JP2015136112A - 部分帯域幅通信のためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部分帯域幅通信のための、選択された受信機器にとって最適なサブ帯域を選択するメカニズムを提供する。【解決手段】受信機器に送信されるデータを受信することと、そのデータが使用する帯域幅がキャリアアグリゲーションの単位として使用される所定の帯域幅未満かどうかを判定することと、所定の帯域幅内の複数のサブ帯域を判定することであって、サブ帯域が少なくとも１つのパイロット及び複数の周波数トーンを各々含むことと、それらサブ帯域のうちの好適なサブ帯域を示すネットワーク情報を前記受信機器から受信することと、このネットワーク情報に基づいてサブ帯域の１つを前記受信機器に割り当てることと、割り当てられたサブ帯域を示す表示を含むパケットを生成することと、そのパケットを前記受信機器に送信することと、割り当てられたサブ帯域でデータを送信することと、を含む処理を実行する。【選択図】図３

Description

優先権
本出願は、２０１４年１月１７日に出願された「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｐａｒｔｉａｌ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ」と題する米国特許仮出願第６１／９２８，７４７号に対する優先権を主張するものであり、同特許出願の全体が、参照により本明細書に援用される。

無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）は、キャリアアグリゲーションを可能にするように構成され得る。具体的には、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）によって規定された規格（例えば、８０２．１１ｎ、８０２．１１ａｃ、８０２．１１ａｈなど）の種類に応じて、送信機器が、受信機器にデータを送信するのに１つより多くの帯域幅を使用するキャリアアグリゲーション方法を決定し得る。受信機器は、使用されているキャリアアグリゲーション方法を認識し得るため、データが受信される速度を高め得る１つより多くの帯域幅を使用してデータを受信することができる。（選択された規格）の帯域幅は、ＩＥＥＥによって最低２０ＭＨｚに規定された。キャリアアグリゲーションは、相当に大きなデータの送信がスケジューリングされている場合には有用であり得るが、データ送信量が比較的少ないと、最低帯域幅が十分に使用されず、利用可能な帯域幅の利用効率を下げる場合がある。

例示的実施形態は、部分帯域幅通信のためのシステム及び方法に関する。このシステムは、ネットワークに接続するように構成された送受信機と、実行可能プログラムが記憶された永続的メモリと、メモリ及び送受信機に連結されたプロセッサと、を有する機器を含む。プロセッサはプログラムを実行し、プログラムを実行することにより、プロセッサは、少なくとも１つの第２の機器に送信されるデータを受信するステップと、データが使用した帯域幅が、キャリアアグリゲーションの単位として使用される所定の帯域幅未満かどうかを判定するステップと、所定の帯域幅における複数のサブ帯域であって、各々少なくとも１つのパイロット及び複数の周波数トーンを含む複数のサブ帯域を判定するステップと、それらのサブ帯域のうちの好適なサブ帯域を示すネットワーク情報を少なくとも１つの第２の機器から受信するステップと、サブ帯域のうちの１つを、ネットワーク情報に基づいて少なくとも１つの第２の機器に割り当てるステップと、割り当てられたサブ帯域を示す表示を含むパケットを生成するステップと、そのパケットを第２の機器に送信するステップと、割り当てられたサブ帯域でデータを送信するステップと、からなる処理を実行する。

送信機器から少なくとも１つの受信機器にデータを送信する例示的な通信システムを示す図である。 部分帯域幅通信で使用される第１の例示的なサブ帯域割り当てを示す図である。 部分帯域幅通信で使用される第２の例示的なサブ帯域割り当てを示す図である。 部分帯域幅通信で使用される例示的なパケットを示す図である。 部分帯域幅通信で使用される図３の例示的なパケットのシグナリングフィールドを示す図である。 部分帯域幅通信で使用される例示的なシグナリング応答を示す図である。 部分帯域幅通信で使用される送受信機器の例示的なブロック図である。

例示的実施形態は、以降の説明及び関連する添付図面を参照することによって更に理解され得る。これらの図面において、同様の要素には同じ参照番号が付されている。例示的実施形態は、周波数分割多重接続（ＦＤＭＡ）ＷＬＡＮにおける部分帯域幅通信のためのシステム及び方法に関する。具体的には、ＷＬＡＮでの送信用に規定された所定の最低帯域幅が、２つ以上の部分帯域幅に下位分割され得る。部分帯域幅通信は、最低規定帯域幅よりも小さなデータに対して使用され得る。部分帯域幅通信の使用は、単一ユニット（ＳＵ）シナリオ又は複合ユニット（ＭＵ）シナリオに適用され得る。部分帯域幅通信及び関連構成要素、ＷＬＡＮ、パケット、及びこれらのシナリオについて、以下更に詳述する。

キャリアアグリゲーションは、データが受信され得る速度を高め、それによってそのデータを受信する効率を高め得るメカニズムを提供するが、ＩＥＥＥによって規定された規格は、送信の一面にしか対応していない。具体的には、キャリアアグリゲーションは、多量のデータを送信するためのメカニズムを提供するだけであり、少量のデータの場合でも同じメカニズムが使用される。即ち、送信時に使用する最低帯域幅が２０ＭＨｚ（選択された規格の場合）に規定されていることから、この帯域幅は、データの量が少なく、この帯域幅全体のうちのわずかしか必要としない場合であっても使用される。そのため、最低帯域幅は、この少量のデータに対しては非効率的な使い方を提示し得る。具体的には、最低帯域幅の大半が浪費され得る。

