JPWO2019034672A5

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Publication date: 2022-02-02
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Description

以下の実施例および態様は、無線ネットワーク、デバイス、および／または通信、例えば可視光通信（ｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、ＶＬＣのための戦略および技術に関する。

無線通信 (特にＶＬＳ通信) は、電線を介さずに送信器と受信器との間で伝送の交換を可能にする。

［１］Ｔ．Ｍ．Ｓｃｈｍｉｄｌ，Ｄ．Ｃ．Ｃｏｘ，"ＲｏｂｕｓｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｔｉｍｉｎｇｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＯＦＤＭ"，ＩＥＥＥＴＲＡＮｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，１９９７．［２］Ｈ．Ｍｉｎｎ，Ｖ．Ｋ．Ｂｈａｒｇａｖａ，Ｋ．Ｂ．Ｌｅｔａｉｅｆ，"ＡｒｏｂｕｓｔｔｉｍｉｎｇａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＯＦＤＭｓｙｓｔｅｍｓ，"ｉｎＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＷｉｒｅｌｅｓｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ｖｏｌ．２，ｎｏ．４，ｐｐ．８２２－８３９，Ｊｕｌｙ２００３．［３］Ｍ．Ｓｃｈｅｌｌｍａｎｎ，Ｖ．Ｊｕｎｇｎｉｃｋｅｌ，Ｃ．ｖｏｎＨｅｌｍｏｌｔ，"ＯｎｔｈｅｖａｌｕｅｏｆｓｐａｔｉａｌｄｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏｒｔｈｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｉｎＭＩＭＯ－ＯＦＤＭｓｙｓｔｅｍｓ，"ＩＥＥＥ１６ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＰｅｒｓｏｎａｌ，ＩｎｄｏｏｒａｎｄＭｏｂｉｌｅＲａｄｉｏＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｂｅｒｌｉｎ，２００５，ｐｐ．２０１－２０５．［４］Ｋ．Ｇｏｒｏｓｈｋｏ，Ｋ．Ｍａｎｏｌａｋｉｓ，Ｌ．Ｇｒｏｂｅ，Ｖ．Ｊｕｎｇｎｉｃｋｅｌ，"Ｌｏｗ－ｌａｔｅｎｃｙｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＯＦＤＭ－ｂａｓｅｄｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，"２０１５ＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＷｏｒｋｓｈｏｐ（ＩＣＣＷ），Ｌｏｎｄｏｎ，２０１５，ｐｐ．１３２７－１３３２．［５］Ｖ．Ｊｕｎｇｎｉｃｋｅｌ，Ｙｕｎ－ＳｈｅｎＣｈａｎｇ，Ｖ．Ｐｏｈｌ，"ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＭＩＭＯＲａｋｅｒｅｃｅｉｖｅｒｓｉｎＷＣＤＭＡｓｙｓｔｅｍｓ，"ＩＥＥＥＷｉｒｅｌｅｓｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＮｅｔｗｏｒｋｉｎｇＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＩＥＥＥＣａｔ．Ｎｏ．０４ＴＨ８７３３），２００４，ｐｐ．２０７５－２０８０Ｖｏｌ．４．［６］Ｖ．Ｊｕｎｇｎｉｃｋｅｌ，Ｈ．Ｃｈｅｎ，Ｖ．Ｐｏｈｌ，"ＡＭＩＭＯＲＡＫＥｒｅｃｅｉｖｅｒｗｉｔｈｅｎｈａｎｃｅｄｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ，"ＩＥＥＥ６１ｓｔＶｅｈｉｃｕｌａｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００５，ｐｐ．３１３７－３１４１Ｖｏｌ．５．［７］Ｖ．Ｊｕｎｇｎｉｃｋｅｌ，Ｋ．Ｍａｎｏｌａｋｉｓ，Ｌ．Ｔｈｉｅｌｅ，Ｔ．Ｗｉｒｔｈ，Ｔ．Ｈａｕｓｔｅｉｎ，，，ＨａｎｄｏｖｅｒＳｅｑｕｅｎｃｅｓｆｏｒＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ－ＡｗａｒｅＴＲＡＮｓｍｉｓｓｉｏｎｉｎＭｕｌｔｉｃｅｌｌＭＩＭＯＮｅｔｗｏｒｋｓ，"ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＩＴＧＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＳｍａｒｔＡｎｔｅｎｎａｓ－ＷＳＡ２００９，Ｆｅｂｒｕａｒｙ１６－１８，Ｂｅｒｌｉｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ．［８］Ｍ．Ｎｏｓｈａｄ，ａｎｄＭ．ＢＲＡＮｄｔ－Ｐｅａｒｃｅ．"Ｈａｄａｍａｒｄ－ｃｏｄｅｄｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ．"ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ６４．３（２０１６）：１１６７－１１７５．［９］Ｋ．Ｊ．Ｈｏｒａｄａｍ，ＨａｄａｍａｒｄＭａｔｒｉｃｅｓａｎｄＴｈｅｉｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．ＰｒｉｎｃｅｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ，２００６．［１０］ｈｔｔｐｓ：／／ｍｅｎｔｏｒ．ｉｅｅｅ．ｏｒｇ／８０２．１５／ｄｃｎ／１７／１５－１７－０５９８－００－００１３－ｇｅｎｅｒｉｃ－ｍａｃ－ｆｏｒ－ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ－ｔｏｐｏｌｏｇｙ．ｐｐｔ［１１］Ｓｅｅｈｔｔｐ：／／ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｎｏｔｅｓ．ｄｉｇｃｈｉｐ．ｃｏｍ／０５６／５６－３９７２４．ｐｄｆ［１２］ＲａａｎａｎＩｖｒｙ（ＢｒｏａｄＬｉｇｈｔ），，，ＦＥＣａｎｄＬｉｎｅＣｏｄｉｎｇｆｏｒＥＦＭ"，ｓｌｉｄｅｓｅｔ，１２Ｏｃｔｏｂｅｒ２００１．［１３］ＪｏｒｄｉＯｌｉｖｅｒａｓＢｏａｄａ，，，ＦｏｒｗａｒｄｅｒｒｏｒｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｉｎｏｐｔｉｃａｌＥｔｈｅｒｎｅｔＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ"，Ｐｈ．Ｄ．Ｔｈｅｓｉｓ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔａｔＰｏｌｉｔｅｃｎｉｃａｄｅＣａｔａｌｕｎｙａ，Ｂａｒｃｅｌｏｎａ，Ｊｕｎｅ２０１４

無線通信は、送信が受信器によって適切に受信されることを常に保証することが不可能であるため、信頼性の低下などのいくつかの障害を被る。また、送受信を調整するためのルール(例えば、プロトコル)を設ける必要がある。

例えば、ネットワークの２つのノードが同時に送信することを回避するためのルールを確立したり、このような場合には衝突を解決するための技術を開発する必要がある。

さらに、受信器は、チャンネルの特性を決定する必要がある場合がある。この目的のために、パイロットシーケンスを受信器から送信して、受信器がチャンネル特性を決定できるようにしてもよい。

場合によっては、複数のノードがパイロットシーケンスを同時に送信する。

本発明の一態様によれば、無線リンクを用いて複数の他のコミュニケーションデバイスと通信するコミュニケーションデバイスが開示される。
前記コミュニケーションデバイスは、
以下に従った多数のサブキャリアまたはタイムスロットを用いて個々の基準信号を提供する。
光クロック基準;および
並列に送信されるセットまたはストリーム内の送信通信デバイスの数;
送信側コミュニケーションデバイスの全体セット内の個々のコミュニケーションデバイスに関連付けられた識別番号に従って、または特定のストリームまたは送信器を識別する識別番号に従って、サブキャリアまたはタイムスロットにおける信号の位置を定義する;
複数の受信通信デバイスが、通信デバイスの全体セット内の個々の通信デバイスから来る信号、または特定のストリームまたは送信器に関連する信号を識別することを可能にする基準信号を送信する。
本発明の一態様によれば、無線リンクを用いて複数の他のコミュニケーションデバイスと通信するコミュニケーションデバイスであって、
他のコミュニケーションデバイスとの通信のために、固定長または可変長の異なる符号を使用し、他のコミュニケーションデバイスがどのデータがそれらに向けられているかを識別すること、および／または符号分割多元接続を達成することを可能にする。
受信する他のコミュニケーションデバイスの数に依存して、および／またはチャンネル状態に依存して、および／または所望のデータ速度に依存して、符号の数および／または符号および符号の長さを変化させる;および
パルス振幅変調のタイプを変更して、２－ＰＡＭ、４－ＰＡＭ、８－ＰＡＭおよび１６－ＰＡＭの間を、受信する他のコミュニケーションデバイスの数に依存して、および／またはチャンネル状態に依存して、および／または所望のデータ速度に依存して切り替える。

本発明の一態様によれば、無線リンクを用いて複数の他のコミュニケーションデバイスと通信するコミュニケーションデバイスが開示されている。
前記コミュニケーションデバイスは、アダマール符号化変調を用いるように構成され、
前記コミュニケーションデバイスは、前記アダマール符号化変調において使用される多数の符号と、パルス振幅変調ＰＡＭの多数の振幅状態を決定するパラメータとを変化させるように構成される。

一態様によれば、無線リンクを用いて複数の他のコミュニケーションデバイスと通信するためのコミュニケーションデバイスであって、
デジタル処理装置、および
光信号を伝送するための光フロントエンドを備え、
ここで、デジタル処理ユニットは、ＤＣフリー出力信号を光フロントエンドに提供するように構成され、
前記光フロントエンドは、発光ダイオード又はレーザーダイオードのような光送信デバイスの変調振幅及び／又はバイアスを設定するように構成され、
前記コミュニケーションデバイスは、パルス振幅変調ＰＡＭを実行するように構成され、
前記コミュニケーションデバイスは、入力ビットを２つのレベルにマッピングし、一定のレベルを減算するように構成される。

本発明の一態様によれば、無線リンクを用いて複数の他のコミュニケーションデバイスと通信するコミュニケーションデバイスが開示される。
前記コミュニケーションデバイスは、送信器の完全なセットを使用してチャンネル推定フレームを送信するように構成され、
前記コミュニケーションデバイスは、選択された送信器を用いてデータフレームを選択的に送信するように構成され、
ここで、コミュニケーションデバイスは、ヘッダシンボルのスカラーストリームを、すべて同じ値を含むベクトルと乗算するように構成される。

本発明の一態様によれば、無線リンクを用いて複数の他のコミュニケーションデバイスと通信するコミュニケーションデバイスが開示されている。
前記コミュニケーションデバイスは、複数の送信器を用いて複数のデータストリームを送信するように構成され、
前記コミュニケーションデバイスは、前記送信器のうちのどの送信器を使用し、どの強度を使用して前記データストリームのうちの第１のデータストリームが送信されるべきかを決定するように構成され、
前記コミュニケーションデバイスは、送信器のどれを使用し、どの強度を使用して第２のデータストリームを送信するかを決定するように構成され、および
前記コミュニケーションデバイスは、中央制御装置から情報を受信するように構成される。

一態様によれば、以下を含む可視光通信、ＶＬＣ、ネットワークが開示される。
ドメインマスター（ｄｏｍａｉｎｍａｓｔｅｒ）ＤＭ、
ＤＭに接続された複数の中継終端(ｒｅｌａｙｉｎｇｅｎｄｐｏｉｎｔ)、ＲＥＰ、および
複数の終端(ｅｎｄｐｏｉｎｔ)、ＥＰ、
各ＲＥＰは、信号を送受信するように構成されている。
ＶＬＣリンクではない第１の通信リンクを介してＤＭ、および
ＶＬＣリンクである第２の通信リンクを介して少なくとも１つのＥＰと接続し、
各ＲＥＰは次のものをリレーするように設定されている。
第２の通信リンクを介してＤＭから少なくとも１つのＥＰへのダウンリンク(ｄｏｗｎｌｉｎｋ)、ＤＬ信号、および／または
アップリンク(ｕｐｌｉｎｋ)、ＵＬは、第１の通信リンクを介して少なくとも１つのＥＰからＤＭに信号を送る。

一態様によれば、無線リンクを使用して複数の他のコミュニケーションデバイスと通信するためのコミュニケーションデバイスのセットが開示される。
ここで、コミュニケーションデバイスのセットは、
以下に従った多数のサブキャリアまたはタイムスロットを用いて個々の基準信号を提供する。
光クロック基準、および
並列に送信されるセットまたはストリーム内の送信側コミュニケーションデバイスの数、
送信側コミュニケーションデバイスの全体セット内の個々のコミュニケーションデバイスに関連付けられた識別番号に従って、または特定のストリームまたは送信器を識別する識別番号に従って、サブキャリアまたはタイムスロットにおける信号の位置を定義する、
複数の受信側コミュニケーションデバイスが、コミュニケーションデバイスの全体セット内の個々のコミュニケーションデバイスから来る信号、または特定のストリームまたは送信器に関連する信号を識別することを可能にする基準信号を送信する。

一態様によれば、無線リンクを使用して、複数の他のコミュニケーションデバイスと通信するための通信を実行する方法であって、
以下に従った多数のサブキャリアまたはタイムスロットを使用して個々の基準信号を提供する。
光クロック基準、および
並列に送信されるセットまたはストリーム内の送信側コミュニケーションデバイスの数、
送信側コミュニケーションデバイスの全体セット内の個々のコミュニケーションデバイスに関連付けられた識別番号に従って、または特定のストリームまたは送信器を識別する識別番号に従って、サブキャリアまたはタイムスロットにおける信号の位置を定義する、
複数の受信側コミュニケーションデバイスが、コミュニケーションデバイスの全体セット内の個々のコミュニケーションデバイスから来る信号、または特定のストリームまたは送信器に関連する信号を識別することを可能にする基準信号を送信すること。

一態様によれば、無線リンクを用いて、複数の他のコミュニケーションデバイスと通信するための通信を実行するための方法が提供され、以下が含まれる。
時間的に直交する複数の波形のうち、特定の波形を、並行して送信されるセットまたはストリームにおける送信側コミュニケーションデバイスの数に依存して選択するステップ。

一態様によれば、以下を含む方法が提供される。
他のコミュニケーションデバイスと通信するために可変長または固定長の異なる符号を使用して、他のコミュニケーションデバイスがどのデータがそれらに向けられているかを識別すること、および／または符号分割多元接続を達成することを可能にするステップと、
符号の数および／または符号長を、受信する他のコミュニケーションデバイスの数に依存して、および／またはチャンネル条件に依存して、および／または所望のデータレートに依存して変化させるステップ。

一態様によれば、以下を含む方法が提供される。
アダマール符号化変調を使用して、他のコミュニケーションデバイスがどのデータがそれらに向けられているかを識別できるようにするステップと、
アダマール符号化変調で使用される多数の符号と、パルス振幅変調ＰＡＭの多数の振幅状態を決定するパラメータとを変化させるステップ。

一態様によれば、以下を含む方法が提供される。
光フロントエンドへのＤＣフリー出力信号を提供するステップ。
ここで、ＤＣフリー出力信号は、ヘッダおよび／またはペイロードの符号化およびシンボルマップされた表現であり、
光フロントエンドは、ＬＥＤまたはレーザーダイオードなどの光送信装置の変調振幅および／またはバイアスを設定するように構成される。

一態様によれば、以下を含む方法が提供される。
送信器の完全なセットを用いてチャンネル推定フレームを送信するステップと、
選択された送信器またはストリームを使用してデータフレームを選択的に送信し、並列に送信するステップ。

一態様によれば、以下を含む方法が提供される。
複数の送信器を用いて複数のデータストリームを送信するステップと、
どの送信器を使用し、どの強度で第１のデータストリームを送信するかを決定するステップと、
どの送信器を使用し、どの強度を使用して第２のデータストリームを送信するかを決定するステップ。

ある態様によれば、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに上記の方法を実行させる命令を記憶する非一時記憶ユニットが提供される。

本発明の一実施例によるコミュニケーションデバイスを示す図である。本発明の一実施例によるコミュニケーションデバイスを示す図である。本発明の一実施例によるコミュニケーションデバイスの詳細を示す図である。本発明の一実施例によるコミュニケーションデバイスの構成要素を示す図である。本発明の一実施例によるコミュニケーションデバイスの構成要素を示す図である。本発明の方法の一実施例を示す図である。本発明の機能の一実施例をグラフとして示す図である。本発明の一実施例によるネットワークを示す図である。本発明の一実施例による接続マトリックスを示す図である。本発明の一実施例による接続マトリックスを示す図である。通信の一例において変換されたフレームを示す図である。通信の一例において変換されたフレームを示す図である。本発明に係る通信の一例を示す図である。通信のための無線リソースを示す図である。本発明に係る通信の一例を示す図である。本発明に係る通信の一例を示す図である。通信の一例において変換されたフレームを示す図である。本発明に係る送信に関するブロックスキームを示す図である。本発明に係る送信に関するブロックスキームを示す図である。本発明に係るエンコーダ及びデコーダの一例を示す図である。

