説明的な実施形態についての詳細な説明が、様々な図を参照して、今から行われる。この説明は、可能な実行の詳細な例を提供するが、詳細は、例示的であることが意図されており、決して本出願の範囲を限定するものではないことに留意されたい。
無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)は、インフラストラクチャ基本サービスセット(BSS)モード、および独立BSS(IBSS)モードなど、複数の動作モードを有することができる。BSSモードにあるWLANは、BSSのためのアクセスポイント(AP/PCP)を有することができる。1つまたは複数の局(STA)は、AP/PCPと関連付けられることができる。AP/PCPは、トラフィックをBSS内に搬送し、またBSS外に搬送する、ディストリビューションシステム(DS)または別のタイプの有線/無線ネットワークへのアクセスまたはインターフェースを有することができる。BSS外部から発信されたSTAへのトラフィックは、AP/PCPを通って到着することができ、AP/PCPは、そのトラフィックをSTAに配送することができる。STAからBSS外部の送信先に発信されたトラフィックは、AP/PCPに送信されることができ、AP/PCPは、そのトラフィックをそれぞれの送信先に配送することができる。BSS内のSTA間のトラフィックは、AP/PCPを通って送信されることができ、例えば、発信元STAからAP/PCPに送信され、AP/PCPから送信先STAに送信されることができる。BSS内のSTA間のトラフィックは、ピアツーピアトラフィックであることができる。ピアツーピアトラフィックは、例えば、802.11e直接リンクセットアップ(DLS)または802.11zトンネルDLS(TDLS)を使用するDLSを用いて、発信元STAと送信先STAとの間で直接的に送信されることができる。IBSSモードにあるWLANは、AP/PCPを有さなくてよく、および/またはSTAは、互いに直接的に通信することができる。IBSSモードの通信は、「アドホック」モードの通信と呼ばれることがある。
AP/PCPは、例えば、802.11acインフラストラクチャ動作モードにおいては、固定されたチャネル(例えば、プライマリチャネル)上において、ビーコンを送信することができる。チャネルは、例えば、20MHz幅であることができる。チャネルは、BSSの動作チャネルであることができる。チャネルは、例えば、AP/PCPとの接続を確立するために、STAによって使用されることができる。802.11システムにおけるチャネルアクセスメカニズムは、キャリアセンス多重アクセス/衝突回避(CSMA/CA)である。AP/PCPを含むSTAは、例えば、CSMA/CA動作モードにおいては、プライマリチャネルをセンスすることができる。与えられたBSS内においては、一度に、ただ1つのSTAが、送信することができるように、例えば、チャネルがビジーであると検出されたときは、STAは、バックオフすることができる。
高スループット(HT)STAは、例えば、802.11nにおいては、通信のために、例えば、40MHz幅チャネルを使用することができる。プライマリ20MHzチャネルは、隣接する20MHzチャネルと組み合わされて、40MHz幅の連続するチャネルを形成することができる。
超高スループット(VHT)STAは、例えば、802.11acにおいては、例えば、20MHz、40MHz、80MHz、および160MHz幅チャネルをサポートすることができる。40MHzおよび80MHzチャネルは、例えば、連続する20MHzチャネルを組み合わせることによって、形成されることができる。160MHzチャネルは、例えば、8つの連続する20MHzチャネルを合成することによって、形成されることができ、または2つの非連続な80MHzチャネルを合成することによって、形成されることができ、これは、80+80構成と呼ばれることがある。80+80構成は、例えば、チャネルエンコーディングの後、データを2つのストリームに分割する、セグメントパーサを通過させられることができる。例えば、各ストリームに対して別々に、IFFTおよび時間領域処理が、実行されることができる。ストリームは、2つのチャネル上にマッピングされることができる。データは、2つのチャネル上において送信されることができる。受信機は、送信機メカニズムを逆転することができる。受信機は、複数のチャネル上において送信されたデータを再合成することができる。再合成されたデータは、媒体アクセス制御(MAC)に送信されることができる。
1GHz未満(例えば、MHz)動作モードは、例えば、802.11af、802.11ahによって、サポートされることができる。チャネル動作帯域幅およびキャリアは、例えば、802.11nおよび802.11acにおいて使用される帯域幅およびキャリアに比べて、低減させることができる。802.11afは、TVホワイトスペース(TVWS)スペクトルにおいて、5MHz、10MHz、および20MHz帯域幅をサポートすることができる。802.11ahは、非TVWSスペクトルにおいて、1MHz、2MHz、4MHz、8MHz、および16MHz帯域幅をサポートすることができる。802.11ahの使用事例の例は、マクロカバレージエリアにおけるメータタイプ制御(MTC)デバイスのサポートとすることができる。MTCデバイスは、限られた能力(例えば、限られた帯域幅)しか有さないことができ、非常に長いバッテリ寿命を有するように設計されることができる。
WLANシステム(例えば、802.11n、802.11ac、802.11af、および802.11ahシステム)は、プライマリチャネルとして指定されるチャネルなど、複数のチャネルおよびチャネル幅をサポートすることができる。プライマリチャネルは、例えば、BSS内のSTAによってサポートされる最大の共通動作帯域幅に等しい、帯域幅を有することができる。プライマリチャネルの帯域幅は、最小帯域幅動作モードをサポートするSTAによって制限されることができる。802.11ahの例においては、例えば、1MHzモードをサポートする1つまたは複数のSTA(例えば、MTCタイプデバイス)が、存在する一方で、AP/PCPおよび他のSTAが、2MHz、4MHz、8MHz、16MHz、または他のチャネル帯域幅動作モードをサポートすることができる場合、プライマリチャネルは、1MHz幅であることができる。キャリアセンシングおよびNAV設定は、プライマリチャネルのステータスに依存することができる。例として、例えば、1MHz動作モードをサポートするSTAが、プライマリチャネル上においてAP/PCPに送信しているせいで、プライマリチャネルが、ビジーステータスを有するときは、すべての利用可能な周波数バンドが、ビジーと見なされ、利用可能であるにもかかわらずアイドルに留まることがある。
利用可能な周波数バンドは、異なる地域間で様々であることができる。例として、米国においては、802.11ahによって使用される利用可能な周波数バンドは、902MHzから928MHzであることができる。別の例として、韓国においては、利用可能な周波数バンドは、917.5MHzから923.5MHzであることができる。別の例として、日本においては、利用可能な周波数バンドは、916.5MHzから927.5MHzであることができる。802.11ahのために利用可能な合計帯域幅は、国の規則に応じて、6MHzから26MHzであることができる。
802.11acは、同じシンボルの時間フレームにおいて、例えば、ダウンリンクOFDMシンボルの間に、複数のSTAへのダウンリンクマルチユーザMIMO(MU−MIMO)送信をサポートすることができる。MU−MIMO送信は、スペクトル効率を改善することができる。802.11ahは、ダウンリンクMU−MIMOをサポートすることができる。ダウンリンクMU−MIMOは、複数のSTAに対して同じシンボルタイミングを使用することができ、複数のSTAへの波形送信は、互いに干渉しないことができる。AP/PCPとMU−MIMO送信を行う1つまたは複数のSTAは、同じチャネルまたはバンドを使用することができ、それは、動作帯域幅を、AP/PCPとMU−MIMO送信を行う1つまたは複数のSTAによってサポートされる最小チャネル帯域幅に制限することがある。
802.11adは、60GHzバンドにおける超高スループット(VHT)のためのMACおよびPHYレイヤの仕様を定めた、WLAN規格に対する修正である。802.11adは、最大7Gbit/sのデータレートをサポートすることができる。802.11adは、3つの異なる変調モードをサポートすることができる。802.11adは、シングルキャリアおよび拡散スペクトルを用いるPHYの制御をサポートすることができる。802.11adは、シングルキャリアPHYをサポートすることができる。802.11adは、OFDM PHYをサポートすることができる。802.11adは、世界的に利用可能であることができる、60GHzのライセンスされていないバンドを使用することができる。60GHzにおいては、波長は、5mmであることができ、それは、コンパクトで競争力のあるアンテナまたはアンテナアレイを可能にすることができる。コンパクトで競争力のあるアンテナは、送信機および受信機の両方において、狭いRFビームを生成することができ、それは、効果的に、カバレージ範囲を増加させ、および/または干渉を低減させることができる。
図1は、例示的な802.11ad PHYパケット構造を示している。802.11ad(例えば、802.11ad−2012)DMG PHYは、例えば、制御PHY、シングルキャリアPHY、低電力シングルキャリアPHY、およびOFDM PHYなど、1つまたは複数のPHYパケット(例えば、フレーム)構造をサポートすることができる。
図2は、例示的なプリアンブル構造を示している。802.11ad PHYパケット構造は、同じプリアンブル構造を共有することができる。プリアンブルは、ショートトレーニングフィールド(STF)、および/またはチャネル推定フィールド(CEF)を含むことができる。CEFは、CEと表されることがある。STFおよびCEFは、例えば、図2に示されるように、π/2 (D)BPSK変調された反復するゴレイ系列(Golay sequence)から構築されることができる。
802.11adのフレーム構造は、ビームフォーミングトレーニング(例えば、発見および追跡)を容易にすることができる。ビームフォーミング(BF)トレーニングプロトコルは、2つ以上の構成要素、すなわち、セクタレベルスイープ、および/またはビーム精緻化プロトコル(BRP)などを含むことができる。SLSは、送信ビームフォーミングトレーニングのために使用されることができる。BRPは、受信ビームフォーミングトレーニング、ならびに/または送信および受信ビーム両方の反復的な精緻化を可能にすることができる。
SU−MIMOおよびMU−MIMO両方を含むMIMO送信は、802.11adによってサポートされないことがある。
図3は、例示的なセクタレベルスイープ(SLS)トレーニングである。SLSトレーニングは、ビーコンフレームおよび/またはセクタスイープ(SSW)フレームを使用して、実行されることができる。ビーコンフレームが、利用されるとき、アクセスポイント(AP)/プライオリティコードポイント(PCP)は、各ビーコンインターバル(BI)内において、複数のビーム/セクタを用いて、ビーコンフレームを繰り返すことができ、複数のSTAは、BFトレーニングを同時に実行することができる。AP/PCPは、例えば、ビーコンフレームのサイズのせいで、1つのBI内において、すべてのセクタ/ビームをスイープしないことがある。STAは、イニシエータセクタスイープ(ISS)トレーニングを完了するために、複数のBIを待つ必要があることがあり、待ち時間が、問題になることがある。SSWフレームは、ポイントツーポイントBFトレーニングのために利用されることができる。SSWフレームは、制御PHYを使用して、送信されることができる。
図4は、例示的なSSWフレームフォーマットである。例示的なSSWフレームフォーマットは、フレーム制御フィールド、持続時間フィールド、RAフィールド、TAフィールド、SSWフィールド、SSWフィードバックフィールド、またはFCSフィールドのうちの1つまたは複数を含むことができる。
図5は、SSWフレーム内の例示的なSSWフィールドである。例示的なSSWフィールドは、方向サブフィールド、CDOWNサブフィールド、セクタIDサブフィールド、DMGアンテナIDサブフィールド、またはRXSS長サブフィールドのうちの1つまたは複数を含むことができる。
図6は、ISSの一部として送信されるときの、SSWフレーム内の例示的なSSWフィードバックフィールドである。例示的なSSWフィードバックフィールドは、ISSにおける総セクタサブフィールド、RX DMGアンテナ数サブフィールド、第1の予約サブフィールド、ポーリング必要サブフィールド、または第2の予約サブフィールドのうちの1つまたは複数を含むことができる。
図7は、ISSの一部として送信されないときの、SSWフレーム内の例示的なSSWフィードバックフィールドである。例示的なSSWフィードバックフィールドは、セクタ選択サブフィールド、DMGアンテナ選択サブフィールド、SNRレポートサブフィールド、ポーリング必要サブフィールド、または予約サブフィールドのうちの1つまたは複数を含むことができる。
ビーム精緻化は、STAが、送信および/または受信のためのアンテナ構成(または、例えば、アンテナ重みベクトル)を改善することを可能にすることができる。ビーム精緻化は、1つまたは複数のビーム精緻化プロトコル(BRP)パケットを使用して、受信機および/または送信機アンテナをトレーニングすることを含むことができる。2つのタイプのBRPパケット、すなわち、BRP−RXパケットおよびBRP−TXパケットが、存在することができる。
図8は、BRPフレーム802、および1つまたは複数のBRPトレーニング(TRN)フィールド804を搬送する、例示的な物理レイヤ収束手順(PLCP)プロトコルデータユニット(PPDU)800である。例示的なPLCP PPDU800は、PLCPヘッダ806、および/または1つもしくは複数のAGCフィールド808を含むことができる。BRPパケット802は、例えば、指向性マルチギガビット(DMG)PPDUによって搬送されることができ、AGCフィールド808を含むトレーニングフィールドによって後続されることができる。DMG PPDUによって搬送されるBRPパケット802は、例えば、図8に示されるように、送信機または受信機トレーニングフィールドによって後続されることができる。
図8に示されるように、Nの値は、PLCPヘッダ806内において与えられる、トレーニング長とすることができる。トレーニング長は、自動利得制御(AGC)808が、4Nのサブフィールドを有し、TRN−R/T(例えば、BRPトレーニング)フィールド804が、5Nのサブフィールドを有することを示すことができる。チャネル推定(CE)サブフィールド810は、例えば、図2に示されるように、プリアンブル内のCEFと同じであることができる。ビームトレーニングフィールド内のサブフィールドは、回転されたπ/2−BPSK変調を使用して、送信されることができる。
BRP MACフレームは、以下のフィールド、すなわち、カテゴリ、保護されていないDMGアクション、ダイアログトークン、BRP要求フィールド、DMGビーム精緻化要素、またはチャネル測定フィードバック要素1...チャネル測定フィードバック要素kのうちの1つまたは複数を含む、ACKなしアクションフレームであることができる。
802.11adは、シングルキャリア(SC)PHY、OFDM PHY、制御PHY、および低電力SC PHYを含む、4つのPHYをサポートすることができる。PHYは、同じパケット構造を共有することができるが、各フィールドの詳細な設計は、異なることができる。
図9は、例示的なDMG PPDU900である。例示的なDMG PPDU900は、ショートトレーニングフィールド902、チャネル推定フィールド904、ヘッダ906、データフィールド908、または1つもしくは複数のTRN−R/Tサブフィールド910のうちの1つまたは複数を含むことができる。