なお、本記載内容全体を通じて、送信ステーションが受信ステーションに送信するデータの量は「少ない」。データの量が「少」量とみなされる具体的な閾値はなく、最低規定帯域幅に対する相対的なデータの量に概して基づくものと理解すべきである。本記載内容に提示されている実施例は、最低規定帯域幅が２０ＭＨｚの場合であり、少量のデータとは、５ＭＨｚの帯域幅を使用して同じ時間枠で送信され得るデータのことである。ただし、このシナリオでは、少量のデータが、１０ＭＨｚの帯域幅を使用して同じ時間枠で送信され得るデータであり得る。そのため、上記のとおり、「少ない」という語を使用するかどうかは、最低規定帯域幅に対する送信データ量に依存する。

例示的実施形態は、送信機器が、少量のデータを１つ以上の受信ステーションに送信する場合に関し、中でも特に、利用可能な帯域幅が多くない場合に関する。例えば、送信用に利用可能な帯域幅として、２０ＭＨｚの帯域幅が２つしかないのに少量のデータを４つの受信ステーションに送信する必要がある場合には、２つの受信ステーションしかそのデータを受信できず、残り２つの受信ステーションは、帯域幅が利用可能になるまで待機する必要がある。ただし、送信する必要のあるデータの量は少しだけなので、この２０ＭＨｚ帯域幅は、サブ帯域が割り当てられれば、１つの２０ＭＨｚ帯域幅内にある４つの受信ステーション全てにこのデータを送信するのに十分なサイズであり得る。

したがって、例示的実施形態は、送信機器が単一の最低帯域幅でサブ帯域を選択して少量のデータを１つ以上の受信ステーションに送信するためのメカニズムを提供する。例えば、２０ＭＨｚという最低帯域幅が、５ＭＨｚの４つの均等なサブ帯域に分割され得る。受信ステーションには、その少量のデータが受信される具体的なサブ帯域を示す（例えばパケットヘッダ内の）情報が提供され得る。更には、これにより、残りの利用可能な帯域幅及び／又はサブ帯域幅も使用できるようになり得る。以下更に詳述するとおり、例示的実施形態は、選択された受信機器にとって最適なサブ帯域を選択するためのメカニズムも提供し得る。例示的実施形態は、可能であれば、送信電力を増やすためのメカニズムを更に提供し得る。

図１は、送信機器１０５から少なくとも１つの受信機器１１０〜１２５にデータを送信する例示的な通信システム１００を示す。以下更に詳述するとおり、送信機器１０５及び受信機器１１０〜１２５は、部分帯域幅通信を実行するように構成され得る。具体的には、送信機器１０５が、部分帯域幅通信における送信機能を実行するように構成され得るのに対し、受信機器１１０〜１２５は、部分帯域幅通信における受信機能を実行するように構成され得る。

送信機器１０５及び受信機器１１０〜１２５は、データの無線通信に関与するように構成されている任意の電子機器を表し得る。例えば、送信機器１０５（及び／又は受信機器１１０〜１２５）は、ポータブル機器（例えば、電話、スマートフォン、タブレット、ファブレット、ラップトップなど）又は据置型機器（例えばデスクトップコンピュータなど）などのエンドユーザステーションであり得る。受信機器１１０〜１２５（及び／又は送信機器１０５）は、アクセスポイント、サーバ、ルータ、基地局などのネットワーク構成要素であり得る。送信機器１０５及び受信機器１１０〜１２５は、部分帯域幅通信手順で使用される各種構成要素を含み得る。例えば、送信機器１０５及び受信機器１１０〜１２５は、プロセッサ、メモリ構成物、送受信機などを含み得る。送信機器１０５及び受信機器１１０〜１２５は、データを適切に送受信するために、部分帯域幅通信アプリケーションを実行し得る。

なお、受信機器１１０〜１２５のうちの１つ以上がレガシー機器であり得ることに留意すべきである。即ち、このレガシー機器は、部分帯域幅通信機能を有する構成になっていないステーションであり得る。送信機器１０５がレガシー機器と部分帯域幅通信機能を使用すると、レガシー機器は、パケットを受信する目的で使用される情報を正しく解釈できない場合がある。そのため、以下更に詳述する別のプロセスが利用され得る。

例示的実施形態に係る部分帯域幅通信機能は、送信機器１０５から受信機器１１０〜１２５のうちの１つ以上に少量のデータが送信されるように、単一の最低帯域幅内で使用される２つ以上のサブ帯域を導入している。サブ帯域は、様々な方法で画定され得る。具体的には、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ、８０２．１１ａｃ、８０２．１１ａｈなど、機器が使用している無線規格に従って画定され得る。

当業者であれば、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ及び８０２．１１ａｃ規格により、８０２．１１ｎが２０又は４０ＭＨｚ帯域幅送信を許可し、８０２．１１ａｃが２０、４０、８０、又は１６０ＭＨｚ帯域幅送信を許可するキャリアアグリゲーションが可能になることを理解するであろう。略同様の方法で、この規格は、帯域幅をサブ帯域に分割するフレームワークも提供し得る。具体的には、この規格に関連する周波数トーンの数が使用され得る。この数は、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ／ｇ／ｎ規格が５２トーンを含み、８０２．１１ａｃ規格が５６トーンを含む。ある例示的実施形態によれば、部分帯域幅通信機能は、最低帯域幅を４つのサブ帯域に分割し得る。更に、サブ帯域は長さが同じであり得る。そのため、最低帯域幅が２０ＭＨｚの場合、サブ帯域は各々５ＭＨｚであり得る。

