JP6997076B2 - チャネル推定のための方法、装置およびシステムならびに多入力多出力（ｍｉｍｏ）通信のための同時のビーム形成トレーニング - Google Patents

Description

本発明はワイヤレス通信の分野に関し、より詳細には、チャネル推定を実行するための方法、装置およびシステムならびにＭＩＭＯ通信のための同時のビーム形成トレーニングに関するものである。

関連出願の相互参照
本出願は、どちらも参照により本明細書に組み込まれている、２０１５年９月１０日に出願された、名称「Ｍｅｔｈｏｄｓ， Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ ｆｏｒ Ｍｕｌｔｉ－ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ－ｏｕｔｐｕｔ （ＭＩＭＯ） Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」の米国特許仮出願第６２／２１６，６０４号と、２０１６年７月２１日に出願された、名称「Ｍｅｔｈｏｄｓ， Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ ｆｏｒ Ｍｕｌｔｉ－ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ－ｏｕｔｐｕｔ （ＭＩＭＯ） Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」の米国特許仮出願第６２／３６５，０４３号との優先権を主張するものである。

ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）はワイヤレス通信サービスを提供することができる。ＷＬＡＮは、たとえばインフラストラクチャモードおよびアドホックモードといった複数のモードを有することができる。アドホックモードでは、１つまたは複数のＳＴＡがピアツーピア（Ｐ２Ｐ）で直接送信する。インフラストラクチャモードでは、１つまたは複数の局（ＳＴＡ）が、他のネットワーク（インターネットまたはローカルエリアネットワークなど）に対するブリッジとして働くアクセスポイント（ＡＰ）を介して通信する。インフラストラクチャモードで動作するＷＬＡＮは、マルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ－ＭＩＭＯ）などのＭＩＭＯ通信を提供することができる。

マルチチャネルをサポートするＷＬＡＮシステム、ならびに８０２．１１ｎ、８０２．１１ａｃ、８０２．１１ａｆ、および８０２．１１ａｈなどのチャネル幅は、プライマリチャネルとして指定されるチャネルを含む。スペクトル効率を改善するために、８０２．１１ａｃは、たとえばダウンリンク直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボル中に、同一シンボルの時間フレームにおける複数のＳＴＡへのダウンリンクＭＵ－ＭＩＭＯ送信のための概念を導入している。８０２．１１ａｈについては、ダウンリンクＭＵ－ＭＩＭＯの使用の可能性も考えられている。ダウンリンクＭＵ－ＭＩＭＯが、複数のＳＴＡに対する波形送信の複数のＳＴＡ干渉に対して同一のシンボルタイミングを使用することに留意することが重要である。ＡＰを用いるＭＵ－ＭＩＭＯ送信に包含されるすべてのＳＴＡは、同一のチャネルまたは帯域を使用することができる。これは、動作帯域幅を、ＡＰを用いるＭＵ－ＭＩＭＯ送信に含まれるＳＴＡによってサポートされる最も小さいチャネル帯域幅に制限する。そのような制限を解決するために、本出願は、チャネル推定のための方法、装置、およびシステムならびにＭＩＭＯ通信のための同時のビーム形成トレーニングを提案するものである。

ＭＩＭＯ通信のための複数のチャネルのチャネル推定を可能にするための方法、装置およびシステム。ワイヤレスネットワークにおける同時のビーム形成トレーニングを実行するための方法、装置、およびシステムも提供される。

電子デバイスが、ワイヤレスネットワークにおけるＭＩＭＯ通信用の複数のチャネルに関するチャネル推定のための情報を送信するための代表的な方法は、第１のチャネルに関連した第１のチャネル推定信号を備える複素数の第１のセットを決定するステップと、第２のチャネルに関連した第２のチャネル推定信号を備える複素数の第２のセットを決定するステップと、物理レイヤ（ＰＨＹ）フレームによって複素数の第１のセットおよび複素数の第２のセットを送信するステップとを含み、複素数の第２のセットは複素数の第１のセットの共役複素数である。

電子デバイスが、ワイヤレスネットワークにおけるＭＩＭＯ通信用の複数のチャネルのチャネル推定を実行するための代表的な方法は、第１のチャネル推定信号を備える複素数の第１のセットおよび第２のチャネル推定信号を備える複素数の第２のセットを受信するステップと、第１のチャネル推定信号に基づいて第１のチャネルを決定し、第２のチャネル推定信号に基づいて第２のチャネルを決定するステップとを含み、複素数の第１のセットおよび複素数の第２のセットはＰＨＹフレームによって受信され、複素数の第２のセットは複素数の第１のセットの共役複素数である。

電子デバイスが、ワイヤレスネットワークにおけるＭＩＭＯ通信用のビーム形成を送信するための代表的な方法は、セクタレベルスイープ（ＳＬＳ）およびビームリファインメント（Beam Refinement）プロトコル（ＢＲＰ）を実行して、１つまたは複数の局（ＳＴＡ）のすべてのためのビームを識別するステップと、隣接したビームに配設された第１のＳＴＡおよび第２のＳＴＡを識別するステップと、第１のチャネルに対応する第１のストリームの情報および第２のチャネルに対応する第２のストリームの情報を含むＰＨＹフレームを使用して、第１のＳＴＡおよび第２のＳＴＡへマルチユーザ送信を送信するステップと、第１のＳＴＡおよび第２のＳＴＡへ、ユーザ固有の情報を、ＰＨＹフレームにおいて同時に送信するステップとを含み、ＰＨＹフレームは、第１のストリームと第２のストリームの両方に、レガシーショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ）、ロングトレーニングフィールド（ＬＴＦ）、および信号（ＳＩＧ）を含み、ＰＨＹフレームは、１つまたは複数のＳＴＡの情報と、第１のストリームを第１のＳＴＡに関連付けるとともに第２のストリームを第２のＳＴＡに関連付ける情報とを含んでいる共通ヘッダを含む。

代表的な装置は、ワイヤレスネットワークにおけるＭＩＭＯ通信用の複数のチャネルに関するチャネル推定のための情報を送信するように構成された電子デバイスを含む。この電子デバイスは、（１）第１のチャネルに関連した第１のチャネル推定信号を備える複素数の第１のセットを決定し、（２）第２のチャネルに関連した第２のチャネル推定信号を備える複素数の第２のセットを決定するように構成されたプロセッサと、ＰＨＹフレームによる、複素数の第１のセットおよび複素数の第２のセットに対して構成された送信機とを含み、複素数の第２のセットは複素数の第１のセットの共役複素数である。

代表的な装置は、ワイヤレスネットワークにおけるＭＩＭＯ通信用の複数のチャネルのチャネル推定を実行するように構成された電子デバイスを含む。この電子デバイスは、第１のチャネル推定信号を備える複素数の第１のセット、および第２のチャネル推定信号を備える複素数の第２のセットを受信するように構成された受信機と、第１のチャネル推定信号に基づいて第１のチャネルを決定し、第２のチャネル推定信号に基づいて第２のチャネルを決定するように構成されたプロセッサとを含み、複素数の第１のセットおよび複素数の第２のセットはＰＨＹフレームによって受信され、複素数の第２のセットは複素数の第１のセットの共役複素数である。

代表的な装置は、ワイヤレスネットワークにおけるＭＩＭＯ通信のための送信ビーム形成（transmit beamforming）を実行するように構成された電子デバイスを含む。この電子デバイスは、セクタレベルスイープ（ＳＬＳ）およびビームリファインメントプロトコル（ＢＲＰ）を実行して、１つまたは複数の局（ＳＴＡ）のすべてのためのビームを識別し、隣接したビームに配設された第１のＳＴＡおよび第２のＳＴＡを識別し、第１のチャネルに対応する第１のストリームの情報および第２のチャネルに対応する第２のストリームの情報を含むＰＨＹフレームを使用して、第１のＳＴＡおよび第２のＳＴＡへマルチユーザ送信を送信し、第１のＳＴＡおよび第２のＳＴＡへ、ユーザ固有の情報を、ＰＨＹフレームにおいて同時に送信するように構成されたプロセッサを含み、ＰＨＹフレームは、第１のストリームと第２のストリームの両方に、レガシーショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ）、ロングトレーニングフィールド（ＬＴＦ）、および信号（ＳＩＧ）を含み、ＰＨＹフレームは、１つまたは複数のＳＴＡの情報と、第１のストリームを第１のＳＴＡに関連付けるとともに第２のストリームを第２のＳＴＡに関連付ける情報とを含んでいる共通ヘッダを含む。

ここに添付された図面とともに例として示される以下の詳細な説明から、より詳細な理解が得られることができる。そのような図面の図は、詳細な説明と同様に例示である。そのため、図および詳細な説明は限定と考えられるべきではなく、他の同様に有効な例が可能であり、期待できる。その上、図における類似の参照数字は類似の要素を指示する。

１つまたは複数の開示された実施形態が実施されることができる例示の通信システムを示すシステム図である。 図１に示された通信システムの内部で使用されることができる例示のワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）を示すシステム図である。 図１に示された通信システムの内部で使用されることができる例示の無線アクセスネットワークおよび別の例示のコアネットワークを示すシステム図である。 図１に示された通信システムの内部で使用されることができる別の例示の無線アクセスネットワークおよび別の例示のコアネットワークを示すシステム図である。 図１に示された通信システムの内部で使用されることができるさらなる例示の無線アクセスネットワークおよびさらなる例示のコアネットワークを示すシステム図である。 実施形態による、異なるＰＨＹフレームタイプを示す図である。 実施形態によるプリアンブル構造を示す図である。 実施形態によるビーム形成トレーニングフィールド構造を示す図である。 ＭＩＭＯ送信を実行する流れ図である。 実施形態による、単一キャリア送信のマルチストリーム用のチャネル推定フィールド（ＣＥＦ）を示す図である。 実施形態による、シーケンスｓ_uvおよびｓ_vuの自己相関ゾーンおよび相互相関ゾーンを示す図である。 実施形態による、マルチストリーム用のＣＥＦを示す図である。 実施形態による、マルチストリーム用の低減されたＣＥＦを示す図である。 実施形態による、８０２．１１ａｄシステムと８０２．１１ａｙシステムの相互運用性を示す図である。 ８０２．１１ａｄ受信機のチャネル推定結果を示す図である。 実施形態による、８０２．１１ａｙ受信機のチャネル推定結果を示す図である。 実施形態による、８０２．１１ａｙパケットのヘッダを示す図である。 実施形態による、２つのストリーム用のＣＥＦを示す図である。 実施形態による追加のＣＥＦを示す図である。 実施形態による、マルチストリーム用のＣＥＦを示す図である。 実施形態による、ＭＩＭＯ送信のプリアンブルおよびＰＨＹヘッダを示す図である。 別の実施形態による、ＭＩＭＯ送信のプリアンブルおよびＰＨＹヘッダを示す図である。 別の実施形態による、ＭＩＭＯ送信のプリアンブルおよびＰＨＹヘッダを示す図である。 さらに別の実施形態による、プリアンブルおよびＰＨＹヘッダを示す図である。 実施形態による、プリアンブルおよびＰＨＹヘッダを示す図である。 別の実施形態による、プリアンブルおよびＰＨＹヘッダを示す図である。 実施形態による、大きな分離度を有するＭＵ送信を示す図である。 実施形態による、大きな分離度を有するＭＵ送信のためのフレーム構造を示す図である。 実施形態による、小さな分離度を有するＭＵ送信を示す図である。 実施形態による、小さな分離度を有するＭＵ送信のためのフレーム構造を示す図である。 ２つのストリームのための受信／送信（Ｒ／Ｔ）シーケンスを示す図である。 実施形態による、引数（ａ）および（ｂ）のゼロ自己相関ゾーンならびに引数（ｃ）のゼロ相互相関ゾーンを示す図である。 実施形態による、Ｒ／Ｔシーケンスの共役複素数を使用するビームトレーニングフィールドを示す図である。 実施形態による、直交Ｖマトリクスに基づくＲ／Ｔシーケンスを使用するビームトレーニングフィールドを示す図である。 実施形態による、順次のビーム形成トレーニングと並行のビーム形成トレーニングの組合せのためのＰＨＹヘッダを示す図である。 実施形態による、ＬＰ－ＳＣ／ＳＣ ＰＨＹヘッダのための同時のビーム形成トレーニングの自動検知を示す図である。 ＡＧＣフィールドにおいて異なるシーケンスを使用することによってトレーニングされるビームの暗黙の検知を示す図である。 ワイヤレスネットワークにおけるＭＩＭＯ通信用の複数のチャネルに対するチャネル推定のための情報を送信するステップの例示的流れ図である。 ワイヤレスネットワークにおけるＭＩＭＯ通信用の複数のチャネルのチャネル推定を実行するステップの別の例示的流れ図である。 ワイヤレスネットワークにおけるＭＩＭＯ通信用の送信ビーム形成を実行するステップの別の例示的流れ図である。

次に、実例となる実施形態の詳細な説明が、図を参照しながら説明されることができる。しかしながら、本発明は、代表的な実施形態に関連して説明されることがあるが、それに限定されず、他の実施形態が使用されてもよく、または、説明された実施形態に対して、本発明の同一の機能を、そこから逸脱することなく実行するように変更および追加がなされることができることを理解されたい。

この後、代表的な実施形態が、ワイヤレスネットワークアーキテクチャを使用して全体的に示されるが、任意数の別のネットワークアーキテクチャが、たとえば有線部品および／またはワイヤレス部品を用いるネットワークを含めて使用されることができる。

図１は、１つまたは複数の開示された実施形態が実施されることができる例示の通信システム１００を示す図である。通信システム１００は、複数のワイヤレスユーザに対して、音声、データ、ビデオ、メッセージ、宣伝などの内容を提供する多重アクセスシステムでよい。通信システム１００は、複数のワイヤレスユーザが、ワイヤレス帯域幅を含むシステム資源を共有することによってそのような内容にアクセスすることを可能にすることができる。たとえば、通信システム１００は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）、単一キャリアＦＤＭＡ（ＳＣ－ＦＤＭＡ）などの１つまたは複数のチャネルアクセス方式を採用することができる。

図１に示されるように、通信システム１００は、ワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄなどの電子デバイス、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１０４、コアネットワーク１０６／１０７／１０９、公衆交換電話ネットワーク（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、開示された実施形態は、任意数の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するものであることが理解されよう。ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの各々は、ワイヤレス環境において動作し、かつ／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よい。例として、「局」および／または「ＳＴＡ」と称されることがあるＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、ワイヤレス信号を送信し、かつ／または受信するように構成されてよく、ユーザ機器（ＵＥ）、移動局、固定式または移動式の加入者ユニット、ポケットベル、携帯電話、携帯情報端末（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、ワイヤレスセンサ、民生用電子機器などを含むことができる。ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃおよび１０２ｄは、区別なくＵＥと称される。

通信システム１００は、基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂなどの電子デバイスを含むことができる。基地局１１４ａ、１１４ｂの各々は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうち少なくとも１つとワイヤレスで接続してコアネットワーク１０６／１０７／１０９、インターネット１１０、および／または他のネットワーク１１２などの１つまたは複数の通信ネットワークに対するアクセスを容易にするように構成された任意のタイプのデバイスでよい。例として、基地局１１４ａ、１１４ｂは、ベーストランシーバ局（ＢＴＳ）、ノード－Ｂ、ｅＮｏｄｅ Ｂ、ホームノードＢ、ホームｅＮｏｄｅ Ｂ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、ワイヤレスルータなどでよい。基地局１１４ａ、１１４ｂはそれぞれが単一要素として表されているが、基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意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よう。

基地局１１４ａはＲＡＮ １０３／１０４／１０５の一部分でよく、これらは、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）、中継ノードなどの他の基地局および／またはネットワーク要素（図示せず）も含むこともできる。基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂは、セル（図示せず）と称されことがある特定の地理的領域の範囲内のワイヤレス信号を送信し、かつ／または受信するように構成されてよい。セルはセルセクタにさらに分割されてよい。たとえば、基地局１１４ａに関連したセルが３つのセクタに分割されてよい。したがって、一実施形態では、基地局１１４ａは、セルの各セクタに対して１つずつ、３つのトランシーバを含むことができる。別の実施形態では、基地局１１４ａはＭＩＭＯ技術を採用してよく、セルの各セクタに対して複数のトランシーバ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１１５／１１６／１１７を通じてＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうち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は任意の適切なワイヤレス通信リンク（たとえば無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外線（ＩＲ）、紫外線（ＵＶ）、可視光など）でよい。エアインターフェース１１５／１１６／１１７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てよい。

より具体的には、前述のように、通信システム１００は多重アクセスシステムでよく、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ－ＦＤＭＡなど１つまたは複数のチャネルアクセス方式を採用することができる。たとえば、ＲＡＮ １０３／１０４／１０５における基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）を使用してエアインターフェース１１５／１１６／１１７を確立することができるユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）地上波無線アクセス（ＵＴＲＡ）などの無線技術を実施してよい。ＷＣＤＭＡは、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）および／または発展型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（ＤＬ）パケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）および／または高速ＵＬパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）を含むことができる。