タスクグループay(TGay)は、(例えば、MACデータサービスアクセスポイントにおいて測定された)少なくとも20ギガビット毎秒の最大スループットをサポートする一方で、局当たりの電力効率を維持または改善することを可能にする少なくとも1つの動作モードを可能にする、IEEE802.11物理レイヤ(PHY)、および/またはIEEE802.11媒体アクセス制御レイヤ(MAC)に対する変更を導入することができる。TGayは、45GHzよりも上のライセンス免除バンド上における動作のサポートを、同じバンド内において動作する(例えば、IEEE802.11ad−2012修正によって定義されたような)レガシ指向性マルチギガビット局との後方互換性および共存を保証しながら、導入することができる。802.11ayは、モビリティおよび/または屋外サポートを含むことができる。
802.11ayは、レガシ規格と同じバンド内において動作することができ、同じバンド内におけるレガシとの後方互換性および共存のサポートを含むことができる。802.11ayは、MIMOおよびチャネルボンディングを含むことができる。MIMO送信をサポートするために、複数のフェーズドアンテナアレイ(PAA)、または複数の偏波を用いるPAAが、802.11ay互換デバイスにおいて、実行されることができる。
エンハンスドDMG(EDMG)機能要素は、EDMG STAのアンテナ偏波機能を含むことができる。
EDMG STAは、SUまたはMU MIMO PPDUの送信の前に、MIMOセットアップフレーム(例えば、RTSまたはDMG CTS−to−self)を送信することができる。MIMOセットアップフレームは、PPDUによってアドレス指定された1つまたは複数の送信先STAを示すことができる。
MIMOセットアップフレーム(例えば、RTS)送信は、1つまたは複数の送信先STAからの応答(例えば、DMG CTSまたはACK)をトリガすることができる。
図10は、例示的なEDMG PPDU1000である。例示的なEDMG PPDU1000は、L−STFフィールド1002、L−CEFフィールド1004、L−Header1006、EDMG−Header−A1008、EDMG−STFフィールド1010、EDMG−CEFフィールド1012、EDMG−Header−B1014、データフィールド1016、AGCフィールド1018、またはTRNフィールド1020のうちの1つまたは複数を含むことができる。
MIMO送信のために、複数の偏波およびPAAが、EDMGデバイスによってサポートされることができる。EDMGシステムにおいては、偏波機能が、伝達されることができる。
偏波およびアンテナ設定は、実行と見なされてよく、仕様において明示的に示されなくてよい。動的または半静的な環境、およびTx−Rxペアの恣意的な相対位置/向きにおいてmmW送信を用いる場合、偏波およびアンテナ設定の知識は、アナログ/デジタルビームフォーミングトレーニングオーバヘッドを低減させ、および/またはスペクトル効率を増加させる助けとなることができる。
偏波およびPAA選択は、(例えば、他のクローズドループMIMO方式と比較して)電力効率を増加させ、および/またはフィードバックオーバヘッドを低減させるために、利用されることができる。送信機および/または受信機サイドにおいて、RFフロントエンドの数が、制限されることがある。mmWシステムのために、偏波およびPAA選択トレーニングが、実行されることができる。
(例えば、送信機および受信機は、互いに対して、正しい偏波および/またはアンテナパターンを準備する必要があることがあるので)偏波を用いる送信が、伝達されることができる。
MIMO送信を用いる場合、サポートされることができるデータストリームの数は、チャネルに依存することができる。MIMO機能を与えられると、情報を搬送するためのMIMOモード(例えば、方式)が、選択されることができる。例えば、MIMO送信を準備するために、送信機および受信機サイドにおいて、アナログビームが、設定されることができるので、MIMOモード選択および送信は、明示的に伝達されることができる。
図11は、例示的なMIMOセットアップフレーム1100である。MIMOセットアップフレーム1100は、STAが、ランデブーポイント1102において開始するプライマリチャネルよりも広い帯域幅上における送信を開始することができるように、事前にランデブーポイント1102をセットアップするために、APによって使用されることができる。STAは、例えば、MIMOセットアップフレーム1100の受信に応答して、MIMOセットアップ1104を開始することができる。
図12は、送信可(CTS)フレームアイドル帯域幅表示の例示的なシグナリングである。プライマリチャネルが、ビジーでない場合、CTSフレームトレーラ内において伝達されるアイドル帯域幅表示を有する1つまたは複数のCTSフレームが、送信されることができる。CTSフレームは、後続するデータ送信が続くために、RTS送信側において、プライマリチャネルにおいて受信される必要があることがある。
送信要求(RTS)受信機は、複数のチャネルを監視するための表示を(例えば、事前に)受信することができる。RTS受信機は、ランデブーポイントの後で、セカンダリチャネル上において、RTSフレームを受信することができる。RTS受信機が、ランデブーポイントの後で、セカンダリチャネル上において、RTSフレームを受信したとき、CTSは、返信されないことがあり、データ送信は、発生しないことがある。
APは、異なるチャネル上における複数のDL STAからのデータを集約することができる。図13は、複数のDL STAからのデータの例示的な集約1300である。STA#1は、STA APであることができる。STA#1は、バックホールに接続されることができる。STA#1は、STA#2およびSTA#3に送信するために、集約データを送信することができる。例えば、STA#1は、データをSTA#2およびSTA#3に同時に送信することができる。
プライマリチャネル空きチャネル判定(clear channel assessment)(CCA)は、RTS受信機においてはビジーであることがあるが、RTS送信機(例えば、AP/PCP)においてはビジーでないことがある。データは、セカンダリチャネル上において、STAに送信されることができ、例えば、RTS受信機は、図13に示されるように、STA#3であることができる。
プライマリチャネルが、APサイドにおいて、アイドルのままである場合、1つまたは複数のSTAは、セカンダリチャネル上において、APがRTS受信機(例えば、STA#3)に送信している時間の間に、APへの送信を開始することができる。APは、プライマリチャネル上において、送信を受信しないことがある。
STAは、例えば、APが、セカンダリチャネル上において、RTS受信機(例えば、STA#3)に送信している時間の間に、プライマリチャネル上において、別の(例えば、AP以外の)STAへの送信を開始することができる。APは、プライマリチャネル上において、受信しないことがあり、(例えば、セカンダリチャネル上における送信が終了した後)プライマリチャネル上における送信機会(TXOP)設定を尊重することができる。
偏波および/またはPAA選択が、実行されることができる。偏波は、より小さい空間領域相関をMIMOチャネルに提供することができる。偏波は、明示的に伝達されないことがある。アンテナポートの数が、RFフロントエンドの数よりも多い(例えば、著しく多い)とき、偏波情報は、アンテナポートをグループ化し、および/またはMIMO/BFトレーニングを簡略化するために、使用されることができる。
偏波支援アナログビームフォーミングトレーニングが、実行されることができる。例えば、偏波情報、および/または限られたチャネル情報フィードバックの助けがある場合、Tx/Rxビームペアリングを用いるアナログビームトレーニングが、実行されることができる。限られたチャネル情報フィードバックは、相互ビーム測定フィードバックを含むことができる。偏波情報は、アナログビームトレーニングのために必要とされる測定を減らすことができる。例えば、送信機および受信機サイドにおいて、2つの偏波が、サポートされることができ、各偏波は、N個のビームを有することができる。最適なビーム選択は、すべての組み合わせを調べることを含むことができる。最適なビーム選択は、(2N)×(2N)の測定を必要とすることがある。同時受信トレーニングが、適用されるとき、受信機は、同時に受信する2つのビームを形成することができ、ビーム選択のために必要とされる測定の数は、(2N)×Nに減らされることができる。偏波情報が、(例えば、アナログビームフォーミングトレーニングの前に)交換される場合、ビーム選択のために必要とされる測定の数は、2N以下に減らされることができる。測定の減少は、偏波されたアンテナによって提供される良好な直交性および/またはビーム分離に基づくことができる。例においては、無線チャネルが、見通し線(LOS)支配的であるとき、良好なビーム分離は、おおよそ保持されることができる。
図14は、例示的な偏波支援アナログビームフォーミングトレーニング1400である。以下のうちの1つまたは複数が、適用されることができる。
イニシエータ1402は、トレーニングアナウンスメントのためのフレーム1404を送信することができる。トレーニングアナウンスメントフレーム1404は、EDMG BFトレーニングをセットアップするために定義されることができる、EDMG制御フレームであることができる。トレーニングアナウンスメントフレーム1404は、ビーコンフレームなどの管理フレームであることができる。トレーニングアナウンスメントフレーム1404は、トレーニングされるPAAの数を示すことができる。トレーニングアナウンスメントフレーム1404は、トレーニングされる偏波の数を示すことができる。トレーニングアナウンスメントフレーム1404は、トレーニングされるビームの数を示すことができる。一例においては、偏波当たりのPAA当たりのビームの数が、伝達されることができる。別の例においては、PAAおよび偏波を通して形成されることができるビームの総数が、伝達されることができる。
レスポンダは、応答フレームを送信することができる。応答フレームは、トレーニングアナウンスメントフレーム1404の受信を知らせることができる。応答フレームの存在の表示は、ビーコンフレーム、トレーニングアナウンスメントフレーム1404、および/またはATIにおける要求フレームなどにおいて、伝達されることができる。
イニシエータ1402は、1つまたは複数のトレーニングフレーム1406を送信することができる。トレーニングフレーム1406は、ビーコンフレーム、DMG SSWフレーム、EDMG拡張SSWフレーム、および/またはショートSSWフレームを含むことができる。トレーニングフレーム1406は、例えば、事前定義された順序で、あるビーム/セクタパターンを用いて、送信することができる。例えば、1つまたは複数のビームは、PAA順序(例えば、第1)、および偏波順序(例えば、第2)に基づいて、形成されることができる。例においては、第1のN個のビームは、第1の偏波1408(例えば、図14において示される偏波1)を用いて、第1のPAAによって形成されることができ、第2のN個のビームは、第2の偏波1410(例えば、図14において示される偏波2)を用いて、第1のPAAによって形成されることができる。トレーニングフレーム1406A、1406Bの第1のセットは、第1の偏波1408と関連付けられることができる。トレーニングフレーム1406C、1406Dの第2のセットは、第2の偏波1410と関連付けられることができる。第1のPAAと関連付けられた偏波を使用した後、1つまたは複数のビームが、第2のPAAによって形成されることができる。別の例においては、ビームは、第1に偏波によって、第2にPAAによって、形成されることができる。トレーニングフレーム1406は、PAAインデックスを示すことができる。トレーニングフレーム1406は、偏波インデックスを示すことができる。
レスポンダは、最良のビーム、またはM個の最良のビーム1412を返信することができる。トレーニングアナウンスメントフレーム1404は、レスポンダが、トレーニングの間に、いくつのビームを選択すべきかを示すことができる。例えば、パラメータMは、トレーニングアナウンスメントフレーム1404、ビーコンフレーム、および/またはATIにおける要求フレームなどにおいて、示されることができる。
偏波情報は、アナログBFトレーニングをセットアップするために使用されることができるフレーム内において、搬送されることができる。例えば、偏波情報は、ビーコンフレーム、アナウンスメントフレーム、MIMOセットアップフレーム内などにおいて、搬送されることができる。偏波情報は、(例えば、アナログBFセットアップフレームが、受信機によって受信されないケースにおいて)個々の各トレーニングフレーム内において、搬送されることができる。
偏波は、直線偏波、円偏波、および/または混合された偏波を含むことができる。直線および円偏波を用いる場合、偏波は、固定されることができる。混合された偏波を用いる場合、アンテナは、複数の偏波を同時にサポートすることができる。RFフロントエンドの数、および/または送信されるデータストリームの数が、偏波の数よりも少ない場合、偏波選択が、必要とされることがある。サポートされる各偏波は、仮想アンテナと見なされることができ、偏波選択は、各偏波タイプについて同様であることができる。PAAは、例えば、802.11ayなど、多くの通信システムにおいて利用されることができる。RFフロントエンドの数、および/または送信されるデータストリームの数が、PAAの数よりも少ない場合、PAA選択が、実行されることができる。PAAは、仮想アンテナと見なされることができる。
仮想アンテナは、アンテナ偏波、PAA構成、および/または他のタイプのアンテナを表すことができる。PAA構成は、PAAインデックスおよび/またはPAA順序を含むことができる。
仮想アンテナ選択は、ビームが異なる偏波から形成されることができ、PAA構成が送信されることができ、および/または1つもしくは複数の最良ビームが選択されることができる、アナログビームフォーミングトレーニングの一部であることができる。
仮想アンテナ選択は、アナログアンテナトレーニングの後に、実行されることができる。仮想アンテナ選択は、アナログアンテナトレーニングの後に、例えば、収集された情報を用いて、暗黙的に実行されることができる。
仮想アンテナ選択は、RFフロントエンド/チェーンから仮想アンテナ(例えば、PAA構成、偏波など)へのマッピングと見なされることができる。
仮想アンテナ選択(VAS)は、明示的に、または暗黙的に(例えば、アンテナ相反性が仮定されることができる)、実行されることができる。
明示的なVASを用いる場合、イニシエータ(例えば、STA1)は、各VASによって順次的に送信されるサウンディング/トレーニング系列を伴ったフレームを送信することができる。各系列は、異なる組み合わせと関連付けられたVASを用いて、送信することができる。例えば、4つの仮想アンテナをトレーニングするために、STA1は、それぞれ、異なるアンテナ回転組み合わせを用いて、トレーニング系列を4回送信することができる。例においては、信号を回転および合成するために、P行列が、使用されることができる。フレームは、xSIF時間前に送信されたヌルデータパケット(NDP)アナウンスメントフレームを伴った、NDPフレームであることができる。フレームは、VASのためのNDPフレームを示すために、ヘッダフィールドが上書きされることができる、NDPフレームであることができる。
レスポンダ(例えば、STA2)は、トレーニングフレームの受信時に、フィードバックフレームを送信することができる。フィードバックフレームは、1つまたは複数の最良の仮想アンテナを示すことができる。フィードバックフレームは、受信仮想アンテナ選択を実行する意図を示すことができる。レスポンダが、受信仮想アンテナ選択を実行するとき、送信機は、受信アンテナ選択のための1つもしくは複数のトレーニングフィールドを追加すること、および/または例えば、受信機が、例えば、トレーニングなしに、または限られたトレーニングを用いて、1つもしくは複数の対応する受信アンテナを選択することができるように、(例えば、PAAおよび偏波情報を含む)送信仮想アンテナ設定を明示的に伝達することができる。
STA1は、(例えば、STA2からのフィードバックに基づいて)送信機サイドにおいて、VASを実行することができる。STA1は、MIMO送信の前に、MIMOセットアップフレームまたは他の制御/管理フレーム内において、VAS設定を伝達することができる。VAS設定のシグナリングは、MIMOデータ送信と一緒に、PLCPヘッダ内において、送信されることができる。
