットの一例を図５に示す。
ＶＨＴ−グリーンフィールド（Ｇｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄ）フォーマットは、ＶＨＴ ＳＴＡのみで構成されたシステムで使われることができるＰＬＣＰフレームフォーマットの一例である。ＶＨＴ−混合フォーマットは、レガシＳＴＡ、ＨＴ ＳＴＡ、及びＶＨＴ ＳＴＡが共存するシステムで使われることができるＰＬＣＰフレームフォーマットの一例であり、ＶＨＴ−混合グリーンフィールドフォーマットは、ＨＴ ＳＴＡとＶＨＴ ＳＴＡのみで構成されたシステムで使われることができるＰＬＣＰフレームフォーマットの一例である。図５に示すＰＬＣＰフレームフォーマット及びＰＬＣＰフレームフォーマットを構成する各フィールドの名称と送信順序及び送信方法は任意であり、以下の送信順序及び送信方法を特定しない限り、図５に示されたことにより限定されるものではない。
ＶＨＴ−混合フォーマットは、システムに存在するレガシＳＴＡ及びＨＴ ＳＴＡのためのフィールド（例えば、Ｌ−ＳＴＦフィールド、Ｌ−ＬＴＦフィールド、Ｌ−ＳＩＧフィールド、ＨＴ−ＳＩＧフィールド）をさらに含む点でＶＨＴ−グリーンフィールドフォーマットと異なる。この時、レガシＳＴＡ及びＨＴ ＳＴＡのためのフィールド（例えば、Ｌ−ＳＴＦフィールド、Ｌ−ＬＴＦフィールド、Ｌ−ＳＩＧフィールド、ＨＴ−ＳＩＧフィールド）は、ビーム形成無しに送信され、以後ＶＨＴ−ＳＴＦフィールドからはプリコーディングしてビーム形成送信されることができる。
ＶＨＴ−混合グリーンフィールドフォーマットは、ＨＴ ＳＴＡのためのＨＴ−ＧＦ ＳＴＦフィールド、ＨＴ−ＬＴＦ１フィールド、ＨＴ−ＳＩＧフィールドが含まれることができる。
図５のＰＬＣＰフレームフォーマットでＶＨＴ ＳＴＡのためのＶＨＴ−ＳＴＦ及びＶＨＴ−ＬＴＦは、プリコーディングを介してビーム形成されて送信されることができる。８個以上の空間ストリームを使用してＭＵ−ＭＩＭＯをサポートするＶＨＴシステムで使われるＰＬＣＰフレームフォーマットは、ＨＴシステムに比べて多いＶＨＴ−ＬＴＦと拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ＶＨＴ−ＬＴＦの送信が必要である。ＶＨＴ−ＬＴＦフィールドは、チャネル推定とデータの復調のために使われるＬＴＦフィールドであり、拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）ＶＨＴ−ＬＴＦフィールドは、ＭＩＭＯチャネルの追加空間次元（ｅｘｔｒａ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）をサウンディング（ｓｏｕｎｄｉｎｇ）するためのＬＴＦフィールドである。
本発明は、ＶＨＴシステムで使われることができる５個以上のレイヤ送信のためのＶＨＴ−ＬＴＦ生成方法とＶＨＴ−ＬＴＦ生成に使われる直交マッピング行列及び直交マッピング行列の適用方法を提案する。
図６は、本発明の一実施例に係るＶＨＴ−ＬＴＦの生成方法を示す。
本発明の一実施例によると、ＶＨＴ−ＬＴＦに適用される直交マッピング行列は、各ＳＴＡ別に適用されることができる。図６は、ＶＨＴシステムでＶＨＴ−ＳＴＡ０がＶＨＴ−ＳＴＡ１及びＶＨＴ−ＳＴＡ２に対してＭＵ−ＭＩＭＯ送信を実行しようとする状況を仮定する。また、ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の目的ＳＴＡであるＶＨＴ−ＳＴＡ１とＶＨＴ−ＳＴＡ２は、各々、４レイヤと２レイヤを介して受信が可能であると仮定する。