別の実施形態では、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ １０２ａ、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１１５／１１６／１１７を確立することができる発展型ＵＭＴＳ地上波無線アクセス（Ｅ－ＵＴＲＡ）などの無線技術を実施してよい。

他の実施形態では、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＩＥＥＥ ８０２．１１（すなわちワイヤレスフィデリティ（ＷｉＦｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（すなわちワイマックス（ＷｉＭＡＸ））、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ２０００ １Ｘ、ＣＤＭＡ２０００ ＥＶ－ＤＯ、暫定規格２０００（ＩＳ－２０００）、暫定規格９５（ＩＳ－９５）、暫定規格８５６（ＩＳ－８５６）、グローバル移動体通信システム（ＧＳＭ）、ＧＳＭ革新のための高速データレート（ＥＤＧＥ）、ＧＳＭ ＥＤＧＥ（ＧＥＲＡＮ）などの無線技術を実施することができる。

図１の基地局１１４ｂは、たとえばワイヤレスルータ、ホームノードＢ、ホームｅＮｏｄｅ Ｂ、またはアクセスポイントでよく、事業所、自宅、乗物、キャンパスなどの局所における無線接続性を助長するために任意の適切なＲＡＴを利用することができる。一実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ １０２ｃ、１０２ｄは、ＷＬＡＮを確立するためにＩＥＥＥ ８０２．１１などの無線技術を実施してよい。別の実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ １０２ｃ、１０２ｄは、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）を確立するためにＩＥＥＥ ８０２．１５などの無線技術を実施してよい。さらに別の実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ １０２ｃ、１０２ｄは、ピコセルまたはフェムトセルを確立するためにセルラーベースのＲＡＴ（たとえばＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａなど）を利用することができる。図１に示されるように、基地局１１４ｂはインターネット１１０に対する直接接続を有することができる。したがって、基地局１１４ｂは、インターネット１１０にアクセスするのにコアネットワーク１０６／１０７／１０９を介する必要はない。

ＲＡＮ １０３／１０４／１０５はコアネットワーク１０６／１０７／１０９と通信することができ、コアネットワーク１０６／１０７／１０９は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうち１つまたは複数に対して音声、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よい。たとえば、コアネットワーク１０６／１０７／１０９は、呼制御、課金サービス、モバイルロケーションベースのサービス、プリペイドコーリング、インターネット接続、ビデオ配信などを提供してよく、かつ／またはユーザ確認など高レベルのセキュリティ機能を実行してもよい。図１には示されていないが、ＲＡＮ １０３／１０４／１０５および／またはコアネットワーク１０６／１０７／１０９は、ＲＡＮ１０３／１０４／１０５と同一のＲＡＴまたは別のＲＡＴを採用する他のＲＡＮと直接的または間接的に通信してよいことが理解されよう。たとえば、コアネットワーク １０６／１０７／１０９は、ｅ－ＵＴＲＡ無線技術を利用している可能性があるＲＡＮ １０３／１０４／１０５に接続されることに加えて、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ、ＣＤＭＡ ２０００、ＷｉＭＡＸまたはＷｉ－Ｆｉ無線技術を採用している別のＲＡＮ（図示せず）とも通信することができる。

コアネットワーク １０６／１０７／１０９は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄが、ＰＳＴＮ １０８、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ゲートウェイとしても働くことができる。ＰＳＴＮ １０８は、一般電話サービス（ＰＯＴＳ）を提供する回路交換の電話ネットワークを含むことができる。インターネット１１０は、ＴＣＰ／ＩＰインターネットプロトコルスイートにおいて送信制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）および／またはインターネットプロトコル（ＩＰ）などの一般的な通信プロトコルを使用する、相互に接続されたコンピュータネットワークおよびデバイスの地球規模の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され、かつ／または動作される、有線および／またはワイヤレスの通信ネットワークを含むことができる。たとえば、ネットワーク１１２は、ＲＡＮ １０３／１０４／１０５と同一のＲＡＴまたは別のＲＡＴを採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のＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちいくつかまたはすべてがマルチモード能力を含むことができる（たとえば、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、別のワイヤレスリンクを通じて別のワイヤレスネットワークと通信するための複数のトランシーバを含むことができる）。たとえば、図１に示されたＷＴＲＵ １０２ｃは、セルラーベースの無線技術を採用することができる基地局１１４ａ、およびＩＥＥＥ ８０２無線技術を採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てよい。

図２は例示のＷＴＲＵ １０２を示すシステム図である。図２に示されるように、ＷＴＲＵ １０２は、とりわけ、プロセッサ１１８、トランシーバ１２０、送信／受信要素１２２、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、ディスプレイ／タッチパッド１２８、取外し不能記憶装置１３０、取外し可能記憶装置１３２、電源１３４、全地球測位システム（ＧＰＳ）チップセット１３６、および／または他の周辺装置１３８を含むことができる。ＷＴＲＵ １０２は、実施形態との整合を保ちながら、前述の要素の任意の部分的組合せを含むことができることが理解されよう。

プロセッサ１１８は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来のプロセッサ、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、何らかの他のタイプの集積回路（ＩＣ）、ステートマシンなどでよい。プロセッサ１１８は、信号符号化、データ処理、電力制御、入出力処理、および／またはＷＴＲＵ １０２がワイヤレス環境で動作することを可能にする何らかの他の機能を実行することができる。プロセッサ１１８は、送信／受信要素１２２に結合されることができるトランシーバ１２０に結合されてよい。図２は、プロセッサ１１８とトランシーバ１２０を分離した構成要素として表しているが、プロセッサ１１８とトランシーバ１２０が電子パッケージまたはチップにおいて一緒に統合されてよいことが理解されよう。

送信／受信要素１２２は、エアインターフェース１１５／１１６／１１７を通じて基地局（たとえば基地局１１４ａ）との間で信号を送信／受信するように構成されてよい。たとえば、一実施形態では、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よい。別の実施形態では、送信／受信要素１２２は、たとえば赤外線信号、ＵＶ信号、または可視光信号を送信し、かつ／または受信するように構成された放射源／検知器でよい。さらに別の実施形態では、送信／受信要素１２２は、ＲＦ信号と光信号の両方を送信および／または受信するように構成されてよい。送信／受信要素１２２は、ワイヤレス信号の任意の組合せを送信および／または受信するように構成されてよいことが理解されよう。

送信／受信要素１２２は単一の要素として図２に表されているが、ＷＴＲＵ １０２は任意数の送信／受信要素１２２を含むことができる。より具体的には、ＷＴＲＵ １０２はＭＩＭＯ技術を採用することができる。したがって、一実施形態では、ＷＴＲＵ １０２は、エアインターフェース１１５／１１６／１１７を通じてワイヤレス信号を送信したり受信したりするための２つ以上の送信／受信要素１２２（たとえば複数のアンテナ）を含むことができる。

トランシーバ１２０は、送信／受信要素１２２によって送信される信号を変調したり、送信／受信要素１２２によって受信された信号を復調したりするように構成されてよい。前述のように、ＷＴＲＵ １０２はマルチモード能力を有し得る。したがって、トランシーバ１２０は、ＷＴＲＵ １０２が、たとえばＵＴＲＡおよびＩＥＥＥ８０２．１１など複数のＲＡＴ経由で通信することを可能にするための複数のトランシーバを含むことができる。

ＷＴＲＵ １０２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（たとえば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）表示ユニットまたは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示ユニット）に結合されて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に対して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、取外し不能記憶装置１３０および／または取外し可能記憶装置１３２など任意のタイプの適切な記憶装置に対して、情報にアクセスしたり、データを記憶させたりすることができる。取外し不能記憶装置１３０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、または何らかの他のタイプのメモリ記憶デバイスを含むことができる。取外し可能記憶装置１３２は、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、メモリスティック、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。他の実施形態では、プロセッサ１１８は、サーバまたはホームコンピュータ（図示せず）など、ＷＴＲＵ １０２上に物理的に配置されているわけではない記憶装置に対して、情報にアクセスしたり、データを記憶させたりすることができる。

プロセッサ１１８は、電源１３４から電力を受け取ってよく、ＷＴＲＵ １０２における他の構成要素に対して電力を分配および／または制御するように構成されてよい。電源１３４は、ＷＴＲＵ １０２に給電するための任意の適切なデバイスでよい。たとえば、電源１３４は、１つまたは複数の乾電池バッテリー（たとえばニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）、ニッケル金属水素化物（ＮｉＭＨ）、リチウムイオン（Ｌｉイオン）など）、太陽電池、燃料電池などを含むことができる。

プロセッサ１１８は、ＷＴＲＵ １０２の現在位置に関する位置情報（たと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に結合されてもよい。ＷＴＲＵ １０２は、ＧＰＳチップセット１３６からの情報に加えて、もしくはその代わりに、エアインターフェース１１５／１１６／１１７を通じて基地局（たとえば基地局１１４ａ、１１４ｂ）から位置情報を受信してよく、かつ／または２つ以上の近くの基地局から受信されている信号のタイミングに基づいてその位置を決定してよい。ＷＴＲＵ １０２は、実施形態との整合を保ちながら、任意の適切な位置決定方法によって位置情報を取得することができることが理解されよう。

プロセッサ１１８がさらに他の周辺装置１３８と結合されてよく、他の周辺装置１３８は、追加の特徴、機能および／または有線もしくはワイヤレスの接続性を提供する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。たとえば、周辺装置１３８は、加速度計、電子コンパス、衛星トランシーバ、デジタルカメラ（写真および／またはビデオ用）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、振動デバイス、テレビジョントランシーバ、ハンズフリーヘッドセット、ブルートゥース（登録商標）モジュール、周波数変調（ＦＭ）無線ユニット、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、インターネットブラウザなどを含むことができる。周辺装置１３８が１つまたは複数のセンサを含む場合には、センサは、ジャイロスコープ、加速度計、方位センサ、近接センサ、温度センサ、時間センサ、地理位置センサ、高度計、光センサ、タッチセンサ、磁力計、バロメータ、ジェスチャセンサ、および／または湿度センサのうち１つまたは複数でよい。

ＷＴＲＵ １０２は全二重無線を含むことができ、全二重無線については、信号のいくつかまたはすべての送信と受信（たとえばＵＬ（たとえば送信用）とダウンリンク（たとえば受信用））の両方のための特定のサブフレームに関連するものが、並行かつ／または同時でよい。全二重無線は、ハードウェア（たとえばチョーク）またはプロセッサ（たとえば個別のプロセッサ（図示せず）またはプロセッサ１１８）による信号処理のいずれかによって、自己干渉を低減し、および、または実質的に解消するための干渉管理ユニット１３９を含むことができる。

図３は、別の実施形態による、ＲＡＮ １０３およびコアネットワーク１０６を示すシステム図である。前述のように、ＲＡＮ １０３は、エアインターフェース１１５を通じてＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するためにＵＴＲＡ無線技術を採用することができる。ＲＡＮ １０３は、コアネットワーク１０６とも通信することができる。図３に示されるように、ＲＡＮ １０３はノード－Ｂ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃを含むことができ、ノード－Ｂ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、それぞれが、エアインターフェース１１５を通じてＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するための１つまたは複数のトランシーバを含む。ノード－Ｂ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃのそれぞれが、ＲＡＮ １０３の範囲内の特定のセル（図示せず）に関連付けられてよい。ＲＡＮ １０３はＲＮＣ １４２ａ、１４２ｂも含むことができる。ＲＡＮ １０３は、実施形態との整合を保ちながら任意数のノード－ＢおよびＲＮＣを含むことができることが理解されよう。

図３に示されるように、ノード－Ｂ １４０ａ、１４０ｂはＲＮＣ １４２ａと通信することができる。加えて、ノード－Ｂ １４０ｃはＲＮＣ １４２ｂと通信することができる。ノード－Ｂ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、Ｉｕｂインターフェースを介して、それぞれのＲＮＣ １４２ａ、１４２ｂと通信することができる。ＲＮＣ １４２ａと１４２ｂは、Ｉｕｒインターフェースを介して互いに通信することができる。ＲＮＣ １４２ａ、１４２ｂの各々が、それに接続されているノード－Ｂ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃを制御するように構成されてよい。加えて、ＲＮＣ １４２ａ、１４２ｂの各々が、外側ループ電力制御、負荷制御、承認制御、パケットスケジューリング、ハンドオーバ制御、マクロダイバーシティ、セキュリティ機能、データ暗号化など他の機能を実行するかまたはサポートするように構成されてよい。

図３に示されたコアネットワーク１０６は、メディアゲートウェイ（ＭＧＷ）１４４、移動交換センター（ＭＳＣ）１４６、サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）１４８、および／またはゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）１５０を含むことができる。前述の要素の各々がコアネットワーク１０６の一部分として表されているが、これらの要素のうちいかなるものもコアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有されてよく、かつ／または動作されてよいことが理解されよう。

ＲＡＮ １０３におけるＲＮＣ １４２ａは、ＩｕＣＳインターフェースを介してコアネットワーク１０６のＭＳＣ １４６に接続されてよい。ＭＳＣ １４６はＭＧＷ １４４に接続されてよい。ＭＳＣ １４６およびＭＧＷ １４４は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに、ＰＳＴＮ １０８など回路交換のネットワークへのアクセスを提供することができ、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと従来の陸線通信デバイスの間の通信を容易にする。

ＲＡＮ １０３におけるＲＮＣ １４２ａは、ＩｕＰＳインターフェースを介してコアネットワーク１０６のＳＧＳＮ １４８にも接続されてよい。ＳＧＳＮ １４８はＧＧＳＮ １５０に接続されてよい。ＳＧＳＮ １４８およびＧＧＳＮ １５０は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに、インターネット１１０などパケット交換のネットワークへのアクセスを提供することができ、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＩＰ対応デバイスの間の通信を容易にする。

前述のように、コアネットワーク１０６は、他のサービスプロバイダによって所有され、かつ／または動作される、他の有線ネットワークおよび／またはワイヤレスネットワークを含むことができる他のネットワーク１１２にも接続されてよい。

図４は、実施形態による、ＲＡＮ １０４およびコアネットワーク１０７を示すシステム図である。前述のように、ＲＡＮ １０４は、エアインターフェース１１６を通じてＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するためにＥ－ＵＴＲＡ無線技術を採用することができる。ＲＡＮ １０４は、コアネットワーク１０７とも通信することができる。

ＲＡＮ １０４は、ｅＮｏｄｅ－Ｂ １６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃを含むことができるが、ＲＡＮ １０４は、実施形態との整合を保ちながら任意数のｅＮｏｄｅ－Ｂを含むことができることが理解されよう。ｅＮｏｄｅ－Ｂ １６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃのそれぞれが、エアインターフェース１１６を通じてＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するための１つまたは複数のトランシーバを含むことができる。一実施形態では、ｅＮｏｄｅ－Ｂ １６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃはＭＩＭＯ技術を実施することができる。したがって、ｅＮｏｄｅ－Ｂ １６０ａは、たとえば、ＷＴＲＵ １０２ａへのワイヤレス信号の送信および／またはＷＴＲＵ １０２ａからのワイヤレス信号の受信のために、複数のアンテナを使用することができる。

ｅＮｏｄｅ－Ｂ １６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃの各々が、特定のセル（図示せず）に関連付けられてよく、無線資源管理決定、ハンドオーバ決定、ＵＬおよび／またはＤＬにおけるユーザのスケジューリングなどを扱うように構成されてよい。図４に示されるように、ｅＮｏｄｅ－Ｂ １６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃはＸ２インターフェースを通じて互いに通信することができる。

図４に示されたコアネットワーク１０７は、移動性管理エンティティ（ＭＭＥ）１６２、サービングゲートウェイ（ＳＧＷ）１６４、およびパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ（またはＰＧＷ）１６６を含むことができる。前述の要素の各々がコアネットワーク１０７の一部分として表されているが、これらの要素のうちいかなるものもコアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有されてよく、かつ／または動作されてよいことが理解されよう。

ＭＭＥ １６２は、Ｓ１インターフェースを介してＲＡＮ １０４におけるｅＮｏｄｅ－Ｂ １６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃの各々に接続されてよく、制御ノードとして働くことができる。たとえば、ＭＭＥ １６２は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのユーザの認証、ベアラ活性化／非活性化、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの初期接続（initial attach）中の特定のサービングゲートウェイの選択などを担当することができる。ＭＭＥ １６２は、ＲＡＮ １０４と、ＧＳＭおよび／またはＷＣＤＭＡなど他の無線技術を採用する他のＲＡＮ（図示せず）との間を切り換えるための制御プレーン機能を提供することができる。

サービングゲートウェイ１６４は、Ｓ１インターフェースを介して、ＲＡＮ １０４におけるｅＮｏｄｅ Ｂ １６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃの各々に接続されてよい。サービングゲートウェイ１６４は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとの間で、ユーザデータパケットを全体的にルーティングしたり転送したりすることができる。サービングゲートウェイ１６４は、ｅＮｏｄｅ Ｂ間のハンドオーバ中のユーザプレーンの固定、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに関するＤＬデータが有効なときのページングの起動、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのコンテキストの管理および記憶など他の機能を実行することができる。