ビーム精緻化プロトコル(BRP)は、例えば、802.11adにおいて、受信機トレーニングを可能にすることができる。BRPは、SLSの間に決定された値を改善するために、送信機および受信機サイドを反復的にトレーニングすることができる。偏波方向を調整する機能を有するアンテナを用いる場合、BRPは、偏波を精緻化することを含むように拡張されること、または偏波精緻化によって置換されることができる。偏波精緻化プロトコル(PRP)は、既存のBRPの一部であること、またはBRPとは別であることができ、例えば、PRPは、BRPの前または後に、生じることができる。
図15Aは、例えば、既存のBRPの一部としての例示的なPRP1500を示すフローチャートである。例示は、SLSフェーズ1502で開始することができる。SLSフェーズ1502は、BRPおよび/またはPRPセットアップ1504によって後続されることができる。BRPおよび/またはPRPセットアップ1504は、BRPおよび/またはPRPフェーズ1506によって後続されることができる。
図15Bは、例示的なPRP1550を示すフローチャートであり、例えば、PRPは、BRPの後に生じる。例示的なPRP1550は、SLSフェーズ1552を含む(で開始する)ことができる。SLSフェーズ1552は、BRPセットアップ1554によって後続されることができる。BRPセットアップ1554は、BRPフェーズ1556によって後続されることができる。BRPフェーズ1556、PRPセットアップ1558によって後続されることができる。PRPセットアップ1558は、PRPフェーズ1560によって後続されることができる。
802.11adにおいては、BRPは、例えば、要求−応答プロトコルに基づいた、セットアップフェース、および/またはビーム精緻化フェーズを含むことができる。例えば、レスポンダ(例えば、受信機)が、BRPパケット内の機能−要求フィールドを0になるように設定するまで、1つまたは複数の要求−応答パケットが、交換されることができる。イニシエータ(例えば、送信機)が、0に設定された機能−要求フィールドを用いて応答することができる。PRPが、既存のBRPの一部であるとき、機能−要求フィールドを0になるように設定することは、BRPおよび/またはPRPの完了を示すことができる。PRPが、BRPの後に実行されるとき、例えば、BRPおよびPRPの完了を示すために、機能−要求フィールドを設定することが、2回行われる必要があることがある。
MIMO送信は、1つまたは複数の偏波を含むことができる。mmW通信システムにおけるMIMO送信は、複数のデータストリーム、および/または複数のRFチェーンを含むことができる。各RFチェーンは、PAA構成、偏波、またはPAA構成における偏波などに対応することができる。mmW通信を用いる場合、ハイブリッドビームフォーミングが、適用されることができる。ベースバンドにおいて見られる仮想チャネルは、アナログビームフォーミングの後のチャネルであることができる。チャネル分離は、アナログビームフォーミング、および/または物理アンテナ要素の特性に依存することができる。mmW通信システムにおけるMIMO送信のためのチャネル分離は、6GHz未満送信におけるチャネル分離とは異なることができる。二重偏波を用いるアンテナは、直交(例えば、ほとんど直交)アナログビーム/チャネル分離を用いて、良好なMIMOチャネルを提供することができる。例えば、LOSおよび/またはLOS支配的チャネルを用いる場合の、mmWチャネル伝搬特性に基づいて、受信機サイドにおいて、直交性が、維持されることができる。LOSおよび/またはLOS支配的チャネルシナリオを用いる場合、MIMO送信は、例えば、詳細なCSI情報を知ることなしに、最適化されることができる。
オープンループマルチプルデータストリーム送信を用いる場合、すべての偏波および/またはPAAを含む、すべての仮想アンテナにわたって信号を分配することは、貧弱な性能をもたらすことがある。
複数のデータストリームは、例えば、PAA割り当て/選択(例えば、偏波マッピング)の前に、解析され、および/または異なる偏波に割り当てられることができる。各偏波に対して複数のPAAが利用可能であるとき、データストリームは、1つまたは複数の空間方式(例えば、PAA/空間マッピング/選択)を使用して、複数のPAAに展開されることができる。1つまたは複数の空間方式は、オープンループプリコーディング、クローズドループプリコーディング、CSD、および/または空間−時間符号化を含むことができる。仮想アンテナ/PAA/偏波選択方式が、適用されるとき、同じまたは似た偏波方向を有する仮想アンテナは、グループ化されることができる。異なるデータストリームは、例えば、異なる偏波に対応する、異なるグループに割り当てられることができる。仮想アンテナ選択(例えば、PAA/空間マッピング)は、各グループ内において実行されることができる(例えば、グループ内選択)。各グループのために、1つまたは複数の最良の仮想アンテナが、選択されることができる。
図16は、オープンループマルチプルデータストリーム送信のための例示的な空間マッピング1600である。例示的な空間マッピング1600は、偏波マッピング1602、およびPAA/空間マッピング1604を含むことができる。偏波マッピング1602において、N個のストリームが、M個の偏波にマッピングされることができる。N=Mであるとき、偏波マッピング1602は、1対1マッピングであることができる。N<Mであるとき、1つまたは複数のストリームが、2つ以上の偏波にマッピングされることができる。N>Mであるとき、2つ以上のストリームが、1つまたは複数の偏波にマッピングされることができ、ストリームは、さらにPAA/空間マッピング1604によって、分離される必要があることがある。PAA/空間マッピング1604は、各偏波に対して適用されることができる。例えば、第1のPAA/空間マッピング1604Aは、第1の偏波1606に対して実行されることができる。第2のPAA/空間マッピング1604Bは、第2の偏波1606に対して実行されることができる。PAA/空間マッピング1604A、1604Bは、第1の偏波1606と第2の偏波1606とで独立であることができる。合同PAAマッピングが、偏波に適用されることができる。M個の偏波が、K個の仮想アンテナにマッピングされることができ、K≧max(M,N)である。
1つまたは複数(例えば、4つ)のRFチェーンは、2つのPAAを介して、送信することができる。各PAAは、二重偏波をサポートすることができる。例えば、1つまたは複数のRFチェーンは、4つの仮想アンテナ(PAA1、Pol1)、(PAA1、Pol2)、(PAA2、Pol1)、および(PAA2、Pol2)にマッピングされることができ、Polxは、偏波方向xを示すことができる。例えば、Pol1は、垂直偏波方向を表すことができ、Pol2は、水平偏波方向を表すことができる。
図17は、偏波を用いる例示的なオープンループベースバンドMIMO送信1700である。オープンループ2以上データストリーム送信のために、以下のうちの1つまたは複数が、実行されることができる。ストリームパーサは、符号化されたビットストリームを、2つ以上のビットストリームに分割することができる。符号化されたビットストリームは、例えば、パディング、スクランブラエンコーディング、および/またはLDPCエンコーディングの後、生成されることができる。各ビットストリームについて、コンステレーションマッパは、例えば、ストリームパーサの後に、ビットをコンステレーションシンボルにマッピングすることができる。ストリームパーサは、コンステレーションマッピングの後、シンボル領域において、ストリームを分割することができる。第1のシンボルストリーム1702(例えば、ストリーム1)は、垂直方向に偏波された第1のPAA1704(例えば、PAA1、V)、および垂直方向に偏波された第2のPAA1706(PAA2、V)上において、送信されることができる。第2のシンボルストリーム1708(例えば、ストリーム2)は、図17に示されるように、水平方向に偏波された第1のPAA1704(例えば、PAA1、H)、および水平方向に偏波された第2のPAA1706(PAA2、H)上において、送信されることができる。例えば、信号を2つの空間領域信号に展開するために、オープンループプリコーディングが、各データストリーム上において適用されることができる。ストリーム1 1702に適用されるオープンループプリコーディング行列は、(w11 w12)Tと表されることができる。ストリーム2 1708に適用されるオープンループプリコーディング行列は、(w21 w22)Tと表されることができる。ストリーム2は、オープンループプリコーディング行列を適用する前または後に、位相回転されられることができる。ストリーム1 1702と関連付けられたプリコーディング重みは、ストリーム2 1708と関連付けられたプリコーディング重みに対して直交していることができる。ストリームを2つのアンテナに展開するために、1つまたは複数の他の空間時間方式(例えば、CDD、アラモウチなど)が、適用されることができる。MIMO方式とともに、電力割り当ておよび/またはMCS割り当てが、適用されることができる。等しくない電力/MCSが、空間ストリームに適用されることができる。
2データストリーム送信は、アンテナ選択を含むことができる。アンテナ選択は、部分的なCSIに基づくことができる。完全なCSIと比較されたとき、部分的なCSIは、例えば、フィードバックを有する、明示的なサウンディングケースにおいて、より僅かなフィードバックオーバヘッドしか必要としないことができる。完全なCSIと比較されたとき、部分的なCSIは、例えば、チャネル相反性を使用する、暗黙的なサウンディングケースにおいて、より僅かな周波数トレーニング系列しか必要としないことができる。仮想アンテナ選択は、アンテナ認識(例えば、PAA情報および/または偏波情報)に基づくことができる。
図18は、偏波毎のアンテナ選択を用いる例示的なMIMOデータストリーム送信1800である。仮想アンテナ選択は、偏波毎の選択を使用して、実行されることができる。図18に示されるように、第1の空間ストリーム1802(例えば、ストリーム1)は、1つまたは複数の垂直仮想アンテナにマッピングされることができ、第2の空間ストリーム1808(例えば、ストリーム2)は、1つまたは複数の水平仮想アンテナにマッピングされることができる。STAは、ストリーム1 1802のための仮想アンテナを、第1のPAA1804の垂直仮想アンテナ(例えば、PAA1、V偏波)、および第2のPAA1806の垂直仮想アンテナ(例えば、PAA2、V偏波)から、選択することができる。仮想アンテナ選択は、部分的なCSIに基づくことができる。部分的なCSIは、送信STAサイドにおいて、収集されることができる。明示的なサウンディングにおいて、部分的なCSIは、受信STAから送信STAにフィードバックされることができる。暗黙的なサウンディングシナリオを用いる場合、部分的なCSIは、例えば、受信STAから送信STAに送信されるフレームを使用して、送信STAサイドにおいて、推定されることができる。フレームは、サウンディング系列を搬送することができる。部分的なCSIは、チャネル応答の絶対値、RSSI、SNR、および/またはSINRを含むことができる。STAは、ストリーム2 1808のための仮想アンテナを、第1のPAA1804の水平仮想アンテナ(例えば、PAA1、H偏波)、および第2のPAA1806の水平仮想アンテナ(例えば、PAA2、H偏波)から、選択することができる。
仮想アンテナ選択は、偏波制限なしに、実行されることができる。そのような例においては、アンテナ選択のために、偏波情報は、使用されないことがある。
電力割り当ておよび/またはMCS割り当てが、MIMOとともに適用されることができる。等しくない電力および/またはMCSが、空間ストリームに適用されることができる。
図19は、偏波を用いる例示的なオープンループベースバンド3データストリームMIMO送信1900である。ストリーム1 1902などの第1のストリームは、(例えば、PAA1 1904およびPAA2 1906の)垂直偏波上において、送信されることができる。例えば、ストリーム1 1902は、PAA1 1904の垂直偏波1912A、およびPAA2 1906の垂直偏波1912Bに、マッピングされることができる。ストリーム2 1908などの第2のストリーム、およびストリーム3 1910などの第3のストリームは、例えば、それぞれ、PAA1 1904およびPAA2 1906の水平偏波上において、送信されることができる。ストリーム2 1908、およびストリーム3 1910は、異なる重み(例えば、W21およびW31)を用いて、2つの仮想アンテナにマッピング(例えば、直接的にマッピング)されることができる。例えば、ストリーム2 1908は、PAA1 1904の水平偏波1914Aにマッピングされることができる。ストリーム3 1910は、PAA2 1906の水平偏波1914Bにマッピングされることができる。2×2ユニタリ行列が、ストリーム2 1908およびストリーム3 1910に適用されることができ、それは、それぞれのシンボルをもたらすことができる。それぞれの結果のシンボルは、2つの水平偏波仮想アンテナにマッピングされることができる。
図20は、アンテナ選択を用いる例示的なオープンループベースバンド3データストリームMIMO送信2000である。図20に示されるように、3ストリーム送信において、アンテナ選択が、実行されることができる。図20に示される例示的なオープンループベースバンド3データストリームMIMO送信2000は、アンテナグループ選択、およびグループ内アンテナ/空間方式選択を含むことができる。アンテナは、偏波情報に基づいて、グループ化されることができる。第1のグループは、垂直偏波アンテナを含むことができ、第2のグループは、水平偏波アンテナを含むことができる。例えば、第1のグループ(例えば、グループ1)は、PAA1 2004の第1の垂直偏波アンテナ2012A(例えば、PAA1、V)、およびPAA2 2006の第2の垂直偏波アンテナ2012B(例えば、PAA2、V)を含むことができる。第2のグループ(例えば、グループ2)は、PAA1 2004の第1の水平偏波アンテナ2014A(例えば、PAA1、H)、およびPAA2 2006の第2の水平偏波アンテナ2014B(例えば、PAA2、H)を含むことができる。STAは、アンテナ選択の前に、グループ選択を実行することができる。グループ選択は、グループ内空間分離に基づいて、グループを選択することを含むことができる。グループ内空間分離は、ランク、状態数などを使用して、測定されることができる。例えば、グループ2は、グループ1よりも良好な空間分離を有することができる。例えば、グループ2が、グループ1よりも良好な空間分離を有するとき、2つのストリームは、グループ2上において送信されることができ、1つのストリームは、グループ1上において送信されることができる。STAは、各グループのためのアンテナおよび/または空間方式を選択することができる。例えば、STAは、グループ1内においてアンテナ選択を実行することができる。ストリーム1 2002は、例えば、アラモウチ、CDD、またはクローズドループプリコーディングなどの別の空間方式を使用して、グループ1内のアンテナ上において送信されることができる。グループ2については、ストリーム2 2008およびストリーム3 2010は、異なる重み(例えば、W21およびW31)を用いて、2つの仮想アンテナにマッピング(例えば、直接的にマッピング)されることができる。2×2ユニタリ行列が、ストリーム2 2008およびストリーム3 2010に適用されることができ、それは、それぞれのシンボルをもたらすことができる。それぞれの結果のシンボルは、2つの水平偏波仮想アンテナにマッピングされることができる。電力割り当ておよび/またはMCS割り当てが、MIMOとともに適用されることができる。等しくない電力および/またはMCSが、空間ストリームに適用されることができる。
ベースバンド送信は、例えば、受信機が、受信ビームをしかるべく準備することができるように、(例えば、明示的に)指定および/または伝達されることができる。ベースバンド送信の使用は、PLCPヘッダおよび/または制御/管理フレーム内において、伝達されることができる。制御/管理フレームは、MIMO送信をスケジュールおよび/またはセットアップするために、使用されることができる。制御/管理フレームは、フレームのMACヘッダ内に含まれることができる。