図１．１は、コミュニケーションデバイス１１０を示す。コミュニケーションデバイス１１０は、例えば、可視光通信、ＶＬＣなどの光通信用のコミュニケーションデバイスであってもよい。コミュニケーションデバイス１１０は、通信を制御し信号を処理するプロセッサ１１１を含むことができる。コミュニケーションデバイス１１１は、例えば、発光ダイオード、送信用ＬＥＤ、および／または受信用フォトトランジスタを含むタイプのエミッタであってもよい少なくとも一つの送信器／受信器１１２を含むか、またはこれらに接続されてもよい。送受信器１１２は、他の外部コミュニケーションデバイスと無線信号１１３を送受信することができる。コミュニケーションデバイス１１０は、外部デバイスと信号１１５(例えば、電気信号または無線周波数、ＲＦ、信号)を送受信することができる入出力Ｉ／Ｏユニット１１４を含むことができる。例えば、コミュニケーションデバイス１１０は、固定された場所(例えば、壁等に係合する)に配置された装置であってもよいし、移動装置であってもよい。

図１．２は、１２０で参照されるコミュニケーションデバイス１１０の変形例を示す。コミュニケーションデバイス１２０は、例えば多重入出力ＭＩＭＯパラダイムに従って信号１１３(例えば、光信号)を送受信する複数の送受信器１１２(ブランチ)を備える。

図２．１は、ドメインマスターＤＭ２１２、複数の中継終端ＲＥＰ２１４、および複数の終端ＥＰ２１６を含むネットワーク２１０またはネットワークドメインを示す。

ＤＭ２１２は、例えば、プロセッサベースのシステムであってもよい。それは、例えば、ローカルまたはリモートまたはクラウドベースのコンピュータシステムであってもよく、接続１１１を介して他の装置に接続されてもよい。

各ＲＥＰ２１４は、固定位置(例えば、部屋の壁に取り付けられる)に配置することができる。ＲＥＰの位置は、ＤＭ２１２によって知ることができる。ＲＥＰ２１４およびＥＰ２１６の各々は、コミュニケーションデバイス１１０または１２０の一つであってもよい。特に、ＲＥＰ２１４は、ＶＬＣリンクであってもよい第２の(例えば、光学的)通信リンク２１８に沿って信号１１３ (例えば、光信号)を交換してもよい。

各ＥＰ２１４は移動可能であってもよく、その位置はＤＭ２１２によって事前に知られていなくてもよい。少なくとも一つのＥＰ２１６は、一般に、信号２１９(これは、ＲＦ信号、電気信号、光信号などであってもよい。)を介して、他の装置または同じ装置の他のユニットと通信することができる。

他の例では、他のトポロジーを使用することもできる。

ＲＥＰ２１４は、ＤＭ２１２からＥＰ２１６に(しかし光学的形態で)、および／またはその逆に送信された信号を本質的に中継する装置であってもよい。ＤＮからＥＰへ信号を中継する場合(ダウンリンク、ＤＬ)、各ＲＥＰ２１４は、信号１１３をいくつかのＥＰ２１６、例えばＲＥＰ２１４が「見る」ことができるＥＰに送信することができる(すなわち、満足のいく通信を確立すること)。

決定性を高めるために、ＤＭは、２つの異なるＥＰまたはＲＥＰによって送信される信号間の衝突を回避するように、異なる通信および／またはデバイスに(例:スケジュール)無線リソース(タイムスロット、色、周波数帯など。)を予め割り当てることが一般に好ましい。したがって、ＤＭは、競合のない無線リソースを定義することが好ましい。

しかし、競合ベースのリソースの中には、一般に定義されているものもある。これは、たとえば、新しいＥＰがＤＭとの通信を開始しようとする可能性があるためである。ＥＰは、ＲＥＰとの通信を開始することができるように、ネットワーク２１０のカバレッジエリア内で移動または移動することができる。したがって、ＥＰはその存在を知らせるものとする。別の可能性として、ネットワークシステムの動作中にＥＰがオンになり、ＤＭと通信しようとする場合がある。オンになったＥＰは、その存在を示す必要がある。

この可能性を許容するために、ＤＭは、全体で中継される一般フレーム(例えば、「ビーコンフレーム」)を定期的にＲＥＰ２１４に送信してもよい。ビーコンフレームは、いくつかのデータフィールドに符号化されて、新しいＥＰが存在する場合にその存在を示すリソースを指定することができる。したがって、ネットワークの一部になろうとするすべてのＥＰは、ＤＭによって示されるリソースで送信を送信する。

従って、一般的に、複数の新しいＥＰがそれらの存在を同時にシグナリングするリスクがある、いくつかの競合に基づくリソースを許可する必要がある。

以下のような通信を行うことが可能であることに留意されたい。
第１のＥＰは、離散的な数のサブキャリアを有する第１のコム形パイロットシーケンスを送信する。および
第２のＥＰは、離散的な数のサブキャリアを有する第２のコム状パイロットシーケンスを送信する。

第２の第１のコム状パイロットシーケンスのサブキャリアは、第１のコム状パイロットシーケンスのサブキャリアに対してシフトされて、少なくとも一つのＲＥＰが、第１および第２のＥＰの各々に関してＶＬＣリンク２１８に関連するメトリックを決定することを可能にする。

一例を図１．３に示す。ビーコンフレームでシグナリングされたコンテンションベースの無線リソースでは、２つの異なるＥＰ２１６’および２１６”が、無線送信１１３’および１１３”をＲＥＰ２１４に送信することによって、ＤＭと同時に通信しようとする。送信１１３’および１１３”の両方は、それぞれ１３１’および１３１”として示されるコム型パイロットシーケンスであり、個別の数のサブキャリアと共にＳ ₁ ... Ｓ ₈ (ここでは、８つのサブキャリアが示されているが、他の番号を使用することもできる。)として番号付けされる。第１のコム状パイロットシーケンス１３１’はサブキャリアＳ ₁ ,Ｓ ₅ のみからなり、第２のコム状パイロットシーケンス１３１”はサブキャリアＳ ₃ ,Ｓ ₇ のみからなる。注目すべきことに、第２のシーケンス１３１”のサブキャリアは、第１のシーケンス１３１’のサブキャリアＳ ₁ 及びＳ ₅ に対して２つの位置にシフトされる。(他のシフトが提供されてもよい:例えば、３つの位置のシフトの場合、第２のシーケンス１３１”はサブキャリアＳ ₄ およびＳ ₈ を表す。)各コム状パイロットシーケンスについて、非占有サブキャリアは、無効(例えば、ビンの大きさ０)であってもよい。

シーケンス１３１’および１３１”の合成は、ＲＥＰ２１４によってシーケンス１３１’”として受信される。したがって、２つのパイロットシーケンス１３１’および１３１”は衝突しない。シーケンス間のシフト位置から、ＲＥＰおよび／またはＤＭは、ＥＰ２１６’および２１６”の両方から情報を得ることができる。

図１．３の例では、４つのＥＰが同時に送信することができる。しかしながら、サブキャリアの数が増加すると、ＥＰからＲＥＰへのより多くの伝送を確定的に収容する可能性がある。

さらに、ＲＥＰ２１４は、受信したシーケンス１３１’’から、リンク２１８に関するメトリックおよび／またはチャンネル品質情報 (ｃｈａｎｎｅｌｑｕａｌｉｔｙｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ：ＣＱＩ) 、チャンネル状態情報 (ｃｈａｎｎｅｌｓｔａｔｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ：ＣＳＩ) などの品質に関するメトリックを測定することができる。得られたメトリックはＤＭ２１２に通知される。

逆のプロセスもまた可能であり、一方のＥＰは、リンクおよび／または通信の品質に関連するメトリックを測定し、その後、ＲＥＰ２１４を介してＤＭ２１２に信号を送るために、異なるＲＥＰからコム状のパイロットシーケンスを受信することができる。これは、例えば、「ビーコンフレーム」(下記参照)がＤＭからＲＥＰを介してＥＰに送信される場合に発生する可能性がある。したがって、ＥＰは、１回の測定セッションでチャンネルに関連するメトリックを測定することができる。

ここでは、コム状信号(例えば、コム状パイロットシーケンス)などの有用な無線信号(例えば、基準信号を生成する個々のために、および／または他の目的のために)の生成の態様について議論する。例えば、光信号(例えば可視光信号)が特に議論される。これらの態様は、上述のトポロジーおよび／またはデバイス、および／または他の異なるトポロジーおよび／またはデバイスに関連し得る。

同様の手順を時間領域ＴＤで定義することもできる。タイムスロットは、上記の例におけるサブキャリアを代替することができる。

図１．４は、コミュニケーションデバイス１４０に関する例を示す。いくつかの例では、コミュニケーションデバイス１４０は、装置１１０、１２０、２１４、２１６のうちの一つである。コミュニケーションデバイス１４０は、出力信号を生成するようにハードウェアおよび／またはプログラミングで実装され、出力信号１４２は、デジタルまたはアナログ信号であってもよく、時間領域ＴＤまたは周波数領域ＦＤで記述されてもよい信号発生器１４１を備えてもよい。出力信号１４２は、エミッタ(例えば、エミッタ１１２)に供給され、レシーバ(これは１１０,１２０,２１４,２１６種類の)に(例えば、無線信号１１３として)供給され得る。

信号発生器１４１は、以下の情報の少なくとも一つを入力することができる。
所定のＯＣＲの集合から選択された周波数であってもよく、１ＭＨｚを超える値を有してもよい光クロック基準(またはレート)ＯＣＲに関する情報１４３;および／または
ネットワーク内の送信側コミュニケーションデバイス(例えば、図２．１において、３つのＲＥＰ＋３つのＥＰ＝６つのコミュニケーションデバイス)または送信器(例えば、ＬＥＤエミッタ１１２) (例えば、図１．２の３つのＬＥＤエミッタ;)または送信されるストリームの数に関連する情報１４４;および／または
コミュニケーションデバイスを個別に識別するコミュニケーションデバイス(例えば、媒体アクセス制御(ｍｅｄｉｕｍａｃｃｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌ)、ＭＡＣ、アドレス)に関連付けられた識別番号、または特定の送信器(例えば、ＬＥＤエミッタ)に関連付けられたＩＤ番号、またはストリームに関連付けられた識別子に関する情報１４５。

なお、基準信号および／またはコム状信号１４２ (例えば、コム状パイロットシーケンス)を適切に生成することができることに注意すべきである。例において、信号１４２は直交信号であってもよい。加えて、または代替として、信号１４２は、コミュニケーションデバイス、送信器(例えば、ＬＥＤエミッタ)、および／またはストリームを一意に識別するために使用されてもよい。

信号１４２は、コム状の信号(例えば、コム状のパイロットシーケンス１３１’または１３１”として使用される)であってもよく、特定の数の位置(例えば、４つの位置)のために互いに離れている現在のサブキャリア(例えば、装置２１６’のＳ ₁ およびＳ ₅ ;およびＳ ₃ とＳ ₇ (デバイス２１６インチ用))を示してもよい。サブキャリア間の距離は、各コム状信号に対して固定されていてもよく、同じネットワーク内の全てのコム状信号に対して同じであってもよい。

図１．４ａは、主にＦＤで動作する信号ジェネレータ１４１ａのより詳細な例を示す。発生器１４１ａには、情報１４３,１４４,１４５が入力されてもよい。

発生器１４１ａは、信号１４１のサブキャリア間の相対位置を規定するサブキャリア位置定義器１４６を含むことができる。サブキャリア位置定義器１４６は、以下を考慮することができる。
光クロック基準 (またはレート) 、ＯＣＲ１４３に関する情報１４３。これは、離散数のＯＣＲの中から選択される周波数であってもよく、１ＭＨｚを超える値を有してもよい。および／または
ネットワーク内の送信側コミュニケーションデバイス(例えば、図２．１において、３つのＲＥＰ＋３つのＥＰ＝６つのコミュニケーションデバイス)または送信器(例えば、ＬＥＤエミッタ１１２)(例えば、図１．２の３つのＬＥＤエミッタ;)または送信されるストリームの数に関連する情報１４４。

一般に、固定長のタイムスロットでは、ＯＣＲが高速であるほど、より多くのサブキャリアがコム状信号に使用され得る。信号コム状パイロットシーケンス１３１を参照すると、８つのサブキャリアＳ ₁ ... Ｓ ₈ が可能である。しかし、ＯＣＲを増加させることによって、例えば１６のサブキャリア等を有する可能性がある。

考慮され得る別のパラメータは、送信側コミュニケーションデバイス (および／または送信器および／またはストリーム) の数である。より多くのコミュニケーションデバイス(送信器やストリーム)がネットワーク内に存在するほど、より多くの空間(例えば、ＤＭによって割り当てられたリソース)が、例えば、他のデバイスのサブキャリアのための空間を残すことが必要であるので、同じ信号のサブキャリア間に必要である。

ネットワークに参加する他のコミュニケーションデバイス、送信器、および／またはストリームの数を考慮して、コム係数Δを定義することができる。したがって、コム係数Δは、ネットワーク内の送信側コミュニケーションデバイス、送信器および／またはストリームの数に関連する情報１４４の一例を表すことができる。例では、Δ－１までのコミュニケーションデバイスが参加することができる。情報１４４の追加または代替の例を使用することができる。

ＯＣＲ１４３および情報１４４ (例えば、コム係数Δ)に基づいて、同じ装置(または送信器またはストリーム)のサブキャリア間の相対位置が、サブキャリア位置定義器１４６で定義されてもよい。コム形構造では、ボイド位置は、他の装置、送信器またはストリームのサブキャリアによって占有され得るので、いかなるサブキャリアによっても占有されない。サブキャリア位置決定器１４６の出力は、スペクトル領域におけるシーケンスＺであってもよい。

サブキャリア位置定義器１４６は、やはり１４９で示される擬似雑音シーケンスＡ_L(例えば、Ｇｏｌｄシーケンスであってもよい。付録参照)によって入力されてもよい。コム係数Δが大きいほど、Ｇｏｌｄシーケンスの長さは短くなる。擬似雑音シーケンスＡ_Lは、コム係数Δ(加算位置の大きさが０)だけアップサンプリングされ、出力シーケンスＺを得ることができる。

したがって、出力シーケンスＺは、サブキャリアシフタ１４７に提供され得、これは、シーケンスＺ内のサブキャリアをシフトし得る。シーケンスＺは、情報１４５によって導出され、コミュニケーションデバイス、送信器またはストリームの識別番号を考慮する位置Ｓの数だけシフト(例えば、右方向または左方向に回転)されてもよい。

図１．４ａに示されていないブロックでは、最終シーケンスＦを得るために最終シーケンス(例えば、シーケンスをさらに処理することによって)を形成する可能性がある。

ＩＦＦＴブロック(またはＦＤ信号をＴＤ信号に変換する別のブロック)を実施して、ＬＥＤエミッタによって信号１１３として送信される最終信号１４２を得ることができる。

図１．５は、一例による方法を示し、これは、例えば、参照シーケンスおよび／またはコム状信号を構築するために、ジェネレータ１４１または１４１ａによって実行され得る。

ステップ１５１では、ＯＣＲ、Ａ _L 、Δ、Ｓに関する情報を取得する(例えば、情報１４３,１４４,１４５,１４９)。Ａ _L (「基本シーケンス」)は、次の表に従ってＬを選択することによって得られる。

その後:
ステップ１５２で、一定バイアス０．５がＡ_Lから減算される(他の値が選択されてもよい)。

ステップ１５３において、Ａ _L はコム係数Δだけアップサンプリングされる。

ステップ (サブキャリアシフタ１４７によって実施され得る)において、Ｓサンプルによる周期的シフトが、シーケンスＺを生じるシーケンスＹに適用される。シーケンスＺは、Ｌｚ＝Ｌ*Δの長さを有する。Ｓの値は、特定のストリームまたは送信器を識別し、ＰＨＹＳＡＰを介してＭＡＣによって定義される。ＭＡＣ層は、受信器におけるノイズ推定のためにシフトＳ＝Δ－１を予約することができる。

ステップ１５５において、シーケンスＦは、Ｆ＝[０Ｚ (１:Ｌ _Z －１) ０Ｚ (Ｌ _Z －１:－１:１)]のように形成される。これにより、次の手順でエルミート対称が実装される(いくつかの例では、これは必要ではない)。シーケンスＺの最初のＬ _Z －１サンプルは、最初に元のサンプル、次に逆順で２回使用されることに注意すべきである。

ステップ１５６では、シーケンスＦは逆高速フーリエ変換 (ＩＦＦＴ) を通過し、それは常に、所与のストリームまたは送信器に特異的な実数値ＲＳをもたらす。

ＴＤにおける参照信号の説明および追加例は、例えば、セクション３．１．２．２．３．２に提供される。

上記の例では、異なる装置および／または送信器が、周波数領域 (ＦＤ) 基準信号および／またはコム状シーケンスを送信してもよく、これらは互いに直交していてもよい。

例において、相互に直交していてもよい基準信号を時間領域で生成することも可能である。例えば、ｋ=１ ... Ｋからｋをインクリメントすることによって反復的に得られるアダマール行列Ｈ _K を次のように生成することが可能である。

ＦＤにおける参照信号の説明および追加例は、特にセクション３．１．２．２．３．１に提供される。

基準信号がＴＤで生成されているかＦＤで生成されているかにかかわらず、基準信号を生成し、物理ヘッダ(図３．１、数字３１２および３１８、ならびに以下の説明を参照)内の任意のフィールドの一部として送信することが可能である。基準信号は、コミュニケーションデバイス、送信器またはデータストリームに関連する特定のアナログ波形であってもよい。特に、他のデータは、例えば、異なる変調方式を用いて送信されてもよい。異なる送信器または異なるコミュニケーションデバイスは、一般に、異なるアナログ波形、基準信号、および／またはコム状シーケンスに関連付けられ、したがって、一意に識別される。例において、特定の波形を複数の波形から選択することができる。