ＶＨＴ−ＳＴＡ１及びＶＨＴ−ＳＴＡ２が受信しなければならないＬＴＦの個数に対してはＶＨＴ−ＬＴＦｓの送信以前に送信されるＶＨＴ−ＳＩＧフィールドを介してＶＨＴ−ＳＴＡ１及びＶＨＴ−ＳＴＡ２にシグナリングされることができる。送信ＳＴＡ ＶＨＴ−ＳＴＡ０がＰＬＣＰフレームを送信する時、総６個のＶＨＴ−ＬＴＦを送信する。最初の４個のＶＨＴ−ＬＴＦはＶＨＴ−ＳＴＡ１が受信してチャネル推定を実行するようにし、残りの２個のＶＨＴ−ＬＴＦはＶＨＴ−ＳＴＡ２が受信してチャネル推定を実行するようにすることができる。この時、ＶＨＴ−ＳＴＡ１のためのＶＨＴ−ＬＴＦ生成に使われる直交マッピング行列６１０とＶＨＴ−ＳＴＡ２のためのＶＨＴ−ＬＴＦ生成に使われる直交マッピング行列６２０は個別的に適用されることができる。
この時、適用される直交マッピング行列の一例として数式１のＨＴシステムのＨＴＬＴＦマッピング行列が使われることができる。
図６は、ＶＨＴ−ＳＴＡ１のためのＶＨＴ−ＬＴＦに対してはＨＴ−ＬＴＦ直交マッピング行列を４×４に適用し、ＶＨＴ−ＳＴＡ２のためのＶＨＴ−ＬＴＦに対してはＨＴ−ＬＴＦ直交マッピング行列を２×２に適用する例である。
図７は、本発明の実施例に係るＶＨＴ−ＬＴＦの生成方法の他の一例を示す。本発明の一実施例に係るＶＨＴ−ＬＴＦの生成方法によると、目的ＳＴＡの数と関係無しに一つのＶＨＴ−ＬＴＦ直交マッピング行列を用いて生成して送信することができる。即ち、ＶＨＴ−ＬＴＦマッピング行列を総レイヤの数（必要なＶＨＴ−ＬＴＦの数）に合わせて構成、適用する方法である。
図７の例は、ソースＳＴＡ ＶＨＴ−ＳＴＡ０が目的ＳＴＡ ＶＨＴ−ＳＴＡ１、ＶＨＴ−ＳＴＡ２に対し、各々、３レイヤを介してデータを送信する状況を仮定したものである。この時、ＶＨＴ−ＳＴＡ１、ＶＨＴ−ＳＴＡ２に対して送信されなければならないＶＨＴ−ＬＴＦの数は、各々、４個であり、総８個のＶＨＴ−ＬＴＦ送信が必要である。目的ＳＴＡの各々に対して個別的なＶＨＴ−ＬＴＦマッピング行列を適用する図６の方式でも同様ように８個のＶＨＴ−ＬＴＦ送信が必要である。
８個のＶＨＴ−ＬＴＦの生成に使われるＶＨＴ−ＬＴＦマッピング行列は、図７の行列７１０のように構成されることができる。
ＶＨＴ−ＳＴＡ１に送信される４個のＶＨＴ−ＬＴＦ生成のための３×４行列７１０−１とＶＨＴ−ＳＴＡ２に送信される４個のＶＨＴ−ＬＴＦ生成のための３×４行列７１０−２は、ＨＴ−ＬＴＦ直交マッピング行列を３×４に適用して得ることができる。７１０−１及び７１０−２を除いた行列７１０の残りの要素は０で構成される。
目的ＳＴＡに対して総６レイヤを介して送信する状況で８個のＶＨＴ−ＬＴＦを送信する前述した方法は、スループット損失（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ｌｏｓｓ）を誘発することができる。
このような問題点を解決するための本発明の他の実施例によると、総レイヤの数にＶＨＴ−ＬＴＦマッピング行列を合わせて使用する。即ち、ＶＨＴ−ＬＴＦ直交マッピング行列を１個、２個、及び４個のレイヤで使用することができる。
このような方式は、必要以上のＶＨＴ−ＬＴＦ送信を減らして送信効率の低下を防止することができるようにする。
図８は、本発明の他の実施例に係るＶＨＴ−ＬＴＦ生成及び送信方法を示す。
ＶＨＴ−ＳＴＡ１及びＶＨＴ−ＳＴＡ２に対し、各々、３レイヤを用いてデータを送信しようとする時、総６個のＶＨＴ−ＬＴＦを生成しなければならない。この時、総６個のレイヤは、送信される目的ＳＴＡを区別せずに、１個、２個または４個のレイヤ単位にＶＨＴ−ＬＴＦ直交マッピング行列を構成する。
図８のＶＨＴ−ＬＴＦ直交マッピング行列８１０は、６×６正方行列に構成されることができ、４×４の部分行列８１０−１、２×２の部分行列８１０−２を含む。８１０−１及び８１０−２以外の残りの要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）は０で構成される。この時、４×４の部分行列８１０−１には４×４に適用されたＨＴＬＴＦマッピング行列が使われることができ、２×２の部分行列８１０−２には２×２に適用されたＨＴＬＴＦマッピング行列が使われることができる。