送信機は、1つまたは複数のストリームおよび/またはレイヤを送信することができる。ストリームは、複数の重みと関連付けられることができる。送信機は、複数の電力増幅器(PA)を介して、複数のストリームを送信することができる。送信機は、すべての電力増幅器を介し、すべての重みを使用して、ストリームを送信することができ、または送信機は、対応する電力増幅器を介し、各重みを使用して、ストリームを送信することができる。例えば、送信機は、1つの電力増幅器を介して、第1のストリーム(例えば、1つのストリームと関連付けられたすべての重み)を送信することができる。別の例においては、送信機は、第1の電力増幅器を介して、第1のストリームの第1の重みを送信することができ、第2の電力増幅器を介して、第1のストリームの第2の重みを送信することができる。
図21は、すべてのPAがすべての重みによって作動させられる、例示的なアナログアーキテクチャである。送信機2102は、(例えば、PA2104、2106など)2つ以上のPAを介して、異なる重みを有することができる複数のストリームを送信することができる。例えば、各PAは、複数のストリームを送信するために、使用されることができる。PA2104およびPA2106は、各々、複数のストリームの異なる重みによって、作動させることができる。受信機2152は、(例えば、低ノイズ増幅器(LNA)2154、2156など)2つ以上のLNAを介して、1つまたは複数のストリーム(例えば、ストリームを含む信号)を受信することができる。
図22は、異なるPAが別々の重みによって作動させられる、例示的なアナログアーキテクチャである。送信機2202は、別々のPAを介して、異なる重みを有するストリームを送信することができる。例えば、第1のストリームの第1の重みは、第1のPA2204を介して、送信されることができる。第1のストリームの第2の重みは、第2のPA2206を介して、送信されることができる。第2のストリームの第3の重みは、第3のPA2208を介して、送信されることができる。第2のストリームの第4の重みは、第4のPA2210を介して、送信されることができる。受信機2252は、別々のLNAを介して、異なる重みを有するストリームを受信することができる。例えば、各LNAは、ある重みを有する信号を受信するように構成されることができる。第1の信号の第1の重みは、第1のLNA2254を介して、受信されることができる。第1の信号の第2の重みは、第2のLNA2256を介して、受信されることができる。第2の信号の第3の重みは、第3のLNA2258を介して、受信されることができる。第2の信号の第4の重みは、第4のLNA2260を介して、受信されることができる。受信された信号は、y=Hxと表されることができ、yは、ベクトルでありHは、行列であり、xは、送信ストリームと関連付けられたベクトルである。xの各要素は、送信ストリームに対応することができる。yの各要素は、行列Hによる送信ストリームxの線形結合を含むことができる。
送信機および受信機は、例えば、送信機と受信機との間における1つまたは複数の最良の送信/受信ビームペアを識別するために、エンハンスドセクタレベルスイープ手順(eSLS)、またはエンハンスドビーム精緻化プロトコル手順(eBRP)などの、ビーム探索アルゴリズムを使用することができる。ビームペアは、固定されることができ、データストリームは、別々のビームペア上において、送信されることができる。
ビームペアの数は、固定されることができ、許可された最大ストリーム数(例えば、802.11ayの場合、Nsts=2)に等しいことができる。
ビームペアの数は、許可された最大ストリーム数に等しいことができる。送信機および受信機は、例えば、ビームペアと関連付けられたチャネルの(例えば、妨害に起因する)フェードアウトに基づいて、使用されるビームペア(および送信されるストリームの数)を動的に変更することができる。
ビームペアの数は、許可された最大ストリーム数よりも多いことがあり、送信機および受信機は、ビームペアと関連付けられたチャネルの品質、および/またはMIMO送信モードに基づいて、送信のための1つまたは複数の最良のビームを動的に選択する。
送信フェーズの一般化されたモデルは、
y=H・FRF・FBB・x
と表されることができ、yは、いずれの受信機処理よりも前の、受信信号であり、Hは、チャネルであり、FRFは、アナログプリコーダであり、FBBは、ベースバンドプリコーダであり、xは、送信信号である。ベースバンドプリコーダは、対角行列とすることができ、対角成分は、(例えば、アナログアーキテクチャに基づいて)アナログ重みのセット上に配置されるエネルギーの量に対応する。
ベースバンドプリコーダは、
と表されることができ、fa1は、eSLSまたはeBRPによって事前選択された、RFプリコーダ(FRF)の第iのアナログビームを表すベクトルであり、fdiは、(例えば、ベースバンドプリコーダが存在しないので)第iのビーム上に配置されるエネルギーの量を表すスカラであり、xiは、第iのビーム上におけるデータストリームであり、nは、ビームの総数であり、
は、電力正規化係数である。nは、ストリームの総数よりも大きいことがあり、それは、ビーム選択が実行されることがあることを暗示することができる。アナログモデルにおいては、ダイバーシティ送信は、考慮されないことがある。
1つまたは複数のモードが、使用されること、例えば、送信のために使用されることができる。モードは、オープンループ送信、ビーム選択、および/またはビームローディングを含むことができる。
オープンループモードが、送信のために使用されることができる。オープンループ送信においては、ベースバンドプリコーダの要素は、
fdi=1、i=1,...,n
と表されることができる。
オープンループ送信においては、データは、送信機においてビーム状態情報を必要としない、または受信機からのフィードバックを必要としない、すべてのビーム上において送信されることができる。利得は、ビーム間の相関に基づいて、および/または(例えば、妨害物によるビームのフェージングに起因する)等しくないビーム電力レベルによって、制限されることがある。
ビーム選択が、実行されることができる。(例えば、ビームが、アンテナ、偏波、物理的アンテナアレイ、および/またはアンテナパネルに基づくことができる)ビーム選択においては、ベースバンドプリコーダの要素は、
と表されることができる。
選択されないビーム上における電力は、ゼロになるように設定されることができる。選択されたビームは、全電力送信を有することができる。例えば、その上で送信されるべきビームを識別するために、送信機におけるビーム状態情報、または受信機からのフィードバックが、必要とされることがある。チャネル状態情報(CSI)の量は、制限されることがある。フィードバックの量は、制限されることがある。
ビーム毎のフィードバックは、2進数であることができる。2進数は、ビームが使用されるべきかどうかを示すことができる。
ビーム毎のフィードバックは、SNR、SINR、またはRSSIなどの、所望のメトリックであることができる。送信機は、ビームが選択されるべきかどうかを決定するために、ビーム毎のフィードバックを使用することができる。
(例えば、空間時間ストリームの最大数が常に送信されるケースにおいて)送信機を1つまたは複数の最良のビームに切り換えるために、ビーム選択が、使用されることができる。ビーム選択は、送信された場合に貧弱に動作することがあるビームをオフに切り換えるために、使用されることができる。例えば、選択されないビーム上において情報を送信するために使用される電力は、選択されたビームに移されることができる。ベースバンドプリコーダは、
と表されることができる。
ビームローディングが、実行されることができる。(例えば、ビームが、アンテナ、偏波、物理的アンテナアレイ、および/またはアンテナパネルに基づくことができる)ビームローディングにおいては、ベースバンドプリコーダの要素は、0≦fdi≦1になるように設定されることができる。
例えば、選択されないビーム上における電力は、ゼロになるように設定されることができる。選択されたビームは、最適化基準に基づいた電力のレベルを有することができる。最適化基準は、より良好なビームがより多くの電力を有するような、容量基準を含むことができる。最適化基準は、より不良なビームがより多くの電力を有するような、等価エラー基準(equal error criterion)を含むことができる。fdiへの制限を用いる場合、ビームローディングは、ビーム選択およびオープンループ送信の両方を含むことができる。
ビーム選択と比較されたとき、ビームローディングのために必要とされるCSIおよび/またはフィードバックの量は、増加することがある。例えば、ビームローディングは、ビーム選択よりも多くのCSIおよび/またはフィードバックを必要とすることがある。
ビーム毎のフィードバックは、ビーム上において使用されるエネルギーの量を示す数であることができる。受信機は、ビームローディング決定を行うことができる。ビーム毎のフィードバックは、直接dBm値を含むことができる。ビーム毎のフィードバックは、それぞれのビームのために受信機によって必要とされるRSSIを含むことができる。
ビーム毎のフィードバックは、SNR、SINR、またはRSSIなどの、所望のメトリックであることができる。ビーム毎のフィードバックは、ビームフォーミング後の有効チャネルであることができる。送信機は、ビーム毎のフィードバックに基づいて、ビームが選択されるべきかどうかを決定することができる。
ビーム選択および/またはビームローディングは、例えば、経路が妨害されるケースにおいて、ロバストな送信のために、使用されることができる。
ビーム選択およびビームローディングのために、送信機において、情報が、必要とされることがある。送信機および/または受信機は、(例えば、1つまたは複数の最良のビームペアを識別するために)ビームペアスイープ手順を実行することができ、最良の送信モードの選択を可能にするために、受信機は、送信機にフィードバック情報を送信する。フィードバック情報は、(例えば、SNR、SINR、MCS、チャネル相関、RSSI、明示的な有効チャネルなど)1つまたは複数のビームメトリックを含むことができる。フィードバック情報は、(例えば、受信機がチャネルを推定し、決定を行うケースにおいて)特定のモードを使用するための受信機からの表示を含むことができる。
測定フェーズは、eSLSまたはeBRPフェーズにおいて選択された送信機および受信機ビーム上におけるスイープを含むことができる。スイープは、網羅的なスイープであることができる。網羅的なスイープは、可能なTxおよびRxビームのスイープを含むことができる。例えば、2つのTxビーム(例えば、A、B)、および3つのRxビーム(例えば、C、D、E)が、存在する場合、網羅的なスイープは、6回スイープすることがある(例えば、A/C、A/D、A/E、B/C、B/D、およびB/E)。
eSLSまたはeBRPフェーズにおいて選択された送信機および受信機ビーム上における網羅的なスイープが、実行されることができ、ビームの正確な推定をもたらすことができる。測定フェーズは、ビームが、同時に構築されることができ、(例えば、信号構築自体に基づいて、または空間分離に基づいて)直交信号を使用して、同時に推定されることができる点で、効率的なことがある。例においては、ビーム測定は、順次的に発生する必要があることがあり、それは、最良のビームペアを発見するのに大きな待ち時間をもたらすことがある。
図23は、eSLSまたはeBRPから推定される3つのビームペアを有する例示的なTx−RXペアである。図23に示されるように、例示的な送信機受信機ペアは、eSLSおよび/またはeBRPから推定される3つのビームペアを含むことができる。例えば、送信機2310は、1つまたは複数の送信ビームペアの送信を可能にすることができる。1つまたは複数の送信ビームペアは、Txビームペア1 2312、Txビームペア2 2314、および/またはTxビームペア3 2316を含むことができる。受信機2320は、1つまたは複数の受信ビームペアを可能にすることができる。1つまたは複数の受信ビームペアは、Rxビームペア1 2322、Rxビームペア2 2324、および/またはRxビームペア3 2326を含むことができる。
タイプ1測定を実行するために、制御トレーラが、使用されることができる。制御トレーラは、(例えば、送信機および受信機の両方が、それらのビームが選択されたビームペアになるように設定されたことを知るように)測定モードをセットアップするために、使用されることができる。制御トレーラは、データフレームに追加されることができる。制御トレーラは、モード測定セットアップフィールドを含むことができる。制御トレーラは、例えば、測定(例えば、タイプ1測定)を容易にするための系列を含むことができる。測定は、例えば、図24に示されるように、順次的であることができる。測定は、例えば、図25に示されるように、同時に送信されることができる。測定は、例えば、図26に示されるように、順次および同時の組み合わせとして、送信されることができる。イニシエータがモード測定アナウンスメントを送信することができる、スタンドアロンフレームのセットが、使用されることができる。モード測定セットアップフィールドは、測定系列を示すことができる。
図24は、順次ビームペア測定のための例示的なフレーム2400である。フレーム2400は、データフレームであることができる。順次ビームペア測定の場合、TxおよびRxは、適切な測定を可能にするために、ビームの順序および/またはタイミングを知る必要があることがある。制御トレーラ2402が、フレーム2400に追加されることができる。例えば、フレーム2400は、制御トレーラ2402を含むことができる。制御トレーラ2402は、モード測定セットアップフィールド2404と、1つまたは複数の系列フィールド2406A、2406B、2406Cとを含むことができる。モード測定セットアップフィールド2404は、順次ビームペア測定を示すことができ、ビームペアの測定についてのタイプおよび順序を示すことができる。系列フィールド2406A、2406B、2406Cは、測定信号および/またはトレーニングフィールドであることができる。系列フィールド2406A、2406B、2406Cは、ビームペアを測定するために、使用されることができる。
図25は、並列ビームペア測定のための例示的なフレーム2500である。フレーム2500は、データフレームであることができる。並列ビームペア測定の場合、TxおよびRxの両方は、適切な測定を可能にするために、ビームの順序および/またはタイミングを知る必要があることがある。制御トレーラ2502が、フレーム2500に追加されることができる。例えば、フレーム2500は、制御トレーラ2502を含むことができる。制御トレーラ2502は、モード測定セットアップフィールド2504と、1つまたは複数のビームペア測定/トレーニングフィールド2506A、2506B、2506Cとを含むことができる。モード測定セットアップフィールド2504は、並列(例えば、同時)ビームペア測定、および/または並列ビームペア測定が実行されることができる順序を示すことができる。
図26は、順次および並列ビームペア測定のための例示的なフレーム2600である。フレーム2600は、データフレームであることができる。制御トレーラ2602が、フレーム2600に追加されることができる。例えば、フレーム2600は、制御トレーラ2602を含むことができる。制御トレーラ2602は、モード測定セットアップフィールド2604を含むことができる。モード測定フィールド2604は、順次および並列ビームペア測定を示すことができる。順次および並列ビームペア測定は、第1の時間において、2つ以上の第1のビームペア2606A、2606Bを同時に測定することを含むことができる。順次および並列ビームペア測定は、第2の時間において、2つ以上の第2のビームペア2606C、2606Dを測定することを含むことができる。例えば、第1のビームペア2606A、2606Bが、最初に測定されることができる。第2のビームペア2606C、2606Dが、2番目に測定されることができる。