図１．６は、参照信号１７１(これは、信号１３１’、１３１”の一例であってもよく、および／またはジェネレータ１４１および／または１４１ａによって発生された信号１４２であってもよい)が信号１７２と１７３(図１．６のような信号発生は、異なる戦略および技術に従って変化し得る)の間に生成される例を示す。信号１７２および１７３は、特定の変調方式(例えば、他の全てのデータを送信するために使用される変調方式、例えば、以下に、特にセクション３．１．２．３及び３．１．２．４においてそれぞれ説明される構造３２０又は３３０の要素を使用する変調方式)を使用して生成されるが、波形１７１は、ジェネレータ１４１または１４ａおよび／または方法１５０(または上述および後述する他の技術) を使用して得られてもよい。例えば、コミュニケーションデバイスは、以下のいずれかを選択することができる。
波形１７１を送信するためのジェネレータ１４１または１４１ａ;
ヘッダの他の部分を伝送するための構造３２０の要素;
ペイロードを送信するための構造体３３０の要素。

波形１７１は、ＴＤまたはＦＤで、他のコミュニケーションデバイスまたは送信器によって同時に送信される他の波形に直交していてもよい。

以下に、無線リンク[例えば無線光リンク]を使用して複数の他のコミュニケーションデバイス[例えば光通信デバイス]と通信するための(例えば、セクション3)コミュニケーションデバイス[例えば光コミュニケーションデバイス]が開示され、コミュニケーションデバイスは、他の異なるコミュニケーションデバイス[例えば、他のコミュニケーションデバイスがどのデータがそれらに向けられているかを識別することを可能にするために、例えば、符号分割多元接続を達成するために]と通信するために異なる符号[例えば固定長または可変長の異なる符号]を使用するように構成され、コミュニケーションデバイスは、符号の数および／または符号の長さ[例えば、多数の「他の」コミュニケーションデバイスの受信に依存して、および／またはチャンネル状態に依存して、および／または所望のデータレートに依存して]を変化させるように構成され、コミュニケーションデバイスは、パルス振幅変調[例えば、パルス振幅変調の多数の振幅状態] [例:２－ＰＡＭ、４－ＰＡＭ、８－ＰＡＭ、１６－ＰＡＭ間の切り替え]のタイプ[例えば、多数の「他の」コミュニケーションデバイスの受信に依存して、および／またはチャンネル状態に依存して、および／または所望のデータレートに依存して]を変化させるように構成される。

無線リンク[例えば無線光リンク]を使用して複数の他のコミュニケーションデバイス[例えば光通信デバイス]と通信するためのコミュニケーションデバイス[例えば光コミュニケーションデバイス]であって、前記コミュニケーションデバイスは、アダマール符号化変調[例えば他の異なる通信デバイスとの通信[例えば無線光リンクを介して;例えば、他のコミュニケーションデバイスがどのデータがそれらに向けられているかを識別できるようにすること;例えば、符号分割多元接続を実現する]を使用するように構成され、前記コミュニケーションデバイスは、前記アダマール符号化変調において使用される符号の数と、パルス振幅変調 (ＰＡＭ) の振幅状態の数を決定するパラメータＭとを変化させるように構成(例えば、図３．３も参照)される[例えば、多数の「他の」コミュニケーションデバイスの受信に依存して、および／またはチャンネル状態に依存して、および／または所望のデータ速度に依存して]コミュニケーションデバイス[例えば光コミュニケーションデバイス]。したがって、データレートをチャンネルの修正された条件に広い範囲にわたって適応させることができる。

無線リンク[例えば無線光リンク]を使用して複数の他のコミュニケーションデバイス[例えば光通信デバイス]と通信するコミュニケーションデバイス[例えば光コミュニケーションデバイス]であって、ヘッダ情報[例えば、フレームタイプと物理層サービスデータ単位の長さを記述する物理層ヘッダ]が複製された拡張ヘッダデータ部[例えば、何度も繰り返されたりコピーされたりする]を取得し、拡張ヘッダデータ部をリードソロモン符号に基づく順方向誤り訂正[例えばエラー訂正]に入力して、誤り耐性データ部[例えば、ヘッダ情報を表すエラートレラントなデータユニット]を取得する。特に、セクション３．２．１を参照。

無線リンク[例えば無線光リンク]を用いて複数の他のコミュニケーションデバイス[例えば光通信デバイス]と通信するコミュニケーションデバイス[例えば光コミュニケーションデバイス]であって、
デジタル処理ユニット[例えば、ヘッダおよび／またはペイロードを符号化するため、およびヘッダおよび／またはペイロードのビットを変調シンボルにマッピングするため];および
光信号を伝送するための光フロントエンド;を含み
ここで、デジタル処理ユニットは、ＤＣフリー出力信号を光学フロントエンドＤＣフリー出力信号が、ヘッダおよび／またはペイロードの符号化されシンボルマップされた表現である可能性がある] [光フロントエンド、例えばアナログ光フロントエンドは、発光ダイオードまたはレーザーダイオードのような光送信デバイスの変調振幅および／またはバイアスを設定することができる]に提供するように構成される開示も存在する(例:３．１．２．３．５項、:３．１．２．４．５項)。

無線リンク[例えば無線光リンク]を使用して複数の他のコミュニケーションデバイス[例えば光通信デバイス]と通信するためのコミュニケーションデバイス[例えば光コミュニケーションデバイス]であって、完全なセット[例えば光学的]の送信器[例えば発光ダイオードやレーザー]を使用してチャンネル推定フレーム[例えば「プローブフレーム」]を送信するように構成され、選択された[例えば光学的]送信器[の真の部分集合または適切な意味での部分集合である可能性がある]を使用してデータフレーム[例えば、データおよび／または構成情報を含むフレーム]を選択的に送信するように構成 (例えば、３．１．２．３．４項) されたコミュニケーションデバイスの開示も存在する。

無線リンク[例えば無線光リンク]を使用して複数の他のコミュニケーションデバイス[例えば光通信デバイス]と通信するためのコミュニケーションデバイス[例えば光コミュニケーションデバイス]であって、前記コミュニケーションデバイスは、複数の送信器[好ましくは光通信機]を使用して複数のデータストリームを送信するように構成され、前記コミュニケーションデバイスは、前記送信器のうちのどの送信器を使用し、どの強度で前記データストリームのうちの第１のデータストリームを送信するかを決定するように構成されるコミュニケーションデバイスの開示も存在する(例えば、３．１．２．４．７項);前記コミュニケーションデバイスは、前記送信器のうちのどの送信器を使用し、どの強度を使用して第２のデータストリームを送信するかを決定するように構成される。

上記および以下の例は、コミュニケーションデバイスの代わりに、複数のコミュニケーションデバイスのセットを指すことができる。セットは、複数の他のコミュニケーションデバイスと通信することができる。

２調整されたＶＬＣネットワーク運用のための媒体アクセス手順を特に含む例

このセクションでは、特にマルチポイントツーマルチポイントモードで動作するＶＬＣネットワークの協調動作のための汎用ＭＡＣ手順を提案し、必須フィールドの要件について説明する。

２．１はじめに
この貢献の目的は,高いＱｏＳ要求を持つ産業用無線シナリオにおいて可視光通信 (ＶＬＣ) を用いたＭＰ２ＭＰ(マルチポイントツーマルチポイント)通信の協調動作を可能にすることである。したがって、高いリンク可用性と低い遅延が必要である。この提案は、複数の光と複数の移動装置からなるＶＬＣネットワーク全体に対する中央協調メディアアクセス(ＭＡＣ)プロトコルである。

この貢献における筆者らの一般的アプローチは、 i) 産業無線シナリオにおける特別なニーズを考慮してＶＬＣのための一般的ＭＡＣを提案し、そして最初に一般的な方法で必要なフィールドを定義し、および／またはii) 物理層としてＧ．ｈｎ／Ｇ．ＶＬＣを使用することによりこれらのフィールドにおける機能をどのように実現できるかを特定することである。意図した機能とすでに定義されている機能を比較することで、実装が明確になり、既存の仕様のギャップを識別できる。

２．２現行システムに関する検討
ＶＬＣは近年の注目研究テーマである。ほとんどの出版物は、屋内シナリオでのＶＬＣの適用をＷｉ－Ｆｉ(Ｌｉ－Ｆｉとも呼ばれ、すべての電球が無線アクセスポイントとして使用される)の代替または補完として考えている。しかし、業界はこのアイデアにまだ懐疑的で、それは挑戦的であり、すべての電球やモバイルデバイスに統合することができる大量、低コスト、低エネルギー、小型化された通信フロントエンドを必要としている。これらの課題は長期的にしか解決できないことが明らかになったため、最近の研究では、より短期的に実現可能な新しい使用事例に注目していた。それは、Ｌｉ－Ｆｉの高い要件を緩和することができ、光が無線通信との継続的な競争でそのユニークなセールスポイントを活用できるというものである。

そのような最初の新しい使用例は、小型無線セルの無線バックホールである。これらの小型無線セルは、ほとんどの場合、各屋外照明器具に取り付けられる。従って、ＶＬＣバックホールは、接続された照明の分野に関連する。第２に、いわゆる未来のソフトウェア定義製造(ドイツではインダストリー４．０と呼ばれている)の鍵となるイネーブラーと見なされる、産業用無線通信の新しい分野がある。現在の有線通信を克服し、配線を除去することは、パーソナライズ製品の製造のためのより柔軟性を実現するための必須のステップと考えられる。ＶＬＣがここで重要な役割を果たすことができるのは、現在、これらの製造現場では無線周波数帯がすでに過密状態になっており、ＶＬＣによって新しい未使用の周波数帯が導入され、制限なく使用できるためである。最後に、Ｌｉ－Ｆｉへの更なるステップとして、例えば銀行内の安全な無線会議室を有する企業シナリオは、無線の代わりに無線媒体として光を使用することによって実現することができる。なぜなら、光は十分に局所化することができ、壁を貫通しないからである。

後者の２つの使用事例では、ユーザーが１つの光のエリア内で移動したり、１つの光から別の光に移動したりしたときにシームレスな接続をサポートする完全にネットワーク化されたワイヤレス技術として、Ｌｉ－Ｆｉの重要な機能と考えられている機能がすでに必要とされている。このような機能は、すでにセルラーモバイルラジオで広く開発されており、その世代は２Ｇ、３Ｇ、および４Ｇであり、５Ｇに向けて進行中の議論では５Ｇは、わずか１０から百メートルのカバレッジしかない小さなミリ波セルを含むことがサポートされる。これらはおそらく５Ｇの第２段階で使用され、エリア容量を桁違いに増加させる。ＶＬＣは、直径が１ｍまたは最大数ｍのより小さなセル、およびそれに応じてより大きな面積容量を実現する。

携帯電話ネットワークの技術をＬｉ－Ｆｉに再利用することは、一見したところ明らかに思えるかもしれない。しかし、もっとよく見ると、このアプローチは実行可能ではない。セルラーネットワークは、３０年以上にわたって導入された後方互換性のための関連する複雑さと要件とともに、長い歴史を持っている。さらに、移動ネットワークの鍵となる概念は、各セルを、ある距離で同じ無線リソースを再利用する、孤立したトランシーバと見なすことである。したがって、セルラーネットワークは、同じ無線リソースを再利用する他のトランシーバによって制限された干渉制限方式で常に動作する。４Ｇ開発の最後に、セルのクラスターが多数のユーザーに共同でサービスを提供する新しい協調ネットワーク技術を検討した。

協調伝送により、無線伝送は、特にセルエッジにおいて、今日よりもはるかに信頼性が高くなることができ、さらに、このようにして、より高い全体的なスループットを達成することができる。理論的にも実験的にも明らかな利点が実証されているが、協調ネットワークトポロジーは高度な柔軟性を必要とし、しかも従来のセルラーネットワーク設計とは異なる。したがって、４Ｇのバックホールネットワークアーキテクチャとは互換性がなかった。この状況から、この技術は４Ｇのアドオンとして導入できるほど成熟していないという結論に達した。しかしながら、これらの協調された無線ネットワークの概念は、本発明者らには、新しい５Ｇモバイルネットワークの文脈において有望であり、導入される可能性が高いと思われる。

５Ｇの準備において、移動性を維持するが,セルの動的クラスターを用いて無線信号を送受信することを主な目的として、新しいフロントホール概念が研究されてきた。上位ＭＡＣレイヤの機能の一部は、これらの新しいフロントホールの概念に集約されている。下位ＭＡＣレイヤと物理レイヤは、目的のカバレッジ領域に配置された「ダム」リモート無線ヘッドに配置されている。上位ＭＡＣ層の機能は、通常、ソフトウェアで実装できるため、仮想化される。つまり、クラウドネットワークのどこかのコモディティハードウェア上で動作し、集中型コントローラとして機能する。この新しい概念は、クラウド無線アクセスネットワーク(Ｃ－ＲＡＮ)とも呼ばれる。ＶＬＣは５Ｇ以降のモバイルネットワークと統合されるため、早期にＣ－ＲＡＮの概念を仕様で考慮することが賢明である。

壁などによって他の領域から隔離されている製造セルなどの限られた領域では、小さなＶＬＣセルのネットワーク全体に対して単一の集中型コントローラを考慮することが合理的である。フロントホールの概念と、中央制御装置とリモート無線ヘッドとの間で機能を分割するためのポイントは、最近広く議論されている。モバイル無線の分野でも現在欠けているのは、クラスターセルの使用をサポートし、Ｃ－ＲＡＮが一つのセル内およびセル間のユーザーの移動性に従うことを可能にするＭＡＣ層である。

最初の機能に関しては、いわゆるリンク適応によって実行され、すでに無線ＭＡＣの一部になっている。しかしながら、２Ｇ,３Ｇ,４Ｇでは、第２の機能は、あるセルから他のセルへのハンドオーバー手順と、いわゆるモビリティ管理エンティティ(ＭＭＥ)に加えて管理される干渉を用いて実行される。ハンドオーバーとＭＭＥはどちらも５Ｇのコアネットワークの一部と見なされ、基本的にモバイルＭＡＣの範囲外である。

新しいＣ－ＲＡＮコンセプトでは、ハンドオーバーおよび干渉管理機能がＭＡＣの一部と見なされるようになった。この利点は、決定が無線チャンネルに近く行われ、システムが４Ｇよりも大幅に遅延を減少し、信頼性の高い方法でモビリティを追跡できることである。これは、ＶＬＣで検討されている産業用無線通信などの新しい使用事例の一部で実際に必要になる。より高い信頼性は、一般に、協調マルチポイント伝送によってサポートされ、その最も単純な形態は、マクロダイバーシティである。より低い遅延は、ＲＡＮ内部のモビリティに関連する決定を行うことで達成でき、追加の遅延を招くコアネットワークを必要としない。

Ｃ－ＲＡＮコンテキストに欠けているのは、可変機能分割を備えた新しいフロントホール概念に加えて、ＭＡＣレイヤのまったく新しい概念である。これにより、コアネットワークからモバイルＭＡＣレイヤにこれらの基本的なモビリティ機能を移動することで、協調マルチポイント伝送と低遅延が可能になる。本稿の目的は、フェージングがないため無線より簡単なＶＬＣの相対的文脈において、新しい無線ＭＡＣについての議論を開始することである。しかし、ＶＬＣ以外にも移動通信用の電波の利用にも学習が適用できることが分かっている。

この項の構成は、特に次のとおりである。
ＭＡＣレイヤ機能のグローバル、リージョナル、およびローカル伝送への分離
適切なグローバル、リージョナル、およびローカルフレーム構造とフィールドの一般的な定義
ネットワークへの参加、マルチセルチャンネル推定、フィードバック配信、および共同送信と検出のような必須ＭＡＣ層手順。
Ｇ．ｈｎ／Ｇ.ＶＬＣの特徴を利用して実現した汎用機能。

2.3トポロジーの例

ＶＬＣドメイン(例えば、ネットワーク２１０)は、図２．１に示すように、ドメインマスター(ＤＭ)２１２、その関連中継終端(ＲＥＰ)２１４、および終端(ＥＰ)２１６を含んでもよい。例において、ＲＥＰ２１４とＥＰ２１６との間にはただ一つの無線ホップ(２１８)があり、ＤＭと各ＲＥＰとの間には信頼性があり、好ましくは固定されたネットワークリンク２１７がある。

通常、異なるＶＬＣドメイン間は、壁などによって分離されるため、可視性はない。そうでなければ、異なるドメインの直交動作は、実装者の問題として残され、例えば、異なるＬＥＤ波長、別々のタイムスロットまたは他の周波数帯域を使用することによって実現され得る。他のＶＬＣトポロジー(Ｐ２Ｐ、Ｐ２ＭＰ、非協調ＭＰ２ＭＰ)も直交と見なされ,厳密なＱｏＳ要求が目標とされる協調トポロジーを妨害しない。

ＲＥＰ２１４は、例えば照明インフラストラクチャの一部として固定位置に配置することができる。ダウンリンクでは、ＲＥＰはドメインマスター(ＤＭ)からＥＰに着信するフレームをリレーする。アップリンクでは、ＥＰから発信されたフレームがＲＥＰによってリレーされ、インフラストラクチャネットワークに転送されて、ＤＭで終了する。

ＤＭ２１２は必ずしも専用の物理デバイスではない。その機能は、仮想エンティティによって提供されるか、ＲＥＰと同じ場所に配置されるか、クラウドに配置される。ＶＬＣネットワークでＥＰのモビリティをサポートするために、ＤＭにはデータとコントロールプレーンの両方の機能がある。

