JP6027172B2 - 無線ネットワークにおけるアクセスポイント及び端末、並びにそれらの動作方法 - Google Patents

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Description

本発明は、空間分割マルチユーザ多入力多出力方式を使用する通信システムに係り、特に、そのための無線ネットワークにおけるアクセスポイント及び端末、並びにそれらの動作方法に関する。
プリコーディングは、空間分割マルチユーザ多入力多出力方式（ＳＤ−ＭＩＭＯ）において各空間ビームをユーザに適切に割り当てるための手順に対応する。
多入力多出力（ＭＩＭＯ）方式は３つの主要範疇、プリコーディング、空間多重化（ＳＭ、Ｓｐａｔｉａｌ＿Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、及びダイバーシティコーディングを含み、ビームフォーミングは競合干渉に対する信号利得を増大し、多重パスによるフェーディング効果を低減する。
受信側が多重アンテナを有する場合、プリコーディングは受信アンテナにおける信号レベルを同時に最大化するために用いられる。空間多重化では、高レート信号は多重化された複数の低レート信号ストリームに分割され、各ストリームは同一の周波数チャネルの異なる送信アンテナから送信される。ダイバーシティコーディングでは、単一のストリームは時−空コーディングを用いてコーディングされ、移送される。
空間多重化は、プリコーディング又はダイバーシティコーディングと結合できる。
送信装置（アクセスポイント）は端末からチャネル状態情報を受信し、受信されたチャネル状態情報に基づいてプリコーディングを用いてデータを受信すべき端末を選択する。また、チャネル状態情報を用いてプリコーディングを行う。
端末は送信装置からトレーニング信号を受信し、受信されたトレーニング信号を用いて送信装置と端末との間のチャネルを推定してチャネル状態情報を生成する。
空間分割マルチユーザ多入力多出力方式においては、送信装置は複数の送信アンテナを使用する。従って、送信装置と端末間のチャネルはベクトル又は行列形式で提供される。ベクトル又は行列形式のチャネルを推定するために送信装置は各送信アンテナに個別的なトレーニング信号を送信しなければならない。
本発明の目的は、空間分割マルチユーザ多入力多出力方式を使用する通信システムに係る無線ネットワークにおいて、効率よくデータを送受信できる、アクセスポイント及び端末、並びにそれらの動作方法を提供することにある。
本発明の一側面による無線ネットワークにおけるアクセスポイントの動作方法は、端末に送信される第１チャネル推定フィールド及び第２チャネル推定フィールドを生成するステップと、前記第２チャネル推定フィールド以前及び前記第１チャネル推定フィールド以後に前記端末に送信される共通制御フィールドと、前記第２チャネル推定フィールド以後に前記端末に送信される個別制御フィールドを含む制御フィールドを生成するステップと、前記個別制御フィールド以後に前記端末に送信されるデータフィールドを生成するステップと、前記第１チャネル推定フィールド、前記第２チャネル推定フィールド、前記共通制御フィールド、前記個別制御フィールド、及び前記データフィールドを含む空間時間ストリーム（Ｓｐａｃｅ Ｔｉｍｅ Ｓｔｒｅａｍ、ＳＴＳ）を送信するステップと、を含み、
前記共通制御フィールドは、前記第２チャネル推定フィールド、前記個別制御フィールド、及び前記データフィールドにプリコーディングが適用されるか否かに関する情報を含むことを特徴とする。
好ましくは、前記第２チャネル推定フィールド以前及び前記共通制御フィールド以後に、前記端末に送信される電力増幅器トレーニングフィールドを生成するステップをさらに含み、前記電力増幅器トレーニングフィールドは、前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）のための自動利得制御をキャリブレート（ｃａｌｉｂｒａｔｅ）するための情報を含む。
好ましくは、前記共通制御フィールドは、前記無線ネットワークの前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）を受信する端末で前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）をインタプリト（ｉｎｔｅｒｐｒｅｔ）するために用いられる情報を含む。
好ましくは、前記個別制御フィールドは、前記無線ネットワークの前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）を受信する前記端末に適用される情報を含む。
好ましくは、前記制御フィールドは、前記端末に送信される少なくとも１つの空間時間ストリーム（ＳＴＳ）の個数の情報を含む。
好ましくは、前記制御フィールドは、前記データフィールドの長さ情報を含む。
好ましくは、前記制御フィールドは、前記データフィールドに適用された変調及びコーディングレートの情報を含む。
好ましくは、前記制御フィールドは、前記データフィールドに適用されたエラー訂正符号の情報を含む。
好ましくは、前記制御フィールドは、前記データフィールドに適用された保護区間の長さ情報を含む。
好ましくは、前記第２チャネル推定フィールドは、前記アクセスポイントと前記端末との間のチャネルを推定するために用いられる１つ以上の推定信号グループを含み、前記推定信号グループの個数は、前記無線ネットワークで前記アクセスポイントから前記端末に送信される空間時間ストリーム（ＳＴＳ）の総数に依存する。
好ましくは、前記第２チャネル推定フィールドは、前記アクセスポイントと前記端末との間のチャネルを推定するために用いられる１つ以上の推定信号グループを含み、前記推定信号グループは、同一の区間を有する。
本発明の一側面による無線ネットワークにおける端末の動作方法は、アクセスポイントから第１チャネル推定フィールド及び第２チャネル推定フィールドを受信するステップと、前記第２チャネル推定フィールド以前及び前記第１チャネル推定フィールド以後に受信される共通制御フィールドと、前記第２チャネル推定フィールド以後に受信される個別制御フィールドを含む制御フィールドを前記アクセスポイントから受信するステップと、前記個別制御フィールド以後に前記アクセスポイントからデータフィールドを受信するステップと、前記共通制御フィールドに基づいて空間時間ストリーム（ＳＴＳ）を復号化するステップと、を含み、
前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）は、前記第１チャネル推定フィールド、前記第２チャネル推定フィールド、前記共通制御フィールド、前記個別制御フィールド、及び前記データフィールドを含み、前記共通制御フィールドは、前記第２チャネル推定フィールド、前記個別制御フィールド、及び前記データフィールドにプリコーディングが適用されるか否かに関する情報を含むことを特徴とする。
好ましくは、前記第２チャネル推定フィールド以前及び前記共通制御フィールド以後に電力増幅器トレーニングフィールドを受信するステップをさらに含み、前記電力増幅器トレーニングフィールドは、前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）の多入力多出力（ｍｕｌｔｉ−ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉ−ｏｕｔｐｕｔ、ＭＩＭＯ）の送信で自動利得制御をキャリブレートするための情報を含む。
好ましくは、前記共通制御フィールドは、前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）のために意図された端末に関わらず、前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）に適用される情報を含む。
好ましくは、前記個別制御フィールドは、前記端末に特定された情報を含む。
好ましくは、前記制御フィールドは、前記端末に送信される少なくとも１つの空間時間ストリームの個数の情報を含む。
好ましくは、前記制御フィールドは、前記データフィールドの長さ情報を含む。
好ましくは、前記制御フィールドは、前記データフィールドに適用された変調及びコーディングレートの情報を含む。
好ましくは、前記制御フィールドは、前記データフィールドに適用されたエラー訂正符号の情報を含む。
好ましくは、前記制御フィールドは、前記データフィールドに適用された保護区間の長さ情報を含む。
好ましくは、前記第２チャネル推定フィールドは、前記アクセスポイントと前記端末との間のチャネルを推定するために用いられる１つ以上の推定信号グループを含み、前記推定信号グループの個数は、前記無線ネットワークで前記アクセスポイントから前記端末に送信される少なくとも１つの空間時間ストリーム（ＳＴＳ）の総数に依存する。
好ましくは、前記第２チャネル推定フィールドは、前記アクセスポイントと前記端末との間のチャネルを推定するために用いられる１つ以上の推定信号グループを含み、前記推定信号グループは、同一の区間を有する。
本発明の一側面による無線ネットワークにおける端末にデータフィールドを送信するアクセスポイントは、前記端末に送信される第１チャネル推定フィールドを生成する第１チャネル推定部と、前記端末に送信される第２チャネル推定フィールドを生成する第２チャネル推定部と、共通制御フィールドと個別制御フィールドを生成し、前記共通制御フィールド又は前記個別制御フィールドに対応する制御情報を生成する制御情報生成部と、前記第１チャネル推定フィールド、前記第２チャネル推定フィールド、前記共通制御フィールド、前記個別制御フィールド、及び前記データフィールドを含む空間時間ストリーム（ＳＴＳ）を送信し、前記第２チャネル推定フィールド以前及び前記第１チャネル推定フィールド以後に前記共通制御フィールドを送信し、前記第２チャネル推定フィールド以後に前記個別制御フィールドを送信する送信部と、を含み、