図27は、例示的なビームペア毎のフィードバックである。例えば、フィードバックは、各ビームペア毎に送信されることができる。フィードバックは、フィードバックビームペア1フィールド2702、フィードバックビームペア2フィールド2704、および/またはフィードバックビームペア3フィールド2706を含むことができる。フィードバックの順序は、例えば、モード測定セットアップの間に、明示的に伝達されることができる。フィードバックの順序は、例えば、モード測定セットアップに基づいて、暗黙的に導出されることができる。あるいは、PCP/APは、フィードバックを要求するために、各ユーザに独立にポーリングを行うことができる。ビームペア間のフィードバックは、互いに隣接して送信されることができ、または所望のフレーム間間隔、例えば、SIFSによって分離されることができる。
図28は、例示的なスタンドアロン順次測定フレーム2800である。例えば、モード測定セットアップフレームおよび関連付けられた系列フィールドを制御トレーラとしてデータフレームに含める代わりに、モード測定セットアップフィールド2802および関連付けられた系列フィールド2804A、2804B、2804Cは、スタンドアロンフレームであることができる。
測定フェーズは、受信機におけるeSLSまたはeBRPフェーズにおいて選択されたビームのスイープを伴った、送信機における準無指向性送信を含むことができる。
準無指向性送信は、受信ビームだけと関連付けられたビームメトリックが、選択された送信機−受信機ビームペアと関連付けられた別のビームメトリックに相関することを仮定することができる。最良の受信機ビームについての知識は、最良のビームペアについての知識を示すことができる。準無指向性送信は、例えば、順次または順次+並列測定が使用される場合、待ち時間の削減をもたらすことができる。準無指向性送信は、例えば、ビーコン送信間隔の間に、単一の送信機からの複数の受信機に対する同時測定を可能にすることができる。
図29は、準無指向性送信を用いる例示的なTx−RXペアである。送信機2902は、eSLSおよび/またはeBRPにおいて発見および/または選択された1つまたは複数のビームを使用して、送信することができる。送信機2902は、Tx準無指向性送信2904を送信することができる。受信機2906は、1つまたは複数のビームペアを介して、Tx準無指向性送信2904を受信することができる。例えば、受信機2906は、Rxビームペア1 2908、Rxビームペア2 2910、および/またはRxビームペア3 2912を介して、Tx準無指向性送信2904を受信することができる。
無指向性ビームは、すべての方向において、等価の利得を有することができる。準無指向性ビームは、ほとんど無指向性であることができるが、等価利得ビームと比較されたとき、平均よりも大きいまたは小さい利得を有することができる。そのため、例えば、準無指向性(QO)ビームは、無指向性ではないので、QOビームは、ある方向においてペナルティと関連付けられることができる。ペナルティは、ある方向におけるビームの利得と、基準利得、例えば、平均ビームまたは(受信機を向いた)照準上のビームとの間の差として、推定されることができる。ペナルティは、例えば、図29に示されるように、システムが、特定のビームペアの代わりにQOビームを使用しながら、利得を正しく推定することを可能にするために、推定および/または補償される必要があることがある。
送信機/受信機は、QOおよび/または指向性ビーム較正を要求することができる。送信機/受信機は、例えば、QOビームを使用するチャネル推定フレーム信号の第1のセット、および指向性ビームを使用するチャネル推定フレーム信号の第2のセットを用いて、1つまたは複数のチャネル推定フレーム信号を送信/受信することができる。送信機/受信機は、QOビームと指向性ビームとの間のチャネル利得の差を推定することができる。チャネル利得の差は、例えば、図30と関連付けられた、ビーム適応の間に、使用されることができる。
図30は、STA固有のペナルティ較正のための例示的なフレーム3000である。STA固有のペナルティ較正フレーム3000は、QO較正セットアップフィールド3002、QOビームCEFフィールド3004、および/またはビームCEFフィールド3006を含むことができる。
図31は、ビームスイープペナルティ較正のための例示的なフレーム3100である。例えば、APは、APがQOビームを使用して送信することができる、ビームスイープを実行することができる。APは、関連付けられたSTAによって選択されたビームを通して、スイープすることができる。ビームスイープは、STA固有のビームスイープペナルティ較正と比較されたとき、オーバヘッドを低減させることができる。ビームスイープペナルティ較正フレーム3100は、QO較正セットアップフィールド3102、QOビームCEFフィールド3104、ビーム1CEFフィールド3106、ビーム2CEFフィールド3108、および/またはビーム3CEFフィールド3110を含むことができる。
測定フェーズは、受信機におけるQOビームを用いてeSLSまたはeBRPフェーズにおいて選択された送信ビームのスイープを含むことができる。
図32は、QO受信を用いる例示的なTx−RXペアである。Txは、eSLSおよび/またはeBRPにおいて発見および/または選択されたビームに設定されることができる。送信機3210は、1つまたは複数の送信ビームペアを介して、送信することができる。例えば、送信機3210は、Txビームペア1 3212、Txビームペア2 3214、および/またはRxビームペア3 3216を介して、送信することができる。受信機3220は、QOビーム3222を介して、受信することができる。
送信ビームだけに関するビームメトリックは、選択された送信機−受信機ビームペアに関するビームメトリックに相関すると仮定されることができる。そのため、最良の送信機ビームについての知識は、最良のビームペアについての知識を示すことができる。受信機におけるQOビームを用いるeSLSまたはeBRPフェーズにおいて選択された送信機ビームのスイープは、例えば、順次測定のケースにおけるMIMOモード適応のための測定のせいで、待ち時間の削減をもたらすことができる。受信機におけるQOビームを用いるeSLSまたはeBRPフェーズにおいて選択された送信機ビームのスイープは、アップリンク測定において、使用されることができる。
受信機におけるQOビームを用いるeSLSまたはeBRPフェーズにおいて選択された送信機ビームのスイープは、ペナルティ較正を必要とすることがある。
MIMO適応は、アナログmm波システムにおいて、実行されることができる。以下のうちの1つまたは複数が、実行されることができる。
1つまたは複数のTx/Rxビームは、エンハンスドSLSおよび/またはエンハンスドBRPを使用して、セットアップされていることができる。送信機は、MIMOモード測定を開始することができる。送信機は、MIMOモード測定と関連付けられた、MIMOモード測定セットアップフレームを送信することができる。MIMOモード測定セットアップフレームは、所望の受信機、可能なモード、および/またはビームの数などのパラメータなどを示すことができる。例えば、MIMOモード測定セットアップフレームは、1つまたは複数の送信ビームを示すことができる。MIMOモード測定セットアップフレームによって示されることができる可能なモードは、MIMOモード、偏波モード、および/またはOFDMAモードを含むことができる。MIMOモード測定セットアップフレームは、(例えば、図28において示される例示的なスタンドアロン順次測定フレームなど)スタンドアロンフレームであることができる。MIMOモード測定セットアップフレームが、スタンドアロンフレームであるとき、例えば、受信STAが、モード測定セットアップフレームペンディングが存在すると知ることを保証するために、測定アナウンスメントフレームが、使用されることができる。MIMOモード測定セットアップフレームは、(例えば、図24、図25、および/または図26などにおける)制御トレーラ内におけるデータ送信に追加されることができる。MIMOモード測定セットアップフレームが、制御トレーラ内におけるデータ送信に追加されるとき、アナウンスメントが、データ送信フレームのプリアンブル内に含まれることができる。
受信機STAは、測定を準備するために、受信モードに切り換わることができる。例えば、受信機は、MIMOモード測定セットアップフレームによって示された1つまたは複数のモードを有効にすることができる。例においては、構成可能なダミー送信(例えば、ダミー信号)が、モード測定フレームセットアップと、測定系列との間に含まれることができる。構成可能なダミー送信は、受信機STAが、それのビームを正しい物理的受信機モードに切り換えることを可能にすることができる。正しい物理的受信機モードは、MIMOモード測定セットアップフレームに基づいて、決定されることができる。ダミー送信は、受信機が、MIMOモード測定セットアップフレームによって示された1つまたは複数のモードを有効にすることができるように、構成されることができる。(例えば、構成可能なダミー送信の)ギャップ持続時間が、フレームのプリアンブル内において、送信されることができる。
受信機(例えば、受信機STA)は、測定タイプに応じて、最良のビームおよび/またはビームペアを測定することができる。例えば、受信機は、MIMOモード測定セットアップフレームによって示された1つまたは複数の送信ビームを測定することができる。受信機は、トレーニング期間の間に、送信ビームを測定することができる。
受信機は、フィードバック情報を送信機に送信することができる。フィードバック情報は、例えば、各アナログビームについての、メトリックに基づくことができる。フィードバック情報は、トレーニング期間と関連付けられることができる。例えば、フィードバック情報は、トレーニング期間の間に測定された1つまたは複数の送信ビームについて、送信されることができる。フィードバック情報は、使用するMIMOモードを示すことができる。フィードバック情報は、各ビームについてのメトリック(例えば、必要とされるSNR/RSSI)を示すことができる。送信機は、フィードバック情報に基づいて、MIMOモード切り換え決定を行うことができる。
送信機は、MIMOセットアップフレームを受信機に送信することができる。MIMOセットアップフレームは、所望の送信をセットアップするために、示すことができる。送信機は、MIMO送信を送信することができる。受信機は、例えば、MIMO送信の受信が成功したときに、ACKフレームを送信機に送信することができる。
図33は、すべてのPAがすべての重みによって作動させられる、例示的なハイブリッドアーキテクチャである。送信機3302は、(例えば、PA3304、3306など)2つ以上のPAを介して、異なる重みを有することができる複数のストリームを送信することができる。例えば、各PAは、複数のストリームを送信するために、使用されることができる。PA3304およびPA3306は、各々、複数のストリームの異なる重みによって作動させられることができる。受信機3352は、(低ノイズ増幅器(LNA)3354、3356など)2つ以上のLNAを介して、1つまたは複数のストリームを受信することができる。
図34は、異なるPAが別々の重みによって作動させられる、例示的なハイブリッドアーキテクチャである。送信機3402は、別々のPAを介して、異なる重みを有するストリームを送信することができる。例えば、第1のストリームの第1の重みは、第1のPA3404を介して、送信されることができる。第1のストリームの第2の重みは、第2のPA3406を介して、送信されることができる。第2のストリームの第3の重みは、第3のPA3408を介して、送信されることができる。第2のストリームの第4の重みは、第4のPA3410を介して、送信されることができる。受信機3452は、別々のLNAを介して、異なる重みを有するストリームを受信することができる。例えば、各LNAは、ある重みを有するストリームを受信するように構成されることができる。第1のストリームの第1の重みは、第1のLNA3454を介して、受信されることができる。第1のストリームの第2の重みは、第2のLNA3456を介して、受信されることができる。第2のストリームの第3の重みは、第3のLNA3458を介して、受信されることができる。第2のストリームの第4の重みは、第4のLNA3460を介して、受信されることができる。
送信機および/または受信機は、ビーム探索アルゴリズムを使用することができる。ビーム探索アルゴリズムは、エンハンスドセクタレベルスイープおよび/またはエンハンスドビーム精緻化を含むことができる。送信機および/または受信機は、ビーム探索アルゴリズムを使用して、デバイス間における1つまたは複数の最良の送信/受信ビームペアを識別することができる。送信機および/または受信機は、識別されたビームペアを固定することができる。チャネルは、アナログビームに基づいて、有効なデジタルチャネルからの情報を使用して、推定されることができる。最適なアナログ−デジタルプリコーダペアは、有効なデジタルチャネルからの情報を使用して、決定されることができる。
送信フェーズの一般化されたモデルは、
y=H・FRF・FBB・x
と表されることができ、yは、いずれの受信機処理よりも前の、受信信号であり、Hは、チャネルであり、FRFは、アナログプリコーダであり、FBBは、ベースバンドプリコーダであり、xは、送信信号である。送信フェーズの一般化されたモデルは、
とさらにモデル化され、fa1は、eSLSまたはeBRPによって事前選択された、RFプリコーダ(FRF)の第iのアナログビームを表すベクトルであり、fdは、デジタルプリコーダ(FBB)を表す行列の要素であり、xiは、第iのビーム上におけるデータストリームであり、nは、ビームの総数であり、
は、電力正規化係数である。フルプリコーダは、ビーム選択、ビームローディング、オープンループおよびクローズドループMIMO空間多重化、ならびに/またはダイバーシティを含む、デジタル領域における完全な柔軟性を可能にすることができる。
デジタルMIMO測定およびモード適応は、アナログビームの前に、ベースバンドプリコーディングを実行することを含むことができ、それは、アナログだけの方法とは異なることができる。チャネル状態情報は、正確または部分的であることができる。
デジタルMIMO測定およびモード適応は、以下のうちの1つまたは複数を含むことができる。
Tx/Rxビームは、エンハンスドSLSおよび/またはエンハンスドBRPを使用して、セットアップされていることが仮定されることができる。送信機(例えば、送信機AP)、および受信機(例えば、受信機STA)は、ビームフォーミングモードに留まっている。送信機は、直交CEFを有するN_transmit_beamチャネル推定フレームを送信することができる。受信機は、Tx/Rx MIMOチャネルを推定することができる。受信機は、MIMOモードを推定することができる。ハイブリッドビームフォーミングを用いる場合、フルランク送信MIMOモード、および/または非フルランク送信MIMOモードが、使用されることができる。
フルランク送信MIMOモードは、スループット強化のために、使用されることができる。フルランク送信は、クローズドループおよび/またはオープンループ送信を含むことができる。クローズドループにおいては、プリコーダは、完全なチャネル状態情報に基づいて、設計されることができる。完全なチャネル状態情報は、送信機へのCSIのフィードバック、および/または送信機への設計されたプリコーダのフィードバックに基づくことができる。オープンループにおいては、CSIは、必要とされないことがある。オープンループ送信は、単純な空間加重化、またはCSDを用いるダイバーシティおよび多重化のハイブリッドを含むことができる。
非フルランク送信MIMOモードにおいては、データストリームの数は、ビームの数よりも少ないことができ、それは、例えば、経路が妨害されたときに、ロバストな送信のために使用されることができる。非フルランク送信は、(例えば、完全なCSIを用いる)クローズドループ送信、STBCもしくはCSDもしくはオープンループプリコーディングなど、ダイバーシティプリコーディングを用いるオープンループ送信、および/または部分的CSIを使用するアンテナ/PAA/偏波選択を含むことができる。