データプレーンにおいて、ＤＭ２１２は、インフラストラクチャネットワークを介してスマートパケット転送機能を提供することができる。柔軟に割り当てられたＲＥＰおよびインフラストラクチャネットワークを介して、モバイルＥＰのアップリンクおよびダウンリンクトラフィックを制御できる。更に、ＤＭ２１２は、セキュリティ、再送信及び送信ポイントの選択のような必須ＭＡＣ層機能を引き継ぐことができる。

制御プレーンにおいて、ＤＭ２１２は、隣接するＥＰ２１６間で直交して使用され、より離れたＥＰ間で広く再利用されるように、無線リソースを割り当てる。無線リソースは、タイムスロットと１つのＲＥＰ、または同時送信と検出に使用される複数のＲＥＰのクラスターであり得る。

２．４一般的な媒体アクセスプロトコル

産業用無線シナリオでは、高ＱｏＳ要求を持つクリティカルトラフィックは、競合に基づく伝送機会(ＣＢＴＸＯＰ)を使用しないか、またはほとんど使用しないことが好ましい。ＣＢＴＸＯＰは、ＱｏＳ要件がそれほど厳しくないアプリケーションの例外としてのみ見なされる。ＣＢＴＸＯＰを使用する場合は、伝送前にＲＴＳ／ＣＴＳメカニズムを使用して、カバレッジが制限された指向性ライトによる可視性の問題を解決し、隠れた端末の問題を解決する必要がある。

主な動作モードとして、競合のない媒体アクセスが考えられる。協調ネットワークトポロジーでは, ＤＭとＥＰ間のＲＥＰを介したＶＬＣ伝送の競合のないスケジューリングに基づいている。したがって、すべてのノードは同期化され、直交方式でチャンネルにアクセスする必要がある。(ＲＥＰ間の同期は、ネットワークインフラストラクチャのＰＴＰグランドマスターからＩＥＥＥ１５８８ｖ２高精度時間プロトコル(ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｔｉｍｅｐｒｏｔｏｃｏｌ：ＰＴＰ)を使用して実現できるが、モバイル終端はワイヤレスＶＬＣリンクでもＰＴＰをサポートする必要がある。)

したがって、送信は割り当てられたＣＦＴＸＯＰでのみ実行される。ＤＭは、定期的に、スケジューリングアルゴリズムを使用して、調整されたＶＬＣトポロジー全体に有効なグローバル媒体アクセスプラン(ＭｅｄｉｕｍＡｃｃｅｓｓＰｌａｎ：ＭＡＰ)を作成し、維持する。グローバルＭＡＰでは、競合のない伝送機会(Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ－ＦｒｅｅＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＯｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ：ＣＦＴＸＯＰ)がすべてのＲＥＰおよびすべてのＥＰに割り当てられる。データ、管理および制御メッセージなどのすべての送信は、指定されたリソースでのみ行われる。

２．４．ａ) 接続性マトリックス

移動スケジューリングアルゴリズムの目的は,空間を再利用し、チャンネル間干渉(ＩＣＩ)を最小化し、信号対干渉雑音比(ＳＩＮＲ)を最大化することである。適切なスケジューリング決定を行うには、ＤＭはすべてのノード間の既存のリンクを認識する必要がある。

リンク品質は、接続性マトリックス(ＣＭ)に要約できる。縮小ＣＭの例を図２．２(ダウンリンク(左)および２２２アップリンク(右)方向における縮小された接続性マトリックス２２１、ＣＭの例を示す)に示す。これには、潜在的な物理接続(すなわち、チャンネル)の有無を示すバイナリ値Ｘまたは０のみが含まれる。

最大の性能を目標とするより高度なスケジューリング決定のために、接続性マトリックスは、例えば、達成可能なレートを有するマトリックス、または、原理的には、複数のＲＥＰによって送信または受信される信号の結合物理層処理に有用な、周波数領域における複素チャンネル振幅を測定する複素数である、より詳細なチャンネル状態情報(ＣＳＩ)を生じる、定量的チャンネル品質情報(ＣＱＩ)によって拡張され得る。

２つのノードのすべてのペアが潜在的なリンクを持つと考えられない場合、ＣＭを削減できる。これは、アップリンクとダウンリンクが直交多重化されている場合、つまり、ＥＰによる送信が他のＥＰで受信できず、ＲＥＰによる送信が他のＲＥＰで受信できない場合、またはその逆の場合である。これは、例えばアップリンクおよびダウンリンクに対して波長分割多重化(ＷＤＭ)を適用することによって達成される。縮小されたＣＭは、アップリンクとダウンリンクそれぞれの２つの単純なマトリックスに分割できる。縮小ＣＭの例を図２．２に示す。

アップリンクとダウンリンクの間に直交性がないネットワークでは、理論的にはすべての可能なリンクをスケジューリングのために考慮する必要がある。これには、ＲＥＰによる送信に加え、他のＲＥＰが受信したＲＥＰによる送信と、他のＥＰが受信したＥＰによる送信も含まれる。例えば図２．３に示されている完全なＣＭ２３０は、このシナリオにはより多くのリンクがあることを表している。このような状況下での送信の直交および干渉フリースケジューリングは、時分割二重(ＴＤＤ)モードで動作するセルラーネットワークにおいて、特にアップリンクとダウンリンク間の分割がセル間で完全に柔軟である場合に、複雑さの大幅な増加をもたらすことがよく知られている。すべてのネットワークノードを緊密に同期させ、ネットワーク全体に柔軟なアップリンク／ダウンリンクスプリットを導入することは、一般的ではあるが最適ではない。

例において、ＤＭはＣＭの瞬間的な知識を有し得る。したがって、許可されたＥＰは、ＣＭ内のエントリを定期的に更新する必要がある。ネットワークに参加するＥＰは、最も可視的なＲＥＰを測定し、更新されたＣＭに含めることをＤＭに通知する必要がある。これらのレポートの期間は、各ＥＰのモビリティおよびトラフィックのニーズによって異なる場合がある。

２．４．ｂ) ネットワーク接続

ＤＭは、協調ＶＬＣネットワーク(例:２１０)内のすべてのＲＥＰがビーコンフレームをブロードキャストすることを保証できる。ビーコンフレームの目的は、ネットワークのアドバタイズと、ＥＰとネットワークの定期的な同期を提供することである。さらに、ビーコンフレームは、他の情報の中でも、ネットワーク加入手順のために指定されたＭＡＣサイクルにおける単一または複数のＣＢＴＸＯＰのためのリソース仕様、例えばタイムスロットを含む。ネットワークに参加するためのＣＢＴＸＯＰはグローバル、つまり、ネットワーク全体で同じリソースを使用する。このようにして、ネットワーク内の任意の点で決定論的伝送が可能となり、厳密なＱｏＳ要件を有するデータ伝送のための干渉がなくなる。その後、新しいＥＰは指定されたＣＴＸＯＰを使用してネットワークにアクセスできる。ビーコンへの応答として、そしてマルチセルチャンネルを推定した後、それは短い送信準備／クリア送信(ＲＴＳ／ＣＴＳ)パケットの事前交換を伴う衝突回避(ＣＳＭＡＣA)を伴う周知のキャリアセンス多元接続方式を用いてフィードバックパケットを送信する。新たに到着したＥＰは、i) 指定されたＣＢＴＸＯＰを含むビーコンを受信し、ii) 複数の周囲のＲＥＰにマルチセルチャンネル情報を収集し、iii) それらの接続性に関するフィードバックを提供した後に、パケットを送信することができる。

２．４．ｃ) マクロの多様性

個々のＶＬＣリンクは、たとえばＲＥＰとＥＰの間の見通し線(ＬＯＳ)が突然切断された場合などに、接続性が急速に低下する可能性がある。ただし、同じＥＰに複数の隣接ＲＥＰへの自由なＬＯＳリンクを同時に設定できる。マクロダイバーシティは、この機会を利用する単純な方式である。すなわち、隣接するＲＥＰを使用して、それぞれ１つのＲＰへまたは１つのＥＰから同じ信号を同時に送信または受信する。

ダウンリンクにおける特定のＥＰのために指定された全てのパケットは、例えば上述のマクロダイバーシチスキームを使用することによって、ＥＰが通常接続されるＲＥＰのクラスターを介して一緒に送信される。アップリンク方向では、クラスター内の複数のＲＥＰが複数のコピーを受信してＤＭに転送した場合でも、特定のＥＰから受信したパケットはＤＭに転送される。ＤＭでは、このような冗長情報を同時検出に使用できる。(インフラストラクチャネットワークでは、たとえば、ＥＰを接続できる各ＲＥＰまたはＲＥＰのクラスターに別のＶＬＡＮＩＤを割り当てるなど、さまざまな方法でパケットを効率的に配信できる。ダウンリンク情報は、対応するダウンリンクＶＬＡＮアドレスを使用して、ＤＭからＥＰが接続されているすべてのＲＥＰにブロードキャストパケットとして送信される。アップリンク送信の場合、ＥＰはＤＭのＭＡＣアドレスと自身のＭＡＣアドレスにパケットを送信できる。ＤＭは、共通ＭＡＣアドレスに基づいて、最終的に結合を実行する。)パリティチェックが有効なコピーを１つ選択するか、すべてのコピーを組み合わせることで、無線伝送の信頼性を向上させる。

クラスター内の各ＲＥＰのＭＡＣレイヤでは、同じデータを送信する必要がある。これは中央同期データ伝送を必要とし、i) 同期イーサネット(ＳｙｎｃｈＥ)と高精度時間プロトコル (ＰＴＰ) を用いて物理と媒体アクセス層を同期し、ii) ＤＭで用いられる絶対時間標準を参照して各パケットにタイムスタンプを埋め込むことにより達成できる。

２．４一般フレーム

各フレーム２４０は、図２．４に示されるように、二つのセクションに細分することができる。物理層部分２４１は、受信器で同期およびチャンネル情報を取得することを許可してもよい。さらに、割り当てられたリソースや、データ伝送に使用される変調および符号化方式など、データリンク層の基本的な制御情報を提供する。第２部分２４２はペイロードである。

ＶＬＣネットワーク内の送信は、同時に送信するＲＥＰの数によって分類できる。
ａ)グローバル伝送２５１
グローバルフレームは、ＶＬＣドメイン内のすべてのＲＥＰによって同期的に送信され、ネットワークによって提供される任意のＥＰによって応答される可能性がある。

ｂ)リージョナル伝送２５２
干渉が無視できる場合は、部屋の異なる部分にある個々のＲＥＰまたはＲＥＰのクラスターによって、リージョンフレームが同時に送信される。グローバルフレームと同様に、リージョナルフレームはクラスター内のすべてのＲＥＰによって同期的に送信される。隣接クラスターが重複していれば、リージョナルフレームが異なるタイムスロットで伝送される可能性もある。リージョナル伝送は、クラスターによってサービスされる任意のＥＰによって応答される。
ｃ)ローカル伝送２５３
ローカルフレームは、干渉制限された方法で個々のＲＥＰまたはＥＰによって送信される。ＯＦＤＭの場合には、空間的および時間的に送信を直交させることに加えて、これは、ＲＥＰまたはＥＰが、コム間隔が周波数再利用係数Ｆ以上である別のサブキャリアコムに割り当てられるように実装することができる。コムは遠くのＲＥＰまたはＥＰで再利用できるため、送信は干渉制限される。ローカルフレームの全ての部分は、同じサブキャリアコム、すなわち、プリアンブル、チャンネル推定、ヘッダ、そして最終的にはローカルデータを用いて送信される。

したがって、グローバル、リージョン、およびローカルに送信されるフレームがある。例を図２．５に示す。

後者の態様を簡単に要約すると、ＶＬＣネットワークおよび／またはドメインマスターは、ダウンリンクで送信される異なるタイプのフレームを区別するように構成することができ、これらのタイプは、
そのタイプのフレームがＶＬＣネットワークのすべてのＲＥＰによって同期的に送信される１つ以上の第１のフレーム。
部屋などの所定の領域内の１つ以上のＲＥＰによって送信される、そのタイプのフレームを有する１つ以上の第２のＲＥＰ、
そのタイプのフレームが１つのＲＥＰによって個別に送信される、１つ以上の第３のＲＥＰ。これまでのところ、本明細書の他の箇所に記載された全ての詳細は、上述の強調表示された詳細と組合わされても、組合わされなくてもよい。

汎用ビーコンフレームは、最初のタイプのフレームの例であり、ＶＬＣネットワーク内のすべてのＲＥＰによって同時に送信されるグローバルフレームで構成される。これには、同期シーケンス、チャンネル推定シーケンス、およびＶＬＣドメイン内のすべてのＥＰに関連する情報を含むヘッダが含まれる。特に、共通ヘッダには、ユーザー定義のドメイン名、ＤＭのＭＡＣアドレス、フィードバックモードフィールド、ＣＢＴＸＯＰがスケジュールされている少なくとも１つ以上のＭＡＣサイクルを示すグローバルメディアアクセスプラン(ＭＡＰ)が含まれる。前述のように、ＥＰはこれらのＣＢＴＸＯＰのいずれかを使用して、ＲＴＳ／ＣＴＳとともにＣＳＭＡＣAを使用してネットワークにアクセスできる。すなわち、第1のタイプのフレームは、例えば、少なくとも1つ以上のＭＡＣサイクルを示すグローバルメディアアクセスプラン(ＭＡＰ)を示すことができる。

汎用マルチセルチャンネル推定フレームは、第３のタイプのフレームの一例であり、従って、ローカルフレームである。これには、ＥＰがダウンリンク方向の最も近いＲＥＰにチャンネルを推定できるＲＥＰ固有のトレーニング信号が含まれている。隣接するＲＥＰによって送信されるシーケンスは直交する。より離れたＲＥＰによって送信されたシーケンスは、カバレッジ領域で再利用され得る。シーケンスがＶＬＣドメイン内でＫ回再利用され、利用可能なシーケンスの総数がＬである場合、再利用インデックスｋ＝１ ... Ｋをシーケンスインデックスｌ＝１ ... Ｌと共に使用して、ＶＬＣドメイン内の具体的なＲＥＰを識別することができる。従って、ネットワークトレーニングフレームのヘッダは、再利用インデックスｋ＝１ ... Ｋを含まなければならず、また、暗黙的な情報であり得るシーケンスインデックスｌ＝１ ... Ｌを含むことができる。すなわち、第３のタイプのフレームは、例えば、ＥＰがダウンリンク方向のＲＥＰへのチャンネルを推定することを可能にするＲＥＰ固有のトレーニング信号を含むことができる。後者の態様を簡単に要約すると、ＶＬＣネットワークのＲＥＰは、各々がパイロットシーケンスの形でＲＥＰ固有のトレーニング信号を担持するネットワークトレーニングフレームを間欠的に送信するように構成することができ、ここで、ネットワークトレーニングフレームのヘッダは、パイロットシーケンスの再利用のインデックスを示す再利用インデックスを含む。ＥＰは、このような送信ネットワークトレーニングフレームに基づいて、すなわち再使用インデックスおよびパイロットシーケンスに基づいて、具体的なＲＥＰを識別するように構成することができる。パイロットシーケンスは、オプションでヘッダに含まれていてもよいシーケンスインデックスによって特徴付けられてもよい。これまでのところ、本明細書の他の箇所に記載されている全ての詳細は、上記の強調表示されたものと組合わされていても、組み合わされていなくてもよい。

汎用フィードバックフレームは、グローバルまたはリージョナルのいずれかであり得、したがって、第１または第２のタイプのフレームの例であり得る。グローバルフレームとして、通常はネットワークに参加するために使用される。したがって、対応するＥＰの接続情報が含まれている必要がある。ＲＥＰが複数のＥＰで同じであるか、選択したクラスター内のＲＥＰのサブセットが同じである可能性がある。次にＤＭは、どのＲＥＰセットを使用し、特定のＥＰにどのスケジューリングを使用するかを決定する。このような複雑な決定には、より詳細なフィードバック情報が必要になる場合がある。(ダウンリンクでは、ＤＭは、重複するＲＥＰまたはＲＥＰのクラスターを持つＥＰからのＣＱＩフィードバックを要求する必要がある。ドメイン内に多数のＥＰが許可されている場合に予想されるように、ＰＨＹ層での同時伝送がサポートされている場合は、ＣＳＩフィードバックが必要である。その結果、制御フレームのヘッダにおいてＤＭによりフィードバックモード(ＣＭ、ＣＱＩ、ＣＳＩ)が通知される。同じフィードバックモードがグローバルに使用される場合、この情報はビーコン信号に含まれる。このグローバル割り当ては、リージョン制御フレームを送信することによって上書きできる。このようにして、ＤＭは、ＶＬＣドメイン全体、またはクラスター内の１つのＲＥＰまたは複数の隣接ＲＥＰに適用される、多かれ少なかれ高度な伝送方式を切り替えることができる。通常、フィードバックは、オーバーヘッドを節約するために圧縮された方法で提供される。それは、ネットワーク定義閾値を超える信号を有する最も関連性の高いＲＥＰ、マルチパス伝搬チャンネルの場合に最も関連性の高いタップ、およびチャンネル情報の所定の平均二乗誤差(ＭＳＥ)に到達するのに十分なＲＥＰ当たりおよび／またはタップ当たりの量子化ビットの制限された数のみを含み得る。汎用フィードバックフレームには、ＶＬＣドメインでＥＰを認証するための追加情報も含まれ得る。後者の態様を簡単に要約すると、ＶＬＣネットワークおよび／またはドメインマスターは、ＶＬＣネットワークの異なる部分において異なるチャンネルフィードバックモードを活性化するように構成することができる。デフォルトのフィードバックモードはグローバルに設定できる。第２または第１のタイプのフレームのような下位スコープのフレームは、別のフィードバックモードを指定するために、デフォルトモードからの逸脱を信号することができる。ＶＬＣネットワークのＥＰは、ＶＬＣネットワークによって送信される下位スコープのフレームに応じて、そのチャンネルフィードバックモードを変更するように構成することができる。