前記共通制御フィールドは、前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）の前記データフィールド、前記個別制御フィールド、及び前記第２チャネル推定フィールドにプリコーディングが適用されるか否かに関する情報を含むことを特徴とする。
好ましくは、前記第２チャネル推定フィールド以前及び前記共通制御フィールド以後に前記端末に送信される電力増幅器トレーニングフィールドを生成するトレーニング信号生成部をさらに含み、前記電力増幅器トレーニングフィールドは、前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）のための自動利得制御をキャリブレートするための情報を含む。
好ましくは、前記制御情報は、前記無線ネットワークの前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）を受信する端末で前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）をインタプリトするために用いられる情報を含む。
好ましくは、前記個別制御フィールドは、前記無線ネットワークで前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）を受信する前記端末に適用される情報を含む。
好ましくは、前記制御情報は、前記端末に送信される少なくとも１つの空間時間ストリーム（ＳＴＳ）の個数の情報を含む。
好ましくは、前記制御情報は、前記データフィールドの長さ情報を含む。
好ましくは、前記制御情報は、前記データフィールドに適用された変調及びコーディングレートの情報を含む。
好ましくは、前記制御情報は、前記データフィールドに適用されたエラー訂正符号の情報を含む。
好ましくは、前記制御情報は、前記データフィールドに適用された保護区間の長さ情報を含む。
好ましくは、前記第２チャネル推定フィールドは、前記アクセスポイントと前記端末との間のチャネルを推定するために用いられる１つ以上の推定信号グループを含み、前記推定信号グループの個数は、前記無線ネットワークで前記アクセスポイントから前記端末に送信される空間時間ストリーム（ＳＴＳ）の総数に依存する。
好ましくは、前記第２チャネル推定フィールドは、前記アクセスポイントと前記端末との間のチャネルを推定するために用いられる１つ以上の推定信号グループを含み、前記推定信号グループは、同一の区間を有する。
本発明の一側面による無線ネットワークにおける端末は、アクセスポイントから第１チャネル推定フィールド及び第２チャネル推定フィールドを受信し、前記アクセスポイントから前記共通制御フィールドと個別制御フィールドを含む制御フィールドを受信し、前記アクセスポイントから前記個別制御フィールド以後にデータフィールドを受信する受信部と、前記共通制御フィールドに基づいて空間時間ストリーム（ＳＴＳ）を復号化するデコーダと、を含み、
前記共通制御フィールドは、前記第２チャネル推定フィールド以前及び前記第１チャネル推定フィールド以後に受信され、前記個別制御フィールドは、前記第２チャネル推定フィールド以後に受信され、前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）は、前記第１チャネル推定フィールド、前記第２チャネル推定フィールド、前記共通制御フィールド、前記個別制御フィールド、及び前記データフィールドを含み、前記共通制御フィールドは、前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）の前記データフィールド、前記個別制御フィールド、及び前記第２チャネル推定フィールドにプリコーディングが適用されるか否かに関する情報を含むことを特徴とする。
好ましくは、前記受信部は、前記第２チャネル推定フィールド以前及び前記共通制御フィールド以後に電力増幅器トレーニングフィールドを前記アクセスポイントからさらに受信し、前記電力増幅器トレーニングフィールドは、前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）の多入力多出力（ｍｕｌｔｉ−ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉ−ｏｕｔｐｕｔ、ＭＩＭＯ）の送信で自動利得制御をキャリブレートするための情報を含む。
好ましくは、前記共通制御フィールドは、前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）のために意図された端末に関わらず、前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）に適用される情報を含む。
好ましくは、前記個別制御フィールドは、前記端末に特定された情報を含む。
好ましくは、前記制御フィールドは、前記端末に送信される少なくとも１つの空間時間ストリームの個数の情報を含む。
好ましくは、前記制御フィールドは、前記データフィールドの長さ情報を含む。
好ましくは、前記制御フィールドは、前記データフィールドに適用された変調及びコーディングレートの情報を含む。
好ましくは、前記制御フィールドは、前記データフィールドに適用されたエラー訂正符号の情報を含む。
好ましくは、前記制御フィールドは、前記データフィールドに適用された保護区間の長さ情報を含む。
好ましくは、前記第２チャネル推定フィールドは、前記アクセスポイントと前記端末との間のチャネルを推定するために用いられる１つ以上の推定信号グループを含み、前記推定信号グループの個数は、前記無線ネットワークで前記アクセスポイントから前記端末に送信される少なくとも１つの空間時間ストリーム（ＳＴＳ）の総数に依存する。
好ましくは、前記第２チャネル推定フィールドは、前記アクセスポイントと前記端末との間のチャネルを推定するために用いられる１つ以上の推定信号グループを含み、前記推定信号グループは、同一の区間を有する。
本発明によると、マルチユーザ多入力多出力方式（ＭＵ−ＭＩＭＯ、Ｍｕｌｔｉ Ｕｓｅｒ Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）の方式を用いて効率よくデータを送受信することができる。
マルチユーザ多入力多出力方式を用いたデータ送信の概念を示す図である。 本発明の一実施形態に係るデータフレームの構造を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る端末を支援するための、既存の（レガシー）制御情報をさらに含むデータフレームの構造を示す図である。 特定端末が複数のデータストリームを受信する場合のデータフレームの構造を示す図である。 プリコーディングを用いて各データストリームを独立的に分離送信する実施形態を示す図である。 同一の端末に対する複数のデータストリームが互いに異なる時間区間にチャネル推定信号グループを含む実施形態を示す図である。 互いに異なる端末に対するデータストリームが互いに異なる時間区間にチャネル推定信号グループを含む実施形態を示す図である。 プリコーディングによって各データストリームを独立的に分離送信する更なる実施形態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る送信装置の構造を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る端末の構造を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るデータ受信方法をステップごとに説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るデータ送信方法をステップごとに説明するためのフローチャートである。
以下は添付する図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、マルチユーザ多入力多出力方式を用いたデータ送信の概念を示す図である。
送信装置１１０は、複数の送信アンテナ１５１、１５２を用いて端末１８１、１８２にデータを送信する。送信装置１１０のプリコーディング部１４０は、プリコーディング行列を用いてデータの含まれたデータストリーム１２０、１３０をプリコーディングする。
プリコーディングされたデータストリームは、ベクトルチャネル１６１、１６２、１６３、１６４を用いて端末１８１、１８２に送信される。図１に示した各端末１８１、１８２は１つの受信アンテナ１７１、１７２のみを備えるものの、他の実施形態によれば、各端末１８１、１８２は複数の受信アンテナを備える。
各端末１８１、１８２は、ベクトルチャネル１６１、１６２、１６３、１６４を用いて送信されたデータストリームを受信する。第１端末１８１が受信した信号を数式で表すと下記の数式（１）の通りである。
Figure 0006027172
また、第２端末１８２が受信した信号を数式で表すと下記の数式（２）の通りである。
Figure 0006027172
ここで、ｘ１、ｘ２は、送信装置１１０が各々端末１８１、１８２に送信すべき第１、第２データストリームであり、ｙ１、ｙ２は、第１端末１８１及び第２端末１８２がそれぞれ受信した信号であり、ｈ１１、ｈ１２、ｈ２１、ｈ２２、は送信装置１１０の送信アンテナ１５１、１５２から各端末１８１、１８２の受信アンテナ１７１、１７２までの無線チャネルの状態を表わすチャネルベクトルである。
［ｔ１１、ｔ２１］は第１端末１８１に対するプリコーディングベクトルであり、［ｔ１２、ｔ２２］は第２端末１８２に対するプリコーディングベクトルである。また、ｎ１及びｎ２は熱雑音である。
数式（１）を参照すれば、送信装置１１０は、第２端末１８２に対するプリコーディングベクトル［ｔ１２、ｔ２２］と第１端末１８１に対するチャネルベクトル［ｈ１１、ｈ１２］の内積値が極めて小さい値になるようプリコーディングベクトル［ｔ１２、ｔ２２］を決定する。この場合、第１端末１８１に対する第２データストリームｘ２の干渉が減少する。
同様に、数式（２）を参照すれば、送信装置１１０は第１端末１８１に対するプリコーディングベクトル［ｔ１１、ｔ２１］と第２端末１８２に対するチャネルベクトル［ｈ２１、ｈ２２］の内積値が極めて小さい値になるようプリコーディングベクトル［ｔ１１、ｔ２１］を決定する。これにより、第２端末１８２に対する第１データストリームｘ１の干渉が減少する。