サービングゲートウェイ１６４ＰＤＮゲートウェイ１６６に接続されることができ、ＰＤＮゲートウェイ１６６は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに、インターネット１１０などパケット交換のネットワークへのアクセスを提供することができ、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＩＰ対応デバイスの間の通信を容易にする。

コアネットワーク１０７は、他のネットワークとの通信を容易にすることができる。たとえば、コアネットワーク１０７は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに、ＰＳＴＮ １０８など回路交換のネットワークへのアクセスを提供することができ、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと従来の陸線通信デバイスの間の通信を容易にする。たとえば、コアネットワーク１０７は、コアネットワーク１０７とＰＳＴＮ １０８の間のインターフェースとして働くＩＰゲートウェイ（たとえばＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）サーバ）を含んでよく、またはＩＰゲートウェイと通信してよい。加えて、コアネットワーク１０７は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに、他のサービスプロバイダによって所有され、かつ／または動作される、他の有線ネットワークおよび／またはワイヤレスネットワークを含むことができる他のネットワーク１１２へのアクセスを提供することができる。

図５は、実施形態による、ＲＡＮ １０５およびコアネットワーク１０９を示すシステム図である。ＲＡＮ １０５は、エアインターフェース１１７を通じてＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するためにＩＥＥＥ ８０２．１６無線技術を採用するアクセスサービスネットワーク（ＡＳＮ）でよい。以下でさらに論じられるように、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、ＲＡＮ １０５、およびコアネットワーク１０９の様々な機能エンティティ間の通信リンクは、基準点として定義されてよい。

図５に示されるように、ＲＡＮ １０５は、基地局１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃ、およびＡＳＮゲートウェイ１８２を含むことができるが、実施形態との整合を保ちながら任意数の基地局およびＡＳＮゲートウェイを含むことができることが理解されよう。基地局１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃのそれぞれが、ＲＡＮ １０５における特定のセル（図示せず）に関連付けられてよく、それぞれが、エアインターフェース１１７を通じてＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するための１つまたは複数のトランシーバを含むことができる。一実施形態では、基地局１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃはＭＩＭＯ技術を実施することができる。基地局１８０ａは、たとえば、ＷＴＲＵ １０２ａへのワイヤレス信号の送信および／またはＷＴＲＵ １０２ａからのワイヤレス信号の受信のために、複数のアンテナを使用することができる。基地局１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃは、ハンドオフ起動、トンネル確立、無線資源管理、トラフィック分類、サービス品質（ＱｏＳ）ポリシー実施など移動性管理機能も提供することができる。ＡＳＮゲートウェイ１８２は、トラフィック集合ポイントとして働くことができ、ページング、加入者プロファイルのキャッシング、コアネットワーク１０９へのルーティングなどを担当することができる。

ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＲＡＮ １０５の間のエアインターフェース１１７は、ＩＥＥＥ ８０２．１６規格を実施するＲ１基準点として定義されてよい。加えて、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの各々が、コアネットワーク１０９との論理インターフェース（図示せず）を確立することができる。ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとコアネットワーク１０９の間の論理インターフェースは、証明、認証、ＩＰホストコンフィギュレーション管理、および／または移動性管理として使用されることができるＲ２基準点として定義されてよい。

基地局１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃの各々の間の通信リンクは、ＷＴＲＵハンドオーバおよび基地局間のデータ転送を容易にするためのプロトコルを含むＲ８基準点として定義されてよい。基地局１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃとＡＳＮゲートウェイ１８２の間の通信リンクは、Ｒ６基準点として定義されてよい。Ｒ６基準点は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１００ｃの各々関連した移動性イベントに基づいて移動性管理を容易にするためのプロトコルを含むことができる。

図５に示されるように、ＲＡＮ １０５はコアネットワーク１０９に接続されてよい。ＲＡＮ １０５とコアネットワーク１０９の間の通信リンクは、たとえば、データ転送能力および移動性管理能力を容易にするためのプロトコルを含むＲ３基準点として定義されてよい。コアネットワーク１０９は、モバイルＩＰホームエージェント（ＭＩＰ－ＨＡ）１８４と、証明、認証、課金（ＡＡＡ）サーバ１８６と、ゲートウェイ１８８とを含むことができる。前述の要素の各々がコアネットワーク１０９の一部分として表されているが、これらの要素のうちいかなるものもコアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有されてよく、かつ／または動作されてよいことが理解されよう。

ＭＩＰ－ＨＡ １８４は、ＩＰアドレス管理を担当してよく、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが異なるＡＳＮの間および／または異なるコアネットワークの間をローミングすることを可能にすることができる。ＭＩＰ－ＨＡ １８４は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに、インターネット１１０などパケット交換のネットワークへのアクセスを提供することができ、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＩＰ対応デバイスの間の通信を容易にする。ＡＡＡサーバ１８６は、ユーザ確認およびユーザサービスのサポートを担当することができる。ゲートウェイ１８８は、他のネットワークとの相互動作を容易にすることができる。たとえば、ゲートウェイ１８８は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに、ＰＳＴＮ １０８など回路交換のネットワークへのアクセスを提供することができ、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと従来の陸線通信デバイスの間の通信を容易にする。ゲートウェイ１８８は、ＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに、他のサービスプロバイダによって所有され、かつ／または動作される、他の有線ネットワークおよび／またはワイヤレスネットワークを含むことができる他のネットワーク１１２へのアクセスを提供することができる。

図５には示されていないが、ＲＡＮ １０５は、他のＡＳＮ、他のＲＡＮ（たとえばＲＡＮ １０３および／または１０４）に接続されてよく、かつ／または、コアネットワーク１０９は、他のコアネットワーク（たとえばコアネットワーク１０６および／または１０７）に接続されてよいことが理解されよう。ＲＡＮ １０５と他のＡＳＮの間の通信リンクは、ＲＡＮ １０５と他のＡＳＮの間のＷＴＲＵ １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの移動性を調整するためのプロトコルを含むことができるＲ４基準点として定義されてよい。コアネットワーク１０９と他のコアネットワークの間の通信リンクは、ホームコアネットワークと訪れたコアネットワークの間の相互作用を容易にするためのプロトコルを含むことができるＲ５基準として定義されてよい。

ＷＴＲＵは図１～図５ではワイヤレス端末として説明されているが、特定の代表的な実施形態では、そのような端末が通信ネットワークに対する有線通信インターフェースを（たとえば一時的にまたは永久に）使用してよいことが企図される。

代表的な実施形態では、他のネットワーク１１２はＷＬＡＮでよい。

インフラストラクチャ基本サービスセット（ＢＳＳ）モードのＷＬＡＮは、ＢＳＳのためのＡＰと、ＡＰに関連付けられた１つまたは複数のＳＴＡとを有することができる。ＡＰは、分配システム（ＤＳ）に対するアクセスもしくはインターフェース、またはＢＳＳとの間でトラフィックを搬送する別のタイプの有線／ワイヤレスのネットワークを有することができる。ＢＳＳの外部からのＳＴＡへのトラフィックは、ＡＰを通って到達することができ、ＳＴＡに配送されてよい。ＳＴＡからＢＳＳの外部の宛先へのトラフィックはＡＰに送られてよく、それぞれの宛先に配送される。ＢＳＳの範囲内のＳＴＡ間のトラフィックはＡＰを介して送られてよく、たとえば出所ＳＴＡがＡＰにトラフィックを送ってよく、ＡＰが宛先ＳＴＡにトラフィックを配送してよい。ＢＳＳの範囲内のＳＴＡ間のトラフィックは、ピアツーピアトラフィックと考えられてよく、かつ／またはピアツーピアトラフィックと称されてよい。ピアツーピアトラフィックは、直接リンクセットアップ（ＤＬＳ）を用いて、出所ＳＴＡと宛先ＳＴＡの間で（たとえば直接）送られてよい。特定の代表的な実施形態では、ＤＬＳは、８０２．１１ｅ ＤＬＳまたは８０２．１１ｚトンネルＤＬＳ（ＴＤＬＳ）を使用してよい。独立ＢＳＳ（ＩＢＳＳ）モードを使用するＷＬＡＮはＡＰを有しなくてよく、ＩＢＳＳの範囲内のＳＴＡまたはＩＢＳＳを使用しているＳＴＡ（たとえばＳＴＡのすべて）は、互いに直接通信することができる。ＩＢＳＳモードの通信は、本明細書では「アドホック」モードの通信と称されることがある。

８０２．１１ａｃインフラストラクチャモードの動作または類似のモードの動作を使用しているとき、ＡＰはプライマリチャネルなどの固定チャネルでビーコンを送信することができる。プライマリチャネルは、固定幅（たとえば２０ＭＨｚの帯域幅）でよく、またはシグナリングによって動的に設定される幅でよい。プライマリチャネルはＢＳＳの動作チャネルでよく、ＳＴＡによってＡＰとの接続を確立するために使用されてよい。特定の代表的な実施形態では、たとえば８０２．１１システムにおいて、キャリア感知多重アクセス／衝突回避方式（ＣＳＭＡ／ＣＡ）が実施されてよい。ＣＳＭＡ／ＣＡについては、ＡＰを含むＳＴＡ（たとえばすべてのＳＴＡ）はプライマリチャネルを感知することができる。特定のＳＴＡによって、プライマリチャネルがビジーであると感知され／検知され、かつ／または決定された場合、この特定のＳＴＡは譲歩してよい。１つのＳＴＡ（たとえばたった１つの局）が、所与のＢＳＳにおいて任意の所与の時間に送信することができる。

高スループット（ＨＴ）ＳＴＡは、たとえば最初の２０ＭＨｚのチャネルを隣接した２０ＭＨｚのチャネルと組み合わせることにより４０ＭＨｚの幅の連続したチャネルを形成して、通信のために４０ＭＨｚの幅のチャネルを使用することができる。

超高スループット（ＶＨＴ）ＳＴＡは、２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、および／または１６０ＭＨｚの幅のチャネルをサポートすることができる。４０ＭＨｚチャネルおよび／または８０ＭＨｚチャネルは、連続した２０ＭＨｚチャネルを組み合わせることによって形成されてよい。１６０ＭＨｚチャネルは、８つの連続した２０ＭＨｚチャネルを組み合わせることにより、または２つの不連続の８０ＭＨｚチャネルを組み合わせることによって形成されてよく、後者は８０＋８０構成と称されることがある。８０＋８０構成については、データは、チャネル符号化の後に、データを２つのストリームに分割することができるセグメントパーサを通されてよい。それぞれのストリームに対して、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理と時間領域処理が別個に施されてよい。ストリームは２つの８０ＭＨｚチャネルにマッピングされてよく、データは送信ＳＴＡによって送信されてよい。受信ＳＴＡの受信機において、８０＋８０構成に関する前述の動作が逆にされてよく、組み合わされたデータは媒体アクセス制御（ＭＡＣ）に送られてよい。

８０２．１１ａｆおよび８０２．１１ａｈによってサブ１ＧＨｚの動作モードがサポートされている。８０２．１１ａｆおよび８０２．１１ａｈでは、チャネル動作帯域幅およびキャリアが、８０２．１１ｎおよび８０２．１１ａｃにおいて使用されるものに対して低減される。８０２．１１ａｆはテレビホワイトスペース（ＴＶＷＳ）スペクトルにおける５ＭＨｚ、１０ＭＨｚおよび２０ＭＨｚの帯域幅をサポートし、８０２．１１ａｈは非ＴＶＷＳスペクトルを使用して、１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、４ＭＨｚ、８ＭＨｚ、および１６ＭＨｚの帯域幅をサポートする。代表的な実施形態によれば、８０２．１１ａｈは、マクロカバレッジエリアにおけるＭＴＣデバイスなどのメータタイプ制御／マシンタイプ通信（ＭＴＣ）をサポートすることができる。ＭＴＣデバイスは、たとえば、特定の帯域幅および／または限定された帯域幅をサポートする（たとえばその帯域幅のみサポートする）ことを含む限定された能力といった、特定の能力を有し得る。ＭＴＣデバイスは、閾値を上回るバッテリー寿命を有する（たとえば非常に長いバッテリー寿命を保つ）バッテリーを含むことができる。

マルチチャネルをサポートすることができるＷＬＡＮシステム、ならびに８０２．１１ｎ、８０２．１１ａｃ、８０２．１１ａｆ、および８０２．１１ａｈなどのチャネル帯域幅は、プライマリチャネルとして指定されることができるチャネルを含む。プライマリチャネルは、ＢＳＳにおけるすべてのＳＴＡによってサポートされる最大の共通の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、ＢＳＳにおいて動作するすべてのＳＴＡの中から最も小さい帯域幅動作モードをサポートする特定のＳＴＡによって設定され、かつ／または制限されてよい。８０２．１１ａｈの例では、プライマリチャネルは、ＡＰおよびＢＳＳにおける他のＳＴＡが２ＭＨｚ、４ＭＨｚ ８ＭＨｚ、１６ＭＨｚ、および／または他のチャネル帯域幅動作モードをサポートするとしても、１ＭＨｚモードをサポートする（たとえば１ＭＨｚモードしかサポートしない）ＳＴＡ（たとえばＭＴＣタイプデバイス）を適応させるために、１ＭＨｚの幅でよい。キャリア感知および／またはネットワーク配分ベクトル（ＮＡＶ）設定は、プライマリチャネルの状態に依拠してよい。プライマリチャネルが、たとえばＡＰに送信している（１ＭＨｚの動作モードしかサポートしない）ＳＴＡのためにビジーであれば、周波数帯の大部分がアイドル状態のままで利用可能であったとしても、周波数帯の利用可能なセットの全体がビジーであると考えられてよい。

米国では、８０２．１１ａｈによって使用されることができる利用可能な周波数帯は９０２ＭＨｚから９２８ＭＨｚである。韓国では、利用可能な周波数帯は９１７．５ＭＨｚから９２３．５ＭＨｚである。日本では、利用可能な周波数帯は９１６．５ＭＨｚから９２７．５ＭＨｚである。８０２．１１ａｈに利用可能な全帯域幅は、国コードに依拠して６ＭＨｚから２６ＭＨｚである。

８０２．１１ａｃシステムであるＷＬＡＮのスペクトル効率は、たとえば同一のダウンリンクＯＦＤＭシンボル中および／または同一のシンボル時間に関するガード期間中といった同一のシンボル時間中に、複数のＳＴＡに対してダウンリンクＭＵ－ＭＩＭＯ送信を実行することによって改善されることができる。８０２．１１ａｃシステムによって実施されるダウンリンクＭＵ－ＭＩＭＯは、ダウンリンク送信を実行するのに同一のシンボル時間を使用してよく、言い換えれば、複数のＳＴＡに対するダウンリンク送信の波形の干渉が問題にならないように、複数のＳＴＡに対してシンボルを同時に送信してよい。しかしながら、ＡＰを用いるＭＵ－ＭＩＭＯ送信に包含されるすべてのＳＴＡは同一のチャネルまたは帯域を使用しなければならず、したがって、ＭＵ－ＭＩＭＯダウンリンク送信の動作帯域幅は、ＡＰを用いるＭＵ－ＭＩＭＯ送信に含まれているＳＴＡによってサポートされるチャネル帯域幅のうち最小のものに制限されてよい。

ＷＬＡＮは８０２．１１ａｄシステムでよく、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤおよび物理（ＰＨＹ）レイヤは６０ＧＨｚ帯においてＶＨＴ ＳＴＡをサポートする。８０２．１１ａｄシステムは、７ギガビット／秒までのデータレートをサポートすることができ、スペクトル拡散モード、単一キャリアモード、およびＯＦＤＭモードを含む３つの異なる変調モードをサポートすることができる。その上、８０２．１１ａｄシステムは、世界的に利用可能な６０ＧＨｚの無認可の帯域を使用することができる。６０ＧＨｚにおいて波長は５ｍｍであり、８０２．１１ａｄシステムはコンパクトなアンテナおよび／またはコンパクトなアンテナアレイを有することができる。そのようなアンテナおよび／またはアンテナアレイは、狭いＲＦビームを送信および／または受信することができ、このことは、８０２．１１ａｄシステムにおいて、受信可能範囲を効果的に増加させ、干渉を低減する。加えて、８０２．１１ａｄシステムのフレーム構造は、ビーム形成に関連した発見およびトラッキング動作を含むビーム形成トレーニングを可能にする。１つまたは複数の実施形態によれば、４つの異なるＰＨＹフレーム構造が、異なるＰＨＹフレーム構造の複数の部分において使用されることができるゴレイシーケンスなどのシーケンスの説明を含めて以下で説明される。