選択したチャンネルフィードバックモードに応じて、ＥＰによって異なるチャンネル情報がＶＬＣネットワークにフィードバックされる。パイロットシーケンスは、以下に説明するようなコム状のパイロット構成であってもよい。これまでのところ、本明細書の他の箇所に記載されている全ての詳細は、上記の強調表示されたものと組み合わされていても、組み合わされていなくてもよい。

汎用媒体アクセスフレームは、第2のタイプのフレームの一例であってよく、中継媒体アクセスプラン(ＲＭＡＰ)を送信することによって、どの送信がスケジュールされているかをＥＰに通知する。通常、メディアアクセスフレームはリージョンであり、１つのＲＥＰまたは隣接するＲＥＰのクラスターによって共同で送信される。空間再利用は、データとＲＭＡＰ情報の両方で一般的であることに注意されたい。ＥＰが互いに離れている場合、ＲＥＰ間または複数のＲＥＰのクラスター間の干渉は無視できる。次に、ＤＭは各ＥＰに対して、分離したＲＥＰ、またはＲＥＰの分離したクラスターを選択する。

２．５詳細なＭＡＣ手順の例

２．５．ａ) ビーコン送信

ビーコンフレームを使用して、ネットワーク参加のためのＣＢＴＸＯＰの割り当てを含むＶＬＣネットワークへのＥＰの同期化が達成される。ビーコンは、ＶＬＣネットワーク内のすべてのＲＥＰによって共同送信されるグローバルフレームである。

ビーコンフレームに含まれるＣＢＴＸＯＰ割り当ては、グローバルＭＡＰの一部として指定され、すべてのＲＥＰに対して抽出する必要がある。その結果、グローバルＭＡＰに含まれる情報は、無線ホップ上でビーコンフレームとＲＭＡＰの２つの信号に分割される(2.5 bを参照)。

(すべてのＲＥＰによる)グローバルビーコンフレーム送信の例を図２．６に示す。

2.5.b) マルチセルチャンネル推定

マルチセルチャンネル推定は、ＤＭによって割り当てられた専用のタイムスロットで実行されてもよい。ＣＭを最新の状態に保つには、参加しているすべてのＲＥＰとＥＰ間のチャンネルを定期的に測定する必要がある。したがって、各ＲＥＰから各電位ＥＰへの少なくとも１つの直交測定、および各ＥＰから各電位ＲＥＰへの少なくとも1つの直交測定を実行しなければならない。

例えば、ＯＦＤＭを用いることにより、ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ通信システムでよく知られているコム状のパイロット配置を用いることにより、省資源でこれを達成することができる。各送信器は、等間隔のサブキャリアのグリッド上でのみパイロット信号を送信する。別のＲＥＰを使用すると、このコム全体が整数個のサブキャリア分シフトされる。これにより、隣接するＲＥＰのパイロットを周波数領域で直交させることができる。同様に、遠隔のＲＥＰは同じコムを再利用する。受信器では、パイロットがすべてのサブキャリアに同時に到着する。コム間隔とＲＥＰ固有のシフトを知ることにより、受信器は対応するパイロットを抽出し、利用可能なパイロット間のチャンネルを補間することができる(例 [1])。

多重化パイロットは、ダウンリンクで静的に実行できる。個々のＲＥＰのローカルデータ伝送に同じ方式を使用することもできる。たとえば、ＲＥＰ識別子(ＩＤ)、ＭＡＣアドレス、およびその他のローカル情報を通信する。ただし、アップリンク方向では、ＥＰのモビリティはスタティックパイロット割り当てを禁止する。アップリンクチャンネル推定のために,パイロットは動的に割り当てられなければならない。

図２．７は、ＯＦＤＭベースのマルチセルチャンネル推定のために使用されるパイロットコムの例を示す。

２．５．ｃ) フィードバック配信

モバイル環境では、ＥＰのＶＬＣネットワークへの接続は時間の経過とともに変化できる。

ダウンリンク接続が変化した場合、これは, i) 正規ビーコンフレームとii) マルチセルチャンネル推定フレームを観測することにより、ＥＰにより容易に検出される。アイドルモードでは、ＥＰは、次に使用可能なＣＢＴＸＯＰの間に、更新されたグローバルフィードバックフレームを送信できる。

ＥＰがアイドル状態である限り、変更されたアップリンク接続はこの方法で検出されない場合がある。したがって、ＥＰはアップリンク送信を開始する前に、ダウンリンク接続が変更されていなくても、更新されたフィードバックフレームを送信する必要がある。アップリンクチャンネルは、ＥＰからＲＥＰへのフィードバック配信のために送信される同じフレーム、またはＲＥＰのクラスターの一部として測定される場合があることに注意すべきである。後者の態様を簡単に要約すると、ＶＬＣネットワークのＥＰは、チャンネルフィードバック信号を含むフレームをＶＬＣネットワークに送信することによって、アイドルモードからアクティブモードに入るように構成することができ、このフレームはまた、アップリンクチャンネル推定を可能にするためのパイロット信号を含む。これまでのところ、本明細書の他の箇所に記載されている全ての詳細は、上記の強調表示されたものと組み合わされていても、組み合わされていなくてもよい。

フィードバック配信は、ビーコンとマルチセルチャンネル推定フレームの両方を受信した後、指定されたタイムスロットで行われる。フィードバックパケットは、受信ＲＥＰまたはＲＥＰのクラスターによってＤＭに転送される。

図２．８は、マルチセルチャンネル推定およびフィードバック配信を示す。

２．５．ｄ)並列クラスターにおけるＭＡＰの分布

ＤＭはグローバルＭＡＰを維持し、すべてのＲＥＰに定期的に配布する必要がある。ただし、ＭＡＰ全体を送信するためのオーバーヘッドは大きく、すべてのＥＰですべての情報が必要になるわけではない。オーバーヘッドを節約するために、ＭＡＰの特定の部分だけが、自身のデータの復調に必要なＥＰに送信される。マップのこの部分はＲＥＰまたは隣接ＲＥＰのクラスターによって送信されるため、リレーＭＡＰ(ＲＭＡＰ)と呼ばれる。データの場合と同様に、ＤＭが空間的および時間的リソースを割り当て、干渉が制限されることが暗黙的に想定される。さらに、データは、常に検出が可能となるように、常に保守的で干渉を意識した方法で変調される。ＲＭＡＰ送信などの制御トラフィックについても、同様のことが想定される。したがって、図２．９(ＲＥＰの異なるクラスターにおけるＭＡＰ分布を示す)に示すように、ＲＭＡＰはＲＥＰの異なるクラスター内で並行して送信できる。

２．６Ｇ．ｈｎメカニズムの適用性

２．６．ａ) 集中スケジューリング

Ｇ．ｈｎＭＡＣはすでに中央で調整されている。ＤＭはＭＡＣサイクルごとにＭＡＰを生成し、ドメイン内のすべてのノードにブロードキャストする。ＭＡＰフレームは、ＴＸＯＰの開始時間および長さ、および送信のためにＴＸＯＰを使用することができるノード(Ｇ．９９６０, ８．２．１，８．３．１)を含む。ＭＡＰ送信に使用されるフレーム仕様は、G.ＶＬＣ (Ｇ．９９６１,８．８)にも使用できる。

ＤＭ機能は中央ユニットに配置されると考えられているため、ＭＡＰはインフラストラクチャネットワークを介して送信する必要がある。ＲＥＰは、イーサネットインターフェイス経由で受信したＭＡＰを適用する必要がある。ＭＡＰのリレーは、すでにＧ．ｈｎ仕様の一部になっている(Ｇ．９９６１,８．８．１,８．５．６)。しかし、無線メディアでは、すべてのノードが相互に接続されているわけではないため、ＭＡＰ全体ではなく、ＭＡＰのリージョナルな反復だけを、ＶＬＣチャンネル上のＲＥＰのクラスターによってブロードキャストする必要がある。

Ｇ．ｈｎでは,ノードの同期はＭＡＰフレーム送信に基づいて達成される。ＭＡＰフレームをデコードするノードは、ＤＭのタイムスタンプを含むＮＴＲフィールドを読み取り、それに応じてクロックを同期させる。(Ｇ．９９６０,７．１．６．２)インフラストラクチャネットワークでは、この時間の同期がＰＴＰプロトコルでサポートされている必要がある。さらに、すべてのＲＥＰ間の周波数は、インフラストラクチャネットワークを介して、たとえばＳｙｎｃＥを使用して同期化する必要がある。

Ｇ．ｈｎは、ＭＡＣサイクルの最小継続時間を５ｍｓ(Ｇ．９９６１、表８－１４)に指定している。しかし、ＶＬＣにおけるチャンネル条件の迅速な変化のために、リンクの減少に対してより速く反応することが必要である。ＭＡＣサイクルを短くすると、ＶＬＣネットワークでのモビリティが向上する可能性がある。これは、それに応じて、サブキャリア間隔の増加およびシンボル持続時間の減少と併せて導入することができる。

2.6.b) ＣＢＴＸＯＰ

Ｇ．ｈｎは、ＣＳＭＡベースのマルチアクセス用の共有ＴＸＯＰを定義する。提案したＶＬＣシステムでドメインを結合するために使用するタイムスロットは、ＭＡＰでＣＢＴＸＯＰをスケジューリングすることにより実現できた。ネットワークアドミッションプロトコル(Ｇ．９９６１,８．６．１．１)は再利用可能であり、最終的には、ＲＥＰ (Ｇ．９９６１,８．６．１．２)を介して中継されたネットワークアドミッション手順を使用することができる。

(Ｇ．９９６１,８．３．３．２)では、２つのノードが互いに隠れている場合、ＣＢＴＸＯＰへの２つのノードの割当ては禁止されている。ＤＭはグローバルな可視性の知識を持つことになっているので、ＣＳＭＡベースのリソースは規格が記述する方法でスケジュールされる可能性がある。ただし、ＱｏＳトラフィックは常にＣＦＴＸＯＰを使用する必要がある。

２．６．ｃ) ＱｏＳおよびトラフィックフロー

Ｇ．ｈｎは、保証帯域幅(Ｇ．９９６１,８．６．２)を使用したトラフィックフローの確立を指定する。ただし、ダイナミックトポロジーでは、ＥＰのモビリティによってリンクのアベイラビリティとキャパシティが異なるため、予測可能な帯域幅、遅延、またはジッタを長期間保証できない場合がある。したがって、フローの予約は適用されないか、予想される可用性に応じて期間を制限する必要がある。

２．６．ｄ) ルーティングおよびトポロジー管理

Ｇ．ｈｎは、集中ルーティングおよびトポロジー管理(ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄｒｏｕｔｉｎｇａｎｄｔｏｐｏｌｏｇｙｍａｎａｇｅｍｅｎｔ：ＣＲＴＭ)モード(Ｇ．９９６１,８．６．４)の場合に、ＤＭでのトポロジー情報の収集を指定する。従って、ＤＭはデータ伝送に使用されるリンクを制御する可能性がある。

２．６.e) ＤＭ管理機能

ＤＭは、一連の管理フレームを送受信できる必要がある。現在のＧ．ｈｎ規格のほとんどの機能は、ＥＰを介したリレーでも実現できるため、インフラストラクチャネットワークを介したリレーでも同じ機能を実現できる。具体的には、次の機能が含まれる(Ｇ．９９６１,８．６)。
ドメインマスターの選択:ＤＭロールが静的に割り当てられる
ネットワークアドミッション(８．６．１):時間が重要でない管理フレームを送受信する。
バンド幅管理(８．６．２) :ＭＡＰの生成と配布を意味する。
ルーティングおよびトポロジー管理(８．６．４) :管理フレームの送受信。
ノードごとのパワースペクトル密度シェーピング:これは干渉を回避する上で興味深いことであり、スケジューリングのための追加の自由度を構成する可能性がある。

２．７.Ｇ．ｈｎを使用した基本的なフレームを構築する方法

２．７.ａ) ビーコンフレーム

ビーコンフレーム送信は、グローバル送信として意図されている。これは、すべてのＥＰのネットワークとの同期、ネットワークプレゼンスのアドバタイズ、およびネットワークアドミッション用のＣＢＴＸＯＰの割り当てを目的としている。

ビーコンフレームは、Ｇ．ｈｎで定義されたＭＡＰフレームと密接に関連している。ビーコンは、Ｇ．ｈｎ(Ｇ．９９６０, ７．１．２．３．２．１．１０)での(Ｒ)ＭＡＰ－Ｄの送信に類似した非常にロバストな変調および符号化方式を使用して送信することができる。ただし、ビーコンフレームには完全なＭＡＰは含まれず、ネットワークアドミッション用のＣＢＴＸＯＰの仕様が含まれるだけである。残りのＭＡＰ情報の通信は、メディアアクセスフレーム(ＲＭＡＰ)の一部であり、リージョンごとに送信される。

ビーコンヘッダは、ネットワーク内の任意のＲＥＰによってビット単位で等しく送信される必要がある。ネットワーク全体を宛先とする追加情報は、グローバルＭＡＰから抽出され、ペイロードセクションのビーコンフレームを介して送信され得る。

２．７．ｂ) マルチセルチャンネル推定フレーム

マルチセルチャンネル推定フレームはローカルに送信され、それはダウンリンクチャンネル推定を可能にする。ローカル送信では、隣接するＲＥＰからの送信の直交多重化が使用される。

Ｇ．ｈｎでは、チャンネル推定のための専用プローブフレームがある。上述のコムアプローチは、プローブフレーム全体の期間中、特定のＲＥＰについてＧ．ｈｎ内の特定のサブキャリアをマスキングすることによって実現することができる。その結果、ペイロード(すなわち、プローブシンボル、別名、パイロットシンボル)が周波数で直交するプローブフレームを複数のＲＥＰが共同で送信できる。受信器では、受信したパイロットがＰＨＹ層によりアクセス可能になれば、欠落したチャンネル情報をソフトウェアで補間できる。

さらに、各ＲＥＰの位置情報は、三辺測量を用いてＥＰがその位置を正確に計算することができることに基づいて、それらのローカルプローブフレームを用いたメタ情報として伝送される。これは、専用プロトコルを介してＥＰから情報を収集してＤＭ内の場所を計算するよりも簡単である。

２．７．ｃ) フィードバックフレーム

フィードバックフレームは、ＥＰによってアップリンク方向に送信される。これは、管理メッセージ(ＬＣＤＵ、他のチャンネル推定メッセージと同様)を含む汎用データフレームを使用して実現できる。新しい管理フレームはまた、チャンネル推定プロトコルによって必要とされる全ての追加情報を組み込むことができる。すべてのＥＰによるフィードバック送信に非競合ＣＢＴＸＯＰタイムスロットを使用することが推奨される。

アップリンクチャンネル推定は、ダウンリンクチャンネル推定と同様にプローブフレームを用いて別々に達成できるが、フィードバック伝送フレーム内で同時にアップリンクチャンネル推定手順を実行することは効率的である。

２．７．ｄ) メディアアクセスフレーム(ＲＭＡＰ)送信

グローバルネットワークアドミッションＣＢＴＸＯＰを除くＴＸＯＰの割り当ては、ＲＭＡＰを介して送信される。これらは、ＲＥＰによって中継されるという点でＧ．ｈｎのＲＭＡＰに関連している。ただし、ＶＬＣでは、ＲＥＰによって送信されるＲＭＡＰに完全なネットワークＭＡＰが含まれていない場合がある。むしろＲＭＡＰを物理的に受信するＥＰに関する割り当てだけが含まれる。したがって、ＲＭＡＰは地域的に送信される。

フレーム形式は、Ｇ．ｈｎのＲＭＡＰフレームから採用できる。それにもかかわらず、ＲＭＡＰの送信は、すべてのクラスターで同じタイムスロットで常に発生するとは限らない。オーバーラップするクラスター間では、干渉が回避されるように、異なるタイムスロットを使用して直交させることができる。

２．７．ｅ) マクロの多様性

データを共同送信するには、ＭＡＣレイヤがクラスターのすべてのＲＥＰで使用可能な同じデータを持っている必要がある。ＤＭによって、インフラストラクチャネットワーク内のクラスター内のすべてのＲＥＰに同じデータがマルチキャストされる。したがって、クラスターは静的であるか、または、例えば、各クラスターの専用ＶＬＡＮＩＤを使用し、適切な制御メッセージプロトコルでそれを動的に選択することによって、少なくとも予め設定されている。

送信される信号はビット単位で等しくなければならないので、例えば、ＰＨＹフレーム内のソースＤＩＤは同じでなければならない。クラスターのアドレス指定では、仮想および一時的なＤＩＤをクラスターに割り当てることができる。クラスターの確立は、データパスから分離され、分離された管理プロセスを構成することができる。ｓｏｆｔＭＡＣを使用すると、送信フレームに任意のフィールドを設定できる。