なお、４つのサブ帯域を使用するのは単なる例にすぎず、任意の数のサブ帯域が作成され得ることに留意すべきである。例えば、２つのサブ帯域が使用されることもある。そのため、２０ＭＨｚの帯域幅は、各々の長さが１０ＭＨｚである２つのサブ帯域に分割され得る。ただし、同じ長さのサブ帯域を使用することも単なる例にすぎず、サブ帯域の長さも異なり得る。サブ帯域の長さは、以下に述べるとおり、様々な基準を用いて画定され得る。ただし例示のため、以下の記述では、２０ＭＨｚという最低例示的帯域幅が５ＭＨｚの４つの均等なサブ帯域に分割される。

図２Ａは、部分帯域幅通信で使用される第１の例示的なサブ帯域割り当て２００を示す。図２Ａに示すサブ帯域割り当て２００は、５２トーンが含まれているＩＥＥＥ ８０２．１１ａ／ｇ／ｎ規格に関する。当業者であれば、この５２トーンが、４８のデータトーン２０５と４つのパイロット２１０を含み得ることを理解するであろう。例えば、このトーンがトーンインデックス−２６から２６の範囲であれば、パイロット２１０は、トーンインデックス−２１、−７、７、及び２１にあり得る。これにより、最大４つのサブ帯域が使用でき得る。具体的には、少なくとも１つのパイロットが含まれることが、サブ帯域を選択するための基準の１つである。そのため、各サブ帯域は、１２のデータトーン２０５と１つのパイロット２１０とを含み得る具体的には、最低サブ帯域の範囲がトーンインデックス−２６からトーンインデックス−１４で、パイロット２１０がトーンインデックス−２１にあり、２番目に低いサブ帯域の範囲がトーンインデックス−１３からトーンインデックス−１で、パイロット２１０がトーンインデックス−７にあり、２番目に高いサブ帯域の範囲がトーンインデックス１からトーンインデックス１３で、パイロット２１０がトーンインデックス７にあり、最高サブ帯域の範囲がトーンインデックス１４からトーンインデックス２６で、パイロット２１０がトーンインデックス２１にあり得る。

図２Ｂは、部分帯域幅通信で使用される第２の例示的なサブ帯域割り当て２５０を示す。図２Ｂに示すサブ帯域割り当て２５０は、５６トーンが含まれているＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃ規格に関する。当業者であれば、この５６トーンが、５２のデータトーン２０５と４つのパイロット２１０とを含み得ることを理解するであろう。例えば、このトーンがトーンインデックス−２８から２８の範囲であれば、パイロット２１０はやはり、トーンインデックス−２１、−７、７、及び２１にあり得る。そのため、各サブ帯域は、１３のデータトーン２０５と１つのパイロット２１０とを含み得る具体的には、最低サブ帯域の範囲がトーンインデックス−２８からトーンインデックス−１５で、パイロット２１０がトーンインデックス−２１にあり、２番目に低いサブ帯域の範囲がトーンインデックス−１４からトーンインデックス−１で、パイロット２１０がトーンインデックス−７にあり、２番目に高いサブ帯域の範囲がトーンインデックス１からトーンインデックス１４で、パイロット２１０がトーンインデックス７にあり、最高サブ帯域の範囲がトーンインデックス１５からトーンインデックス２８で、パイロット２１０がトーンインデックス２１にあり得る。

上記実施例は、パイロット２１０がサブ帯域に対して略中心に位置するようなサブ帯域割り当てを提供していることに留意すべきである。ただし、これは例にすぎない。更なる例示的なサブ帯域割り当てによれば、サブ帯域は、パイロットがサブ帯域の終端に向かって位置付けられるようにシフトされ得る。ただし、各々のサブ帯域に少なくとも１つのパイロット２１０を含む基準が満たされる限り、そのようなサブ割り当てが使用され得る。

図３は、部分帯域幅通信で使用される例示的なパケット３００を示す。具体的には、パケット３００は、部分帯域幅通信で使用されるパケット構造を表し得る。したがって、パケット３００は、送信機器１０５によって生成され、受信機器１１０〜１２５のうちの少なくとも１つに送信され得る。パケット３００は、ＷＬＡＮで送信される狭帯域幅パケットも含み得る。図示のとおり、パケット３００は、２０ＭＨｚ帯域幅動作を用いるプリアンブルであって、レガシーショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ）（Ｌ−ＳＴＦ）３０５と、レガシーロングトレーニングフィールド（ＬＴＦ）（Ｌ−ＬＴＦ）３１０、レガシーシグナルフィールド（ＳＩＧ）（Ｌ−ＳＩＧ）３１５と、第１の高効率ＷＬＡＮ（ＨＥＷ）ＳＩＧ（ＨＥＷ−ＳＩＧ１）３２０と、第２のＨＥＷ ＳＩＧ（ＨＥＷ−ＳＩＧ２）３２５と、ＨＥＷ ＳＴＦ ３３０と、を含むプリアンブルと、５ＭＨｚ帯域幅動作を利用するデータ部であって、ＨＥＷ ＬＴＦ ３３５、更なるＨＥＷ ＳＩＧ（ＨＥＷ−ＳＩＧＢ）３４０、ペイロード３４５、及びオプションパディング３５０を各々含むサブ帯域を含むデータ部と、を含む混合フォーマットを有し得る。