図７で説明した方法で、総６個レイヤ送信のために８個のＬＴＦを使用した反面、図８のＶＨＴ−ＬＴＦマッピング行列を使用するようになると、総６個レイヤ送信のために６個のＶＨＴ−ＬＴＦを使用することができる。従って、２個のＶＨＴ−ＬＴＦ送信を減らすことができるため、システムの効率低下を防止することができるようになる。
一方、従来のＨＴシステムでは最大４個のレイヤによる送信をサポートしたため、少なくとも８個以上のレイヤを介する送信をサポートしようとするＶＨＴシステムにそのまま適用することができないという問題がある。即ち、５個以上のレイヤを介する送信をサポートするためのＶＨＴシステムで使われることができる８×８直交マッピング行列に対する考慮が必要である。
本発明ではＶＨＴシステムのための８×８の直交マッピング行列ＰＶＨＴ−ＬＴＦ（８Ｔｘ）を提案する。
本発明が提案するＶＨＴシステムのための８×８の直交マッピング行列ＰＶＨＴ−ＬＴＦ（８Ｔｘ）の一例は、数式８を介して得ることができる。
数式８の規則により得られた８×８のＶＨＴ−ＬＴＦ直交マッピング行列とその適用方法を図９に示す。
本発明の一実施例に係る８×８のＶＨＴ−ＬＴＦ直交マッピング行列は、図９のように得られることができ、図９のような方法に５、６、７及び８レイヤ送信に適用することができる。図９のＶＨＴ−ＬＴＦ直交マッピング行列で各レイヤ間コード（ｃｏｄｅ）は、常に直交性（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｉｔｙ）を維持しているため、ＶＨＴ−ＬＴＦを受信したＳＴＡは、数式４と同一方式に＋と−を用いた計算を介して推定しようとするチャネルの情報を容易に得ることができる。図９のＶＨＴ−ＬＴＦ直交マッピング行列で各列ベクトル（ｃｏｌｕｍｎ ｖｅｃｔｏｒ）の順序は任意に変えて適用されることができる。
本発明が提案するＶＨＴシステムのための８×８の直交マッピング行列ＰＶＨＴ−ＬＴＦ（８Ｔｘ）の他の一例は、数式９を介して得ることができる。
数式９による行列生成方法は、基本的に数式８と同様である。ただし、この時、数式９の
はＨＴシステムのＬＴＦマッピング行列になることができる。即ち、数式９の規則により数式１のＨＴ ＬＴＦマッピング行列を拡張して得られる８×８行列は、本発明が提案するＶＨＴ−ＬＴＦフィールドの生成及び送信方法のＶＨＴ−ＬＴＦマッピング行列として使用することができる。
ＨＴシステムを用いて８×８または１６×１６のＶＨＴ−ＬＴＦマッピング行列を得ることによって最大４個のレイヤを用いた送信をサポートする限界を克服し、８個のレイヤ以上をサポートするＶＨＴシステムに適用可能なＶＨＴ−ＬＴＦマッピング行列を得ることができる。併せて、後方互換性の側面で長所を有することができる。
図１０は、数式９とともに説明した本発明の一実施例に係る８×８のＶＨＴ−ＬＴＦマッピング行列とこれを５個乃至８個のレイヤ送信に使用する方法を示す。
一例として５個のレイヤ送信による場合、第１乃至第５の行ベクトル（Ｒｏｗ ｖｅｃｔｏｒ）により得られる部分行列を使用し、７個のレイヤ送信による場合、第１乃至第７の行ベクトルにより得られる部分行列を使用する。この時、各列ベクトルの順序は任意に変えて適用されることができる。
図１１は、数式９とともに説明した本発明の一実施例に係る８×８のＶＨＴ−ＬＴＦマッピング行列とこれを５個乃至８個のレイヤ送信に使用する他の方法を示す。
図１１の行列を用いたトレーニング信号の生成及び送信方法を使用すると、１〜４個のレイヤまではＨＴシステムの既存の方式の通り使用が可能であり、５と６レイヤに対しては、各々、５×６と６×６の行列セット（ｓｅｔ）を使用し、７と８レイヤに対しては、各々、７×８と８×８の行列セットを使用することができる。