４つの異なるＰＨＹフレームタイプの構造
図６は実施形態による異なるＰＨＹフレームタイプを示す。

図６を参照して、米国電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）８０２．１１ａｄ指向性マルチギガビット（ＤＭＧ）ＰＨＹ規格に従って動作する８０２．１１ａｄシステムなどのＷＬＡＮは、フレームタイプ、パケットおよび／またはパケット構造とも称されることがある異なるＰＨＹフレーム構造をサポートすることができる。実施形態によれば、８０２．１１ａｄシステムなど、ＷＬＡＮによってサポートされる４つの異なるＰＨＹフレームタイプは、制御ＰＨＹフレームタイプ６０１、信号キャリアフレームタイプ６０２、低電力単一キャリアＰＨＹフレームタイプ６０３、およびＯＦＤＭ ＰＨＹフレームタイプ６０４を含むことができる。

図７は、実施形態によるプリアンブル構造を示す。

図６および図７を参照して、ＰＨＹフレームタイプ６０１～６０４は、ショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ）６０５／７０５およびチャネル推定フィールド（ＣＥＦ）６０６／７０６を含むプリアンブル構造を有することができる。ＳＴＦフィールドとＣＥＦフィールドの両方が、図７に示されるように、π／２（差動）バイナリ位相偏移キーイング（（Ｄ）ＢＰＳＫ）変調された繰返しゴレイシーケンスから構築されてよい。特定の実施形態によれば、繰返しゴレイシーケンスのπ／２（Ｄ）ＢＰＳＫ変調が実行されてよい。しかしながら、本開示はそれに限定されず、π／２（Ｄ）ＢＰＳＫ変調は任意の適切な変形形態によって実行されてよい。

図８は実施形態によるビーム形成トレーニングフィールド構造を示す。

図８を参照して、ビーム形成トレーニングフィールド８０１は、ＰＨＹフレームの最後、すなわちＰＨＹフレームのデータフィールドの後に、または後ろに含まれてよい。ビーム形成トレーニングフィールド８０１は、ビームリファインメントプロセスおよび／またはビームトレーニングプロセスとして使用されてよい。ビーム形成トレーニングフィールド８０１を含む、ＰＨＹフレームタイプ６０１～６０４のうちいずれか１つなどのパケットは、ビームリファインメントプロトコル（ＢＲＰ）パケットと称されることもある。

図８を参照して、ビームトレーニングフィールド８０１の長さを指すことができるトレーニング長さはＮによって指示されてよい。いくつかの実施形態では、図８に示されるように、ＰＨＹフレームのビーム形成トレーニングフィールド８０１は４Ｎ個の自動利得制御（ＡＧＣ）サブフィールド８０２を含むことができ、トレーニング受信／送信（ＴＲＮ－Ｒ／Ｔ）フィールド８０３は５Ｎ個のＴＲＮ－Ｒ／Ｔサブフィールド８０４を含む。チャネル推定（ＣＥ）サブフィールド８０５は、図６および図７に示されたＣＥＦ ６０６／７０６と類似のものおよび／または同一のものでよい。他の実施形態によれば、Ｎはトレーニングされるアンテナウェイトベクトルの数でよく、１つのＡＧＣブロックは４つのサブフィールドを含むことができ、１つのＴＲＮ－Ｒ／Ｔブロックが、４つのＲ／Ｔシーケンスおよび１つのＣＥＦなど、５つのサブフィールドを含むことができ、加えて、ＡＧＣサブフィールド８０２およびＴＲＮ－Ｒ／Ｔサブフィールド８０３を含むすべてのサブフィールドが、送信される前に、回転されるπ／２－ＢＰＳＫ変調を使用して変調されてよい。

ＣＥＦおよびＳＴＦを構築するのに使用されるゴレイシーケンスは、以下によって定義されてよい。実施形態によれば、ρ_a（ｋ）は、シーケンスａ＝｛ａ₀，ａ₁，・・・，ａ_N-1｝の非周期的自己相関でよく、ρ_a（ｋ）は次式によって明示的に示され、

（・）^*はその引数の共役である。そこで、（ａ，ｂ）の対は、ρ_a（ｋ）＋ρ_b（ｋ）＝０、ｋ≠０であればゴレイ相補対と称されてよい。

特定の実施形態によれば、ゴレイ相補対およびゴレイシーケンスは、その固有の特徴のために、ピーク対平均電力軽減、ＩＱアンバランスパラメータの推定、およびチャネル推定として使用されてよい。ゴレイシーケンスの、位相外れの周期的自己相関がゼロになるという特性は、通信システムにおいて有益に使用されることができる。すなわち、ワイヤレス通信における多経路のために、ゴレイシーケンスの複数の遅れた複製、言い換えれば繰返しが受信機に到達する可能性がある。いくつかの実施形態では、チャネルを推定するために、ゴレイシーケンスのシフトされたバージョンは、同一のシーケンスの別のシフトされたバージョンに対して直交してよい。ゴレイシーケンスａの周期的自己相関は、以下に示されるようにｃ_a（ｋ）で与えられる。

ｍｏｄ｛ａ，Ｎ｝はａのＮを法とした剰余である。いくつかの実施形態によれば、ゴレイシーケンスａの周期的自己相関は、以下に示されるように、ゴレイシーケンスａの非周期的自己相関の定義を使用して表現されてもよい。

したがって、ゴレイ相補対に対して次の表現も当てはまる。
ｃ_a（ｋ）＋ｃ_b（ｋ）＝０、ｋ≠０
ゴレイシーケンスａの周期的自己相関と非周期的自己相関の合計がゼロになるというゴレイ相補対のこの特性は、受信機により、相関演算を使用することによってそれぞれのチャネルタップを推定するのに使用されてよい。

長さＮ＝２^Mのビームトレーニングフィールドゴレイ相補対は、以下に示す再帰的プロシージャによって構築されてよい。

ここで

はクロネッカーのデルタであり、ｗ_mは回転ベクトルｗ＝［ｗ₁ ｗ₂ ・・・ ｗ_M］のｍ番目の要素であって｜ｗ_m｜＝１であり、ｄ_mは遅延ベクトルｄ＝［ｄ₁ ｄ₂ ・・・ ｄ_M］のｍ番目の要素および［１ ２ ・・・ ２^M］の並べ替えである。

実施形態によれば、８０２．１１ａｄシステムであるＷＬＡＮの場合には、対のゴレイ相補シーケンスは前述の方法に基づいて生成されてよく、（Ｇａ₃₂，Ｇｂ₃₂）、（Ｇａ₆₄，Ｇｂ₆₄）、および（Ｇａ₁₂₈，Ｇｂ₁₂₈）の３つの対が考えられる。これらの対のパラメータは以下のように列挙される。

および

ｗ＝［－１ １ －１ １ －１］およびｄ＝［１ ４ ８ ２ １６］

および

ｗ＝［１ １ －１ －１ １ －１］およびｄ＝［２ １ ４ ８ １６ ３２］

および

ｗ＝［－１ －１ －１ －１ １ －１ －１］およびｄ＝［１ ８ ２ ４ １６ ３２ ６４］
ここでｆｌｉｐ｛・｝はその引数の順番を逆にする関数である。別の実施形態によれば、８０２．１１ａｄシステムの場合には、ゴレイシーケンスは、ＳＣ ＰＨＹフレームのたとえばＧａ₆₄によって指示された位置、および低電力ＳＣ ＰＨＹのたとえばＧａ₆₄およびＧｂ₁₂₈によって指示された位置、ならびにビーム形成トレーニングフィールドにおいて使用されてよい。

ＩＥＥＥは、ＩＥＥＥ ８０２．１１のＰＨＹレイヤとＩＥＥＥ ８０２．１１ ＭＡＣレイヤの両方に対して、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とき少なくとも２０ギガバイト／秒の最大のスループットをサポートすることができる少なくとも１つの動作モードを可能にする一方で、局当たりの電力効率を保つかまたは改善する規格化された改良を定義する改正案を開発するために、タスクグループａｙ（ＴＧａｙ）を承認した。この改正案は、４５ＧＨｚより上でライセンスを免除する帯域に関する動作を定義する一方で、同一の帯域で動作する、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｄ－２０１２改正案によって定義されたレガシーの指向性マルチギガビット局との後方互換性および共存も保証するものである。

ＴＧａｙの主要目的は、少なくとも２０ギガバイト／秒の最大スループットであるが、移動性および屋外のサポートの含有も提案されている。スループット、待ち時間、動作環境および用途に関して、１０を超える異なる使用事例が提案され、解析されている。８０２．１１ａｙが従来の規格と同一の帯域において動作する可能性があるので、新技術は、同一の帯域において後方互換性およびレガシーとの共存を提供することが必要とされることがある。

８０２．１１ａｄおよび８０２．１１ａｙで使用されるミリメートル波（ｍｍＷ）帯域の最大スループット要件に到達するために、シングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ－ＭＩＭＯ）、すなわちマルチストリーム、チャネル接合、高次変調および不均一な変調を含む複数の技術が提案されている。より多くの特徴、たとえば屋外および移動性使用事例といった、より広い使用法のシナリオおよび全体システム容量をサポートするために、たとえばマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ－ＭＩＭＯ）および強化された中継といった他の技術が８０２．１１ａｙに含まれてよい。

図９はＭＩＭＯ送信を実行する流れ図を示す。

図９を参照して、動作９０１において符号化データを生成するために、データ情報ビット９００とも称されることがある情報ビット９００が、エンコーダパーサ９０２と、エンコーダ９０４のうち１つまたは複数とに入力される。実施形態によれば、パケットサイズが非常に大きいときには複数のエンコーダが使用されてよい。エンコーダ９０４の各々の符号化速度は、変調および符号化方式（ＭＣＳ）表から選択されてよい。

動作９０１で生成された符号化データは、動作９０３において、ＭＩＭＯ技術を使用して受信機へ同時に送信される複数の空間ストリーム（ＳＳ）９０８を生成するために空間パーサ９０６に提供されてよい。数量Ｎｓｓは複数のＳＳにおけるＳＳの数を指示してよい。動作９０５において、複数のＳＳ ９０８の各々のそれぞれのバイナリシーケンスは、コンスタレーションマッパ９１０によって複素領域にマッピングされる。実施形態によれば、コンスタレーションマッパ９１０は、ＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ変調方式、π／２－ＢＰＳＫ変調方式、および／または何らかの他の類似かつ／または適切な変調方式のうちの１つまたは複数に基づいて複数のＳＳ ９０８をマッピングしてよい。いくつかの実施形態では、複数のＳＳ ９０８の異なるものに対して異なるコンスタレーション方式および／または変調方式が適用されてよく、適用されるコンスタレーション方式および／または変調方式はＭＣＳ表に基づいて決定されてよい。コンスタレーションマッパ９１０の出力は複素変調シンボルと称されることがあり、実施形態によれば、複素変調シンボルはＰＨＹパケットなどのパケットのデータフィールドに含まれてよい。

動作９０７において、動作９０５で生成されたそれぞれのＰＨＹパケットのデータフィールドに、ミッドアンブルおよび／またはポストアンブルでもよいプリアンブルが付加されてよく、このプリアンブルは、ＳＴＦ、ＣＥＦ、およびヘッダフィールドのうち１つまたは複数を含む。実施形態によれば、データフィールドに適用される同一の複素変調または異なる複素変調が、プリアンブルに含まれるフィールドに適用されてよい。ＭＩＭＯ通信をサポートするいくつかの実施形態によれば、複数のＳＳ ９０８の中の異なる空間ストリームなどの異なる空間ストリームに対して、直交するＣＥＦまたは相互相関の低いＣＥＦが使用されてよい。動作９０９において、空間マッパ９１２は、複数のＳＳ ９０８のすべての空間ストリームの複素変調シンボルを処理する。空間マッパ９１２は、時空間ブロック符号化（ＳＴＢＣ）、（サイクリックシフト（cyclic shifting）ダイバーシティのための）サイクリックシフト、ならびに空間多重再符号化（spatial multiplex recoding）およびビーム形成のうち１つまたは複数を実行することができる。空間マッパ９１２の出力は送信（ＴＸ）チェーンと称されることがある。

特定の実施形態によれば、ＰＨＹパケットがＯＦＤＭ ＰＨＹパケットである場合には、空間マッパ９１２によって出力された各ＴＸチェーンの複素シンボルは、動作９１１において、ＯＦＤＭシンボルと、マルチキャリア変調器９１４による逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）演算に基づいて生成された時間領域信号とにマッピングされてよい。実施形態によれば、各ＯＦＤＭシンボルについて時間領域サンプルにガードインターバル（ＧＩ）が付加されてよく、ＧＩを付加した後にウィンドウ処理動作が実行されてよい。実施形態によれば、各ＴＸチェーンの複素シンボルが１つまたは複数のＤＭＧアンテナチェーンから送信されてよい。順次のＢＲＰ動作ではなく同時のＢＲＰ動作をサポートする実施形態によれば、動作９１３において、１つまたは複数のＤＭＧアンテナチェーンの各々について、データフィールドに対して、トレーニング（ＴＲＮ）フィールドと称されることがある直交するビーム形成トレーニングフィールドまたは相互相関の低いビームトレーニングフィールドが、それぞれのＤＭＧアンテナチェーンのプリアンブルおよびヘッダフィールドと併せて付加されてよい。ＤＭＧアンテナチェーンが、異なるＴＸチェーンに対してＴＲＮフィールドの同一のセットを使用する場合には、異なるＴＸチェーンに対するビームリファインメントプロセスは順次に行われてよい。

実施形態によれば、ＤＭＧアンテナチェーンの各々に対する動作９１３の出力が、動作９１５においてそれぞれのデジタル／アナログコンバータ９１６に提供され、動作９１７において、アナログ方式のＤＭＧアンテナチェーンがそれぞれのアナログプリコーダ９１８によってビーム形成されてよい。アナログプリコーダ９１８はアナログビーム形成器と称されることがあり、独立して、かつ／または協力し合って動作することができる。

ＭＩＭＯ送信のための後方互換性のあるＣＥＦを提供する方法
複数の送信アンテナによる２０ギガバイト／秒スループットを提供するため、および／または上回るために、たとえばＳＵ－ＭＩＭＯといった複数の空間レイヤ送信技術が使用されてよい。ＳＵ－ＭＩＭＯを可能にするためにＣＥＦは互いに直交するべきであり、すなわち、各空間レイヤに対して１つのＣＥＦが、互いに直交するＣＥＦであるように生成され、かつ／または構築されるべきである。８０２．１１ａｙについては後方互換性およびレガシー８０２．１１ａｄデバイスとの共存が必要とされるので、８０２．１１ａｙ用に使用されるＣＥＦのうちの１つのタイプは、８０２．１１ａｄに使用されるＣＥＦのタイプと同一または類似でよい。それゆえに、８０２．１１ａｙシステムは、新規のＣＥＦと８０２．１１ａｄのＣＥＦが互いに直交し、しかも同一の特性および／または類似の特性を有するように、１つまたは複数のＣＥＦを識別する必要がある。

実施形態によれば、２つのストリームが一緒に送信されてよく、言い換えれば同時に送信されてよい。そのような場合には、

および

は、それぞれ単一キャリアのＳＴＦおよびＣＥＦの最後の１２８個のサンプルを含むシーケンスと、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｄシステムにおけるＯＦＤＭ送信を含むシーケンスとでよい。

は複素数のフィールドである。したがって、実施形態によれば、ベクトルｓ_uvおよびｓ_vuは次式で示されてよく、

ここで

は変調されたゴレイシーケンスであって次式で表現されてよく、

ここで

はＩＥＥＥ ８０２．１１ａｄ規格によって定義されることができるゴレイベクトルであり、

は実数のフィールド

であって、複素平面においてゴレイベクトルの入力を回転させるためのものであり、

はアダマール積である。

図１０は、実施形態による、単一キャリア送信のマルチストリーム用のＣＥＦを示す。

図１０を参照して、ストリーム１のための第１のシーケンスは従来のＳＴＦおよび従来のＣＥＦ（複数可）に由来するものでよい。ストリーム１のための第１のシーケンスはＭＳプリアンブルに由来するものでよい。いくつかの実施形態では、ベクトルｓ_uvは８０２．１１ａｄの単一キャリア（ＳＣ）送信のためのＳＴＦおよびＣＥＦの最後の部分を含む第１のシーケンスに対応してよく、ｓ_vuは、８０２．１１ａｄ ＯＦＤＭ送信のＳＴＦおよびＣＥＦの最後の部分のための第２のシーケンスに対応してよい。多経路チャネルの場合、ベクトルｓ_uvおよびｓ_vuの右側と左側に配置されたベクトル

および

は、シフトされたバージョンｓ_uvおよびｓ_vuが

および

に対する循環シフトをもたらすことを可能にする。

特定の実施形態によれば、２つの並行のストリームが送信される場合には、送信機は、８０２．１１ａｄ規格で定義されたシーケンスすなわちｓ_uvおよびｓ_vuならびにそれらの共役すなわち