当業者であれば、Ｌ−ＳＴＦ ３０５、Ｌ−ＬＴＦ ３１０、Ｌ−ＳＩＧ ３１５、ＨＥＷ−ＳＩＧ１ ３２０、ＨＥＷ−ＳＩＧ２ ３２５、及びＨＥＷ−ＳＴＦ ３３０が、２０ＭＨｚ動作だけが用いられる場合と略同様の既知の機能を提供し得ることを理解するであろう。例えば、Ｌ−ＳＴＦ ３０５は、シーケンスの開始を検出し、自動利得制御（ＡＧＣ）を設定することによってその機器を「導く」目的で使用される８０２．１１ａショートトレーニングＯＦＤＭ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）シンボルと同一であり得る。Ｌ−ＬＴＦ ３１０は、チャネル推定、及び精度の高い周波数オフセット推定並びに時間同期の目的で使用される８０２．１１ａロングトレーニングＯＦＤＭシンボルと同様の機能も提供し得る。Ｌ−ＳＩＧ ３１５は、パケットの速度及び長さ情報を含み得る。

ＨＥＷフィールドの導入に伴い、部分帯域幅通信機能も送信動作に対して定義され得る。具体的には、ＨＥＷ−ＳＩＧ１ ３２０及びＨＥＷ−ＳＩＧ２ ３２５が、サブ帯域のパケットの速度及び長さ情報を提供し得る。即ち、この長さは、４つの５ＭＨｚサブ帯域で使用されるパケットの最大長さを示し得る。以下更に詳述するとおり、ＨＥＷ−ＳＩＧ１ ３２０は、パケットが５ＭＨｚサブ帯域ＦＤＭＡ動作を有するかどうかと、ＦＤＭＡ動作を有する場合には、対象受信機器が選択された５ＭＨｚサブ帯域に割り当てられることも示し得る。ＨＥＷ−ＳＴＦ ３３０は、パケットの先頭を示すための略同様の機能を提供し得る。ＨＥＷ−ＳＴＦ ３３０がこの表示を提供することから、後続のデータ部は、サブ帯域を含み得る。

部分帯域幅通信が用いられると、ＨＥＷ−ＬＴＦ ３３５は、ＬＴＦが通常提供する情報を提供し得る。ただしＨＥＷ−ＬＴＦ ３３５は、使用中のサブ帯域に特に関連し得る。そのため、最低サブ帯域（Ｌ）、２番目に低いサブ帯域（２Ｌ）、２番目に高いサブ帯域（２Ｈ）、及び最高サブ帯域（Ｈ）は、推定で使用された情報を示す対応ＨＥＷ−ＬＴＦ ３３５を各々含み得る。ＨＥＷ−ＳＩＧＢ ３４０も、ＳＩＧが通常提供する情報を提供し得る。ＨＥＷ−ＬＴＦ ３３５と同様、ＨＥＷ−ＳＩＧＢ ３４０も、使用中のサブ帯域に特に関連し得る。ＨＥＷ−ＳＩＧＢ ３４０は、データ部の速度及び長さ情報を判定する際に使用される情報を提供し得る。

データ部の残り部分は、ペイロード３４５及びオプションパディング３５０であり得る。具体的には、ペイロード３４５は、受信機器１１０〜１２５に送信される実データを含む。そのため、短いパケットは、ペイロード３４５に自身のデータを有し得る。上記のとおり、ＨＥＷ−ＳＩＧＢ ３４０、ＨＥＷ−ＳＩＧ１ ３２０、ＨＥＷ−ＳＩＧ２ ３２５、及び／又はＬ−ＳＩＧ ３１５は、ペイロード３４５の合計長さを（直接又は間接的に）示し得る。ペイロード３４５は、利用可能な合計長さ全体を占有することも、しないこともある。２番目に低いサブ帯域２Ｌのように、合計長さが使用されれば、パディングは不要である。しかし、ペイロード３４５が長さ全体を使わない場合には、残りの長さが、「０」値などのパディング３５０で補完される。記載のとおり、２番目に高いサブ帯域２Ｈは、最小のパディング３５０が使用されるペイロード３４５を有し、最高サブ帯域Ｈは、最大のパディング３５０が使用されるペイロード３４５を有し、最低サブ帯域Ｌは、中間サイズのパディング３５０が使用されるペイロード３４５を有する。

なお、本明細書に記載の例示的なパケット構造は、最小規定帯域幅内でサブ帯域通信を実装する１つの可能性のある方法を示す目的で使用されているにすぎない。当業者であれば、本明細書に記載の原理に係るサブ帯域通信を実装する目的で他の種類のパケット構造又はデータ構造が使用され得ることを理解するであろう。

上記のとおり、ＨＥＷ−ＳＩＧ１ ３２０は、使用中の部分帯域幅通信機能と、選択された受信機器に割り当てられたサブ帯域と、を示す情報を提供し得る。図４は、部分帯域幅通信で使用された図３の例示的なパケット３００の例示的なＨＥＷ−ＳＩＧ１ ３２０を示す。ＨＥＷ−ＳＩＧ１ ３２０は、種々のサブフィールドを含む２４ビットフィールドであり得る。図４に示すとおり、ＨＥＷ−ＳＩＧ１ ３２０は、帯域幅（ＢＷ）サブフィールド（２ビット）、部分ＢＷビットサブフィールド（１ビット）、時空間ブロック符号化（ＳＴＢＣ）サブフィールド（１ビット）、グループ識別（ＩＤ）サブフィールド（６ビット）、複数の時空間ストリーム（ＳＴＳ）サブフィールド（各々３ビット）、更なるサブフィールド、及び予約済み（ｒｅｓｅｒｖｅｄ、予備）サブフィールド（１ビット）を含み得る。