送信装置１１０は、各端末１８１、１８２からチャネル状態情報をフィードバックされて該チャネル状態情報を把握し、チャネルベクトルとプリコーディングベクトルが互いに小さい内積値を有するようにプリコーディングベクトルを決定する。
送信装置１１０が、プリコーディングされた第１データストリーム及びプリコーディングされた第２データストリームを含むデータフレームを各端末１８１、１８２に送信した場合、第１端末１８１が受信した第２データストリームの大きさは極めて小さい。従って、第２データストリームによる干渉の影響は極めて小さく、第１端末１８１は第１データストリームを復号化できる。同様に、第２端末１８２は第２データストリームを復号化できる。
各端末１８１、１８２は送信装置１１０からトレーニング信号を受信し、トレーニング信号を用いてチャネル状態を推定する。図１に示すように、送信装置１１０が複数の送信アンテナを備えた場合、各端末１８１、１８２が各送信アンテナから送信されたトレーニング信号を区分できるように、送信装置１１０は特別にデザインされたトレーニング信号を各端末１８１、１８２に送信しなければならない。
図２は、本発明の一実施形態に係るデータフレームの構造を示す図である。データフレームは、信号検出フィールド２１１、第１チャネル推定フィールド２１２、共通制御フィールド２１３、及びプリコーディングされたデータ２２０を含む。
信号検出フィールド２１１、第１チャネル推定フィールド２１２、及び共通制御フィールド２１３にはプリコーディングが適用されない。
プリコーディングされたデータ２２０はプリコーディングされて各端末に送信される情報として、各端末に対して個別的に決定された制御情報又はデータを送信する。プリコーディングされたデータ２２０は、電力増幅器制御フィールド（電力増幅器トレーニングフィールド）２３０、第２チャネル推定フィールド２４０、フレーム制御フィールド（個別制御フィールド）２５０、データフィールド２６０を含む。
端末は信号検出フィールド２１１を用いて受信フレームを検出し、電力増幅器の利得（ｇａｉｎ）値を設定する。また、受信フレームに対する概略的な時間同期を推定して周波数オフセットを推定する。
端末は、第１チャネル推定フィールド２１２を用いて精密に周波数オフセットを推定する。また、チャネル推定制御フィールドの復調のためにチャネルを推定する。
端末は、共通制御フィールド２１３を用いて現在の送信されているデータフレームに対する共通制御情報を検出する。共通制御情報は例えば、現在のフレームに適用されたプリコーディング方式、現在のデータフレームが支援する端末の数及びデータストリームの数、第２チャネル推定フィールド２４０の持続時間（長さ）情報とフォーマット情報あるいはその一部の内容から構成される。
電力増幅器トレーニングフィールド２３０は、マルチアンテナ自動利得制御（ＡＧＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）性能を改善するためのトレーニング信号を含む。端末は、電力増幅器制御フィールド２３０を用いてプリコーディングされた信号に適する電力増幅器の利得値を精密に設定する。
端末は、第２チャネル推定フィールド２４０を用いてプリコーディングされた個別制御フィールド２５０及びデータフィールド２６０の復調のためにチャネルを精密に推定する。
端末は、個別制御フィールド２５０を受信して各端末に送信されるフレームの個別制御情報を検出する。各端末に該当する制御情報はプリコーディングされて同時に送信される。
個別制御情報は、該当端末に送信されるべきデータフレームあるいはデータフィールド２６０の長さ、データフィールド２６０に適用された変調及びコーディング方式、使用するチャネルの帯域幅、チャネルスムージング、チャネルアグリゲーション、エラー訂正符号、ガードインターバル（ｇｕａｒｄ ｉｎｔｅｒｖａｌ）の長さ、を含む、現在のフレームに適用されたプリコーディング方式に関連する情報の全部あるいは一部から構成される。
上述したように、共通制御フィールド２１３内の情報はプリコーディングされていないが、個別制御フィールド２５０内の情報はプリコーディングされている。換言すると、共通制御フィールド２１３内の情報はシステム内のどの端末でもデコード可能であるが、個別制御フィールド２５０内の情報は意図された端末だけがデコード可能である。それ故、プリコードされない、従ってどの端末でもデコード可能であるべき情報は、共通制御フィールド２１３に収容され、プリコードされるべき、従って意図された端末だけがデコード可能であるべき情報は、個別制御フィールド２５０に収容される。
例えば、当該データフレームに含まれるデータストリームの数、第２チャネル推定フィールド２４０の持続時間（即ち、長さ）、及び第２チャネル推定フィールド２４０のフォーマットは上述の場合、共通制御フィールド２１３に収容されるべき情報としたが、そうではなく、個別制御フィールド２５０に収容する場合もあり得る。
図３は、本発明の他の実施形態に係る端末を支援するための、既存の（レガシー）制御情報をさらに含むデータフレームの構造を示す図である。
該データフレームは、信号検出フィールド３１１、第１チャネル推定フィールド３１２、レガシー制御フィールド３２０、共通制御フィールド３１３、及びプリコーディングされたデータ３７０を含む。
信号検出フィールド３１１、チャネル推定フィールド３１２、共通制御フィールド３１３にはプリコーディングが適用されない。従って、空間分割マルチユーザ多入力多出力（ＳＤ−ＭＩＭＯ）方式を支援する端末は、図２を参照して説明したのと同様の信号検出フィールド３１１、チャネル推定フィールド３１２、共通制御フィールド３１３を受信し、受信された信号検出フィールド３１１、チャネル推定フィールド３１２、共通制御フィールド３１３を用いてプリコーディングされたデータ３７０を受信する。
レガシー制御フィールド３２０にもプリコーディングが適用されない。従って、空間分割マルチユーザ多入力多出力方式を支援しない既存の端末も信号検出フィールド３１１、チャネル推定フィールド３１２を用いてレガシー制御フィールド３２０を受信する。既存の端末は、レガシー制御フィールド３２０を用いてデータフィールド３６０に適用された変調及びコーディング方式情報及びフレーム長さ情報を検出する。
既存の端末は、プリコーディングされたデータフィールド３６０が送信される時間区間を把握（ｖｅｒｉｆｙ）し、プリコーディングされたデータフィールド３６０を受信しない。
空間分割マルチユーザ多入力多出力方式を支援する端末は、共通制御フィールド３１３を用いてプリコーディングされたデータフィールド３６０を受信する。共通制御フィールド３１３は、図２に示した共通制御フィールド２１３と同様であるので、詳細な説明は省略する。
プリコーディングされたデータ３７０は、電力増幅器制御フィールド３３０、第２チャネル推定フィールド３４０、個別制御フィールド３５０、データフィールド３６０を含む。電力増幅器制御フィールド（電力増幅器トレーニングフィールド）３３０、個別制御フィールド３５０、データフィールド３６０は図２における電力増幅器制御フィールド（電力増幅器トレーニングフィールド）２３０、個別制御フィールド２５０、データフィールド２６０と同様であるので、詳細な説明は省略する。
端末は、第２チャネル推定フィールド３４０を用いて送信装置から端末までのチャネルを推定する。一実施形態によれば、第２チャネル推定フィールド３４０は複数のチャネル推定信号グループ３４１、３４２を含む。端末は複数のチャネル推定信号グループ３４１、３４２を組み合わせて送信装置から端末までのチャネルを推定する。
図３に示したデータフレームを使用すれば、空間分割マルチユーザ多入力多出力方式を支援する改善された端末が共通制御フィールドを受信するだけではなく、空間分割マルチユーザ多入力多出力方式を支援しない既存の端末もレガシー制御フィールド３２０を受信できる。既存の端末は、レガシー制御フィールドを用いて改善された端末に送信されるプリコーディングされたデータ３６０の長さを検出して受信を終了する（プリコーディング
されたデータ３６０自身を受信しない）。
図４は、特定端末が複数のデータストリームを受信する場合のデータフレームの構造を示す図である。図４に示したデータフレームは２つの端末を支援する。該データフレームは複数のデータストリーム４９１、４９２、４９３を含む。図４に示した３つのデータストリーム４９１、４９２、４９３のうち、第１データストリーム４９１及び第２データストリーム４９２は第１端末に送信され、第３データストリーム４９３は第２端末に送信される。
信号検出フィールド４１１、第１チャネル推定フィールド４１２及び共通制御フィールド４１３はプリコーディングされることなく各端末に送信される。信号検出フィールド４１１、第１チャネル推定フィールド４１２及び共通制御フィールド４１３は、図２に示した信号検出フィールド２１１、第１チャネル推定フィールド２１２及び共通制御フィールド２１３とそれぞれ同様の情報を含んでいるので、詳細な説明は省略する。
一方、各プリコーディングされたデータ４２０は、特定の端末に対してプリコーディングされ、特定の端末によってのみ復号化される。各データストリーム４９１、４９２、４９３に含まれたプリコーディングされたデータ４２０は、電力増幅器制御フィールド４３０、第２チャネル推定フィールド４４０、個別制御フィールド４５０及びデータフィールド４６０を含む。
第１端末は、第１データストリーム４９１に含まれたプリコーディングされたデータ４３１、４４１、４４２、４５１、４６１及び第２データストリーム４９２に含まれたプリコーディングされたデータ４３２、４４３、４４４、４６２を復号化し、第２端末は第３データストリーム４９３に含まれたプリコーディングされたデータ４３３、４４５、４５２、４６３を復号化する。
電力増幅器制御フィールド４３０はプリコーディングされて各端末に送信される。図４における電力増幅器制御フィールド４３０は図２における電力増幅器制御フィールド２３０と同様であるので、詳細な説明は省略する。