受信機は、例えば、有効なデジタルチャネルに基づいて、要求された特定のMIMOモードを示すフィードバックを、送信機に送信することができる。フィードバックは、明示的なチャネルを示すことができ、送信機は、使用するMIMOモードを選択することができる。送信機は、MIMOセットアップフレームを受信機に送信することができる。MIMOセットアップフレームは、所望の送信をセットアップすることができる。送信機は、MIMO送信を送信することができる。受信機は、例えば、MIMO送信の受信が成功したときに、ACKフレームを送信することができる。
プロトコルベースのMIMO測定およびモード適応が、アナログおよびハイブリッド構造によって、使用されることができる。ランク適応および/またはMIMO方式選択は、ビームまたはストリーム上におけるACKの非存在または存在に基づくことができる。MIMOモード適応は、異なる送信−受信ビームペア上におけるリンク適応に組み込まれることができる。例えば、リンク適応が、チャネルによってサポート可能なMCSをゼロに落としたとき、ビームペアは、オン/オフにされることができる。非プロトコルベースのMIMO測定およびモード適応リンク適応は、リンクMCSを、サポート可能な最小MCS(例えば、BPSKレート1/2)に落とすことができる。衝突から生じた失敗は、弱い信号から生じた失敗から区別されることができる。
プロトコルベースのMIMO測定およびモード適応は、以下のうちの1つまたは複数を含むことができる。
Tx/Rxビームは、eSLSおよび/またはeBRPを使用して、セットアップされていると仮定されることができる。MIMOデータ送信は、例えば、選択された送信−受信ビームペアに基づいて、進行中であると仮定されることができる。各Tx−Rxビームペアは、独立して、それのMCSを適応させることができる。例えば、MCSレベルは、受信されたACKの数に基づいて、調整されることができる(例えば、フレームロスMCS適応(frame loss MCS adaptation)ベース)。非送信MCSは、可能なMCSのリストに追加されることができる。最小MCSの失敗は、設定された時間の量にわたって、ビームをオフにすることを生じさせることができる。設定されたチームの量にわたってビームをオフにすることは、プロトコルベースのビーム選択を実行することを含むことができる。ビーム上における送信の再開は、タイマの満了に基づくことができる(例えば、最も低いMCSは、ある時間の量が経過した後、送信されることができる)。経過させる時間は、パラメータ化されることができる。ビーム上における送信の再開は、MCS要求フレームに基づくことができる。MCS要求フレームは、所望のMCSを要求するために、送信機から受信機に送信されることができる。MCS要求フレームは、ビーム固有であることができ、またはすべてのビームのための要求であることができる。MCS要求フレームは、プリアンブル内において、データ送信の間に、または制御トレーラ内において、送信されることができる。
ダミー送信が、チャネルボンディングを用いて、送信されることができる。例えば、APが、セカンダリチャネル上における受信のためにそれだけが利用可能なSTA(例えば、STAx)にデータを送信しているとき、プライマリチャネル上において、有効またはダミーフレームが、送信されることができる。
有効なフレームは、それのプライマリチャネルがビジーではない、別のSTAへのフレームであることができる。
ダミーフレームは、フレーム/TXOP長を伝達するプリアンブルを有するNDPフレームであることができ、プライマリチャネル上においてAPに送信することを意図するSTAは、その持続時間の間、プライマリチャネル上においてビジーであることを示すCCAを有する。
ダミーフレームは、ダミーフレームの送信機への送信については、ネットワーク割り当てベクトル(NAV)/TXOP/フレーム持続時間が、条件次第であることを示すことができる。他のBSS内における送信、またはダミーフレームの送信機への送信ではない送信については、NAVは、適用されないことがある。
ダミーフレームによって示されるNAV/TXOP/フレーム持続時間は、示されたNAV/TXOP/フレーム持続時間によって示される時間前に、プライマリチャネル上における他のSTAによる送信が終了することを要求することができる。AP/PCPは、セカンダリチャネル上における送信の後、プライマリチャネルのTXOP設定/保持者について、不確実性を有さないことができる。
選択されたチャネル上におけるSTAxに対するプリアンブルは、実際のデータ送信が、STAxによってCCAアイドルとして示されたチャネルのサブセットであることを示すことができる。
2つのSTA、例えば、EDMG AP/PCPおよびEDMG STAは、送信/受信モードを適応させることができる。送信および/または受信モードは、MIMOモード、偏波モード、および/またはOFDMAモードを含むことができる。
図35は、例示的なTx/Rxモード変更要求フレーム3500である。(例えば、EDMG AP/PCPを含む)STAは、1つまたは複数のEDMG STAが、1つまたは複数のEDMG STAと要求STAとの間の送信モードおよび/または受信モードを変更することを要求するために、Tx/Rxモード変更要求フレーム3500を使用することができる。送信モードおよび/または受信モードは、MIMOモード、偏波モード、および/またはOFDMAモードを含むことができる。STAは、受信STAから受信したトレーニングフィードバックに基づいて、Tx/RXモード変更要求フレーム3500を送信することができる。Tx/Rxモード変更要求フレーム3500は、例えば、MIMOモード測定セットアップフレームによって開始された、1つまたは複数のモードのモード変更を示すように構成されることができる。
Tx/Rxモード変更要求フレーム3500は、プリアンブル3502、MACヘッダ3504、および/またはフレームボディ3506内に、以下のフィールドのうちの1つまたは複数を含むことができる。Tx/Rxモード変更要求フレーム3500は、STAフィールド数3512を含むことができる。STAフィールド数3512は、Tx/Rxモード変更要求フレーム3500内に含まれる、STA情報フィールドの数を示すことができる。Tx/Rxモード変更要求フレーム3500は、1つまたは複数のSTA情報フィールドを含むことができる。例えば、Tx/Rxモード変更要求フレーム3500は、STA1情報フィールド3514A、STA2情報フィールド3514B、および/またはSTA N情報フィールド3514Cを含むことができる。STA情報フィールドは、STAフィールド数3512内において示されるN個のSTAについての情報を含むことができる。各STA情報フィールドは、MIMOモード、偏波モード、および/またはOFDMAモードについての情報を含むことができる。例えば、各STA情報フィールドは、MIMOモードサブフィールド、偏波モードサブフィールド、および/またはOFDMAモードサブフィールドを含むことができる。
STA1情報フィールド3514Aは、MIMOモードサブフィールド3522A、偏波モードサブフィールド3524A、OFDMAモードサブフィールド3526A、トレーニングサブフィールド3528A、および/または時間サブフィールド3530Aを含むことができる。MIMOモードサブフィールド3522Aは、MIMOモード変更を示すことができる。例えば、MIMOモードサブフィールド3522Aは、(例えば、MIMOモード測定セットアップフレームによって開始された)現在のMIMOモードからの変更を示すことができる。偏波モードサブフィールド3524Aは、偏波モード変更を示すことができる。例えば、偏波モードサブフィールド3524Aは、(例えば、MIMOモード測定セットアップフレームによって開始された)現在の偏波モードからの変更を示すことができる。OFDMAモードサブフィールド3526Aは、OFDMAモード変更を示すことができる。例えば、OFDMAモードサブフィールド3526Aは、(例えば、MIMOモード測定セットアップフレームによって開始された)現在のOFDMAモードからの変更を示すことができる。
MIMOモードにおいて、STA情報フィールドは、追加/削除フィールド(例えば、サブフィールド)を含むことができる。追加/削除フィールドは、MIMOモードが追加されるように要求されたか、それとも削除されるように要求されたかを示すことができる。MIMOモードにおいて、STA情報フィールドは、Tx/Rxフィールドを含むことができる。Tx/Rxフィールドは、Txおよび/またはRxのために、MIMOモードが追加されるように要求されたか、それとも削除されるように要求されたかを示すために使用されることができる。MIMOモードにおいて、STA情報フィールドは、SU/MUフィールドを含むことができる。SU/MUフィールドは、SUおよび/またはMU MIMOモードが追加されるように要求されたか、それとも削除されるように要求されたかを示すことができる。MIMOモードにおいて、STA情報フィールドは、最大ストリーム数フィールドを含むことができる。最大ストリーム数フィールドは、追加または削除されることが予想されるストリームの最大数を示すことができる。最大ストリーム数フィールドは、Tx/Rxモード変更後に使用されることが予想されるストリームの最大数を示すことができる。
偏波モードにおいて、STA情報フィールドは、追加/削除フィールド(例えば、サブフィールド)を含むことができる。追加/削除フィールドは、偏波モードが追加されるように要求されたか、それとも削除されるように要求されたかを示すことができる。偏波モードにおいて、STA情報フィールドは、Tx/Rxフィールドを含むことができる。Tx/Rxフィールドは、Txおよび/またはRxのために、偏波モードが追加されるように要求されたか、それとも削除されるように要求されたかを示すことができる。偏波モードにおいて、STA情報フィールドは、偏波タイプフィールドを含むことができる。偏波タイプフィールドは、追加または削除されるように要求された1つまたは複数の偏波を示すことができる。例えば、直線、円、混合など、1つまたは複数の偏波タイプを示すために、ビットマップが、使用されることができる。例えば、既存の座標系に関する、または現在の偏波、例えば、現在のフレームを送信するために使用される現在の偏波に関する、オイラ角(例えば、α、β、γ)を含む、1つまたは複数のフィールドは、追加または削除されるように要求された1つまたは複数の偏波タイプを示すために、使用されることができる。
OFDMAモードにおいて、STA情報フィールドは、追加/削除フィールド(例えば、サブフィールド)を含むことができる。追加/削除フィールドは、OFDMAモードが追加されるように要求されたか、それとも削除されるように要求されたかを示すことができる。OFDMAモードにおいて、STA情報フィールドは、Tx/Rxフィールドを含むことができる。Tx/Rxフィールドは、Txおよび/またはRxのために、OFDMAモードが追加されるように要求されたか、それとも削除されるように要求されたかを示すことができる。OFDMAモードにおいて、STA情報フィールドは、後方互換性フィールドを含むことができる。後方互換性フィールドは、OFDMA送信モードが後方互換であるべきかどうか、例えば、OFDMAフレームの送信、またはプリアンブルの送信が、11adチャネルマスク、および/またはプリアンブル定義に従うべきかどうかを示すことができる。OFDMAモードにおいて、STA情報フィールドは、帯域幅フィールドを含むことができる。帯域幅フィールドは、OFDMA送信が使用すべき帯域幅を示すことができる。帯域幅フィールドは、帯域幅の割り当てを示すことができる。
STA情報フィールドは、(例えば、トレーニングサブフィールド3528Aなど)トレーニングフィールドを含むことができる。トレーニングフィールドは、トレーニングが、MIMOモード、偏波モード、および/またはOFDMAモードなどの送信モードのいずれのために要求されたかを示すことができる。例えば、トレーニングフィールドは、モード変更と関連付けられたトレーニング期間を開始する、トレーニングイニシエータを含むことができる。トレーニングフィールドは、トレーニング期間についてのスケジューリング情報を含むことができる。
STA情報フィールドは、(例えば、時間サブフィールド3530Aなど)時間フィールドを含むことができる。時間フィールドは、要求されたトレーニング、および/または(例えば、MIMOモード、偏波モード、および/またはOFDMAモードの変更など)送信モード変更が、いつ有効になるかを示すことができる。
Tx/Rxモード変更要求フレーム3500は、1つまたは複数のトレーニング信号を含むことができる。1つまたは複数のトレーニング信号は、プリアンブル内のフィールド、例えば、1つまたは複数のEDMG−CEFであることができる。1つまたは複数のトレーニング信号は、受信STAが、Tx/Rxモード変更要求フレーム3500内において要求された送信モードの変更のうちの1つまたは複数のために、トレーニングを行うことを可能にすることができる。
図36は、例示的なTx−RXモード変更応答フレーム3600である。(例えば、図35に示されるTx/Rxモード変更要求フレーム3500など)Tx/Rxモード変更要求フレームを受信したとき、STA(例えば、EDMG STA)は、Tx/Rxモード変更応答フレーム3600を用いて応答することができる。Tx/Rxモード変更応答フレーム3600は、トレーニングに対するフィードバックを含むことができ、および/または1つまたは複数の受信されたTx/Rxモード変更要求についての結果を示すことができる。
Tx/Rxモード変更応答フレーム3600は、プリアンブル3602、MACヘッダ3604、および/またはフレームボディ3606内に、以下のフィールドのうちの1つまたは複数を含むことができる。
Tx/Rxモード変更応答フレーム3600は、MIMOモード応答フィールド3612を含むことができる。MIMOモード応答フィールド3612は、例えば、成功、失敗、または代替モードなど、MIMOモード変更要求のステータスを示すことができる。代替モードのケースにおいては、MIMOモード応答フィールド3612は、最大ストリーム数を示すことができる。
Tx/Rxモード変更応答フレーム3600は、偏波モード応答フィールド3614を含むことができる。偏波モード応答フィールド3614は、例えば、成功、失敗、または代替モードなど、偏波モード変更要求のステータスを示すことができる。代替モードのケースにおいては、偏波モード応答フィールド3614は、直線、円、混合などを示す、ビットマップによって示されることができる、偏波モードを示すことができる。偏波モードは、知られた座標系に関する、または使用されるべき現在の偏波モードに関する、オイラ角によって示されることができる。
Tx/Rxモード変更応答フレーム3600は、OFDMAモード応答フィールド3616含むことができる。OFDMAモード応答フィールド3616は、例えば、成功、失敗、または代替モードなど、OFDMAモード変更要求のステータスを示すことができる。代替モードのケースにおいては、追加/削除されるべきOFDMAモードが、OFDMAモード応答フィールド3616内において示されることができる。
Tx/Rxモード変更応答フレーム3600は、トレーニングフィードバックフィールド3618を含むことができる。トレーニングフィードバックフィールド3618は、Tx/Rxモード変更に関連するトレーニングについてのフィードバックを含むことができる。例えば、トレーニングフィードバックフィールド3618は、Tx/Rxモード変更要求フレームを介して示されていることができるTx/Rxモード変更と関連付けられた、トレーニング期間の間における1つまたは複数の送信ビームと関連付けられた、トレーニングフィードバックを含むことができる。
Tx/Rxモード変更応答フレーム3600は、時間フィールド3620を含むことができる。時間フィールド3620は、Tx/Rxモード変更が生じることができる時間を示すことができる。
Tx/Rxモード変更要求フレームおよび/もしくはTx/Rxモード変更応答フレーム、またはフィールドおよび/もしくはサブフィールドの任意のセットもしくはサブセットは、アクションフレーム、ACKなしアクションフレーム、ならびに/または管理、制御、NDP、ショート、データ、および拡張フレーム、例えば、PHYおよびMACヘッダの情報要素、要素、またはいずれかの部分として実行されることができる。例えば、Tx/Rxモード要求は、1つまたは複数のSTAに対してTx/Rxモード変更を要求するために、(ショート)ビーコンフレーム内に含まれることができる。
Tx/Rxモード適応は、以下のうちの1つまたは複数を含むことができる。