なお、従来の２０ＭＨｚ送信が行われるときは、部分ＢＷビットサブフィールドは１に設定され、ＢＷサブフィールドがキャリアアグリゲーション構成を示すことに留意すべきである。例えば、部分ＢＷビットサブフィールドが１に設定され、規格がＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃの場合、ＢＷサブフィールドは００（２０ＭＨｚ送信動作を示す）、０１（４０ＭＨｚ送信動作を示す）、１０（８０ＭＨｚ送信動作を示す）、又は１１（１６０ＭＨｚ送信動作を示す）と設定され得る。更に、１つより多くのＳＴＳサブフィールドを使用することは、部分帯域幅通信機能に関連することなので、ＳＴＳサブフィールドは１つだけ存在し得る。

例示的実施形態によれば、送信機器１０５は、部分帯域幅通信機能が使用される方法を示すＨＥＷ−ＳＩＧ１ ３２０を生成し得る。以下更に詳述するとおり、送信機器１０５は、動作方法の判定に寄与する選択された情報を受信機器１１０〜１２５から受信し得る。この機能により、サブ帯域の選択プロセスの効率を高めることができ得るが、送信機器１０５は使用されるサブ帯域を（例えば無作為に）選択し得るという点に留意すべきである。

部分帯域通信機能が使用された場合には、送信機器１０５が部分ＢＷビットサブフィールドを０に設定する。部分ＢＷビットを０に設定すると、部分帯域通信機能が使用中であることを受信機器１１０〜１２５に示し得る。送信機器１０５は、どのサブ帯域が受信機器に割り当てられているかを特定するのに、ＢＷサブフィールドも使用し得る。例えば、ＢＷサブフィールドは、ここでも００、０１、１０、及び１１を用いて設定され得る。ただし、ＢＷサブフィールドでこの値を設定することは、新たな意味を有する。即ち、ＢＷサブフィールドを００に設定することにより、最低サブ帯域Ｌが使用されることが特定され、０１に設定することにより、２番目に低いサブ帯域２Ｌが使用されることが特定され、１０に設定することにより、２番目に高いサブ帯域２Ｈが使用されることが特定され、１１に設定することにより、最高サブ帯域Ｈが使用されることが特定され得る。

グループＩＤサブフィールドは、部分帯域幅通信動作が１つの受信機器にだけ関連するか、１つより多くの受信機器に関連するかを特定し得る。例えば、グループＩＤサブフィールドが０に設定されていれば、部分帯域幅通信機能が単一ユニット向けに設定されていることを受信機器に示し得る。したがって、０に設定された部分ＢＷビットサブフィールドは、部分帯域幅通信機能が使用されていることを示し、０に設定されたグループＩＤサブフィールドは、その受信機器が、このパケットを受信する唯一の機器であることを示し、例えば、１０に設定されたＢＷサブフィールドは、２番目に高いサブ帯域が使用されていることを示す。別の実施例において、グループＩＤサブフィールドがゼロ以外の数字に設定されれば、部分帯域幅通信機能が複数のユニット（すなわち、１つより多く（２つ以上）の受信機器）向けに設定されていることを受信機器１１０〜１２５に示し得る。グループＩＤサブフィールドは、各々にどのサブ帯域が割り当てられているかを更に特定する、受信機器の順序を特定するための情報を提供し得る。例えば、全４つの受信機器１１０〜１２５が部分帯域幅通信の対象に含まれていれば、その順序が、受信機器１２０、受信機器１１５、受信機器１２５、及び受信機器１１０としてグループＩＤサブフィールドに設けられ得る。したがって、受信機器１２０には最低サブ帯域Ｌが割り当てられ、受信機器１１５には２番目に低いサブ帯域２Ｌが割り当てられ、受信機器１２５には２番目に高いサブ帯域２Ｈが割り当てられ、受信機器１１０には最高サブ帯域Ｈが割り当てられ得る。

なお、ＨＥＷ−ＳＩＧ１ ３２０がＦＤＭＡを有するものであれば、空間多重入出力（ＭＩＭＯ）が無効化され得ることに留意すべきである。また、各サブ帯域の略中間位置（例えば、トーンインデックス−２１、−７、７、及び２１）に、パイロットトーンがあり得るということにも改めて留意すべきである。上記のとおり、送信機器１０５は、受信機器１１０〜１２５からのフィードバック、又は（相反性仮定に基づき）アップリンクチャネルの測定値に基づいて受信機器のサブ帯域を選択し得る。送信電力並びに変調及び符号化方式（ＭＣＳ）は、測定されたサブチャネル応答と関連付けられ得る。

図５は、部分帯域幅通信で使用される例示的なシグナリング応答を示す。具体的には、シグナリング応答が、受信機器によって測定された測定値であり、（送信機器１０５及び／又は受信機器１１０〜１２５と関連付けられた）帯域幅コントローラに提供され得る。例えば、あるチャネル応答グラフが、それぞれの受信機器にとってどのサブ帯域が最適かを示すために決定され得る。したがって、各々の受信機器は、現在使用中の２０ＭＨｚ帯域幅内で最適なサブ帯域を示し得る。図５のシグナリング応答に示すとおり、この受信機器に対しては、２番目に低いサブ帯域が好適であり得る。送信機器１０５はこの情報を用いて、使用されるサブ帯域を選択し得る。