各データストリーム４９１、４９２、４９３に含まれた第２チャネル推定フィールド４４０は、各々少なくとも１つ以上のチャネル推定信号グループ、４４１と４４２、４４３と４４４、４４５を含む。
各データストリーム４９１、４９２、４９３に含まれたチャネル推定信号グループ（４４１、４４２、４４３、４４４、４４５の何れか）の数は各端末に送信されるデータストリームの数を考慮して決定される。
換言すると、伝送されるデータストリーム各々に対して１つのチャネル推定信号グループが存在する。
例えば、図３に示すように、第１端末に２つのデータストリーム４９１、４９２が送信される場合、各データストリーム４９１、４９２は各々、少なくとも２つのチャネル推定信号グループ、４４１と４４２、４４３と４４４を含む。
第２端末に１つのデータストリーム４９３のみが送信される場合、第３データストリーム４９３は１つのチャネル推定信号グループ４４５を含む。
複数のデータストリーム４９１、４９２を受信する第１端末は、第１チャネル推定信号グループ４４１、４４３及び第２チャネル推定信号グループ４４２、４４４を組み合わせて複数の送信アンテナと第１端末との間のチャネルを推定する。
１つのデータストリーム４９３を受信する第２端末は、第１チャネル推定信号グループ４４５のみを用いて送信アンテナと第２端末との間のチャネルを推定する。
図４に示した個別制御情報４５１、４５２は、図２に示した個別制御フィールド２５０に含まれた個別制御情報と同様の情報を含んでいるので、詳細な説明は省略する。
各端末は個別制御情報４５１、４５２を用いて自身に送信されるデータストリームの数を把握する。各端末は各端末に送信されるデータストリームの数を考慮して、各データストリームに含まれたチャネル推定信号グループ（４４１、４４２、４４３、４４４、４４５の何れか）の数を把握する。
各端末は該当するチャネル推定信号グループを用いてチャネルを推定し、推定されたチャネルを用いて各端末に送信されるデータフィールド４６１、４６２、４６３を復号化する。
図４では２つの端末がデータフレームを受信する実施形態が説明されたが、本発明の他の実施形態によれば、１つの端末又は３つ以上の端末がデータフレームを受信できる。この場合にも第２チャネル推定信号グループ４４０に含まれたチャネル推定信号グループの数は、各端末が受信するデータストリームの数を考慮して決定される。
図５は、プリコーディングを用いて各データストリームを独立的に分離送信する実施形態を示す図である。
図５に示したデータフレームは、２つの端末を支援するために３つのデータストリーム５９１、５９２、５９３を含む。第１データストリーム５９１及び第２データストリーム５９２は第１端末に送信され、第３データストリーム５９３は第２端末に送信される。
各データストリーム５９１、５９２、５９３に含まれた第２チャネル推定フィールド５４０は、同一の時間区間の間にチャネル推定信号グループ５４１、５４２、５４３を含む。各データストリーム５９１、５９２、５９３が独立的に分離送信される場合、各端末は同時に送信されるチャネル推定信号グループ５４１、５４２、５４３を用いて基地局から各端末までのチャネルを推定する。
図５に示した信号検出フィールド５１１、第１チャネル推定フィールド５１２、共通制御フィールド５１３、電力増幅器トレーニングフィールド５３０、個別制御フィールド５５０及び各データフィールド５６０は図２〜図４に説明した実施形態と同様の情報を含んでいるので、詳細な説明は省略する。
図５では２つの端末がデータフレームを受信する実施形態が説明されるが、本発明の他の実施形態によれば、１つの端末又は３つ以上の端末がデータフレームを受信する。この場合にも第２チャネル推定信号グループ５４０に含まれたチャネル推定信号グループは同一の時間区間に位置できる。
図６は、同一の端末に対する複数のデータストリームが互いに異なる時間区間にチャネル推定信号グループを含む実施形態を示す図である。
第１データストリーム６９１及び第２データストリーム６９２は第１端末に送信され、第３データストリーム６９３、第４データストリーム６９４及び第５データストリーム６９５は第２端末に送信される。
各データストリーム６９１、６９２、６９３、６９４、６９５は送信装置から各端末までのチャネルを精密に推定するための第２チャネル推定フィールド６４０を含む。第２チャネル推定フィールド６４０はチャネル推定信号グループ６４１、６４２、６４３、６４４、６４５を含む。
第１端末に送信される第１データストリーム６９１及び第２データストリーム６９２は互いに異なる時間区間にチャネル推定信号グループ６４１、６４２を含む。即ち、第１端末に送信される互いに異なるデータストリーム６９１、６９２において、各チャネル推定信号グループ６４１、６４２が含まれた時間区間は互いに重ならない。
同様に、第２端末に送信される互いに異なるデータストリーム６９３、６９４、６９５において、各チャネル推定信号グループ６４３、６４４、６４５が含まれた時間区間は互いに重ならない。
第１端末はチャネル推定信号グループ６４１、６４２を用いて送信アンテナと受信アンテナとの間のチャネルを推定する。同様に、第２端末はチャネル推定信号グループ６４３、６４４、６４５を用いて送信アンテナと受信アンテナと間のチャネルを推定する。
信号検出フィールド６１１、第１チャネル推定フィールド６１２、共通制御フィールド６１３及び電力増幅器制御フィールド６３０、個別制御フィールド６５０、各データフィールド６６０は図２〜図５で説明した実施形態と同様の情報を含んでいるので、詳細な説明は省略する。
図６では２つの端末がデータフレームを受信する実施形態を説明したが、本発明の他の実施形態によれば、１つの端末又は３つ以上の端末がデータフレームを受信できる。この場合にも同一の端末が受信する互いに異なるデータストリームに含まれたチャネル推定信号グループは互いに異なる時間区間に位置する。
図７は、互いに異なる端末に対するデータストリームが互いに異なる時間区間にチャネル推定信号グループを含む実施形態を示す図である。
第１データストリーム７９１及び第２データストリーム７９２は第１端末に送信され、第３データストリーム７９３及び第４データストリーム７９４は第２端末に送信される。
図７に示した図面を参考すれば、互いに異なる端末に送信されるデータストリームは互いに異なる時間区間にチャネル推定信号グループ７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８を含む。即ち、第１端末に送信されるデータストリーム７９１、７９２と第２端末に送信されるデータストリーム７９３、７９４に含まれたチャネル推定信号グループ７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８は互いに異なる時間区間に含まれる。従って、互いに異なる端末に対しては干渉の影響を完全に除去して正確なチャネルを推定できる。
また、同一の端末に送信されるプリコーディングされたデータは、同一の時間区間にチャネル推定信号グループ７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８を含む。各端末は図２に示した実施形態におけると同様に、複数のチャネル推定信号グループ７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６、７４７、７４８を組み合わせて送信アンテナと受信アンテナとの間のチャネルを推定する。
信号検出フィールド７１１、第１チャネル推定フィールド７１２、共通制御フィールド７１３、電力増幅器制御フィールド７３０、個別制御フィールド７５０及び各データフィールド７６０は図２に示した実施形態と同様の情報を含んでいるので、詳細な説明は省略する。
図７では２つの端末がデータフレームを受信する実施形態を説明するが、本発明の他の実施形態によれば、１つの端末又は３つ以上の端末がデータフレームを受信できる。この場合にも互いに異なる端末に送信されるデータストリームは互いに異なる時間区間にチャネル推定信号グループを含む。
図８は、プリコーディングによって各データストリームを独立的に分離送信する更なる実施形態を示す図である。
図８に示したデータストリームのうち第１データストリーム８９１及び第２データストリーム８９２は第１端末に送信され、第３データストリーム８９３及び第４データストリーム８９４は第２端末に送信される。
各データストリーム８９１、８９２、８９３、８９４は、送信装置から各端末までのチャネルを精密に推定するための第２チャネル推定フィールド８４０を含む。第２チャネル推定フィールド８４０は、チャネル推定信号グループ８４１、８４２、８４３、８４４、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５６、８５７、８５８を含む。
第１端末に送信期に送信される第１データストリーム８９１及び第２データストリーム８９２に含まれたチャネル推定信号グループ８４１、８４２、８４３、８４４と第２端末に送信される第３データストリーム８９３及び第４データストリーム８９４に含まれたチャネル推定信号グループ８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５６、８５７、８５８は時間的に互いに重なる。
各端末はチャネル推定信号グループ８４１、８４２、８４３、８４４、８５１、８５２、８５３、８５４、８５５、８５６、８５６、８５７、８５８に単位行列（ｕｎｉｔａｒｙ ｍａｔｒｉｘ）をかけて各データストリームに含まれたチャネル推定信号グループに直交性を付与する。各端末は直交性が付与されたチャネル推定信号グループを用いて送信装置から各端末までのチャネルを推定する。
信号検出フィールド８１１、第１チャネル推定フィールド８１２、共通制御フィールド８１３、電力増幅器制御フィールド８３０、個別制御フィールド８６０及び各データフィールド８７０は、図２に示した実施形態におけると同様の情報を含んでいるので、詳細な説明は省略する。
図８では２つの端末がデータフレームを受信する実施形態を説明したが、本発明の他の実施形態によれば、１つの端末又は３つ以上の端末がデータフレームを受信できる。この場合にも各データストリームに含まれたチャネル推定信号グループは時間的に互いに重なり得る。各端末は単位行列を用いてチャネルを推定する。