STA、例えば、EDMG STA、またはEDMG AP/PCPは、例えば、Tx/Rxモード変更要求フレームを送信することによって、別のSTAに、それのTx/Rxモードを変更するように要求することができる。STAは、ブロードキャスト/マルチキャストフレーム内において、例えば、(ショート)ビーコンフレーム内などにおいて、1つまたは複数のSTAに、それらのTx/Rxモードを変更するように要求することができる。STAは、別のSTAに送信される集約されたフレーム内にTx/Rxモード変更要求フレームを含めることによって、1つまたは複数のSTAに、それらのTx/Rxモードを変更するように要求することができる。集約されたフレームは、1つまたは複数の管理、制御、データ、および/または拡張フレームを含むことができる。
要求STAは、Tx/Rxモード変更フレームの一部として、要求されるTx/Rxモード変更のための1つまたは複数のトレーニングフィールドを含めることができる。例えば、Tx/Rxモード変更フレームは、Tx/Rxモード変更と関連付けられた、トレーニングセッションを示すことができる。要求STAは、Tx/Rxモード変更要求フレームを送信する前に、要求されるTx/Rxモード変更のためのトレーニングセッションを行っていることができる。要求STAは、Tx/Rxモード変更要求フレーム内において、Tx/Rxモード変更を決定するために必要とされる、トレーニングセッションについてのスケジューリング情報を提供することができる。
要求STAは、SUおよびMUモードを含む、Tx/Rx MIMOモード、最大ストリームの数、および/またはPAA/アンテナの数の使用についての変更を要求することができる。要求STAは、例えば、偏波タイプを追加または削除するなど、偏波モードについての変更を要求することができる。要求STAは、例えば、Tx/Rxモード変更要求フレームを送信するために使用される偏波タイプに関する、または知られた座標系に関する、オイラ角または他の任意の方法によって示される、特定の偏波タイプを含むことができる。要求STAは、例えば、OFDMA送信についての帯域幅、後方互換性モードなど、OFDMAモードについての変更を要求することができる。
トレーニングフレーム、および/またはTx/Rxモード変更要求フレームを受信した後、受信STAは、トレーニングフレーム、および/またはTx/Rxモード変更要求フレームのトレーニング部分に対するフィードバックを提供することができる。受信STAは、MIMOモード、偏波モード、および/またはOFDMAモードの要求された変更に対する1つまたは複数の応答を提供することができる。受信STAが、要求STAによって要求された変更の代わりの変更を提案することに決定した場合、受信STAは、Tx/Rxモード変更応答フレーム内において、そのような代わりの変更を提供することができる。受信STAは、Tx/Rxモードの変更が生じることができる時間を提供することができる。時間は、Tx/Rxモード変更要求フレーム内に含まれる、要求STAによって提案されたものと同じであることができる。
要求STAおよび受信STAは、(例えば、Tx/Rxモード変更要求および/または応答フレーム内において示された時間に)それらのTx/Rxモードを合意されたように適応させることができる。
本発明の特徴および要素は、特定の組み合わせで説明されるが、各特徴または要素は、他の特徴および要素を伴わずに単独で、または他の特徴および要素を伴うもしくは伴わない様々な組み合わせで、使用されることができる。
本明細書において説明されるソリューションは、802.11固有のプロトコルを考慮しているが、本明細書において説明されるソリューションは、このシナリオに制限されず、他の無線システムにも同様に適用可能であることが理解される。
図37Aは、例示的な無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)デバイスを示している。デバイスのうちの1つまたは複数は、本明細書において説明される特徴のうちの1つまたは複数を実行するために使用されることができる。WLANは、限定されることなく、アクセスポイント(AP)102と、局(STA)110と、STA112とを含むことができる。STA110、112は、AP102と関連付けられることができる。WLANは、DSSS、OFDM、OFDMAなどのチャネルアクセス方式を含むことができる、IEEE802.11通信規格の1つまたは複数のプロトコルを実行するように構成されることができる。WLANは、例えば、インフラストラクチャモード、アドホックモードなどのモードで、動作することができる。
インフラストラクチャモードで動作するWLANは、1つまたは複数の関連付けられたSTAと通信する、1つまたは複数のAPを含むことができる。AP、およびAPと関連付けられたSTAは、基本サービスセット(BSS)を構成することができる。例えば、AP102、STA110、およびSTA112は、BSS122を構成することができる。拡張サービスセット(ESS)は、(1つまたは複数のBSSを伴う)1つまたは複数のAPと、APと関連付けられたSTAとを含むことができる。APは、ディストリビューションシステム(DS)116に対するアクセスおよび/またはインターフェースを有することができ、DS116は、有線および/または無線であることができ、ならびにトラフィックをAPに、および/またはAPから搬送することができる。WLAN外部から発信された、WLAN内のSTAへのトラフィックは、WLAN内のAPにおいて受信されることができ、APは、トラフィックを、WLAN内のSTAに送信することができる。WLAN内のSTAから発信された、WLAN外部の送信先、例えば、サーバ118へのトラフィックは、WLAN内のAPに送信されることができ、APは、サーバ118に送信されるトラフィックを、例えば、ネットワーク114へのDS116を介して、送信先に送信することができる。WLAN内のSTA間のトラフィックは、1つまたは複数のAPを通して送信されることができる。例えば、発信元STA(例えば、STA110)は、送信先STA(例えば、STA112)に宛てたトラフィックを有することができる。STA110は、トラフィックをAP102に送信することができ、AP102は、トラフィックをSTA112に送信することができる。
WLANは、アドホックモードで動作することができる。アドホックモードWLANは、独立基本サービスセット(IBSS)と呼ばれることがある。アドホックモードWLANにおいては、STAは、互いに直接的に通信することができる(例えば、STA110は、APを通してルーティングされるような通信なしに、STA112と通信することができる)。
IEEE802.11デバイス(例えば、BSS内のIEEE802.11 AP)は、ビーコンフレームを使用して、WLANネットワークの存在をアナウンスすることができる。AP102などのAPは、チャネル上において、例えば、プライマリチャネルなどの固定されたチャネル上において、ビーコンを送信することができる。STAは、プライマリチャネルなどのチャネルを使用して、APとの接続を確立することができる。
STAおよび/またはAPは、キャリアセンス多重アクセス/衝突回避(CSMA/CA)チャネルアクセスメカニズムを使用することができる。CSMA/CAにおいては、STAおよび/またはAPは、プライマリチャネルをセンスすることができる。例えば、STAが、送信するデータを有する場合、STAは、プライマリチャネルをセンスすることができる。プライマリチャネルがビジーであることが検出された場合、STAは、バックオフすることができる。例えば、WLANまたはそれの部分は、例えば、与えられたBSS内においては、与えられた時間に、1つのSTAが送信することができるように構成されることができる。チャネルアクセスは、RTSおよび/またはCTSシグナリングを含むことができる。例えば、送信要求(RTS)フレームの交換が送信デバイスによって送信されることができ、受信デバイスによって送信されることができる送信可(CTS)フレームとの交換。例えば、APが、STAに送信するデータを有する場合、APは、RTSフレームをSTAに送信することができる。STAが、データを受信する準備ができている場合、STAは、CTSフレームを用いて応答することができる。CTSフレームは、RTSを開始したAPがそれのデータを送信することができる間、媒体へのアクセスを差し控えるように、他のSTAに警告することができる、時間値を含むことができる。CTSフレームをSTAから受信すると、APは、データをSTAに送信することができる。
デバイスは、ネットワーク割り当てベクトル(NAV)フィールドを介して、スペクトルを確保することができる。例えば、IEEE802.11フレームにおいては、NAVフィールドは、チャネルを時間期間にわたって確保するために使用されることができる。データを送信したいSTAは、それがチャネルの使用を予期することができる時間になるように、NAVを設定することができる。STAが、NAVを設定するとき、NAVは、関連付けられたWLANまたはそれのサブセット(例えば、BSS)について設定されることができる。他のSTAは、NAVをゼロまでカウントダウンすることができる。カウンタが、ゼロの値に達したとき、NAV機能性は、チャネルが今は利用可能であることを、他のSTAに示すことができる。
APまたはSTAなどの、WLAN内のデバイスは、以下のうちの1つまたは複数を、すなわち、プロセッサ、メモリ、(例えば、送受信機内において組み合わされることができる)無線受信機および/または送信機、1つまたは複数のアンテナ(例えば、図37Aにおけるアンテナ106)などのうちの1つまたは複数を含むことができる。プロセッサ機能は、1つまたは複数のプロセッサを含むことができる。例えば、プロセッサは、汎用プロセッサ、専用プロセッサ(例えば、ベースバンドプロセッサ、MACプロセッサなど)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)回路、他の任意のタイプの集積回路(IC)、および状態機械などのうちの1つまたは複数を含むことができる。1つまたは複数のプロセッサは、互いに統合されることができ、または統合されないことができる。プロセッサ(例えば、1つもしくは複数のプロセッサ、またはそれのサブセット)は、1つまたは複数の他の機能(例えば、メモリなどの他の機能)と統合されることができる。プロセッサは、信号符号化、データ処理、電力制御、入力/出力処理、変調、復調、および/またはデバイスが、図37AのWLANなど、無線環境において動作することを可能にすることができる他の任意の機能性を実行することができる。プロセッサは、例えば、ソフトウェアおよび/またはファームウェア命令を含む、プロセッサ実行可能コード(例えば、命令)を実行するように構成されることができる。例えば、プロセッサは、プロセッサ(例えば、メモリおよびプロセッサを含むチップセット)またはメモリのうちの1つまたは複数に含まれる、コンピュータ可読命令を実行するように構成されることができる。命令の実行は、本明細書において説明される機能のうちの1つまたは複数をデバイスに実行させることができる。
デバイスは、1つまたは複数のアンテナを含むことができる。デバイスは、多入力多出力(MIMO)技法を利用することができる。1つまたは複数のアンテナは、無線信号を受信することができる。プロセッサは、例えば、1つまたは複数のアンテナを介して、無線信号を受信することができる。1つまたは複数のアンテナは、(例えば、プロセッサから送られた信号に基づいて)無線信号を送信することができる。
デバイスは、プロセッサ実行可能コードもしくは命令(例えば、ソフトウェア、ファームウェアなど)、電子データ、データベース、または他のデジタル情報など、プログラミングおよび/またはデータを記憶するための1つまたは複数のデバイスを含むことができる、メモリを有することができる。メモリは、1つまたは複数のメモリユニットを含むことができる。1つまたは複数のメモリユニットは、1つまたは複数の他の機能(例えば、プロセッサなどのデバイス内に含まれる他の機能)と統合されることができる。メモリは、リードオンリメモリ(ROM)(例えば、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ(EPROM)、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ(EEPROM)など)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、および/または情報を記憶するための他の非一時的コンピュータ可読媒体を含むことができる。メモリは、プロセッサに結合されることができる。プロセッサは、メモリの1つまたは複数のエンティティと、例えば、システムバスを介した通信、直接的な通信などを行うことができる。
図37Bは、1つまたは複数の開示される特徴が実行されることができる、例示的な通信システム100の図である。例えば、無線ネットワーク(例えば、通信システム100の1つまたは複数の構成要素を備える無線ネットワーク)は、無線ネットワークを越えて(例えば、無線ネットワークと関連付けられたウォールドガーデンを越えて)広がるベアラが、サービス品質(QoS)特性を割り当てられることができるように構成されることができる。
通信システム100は、音声、データ、ビデオ、メッセージング、放送などのコンテンツを複数の無線ユーザに提供する、多元接続システムであることができる。通信システム100は、複数の無線ユーザが、無線帯域幅を含むシステムリソースの共用を通して、そのようなコンテンツにアクセスすることを可能にすることができる。例えば、通信システム100は、符号分割多元接続(CDMA)、時分割多元接続(TDMA)、周波数分割多元接続(FDMA)、直交FDMA(OFDMA)、およびシングルキャリアFDMA(SC−FDMA)など、1つまたは複数のチャネルアクセス方法を利用することができる。
図37Bに示されるように、通信システム100は、複数の無線送受信ユニット(WTRU)、例えば、WTRU102a、102b、102c、102dなど、複数のWTRU、無線アクセスネットワーク(RAN)104、コアネットワーク106、公衆交換電話網(PSTN)108、インターネット110、および他のネットワーク112を含むことができるが、開示される実施形態は、任意の数のWTRU、基地局、ネットワーク、および/またはネットワーク要素を企図していることが理解されるべきである。WTRU102a、102b、102c、102dの各々は、無線環境において動作および/または通信するように構成された、任意のタイプのデバイスであることができる。例として、WTRU102a、102b、102c、102dは、無線信号を送信および/または受信するように構成されることができ、ユーザ機器(UE)、移動局(例えば、WLAN STA)、固定もしくは移動加入者ユニット、ページャ、セルラ電話、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、スマートフォン、ラップトップ、ネットブック、パーソナルコンピュータ、無線センサ、および家電製品などを含むことができる。
通信システム100は、基地局114aおよび基地局114bも含むことができる。基地局114a、114bの各々は、コアネットワーク106、インターネット110、および/またはネットワーク112などの1つまたは複数の通信ネットワークへのアクセスを容易にするために、WTRU102a、102b、102c、102dのうちの少なくとも1つと無線でインターフェース接続するように構成された、任意のタイプのデバイスであることができる。例として、基地局114a、114bは、基地送受信機局(BTS)、ノードB、eノードB、ホームノードB、ホームeノードB、サイトコントローラ、アクセスポイント(AP)、および無線ルータなどであることができる。基地局114a、114bは、各々が、単一の要素として示されているが、基地局114a、114bは、任意の数の相互接続された基地局および/またはネットワーク要素を含むことができることが理解されるべきである。