Ｇ．ｈｎで指定されているＨＡＲＱおよび確認応答メカニズムは、マクロダイバーシティアプローチを妨害する。現在、すべての送信されたフレームにおいて、即時ＡＣＫ、遅延ＡＣＫまたはＡＣＫなしのリターンを要求する可能性がある。マクロダイバーシティを使用する場合、ＡＣＫを要求しないか、ＲＥＰでＡＣＫを受信しないと再送信がトリガーされないかのいずれかが直感的に理解できる。むしろ、ＡＣＫを受信しないことをＤＭにさらに通知する必要がある。ＤＭは、集中型バッファからの再送信の義務を引き継ぐ。

上記の例のすべて、注記および説明は、ＶＬＣに関連し、ＶＬＣを用いて例示されているが、例えば、無線または音響伝送にも用いることができる。

参考文献

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３．特にパルス変調ＰＨＹに関する例
Ｄｙ₂Ｏ₃Ｄｙ₂Ｏ₃
３．１パルス変調ＰＨＹ

パルス変調 (ＰＭ) ＰＨＹは、１Ｍｂｉｔ／sから約１００Ｍｂｉｔ／sまでの中程度のデータレートを可能にする。主なアプローチは、高い光クロック速度(ＯＣＲ)を用いることにより高いデータ速度を達成し、一方でスペクトル効率を低く保つことである。このアプローチは、アップリンクやモノのインターネット(ＩｏＴ)など、電力効率が問題となるアプリケーションでのリーチを拡大する。８Ｂ１０Ｂライン符号化と可変光クロック速度を持つ２パルス振幅変調(ＰＡＭ)またはアダマール符号化変調(ＨＣＭ)を持つＭ－ａｒｙＰＡＭを,リードソロモン(ＲＳ)前方誤り訂正(ＦＥＣ)と共に使用した。上位層によって制御されたＰＭＰＨＹは、i) ＯＣＲを変化させること、および／またはii) ＰＡＭの変調アルファベットサイズＭおよびＨＣＭで使用される符号の数を変化させること、および／またはiii) 最も適切な送信器のセットを選択することによって、変化するチャンネル条件にリンクのデータレートおよび信頼性を適応させる手段を含み得る。

ＰＭＰＨＹの数値は表１に定義されており、ここではi) のケースのみが考慮されている。

表１パルス変調ＰＨＹの番号

表1のＯＣＲは、低コストの既製水晶発振器から入力可能な１００ＭＨｚの共通基準クロックから、例えば１００ＭＨｚクロックを１００ＭＨｚ／２ ⁿ (ｎ＝－１ ... ４)として分割することによって得られる。基準クロックは、ＩＥＥＥ標準規格１５８８ｖ２で定義されている高精度時間プロトコル(ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｔｉｍｅｐｒｏｔｏｃｏｌ：ＰＴＰ)を使用して、イーサネット経由で取得することもできる。ジッタはＰＴＰとＩＴＵ－Ｔｒｅｃ．Ｇ．８２６２で定義されている同期イーサネット(ＳｙｎｃｈＥ) を組み合わせることで改善できる。

３．１．１ＰＰＤＵフォーマット
ＰＭＰＨＹは、図３．１に示すＰＰＤＵフォーマット３１０を使用することができる。それは、同期ヘッダ(ＳＨＲ)３１１、物理層ヘッダ(ＰＨＲ)３１２、およびＰＨＹペイロード(ＰＳＤＵ)３１３を含んでもよい。

３．１．２伝送

３．１．２．１同期ヘッダ(ＳＨＲ)

３．１．２．１．１プリアンブル
プリアンブル３１４は、適切なウィンドウサイズ[1－4]で相互相関と自己相関の両方を可能にすることができる。

基本シーケンスＡ _N 、長さＮの特定の擬似ノイズシーケンスを使用してもよい(付録１参照)。Ａ _N を６回(または他の実施例では４回よりも多い別の回数)反復して、６×Ｎの全シーケンス長を得ることができる。各基本シーケンスは、以下に示すように、正または負の符号で乗算されることができ、自己相関後に、同じ全長の二重シーケンスと比較してより鋭いピークを生成することが知られている[4] 。全プリアンブルは、[Ａ _N Ａ _N Ａ _N Ａ _N Ａ _N Ａ _N ]と読むことができる。ここで、ｘ＝１－ｘはシーケンスの要素である。プリアンブルは、最終的に２－ＰＡＭ変調器を通過することができる。

表２ＰＭＰＨＹプリアンブルおよびヘッダのパラメータ化 (15-18-0190／r 0を参照)

３．１．２．１．２チャンネル推定

チャンネル推定(ＣＥ)３１５は、ヘッダ情報およびデータの等化および後続の検出を可能にすることができる。ＣＥシーケンスは時間領域で定義されているが、周波数領域等化を可能にすることができ、したがって、基本シーケンスおよびサイクリックプレフィックス(ＣＰ)を含むことができる。時間単位で測定すると、基本シーケンスＴｓｅｑとサイクリックプレフィックスＴ _CP の両方の持続時間は、ＯＣＲとは無関係に維持され得る。ＯＣＲを増加させることによって、シーケンスおよびＣＰ、すなわちＮｓｅｑおよびＮ _CP のクロックサイクル数は、それぞれ比例して増加する(表1参照)。ＣＥシーケンスとして、ＯＣＲに応じて、Ｎ＝Ｎｓｅｑとなるように、可変長Ｎ＝２ ^k (ｋ＝５ ... １１)の付録１に示す特定の擬似ノイズシーケンスＡ _N を使用することができる(表１参照)。ＣＥシーケンスは、最終的に２－ＰＡＭ変調器を通過させることができる。

３．１．２．２物理層ヘッダ(ＰＨＲ)

３．１．２．２．１ＰＨＹヘッダ

ＰＨＹヘッダ３１６は、表３に示すフィールドを定義することができる。

表３ＰＨＹヘッダのフィールド
(１:ＡＦ＝増幅転送、ＤＦ＝復号転送)
(２:ＴＤ＝時分割複信、ＦＤ＝全二重)

ＦＴは、フレームタイプを定義する。
ＦＴ＝０プローブフレーム(ビーコンおよびチャンネル推定に使用)
ＦＴ＝１トランスポートフレーム(データ、制御、および管理メッセージに使用)

ＰＳＤＵの長さは、０からａＭａｘＰＨＹＦｒａｍｅＳｉｚｅまで増減する。
ＭＣＳは、使用する変調方式および符号化方式を定義する。ＭＣＳはシングルストリーム送信の番号である。異なるデバイスにまたは複数の受信ブランチを持つ同じデバイスに送信されるストリームの空間多重化の場合、ＭＣＳは、各要素にＭＡＣによって制御されるストリームごとのＭＣＳが含まれるベクトルである。ＦＴ＝０の場合、単一ストリーム送信が常に使用される。

表４：ＭＣＳの記述子。

適応伝送は、チャンネルに応じて適切なＭＣＳを選択することにより、ＰＭＰＨＹを可変チャンネル条件で動作させることを可能にする。デバイスは、チャンネル品質インジケータ(ＣｈａｎｎｅｌＱｕａｌｉｔｙＩｎｄｉｃａｔｏｒ：ＣＱＩ)フィードバック(ＰＭＰＨＹの場合、ＣＱＩフィードバックは、ＣＱＩ＝ＳＩＮＲ+１０ｄＢ、すなわち、ＣＱＩ＝０:ＳＩＮＲ<－１０ｄＢの値を測定する６ビットの数として定義される。すなわち、ＦＥＣデコーダの直前の後でＣＱＩ＝１:ＳＩＮＲ＝－９ｄＢ...ＣＱＩ＝６３:ＳＩＮＲ＝＋５３ｄＢとする。ＣＱＩフィードバックは受信側で計算され、ＭＡＣ層によって送信側へのリバースリンクを介して制御メッセージとして送信される。)を提供するように設定できる。

ＭＩＭＯを使用する場合、RS#typeは、オプションフィールドで時間または周波数領域参照信号(ＲＳ)の使用を定義する。Ｎ _RS は、オプションフィールドのＲＳの数である。使用する特定のＲＳのシーケンスインデックスは、ＰＨＹＳＡＰを介して各送信器に割り当てられる。

表５ＭＩＭＯの記述子

リレーモードは、リレー動作のモード(増幅転送、復号転送)を指定する。リレー二重モードは、リレーの二重モード (時間または全二重) を指定する。

３．１．２．２．２ＨＣＳ

ヘッダチェックシーケンス(ＨＣＳ)は、付録Ｃに定義されたＣＲＣ－１６を使用してもよい。ＨＣＳビットは、送信された順に処理することができる。レジスタは全て１に初期化することができる。

３．１．２．２．３. オプションフィールド

オプションフィールド３１８は、例えば、多重入出力(ＭＩＭＯ)チャンネル推定のための基準シンボル(例:１３１’, １３１”)を含むことができる。ＭＩＭＯＲＳの場合、反復、ＦＥＣ、伝送路符号化、およびＨＣＳは適用されない。ＭＩＭＯＲＳは時間および周波数領域で定義できる。時間または周波数領域ＲＳの使用は、ＭＡＣＳＡＰを介して設定できる。より低いＯＣＲでは、典型的には時間領域ＲＳが適切である。より高いＭＩＭＯＲＳでは、周波数領域ＲＳが適用される。

３．１．２．２．３．１. 時間領域ＲＳ

時間領域(ＴＤ)ＲＳは時間領域で直交し、次のように構成される。

ｉ番目のデータストリーム／送信器に対して、ＴＤＲＳは、表１に従って、Ｎ＝Ｎｓｅ
ｑ＝２ＫであるＮ×Ｎアダマール行列ＨＫのｉ番目の行を使用する。ｉの値は、特定の送
信器を識別するために使用され、ＰＨＹＳＡＰを介してＭＡＣによって定義される。行列Ｈ _K は、ｋ＝１... Ｋからｋを増分することによって、次のように反復的に得られる。

得られたシーケンスは、Ａ _N から定数値０．５を減算した後、基本シーケンスＡ _N との論理ＸＯＲ演算によってシンボル的にスクランブルされる。最後に、長さＮＣＰ＝Ｎｓｅｑ／３２のサイクリックプレフィックスが挿入される(Ｈ _K のすべてのシーケンスは互いに直交している。Ａ _N によるＸＯＲ演算は、シーケンスの直交性を変化させないが、マルチパス[5、6]の場合に有益な相互相関特性を改善する。最初のストリームまたはトランスミッタのシーケンスには、単にＡ _N が含まれていることに注意すべきである。)。

例えば、コミュニケーションデバイスは、
－特定の装置または特定のデータストリームまたは特定の送信器[例えば発光体]を識別するインデックス (i) に基づいて、複数の相互直交シーケンスのセット[例えばアダマール行列の行または列]からシーケンスを選択し、選択された行または列から特定のアナログ波形[例えば、光クロック規格によって調整されているインデックス、及び／又は、セット内の伝送コミュニケーションデバイスの数、及び／又は、並列に送信されるストリームの数]を導出する
-選択した行または列からデバイス固有のアナログ波形を取得するときに、選択した行または列のＤＣ成分を減らす[例えば、すべての値から０．５を引く]。
-選択された行または列から特定のアナログ波形を導出する際に、選択された行または列を基本シーケンス[例:Ａ _N ]と組み合わせる[例:ＸＯＲ－結合]
-シーケンスに循環プレフィックスを挿入するように設定されている。

３．１.２．２．３．２．周波数領域ＲＳ

以下の処理は、信号発生器１４１または１４１ａによって実行されてもよい。

周波数領域 (ＦＤ) ＲＳは、複数の送信器からの複数のデータストリームまたは周波数領域で直交する信号の直交検出を可能にする。サブキャリアの特定のコムは、特定のストリームまたはトランスミッタを識別する。

ＦＤＲＳの構築は、付録１) の基本シーケンスＡ _L から開始し、ここで、Ｌ＝表１によるＮｓｅｑ／(２*Δ)であり、コム間隔Δは２の累乗である。Δの値は、基本関係Δ≦Ｎｓｅｑ／(２*ＮＣＰ)を考慮して、ＰＨＹＳＡＰを介したＭＡＣにより定義される。指定したＯＣＲに対して次のＬ値が使用される。

表６ＯＣＲとコム係数Δに応じたＦＤＲＳの基本シーケンス長Ｌ

１.Ａ _L から一定バイアス０．５を引く。
２. Ａ _L は係数Δだけアップサンプリングされる。
３.Ｓサンプルによる循環シフトは、シーケンスＹに適用され、シーケンスＺを生じる。シーケンスＺの長さはＬ _Z =Ｌ*Δとなる。Ｓの値は特定のストリームまたはトランスミッタを識別し、ＰＨＹＳＡＰを介してＭＡＣによって定義される。ＭＡＣ層は、受信器におけるノイズ推定のためにシフトＳ=Δ－１を予約することができる。
４.シーケンスＦは、Ｆ＝[０Ｚ (１: Ｌ _Z －１) ０Ｚ (Ｌ _Z －１:－１:１)]のように形成される。これにより、次の手順でエルミート対称が実装される。シーケンスＺの最初のＬ _Z －１サンプルは、最初に元のサンプル、次に逆順で２回使用されることに注意すべきである。
５.最後に、シーケンスＦは逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)を介して渡される。この変換では、常に、特定のストリームまたはトランスミッタに固有の実数値ＲＳが生成される。

単一のＲＳを用いることにより、Δ－１までのストリームまたは送信器を識別することができる。ＭＡＣ層は、Ｎ _RS が２の累乗であることによって示されるように、より多くのストリームまたは送信器のためにＰＨＹＳＡＰを介してより多くのＲＳ _S を追加する。このようにして、ＮＲＳ* (Δ－１)までのストリームを識別することができる。ｉ番目の
ストリームまたはトランスミッタの識別子をｉ＝ａ* (Δ－１) +ｂ (ｂ<Δ－１)として分解する。次に、コムシフトはＳ＝ｂであり、元のＲＳにＲＳを乗算し、Ｍ×Ｍアダマール行列Ｈ _K (Ｍ＝２ ^K )の第ａ行のエントリをＲＳに乗算する。Ｈ _K は、ｋをｋ＝1 ... Ｋからインクリメントすることによって得られる。

例えば、コミュニケーションデバイスは、
・周波数領域[例えば、発光素子のような送信器に関連する]において直交する複数の波形の中から特定の波形[参照信号][例えばＯＣＲに依存して;及び／又は並列に送信されるセット又はストリーム内の伝送コミュニケーションデバイスの数]を選択する;および／または
-次の両方のアクションを実行する。
ｏＯＣＲと[装置／リンク....]の数に応じて擬似雑音系列Ａ _L [また、Ａ _N とも示される][例えば、Ｇｏｌｄシーケンス]を選択し、
ｏＯＣＲから特定の波形を導き出すために、選択された擬似雑音シーケンスから一組のスペクトル値を導き出し、および／または一組または複数のストリーム内の送信側コミュニケーションデバイスの数を並列に送信する。
－付録１に示すとおり、疑似ノイズシーケンスをシーケンスＡ _L として使用してもよい)および／または
-バイアス値をシーケンスに追加して、平均値を０に近づける[例えば、０sおよび１sを有するシーケンスを－０．５sおよび＋０．５ｓを有するシーケンスに変える];および／または
－セット内の送信側コミュニケーションデバイスまたは並列に送信されるストリームの数に関する情報に応じて、シーケンスに０値を挿入する[例えば、それによって、因子デルタによってシーケンスをアップサンプリングする] [例えば値の数を増やす] [例えば、アップサンプリングされたシーケンスを得る];および／または
－アップサンプリングされたシーケンスを周期的にシフトし、シーケンスのシフトされたバージョンにおけるゼロ以外の値の位置を識別番号 [特定のストリームまたは送信器を識別する値Ｓに依存する]に応じて調整する。

３．１．２．３. ヘッダの符号化と変調

３．１．２．３．１一般

図３．２の構造３２０は、ヘッダの送信に適用される。スクランブリング３２１は、非協調干渉をランダム化するためのオプションである。改善されたエラー保護のために、３２２でヘッダを繰り返す(複製する)ことができる。８Ｂ１０Ｂライン符号化３２３をヘッダに適用することができる。ヘッダ符号化は、以下に定義されるＲＳ(３６、２４)を使用することができる。[12、13]によれば、図３．２に示す特定の順序の伝送路符号化およびチャンネル符号化が、最も低い誤り率を達成する。ＦＥＣ３２４(リードソロモンＦＥＣなど)の後では、バイナリ出力符号語(２４ビット)の系統的部分のみが良好にバランスされる。シーケンス全体に対して一定の平均光出力を維持するために、二進符号語の冗長部分(３６－２４＝１２ビット)も、８Ｂ１０Ｂラインエンコーダ３２５を通過することができる。両方の部分は、マルチプレクサ３２６内で連結され、２－ＰＡＭ変調のためのビット－シンボルマッパー３２７を通過することができる。最後に、空間プリコーダ３２８は、どのエレメント(例えば、通信デバイスおよび／またはＬＥＤエミッタなどの送信器)がどのようにヘッダを送出するかを選択することができる。

３．１．２．３．２スクランブラー３２１

スクランブリングは、ＰＨＹＳＡＰを介してＭＡＣ層で定義できる。使用する場合、スクランブリングは、所定のデータストリームに固有の擬似ランダムバイナリシーケンス (ＰＲＢＳ) に基づく。