図９は、本発明の一実施形態に係る送信装置の構造を示すブロック図である。
送信装置９００は、信号検出信号生成部９１１、第１チャネル推定信号生成部９１２、共通制御情報生成部９１３、電力増幅器トレーニング信号生成部９２０、個別制御情報生成部９３０、第２チャネル推定信号生成部９４０、制御部９５０、プリコーディング部９６０、及び送信部９７０を備える。
信号検出信号生成部９１１は信号検出信号を生成する。端末９８０、９９０は、データフレームに含まれた信号検出信号を用いて送信装置９００が送信したデータフレームを検出する。端末９８０、９９０は信号検出信号を用いて現在のデータフレームに対する時間同期を合わせ、且つ、概略的な周波数オフセットを推定する。
第１チャネル推定信号生成部９１２は第１チャネル推定信号を生成する。端末９８０、９９０は第１チャネル推定信号を用いて周波数オフセットを精密に推定し、且つ、プリコーディングされない共通制御情報を受信する。
信号検出信号及び第１チャネル推定信号はプリコーディングされることなく、各端末９８０、９９０に送信される。
共通制御情報生成部９１３は、複数の端末９８０、９９０に対する共通制御情報を生成する。各端末９８０、９９０は少なくとも１つ以上の受信アンテナ９８１、９８２、９９１を備える。
共通制御情報は、送信装置のカバレッジ内に位置する全ての端末９８０、９９０に送信される制御情報として、プリコーディングされることなく送信される。共通制御情報はデータフレームに対する共通の制御情報を含む。共通制御情報は、データフレームに適用されたプリコーディング方式、データフレームが支援する端末の数、トレーニング信号に関する情報を含み得る。共通制御情報は特定端末に対しプリコーディングされることなく、データフレームを受信する全ての端末に送信される。
先に述べたように、データフレーム中に含まれるデータストリームの数、第２チャネル推定フィールドの持続時間（長さ）、第２チャネル推定フィールドのフォーマットは、共通制御情報中ではなく、以下に述べる個別制御情報中に含めることもできる。
電力増幅器トレーニング信号生成部９２０は電力増幅器トレーニング信号を生成する。端末９８０、９９０は、電力増幅器トレーニング信号を用いてマルチアンテナ自動利得制御を行う。
個別制御情報生成部９３０は、各端末９８０、９９０に対する個別制御情報を生成する。個別制御情報は各端末によって個別的に決定された制御情報として、該当端末に送信されるフレームあるいはデータフィールドの長さに関する情報、データフィールドに適用された変調、及びコーディング方式情報、使用するチャネルの帯域幅、チャネルスムージング、チャネルアグリゲーション、エラー訂正符号、ガードインターバルの長さ、現在のフレームに適用されたプリコーディング方式に関連する情報あるいはその一部の内容から構成される。
先に述べたように、対応する端末に送信されるデータフィールド又はデータフレームの長さ、データフィールドに適用される変調及びコーディング方法、チャネル帯域幅、チャネルスムージング、チャネルアグリゲーション、エラー訂正符号、及びガードインターバルの長さは、個別制御情報中ではなく、共通制御情報中に含めることもできる。
第２チャネル推定信号生成部９４０は、多重接続する各端末９８０、９９０ごとのチャネルを推定するために用いられる第２チャネル推定信号を生成する。一実施形態によれば、第２チャネル推定信号は少なくとも１つ以上のチャネル推定信号グループを含み得る。
一実施形態によれば、各端末９８０、９９０は互いに異なる数のデータストリームを受信できる。各データストリームはチャネル推定信号を含む。この場合、各チャネル推定信号に含まれたチャネル推定信号グループの数は各端末が受信するデータストリームの数を考慮して決定される。
制御部９５０は、各端末９８０、９９０に対して各端末９８０、９９０に送信されるデータストリームの数を個別的に決定し、データストリームの数を考慮して各データストリームに含まれたトレーニング信号グループの数を決定する。
データフレームは複数個のデータストリームを含み得る。チャネル推定信号は複数個のチャネル推定信号グループを含み得る。送信部９７０は、複数個のプリコーディングされたデータを、複数個の端末中に含まれる特定の一端末、即ち、端末９８０と９９０のいずれかに送信できる。複数のプリコーディングされたデータに含まれるチャネル推定信号は各々相異なる次官区間に含まれ得る。
第１端末９８０は複数のデータストリームを受信できる。一実施形態によれば、第１端末９８０が受信する各データストリームは互いに異なる時間区間にトレーニング信号グループを含む。各トレーニンググループが互いに重ならなければ、第１端末９８０は効果的にチャネルを推定することができる。
チャネル推定信号グループを用いて端末９８０、９９０が送信装置から各端末９８０、９９０までのチャネルを推定する実施形態については図４〜図８に基づいて説明したため、詳細な説明は省略する。
プリコーディング部９６０は、個別制御情報及び各端末に対するデータをプリコーディングしてプリコーディングされたデータを生成する。プリコーディングされたデータは各端末に送信されるか、各端末は自身に対してプリコーディングされたデータのみを復号化する。
プリコーディング部９６０は、電力増幅器トレーニング信号及び第２チャネル推定信号を追加的にプリコーディングしてプリコーディングされたデータを生成する。
送信部９７０は、複数のデータストリームを含むデータフレームを複数の端末に送信する。一実施形態によれば、送信部９７０は複数の送信アンテナ９７１、９７２、９７３を用いてデータフレームを各端末９８０、９９０に送信できる。各データストリームはプリコーディングされない信号検出信号、第１チャネル推定信号、共通制御情報、及び各端末９８０、９９０に対してプリコーディングされたデータを含み得る。
第１端末９８０及び第２端末９９０はプリコーディングされない共通制御情報を復号化し、さらに、自身に対してプリコーディングされたデータを復号化する。
プリコーディングされたデータに含まれたデータは、チャネル状態に応じて様々な変調方式のうち１つの変調方式を選択して変調される。また、様々なエラー訂正方式から１つのエラー訂正方式を選択してエラー訂正符号化される。データに適用された変調方式及びエラー訂正方式は個別制御情報に含まれる。
個別制御情報は、端末９８０、９９０と送信装置９００との間に予め約束された所定の変調方式を用いて変調されるか、又は所定のエラー訂正方式を用いてエラー訂正符号化される。この場合、端末９８０、９９０は他の制御情報を参考することなく、簡単に個別制御情報を復号化し、復号化された個別制御情報を用いてデータを復号化する。
他の実施形態によれば、個別制御情報に適用された変調方式情報又はエラー訂正方式情報は共通制御情報に含まれる。
図１０は、本発明の一実施形態に係る端末の構造を示すブロック図である。
第１端末１０００は、受信部１０６０、信号検出部１０１１、第１チャネル推定部１０１２、共通制御情報デコーディング部１０１３、電力増幅器制御部１０２０、第２チャネル推定部１０３０、データデコーディング部１０４０、個別制御情報デコーディング部１０５０を備える。
受信部１０６０は送信装置１０７０からデータフレームを受信する。データフレームはデータストリームを含む。データストリームは信号検出フィールド、第１チャネル推定フィールド、共通制御フィールド、及びプリコーディングされたデータを含む。送信装置１０７０は、複数の送信アンテナ１０７１、１０７２、１０７３を用いてプリコーディングされたデータを送信する。
信号検出部１０１１は、信号検出フィールドに含まれた信号検出信号を用いて送信装置１０７０が送信した信号を検出する。信号検出部１０１１は信号検出信号を用いて概略的な自動利得制御を行い、概略的な周波数オフセットを推定する。信号検出部１０１１は信号検出信号を用いて現在のフレームに対する時間同期を合わせて行う。
第１チャネル推定部１０１２は、第１チャネル推定フィールドに含まれた第１チャネル推定信号を用いて周波数オフセットを精密に推定する。また、第１チャネル推定部１０１２は、共通制御情報を復号化するために送信装置から端末までのチャネルを推定する。
共通制御情報デコーディング部１０１３は共通制御情報をデータフレームから復号化する。
共通制御情報は第１端末１０００のみならず、送信装置１０７０のカバレッジ内に位置する第２端末１０８０も復号化できる制御情報として、第１端末１０００及び第２端末１０８０に送信されたデータフレームに関する情報を含む。共通制御情報は現在のフレームに適用されたプリコーディング方式、現在のデータフレームが支援する端末の数及びデータストリームの数、第２チャネル推定フィールドの持続時間（長さ）情報とフォーマット情報あるいはその一部の内容から構成され得る。共通制御情報は、特定端末に対してプリコーディングされずに送信される。
電力増幅器制御部１０２０は、電力増幅器トレーニングフィールドに含まれた電力増幅器トレーニング信号を用いて電力増幅器の利得を精密に制御する。
第２チャネル推定部１０３０は、第２チャネル推定フィールドに含まれた第２チャネル推定信号を用いて送信装置１０７０と第１端末１０００との間のチャネルを推定する。一実施形態によれば、第２チャネル推定信号は少なくとも１つ以上のチャネル推定信号グループを含み得る。
一実施形態によれば、第１端末１０００は複数のデータストリームを受信し得る。この場合、第１端末１０００が受信する各データストリームに含まれたチャネル推定信号グループの数は、第１端末１０００が受信するデータストリームの数を考慮して決定される。
他の実施形態によれば、第１端末１０００は複数のデータストリームを受信できる。この場合、第１端末１０００が受信する各データストリームに含まれたチャネル推定信号は互いに異なる時間区間に含まれ得る。
チャネル推定信号グループを用いて第１端末１０００が送信装置１０７０と第１端末１０００との間のチャネルを推定する実施形態については、図４〜図８で詳細に説明したので、以下の追加的な説明は省略する。