基地局114aは、RAN104の部分であることができ、RAN104は、他の基地局、および/または基地局コントローラ(BSC)、無線ネットワークコントローラ(RNC)、中継ノードなどのネットワーク要素(図示されず)も含むことができる。基地局114aおよび/または基地局114bは、セル(図示されず)と呼ばれることがある、特定の地理的領域内において、無線信号を送信および/または受信するように構成されることができる。セルは、さらにセルセクタに分割されることができる。例えば、基地局114aと関連付けられたセルは、3つのセクタに分割されることができる。したがって、一実施形態においては、基地局114aは、送受信機を3つ、すなわち、セルのセクタ毎に1つずつ含むことができる。別の実施形態においては、基地局114aは、多入力多出力(MIMO)技術を利用することができ、したがって、セルのセクタ毎に複数の送受信機を利用することができる。
基地局114a、114bは、エアインターフェース116上において、WTRU102a、102b、102c、102dのうちの1つまたは複数と通信することができ、エアインターフェース116は、任意の適切な無線通信リンク(例えば、無線周波(RF)、マイクロ波、赤外線(IR)、紫外線(UV)、可視光など)であることができる。エアインターフェース116は、任意の適切な無線アクセス技術(RAT)を使用して確立されることができる。
より具体的には、上で言及されたように、通信システム100は、多元接続システムであることができ、CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、およびSC−FDMAなどの、1つまたは複数のチャネルアクセス方式を利用することができる。例えば、RAN104内の基地局114a、およびWTRU102a、102b、102cは、広帯域CDMA(WCDMA(登録商標))を使用してエアインターフェース116を確立することができる、ユニバーサル移動体通信システム(UMTS)地上無線アクセス(UTRA)などの無線技術を実行することができる。WCDMAは、高速パケットアクセス(HSPA)および/またはEvolved HSPA(HSPA+)などの通信プロトコルを含むことができる。HSPAは、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA)および/または高速アップリンクパケットアクセス(HSUPA)を含むことができる。
別の実施形態においては、基地局114a、およびWTRU102a、102b、102cは、ロングタームエボリューション(LTE)および/またはLTEアドバンスト(LTE−A)を使用してエアインターフェース116を確立することができる、Evolved UMTS地上無線アクセス(E−UTRA)などの無線技術を実行することができる。
他の実施形態においては、基地局114a、およびWTRU102a、102b、102cは、IEEE802.16(すなわち、マイクロ波アクセス用の世界的相互運用性(Worldwide Interoperability for Microwave Access)(WiMAX))、CDMA2000、CDMA2000 1X、CDMA2000 EV−DO、暫定標準2000(IS−2000)、暫定標準95(IS−95)、暫定標準856(IS−856)、移動体通信用グローバルシステム(GSM(登録商標))、GSMエボリューション用の高速データレート(Enhanced Data rates for GSM Evolution)(EDGE)、およびGSM EDGE(GERAN)などの無線技術を実行することができる。
図37Bにおける基地局114bは、例えば、無線ルータ、ホームノードB、ホームeノードB、またはアクセスポイントであることができ、職場、家庭、乗物、およびキャンパスなどの局所的エリアにおける無線接続性を容易にするために、任意の適切なRATを利用することができる。一実施形態においては、基地局114b、およびWTRU102c、102dは、IEEE802.11などの無線技術を実行して、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)を確立することができる。別の実施形態においては、基地局114b、およびWTRU102c、102dは、IEEE802.15などの無線技術を実行して、無線パーソナルエリアネットワーク(WPAN)を確立することができる。また別の実施形態においては、基地局114b、およびWTRU102c、102dは、セルラベースのRAT(例えば、WCDMA、CDMA2000、GSM、LTE、LTE−Aなど)を利用して、ピコセルまたはフェムトセルを確立することができる。図37Bに示されるように、基地局114bは、インターネット110への直接的な接続を有することができる。したがって、基地局114bは、コアネットワーク106を介してインターネット110にアクセスするために必要とされないことができる。
RAN104は、コアネットワーク106と通信することができ、コアネットワーク106は、音声、データ、アプリケーション、および/またはボイスオーバインターネットプロトコル(VoIP)サービスをWTRU102a、102b、102c、102dのうちの1つまたは複数に提供するように構成された、任意のタイプのネットワークであることができる。例えば、コアネットワーク106は、呼制御、請求サービス、モバイルロケーションベースのサービス、プリペイド通話、インターネット接続性、ビデオ配信などを提供することができ、および/またはユーザ認証など、高レベルのセキュリティ機能を実行することができる。図37Bには示されていないが、RAN104および/またはコアネットワーク106は、RAN104と同じRATまたは異なるRATを利用する他のRANと直接的または間接的に通信することができることが理解されるべきである。例えば、E−UTRA無線技術を利用していることができるRAN104に接続されるのに加えて、コアネットワーク106は、GSM無線技術を利用する別のRAN(図示されず)とも通信することができる。
コアネットワーク106は、PSTN108、インターネット110、および/または他のネットワーク112にアクセスするための、WTRU102a、102b、102c、102dのためのゲートウェイとしての役割も果たすことができる。PSTN108は、基本電話サービス(plain old telephone service)(POTS)を提供する回線交換電話網を含むことができる。インターネット110は、伝送制御プロトコル(TCP)/インターネットプロトコル(IP)インターネットプロトコルスイート内のTCP、ユーザデータグラムプロトコル(UDP)、およびIPなど、共通の通信プロトコルを使用する、相互接続されたコンピュータネットワークおよびデバイスからなるグローバルシステムを含むことができる。ネットワーク112は、他のサービスプロバイダによって所有および/または運営される有線または無線通信ネットワークを含むことができる。例えば、ネットワーク112は、RAN104と同じRATまたは異なるRATを利用することができる1つまたは複数のRANに接続された、別のコアネットワークを含むことができる。
通信システム100内のWTRU102a、102b、102c、102dのうちのいくつかまたはすべては、マルチモード機能を含むことができ、すなわち、WTRU102a、102b、102c、102dは、異なる無線リンク上で異なる無線ネットワークと通信するための複数の送受信機を含むことができる。例えば、図37Bに示されるWTRU102cは、セルラベースの無線技術を利用することができる基地局114aと通信するように、またIEEE802無線技術を利用することができる基地局114bと通信するように構成されることができる。
図37Cは、例示的な無線送受信ユニット、WTRU102を示している。WTRUは、ユーザ機器(UE)、移動局、WLAN STA、固定もしくは移動加入者ユニット、ページャ、セルラ電話、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、スマートフォン、ラップトップ、ネットブック、パーソナルコンピュータ、無線センサ、および家電製品などであることができる。WTRU102は、本明細書において説明される通信システムのうちの1つまたは複数において使用されることができる。図37Cに示されるように、WTRU102は、プロセッサ118と、送受信機120と、送信/受信要素122と、スピーカ/マイクロフォン124と、キーパッド126と、ディスプレイ/タッチパッド128と、非リムーバブルメモリ130と、リムーバブルメモリ132と、電源134と、全地球測位システム(GPS)チップセット136と、他の周辺機器138とを含むことができる。WTRU102は、実施形態との整合性を保ちながら、上記の要素の任意のサブコンビネーションを含むことができることが理解されるべきである。
プロセッサ118は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来型プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携する1つまたは複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)回路、他の任意のタイプの集積回路(IC)、および状態機械などであることができる。プロセッサ118は、信号符号化、データ処理、電力制御、入力/出力処理、および/またはWTRU102が無線環境において動作することを可能にする他の任意の機能性を実行することができる。プロセッサ118は、送受信機120に結合されることができ、送受信機120は、送信/受信要素122に結合されることができる。図37Cは、プロセッサ118と送受信機120とを別個の構成要素として示しているが、プロセッサ118と送受信機120とは、電子パッケージまたはチップ内に一緒に統合されることができることが理解されるべきである。
送信/受信要素122は、エアインターフェース116上において、基地局(例えば、基地局114a)に信号を送信し、または基地局から信号を受信するように構成されることができる。例えば、一実施形態においては、送信/受信要素122は、RF信号を送信および/または受信するように構成されたアンテナであることができる。別の実施形態においては、送信/受信要素122は、例えば、IR、UV、または可視光信号を送信および/または受信するように構成された放射器/検出器であることができる。また別の実施形態においては、送信/受信要素122は、RF信号および光信号の両方を送信および受信するように構成されることができる。送信/受信要素122は、無線信号の任意の組み合わせを送信および/または受信するように構成されることができることが理解されるべきである。
加えて、図37Cにおいては、送信/受信要素122は単一の要素として示されているが、WTRU102は、任意の数の送信/受信要素122を含むことができる。より具体的には、WTRU102は、MIMO技術を利用することができる。したがって、一実施形態においては、WTRU102は、エアインターフェース116上において無線信号を送信および受信するための2つ以上の送信/受信要素122(例えば、複数のアンテナ)を含むことができる。
送受信機120は、送信/受信要素122によって送信されることになる信号を変調し、送信/受信要素122によって受信された信号を復調するように構成されることができる。上で言及されたように、WTRU102は、マルチモード機能を有することができる。したがって、送受信機120は、WTRU102が、例えば、UTRAおよびIEEE802.11など、複数のRATを介して通信することを可能にするための、複数の送受信機を含むことができる。
WTRU102のプロセッサ118は、スピーカ/マイクロフォン124、キーパッド126、および/またはディスプレイ/タッチパッド128(例えば、液晶表示(LCD)ディスプレイユニットもしくは有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイユニット)に結合されることができ、それらからユーザ入力データを受信することができる。プロセッサ118は、スピーカ/マイクロフォン124、キーパッド126、および/またはディスプレイ/タッチパッド128にユーザデータを出力することもできる。加えて、プロセッサ118は、非リムーバブルメモリ130および/またはリムーバブルメモリ132など、任意のタイプの適切なメモリから情報を入手することができ、それらにデータを記憶することができる。非リムーバブルメモリ130は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)、ハードディスク、または他の任意のタイプのメモリ記憶デバイスを含むことができる。リムーバブルメモリ132は、加入者識別モジュール(SIM)カード、メモリスティック、およびセキュアデジタル(SD)メモリカードなどを含むことができる。他の実施形態においては、プロセッサ118は、サーバまたはホームコンピュータ(図示されず)上などの、WTRU102上に物理的に配置されていないメモリから情報を入手することができ、それらにデータを記憶することができる。
プロセッサ118は、電源134から電力を受け取ってよく、WTRU102内の他の構成要素への電力の分配および/または制御を行うように構成されることができる。電源134は、WTRU102に給電するための任意の適切なデバイスであることができる。例えば、電源134は、1つまたは複数の乾電池(例えば、ニッケル−カドミウム(NiCd)、ニッケル−亜鉛(NiZn)、ニッケル水素(NiMH)、リチウム−イオン(Li−ion)など)、太陽電池、および燃料電池などを含むことができる。
プロセッサ118は、GPSチップセット136に結合されることができ、GPSチップセット136は、WTRU102の現在ロケーションに関するロケーション情報(例えば、経度および緯度)を提供するように構成されることができる。GPSチップセット136からの情報に加えて、またはその代わりに、WTRU102は、基地局(例えば、基地局114a、114b)からエアインターフェース116上においてロケーション情報を受信することができ、および/または2つ以上の近くの基地局から受信している信号のタイミングに基づいて、自らのロケーションを決定することができる。WTRU102は、実施形態との整合性を保ちながら、任意の適切なロケーション決定方法を用いて、ロケーション情報を獲得することができることが理解されるべきである。
プロセッサ118は、他の周辺機器138にさらに結合されることができ、他の周辺機器138は、追加的な特徴、機能性、および/または有線もしくは無線接続性を提供する、1つまたは複数のソフトウェアモジュールおよび/またはハードウェアモジュールを含むことができる。例えば、周辺機器138は、加速度計、eコンパス、衛星送受信機、(写真またはビデオ用の)デジタルカメラ、ユニバーサルシリアルバス(USB)ポート、バイブレーションデバイス、テレビ送受信機、ハンズフリーヘッドセット、Bluetooth(登録商標)モジュール、周波数変調(FM)ラジオユニット、デジタル音楽プレーヤ、メディアプレーヤ、ビデオゲームプレーヤモジュール、およびインターネットブラウザなどを含むことができる。
上では特徴および要素が特定の組み合わせまたは順序で説明されることがあったが、各特徴または要素は、単独で使用されることができ、または他の特徴および要素との任意の組み合わせで使用されることができることを当業者は理解されよう。加えて、本明細書で説明された方法は、コンピュータまたはプロセッサによって実行される、コンピュータ可読媒体内に含まれた、コンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウェアで実行されてよい。コンピュータ可読媒体の例は、(有線または無線接続上で送信される)電子信号、およびコンピュータ可読記憶媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体の例は、限定されることなく、リードオンリメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内蔵ハードディスクおよびリムーバブルディスクなどの磁気媒体、光磁気媒体、ならびにCD−ROMディスクおよびデジタル多用途ディスク(DVD)などの光媒体を含む。WTRU、UE、端末、基地局、RNC、または任意のホストコンピュータにおいて使用するための無線周波数送受信機を実行するために、ソフトウェアと連携するプロセッサが、使用されることができる。