３．１．２．３．３ラインエンコーダ３２３

ヘッダでは、ラインエンコーダは８Ｂ１０Ｂ符号を使用する。８Ｂ１０Ｂエンコーディングについては、ＡＮＳＩ／ＩＮＣＩＴＳ３７３および付録３を参照されたい。

３．１．２．３．４ＲＳ(３６、２４)符号

ＲＳ(３６、２４)エンコーダおよびデコーダを構成するために、８Ｂ１０Ｂライン符号化の出力のために、１０のシンボル幅が使用される。したがって、生成多項式ｘ ¹⁰ +ｘ３+１が使用される。スケーリング係数は１で、ジェネレータの開始値は０である。

３．１．２．３．５ビットからシンボルへのマッピング３２７

ビットからシンボルへのマッピングは、２－ＰＡＭに基づいている。各入力ビットは、それぞれ[０、１]～[０、１]として１つのシンボルにマッピングされる。次に、定数値０．５を減算して、出力をＤＣフリーにする。ＬＥＤの変調振幅とバイアスの設定は、光学フロントエンドによるものである。

３．１．２．３．６ヘッダ３２８のための空間プリコーダ

空間プリコーダは、ペイロードの場合と同じであってもよい（３．１．２．４．７項を参照) 。

３．１．２．４ＰＨＹペイロード

３．１．２．４．１一般

図３．３の構造３３０は、ペイロードの送信に適用することができ、データフレームに加えて、ＭＡＣ層によって定義される制御および管理情報を含んでもよい。

３３１でのスクランブリングは、非協調干渉をランダム化するためのオプションである。８Ｂ１０Ｂ伝送路コーディング３３２を最初に適用してもよい。ＦＥＣ３３３の場合、ペイロードは、以下に定義されるＲＳ(２５６,２４８)符号を使用する。[12、13]によれば、ラインおよびチャンネル符号化の特定の順序は、最も低い誤り率を達成する。ＦＥＣの後、二値出力符号語(２４８ビット)の系統的部分のみが良く平衡した。一定の平均光出力を維持するために、バイナリ符号語の冗長部分(２５６－２４８＝８ビット)も、８Ｂ１０Ｂラインエンコーダ３３５を通過することができる。両方の部分は、マルチプレクサ３３６内で連結され、２－ＰＡＭが一般的に使用されるビット－シンボルマッパー３３７を通過することができる。トリビアルモードＨＣＭ (１、１)以外のアダマール符号化変調 (ＨＣＭ) ３３７ａとの組み合わせでは、Ｍ≧２のＭ－ＰＡＭが使用できるのに対し、８Ｂ１０Ｂライン符号化は使用されない。空間プリコーダ３３８は、ペイロードを送出するトランスミッタのセットおよび方法を最終的に選択することができる。パルス変調ＰＨＹは、ＰＡＭのパラメータＭとＨＣＭの使用符号数を変化させることにより、データレートを光チャンネル条件の変化に適応させることができる。

３．１．２．４．２スクランブラー

スクランブリングは、ＰＨＹＳＡＰを介してＭＡＣ層で定義できる。使用する場合、スクランブリングは、所定のデータストリームのための特性である擬似ランダムバイナリシーケンス (ＰＲＢＳ) に基づく。

３．１．２．４．３. ＲＳ (２５６,２４８)符号

ＲＳ (２５６,２４８)エンコーダおよびデコーダを構成するために、８Ｂ１０Ｂ伝送路符号化の出力のために、１０のシンボル幅が使用される。したがって、生成多項式ｘ ¹⁰ +ｘ ³ +１が使用される。スケーリング係数は１で、ジェネレータの開始値は０である。

３．１．２．４．４ラインエンコーダ

２－ＰＡＭおよびＨＣＭ(１、１)と組み合わせて、伝送路エンコーダは８Ｂ１０Ｂを使用する。８Ｂ１０Ｂ符号化については、ＡＮＳＩ／ＩＮＣＩＴＳ３７３および[3]を参照されたい。トリビアルＨＣＭ(１、１)モード以外でＨＣＭを使用する場合、ラインコーディングは１Ｂ１Ｂ、すなわち非アクティブ化に設定される。

３．１．２．４．５. ビットシンボルマッパー

ビットシンボルマッパーは、２からＭレベルまでのＰＡＭを使用している。２レベルの場合、各入力ビットは１つのシンボルにマッピングされる。シンボルは、それぞれ[０、１]から[０、１]のレベルにマップされる。４レベルの場合、２つの連続するビットが１つのシンボルに結合される。シンボルは、レベルに[００,０１,１０,,００,０１,,１１]としてそれぞれ

にマッピングされる。

任意のＭを指定すると、シンボルは信号レベルに

としてマッピングされる。

Ｍ＝２、４、８および１６のグレーマッピング表を付録２に示す) 。定数値０．５は、マッパ出力ＤＣをフリーにするために常に減算される。ＬＥＤの変調振幅およびバイアス信号の設定は、アナログ光フロントエンドによるものである。

３．１．２．４．６. アダマール符号化変調

アダマール符号化変調(ＨＣＭ)はビットシンボルマッパーの拡張である。伝送路符号化の必要性を除去することに加えて、ＨＣＭは、チャンネルのハイパス特性にもかかわらず変数の符号と共に変数Ｍと共にＭ－ＰＡＭの使用を可能にする。

表２は、伝送路符号化、ＦＥＣ、ＨＣＭとＯＣＲを結合することによって、考えられる伝送モードをリストする。
表１と結合して、伝送モードごとにデータ信号速度を得ることが、できる。
たとえば、２－ＰＡＭによるＲＳ（２５６、２４８）を使用して、１６－ＰＡＭ、ＨＣＭのためのｍ＝１５とｎ＝０（１００ＭＨｚ）でＲＳ（２５６、２４８）を使用することが３６３Ｍｂｉｔ／ｓを与える間、８Ｂ１０Ｂとｎ＝４（６．２５ＭＨｚ）は４．８Ｍｂｉｔ／ｓを与える。

表２Ｍ－ＰＡＭとライン符号化またはＨＣＭの組み合わせを使用した伝送モード

３．１．２．４．７ペイロード用の空間プリコーダ

一般に、空間プリコーダは、時間領域ＲＳを使用する場合はシンボル的に、周波数領域ＲＳを使用する場合はサブキャリア的に演算する行列ベクトル演算P・xである。

ＦＴ＝０(プローブフレーム) の場合、送信器は、ヘッダシンボルx の１×１スカラーストリームに、すべて１を含むＮ _ERS ×１ベクトルPを乗算する。すべての送信器 (および／または通信デバイス) は、同じヘッダ情報をブロードキャストする(グローバル送信)。インフラストラクチャネットワークのマスターコーディネータは、ヘッダ情報をすべての送信器に送信する。すべての送信器は同期方式で送信する。複数の分散ＯＷＣ送信器の同期を実現する方法は、この規格の範囲外である。

ＦＴ＝１ (トランスポートフレーム) の場合、送信器は、ヘッダ情報シンボルxの１×１ストリームに、調整された送信クラスター内のすべてのアクティブな送信器について１を含み、他ではゼロを含むＮ _ERS ×１プレコーディングベクトルＰを乗算する。クラスター内のすべての送信器(および／または通信デバイス)は、同じヘッダ情報をブロードキャストする(リージョナル送信)。インフラストラクチャネットワーク内のマスターコーディネータは、ヘッダ情報を調整された転送クラスター内のすべてのアクティブなトランスミッタに送信する。すべての送信器は同期方式で送信する。複数の分散ＯＷＣトランスミッタの同期を実現する方法は、この規格の範囲外である。

付録１）疑似ノイズシーケンスＡＮ
以下の基本シーケンスは、一連のＧｏｌｄシーケンスを形成するのに通常用いられるｋ＝１…１１による長さＮ＝２ ^k の２つの母シーケンスからの最初のものである。
Ａ ₁ ＝［１］
Ａ ₂ ＝［０１］
Ａ ₄ ＝［０１０１］
Ａ ₈ ＝［００１０１１０１］
Ａ ₁₆ ＝［０００１０１００１１０１１１０１］
Ａ ₃₂ ＝［００００１１００１０１１０１１１１０１０１０００１００１１１０１］
Ａ ₆₄ ＝［０００００１０１０１００１１００１０００１００１０１１０１１０００１１１０１００００１１０１０１１１００１１１１０１１１１１０１］
Ａ ₁₂₈ ＝［００００００１１１０００１００１１１０１０１１０１０００００１０１０１０１１１１０１００１００００１１０００１１０１０１００１１００１１１１１００１００１０１０００１０１１１００１１０１１１０１１１１１１０１１０１１００１０１１００００１０００１１１１０１］

Ａ ₂₅₆ ＝［０００００００１１０１１１１０１０１１０００００１０１０１０１０００１１１１１００１１１０１０１００１１００１１０１００００００１００００１１００１０００１０００１１０１０１０１１０１０１１１０１１０１００１０１１１００１１０００１１００００１１１００１００１１１１０１１１０１０００１０１００００１００１０００００１１１１００１０１１００１０１００１００１０１０１１１１１０１１０００１００１１０１１０１１００１１１１１１０００１０１１０１１１０００１１１０１１１１１１１０１００１１１００００１０１１１１０１］

Ａ ₅₁₂ ＝［００００００００１１１１００００１０００１１１１０１００１１００１００１００００１０１１１１０００１１００１１１１０１１０１１１０１０１０００１０１００００１１０１１０１０００１１０００１１１１１１０００１０００１０１１００００１０１０１１０１０１１１１１１０１０１０１０１０００００１０１００１０１１１１１００１０００１００１００１０１００１１１１１０
１０００１０００００１１１００００１１００１０１１００１０１０００１１１００１０１１１０１０００００００１０１１０１００１１１０１０１１００１１１００１１１１１１１００１１００１１０１０１００１１０１１００００００１００１０１１０１１０１１００１００００００１１０１００１０１０１１１１０１０１１１０１１０００１００１１０１００００１００１１１１００１０１０１０１１０００１１０１１１１００１１１０１１１１０１１１１１１１１０１１１０１１１００１１０１１１０００１０１０１００１００１１１０００１１１０１１０１０１０１１１００１００１１０００００１１００００１１１０１００１０００１１０１０１１０１１１１１０１１００１１０００１０１１１０００００１００００１１１１１０１］

Ａ ₁₀₂₄ ＝［０００００００００１１１０００１１１０１１０００１００１１０１０１０００１００００１０１０１１１００００１０１１０１０１０１１１１１０１００００００００１０１０１０１０１００００１０１１１１０００１０１１０１１１００１１０１００１０１００１１００００１０１００１１１００１１００００００１１０１０１０１０１１００１１００１１０１０１１０００００１０１１０００１１１１０１１１００１００１１０１１１０１０１１００１００００１０００１０１０１０００１１００１１０００１０００１０００１１０００１０１０１１０００１０１１１１１００００１００１０００１１１１００１１１０１１０１０１１０１００１１００１０１１１０１１１０１００１０１１０１０００１０１１００１１１０１００１１１１１１０１０１１０１１０１０００００１００００１１１００１１１００１０００１００１１１１００００１１０１１０００１１０１００１１１０１１１１００１０００００００１１０００１１１００１０１０１１０１０１１１１０１１１１０１１０１００１０００００１０１０００１１１０１０００１１０１１１１０００００１００１０１０１０１１１０１００００１００１１０００１１０００００１１１１１０００１１０１１０１０１００１１０１００００１１０１０００１１１１１０１０１００１００１１００１１１１００１０１００１０００１０１１１０１０１００００００１０１１１０００１１００１０００１１０１０１１１００１０１１１１１１００１１０１１
０１１１０１１１１１０１１００１００１０１１００００１１００１０１０１００１１１１０１０００１００１０１１１００１１１１０１１０００００００１０００１１１００００１１１１１１０００１００１００１１１０１０１１１０１１００１１０１１１１１００１０１１０１１００００１０００００１１１０１０１０１００１０１１１１０１０１１１１１１１０１００１００１００００１１００００１１１０１１１００００００１００１１１０００１０１００１０１０１１１１００１１００１００１１１１１００１１１１１１１１００１００１００１０１０００１０１００００１１１１０１０１０１１０１１１１０１００１１０１１００１１１１１０１１１０１１０１１１１１１０１１１１１１１１１０１１０１１０１１００１０１１００１０１０００００１１００１１１０００００１１０１１１０００１００００００１１１１０００１１１１１１１０１］

付録２）Ｍ－ＰＡＭのためのグレイ符号

２－ＰＡＭのグレイ符号

４－ＰＡＭのグレイ符号

８－ＰＡＭのグレイ符号

１６－ＰＡＭのグレイ符号

付録３ＨＣＭのオーバーヘッド
表３は、８Ｂ１０ライン・エンコーディングと比較したＮｉｎの様々な値のオーバーヘッドをリストしている。Ｎの値を大きくすると、データレートを下げることができるが、ＳＮＲレベルが低くなると同期が失われる。このような場合は、ＯＣＲを減少させる方がよい。その結果、ＨＣＭ (Ｎ _HCM 、１６)は、並行してＮ _HCM ＝１...１５で送信される符号の可変数と共に使用される。

表３異なるＮ値の８Ｂ１０Ｂと比較したＨＣＭのオーバーヘッド

４. その他の例

一般に、実施例は、プログラム命令を有するコンピュータプログラム製品として実施することができ、プログラム命令は、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されるときに、方法の１つを実行するために動作する。プログラム命令は、例えば、機械可読媒体に記憶することができる。

他の例は、機械可読キャリア上に記憶された、本明細書に記載される方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを含む。

換言すれば、方法の一例は、したがって、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるときに、本明細書に記載される方法の１つを実行するためのプログラム命令を有するコンピュータプログラムである。

したがって、本方法のさらなる例は、本明細書に記載の方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを記録したデータキャリア媒体(デジタル記憶媒体やコンピュータ可読媒体)である。データキャリア媒体、デジタル記憶媒体、または記録媒体は、無形で一過性の信号ではなく、有形でありおよび／または非一過性である。

したがって、本方法のさらなる例は、本明細書に記載の方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを表すデータストリームまたは信号のシーケンスである。データストリームまたは信号のシーケンスは、例えば、データ通信接続を介して、例えば、インターネットを介して転送することができる。

さらなる例は、処理手段、例えば、コンピュータ、または本明細書に記載の方法の１つを実行するプログラム可能な論理装置を含む。

さらなる例は、本明細書に記載の方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムをその上にインストールしたコンピュータを含む。

さらなる例は、本明細書に記載される方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを受信器に転送する(例えば、電子的または光学的に)装置またはシステムを含む。受信器は、例えば、コンピュータ、モバイルデバイス、メモリデバイス等であり得る。装置またはシステムは、例えば、コンピュータプログラムを受信器に転送するためのファイルサーバを含むことができる。

いくつかの例では、プログラマブル論理装置(例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ)を使用して、本明細書に記載する方法の機能の一部またはすべてを実行することができる。いくつかの例では、フィールドプログラマブルゲートアレイは、本明細書に記載の方法の１つを実行するためにマイクロプロセッサと協働することができる。一般に、これらの方法は、任意の適切なハードウェア装置によって実行することができる。

上記の例は、上述の原理の単なる例示である。本明細書に記載された配置および詳細の改良および変形は明らかであることが理解される。したがって、本発明の意図は、本発明の実施例の記述および説明によって提示される特定の詳細によってではなく、差し迫った特許請求の範囲によって限定されることである。

以下の説明において、同一または同等の要素または同等または同等の機能を有する要素は、異なる図であっても、同一または同等の参照番号で示される。

１１０コミュニケーションデバイス
１２０コミュニケーションデバイス
１４０コミュニケーションデバイス
１５０方法
１７１波形
２１２ドメインマスター
２１４全ての中継終端
２１６全ての終端
２２１連結性マトリックス
２３０完全なＣＭ
３２０構造
３３０構造