個別制御情報デコーディング部１０５０は、共通制御情報及び第２チャネル推定部１０３０のチャネル推定結果に基づいて個別制御情報を復号化する。個別制御情報は、各端末１０００、１０８０に対して個別的に決定された制御情報である。個別制御情報は、該当端末に送信されるフレームあるいはデータフィールドの長さに関する情報、データフィールドに適用された変調及びコーディング方式情報、使用するチャネルの帯域幅、チャネルスムージング、チャネルアグリゲーション、エラー訂正符号、ガードインターバルの長さ、現在のフレームに適用されたプリコーディング方式に関連する情報あるいはその一部の内容から構成される。
データデコーディング部１０４０は、第２チャネル推定部１０３０のチャネル推定結果及び個別制御情報を用いてデータストリームに含まれたデータを復号化する。一実施形態によれば、各端末１０００、１０８０に送信されるデータは、チャネル状態に応じて複数の変調方式又は複数のエラー訂正方式から選択された変調方式又はエラー訂正方式が適用される。この場合、個別制御情報は、該当端末に送信されるフレームあるいはデータフィールドの長さに関する情報、データフィールドに適用された変調及びコーディング方式情報、使用するチャネルの帯域幅、チャネルスムージング、チャネルアグリゲーション、エラー訂正符号、ガードインターバルの長さ、現在のフレームに適用されたプリコーディング方式に関連する情報あるいはその一部の内容から構成される。
一実施形態によれば、個別制御情報は、第１端末１０００と送信装置１０７０との間に予め約束された所定の変調方式又はエラー訂正方式が適用される。この場合、第１端末１０００は他の制御情報を参考することなく、簡単に個別制御情報を復号化し、復号化された個別制御情報を用いてデータを復号化する。
一実施形態によれば、送信装置１０８０は、各端末１０００、１０８０によって決定されたデータ及び個別制御情報をプリコーディングして送信する。
図１１は、本発明の一実施形態に係るデータ受信方法をステップごとに説明するためのフローチャートである。
ステップＳ１１１０において、端末は送信装置からデータフレームを受信する。端末はデータフレームに含まれた信号検出信号を用いてデータフレームを検出する。また、端末は信号検出信号を用いて概略的な自動利得制御を行って、概略的な周波数オフセットを推定する。また、端末は信号検出信号を用いて現在のデータフレームに対する時間同期を合わせる。
ステップＳ１１２０において、端末はフレームに含まれた第１チャネル推定信号を用いて第１チャネル推定を行う。第１チャネル推定では、データフレームのうちプリコーディングされないフィールドを復号化するために、送信装置と端末との間のチャネルを推定する。
さらに、ステップＳ１１２０において、端末は第１チャネル推定信号を用いて周波数オフセットを精密に推定する。
ステップＳ１１３０において、端末はデータフレームに含まれた共通制御情報を復号化する。共通制御情報は、現在のフレームに適用されたプリコーディング方式、現在のデータフレームが支援する端末の数及びデータストリームの数、第２チャネル推定フィールド（例えば、上記図２の２４０）の持続時間（長さ）情報とフォーマット情報あるいはその一部の内容から構成される。端末は、共通制御情報を用いてデータフレームに含まれたプリコーディングされたデータを復号化する。
ステップＳ１１４０において、端末はデータフレームに含まれた電力増幅器トレーニング信号を用いて精密な自動利得制御を行う。
ステップＳ１１５０において、端末はデータフレームに含まれた第２チャネル推定フィールドを用いて第２チャネル推定を行う。第２チャネル推定は、プリコーディングされたデータを復号化するために、送信装置と端末との間のチャネルを推定する。
ステップＳ１１６０において、端末はデータフレームに含まれた個別制御情報を復号化する。個別制御情報は、該当端末に送信されるフレームあるいはデータフィールド（例えば、上記図２の２６０）の長さに関する情報、データフィールド２６０に適用された変調及びコーディング方式情報、使用するチャネルの帯域幅、チャネルスムージング、チャネルアグリゲーション、エラー訂正符号、ガードインターバルの長さ、現在のフレームに適用されたプリコーディング方式に関連する情報あるいはその一部の内容から構成される。
ステップＳ１１７０において、端末は第２チャネル推定結果及び個別制御情報を用いてデータフレームに含まれたデータを復号化する。
図１２は、本発明の一実施形態に係るデータ送信方法をステップごとに説明するためのフローチャートである。
ステップＳ１２１０において、送信装置は信号検出信号を生成する。端末は、データフレームに含まれた信号検出信号を用いて送信装置が送信したデータフレームを検出し、概略的な周波数オフセットを推定する。また、端末は信号検出信号を用いて現在のデータフレームに対する時間同期を合わせる。
ステップＳ１２２０において、送信装置は第１チャネル推定信号を生成する。端末は、第１チャネル推定信号を用いて送信装置と端末との間のチャネルを推定し、この推定結果を用いてプリコーディングされない情報又はプリコーディングされない信号を復号化する。
ステップＳ１２３０において、送信装置は共通制御情報を生成する。共通制御情報は、送信装置から送信されたデータフレームに対する制御情報を含み、例えば、現在のフレームに適用されたプリコーディング方式、現在のデータフレームが支援する端末の数及び現在のフレームに含まれたデータストリームの数、第２チャネル推定フィールドの持続時間（長さ）情報とフォーマット情報あるいはその一部の内容から構成される。
ステップＳ１２４０において、送信装置は電力増幅器トレーニング信号を生成する。端末は、電力増幅器トレーニング信号を用いて自動利得制御を精密に実行する。
ステップＳ１２５０において、送信装置は個別制御情報を生成する。個別制御情報は各端末に対して個別的に生成された制御情報であり、該当端末に送信されるフレームあるいはデータフィールド２６０の長さに関する情報、データフィールド２６０に適用された変調及びコーディング方式情報、使用するチャネルの帯域幅、チャネルスムージング、チャネルアグリゲーション、エラー訂正符号、ガードインターバルの長さ、現在のフレームに適用されたプリコーディング方式に関連する情報あるいはその一部の内容から構成される。
ステップＳ１２６０において、送信装置は第２チャネル推定信号を生成する。端末は、第２チャネル推定信号を用いて送信装置と端末との間のチャネルを推定し、この推定結果を用いてプリコーディングされた信号又はプリコーディングされた情報を復号化する。
一実施形態によれば、第２チャネル推定信号は複数の、トレーニング用のチャネル推定信号グループを含み得る。第２チャネル推定信号に含まれたチャネル推定信号グループは、端末が受信するデータストリームの数を考慮して決定される。
他の実施形態によれば、第２チャネル推定信号に含まれたチャネル推定信号グループは互いに異なる時間区間に含まれ得る。
ステップＳ１２７０において、送信装置は、個別制御情報及び各端末に対するデータをプリコーディングしてプリコーディングされたデータを生成する。一実施形態によれば、送信装置は、電力増幅器トレーニング信号及び第２チャネル推定信号を追加的にプリコーディングしてプリコーディングされたデータを生成する。
ステップＳ１２８０において、送信装置は、共通制御情報及びプリコーディングデータを含むデータフレームを複数の端末に送信する。データフレームは、信号検出信号及び第１チャネル推定信号を含む。送信装置は、マルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）方式を用いてデータフレームを送信できる。この場合、共通制御情報は、マルチユーザ多入力多出力方式が支援する端末の数に関する情報を含む。
本発明の実施形態に係る方法は、多様なコンピュータ手段によって行うことができるプログラム命令形態で実現され、コンピュータ読み出し可能媒体に記録できる。記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独又は組み合わせたものを含み得る。記録媒体及びプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計して構成されたものか、又は、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知のものであり使用可能なものに帰着する。コンピュータ読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置を含む。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コードを含む。上述のハードウェア装置は、本発明の動作を行うために１つ以上のソフトウェアモジュールとして作動するように構成してもよく、その逆も同様である。
上述したように本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような実施形態から様々に修正及び変形が可能である。
従って、本発明の範囲は、開示された実施形態に限定して定められるものではなく、特許請求の範囲及び特許請求の範囲と均等なものなどによって定められるものである。
１１０、９００ 送信装置
１２０ 第１データストリームｘ１
１３０ 第２データストリームｘ２
１４０ プリコーディング部
１５１、１５２ 送信アンテナ
１６１、１６２、１６３、１６４ チャネルベクトルｈ１１、ｈ１２、ｈ２１、ｈ２２
１８１、１８２ 端末Ｙ１、Ｙ２
２１１、３１１、４１１、５１１、６１１、７１１、８１１ 信号検出フィールド
２１２、３１２、４１２、５１２、６１２、７１２、８１２ 第１チャネル推定フィールド
２１３、３１３、４１３、５１３、６１３、７１３、８１３ 共通制御フィールド
２２０、３７０、４２０ プリコーディングされたデータ
２３０、３３０、４３０、５３０、６３０、７３０、８３０ 電力増幅器制御フィールド（電力増幅器トレーニングフィールド）
２４０、３４０、４４０、５４０、６４０、７４０、８４０ 第２チャネル推定フィールド
２５０、３５０、４５０、５５０、６５０、７５０、８６０ フレーム制御フィールド（個別制御フィールド）