および

を使用することにより、ＳＴＦの最後の１２８個のサンプルを含むストリームのＣＥＦを生成してよい。より詳細には、ｓ_uvおよび

はＳＣ送信のストリームのために使用されてよく、また、ｓ_vuおよび

はＯＦＤＭ送信のストリームのために使用されてよい。その上、ｓ_uvと

の対またはｓ_vuと

の対を使用することによってストリーム間の最大の分離が達成されてよく、ストリーム間の最大の分離は次の観測によって示され、

ｃｉｒｃｓｈｉｆｔ｛ａ，ｎ｝は、シーケンスａに対して左から右へｎ回の循環シフトを適用する演算子である。

特定の実施形態では、２つのデータストリーム送信のために、ＣＥＦ用に使用される変調されたシンボルシーケンスが設計されてよい。たとえば、第１のストリーム用のＣＥＦはフォーマット［ｍ_Gu512，ｍ_Gv512－ｍ_Gb128］を有することができ、第２のストリーム用のＣＥＦはフォーマット［ｍ_Gu512 ^*，ｍ_Gv512 ^*－ｍ_Gb128 ^*］を有することができる。第１のストリーム用のＣＥＦおよび第２のストリーム用のＣＥＦに使用される変調されたシンボルは表Ａに示されている。第１の列は、π／２ ＢＰＳＫ変調を伴う、第１のストリーム用のＣＥＦに対応する第１の変調されたシンボルを示すことができる。第２の列は、π／２ ＢＰＳＫ変調を伴う、第２のストリーム用のＣＥＦに対応する第２の変調されたシンボルを示すことができる。第３の列は、π／２ ＢＰＳＫ変調なしの、第１のストリーム用のＣＥＦに対応する第１の変調されたシンボルを示すことができる。第４の列は、π／２ ＢＰＳＫ変調なしの、第２のストリーム用のＣＥＦに対応する第２の変調されたシンボルを示すことができる。演算子

はアダマール積に対応する。

図１１は、実施形態による、シーケンスｓ_uvおよびｓ_vuの自己相関ゾーンおよび相互相関ゾーンを示す。

図１１を参照して、（ａ）～（ｄ）に示された動作は、

とそれらの共役がゼロ自己相関ゾーンを有することを指示することができ、（ｅ）～（ｆ）に示された動作は、

と

の対および

と

の対がゼロ相互相関ゾーンを有することを指示することができる。ベクトル

の要素の数が５１２であるので、ゼロ自己相関ゾーンのサイズは２５６であり、ゼロ相互相関ゾーンのサイズは２５６である。したがって、実施形態によれば、提案されたシーケンスはすべての利用可能な自由度を利用することができ、シーケンス間の最大の分離をもたらすことができる。実施形態によれば、シーケンスｓ_uvとｓ_vuが最大の分離を有するので、８０２．１１ａｄ受信機と８０２．１１ａｙ受信機の両方が、ゴレイ相関器を使用することによって±１２８タップを有するチャネルを推定することができる。

特定の実施形態によれば、ＭＩＭＯシステムにおいて、かつ／またはＭＩＭＯシステムの設計に関して、複数のＴＸアンテナ用のＣＥＦ（たとえばパイロット信号および／または基準シーケンス）の直交性が、時空間符号化に類似の技術に基づいて実施され、実行され、かつ／または達成されてよい。いくつかの実施形態では、単一のＴＸアンテナの場合には、ＣＥＦの送信時間はＮ_T倍（Ｎ_TはＴＸアンテナの数である）だけ増加されてよい。他の実施形態では、たとえばＮ_T＝２といった複数のＴＸアンテナの場合には、２つのＣＥＦを使用する代わりに１つのＣＥＦ（たとえば増加された送信時間を有することができる）が使用されてよい。特定の実施形態によれば、以下で論じられるように、ＣＥＦの送信時間を増加させることは、Ｎ_T＝４の場合などＮ_T＞２の場合に拡張されてよく、かつ／または適用されてよい。

図１２は、実施形態による、マルチストリーム用の拡張されたＣＥＦを示す。

図１２を参照して、推定されるチャネルの信号対雑音比（ＳＮＲ）が増加されることができる。実施形態によれば、ＣＥＦの部分（たとえばＣＥＦの

部分）は、ＣＥＦの

および

を追加することにより、かつ／または繰り返すことによって拡張されてよい。特定の実施形態によれば、拡張されたＣＥＦは特定の場合に使用されてよいが、拡張されていないＣＥＦ（複数可）は、たとえば多くの場合に使用されるように、デフォルトＣＥＦ構造および／またはベースラインＣＥＦ構造であると考えられてよい。特定の実施形態によれば、ＣＥＦの部分は、対応するサイクリックサフィックス（cyclic suffix）（たとえばＣＥＦの

および／または

）を追加することによって拡張されてよい。図１２は、部分（ａ）および（ｂ）におけるＣＥＦのそれぞれの拡張を示す。しかしながら、本開示はそれに限定されず、低減されたＣＥＦは、ＳＮＲを増加させるために任意の適切な要素および／または類似の要素を含むことができる。

図１３は、実施形態による、マルチストリーム用の低減されたＣＥＦを示す。

図１３を参照すると、チャネルおよび／または信号に関連した待ち時間が低減されることができる。実施形態によれば、関連する待ち時間を低減するために、低減されたＣＥＦが使用されてよい。たとえば、低減されたＣＥＦは、

または

しか含まなくてよい。しかしながら、本開示はそれに限定されず、低減されたＣＥＦは、待ち時間を低減するために任意の適切な要素および／または類似の要素を含むことができる。

複数の送信アンテナを用いてプリアンブルおよびヘッダを送信する方法
８０２．１１ａｙシステムのレガシー８０２．１１ａｄシステムに対する後方互換性を提供するために、ＳＴＦおよびＣＥＦを含むプリアンブルと、パケットのヘッダ部分との送信方法を定義する必要がある。

図１４は、実施形態による、８０２．１１ａｄシステムと８０２．１１ａｙシステムの相互運用性を示す。

図１４を参照すると、８０２．１１ａｄ ＳＴＡでよい８０２．１１ａｄ受信機１４０１と、８０２．１１ａｙ ＡＰでよい８０２．１１ａｙ送信機１４０２と、８０２．１１ａｙ ＳＴＡでよい８０２．１１ａｙ受信機１４０３とが示されている。実施形態によれば、８０２．１１ａｄ受信機１４０１がうまく復号するために、言い換えれば受信信号を正確に復号するために、ストリーム１の交差チャネルすなわちｈ_11ad、およびＭＩＭＯチャネルすなわちｈ₁₁、ｈ₁₂、ｈ₂₁、およびｈ₂₂は、それぞれ８０２．１１ａｄ受信機１４０１および８０２．１１ａｙ受信機１４０２において推定されてよい。

図１５は８０２．１１ａｄ受信機のチャネル推定結果を示し、図１６は、実施形態による、８０２．１１ａｙ受信機のチャネル推定結果を示す。

図１４、図１５および図１６を参照して、ゴレイシーケンスの前述のゼロ相関ゾーン特性を使用する実施形態により、ランダムな指数関数的遅延チャネルに対して、８０２．１１ａｄ受信機１４０１において推定されるチャネル結果が図１５に示されており、８０２．１１ａｙ受信機１４０３において推定されるチャネル結果が図１６に示されている。実施形態によれば、交差チャネルとＭＩＭＯチャネルの両方に対して、完全なチャネル推定が達成されることができる。

図１７は実施形態による８０２．１１ａｙパケットのヘッダを示す。

図１７を参照して、実施形態によれば、ストリームに関連した情報を送信するために、ゴレイシーケンスの前述のゼロ相関ゾーン特性を使用する実施形態については、ＳＵ－ＭＩＭＯ送信のための最小のオーバヘッド設計を提供する一方で追加のヘッダフィールドが含まれてよい。図１７に示されるように、第１のストリーム１７０１および第２のストリーム１７０２に関連したヘッダ情報は、第１のストリーム１７０１と第２のストリーム１７０２の両方によって送信される。８０２．１１ａｙパケットのオーバヘッドを最小化するために、レガシーヘッダ１７０３に既存のビットが第１のストリーム１７０１用に使用されてよい。たとえばＳＵ－ＭＩＭＯに関連した情報といった、８０２．１１ａｙの新規の特徴に関連した情報は、第２のストリーム１７０２によって送信されてよい。実施形態によれば、レガシーヘッダ１７０３が８０２．１１ａｄ受信機において復号されるように、レガシーヘッダ１７０３のフォーマットは一定に保たれてよく、第２のストリーム１７０２のエネルギーレベルは第１のストリーム１７０１のものよりも低く保たれてよい。

マルチストリームに対するビームトラッキング用のＣＥＦを提供する方法
実施形態によれば、１対のＳＴＡの間に必要とされるリンクバジェット（link budget）を提供するためにＢＲＰが使用されてよい。たとえば、８０２．１１ａｄシステムであるＷＬＡＮは、対のＳＴＡの両方の、受信機トレーニングと、送信機と受信機の両方のアンテナ設定の反復改善とのために、ＢＲＰを使用してよい。ＢＲＰについては、８０２．１１ａｄ用に定義されたチャネル推定フィールドが採用されてよく、ビームトレーニング中および／またはビームリファインメント動作中に繰り返し送信されてよい。マルチストリームがサポートされる場合には、既存のＢＲＰの使用を可能にするＣＥＦが必要とされることがある。

図１８は、実施形態による、２つのストリーム用のチャネル推定フィールド（ＣＥＦ）を示す。

図１７および図１８を参照すると、第１のストリーム１８０１および第２のストリーム１８０２が、ＢＲＰによって使用されてよく、言い換えればＢＲＰメッセージに含まれてよい。実施形態によれば、たとえば８０２．１１ａｙ ＳＴＡ、８０２．１１ａｙ ＡＰといった受信機、および／または何らかの他の適切かつ／または類似のデバイスは同時に２つのビームを追跡することができる。そのような場合には、第２のストリーム１８０２の第２のＣＥＦ １８０４はＢＲＰ用に使用され、言い換えれば、ＢＲＰメッセージに含まれる第２のストリーム、およびセクタレベルスイープ（ＳＬＳ）メッセージに対応する。第２のＣＥＦは、ＢＲＰおよびＳＬＳ用に使用される第１のストリーム１８０１の第１のＣＥＦ １８０３の共役である。実施形態によれば、２×２ ＭＩＭＯシステムが考えられるとき、上記で説明されたように、第２のストリーム１８０２用に共役ＣＥＦを使用すると、第１のストリーム１８０１と第２のストリーム１８０２の間の最大の分離を可能にすることができ、アンテナポート、送信アンテナポートの対、および／または送信機のデジタルプリコーダの入力、ならびに受信アンテナポートおよび／または受信機のデジタルプリコーダの出力について、完全な、かつ／またはほぼ完全なチャネル推定をもたらすことができる。しかしながら、本開示はそれに限定されず、２つ以上のストリームが、ＢＲＰ用に使用されてよく、かつ／またはＢＲＰメッセージに含まれてよい。

より詳細には、第１のＣＥＦ １６０３および／または第２のＣＥＦ １６０４などのＣＥＦは、以下で説明されるようにＮ≧２であるとき、Ｎ個のデータストリームＭＩＭＯ送信を可能にするように拡張されてよい。実施形態によれば、図２３および図２４に示されたＣＥＦは、ビームトレーニングフィールドで使用されるＣＥＦ、言い換えればＢＲＰ用に使用されるＣＥＦおよび／またはＢＲＰメッセージに含まれるＣＥＦとして使用されてよく、かつ／または同ＣＥＦに類似のものである。

ＭＩＭＯ用のＣＥＦ設計
実施形態によれば、複数のストリームを追跡する方法は、Ｎ個（Ｎ≧２）のデータストリームＭＩＭＯ送信に適用されてよく、ＳＵ－ＭＩＭＯおよびＭＵ－ＭＩＭＯ送信に適用されてよい。

図１９は実施形態による追加のＣＥＦを示す。

実施形態によれば、空間ストリームと称されることも、データストリームおよび／またはストリームを指すこともある時空間ストリームの数が、２つ以上のとき、ＭＩＭＯチャネル推定用に追加のＣＥＦが挿入されてよく、かつ／または使用されてよい。ＣＥＦ１と称されることがある、ＣＥＦ１として示された追加のＣＥＦは、８０２．１１ａｄで定義された基本的なＣＥＦシーケンスに基づいて構築されてよい。他の実施形態によれば、ＣＥＦ１は、図１９に示されるように、ＳＴＦからの最後の１２８個のシンボルを先頭に追加することによって拡張されてよい。特定の実施形態によれば、第１のＣＥＦ１ １９０１はｓ_uvと称されてよく、かつ／または

によって決定されてよく、ＳＣフレームタイプおよび／またはＰＨＹフレームタイプに使用されてよい。第２のＣＥＦ１ １９０２はｓ_vuと称されてよく、かつ／またはＯＦＤＭフレームタイプ用に

によって決定されてよい。いくつかの実施形態によれば、ＣＥＦ１と称されることもある追加のＣＥＦは複素変調シンボルでよい。本明細書では、以下、追加のＣＥＦという用語は、図１９を参照しながら説明されたＣＥＦ１の変形形態から構成されることができるフィールドを指してよい。しかしながら、本開示はそれに限定されず、追加のＣＥＦは、図１９を参照しながら説明されたＣＥＦ１に基づくものではない変形形態によって構成されてよく、決定されてよく、かつ／または生成されてよい。

本明細書で説明され、かつ／または図示された実施形態を含む特定の実施形態によれば、ＣＥＦ１とＣＥＦは交換可能でよい。たとえばＣＥＦ１はＣＥＦによって置換されてよく、その逆も成立する。

図２０は、実施形態による、マルチストリーム用のＣＥＦを示す。

実施形態によれば、ＣＥＦは、様々なやり方、タイプで、かつ／または１つまたは複数のパラメータに基づいて構築されてよい（たとえば構成されてよい、設計されてよい、など）。特定の実施形態によれば、ＣＥＦのサイズは多様でよく、たとえば変化されてよい。特定の実施形態によれば、ＣＥＦ１のサイズは変化されてよく、かつ／または構造に従って構築されてよい。たとえば、ＣＥＦ１のサイズは、特定のパラメータに関する構造（たとえば適切な構造）に調和して変化されてよい。

特定の実施形態によれば、推定されるチャネルのＳＮＲを改善するために、ＣＥＦ１）における

および／または

の対は、図２０の部分（ａ）および（ｂ）に示されるように複製されてよい（たとえば拡張されてよい）。他の実施形態によれば、推定されるチャネルのＳＮＲを改善するために、ＣＥＦ１における

および／または

の対は、図２０の部分（ｃ）から（ｅ）に示されるように、

と

の間で低減されてよい（たとえば短縮されてよい）。特定の実施形態によれば、上記の実施形態の要素のいかなる組合せも、推定されるチャネルのＳＮＲを改善するために組み合わされてよい。

特定の実施形態によれば、ＣＥＦ１は、様々なやり方、タイプで、かつ／または１つもしくは複数のパラメータに基づいて構成されてよく、かつ／または構築されてよい。そのような場合には、送信機は、ＣＥＦ１が構築されている構成および／または構造に関連した情報を伝えてよい。特定の実施形態によれば、ＣＥＦ１の構成および／または構造に関連した情報は、以下で論じられることになる新規のヘッダフィールドに含まれてよい。図２０に関連した実施形態のいかなるものにおいても、ＣＥＦ１はＣＥＦによって置換されてよい。

図２１は、実施形態による、ＭＩＭＯ送信のプリアンブルおよびＰＨＹヘッダを示し、図２２は、別の実施形態による、ＭＩＭＯ送信のプリアンブルおよびＰＨＹヘッダを示す。

図２１および図２２を参照して、１つまたは複数の実施形態によれば、プリアンブルおよびＰＨＹヘッダは、４つのデータストリームを含むＭＩＭＯ送信用でよい。しかしながら、本開示はそれに限定されず、プリアンブルおよびＰＨＹヘッダはＮ個のデータストリームを含むＭＩＭＯ送信用でよい。実施形態によれば、レガシーＳＴＦ（Ｌ－ＳＴＦ）フィールド、レガシーＣＥＦ（Ｌ－ＣＥＦ）フィールドおよびレガシーヘッダ（Ｌ－Ｈｅａｄｅｒ）フィールドは、８０２．１１ａｄで使用されるものと同一でよい。あるいは、２番目、３番目、および／または４番目のデータストリームのＬ－ＳＴＦフィールド、Ｌ－ＣＥＦフィールド、およびＬ－Ｈｅａｄｅｒフィールドには、異なるサイクリックシフトが適用されてよい。