このようなＶＨＴ−ＬＴＦの生成及び送信方式は、５と６レイヤに対するＶＨＴ−ＬＴＦを送信する場合、６個のＶＨＴ−ＬＴＦのみ送信することができるため、送信効率側面で利点を有することができる。
図１１の各レイヤ数によって用いられる部分行列において各列ベクトルの順序は任意に変えて適用されることができる。
図１２は、本発明の実施例が具現される無線装置を示すブロック図である。無線装置１２００は、無線ＬＡＮシステムのｎｏｎ−ＡＰ ＳＴＡまたはＡＰの一部である。
無線装置１２００は、トレーニング信号生成部１２１０とトレーニング信号送信部１２２０を含む。トレーニング信号生成部１２１０は、前述した実施例に係るＶＨＴ−ＬＴＦマッピング行列を用いてトレーニング信号を生成する。トレーニング信号送信部１２２０は、生成されたトレーニング信号を一つまたはその以上の無線装置に送信する。トレーニング信号の生成及び送信は、トレーニング信号シーケンスＶＨＴＬＴＦｋにＶＨＴ−ＬＴＦマッピング行列をかけ、意図しないビーム形成を防止するためのＣＳＤ、時空間ストリームと送信チェーンとの間のマッピング及びＩＦＦＴ過程を経てマルチアンテナを介して行われることができる。このために、トレーニング信号送信部１２２０はマルチアンテナを備えることができる。トレーニング信号送信部１２２０は、トレーニング信号生成部１２１０で生成されたトレーニング信号の全部または一部をプリコーディングを介するビーム形成過程を経てビーム形成送信することができる。この時、プリコーディングを介するビーム形成過程は、トレーニング信号生成部１２１０で行われることができる。
トレーニング信号生成部１２１０とトレーニング信号送信部１２２０は、プロセッサの形態に一つのチップで具現されることができる。トレーニング信号を生成して送信する前述した実施例は、ソフトウェアモジュールで構成され、メモリに格納され、プロセッサにより実行されることができる。
前述した実施例は、多様な態様の例示を含む。多様な態様を示すための全ての可能な組合せを記述することはできないが、該当技術分野の通常の知識を有する者は、他の組合せが可能であることを認識することができる。従って、本発明は、特許請求の範囲内に属する全ての交替、修正及び変更を含む。

Claims (8)

  1. 無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）システムにおいてトレーニング信号を送信する方法であって、前記方法は、ステーションによって実行され、
    前記方法は、
    ＶＨＴ（Ｖｅｒｙ Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）−ＬＴＦ（Ｌｏｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）シーケンスにマッピング行列Ｐを適用することによって、少なくとも１つのターゲットステーションのための複数のＶＨＴ−ＬＴＦシンボルを生成することであって、前記マッピング行列Ｐは、前記少なくとも１つのターゲットステーションのための空間ストリームの総数に基づいて決定され、前記少なくとも１つのターゲットステーションのための空間ストリームの総数が３または４に設定される場合には、前記ＶＨＴ−ＬＴＦシンボルの個数は４に設定され、前記少なくとも１つのターゲットステーションのための空間ストリームの総数が７または８に設定される場合には、前記ＶＨＴ−ＬＴＦシンボルの個数は８に設定される、ことと、
    前記ＶＨＴ−ＬＴＦシンボルを前記少なくとも１つのターゲットステーションに送信することと
    を含み、
    前記少なくとも１つのターゲットステーションのための空間ストリームの総数が７または８に設定される場合に、前記マッピング行列Ｐは、