２６０、３６０、４６０、５６０、６６０、７６０、８７０ データフィールド

３２０ レガシー制御フィールド
３４１、３４２ チャネル推定信号グループ

４３１、４４１、４４２、４５１、４６１ 第１データストリーム４９１に含まれたプリコーディングされたデータ
４３２、４４３、４４４、４６２ 第２データストリーム４９２に含まれたプリコーディングされたデータ
４３３、４４５、４５２、４６３ 第３データストリーム４９３に含まれたプリコーディングされたデータ
４３１、４３２、４３３ 電力増幅器制御フィールド（電力増幅器トレーニングフィールド）
４４１、４４３、４４５ 第１チャネル推定信号グループ
４４２、４４４ 第２チャネル推定信号グループ
４５１、４５２ 個別制御フィールド
４６１、４６２、４６３ 第１、第２、第３データフィールド
４９１、４９２、４９４ 第１、第２、第３データストリーム

５３１、５３２、５３３ 電力増幅器制御フィールド（電力増幅器トレーニングフィールド）
５４１、５４２、５４３ チャネル推定信号グループ
５５１、５５２ 個別制御フィールド
５６１、５６２、５６３ 第１、第２、第３データフィールド
５９１、５９２、５９３ 第１、第２、第３データストリーム

６３１、６３２、６３３、６３４、６３５ 電力増幅器制御フィールド（電力増幅器トレーニングフィールド）
６４１、６４２、６４３、６４４、６４５ チャネル推定信号グループ
６５１、６５２ 個別制御フィールド
６６１、６６２、６６３、６６４、６６５ 第１、第２、第３、第４、第５データフィールド
６９１、６９２、６９３、６９４、６９５ 第１、第２、第３、第４、第５データストリーム

７３１、７３２、７３３、７３４、７３５ 電力増幅器制御フィールド（電力増幅器トレーニングフィールド）
７４１、７４３ 第１チャネル推定信号グループ
７４２、７４４ 第２チャネル推定信号グループ
７４５、７４７ 第３チャネル推定信号グループ
７４６、７４８ 第４チャネル推定信号グループ
７５１、７５２ 個別制御フィールド
７６１、７６２、７６３、７６４ 第１、第２、第３、第４データフィールド
７９１、７９２、７９３、７９４ 第１、第２、第３、第４データストリーム

８３１、８３２、８３３、８３４ 電力増幅器制御フィールド（電力増幅器トレーニングフィールド）
８４１、８４３、８５１、８５５ 第１チャネル推定信号グループ
８４２、８４４、８５２、８５６ 第２チャネル推定信号グループ
８５３、８５７ 第３チャネル推定信号グループ
８５４、８５８ 第４チャネル推定信号グループ
８６１、８６２ 個別制御フィールド
８７１、８７２、８７３、８７４ 第１、第２、第３、第４データフィールド
８９１、８９２、８９３、８９４ 第１、第２、第３、第４データストリーム

９１１ 信号検出信号生成部
９１２ 第１チャネル推定信号生成部
９１３ 共通制御情報生成部
９２０ 電力増幅器トレーニング信号生成部
９３０ 個別制御情報生成部
９４０ 第２チャネル推定信号生成部
９５０ 制御部
９６０ プリコーディング部
９７０ 送信部
９８０、９９０ 端末
９８１、９８２、９９１ アンテナ

１０００ 第１端末
１０１１ 信号検出部
１０１２ 第１チャネル推定部
１０１３ 共通制御情報デコーディング部
１０２０ 電力増幅器制御部
１０３０ 第２チャネル推定部
１０４０ データデコーディング部
１０５０ 個別制御情報デコーディング部
１０６０ 受信部
１０６１ 受信アンテナ
１０７０ 送信装置
１０７１、１０７２、１０７３ 送信アンテナ
１０８０ 第２端末

Claims (42)

  1. 無線ネットワークにおけるアクセスポイントの動作方法であって、
    端末に送信される第１チャネル推定フィールド及び第２チャネル推定フィールドを生成するステップと、
    前記第２チャネル推定フィールド以前及び前記第１チャネル推定フィールド以後に前記端末に送信される共通制御フィールドと、前記第２チャネル推定フィールド以後に前記端末に送信される個別制御フィールドを含む制御フィールドを生成するステップと、
    前記個別制御フィールド以後に前記端末に送信されるデータフィールドを生成するステップと、
    前記第１チャネル推定フィールド、前記第２チャネル推定フィールド、前記共通制御フィールド、前記個別制御フィールド、及び前記データフィールドを含む空間時間ストリーム（Ｓｐａｃｅ Ｔｉｍｅ Ｓｔｒｅａｍ、ＳＴＳ）を送信するステップと、を含み、
    前記共通制御フィールド以後に送信され且つ前記第２チャネル推定フィールド以前に送信される電力増幅器トレーニングフィールド、前記第２チャネル推定フィールド、前記個別制御フィールド、及び前記データフィールドにプリコーディングが適用され、前記第１チャネル推定フィールド及び前記共通制御フィールドに前記プリコーディングが適用されない、ことを特徴とするアクセスポイントの動作方法。
  2. 前記第２チャネル推定フィールド以前及び前記共通制御フィールド以後に、前記端末に送信される電力増幅器トレーニングフィールドを生成するステップをさらに含み、
    前記電力増幅器トレーニングフィールドは、前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）のための自動利得制御をキャリブレート（ｃａｌｉｂｒａｔｅ）するための情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のアクセスポイントの動作方法。
  3. 前記個別制御フィールドは、前記無線ネットワークの前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）を受信する前記端末に適用される情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のアクセスポイントの動作方法。
  4. 前記制御フィールドは、前記端末に送信される少なくとも１つの空間時間ストリーム（ＳＴＳ）の個数の情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のアクセスポイントの動作方法。
  5. 前記制御フィールドは、前記データフィールドの長さ情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のアクセスポイントの動作方法。
  6. 前記制御フィールドは、前記データフィールドに適用された変調及びコーディングレートの情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のアクセスポイントの動作方法。
  7. 前記制御フィールドは、前記データフィールドに適用されたエラー訂正符号の情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のアクセスポイントの動作方法。
  8. 前記制御フィールドは、前記データフィールドに適用された保護区間の長さ情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のアクセスポイントの動作方法。
  9. 前記第２チャネル推定フィールドは、前記アクセスポイントと前記端末との間のチャネルを推定するために用いられる１つ以上の推定信号グループを含み、
    前記推定信号グループの個数は、前記無線ネットワークで前記アクセスポイントから前記端末に送信される空間時間ストリーム（ＳＴＳ）の総数に依存することを特徴とする請求項１に記載のアクセスポイントの動作方法。
  10. 前記第２チャネル推定フィールドは、前記アクセスポイントと前記端末との間のチャネルを推定するために用いられる１つ以上の推定信号グループを含み、
    前記推定信号グループは、同一の区間を有することを特徴とする請求項１に記載のアクセスポイントの動作方法。
  11. 無線ネットワークにおける端末の動作方法であって、
    アクセスポイントから第１チャネル推定フィールド及び第２チャネル推定フィールドを受信するステップと、
    前記第２チャネル推定フィールド以前及び前記第１チャネル推定フィールド以後に受信される共通制御フィールドと、前記第２チャネル推定フィールド以後に受信される個別制御フィールドを含む制御フィールドを前記アクセスポイントから受信するステップと、
    前記個別制御フィールド以後に前記アクセスポイントからデータフィールドを受信するステップと、
    前記共通制御フィールドに基づいて空間時間ストリーム（ＳＴＳ）を復号化するステップと、を含み、
    前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）は、前記第１チャネル推定フィールド、前記第２チャネル推定フィールド、前記共通制御フィールド、前記個別制御フィールド、及び前記データフィールドを含み、
    前記共通制御フィールド以後に送信され且つ前記第２チャネル推定フィールド以前に送信される電力増幅器トレーニングフィールド、前記第２チャネル推定フィールド、前記個別制御フィールド、及び前記データフィールドにプリコーディングが適用され、前記第１チャネル推定フィールド及び前記共通制御フィールドに前記プリコーディングが適用されない、ことを特徴とする端末の動作方法、
  12. 前記第２チャネル推定フィールド以前及び前記共通制御フィールド以後に電力増幅器トレーニングフィールドを受信するステップをさらに含み、
    前記電力増幅器トレーニングフィールドは、前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）の多入力多出力（ｍｕｌｔｉ−ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉ−ｏｕｔｐｕｔ、ＭＩＭＯ）の送信で自動利得制御をキャリブレートするための情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載の端末の動作方法。