実施形態によれば、Ｌ－Ｈｅａｄｅｒフィールドの後に、マルチストリーム（ＭＳ）ヘッダと称されることもある新規のヘッダが挿入されてよい。新規のヘッダは、受信機が、新規のヘッダはデータ送信の一部分ではないと認めるように、言い換えれば決定するように、８０２．１１ａｄで定義されたデータフィールドから明示的に異なるように符号化されてよい。特定の実施形態によれば、新規のヘッダフィールドおよび／またはＭＳヘッダフィールドと称されることもある新規のヘッダは、データ送信の前に、新規のヘッダフィールドに追加のＣＥＦがいくつ続くかを伝えるのに使用されるパラメータを包含することができる。特定の実施形態によれば、新規のヘッダは、たとえば図２１に示されたＣＥＦの異なる構成のいずれかに関連した情報といった、ＣＥＦ１の構成および／または構造に関連した情報を包含することができる。

実施形態によれば、新規のヘッダフィールドの後に、ＣＥＦ１と称されることもある追加のＣＥＦが挿入されてよい。受信機は、ＭＩＭＯチャネル推定のために、追加のＣＥＦをレガシーＣＥＦとともに使用してもよい。使用される追加のＣＥＦの数は時空間ストリームの数に基づいてよい。他の実施形態によれば、Ｍ個の時空間ストリームが送信される場合、Ｎ個の追加のＣＥＦが使用されてよく、Ｎ≧Ｍ－１である。たとえば、２つの時空間ストリームが送信される場合、Ｎは１に等しくてよく、４つの時空間ストリームが送信される場合、Ｎは３に等しくてよく、３つの時空間ストリームが送信される場合、Ｎは２または３でよい。しかしながら、本開示はそれに限定されず、Ｎは、Ｍに対して適切に対応する任意の値でよい。

Ｌ－ＳＴＦフィールドおよびＬ－ＣＥＦフィールドからの最後の１２８個のシンボルと、追加のＣＥＦとを含むことができる拡張Ｌ－ＣＥＦフィールドを含んでいるＣＥＦフィールドは、図１９に示されるように、サイズ（Ｎ＋１）×（Ｎ＋１）を有する直交マトリクスＶを掛けられてよい。より詳細には、実施形態によれば、ｊ番目の時空間ストリーム用のｉ番目のＣＥＦフィールドにおけるすべてのシンボルは定数Ｖ_ijを掛けられてよく、第１のＣＥＦフィールドは前述の拡張Ｌ－ＣＥＦフィールドでよく、ｋ番目のＣＥＦフィールドは、ｋ＞１としてｋ－１番目のＣＥＦ１でよい。Ｖマトリクスは以下のように定義されてよい。

実施形態によれば、Ｖマトリクスの第１の列は１に固定されてよい。そのような場合には、異なるストリーム用のレガシーＣＥＦは変更されなくてよく、レガシーデバイスはレガシーヘッダを復号することができる。加えて、Ｖマトリクスは、たとえば

または

といった直交マトリクスとして設計されてよい。しかしながら、本開示はそれに限定されず、他の直交マトリクスが同様に使用されてよい。

実施形態によれば、図２２を参照して、空間ストリーム間の直交性を生成するために共役複素数演算子が使用されてよい。しかしながら、本開示は、図２２に示されるような追加のＣＥＦフィールドの選択には限定されない。たとえば、図２２に示された構成に対して、ストリームに対応する行が交換されてよく、言い換えれば、第３のストリーム２２０３用の行が第１のストリーム２２０１と第２のストリーム２２０２の間に配設されてよく、一方、第４のストリーム２２０４が第２のストリーム１９０２に隣接して配設されてよい。

図２３は、他の実施形態による、ＭＩＭＯ送信のプリアンブルおよびＰＨＹヘッダを示す。

図２３を参照して、図２２に示された実施形態は、直交マトリクスＶを使用する図２１に示された実施形態に対する代替形態と考えられてよい。実施形態によれば、直交マトリクスＶの第１の列は１に固定されなくてよい。したがって、第２のストリームから開始して、Ｌ－ＣＥＦが続くＬ－ＳＴＦを送信する代わりに、Ｌ－ＳＴＦおよびＬ－ＣＥＦからの最後の１２８個のシンボルを含んでいる拡張Ｌ－ＣＥＦフィールドが、直交Ｖマトリクスからの係数を掛けられてよい。それゆえに、Ｖ_k1＊（拡張Ｌ－ＣＥＦ）が送信され、ｋはストリームインデックスである。同様に、すべてのストリームを通して、Ｌ－Ｈｅａｄｅｒを直接送信する代わりに、Ｖ_k1＊Ｌ－Ｈｅａｄｅｒが送信される。したがって、Ｌ－Ｈｅａｄｅｒフィールドのアンテナ構成がＬ－ＣＥＦフィールドのものと調和し、レガシーデバイスはＬ－Ｈｅａｄｅｒを復号することができる。実施形態によれば、類似の計略が新規のヘッダフィールドにも適用されてよく、Ｖは、たとえば

といった８０２．１１ｎ／ａｃで利用されるＰマトリクスなど任意の直交マトリクスでよい。

図２４は、さらに別の実施形態による、プリアンブルおよびＰＨＹヘッダを示す。

図２４を参照して、レガシーＣＥＦは、ＭＩＭＯチャネル推定用の追加のＣＥＦと組み合わされなくてよい。したがって、実施形態によれば、Ｍ個のストリーム送信の場合には、Ｎ＝Ｍの新規のＣＥＦフィールドが使用されてよい。

図２５は、実施形態による、プリアンブルおよびＰＨＹヘッダを示す。

図２５を参照して、図１０に示された実施形態に対してより小さいオーバヘッドをもたらすＣＥＦが考えられる。特定の実施形態によれば、４つのストリームが送信されることができる場合には、ＭＳプリアンブルにおいて新規のヘッダフィールドの後に挿入されるＣＥＦは２つだけである。第１のストリームと第２のストリームの間の直交性は、サイズ２×２を有する直交マトリクスＶによって保たれることができる。第１のストリームは、図１０の実施形態に示されたＣＥＦの特性のために、第３のストリームに対して直交する。第１のストリームと第４のストリームは、直交マトリクスＶおよび共役複素数演算子が適用されるので相互に直交する。第１、第２、第３、および第４のストリームは任意の順番で配置されてよい。その上、他のストリームは、類似のルールによって相互に直交する。

図２５の実施形態によれば、Ｖは、たとえば

といった任意の２×２直交マトリクスでよい。ストリームインデックス（たとえば図２５のストリーム１～ストリーム４）ならびに共役演算および直交マトリクス演算の適用は、任意の順番で交換されてよい。たとえば、第１のストリームは、図１０に示されるようなＣＥＦの特性のために第２のストリームと直交する。第１のストリームと第３のストリームは、直交マトリクスＶおよび共役複素数演算子が適用されるので相互に直交する。その上、他のストリームは、類似のルールによって相互に直交する。この設計は、異なるサイズの直交マトリクスＶを使用することによって任意数の空間ストリーム事例に拡張されてよい。

図２６は、別の実施形態による、プリアンブルおよびＰＨＹヘッダを示す。

図２６を参照して、追加のＣＥＦによるオーバヘッドはさらに低減されることができる。実施形態によれば、拡張Ｌ－ＣＥＦフィールドが使用され、ＭＩＭＯチャネル推定用の追加のＣＥＦと組み合わされてよい。図２３には、ＣＥＦおよびヘッダ設計を示すために４つのストリーム送信が示されており、必要な追加のＣＥＦは１つだけでよい。図２３の実施形態によれば、Ｖマトリクスは（１）（上記を参照されたい）として定義されてよく、第１の列の要素は１である。したがって、第１のストリームおよび第２のストリームによって送信されるＬ－ＳＴＦおよびＬ－ＣＥＦフィールドは、８０２．１１ａｄで使用されるものと同一でよい。第３のストリームおよび第４のストリームの拡張Ｌ－ＣＥＦは、共役複素数演算を実行することによって変更されてよい。第１のストリームおよび第２のストリームのＬ－Ｈｅａｄｅｒは８０２．１１ａｄで使用されるものと同一でよく、第３のストリームおよび第４のストリームはＬ－Ｈｅａｄｅｒを送信しなくてよい。Ｖマトリクスおよび共役複素数演算子の第２の列は、図２６に示されるようにＣＥＦ１に対して適用されてよい。

ＭＩＭＯ送信用のプリアンブルおよびＰＨＹヘッダを含む、上記で論じられた実施形態によれば、ＭＩＭＯ送信に含まれるすべてのストリームにわたって新規のヘッダフィールドが使用されてよく、言い換えれば利用されてよい。しかしながら、本開示はそれに限定されず、新規のヘッダフィールドはストリーム固有のものでよい。

近接近のマルチストリームユーザのチャネルを推定する方法
複数ユーザに対する送信の場合には、各空間レイヤおよび各ユーザ用に、互いに直交するＣＥＦを使用する必要があり、したがって、適切な直交方法を識別して利用するための方法およびプロシージャが必要とされる。

図２７は、実施形態による、大きな分離度を有するＭＵ送信を示す。

図２８は、実施形態による、大きな分離度を有するＭＵ送信のためのフレーム構造を示す。

図２９は、実施形態による、小さな分離度を有するＭＵ送信を示す。

図３０は、実施形態による、小さな分離度を有するＭＵ送信のためのフレーム構造を示す

図２７および図２８を参照して、ＭＵ送信に関しては、各ユーザに向けられているストリームを分離するために、アナログビーム形成、デジタルビーム形成またはハイブリッドビーム形成が使用されてよい。実施形態によれば、各ユーザに向けられているストリームが分離される程度は、ユーザの分離の程度に依拠してよく、分離度は、ユーザの空間的分離およびビーム形成方式の有効性によって決定されてよい。実施形態によれば、ＭＵ送信で使用されるＣＥＦは、ユーザの分離度に基づいて適合されてよく、ＭＵ送信シナリオのために最も効率的なＣＥＦが送られることを可能にする。

実施形態によれば、分離度が大きい場合には、それぞれがＣＥＦのそれぞれのセットを有する独立したストリームが、それぞれのユーザ、すなわちそれぞれのＳＴＡへ同時に送られてよく、ＳＴＡはチャネル推定をうまく実行することができ、レガシーＳＴＡは送信とうまく共存することができてよく、すなわち、図２７および図２８に示されるように、ヘッダを復号して、パケットがそれら向けではないと判断することができてよい。

図２９および図３０を参照して、別の実施形態によれば、たとえば複数のＳＴＡが同一のビームまたは隣接したビームに存在する可能性がある場合といった、分離度が小さい場合には、ＣＥＦが分離可能であってデータが復号可能であることを保証するために追加措置が必要とされることがある。分離可能なＣＥＦは、図２９および図３０に示されるように、上記で論じられた実施形態に関して詳述された方法およびプロシージャを使用して設計されてよい。実施形態によれば、ヘッダは、各ユーザすなわちＳＴＡを正しいストリームへマッピングする、それぞれのＳＴＡに対応する固有のＩＤなどの情報を包含することができる。実施形態によれば、各受信機において次式の信号が受信され、
ｙ＝ｈ_desiredｓ_desired＋ｈ_undesiredｓ_undesired＋ｎ
特に、望ましくない信号のエネルギーが、送信ビーム形成に基づく部分的な空間直交性のために所望の信号よりも小さい場合には、ｈ_desiredおよびｈ_undesiredは分離可能なＣＥＦに基づいて知られてよく、所望の信号は各受信機において復号されることができる。

そのような場合には、実施形態によれば、次のプロシージャが実行されてよい。ＡＰは、すべてのＳＴＡに対する最善のビームを識別するために、セクタレベルスイープおよびビームリファインメントプロトコルを実行してよい。ＡＰは、ＳＴＡ１およびＳＴＡ２を、隣接したビームに存在するものとして識別することができる。ＡＰは、図２４に示されたフレーム構成を使用して、ＳＴＡ１およびＳＴＡ２にマルチユーザ送信を送ってよい。ＡＰは、両方のストリームでレガシーＳＴＦ、ＬＴＦおよびＳＩＧを送信してよい。この場合、各ＳＴＡは、情報を、大きな遅延の拡散チャネルにおいて送信されているものと理解してよく、言い換えれば、受信し、かつ／または決定してよい。ＡＰは、ユーザの数の情報、特定のユーザ情報、および各ユーザが関連付けられているストリームをシグナリングする共通ヘッダを送信してよい。次いで、ＡＰは各ユーザにデータを送信してよく、各ユーザにユーザ固有の情報を送信してよい。

同時のビームトレーニングとＭＩＭＯ送信のためのトレーニングフィールドを提供する方法
８０２．１１ａｄでは、送信機は複数のＤＭＧアンテナを有することができ、その各々がフェーズドアレイ（phased array）、単一要素アンテナ、またはクワジオムニ（quasi-omni）アンテナパターンによってカバーされるスイッチトビーム（switched beam）アンテナのセットであり得る。８０２．１１ａｄが単一ストリーム送信をサポートするので、各トランシーバにはＴＸ／ＲＸチェーンが１つしかない。したがって、複数のＤＭＧアンテナがあるとき、ビームトレーニングは、各ＤＭＧアンテナに対して順次に行われなければならない。加えて、８０２．１１ａｙでは、複数の空間レイヤが同時に送信され、かつ受信されてよい。これは、複数の空間レイヤに対して、ステアリングベクトルのリファインメントおよび／またはトレーニングのための機会も同時に提供する。この機能をサポートするために、ビームトレーニングフィールドは再設計されなければならない。

図３１は、２つのストリームのための受信／送信（Ｒ／Ｔ）シーケンスを示す。

図３１を参照して、実施形態によれば、新規のビームトレーニングフィールドは、ステアリングベクトルの同時のリファインメントおよび／またはトレーニングを可能にすることができる。ステアリングベクトルの同時のリファインメントおよび／またはトレーニングを提供する実施形態によれば、受信機は、送信アンテナポートの各対の間のチャネル、および／または送信機のデジタルプリコーダの入力、ならびに受信アンテナポート、および／または受信機のデジタルプリコーダの出力を推定することができ、一方、送信機／受信機はそれ自体のステアリングベクトルを変化させる。このために、ビームトレーニングフィールドにおける完全な自己相関特性および相互相関特性を有するシーケンスは、正確なチャネル推定のために大いに望ましい。シーケンスの最大利用を達成するために、図８に関して上記で論じられた８０２．１１ａｄの変調されたＲ／Ｔシーケンスおよびそれらの共役複素数がストリームに採用されてよい。実施形態によれば、シーケンスの最大利用を達成する構成が図３１に示されている。

図３１を参照して、実施形態によれば、ＴおよびＲは、８０２．１１ａｄのＲ／Ｔ用のシーケンスであって、ベクトルＴおよびベクトルＲは
Ｔ＝Ｒ＝［ｓ_cp ｓ_main］
であることを表し、

および

であるものとする。そこで、それぞれの送信アンテナポートの対の間のチャネル推定、または送信機のデジタルプリコーダの入力のチャネル推定、ならびに受信アンテナポートのチャネル推定、または受信機のデジタルプリコーダの出力のチャネル推定を可能にする以下の引数（ａ）から（ｃ）が当てはまらなければならない。
（ａ）ｃｉｒｃｓｈｉｆｔ｛ｓ_main，τ｝⊥ｓ_main｜τ｜≦１２８、τ≠０

引数（ａ）および（ｂ）は、実施形態によれば、シーケンスが、送信アンテナポートの個々の対または送信機のデジタルプリコーダの入力の完全なチャネル推定、ならびに受信アンテナポート、または受信機のデジタルプリコーダの出力の完全なチャネル推定を可能にすることを保証することができるが、引数（ｃ）は、相関（correlation）の後には、受信機において、異なるチャネル間に相互干渉がないことを保証することができる。

図３２は、実施形態による、引数（ａ）および（ｂ）のゼロ自己相関ゾーンならびに引数（ｃ）のゼロ相互相関ゾーンを示す。

図３２を参照して、提案されたシーケンス、すなわちＴおよびＴ^*（またはＲおよびＲ^*）に対する引数（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）の結果が示されている。

図３３は、実施形態による、Ｒ／Ｔシーケンスの共役複素数を使用するビームトレーニングフィールドを示す。

図３４は、実施形態による、直交Ｖマトリクスに基づくＲ／Ｔシーケンスを使用するビームトレーニングフィールドを示す。

図３３および図３４を参照して、実施形態によれば、図３１および図３２を参照しながら上記で説明された方法は、前述の直交ＶマトリクスでよいＶマトリクスを使用することにより、Ｎ個のデータストリームＭＩＭＯ送信用のビームトレーニングフィールドを可能にするために拡張されてよい。実施形態によれば、複数のアンテナが使用される場合には、８０２．１１ａｙシステムは複数のアンテナをグループに分割することを選択してよい。各グループの範囲内のアンテナに対して、同時のビームトレーニングと称されることもある並行のビームトレーニングが行われてよく、アンテナのグループは順次にトレーニングされてよい。いくつかの実施形態では、４つのアンテナＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を有する場合には、アンテナＡ１およびＡ２は第１のグループＧ１でよく、アンテナＡ３およびＡ４は第２のグループＧ２でよい。第１のグループＧ１から送信される信号は、図２８に示されるようにビームトレーニングフィールドを使用し、同一の方法が第２のグループＧ２に適用されてよい。次いで、第１のグループＧ１のアンテナが最初にトレーニングされ、第２のグループＧ２のアンテナが後にトレーニングされる。しかしながら、本開示はそれに限定されず、アンテナは任意の適切なやり方でグループ化されてよく、任意の適切なシーケンスで、かつ／または並行してトレーニングされてよい。