なお、受信機器が１つだけの場合には、チャネル応答が、最も好適な使用サブ帯域だけ示してもよいことに留意すべきである。ただし、受信機器が１つより多い場合には、チャネル応答が、使用されるサブ帯域の順序を示し得る。図５のシグナリング応答に示すとおり、この順序は、２番目に低いサブ帯域２Ｌが最も好適であり、以下２番目に高いサブ帯域２Ｈ、最低サブ帯域Ｌ、最高サブ帯域Ｈという順であることを示し得る。受信機器１１０〜１２５のそれぞれがこの情報を提供すると、送信機器１０５は、受信機器１１０〜１２５にとって最適な選択を判定でき得る。

上記のとおり、送信電力も送信機器１０５によって選択され得る。４つのサブ帯域を有する受信機器が１つだけ（単一ユニット）であることをグループＩＤサブフィールドが示す場合には、送信機器１０５から受信機器にパケットを送信する目的で使用される送信電力が変更され得る。当業者であれば、ＷＬＡＮで使用される各々の最低帯域幅が、（連邦通信委員会（ＦＣＣ）によって規定されているように）関連付けられた使用可能な許容送信電力を有することを理解するであろう。ＦＣＣ規定は、２０ＭＨｚ帯域幅は、最大許容電力を超えない限り任意の送信電力を使用し得ることを示している。そのため、部分帯域幅通信動作において１つの受信機器に対して１つのサブ帯域だけが使用されている場合には、残りの３つのサブ帯域が「ヌル化」され得る（ＦＣＣ規定の下で許容されている措置でもある）。使用されるサブ帯域が１つだけの場合には、許容送信電力全体がこの１つのサブ帯域に専有的に使用され得る。そのため、部分帯域幅通信動作から、単一のサブ帯域で本来使用される送信電力の４倍の送信電力が使用され得る。

受信機器が１つより多い場合も、送信電力が変更され得る。例えば、４つのサブ帯域を有する４つの受信機器１１０〜１２５がある場合、送信機器１０５は、許容送信電力の４分の１を、受信機器１１０〜１２５のそれぞれに割り当てられた各々のサブ帯域に使用し得る。ただし、ヌル化されるサブ帯域がないことに留意すべきである。別の実施例において、４つのサブ帯域を有する２つの受信機器がある場合、送信機器１０５は、許容送信電力の半分を、受信機器１１０〜１２５のそれぞれに割り当てられているサブ帯域に使用し得る。残り２つのサブ帯域はヌル化され得る。

図６は、部分帯域幅通信で使用される送信機器１０５及び受信機器１１０〜１２５の例示的なブロック図６００である。具体的には、ブロック図６００は、部分帯域幅通信動作で使用される送信機器１０５及び受信機器１１０〜１２５の構成要素並びに選択されたシグナリング情報を表している。即ち、ブロック図６００は、受信機器１１０〜１２５に送信するパケット３００の生成方法、並びに送信機器１０５からパケット３００を受信した場合のデコード方法を表している。

図示のとおり、ブロック図６００の上半分が送信機器１０５を表し得るのに対し、ブロック図６００の下半分は受信機器１１０〜１２５を表し得る。帯域幅（ＢＷ）コントローラは、部分帯域幅通信動作において使用される情報を送信機器１０５及び受信機器１１０〜１２５に提供する仲介構成要素を表し得る。ただし、上記のとおり、帯域幅コントローラは、送信機器１０５及び／又は受信機器１１０〜１２５の関連付けられた構成要素であり得るか、又はこの機能用に構成された完全に別の構成要素であり得る。

送信機器１０５はまず、１つ以上の受信機器１１０〜１２５に送信されるデータを含むメディアアクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルデータ単位（ＭＰＤＵ）を受信し得る。したがって、ＭＰＤＵは、送信機器１０５のＭＡＣ層から受信され得る。送信機器１０５は、スクランブルモジュール、符号化・区切りモジュール、インターリーバ、マッパー、トーンマッパー、ＭＩＭＯ、逆高速フーリエ変換器（ＦＦＴ）（ＩＦＦＴ）モジュール、パリティ／テールビット付加モジュール、ＳＴＦ及びＬＴＦモジュール、及びＭＣＳコントロールなど、パケット３００の生成時に使用される複数のモジュールを含み得る。これらのモジュールの機能については、当業者にとって既知である。

ＭＰＤＵは特定の長さを有し得る。この長さ情報は、パリティ／テールビット付加モジュールに提供され得る。このモジュールは、ＭＣＳコントロールからも情報を受信する。上記のとおり、各サブ帯域は、ストリームパーサを迂回する自身専用のエンコーダ及びモジュレータを有しており、各符号器及び変調器は異なるＭＣＳを有し得る。

上記モジュールにより、送信機器１０５は、変更されたＨＥＷ−ＳＩＧ１ ３２０を含むパケット３００を生成し得る。即ち、ＭＡＣ層及び帯域幅コントローラから受信した情報は、部分帯域幅通信動作時に受信機器によって使用されるサブ帯域を選択し割り当てる際のベースとして使用され得る。この情報をＨＥＷ−ＳＩＧ１ ３２０で統合することにより、パケット３００は、これらのサブ帯域がＭＰＤＵのデータを受信することがわかるように受信機器１１０〜１２５に提供され得る。なお、送信機器１０５は、受信した情報に基づいて、使用される送信電力も判定し得ることに留意すべきである。