Claims

光通信リンクである無線リンク（２１８）を使用して他の複数のコミュニケーションデバイス（１１０、１２０、２１４、２１６）と通信するためのコミュニケーションデバイス（１４１０、１２０、２１４、２１６）であって、
前記コミュニケーションデバイスは、
光クロックレートが早いほどサブキャリアが多くなるように既定の光クロックレートの一群の中から周波数で選択されたクロックレートである、光クロックレート（ＯＣＲ）（１４３）、および
コミュニケーションデバイスが多いほど前記サブキャリア間のスペースが大きくなるように、送信側コミュニケーションデバイスのセット内の送信側コミュニケーションデバイスの数または並行して送信されるストリームの数（１４４）
に従って、サブキャリア（Ｓ₁－Ｓ₈）の数またはタイムスロットを使用して個別の参照信号（１３１’、１３１’’、１４２）を提供し、
送信側コミュニケーションデバイスのセット全体の中の個々のコミュニケーションデバイスに関連付けられた識別番号から導出される位置数の分、または特定のストリームまたは送信器を特定する識別番号（１４５）に依存して、タイムスロットにおけるサブキャリアまたは信号の位置をシフトし、
コミュニケーションデバイスのセット全体の中の前記個々のコミュニケーションデバイスからもたらされる、または特定のストリームまたは送信器に関連付けられた前記参照信号を複数の受信側コミュニケーションデバイスが識別することができるようになる、前記参照信号を送信する
ように構成されることを特徴とする、コミュニケーションデバイス（１１０、１２０、２１４、２１６）。
少なくとも１つの参照信号は、前記デバイスまたはデータストリームまたは送信器に関連付けられた特定のアナログ波形を含むヘッダ（３１２）であって、一方で、残りのヘッダはが異なるデバイス間で共有される共通の変調フォーマットを使用して送信される、ヘッダ（３１２）を含むように構成され、
前記デバイスは異なる送信器を用いて異なる特定のアナログ波形を送信するように構成される
ことを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
時間領域において直交する複数の波形から特定の波形を選択し、選択された前記特定の波形がデータストリームまたは送信器に関連付けられている特定のアナログ波形を送信するように構成されることを特徴とする、請求項１または２に記載のデバイス。
特定のデバイスまたは特定のデータストリームまたは特定の送信器を識別するインデックス（ｉ）に依存して、複数の相互に直交するシーケンスのセットからシーケンスを選択し、アダマール行列の選択された行または列から固有のアナログ波形を取得するように構成されることを特徴とする、請求項１～３のいずれかに記載のデバイス。
前記選択された行または列から前記デバイス固有のアナログ波形を導出するときに、前記選択された行または列内のＤＣコンポーネントを削減する、および／または、前記選択された行または列から前記固有のアナログ波形を導出するときに、前記選択された行または列を基礎シーケンスと結合するように構成されることを特徴とする、請求項５に記載のデバイス。
前記シーケンスに周期的なプレフィックスを挿入するように構成されることを特徴とする、
請求項１～６のいずれかに記載のデバイス。
前記時間領域において直交する時間領域信号を、別のデバイスにより提供された時間領域信号または異なるインデックスに関連付けられた時間領域信号に送信するように構成されることを特徴とする、
請求項４に記載のデバイス。
周波数領域において直交する複数の波形から固有の波形を選択するように構成されることを特徴とする、
請求項１～８のいずれかに記載のデバイス。
ＯＣＲならびに送信側コミュニケーションデバイスおよび／または送信器および／または並行して送信されるストリームの数に依存して、疑似ノイズシーケンスを選択し、
選択された前記疑似ノイズシーケンスからスペクトル値のセットを取得して、前記ＯＣＲおよび／または前記送信側コミュニケーションデバイスのセット内の送信側コミュニケーションデバイスの数または並行して送信されるストリームの数から前記固有の波形を取得する
ように構成されることを特徴とする、
請求項１～９のいずれかに記載のデバイス。
前記疑似ノイズシーケンスはＡ_Lシーケンスであって、且つ、
Ａ₁＝［１］
Ａ₂＝［０１］
Ａ₄＝［０１０１］
Ａ₈＝［００１０１１０１］
Ａ₁₆＝［０００１０１００１１０１１１０１］
Ａ₃₂＝［００００１１００１０１１０１１１１０１０１０００１００１１１０１］
Ａ₆₄＝［０００００１０１０１００１１００１０００１００１０１１０１１０００１１１０１００００１１０１０１１１００１１１１０１１１１１０１］
Ａ₁₂₈＝［００００００１１１０００１００１１１０１０１１０１０００００１０１０１０１１１１０１００１００００１１０００１１０１０１００１１００１１１１１００１００１０１０００１０１１１００１１０１１１０１１１１１１０１１０１１００１０１１００００１０００１１１１０１］
Ａ₂₅₆＝［０００００００１１０１１１１０１０１１０００００１０１０１０１０００１１１１１００１１１０１０１００１１００１１０１００００００１００００１１００１０００１０００１１０１０１０１１０１０１１１０１１０１００１０１１１００１１０００１１００００１１１００１００１１１１０１１１０１０００１０１００００１００１０００００１１１１００１０１１００１０１００１００１０１０１１１１１０１１０００１００１１０１１０１１００１１１１１１０００１０１１０１１１０００１１１０１１１１１１１０１００１１１００００１０１１１１０１］
Ａ₅₁₂＝［００００００００１１１１００００１０００１１１１０１００１１００１００１００００１０１１１１０００１１００１１１１０１１０１１１０１０１０００１０１００００１１０１１０１０００１１０００１１１１１１０００１０００１０１１００００１０１０１１０１０１１１１１１０１０１０１０１０００００１０１００１０１１１１１００１０００１００１００１０１００１１１１１０１０００１０００００１１１００００１１００１０１１００１０１０００１１１００１０１１１０１０００００００１０１１０１００１１１０１０１１００１１１００１１１１１１１００１１００１１０１０１００１１０１１００００００１００１０１１０１１０１１００１００００００１１０１００１０１０１１１１０１０１１１０１１０００１００１１０１００００１００１１１１００１０１０１０１１０００１１０１１１１００１１１０１１１１０１１１１１１１１０１１１０１１１００１１０１１１０００１０１０１００１００１１１０００１１１０１１０１０１０１１１００１００１１０００００１１００００１１１０１００１０００１１０１０１１０１１１１１０１１００１１０００１０１１１０００００１００００１１１１１０１］
Ａ₁₀₂₄＝［０００００００００１１１０００１１１０１１０００１００１１０１０１０００１００００１０１０１１１００００１０１１０１０１０１１１１１０１００００００００１０１０１０１０１００００１０１１１１０００１０１１０１１１００１１０１００１０１００１１００００１０１００１１１００１１００００００１１０１０１０１０１１００１１００１１０１０１１０００００１０１１０００１１１１０１１１００１００１１０１１１０１０１１００１００００１０００１０１０１０００１１００１１０００１０００１０００１１０００１０１０１１０００１０１１１１１００００１００１０００１１１１００１１１０１１０１０１１０１００１１００１０１１１０１１１０１００１０１１０１０００１０１１００１１１０１００１１１１１１０１０１１０１１０１０００００１００００１１１００１１１００１０００１００１１１１００００１１０１１０００１１０１００１１１０１１１１００１０００００００１１０００１１１００１０１０１１０１０１１１１０１１１１０１１０１００１０００００１０１０００１１１０１０００１１０１１１１０００００１００１０１０１０１１１０１００００１００１１０００１１０００００１１１１１０００１１０１１０１０１００１１０１００００１１０１０００１１１１１０１０１００１００１１００１１１１００１０１００１０００１０１１１０１０１００００００１０１１１０００１１００１０００１１０１０１１１００１０１１１１１１００１１０１１０１１１０１１１１１０１１００１００１０１１００００１１００１０１０１００１１１１０１０００１００１０１１１００１１１１０１１０００００００１０００１１１００００１１１１１１０００１００１００１１１０１０１１１０１１００１１０１１１１１００１０１１０１１００００１０００００１１１０１０１０１００１０１１１１０１０１１１１１１１０１００１００１００００１１００００１１１０１１１００００００１００１１１０００１０１００１０１０１１１１００１１００１００１１１１１００１１１１１１１１００１００１００１０１０００１０１００００１１１１０１０１０１１０１１１１０１００１１０１１００１１１１１０１１１０１１０１１１１１１０１１１１１１１１１０１１０１１０１１００１０１１００１０１０００００１１００１１１０００００１１０１１１０００１００００００１１１１０００１１１１１１１０１］．
のうちの１つであることを特徴とする、請求項１０に記載のデバイス。
前記シーケンスに対しバイアス値を付加し、アップサンプリングされたシーケンスに適用される循環シフトを行って、前記識別番号に依存して前記シーケンスのシフトされたバージョンにおける非ゼロ値の位置を調整するように構成されることを特徴とする、
請求項１～１１のいずれかに記載のデバイス。
前記識別番号はＭＡＣにより定義されることを特徴とする、請求項１～１２のいずれかに記載のデバイス。
アップサンプリングされて循環シフトされたシーケンス、および／またはその逆バージョンのシーケンスを連結することによって、スペクトル値のシーケンスから、前記固有のアナログ波形を導出するために用いられるスペクトル値のシーケンスを得て、
逆フーリエ高速変換（ＩＦＦＴ）を実行して前記固有のアナログ波形を取得する
ように構成されることを特徴とする、
請求項１～１３のいずれかに記載のデバイス。
ストリームまたは送信器の識別子および／またはコム関数に依存するコムシフトおよびアダマール行列の行または列の両方を、コミュニケーションデバイスの数に依存して選択するように構成されることを特徴とする、
請求項１～１４のいずれかに記載のデバイス。
前記シーケンスおよび前記循環プレフィックスのためのクロックサイクルの数は、ＯＣＲの増加に比例して増加することを特徴とする、
請求項４～８、１０～１２、１３または１４のいずれかに記載のデバイス。
前記コミュニケーションデバイスは、ヘッダ情報が複製されている（３２２）拡張ヘッダデータユニット（３１２）を取得し、前記拡張ヘッダデータユニットをリードソロモン符号ベースの前方誤り訂正（３２４）に入力して、エラートレラントなデータユニットを取得するように構成されることを特徴とする、
請求項１に記載のコミュニケーションデバイス。
物理層ヘッダはフレームタイプと物理層サービスデータユニットの長さを記述することを特徴とする、
請求項１８に記載のコミュニケーションデバイス。
無線リンクを使用して複数の他のコミュニケーションデバイスと通信するためのコミュニケーションデバイスであって、前記コミュニケーションデバイスは
デジタル処理ユニットと、
光信号を送信するための光学フロントエンドと、
を備え、
前記デジタル処理ユニットは、前記光学フロントエンドにＤＣフリー出力信号を供給するように構成され、
前記光学フロントエンドは、発光ダイオードやレーザーダイオード等、光学送信装置の変調振幅および／またはバイアスを設定するように構成され、
前記コミュニケーションデバイスはパルス振幅変調（ＰＡＭ）を実行するように構成され、
前記コミュニケーションデバイスは、入力ビットを２つのレベルにマッピングして、一定のレベルを減算するように構成される
ことを特徴とする、コミュニケーションデバイス。
無線リンクを使用して複数の他のコミュニケーションデバイスと通信するためのコミュニケーションデバイスであって、
前記コミュニケーションデバイスは、送信器の完全なセットを用いてチャンネル推定フレームを送信するように構成され、
前記コミュニケーションデバイスは、選択された送信器を用いてデータフレームを選択的に送信するように構成され、
前記コミュニケーションデバイスは、ヘッダシンボルのスカラーストリームをすべて同じ値を含むベクトルで乗算するように構成される、
ことを特徴とする、コミュニケーションデバイス。
無線リンクを使用して複数の他のコミュニケーションデバイスと通信するためのコミュニケーションデバイスであって、
前記コミュニケーションデバイスは複数の送信器を用いて複数のデータストリームを送信するように構成され、
前記コミュニケーションデバイスは、前記データストリームのうちの第１のデータストリームが前記送信器のうちのどれを使って、且つどの強度を用いて送信されるかを決定するように構成され、
前記コミュニケーションデバイスは、前記データストリームのうちの第２のデータストリームが前記送信器のうちのどれを使って、且つどの強度を用いて送信されるかを決定するように構成され、
前記コミュニケーションデバイスは中央コントローラから情報を受信するように構成される
ことを特徴とする、コミュニケーションデバイス。
時間領域ＲＳを使用するときにはシンボル毎および／またはサブキャリア毎に演算する行列ベクトル演算Ｐｘを使用するように構成されることを特徴とする、請求項２２に記載のコミュニケーションデバイス。
データシンボルのベクトルをプリコーディング行列で乗算するように構成されることを特徴とする、請求項２２または２３に記載のコミュニケーションデバイス。
光クロックレートが早いほどサブキャリアが多くなるように既定のクロックレートの一群の中から周波数で選択されたクロックレートである、光クロックレート（ＯＣＲ）（１４３）、および
コミュニケーションデバイスが多いほど前記サブキャリア間のスペースが大きくなるように、送信側コミュニケーションデバイスのセット内の送信側コミュニケーションデバイスの数または並行して送信されるストリームの数（１４４）
に従って、サブキャリア（Ｓ ₁ －Ｓ ₈ ）の数またはタイムスロットを使用して個別の参照信号（１３１’、１３１’’、１４２）を提供し、
送信側コミュニケーションデバイスのセット全体の中の個々のコミュニケーションデバイスに関連付けられた識別番号から導出される位置数の分、または特定のストリームまたは送信器を特定する識別番号（１４５）に依存して、タイムスロットにおけるサブキャリアまたは信号の位置をシフトし、
コミュニケーションデバイスのセット全体の中の前記個々のコミュニケーションデバイスからもたらされる、または特定のストリームまたは送信器に関連付けられた前記参照信号を複数の受信側コミュニケーションデバイスが識別することができるようになる、前記参照信号を送信する
ようにさらに構成されることを特徴とする、請求項２０～２４のいずれかに記載のデバイス。
前記コミュニケーションデバイスは光コミュニケーションデバイスであることを特徴とする、請求項１～２５のいずれかに記載のデバイス。
前記コミュニケーションデバイスは可視光通信（ＶＬＣ）デバイスであることを特徴とする、請求項１～２６のいずれかに記載のデバイス。
ワイヤレス信号を送信するための少なくとも１つのフォトダイオードまたはレーザーダイオードをさらに備えることを特徴とする、
請求項１～２７のいずれかに記載のデバイス。
無線リンクを使用して複数の他のコミュニケーションデバイスと通信するためのコミュニケーションデバイスのセットであって、
前記コミュニケーションデバイスのセットは、
光クロックレートが早いほどサブキャリアが多くなるように既定のクロックレートの一群の中から周波数で選択されたクロックレートである、光クロックレート（ＯＣＲ）、および
コミュニケーションデバイスが多いほど前記サブキャリア間のスペースが大きくなるように、送信側コミュニケーションデバイスのセット内の送信側コミュニケーションデバイスの数または並行して送信されるストリームの数
に従って、サブキャリアまたはタイムスロットの数を使用して個別の参照信号を提供し、
送信側コミュニケーションデバイスのセット全体の中の個々のコミュニケーションデバイスに関連付けられた識別番号から導出される位置数の分、または特定のストリームまたは送信器を識別する識別番号に依存して、前記タイムスロットにおけるサブキャリアまたは信号の前記位置をシフトし、
前記コミュニケーションデバイスのセット全体の中の前記個々のコミュニケーションデバイスからもたらされる、または特定のストリームあるいは送信器に関連付けられた前記参照信号を複数の受信側コミュニケーションデバイスが識別することができるようになる、前記参照信号を送信する
ように構成されることを特徴とする、
コミュニケーションデバイスのセット。
光通信リンクを使用して複数の他のコミュニケーションデバイスと通信するための通信を実行するための方法であって、
光クロックレートが早いほどサブキャリアが多くなるように既定の光クロックレートの一群の中から周波数で選択されたクロックレートである、光クロックレート（ＯＣＲ）（１４３）、および
コミュニケーションデバイスが多いほど前記サブキャリア間のスペースが大きくなるように、送信側コミュニケーションデバイスの前記セット内の送信側コミュニケーションデバイスまたは並行して送信されるストリームの数
に従って、サブキャリアまたはタイムスロットの数を使用して個々の参照信号を提供するステップと、
送信側コミュニケーションデバイスのセット全体の中の個々のコミュニケーションデバイスに関連付けられた識別番号から導出される位置数の分、または特定のストリームあるいは送信器を識別する識別番号に依存して、前記タイムスロットにおけるサブキャリアまたは信号の位置をシフトするステップと、
前記コミュニケーションデバイスのセット全体の中の個々のコミュニケーションデバイスからもたらされる、または特定のストリームあるいは送信器に関連付けられた前記参照信号を前記複数の受信側コミュニケーションデバイスが識別することができるようになる、前記参照信号を送信するステップ
を含むことを特徴とする、方法。
前記セットの中の送信側コミュニケーションデバイスの数または並行して送信されるストリームの数に依存して特定の波形を選択することによって、時間において直交する複数の波形から前記特定の波形を選択するステップを含むことを特徴とする、
請求項３０に記載の方法。
異なる他のコミュニケーションデバイスと通信するために、可変長又は固定長の異なる符号を使用して、前記他のコミュニケーションデバイスがどのデータが自身に向けられているかを識別することができるようにする、および／または符号分割多元接続を達成するステップと、
受信側の他のコミュニケーションデバイスの数および／またはチャンネル条件に依存して、および／または所望のデータレートに依存して、前記符号の数および／または前記符号の長さを変化させるステップと、
をさらに含むことを特徴とする、
請求項３０に記載の方法。
ヘッダ情報が複製される、または複数回繰り返されるあるいはコピーされる、拡張ヘッダデータユニットを取得するステップと、
前記拡張ヘッダデータユニットをリードソロモン符号ベースの前方誤り訂正に入力してエラートレラントなデータユニットを取得するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、
請求項３０に記載の方法。
光学フロントエンドへＤＣフリー出力信号を提供するステップであって、前記ＤＣフリー出力信号は、ヘッダおよび／またはペイロードの符号化され且つシンボルマップされた表現である、ステップを含み、
前記光学フロントエンドは、発光ダイオードやレーザーダイオード等、光学送信装置の変調振幅および／またはバイアスを設定するように構成される
ことを特徴とする、
請求項３０に記載の方法。
送信器の完全なセットを用いてチャンネル推定フレームを送信するステップと、
選択された送信器または並行して送信されるストリームを用いて、データフレームを選択的に送信するステップと、
を含むことを特徴とする、
請求項３０に記載の方法。
複数の送信器を用いて複数のデータストリームを送信するステップと、
第１のデータストリームがどの送信器を使用して、且つどの強度を用いて送信されるかを決定するステップと、
第２のデータストリームがどの送信器を使用して、且つどの強度を用いて送信されるかを決定するステップと、
を含むことを特徴とする、
請求項３０に記載の方法。
請求項１～２８のいずれかに記載のデバイスを用いた、
請求項２９～３６のいずれかに記載の方法。
プロセッサによって実行されたときに、前記プロセッサに請求項２９～３７のいずれかに記載の方法を実行させる命令を格納する、非一時的記憶ユニット。