シグナリングおよび／または自動検知ビームトレーニングのための方法
順次ＢＲＰ、同時ＢＲＰ、または組合せＢＲＰが使用されるかどうかをシグナリングするための方法およびプロシージャが、以下で説明される。実施形態によれば、多重ストリーム用の同時のビーム形成トレーニングが提供される場合には、ビーム形成トレーニングが順次に行われるのか、同時に行われるのか、および／または順次方式と並行方式の組合せとして行われるのか、検知することおよび／または決定することが必要とされる。その上、多重ストリーム用の同時のビーム形成トレーニングをサポートする１つまたは複数のシーケンスが使用されているとシグナリングすることおよび／または指示することも必要とされる。上記で言及された決定および／または指示を行う明示的方法および暗示的方法が、１つまたは複数の実施形態に従って以下で論じられる。

実施形態によれば、制御ＰＨＹフレームのレガシーヘッダフィールド、低電力ＳＣ ＰＨＹフレーム、ＳＣ ＰＨＹフレーム、および／またはＯＦＤＭ ＰＨＹフレームにおける予約ビットを再解釈し、かつ／または再利用すると、上記で言及された決定および／または指示を提供することができる。実施形態によれば、複数の予約ビットの場合には、これらのビットは連続的な予約ビット、言い換えれば連続した予約ビットおよび／または隣接した予約ビットでよく、不連続の予約ビットでよく、または連続的な予約ビットと不連続の予約ビットの組合せでよい。実施形態によれば、制御ＰＨＹヘッダの場合には、２つの予約ビット（開始形式ビット２２）が、後方能力を保つために０に設定されるように使用されてよく、受信機に対してレガシーの順次のビーム形成トレーニングのみの使用を指示してよい。２つの予約ビットは、たとえば１、２または３といったゼロでない値のうちいずれかに設定されているとき、同時のビーム形成トレーニングが並行方式および／または順次方式と並行方式の組合せのいずれかによって行われるはずであることを暗示的にシグナリングしてよい。そのような場合には、多重ストリーム用の同時のビーム形成トレーニングをサポートする１つまたは複数のシーケンスのシグナリングは、以下の方法の１つまたは任意の組合せによって実施されてよい。実施形態によれば、第１の方法では、第１の予約ビットは、Ｒ／Ｔシーケンスの共役複素数が使用されるかどうかを指示するために１または０に等しく設定されてよく、同時のビーム形成トレーニングをサポートする。他の実施形態によれば、第２の方法では、第２の予約ビットは、どのＶマトリクスが使用されるかを指示するために０または１に等しく設定されてよく、ビーム形成トレーニングを同時にサポートする。たとえば、０および１は、それぞれＶ_2×2マトリクスおよびＶ_4×4マトリクスのインデックスとしてあらかじめ定義されてよい。さらに他の実施形態によれば、第３の方法では、２つの予約ビットのゼロでない値は、Ｒ／Ｔシーケンスの共役複素数が許されなければ、３つのあらかじめ定義されたＶマトリクスを指示してよい。

実施形態によれば、ＯＦＤＭ ＰＨＹヘッダの場合には、ＯＦＤＭ ＰＨＹヘッダもビット４６から始まる２つの予約ビットを有するので、制御ＰＨＹヘッダに関して説明されたものと類似の方法および／または同一の方法がＯＦＤＭ ＰＨＹヘッダに適用されてよい。

実施形態によれば、低電力（ＬＰ）の単一キャリア（ＳＣ）ＰＨＹヘッダまたはＳＣ ＰＨＹヘッダの場合には、ビット４４から始まる４つの予約ビットがある。制御ＰＨＹヘッダおよびＯＦＤＭ ＰＨＹヘッダに対する適合性を保つために４つの予約ビットのうち２つが再利用される場合には、制御ＰＨＹヘッダ向けに提案されたものと同一の方法が、ＬＰ ＳＣ／ＳＣ ＰＨＹヘッダに適用されてよい。４つの予約ビットのすべてが再利用されるかまたは再解釈される場合には、ビーム形成トレーニングを同時にシグナリングすることは以下のように実施されてよい。実施形態によれば、４つの予約ビットは、後方能力を保ち、かつレガシーの順次のビーム形成トレーニングが実行されることを指示するために、０に設定されてよい。他の実施形態によれば、４つの予約ビットは、同時のビーム形成トレーニングが並行方式および／または順次方式と並行方式の組合せのいずれかによって行われるはずであることを暗示的にシグナリングするために、４つの予約ビットに対してたとえば１、２、．．．、１５といったゼロでない値に設定されてよい。そこで、多重ストリーム用の同時のビーム形成トレーニングをサポートする１つまたは複数のシーケンスのシグナリングは、以下で説明される方法のうち１つまたは任意の組合せによって実施されてよい。

実施形態によれば、第１の方法では、たとえば１または０に設定された第１の予約ビットといった、４つの予約ビットのうち任意のものが、同時のビーム形成トレーニングをサポートするためにＲ／Ｔシーケンスの共役複素数が使用されるかどうかを指示してよい。他の実施形態によれば、第２の方法では、第１の方法においてＲ／Ｔシーケンスの共役複素数を指示するために使用される予約ビットとは別の、残りの予約ビットのうち任意のものが、同時のビーム形成トレーニングをサポートするように使用される対応するＶマトリクスを指示するために、１に設定されてよい。他の実施形態では、第２、第３、および第４の予約ビットのうち任意の１つまたは複数が、それぞれＶ_2×2、Ｖ_4×4およびＶ_8×8マトリクスのインデックスとしてあらかじめ定義されてよい。さらに別の実施形態によれば、第３の方法では、４つの予約ビットのゼロでない値は、Ｒ／Ｔシーケンスの共役複素数が許されなければ、１５のあらかじめ定義されたＶマトリクスのうち任意の１つまたは複数を指示してよく、あるいは、Ｒ／Ｔシーケンスの共役複素数の使用を可能にする一方で、１４のあらかじめ定義されたＶマトリクスのうち１つまたは複数を指示してもよい。

他の実施形態によれば、新規のヘッダフィールドは、順次に、または並行して、または両方の任意の組合せでトレーニングされるビームに関する情報を指示するために使用されてよい。新規のヘッダは、Ｎ個のグループ化されたビームが順次にトレーニングされ、グループ化されたビームの各々の中のＭ個のストリームが並行してトレーニングされるといった具合に、順次方式と並行方式の両方の組合せをサポートしてよい。Ｍが１つのストリームを指示する場合には、本実施形態は、既存の８０２．１１ａｄ順次のビーム形成トレーニングを実行してよい。Ｎ＝１の場合には、本実施形態はビーム形成トレーニングを並行してよい。順次トレーニング方式と並行トレーニング方式のこの種の組合せをサポートするために、Ｍ個のストリーム用のレガシーヘッダフィールドの後に新規のヘッダが挿入されてよく、かつ／または新規のヘッダフィールドが、Ｎ個のグループ化されたビームの各々に対するＭ個の同時のビーム形成トレーニング用に使用される新規のシーケンスをシグナリングするのに使用されるパラメータを包含してよい。レガシーヘッダは、８０２．１１ａｄにおける、Ｎ個のグループ化されたビームが順次にトレーニングされることをシグナリングし、かつ／または指示するためのものと同一でよい。

図３５は、実施形態による、順次のビーム形成トレーニングと並行のビーム形成トレーニングの組合せのためのＰＨＹヘッダを示す。

図３５を参照して、順次のビーム形成トレーニングと並行のビーム形成トレーニングとの組合せ用のＰＨＹヘッダは、実施形態によれば、Ｎ個のグループ化されたビームが順次にトレーニングされることを指示するレガシーヘッダを含むことができ、Ｎ個のグループ化されたビームの各々について、Ｎ個のグループ化されたビームの各々の２つのストリームが同時にトレーニングされるように、Ｍ＝２であることを指示する新規のヘッダを含むことができる。

他の実施形態によれば、ビーム形成トレーニング方法の自動検知は、ストリームのビーム形成トレーニングが順次に行われるのか同時に行われるのかを暗示的にシグナリングしてよく、かつ／または順次のトレーニングと同時のトレーニングの組合せをシグナリングしてよい。並行のビーム形成トレーニングまたは順次のビーム形成トレーニングと並行のビーム形成トレーニングの組合せを、レガシーの順次のビーム形成トレーニングから区別するために、レガシーヘッダ用と新規のヘッダ用の異なる変調間の切換えが、ビーム形成トレーニングのために選択された方法を暗示的にシグナリングするビーム形成トレーニング方法の自動検知の使用を指示してよく、かつ／またはシグナリングしてよい。たとえば、ビーム形成トレーニング方法の自動検知は、ＬＰ－ＳＣ／ＳＣヘッダ、制御ＰＨＹヘッダ、およびＯＦＤＭ ＰＨＹヘッダに対して、異なるＰＨＹヘッダにおける新規のヘッダフィールドの対応する変調の位相の同一または異なる程度の回転および／またはシフト、すなわち、それぞれπ／２－ＢＰＳＫ変調、π／２－ＤＢＰＳＫ変調、ＱＰＳＫ－ＯＦＤＭ変調を、シグナリングしてよく、かつ／または指示してよい。

図３６は、実施形態による、ＬＰ－ＳＣ／ＳＣ ＰＨＹヘッダのための同時のビーム形成トレーニングの自動検知を示す。

図３６を参照して、ＬＰ－ＳＣフレームまたはＳＣ ＰＨＹフレームにおいて、レガシーヘッダはπ／２－ＢＰＳＫによって変調され、新規のヘッダは、π／２－ＢＰＳＫに対してπ／４だけシフトされ、かつ／または回転されるように、シグナリングされ、かつ／または指示される。π／４シフトされたπ／２－ＢＰＳＫは、ＭＳ ＳＣ ＰＨＹフレームのレガシーヘッダに対して４５°だけ回転された新規のヘッダのコンスタレーションをもたらす。受信機は、π／２－ＢＰＳＫがπ／４だけ回転されていることを検知し、かつ／または決定したとき、並行のビーム形成トレーニングおよび／または順次のビーム形成トレーニングと並行のビーム形成トレーニングの組合せのいずれかでよい同時のビーム形成トレーニングを行うように暗示的にシグナリングされる。

他の実施形態によれば、ストリームはＢＲＰの自動利得制御（ＡＧＣ）フィールドによってインデックスを付けられてよく、受信機は、ＡＧＣフィールドにおいてシーケンスを検査し、かつ／または決定することにより、トレーニングされるべきストリームを識別してよい。そのような場合には、
ｃ＝［ｃ₁ ｃ₂ ｃ₃ ｃ₄］
であり、
ｃ_i∈｛１，２，．．．，１６｝
である。そこで、４つの各ストリームを有するシーケンスは、
ｓ_stream（ｃ）＝［ｓ（ｃ₁） ｓ（ｃ₂） ｓ（ｃ₃） ｓ（ｃ₄）］
となるはずであり、

であり、ｓｉｇｎ（・）は符号関数であって、ｆｌｉｐ｛・｝はその引数のシーケンスの順番を逆にするものである。

図３７は、ＡＧＣフィールドにおいて異なるシーケンスを使用することによってトレーニングされるビームの暗黙の検知を示す。

図３７を参照して、異なるｓ（ｃ）も考えられてよく、受信機は、トレーニングされるべき１つまたは複数のビームを識別するために１つまたは複数のシーケンスを検査してよく、かつ／または決定してよい。たとえば、ｓ_stream1（［１ ２ ２ ２］）およびｓ_stream2（［２ ２ ２ ２］）のシーケンスを有する２つのストリームがある場合、対応するシーケンスは、それぞれ

および

として得られる。

そのような場合には、実施形態によれば、受信機は、Ｇａ₆₄が存在するかどうかを検査し、かつ／または決定する。Ｇａ₆₄はｓ_stream1の第一象限に出現するので、受信機は、ストリーム１に関連したビームのみがトレーニングされることになると理解し、かつ／または決定する。シーケンスの位置は図３４に示されている。実施形態によれば、ベクトルｃのサイズは実装形態およびゴレイシーケンスの違い（different）に依拠して変化してよく、たとえば、ｓ（ｃ）に関して、異なるサイズを有するゴレイシーケンスが考えられてよい。加えて、シグナリングにおけるオーバヘッドの小さな増加で自動検知プロセスを簡単にするために、前述のビームトレーニング方法の自動検知の明示的方法および暗示的方法が連帯的に使用されてよい。たとえば、受信機が、より小さい検索空間でＡＧＣフィールド構成を検知することができるように、ｓ（ｃ）が２つのグループに分割されてよく、どちらのグループが使用されるかを指示するためにシグナリングが使用されてよい。

図３８は、ワイヤレスネットワークにおけるＭＩＭＯ通信用の複数のチャネルに対するチャネル推定のための情報を送信するステップの例示的流れ図を示す。

図３８を参照して、ＢＲＰによって使用される、またはＢＲＰメッセージに含まれる、２つのストリームがあると想定されている。実施形態によれば、ＳＴＡ（たとえば８０２．１１ａｙ ＳＴＡ）、ＡＰ（たとえば８０２．１１ａｙ ＡＰ）、および／または何らかの他の適切なデバイスが２つのストリームを同時に追跡してよい。たとえば、電子デバイスは、動作３８１０において、第１のチャネルに関連付けられた第１のチャネル推定信号を備える複素数の第１のセットを決定するように構成されてよい。

電子デバイスは、動作３８２０において、第２のチャネルに関連付けられた第２のチャネル推定信号を備える複素数の第２のセットを決定するように構成されてもよい。特定の実施形態によれば、複素数の第２のセットは複素数の第１のセットの共役複素数である。いくつかの実施形態によれば、第２のストリームに対して共役複素数を使用すると、第１のストリームと第２のストリームの間の最大の分離を可能にすることができる。たとえば、２×２ ＭＩＭＯシステムの場合には、第２のストリームに対して共役複素数を使用すると、アンテナポート、送信アンテナポートの対、および／または送信機のデジタルプリコーダの入力、ならびに受信アンテナポートおよび／または受信機のデジタルプリコーダの出力についての完全な、かつ／またはほぼ完全なチャネル推定をもたらすことができる。

電子デバイスは、動作３８３０において、物理レイヤ（ＰＨＹ）フレームによって複素数の第１のセットおよび複素数の第２のセットに構成されてよい。しかしながら、本開示はそれに限定されず、３つ以上のストリームがＢＲＰ用に使用されてよく、かつ／またはＢＲＰメッセージに含まれてよい。

図３９は、ワイヤレスネットワークにおけるＭＩＭＯ通信用の複数のチャネルのチャネル推定を実行するステップの例示的流れ図を示す。

実施形態によれば、ＳＴＡ（たとえば８０２．１１ａｙ ＳＴＡ）の受信機、ＡＰ（たとえば８０２．１１ａｙ ＡＰ）、および／または何らかの他の適切なデバイスが２つのストリームを同時に追跡してよい。図３９を参照して、電子デバイスは、動作３９１０において、第１のチャネル推定信号を備える複素数の第１のセットと、第２のチャネル推定信号を備える複素数の第２のセットとを受信するように構成されてよい。

電子デバイスは、次いで、動作３９２０において、第１のチャネル推定信号に基づいて第１のチャネルを決定し、第２のチャネル推定信号に基づいて第２のチャネルを決定するように構成されてよい。いくつかの実施形態によれば、複素数の第１のセットおよび複素数の第２のセットは、たとえば物理レイヤ（ＰＨＹ）フレームによって受信されてよい。別の実施形態によれば、複素数の第２のセットは複素数の第１のセットの複素共役数でよい。実施形態によれば、２×２ ＭＩＭＯシステムが考えられるとき、上記で説明されたように、第２のストリーム用に共役複素数を使用すると、第１のストリームと第２のストリームの間の最大の分離を可能にすることができ、アンテナポート、送信アンテナポートの対、および／または送信機のデジタルプリコーダの入力、ならびに受信アンテナポートおよび／または受信機のデジタルプリコーダの出力について、完全な、かつ／またはほぼ完全なチャネル推定をもたらすことができる。

図４０は、ワイヤレスネットワークにおけるＭＩＭＯ通信用の送信ビーム形成を実行するステップの別の例示的流れ図を示す。実施形態によれば、ＳＴＡ（たとえば８０２．１１ａｙ ＳＴＡ）、ＡＰ、および／または何らかの他の適切か類似のデバイスが、ビーム形成のこれらの方法を実行するように構成されてよい。