上記のとおり、受信機器１１０〜１２５は、チャネル応答又は対応する情報も帯域幅コントローラに提供し得る。図６に示すとおり、シグナル帯域幅についての表示が帯域幅コントローラに提供され得る。帯域幅コントローラは、受信機器１１０〜１２５から帯域幅選択も受信し得る。帯域幅コントローラはその後、０ビット／シンボルパディング情報を、送信機器１０５のインターリーバ及びトーンマッパーに提供し得る。したがって、送信機器１０５は、受信機器によって使用されるサブ帯域を選択すると共に、パディングが入るようにＬＴＦを適切に定義するように構成され得る。

受信機器１１０〜１２５（又は選択された機器）は、ＣＲＳ検出モジュール、ＬＴＲＮプロセスモジュール、及びサイクリックプレフィクス及びパイロットモジュールなど複数のモジュールに提供されるパケット３００を受信し得る。これらのモジュールが自らの間でも情報を提供し得る一方で、周波数オフセット推定モジュールがフィードバックを提供し得る。ＣＲＳ検出モジュールはその後、ＭＡＣ／物理（ＰＨＹ）層インターフェースに情報を提供し得る。

受信機器１０５は、ＦＦＴモジュール、ＭＩＭＯモジュール、デマッパーモジュール、チャネル推定／トラッキングモジュール、デインターリーバモジュール、ビタビ復号モジュール、及びデスクランブラモジュールなど、対応する構成要素を使用してパケット３００をデコードし得る。なお、チャネル推定／トラッキングモジュールは、チャネル応答情報を含む帯域幅選択を提供するためにネットワークパラメータを測定するように構成され得るという点に留意すべきである。更に、帯域幅コントローラは、デコードプロセスのために、ゼロビット／シンボル除去情報をデインターリーバに提供し得る。

こうして受信機器１１０〜１２５は、送信機器１０５からパケット３００を受信し得る。適切に構成されていれば、受信機器１１０〜１２５は、ＨＥＷ−ＳＩＧ１ ３２０をデコードして、小さなパケットを受信するために割り当てられたサブ帯域を判定する。そのため、ＦＦＴモジュールの後は、割り当てられたサブ帯域によって使用されていない残りのトーンがデコード前に切り捨てられ得る。パケットはその後デコードされ、パケット内のデータが処理され得る。

上記のとおり、ＩＥＥＥのもとに更なる規格が存在し得る。例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｈ規格は２０ＭＨｚ帯域幅を利用しない。代わりに、８０２．１１ａｃ規格をダウンサンプリングし、９００ＭＨｚ帯域でのみ運用することにより、２ＭＨｚ帯域幅を利用する。なお、８０２．１１ａｈにより、米国では計２６ＭＨｚ帯域幅、アジアと欧州で計４〜８ＭＨｚ帯域幅を用いたキャリアアグリゲーションが可能であることに留意すべきである。しかし、部分帯域幅通信動作の例示的実施形態は、やはり略同様の方法で利用され得る。例えば、８０２．１１のもとでの２ＭＨｚ帯域幅は、各々が１ＭＨｚという２つのサブ帯域に分割され得る。

なお、送信機器１０５及び受信機器１１０〜１２５はＨＥＷ機器であり得るということに留意すべきである。即ち、ＨＥＷ機器は、部分帯域幅通信機能を実行するためのハードウェア及びソフトウェアで構成され得る。しかしながら、受信機器は、部分帯域幅通信機能を実行できないレガシー機器も含み得る。そのような場合には、レガシー機器が、ＨＥＷ−ＳＩＧ１ ３２０に含まれた情報を理解することができない。そのため、そのパケットはレガシー機器によって取り除かれる。

例示的実施形態は、小さなパケットを１つ以上の受信機器に送信する目的で使用される最低帯域幅のサブ帯域を有効化するためのシステム及び方法を提供する。具体的には、キャリアアグリゲーション方式の基本単位として使用される２０ＭＨｚ帯域幅が、５ＭＨｚの４つのサブ帯域に分割され、１つの受信機器により、増大した送信電力が送信用の単一のサブ帯域に専有的に使用されるか、又は複数の受信機器が、そのサブ帯域を利用して、１つの２０ＭＨｚ帯域幅だけを必要としながらパケットを受信し得る。

当業者であれば、上記例示的実施形態が、任意の好適なソフトウェア若しくはハードウェア構成又はこれらの組み合わせで実装され得ることを理解するであろう。例示的実施形態を実装するための例示的なハードウェアプラットフォームは、例えば、互換オペレーティングシステムを備えたインテルｘ８６ベースのプラットフォーム、Ｍａｃ（登録商標）プラットフォーム、ＭＡＣ ＯＳ、ｉＯＳ、Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）ＯＳなどを含み得る。更なる実施例において、上記方法の例示的実施形態は、非一時的コンピュータ可読記憶媒体に記憶されており、コンパイルされると、プロセッサ又はマイクロプロセッサで実行され得る複数行のコードを含むプログラムとして具現化され得る。

本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく、本発明において種々の修正が行われ得ることは、当業者にとって明らかであろう。したがって、本発明は、添付の請求項及びそれらの均等物の範囲内であれば、本発明の修正及び変形を網羅することが意図される。

Claims (19)