    により定義され、Ｐ ４×４ は、
    により定義され、
    前記少なくとも１つのターゲットステーションのための空間ストリームの総数が３または４に設定される場合に、前記マッピング行列Ｐは、
    により定義される、方法。
  2. 前記複数のＶＨＴ−ＬＴＦシンボルは、前記少なくとも１つのターゲットステーションが、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）チャネルを推定するために使用される、請求項１に記載の方法。
  3. 前記複数のＶＨＴ−ＬＴＦシンボルは、複数のターゲットステーションのために生成され、前記複数のターゲットステーションに送信される、請求項１に記載の方法。
  4. 前記ＶＨＴ−ＬＴＦシーケンスは、前記ステーションによってデータを送信するために使用されるチャネルの帯域幅に対応する既設定された値のうちの１つである、請求項１に記載の方法。
  5. 無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）システムにおいてトレーニング信号を送信するステーションであって、
    前記ステーションは、ＬＴＦ（Ｌｏｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）生成ユニットと、ＬＴＦ送信ユニットとを備え、
    前記ＬＴＦ生成ユニットは、ＶＨＴ（Ｖｅｒｙ Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）−ＬＴＦ（Ｌｏｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）シーケンスにマッピング行列Ｐを適用することによって、少なくとも１つのターゲットステーションのための複数のＶＨＴ−ＬＴＦシンボルを生成するように構成されており、前記マッピング行列Ｐは、前記少なくとも１つのターゲットステーションのための空間ストリームの総数に基づいて決定され、前記少なくとも１つのターゲットステーションのための空間ストリームの総数が３または４に設定される場合には、前記ＶＨＴ−ＬＴＦシンボルの個数は４に設定され、前記少なくとも１つのターゲットステーションのための空間ストリームの総数が７または８に設定される場合には、前記ＶＨＴ−ＬＴＦシンボルの個数は８に設定され、
    前記ＬＴＦ送信ユニットは、前記ＶＨＴ−ＬＴＦシンボルを前記少なくとも１つのターゲットステーションに送信するように構成されており、
    前記少なくとも１つのターゲットステーションのための空間ストリームの総数が７または８に設定される場合に、前記マッピング行列Ｐは、
    により定義され、Ｐ ４×４ は、
    により定義され、
    前記少なくとも１つのターゲットステーションのための空間ストリームの総数が３または４に設定される場合に、前記マッピング行列Ｐは、
    により定義される、ステーション。
  6. 前記複数のＶＨＴ−ＬＴＦシンボルは、前記少なくとも１つのターゲットステーションが、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）チャネルを推定するために使用される、請求項５に記載のステーション。
  7. 前記ＶＨＴ−ＬＴＦシンボルは、複数のターゲットステーションのために生成され、前記複数のターゲットステーションに送信される、請求項５に記載のステーション。
  8. 前記ＶＨＴ−ＬＴＦシーケンスは、前記ステーションによってデータを送信するために使用されるチャネルの帯域幅に対応する既設定された値のうちの１つである、請求項５に記載のステーション。
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