図４０を参照して、電子デバイスは、動作４０１０において、ＳＬＳおよびＢＲＰを実行して、１つまたは複数のＳＴＡのうち任意のものおよび／またはすべてのためのビームを識別するように構成されてよい。

電子デバイスは、動作４０２０において、隣接したビームに配設された第１のＳＴＡおよび第２のＳＴＡを識別するように構成されてよい。実施形態によれば、ヘッダは、各ユーザ（たとえばＳＴＡ）を正しいストリームへマッピングする、それぞれのＳＴＡに対応する固有のＩＤなどの情報を包含することができる。実施形態によれば、各受信機において、次式の信号が受信されてよく、
ｙ＝ｈ_desiredｓ_desired＋ｈ_undsiredｓ_undesired＋ｎ
特に、望ましくない信号のエネルギーが、送信ビーム形成に基づく部分的な空間直交性のために所望の信号よりも小さい場合には、ｈ_desiredおよびｈ_undesiredは分離可能なＣＥＦに基づいて知られることができ、所望の信号は各受信機において復号されることができる。

電子デバイスは、動作４０３０において、第１のチャネルに対応する第１のストリームの情報および第２のチャネルに対応する第２のストリームの情報を含むＰＨＹフレームを使用して、第１のＳＴＡおよび第２のＳＴＡへマルチユーザ送信を送信するように構成されてよい。

電子デバイスは、動作４０４０において、ユーザ固有の情報を、第１のＳＴＡおよび第２のＳＴＡへ、ＰＨＹフレームにおいて同時に送信するように構成されてよい。いくつかの実施形態では、ＰＨＹフレームは、第１のストリームと第２のストリームの両方に、レガシーＳＴＦ、ＬＴＦ、およびＳＩＧを含むことができる。特定の実施形態によれば、ＰＨＹフレームは、１つまたは複数のＳＴＡの情報と、第１のストリームを第１のＳＴＡに関連付けるとともに第２のストリームを第２のＳＴＡに関連付ける情報とを含んでいる共通ヘッダを含むことができる。

本明細書で説明された解決策は、８０２．１１特有のプロトコルを考えるものであるが、このシナリオに限定されず、他のワイヤレスシステムに対して同様に適用可能であることが理解される。実施形態によれば、図１～図４０を参照しながら本明細書で説明された、ＭＩＭＯ通信用のチャネル推定および同時のビーム形成トレーニングのための方法、装置、およびシステムは、任意の適切な、かつ／または類似のワイヤレスシステム、通信システム、および／または無線インターフェースに適用されてよい。

解決策および提供された例を通じて、たとえば図１４および図１８の第２のストリームのホワイトスペースといった図のブランク領域は、この領域に対する制約がなく、任意の解決策がそこに採用されることができることを意味してよい。

特定の組合せにおける特徴および要素が上記で説明されているが、当業者なら、それぞれの特徴または要素が、単独で、または他の特徴および要素との任意の組合せで使用されることができるのを理解するであろう。加えて、本明細書で説明された方法は、コンピュータプログラム、ソフトウェア、またはコンピュータもしくはプロセッサによって実行するようにコンピュータ可読媒体に組み込まれたファームウェアで実施されてよい。非一時的コンピュータ可読記憶媒体の例は、それだけではないが、読取り専用メモリ（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、半導体メモリ素子、内部ハードディスクおよび取外し可能ディスクなどの磁気媒体、光磁気媒体、およびＣＤ－ＲＯＭディスクなどの光媒体、およびデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）を含む。ＷＲＴＵ、ＵＥ、端末、基地局、ＲＮＣ、または任意のホストコンピュータに用いる無線周波数トランシーバを実施するために、ソフトウェアと連携するプロセッサが使用されてよい。

その上、前述の実施形態では、処理プラットホーム、コンピューティングシステム、コントローラ、およびプロセッサを包含している他のデバイスが注目される。これらのデバイスは、少なくとも１つの中央処理装置（「ＣＰＵ」）および記憶装置を包含することができる。コンピュータプログラミングの当業者の慣行によれば、行為への参照と、動作または命令の象徴的表現とは、様々なＣＰＵおよび記憶装置によって実行されてよい。そのような行為ならびに動作または命令は、「実行される」、または「コンピュータ実行される」または「ＣＰＵ実行される」と称されることがある。

当業者なら、行為ならびに象徴的に表された動作または命令は、ＣＰＵによる電気信号の操作を含むことを理解するであろう。電気システムが表すデータビットは、電気信号の変換または低減ならびに記憶システムの記憶場所におけるデータビットの維持をもたらすことができ、それによってＣＰＵの動作ならびに信号の他の処理を再構成し、そうでなければ変更する。データビットが保たれる記憶場所は、データビットに対応する、またはデータビットを表す、特定の電気特性、磁気特性、光学的特性、有機特性を有する物理的位置である。

データビットは、磁気ディスク、光ディスク、およびＣＰＵ可読の何らかの他の揮発性大容量記憶システム（たとえばランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」））もしくは不揮発性大容量記憶システム（たとえば読取り専用メモリ（「ＲＯＭ」））を含むコンピュータ可読媒体に保たれてもよい。コンピュータ可読媒体は、協働するかまたは相互に接続されたコンピュータ可読媒体を含むことができ、これは、もっぱら処理システム上に存在するか、あるいは、処理システムに対してローカルまたはリモートでよい複数の相互に接続された処理システムの間に分散している。代表的な実施形態は前述の記憶装置に限定されず、他のプラットホームおよび記憶装置が、説明された方法をサポートしてよいことが理解される。

本出願の説明で使用された要素、行為または命令は、明示的に説明されたのでなければ、本発明にとって重要なものまたは必須のものと解釈されるべきではない。加えて、冠詞「ある（ａ）」は、本明細書で使用されたとき、１つまたは複数の項目を含むように意図されている。１つだけの項目が意図されている場合には、「１つの」という用語または類似の言語が使用される。さらに、複数の項目および／または複数のカテゴリの項目の列挙に続く「のいずれか」という用語は、本明細書で使用されたとき、それらの項目および／または項目のカテゴリの、単独あるいは他の項目および／または他のカテゴリの項目「のいずれか」、「の任意の組合せ」、「の任意の複数」および／または「の複数の任意の組合せ」を含むことが意図されている。さらに、「セット」という用語は、本明細書で使用されたとき、ゼロを含めて任意数の項目を含むように意図されている。さらに、「数」という用語は、本明細書で使用されたとき、ゼロを含めて任意の数を含むように意図されている。

その上、特許請求の範囲は、説明された順番または要素に（その効果が明示されていなければ）限定されるように読み取られるべきではない。加えて、いずれかの請求項における「手段」という用語の使用は、米国特許法第１１２条第６段落を引用するように意図されており、「手段」という単語を伴わないいかなる請求項も、そのようには意図されていない。

適切なプロセッサは、例として、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来のプロセッサ、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）、特定用途向け標準製品（ＡＳＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路、何らかの他のタイプの集積回路（ＩＣ）、および／またはステートマシンを含む。

ソフトウェアと連携するプロセッサは、ワイヤレス送受信ユニット（ＷＲＴＵ）で用いる無線周波数トランシーバ、ユーザ機器（ＵＥ）、端末、基地局、移動性管理エンティティ（ＭＭＥ）もしくは発展型パケットコア（ＥＰＣ）、または任意のホストコンピュータを実施するように使用されてよい。ＷＲＴＵは、ソフトウェア無線（ＳＤＲ）と、カメラ、ビデオカメラモジュール、テレビ電話、スピーカフォン、振動デバイス、スピーカ、マイクロフォン、テレビジョントランシーバ、ハンズフリーヘッドセット、キーボード、ブルートゥース（登録商標）モジュール、周波数変調（ＦＭ）無線ユニット、近距離無線通信（ＮＦＣ）モジュール、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）表示ユニット、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示ユニット、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、インターネットブラウザ、および／または任意のＷＬＡＮもしくはウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）モジュールなどの他の構成要素とを含む、ハードウェアおよび／またはソフトウェアで実施されているモジュールとともに使用されてもよい。

本発明は通信システムに関して説明されてきたが、これらのシステムはマイクロプロセッサ／汎用コンピュータ（図示せず）上のソフトウェアで実施されてよいように企図されている。特定の実施形態では、様々な構成要素の機能のうち１つまたは複数は、汎用コンピュータを制御するソフトウェアで実施されてよい。

加えて、本明細書では、本発明が特定の実施形態を参照しながら示され、かつ説明されているが、本発明は、示された細部に限定されるようには意図されていない。むしろ、様々な修正形態が、本発明から逸脱することなく、特許請求の範囲の等価物の限界および範囲の範囲内で、細部において作製されることができる。

Claims (22)

1. 送信機、受信機およびプロセッサを備え、ワイヤレスネットワークにおける多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信用のマルチキャリアおよびマルチポイント送信および受信に関連付けられたチャネル推定情報を送信するワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）の方法であって、
   前記ＷＴＲＵによって、（１）複素数の第１のセットに関連付けられた情報を含んでおり、第１のキャリアに関連付けられた第１のチャネルのための第１のチャネル推定信号、および、（２）複素数の第２のセットに関連付けられた情報を含んでおり、第２のキャリアに関連付けられた第２のチャネルのための第２のチャネル推定信号を決定するステップと
   前記ＷＴＲＵによって、（１）第１のＷＴＲＵに関連付けられた第１の周波数を有し、複素数の前記第１のセットを含む前記第１のチャネル推定信号を運んでいる前記第１のキャリア、および、（２）第２のＷＴＲＵに関連付けられた第２の周波数を有し、複素数の前記第２のセットを含む前記第２のチャネル推定信号を運んでいる前記第２のキャリアの同時送信を含む物理レイヤ（ＰＨＹ）フレームを送信するステップと
   を含み、
   複素数の前記第１のセットは、π／２バイナリ位相偏移キーイング（ＢＰＳＫ）変調されたゴレイ相補シーケンスであり、
   複素数の前記第２のセットは、複素数の前記第１のセットの共役複素数である、
   方法。
2. 前記第１のチャネル推定信号は、前記第１のチャネルを推定するためのシーケンスを示している情報を含み、
   前記第２のチャネル推定信号は、前記第２のチャネルを推定するためのシーケンスを示している情報を含む、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のチャネル推定信号および前記第２のチャネル推定信号は、それぞれのアンテナで送信される、請求項１に記載の方法。
4. 前記ゴレイ相補シーケンスはＫ個のゴレイ相補対｛Ｇａ，Ｇｂ｝を含み、ＧｕおよびＧｖは｛Ｇａ，Ｇｂ｝から構築された長さＬのシーケンスである、請求項１に記載の方法。
5. 前記第１のチャネル推定信号および前記第２のチャネル推定信号は、任意の数のチャネル推定フィールド（ＣＥＦ）を含み、前記ＣＥＦは、Ｇｕ、Ｇｖ、－Ｇａ、および－Ｇｂのいずれかである、請求項４に記載の方法。
6. 前記第１のチャネル推定信号は、任意の数の第１のショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ）および任意の数の第１のチャネル推定フィールド（ＣＥＦ）を含み、
   前記第２のチャネル推定信号は、任意の数の第２のＳＴＦおよび任意の数の第２のＣＥＦを含み、
   前記第１のチャネルは任意の数の第１のＣＥＦに従って推定され、
   前記第２のチャネルは任意の数の第２のＣＥＦに従って推定される、
   請求項１に記載の方法。
7. 前記第１のチャネルおよび前記第２のチャネルは、別のＷＴＲＵによって使用されることになるアンテナごとに決定され、前記別のＷＴＲＵは、前記ＰＨＹフレームを介して複素数の前記第１のセットおよび複素数の前記第２のセットを受信するように構成される、 請求項１に記載の方法。
8. 前記ＰＨＹフレームは、
   （１）前記第１のチャネル推定信号に対応するレガシープリアンブルおよびレガシーヘッダ、および
   （２）前記第１のチャネル推定信号と前記第２のチャネル推定信号の両方に対応するマルチストリーム（ＭＳ）プリアンブルおよびＭＳヘッダのうちのいずれか
   を含むように構成された、請求項１に記載の方法。
9. 前記レガシープリアンブルは、１つまたは複数のレガシーショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ）と１つまたは複数のレガシーチャネル推定フィールド（ＣＥＦ）とを含み、
   前記ＭＳプリアンブルは、１つまたは複数のＭＳ ＳＴＦと１つまたは複数のＭＳ ＣＥＦとを含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記ＭＳヘッダは前記ＰＨＹフレーム内の空間ストリームの数を示しており、
    空間ストリームの前記数は、前記ＭＳプリアンブル内のＣＥＦの数Ｎに関する情報を含む、請求項８に記載の方法。
11. 前記ＭＳプリアンブル内のＣＥＦの前記数Ｎは、前記ＭＩＭＯ通信用に使用される空間ストリームの数Ｍに対応する、請求項１０に記載の方法。
12. ワイヤレスネットワークにおける多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信用のマルチチャネル／ユーザに関連付けられたチャネル推定情報を送信するように構成されたワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）であって、
    送信機、受信機、およびプロセッサを備え、
    前記プロセッサは、（１）複素数の第１のセットに関連付けられた情報を含んでおり、第１のキャリアに関連付けられた第１のチャネルのための第１のチャネル推定信号、および、（２）複素数の第２のセットに関連付けられた情報を含んでおり、第２のキャリアに関連付けられた第２のチャネルのための第２のチャネル推定信号を決定するように構成され、
    前記送信機は、（１）第１のＷＴＲＵに関連付けられた第１の周波数を有し、複素数の前記第１のセットを含む前記第１のチャネル推定信号を運んでいる前記第１のキャリア、および、（２）第２のＷＴＲＵに関連付けられた第２の周波数を有し、複素数の前記第２のセットを含む前記第２のチャネル推定信号を運んでいる前記第２のキャリアの同時送信を含む物理レイヤ（ＰＨＹ）フレームを送信するように構成され、
    複素数の前記第１のセットは、π／２バイナリ位相偏移キーイング（ＢＰＳＫ）変調されたゴレイ相補シーケンスであり、
    複素数の前記第２のセットは、複素数の前記第１のセットの共役複素数である、
    ＷＴＲＵ。
13. 前記第１のチャネル推定信号は、前記第１のチャネルを推定するためのシーケンスを示している情報を含み、
    前記第２のチャネル推定信号は、前記第２のチャネルを推定するためのシーケンスを示している情報を含む、
    請求項１２に記載のＷＴＲＵ。
14. 前記第１のチャネル推定信号および前記第２のチャネル推定信号は、それぞれのアンテナで送信される、請求項１２に記載のＷＴＲＵ。
15. 前記ゴレイ相補シーケンスはＫ個のゴレイ相補対｛Ｇａ，Ｇｂ｝を含み、
    ＧｕおよびＧｖは｛Ｇａ，Ｇｂ｝から構築された長さＬのシーケンスであり、
    前記第１のチャネル推定信号および前記第２のチャネル推定信号は、任意の数のチャネル推定フィールド（ＣＥＦ）を含み、
    前記ＣＥＦは、Ｇｕ、Ｇｖ、－Ｇａ、および－Ｇｂのいずれかである、
    請求項１２に記載のＷＴＲＵ。
16. 前記第１のチャネル推定信号は、任意の数の第１のショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ）および任意の数の第１のチャネル推定フィールド（ＣＥＦ）を含み、
    前記第２のチャネル推定信号は、任意の数の第２のＳＴＦおよび任意の数の第２のＣＥＦを含み、
    前記第１のチャネルは任意の数の第１のＣＥＦに従って推定され、
    前記第２のチャネルは任意の数の第２のＣＥＦに従って推定される、
    請求項１２に記載のＷＴＲＵ。
17. 前記第１のチャネルおよび前記第２のチャネルは、別のＷＴＲＵによって使用されることになるアンテナごとに決定され、前記別のＷＴＲＵは、前記ＰＨＹフレームを介して複素数の前記第１のセットおよび複素数の前記第２のセットを受信するように構成される、請求項１２に記載のＷＴＲＵ。
18. 前記プロセッサは、
    前記第１のチャネルを推定するためのシーケンスを備える複素数の前記第１のセットを決定し、
    前記第２のチャネルを推定するためのシーケンスを備える複素数の前記第２のセットを決定し、
    複素数の前記第１のセットおよび複素数の前記第２のセットを含む前記ＰＨＹフレームを生成する
    ように構成された、請求項１２に記載のＷＴＲＵ。
19. 前記第１の周波数および前記第２の周波数は、異なるキャリア周波数である、請求項１に記載の方法。
20. 前記ＰＨＹフレームは、前記ＷＴＲＵに含まれているマルチキャリア変調器によって生成される、請求項１に記載の方法。
21. 前記第１の周波数および前記第２の周波数は、異なるキャリア周波数である、請求項１２に記載のＷＴＲＵ。
22. 前記ＰＨＹフレームは、当該ＷＴＲＵに含まれているマルチキャリア変調器によって生成される、請求項１２に記載のＷＴＲＵ。

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