1. 送信機器において、
   少なくとも１つの受信機器に送信されるデータを受信するステップと、
   前記データが使用する帯域幅が、キャリアアグリゲーションの単位として使用される所定の帯域幅未満かどうかを判定するステップと、
   前記所定の帯域幅内の複数のサブ帯域であって、各々が少なくとも１つのパイロット及び複数の周波数トーンを含む複数のサブ帯域を判定するステップと、
   前記サブ帯域のうちの好適なサブ帯域を示すネットワーク情報を前記少なくとも１つの受信機器から受信するステップと、
   前記サブ帯域のうちの１つを、前記ネットワーク情報に基づいて前記少なくとも１つの受信機器に割り当てるステップと、
   前記割り当てられたサブ帯域を示す表示を含むパケットを生成するステップと、
   前記パケットを前記受信機器に送信するステップと、
   前記割り当てられたサブ帯域で前記データを送信するステップと、を含む方法。
2. 前記少なくとも１つの受信機器が４つの受信機器を含み、
   前記サブ帯域が４つのサブ帯域を含み、
   前記４つの受信機器のそれぞれが前記４つのサブ帯域のうちの一意の１つに割り当てられる、請求項１に記載の方法。
3. 前記ネットワーク情報が、前記４つのサブ帯域の所定の好適な順序を含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記一意のサブ帯域が、前記所定の好適な順序の関数として、対応する受信機器に割り当てられる、請求項３に記載の方法。
5. 前記少なくとも１つの受信機器が単一の受信機器を含み、
   前記サブ帯域が４つのサブ帯域を含み、
   前記単一の受信機器が前記４つのサブ帯域のうちの１つにのみ割り当てられる、請求項１に記載の方法。
6. 前記サブ帯域のそれぞれの長さが等しい、請求項１に記載の方法。
7. 前記ネットワーク情報が、送信電力並びに変調及び符号化データのうちの少なくとも１つを更に含む、請求項１に記載の方法。
8. 受信機器において、
   サブ帯域情報を含む表示を含むパケットを送信機器から受信するステップと、
   キャリアアグリゲーションの単位として使用される所定の帯域幅における複数のサブ帯域のうちの１つである割り当てられたサブ帯域を、前記サブ帯域情報に基づいて判定するステップと、
   前記所定の帯域幅未満を使用すると判定されたデータを、前記割り当てられたサブ帯域で前記送信機器から受信するステップと、を含む方法。
9. 好適なサブ帯域を示すネットワーク情報を前記送信機器に送信するステップを更に含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記サブ帯域のそれぞれの長さが等しい、請求項８に記載の方法。
11. ネットワークに接続するように構成された送受信機と、
    実行可能プログラムを記憶している永続的メモリと、
    前記メモリ及び前記送受信機に連結されたプロセッサと、を備える機器であって、
    前記プロセッサが前記プログラムを実行し、前記プログラムを前記実行することにより、前記プロセッサが、
    少なくとも１つの第２の機器に送信されるデータを受信するステップと、
    前記データが使用する帯域幅が、キャリアアグリゲーションの単位として使用される所定の帯域幅未満かどうかを判定するステップと、
    前記所定の帯域幅内の複数のサブ帯域であって、各々が少なくとも１つのパイロット及び複数の周波数トーンを含む複数のサブ帯域を判定するステップと、
    前記サブ帯域のうちの好適なサブ帯域を示すネットワーク情報を前記少なくとも１つの第２の機器から受信するステップと、
    前記サブ帯域のうちの１つを、前記ネットワーク情報に基づいて前記少なくとも１つの第２の機器に割り当てるステップと、
    前記割り当てられたサブ帯域を示す表示を含むパケットを生成するステップと、
    前記パケットを前記第２の機器に送信するステップと、
    前記割り当てられたサブ帯域で前記データを送信するステップと、からなる処理を実行する、機器。
12. 前記少なくとも１つの第２の機器が４つの第２の機器を含み、前記サブ帯域が４つのサブ帯域を含み、前記第２の機器のそれぞれに前記４つのサブ帯域のうちの一意の１つが割り当てられる、請求項１１に記載の機器。
13. 前記少なくとも１つの第２の機器が単一の第２の機器を含み、前記サブ帯域が４つのサブ帯域を含み、前記第２の機器に前記４つのサブ帯域のうちの１つだけが割り当てられる、請求項１１に記載の機器。
14. 前記メモリが更なる実行可能プログラムを記憶し、前記プロセッサが前記更なるプログラムを実行し、前記更なるプログラムを前記実行することにより、前記プロセッサが、
    サブ帯域情報を含む表示を含むパケットを第３の機器から受信するステップと、
    キャリアアグリゲーションの単位として使用される所定の帯域幅における複数のサブ帯域のうちの１つである割り当てられたサブ帯域を、前記サブ帯域情報に基づいて判定するステップと、
    前記所定の帯域幅未満を使用すると判定されたデータを、前記割り当てられたサブ帯域で前記第３の機器から受信するステップと、からなる処理を実行する、請求項１１に記載の機器。
15. 前記更なるプログラムを前記実行することにより、前記プロセッサが、
    好適なサブ帯域を示すネットワーク情報を前記第３の機器に送信するステップからなる処理を実行する、請求項１４に記載の機器。
16. 前記サブ帯域のそれぞれの長さが等しい、請求項１１に記載の機器。
17. 前記ネットワーク情報が、送信電力並びに変調及び符号化データのうちの少なくとも１つを更に含む、請求項１１に記載の機器。
18. 前記ネットワーク情報が、前記４つのサブ帯域の所定の好適な順序を含む、請求項１２に記載の機器。
19. 前記一意のサブ帯域が、前記所定の好適な順序の関数として、対応する受信機器に割り当てられる、請求項１８に記載の機器。

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