  13. 前記共通制御フィールドは、前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）のために意図された端末に関わらず、前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）に適用される情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載の端末の動作方法。
  14. 前記個別制御フィールドは、前記端末に特定された情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載の端末の動作方法。
  15. 前記制御フィールドは、前記端末に送信される少なくとも１つの空間時間ストリームの個数の情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載の端末の動作方法。
  16. 前記制御フィールドは、前記データフィールドの長さ情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載の端末の動作方法。
  17. 前記制御フィールドは、前記データフィールドに適用された変調及びコーディングレートの情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載の端末の動作方法。
  18. 前記制御フィールドは、前記データフィールドに適用されたエラー訂正符号の情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載の端末の動作方法。
  19. 前記制御フィールドは、前記データフィールドに適用された保護区間の長さ情報を含むことを特徴とする請求項１１に記載の端末の動作方法。
  20. 前記第２チャネル推定フィールドは、前記アクセスポイントと前記端末との間のチャネルを推定するために用いられる１つ以上の推定信号グループを含み、
    前記推定信号グループの個数は、前記無線ネットワークで前記アクセスポイントから前記端末に送信される少なくとも１つの空間時間ストリーム（ＳＴＳ）の総数に依存することを特徴とする請求項１１に記載の端末の動作方法。
  21. 前記第２チャネル推定フィールドは、前記アクセスポイントと前記端末との間のチャネルを推定するために用いられる１つ以上の推定信号グループを含み、
    前記推定信号グループは、同一の区間を有することを特徴とする請求項１１に記載の端末の動作方法。
  22. 無線ネットワークにおける端末にデータフィールドを送信するアクセスポイントであって、
    前記端末に送信される第１チャネル推定フィールドを生成する第１チャネル推定部と、
    前記端末に送信される第２チャネル推定フィールドを生成する第２チャネル推定部と、
    共通制御フィールドと個別制御フィールドを生成し、前記共通制御フィールド又は前記個別制御フィールドに対応する制御情報を生成する制御情報生成部と、
    前記第１チャネル推定フィールド、前記第２チャネル推定フィールド、前記共通制御フィールド、前記個別制御フィールド、及び前記データフィールドを含む空間時間ストリーム（ＳＴＳ）を送信し、前記第２チャネル推定フィールド以前及び前記第１チャネル推定フィールド以後に前記共通制御フィールドを送信し、前記第２チャネル推定フィールド以後に前記個別制御フィールドを送信する送信部と、を含み、
    前記共通制御フィールド以後に送信され且つ前記第２チャネル推定フィールド以前に送信される電力増幅器トレーニングフィールド、前記第２チャネル推定フィールド、前記個別制御フィールド、及び前記データフィールドにプリコーディングが適用され、 前記第１チャネル推定フィールド及び前記共通制御フィールドに前記プリコーディングが適用されない、ことを特徴とするアクセスポイント。
  23. 前記第２チャネル推定フィールド以前及び前記共通制御フィールド以後に前記端末に送信される電力増幅器トレーニングフィールドを生成するトレーニング信号生成部をさらに含み、
    前記電力増幅器トレーニングフィールドは、前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）のための自動利得制御をキャリブレートするための情報を含むことを特徴とする請求項２２に記載のアクセスポイント。
  24. 前記個別制御フィールドは、前記無線ネットワークで前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）を受信する前記端末に適用される情報を含むことを特徴とする請求項２２に記載のアクセスポイント。
  25. 前記制御情報は、前記端末に送信される少なくとも１つの空間時間ストリーム（ＳＴＳ）の個数の情報を含むことを特徴とする請求項２２に記載のアクセスポイント。
  26. 前記制御情報は、前記データフィールドの長さ情報を含むことを特徴とする請求項２２に記載のアクセスポイント。
  27. 前記制御情報は、前記データフィールドに適用された変調及びコーディングレートの情報を含むことを特徴とする請求項２２に記載のアクセスポイント。
  28. 前記制御情報は、前記データフィールドに適用されたエラー訂正符号の情報を含むことを特徴とする請求項２２に記載のアクセスポイント。
  29. 前記制御情報は、前記データフィールドに適用された保護区間の長さ情報を含むことを特徴とする請求項２２に記載のアクセスポイント。
  30. 前記第２チャネル推定フィールドは、前記アクセスポイントと前記端末との間のチャネルを推定するために用いられる１つ以上の推定信号グループを含み、
    前記推定信号グループの個数は、前記無線ネットワークで前記アクセスポイントから前記端末に送信される空間時間ストリーム（ＳＴＳ）の総数に依存することを特徴とする請求項２２に記載のアクセスポイント。
  31. 前記第２チャネル推定フィールドは、前記アクセスポイントと前記端末との間のチャネルを推定するために用いられる１つ以上の推定信号グループを含み、
    前記推定信号グループは、同一の区間を有することを特徴とする請求項２２に記載のアクセスポイント。
  32. 無線ネットワークにおける端末であって、
    アクセスポイントから第１チャネル推定フィールド及び第２チャネル推定フィールドを受信し、前記アクセスポイントから前記共通制御フィールドと個別制御フィールドを含む制御フィールドを受信し、前記アクセスポイントから前記個別制御フィールド以後にデータフィールドを受信する受信部と、
    前記共通制御フィールドに基づいて空間時間ストリーム（ＳＴＳ）を復号化するデコーダと、を含み、
    前記共通制御フィールドは、前記第２チャネル推定フィールド以前及び前記第１チャネル推定フィールド以後に受信され、前記個別制御フィールドは、前記第２チャネル推定フィールド以後に受信され、
    前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）は、前記第１チャネル推定フィールド、前記第２チャネル推定フィールド、前記共通制御フィールド、前記個別制御フィールド、及び前記データフィールドを含み、
    前記共通制御フィールド以後に送信され且つ前記第２チャネル推定フィールド以前に送信される電力増幅器トレーニングフィールド、前記第２チャネル推定フィールド、前記個別制御フィールド、及び前記データフィールドにプリコーディングが適用され、前記第１チャネル推定フィールド及び前記共通制御フィールドに前記プリコーディングが適用されない、ことを特徴とする端末。
  33. 前記受信部は、前記第２チャネル推定フィールド以前及び前記共通制御フィールド以後に電力増幅器トレーニングフィールドを前記アクセスポイントからさらに受信し、
    前記電力増幅器トレーニングフィールドは、前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）の多入力多出力（ｍｕｌｔｉ−ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉ−ｏｕｔｐｕｔ、ＭＩＭＯ）の送信で自動利得制御をキャリブレートするための情報を含むことを特徴とする請求項３２に記載の端末。
  34. 前記共通制御フィールドは、前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）のために意図された端末に関わらず、前記空間時間ストリーム（ＳＴＳ）に適用される情報を含むことを特徴とする請求項３４に記載の端末。
  35. 前記個別制御フィールドは、前記端末に特定された情報を含むことを特徴とする請求項３２に記載の端末。
  36. 前記制御フィールドは、前記端末に送信される少なくとも１つの空間時間ストリームの個数の情報を含むことを特徴とする請求項３２に記載の端末。
  37. 前記制御フィールドは、前記データフィールドの長さ情報を含むことを特徴とする請求項３２に記載の端末。
  38. 前記制御フィールドは、前記データフィールドに適用された変調及びコーディングレートの情報を含むことを特徴とする請求項３２に記載の端末。
  39. 前記制御フィールドは、前記データフィールドに適用されたエラー訂正符号の情報を含むことを特徴とする請求項３２に記載の端末。
  40. 前記制御フィールドは、前記データフィールドに適用された保護区間の長さ情報を含むことを特徴とする請求項３２に記載の端末。
  41. 前記第２チャネル推定フィールドは、前記アクセスポイントと前記端末との間のチャネルを推定するために用いられる１つ以上の推定信号グループを含み、
    前記推定信号グループの個数は、前記無線ネットワークで前記アクセスポイントから前記端末に送信される少なくとも１つの空間時間ストリーム（ＳＴＳ）の総数に依存することを特徴とする請求項３２に記載の端末。
  42. 前記第２チャネル推定フィールドは、前記アクセスポイントと前記端末との間のチャネルを推定するために用いられる１つ以上の推定信号グループを含み、
    前記推定信号グループは、同一の区間を有することを特徴とする請求項３２に記載の端末。

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