ショート及びロング・トレーニング・フィールド
同期化ヘッダーの一部としてショート・トレーニング・フィールドを及び前記同期化ヘッダーの一部としてロング・トレーニング・フィールドを含むパケットを生成(710)し、更に、無線ネットワーク内の通信のため前記パケットを用いる(712)ように構成されるロジックを含む、集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
無線パーソナル・エリア・ネットワーク(WPAN)は、比較的短距離で情報を伝達するために用いられる。無線ローカル・エリア・ネットワーク(WLAN)とは異なり、WPANは必要とするインフラが少なく、或いはインフラを全く必要とせず、WPANにより、幅広い範囲のデバイスに実装される小型で電力効率がよく廉価なソリューションが可能となる。スマート・ユーティリティ・ネットワーク(SUN)は、例えば、公共設備(utility)メータ情報が1つの公共設備メータから別の公共設備メータへ送られるメッシュネットワーク内などの短い範囲で、又は公共設備メータ情報がポールトップ(poletop)収集地点へ送信されるスター型トポロジー内などの長い範囲でのいずれでも動作し得る。WPAN及びSUNという用語は、本明細書内では交換可能に用いられる。
【背景技術】
【0002】
スマート・ユーティリティ・ネットワークのためにショート及びロング・トレーニング・フィールドを生成するためのシステム及び方法を本明細書において説明する。開示する少なくとも幾つかの実施例において、或る方法が、実数部及び複素数部を含む第1の複数の記号を受信することを含む。この方法は、前記第1の複数の記号に共役対称性(conjugate symmetry)を適用し、それにより、実数部を含み、かつ、複素数部を含まない、第2の複数の記号を生成することを更に含む。この方法は、逆高速フーリエ変換を用いて前記第2の複数の記号を変換し、それにより第3の複数の記号を生成することを更に含む。この方法は、前記第3の複数の記号を補間し、前記第3の複数の記号の少なくとも1つの実数部を含むショート・トレーニング・フィールドを生成し、前記第3の複数の記号の少なくとも1つの実数部を含むロング・トレーニング・フィールドを生成し、更に、WPANにおいて前記ショート・トレーニング・フィールド及びロング・トレーニング・フィールドを送信することを更に含む。
【0003】
開示する他の実施例において、デバイスが、プロセッサと、前記プロセッサに結合されるメモリと、前記プロセッサに結合されるアンテナとを含む。前記プロセッサは、同期化ヘッダーの一部としてショート・トレーニング・フィールドを、及び前記同期化ヘッダーの一部としてロング・トレーニング・フィールドを含む、WPANにおいて用いるためのパケットを生成する。
【0004】
開示する更に他の実施例において、機械読み取り可能な記憶媒体が実行可能な命令を含み、当該実行可能な命令は、実行されたとき、一つ又は複数のプロセッサに、同期化ヘッダーの一部としてショート・トレーニング・フィールドを及び前記同期化ヘッダーの一部としてロング・トレーニング・フィールドを含む、WPANにおいて用いるためのパケットを生成させるものである。
【0005】
これらの及び他の特徴及び利点は、下記の詳細な説明を添付の図面及び特許請求の範囲と関連させることで一層よく理解できるであろう。
【0006】
本開示を更によく理解するため、添付の図面及び詳細な説明を参照するが、これらにおいて同様の参照番号は同様の部品を指す。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】図1は、種々の実施例に従った、ショート・トレーニング・フィールド(STF)及びロング・トレーニング・フィールド(LTF)の種々のシーケンス間のデシベルのピーク対平均電力比(PAR)を比較する。
【0008】
【図2】図2は、種々の実施例に従ったSTF及びLTFを含むパケットの一実施例を図示する。
【0009】
【図3A】〜
【図3J】図3A〜図3Jは、種々の実施例に従って異なる逆高速フーリエ変換設定で生成される、STF及びLTFの実施例の周波数ドメイン表現を図示する。
【0010】
【図4】図4は、種々の実施例に従った、モジュールを介するSTF及びLTFの生成を図示する。
【0011】
【図5】図5は、種々の実施例に従った、モジュールを介するSTFの生成を図示する。
【0012】
【図6】図6は、種々の実施例に従った、境界検出を可能にするための最後のSTFの無効化を図示する。
【0013】
【図7】図7は、種々の実施例に従った、STF及びLTFを生成する方法を図示する。
【0014】
【図8】図8は、本明細書に記載の1つ又はそれ以上の実施例を実施するのに適した特定のマシンを図示する。表記及び用語
【0015】
下記の特許請求の範囲及び記載にわたって用いられるある種の用語は特定の構成要素を指す。当業者には理解されるように、或る構成要素を異なるエンティティが異なる名称で指す場合もある。本明細書は、機能ではなく名称の違いで構成要素を区別することを意図していない。これ以降の説明において、また特許請求の範囲において、用語「含む(including)」及び「含有する(comprising)」は、非限定形式で用いられ、従って、「含むけれども、‥‥に限定されない」ということを意味すると解釈すべきである。また、「結合する(couple)」という用語は、光学的、無線、間接的電気的、又は直接的電気的接続を意味することが意図されている。そのため、第1のデバイスが第2のデバイスに結合する場合、この接続は、他のデバイスを介する間接的電気的接続を介するもの、及び直接的な光学的接続などを介する接続であり得る。また、「システム」という用語は、2個又はそれ以上のハードウェア構成要素の集まりを指し、電子デバイスを指すために用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
これ以降の説明は本発明の種々の実施例に向けられている。これらの実施例のうち一つ又はそれ以上が好ましいものであり得るが、開示するこれらの実施例は、特に明記していない限り、特許請求の範囲を含む本開示の範囲を限定するものとして解釈される或いは用いられるべきではない。また、当業者であれば、下記の説明には幅広い応用があり、任意の実施例の説明はその実施例の例示のみを目的としており、特許請求の範囲を含む本開示の範囲を限定することを意図しているものではないことが分かるだろう。
【0017】
WPAN又は低レートWPANは、限られた電力及び緩和されたスループット要件の用途における無線接続性を可能にする、シンプルで低コストな通信ネットワークである。WPANの主要な目的は、設置の容易さ、信頼性の高いデータ転送、短い範囲のオペレーション、極めて低いコスト、適正なバッテリー寿命、及びシンプルでフレキシブルなプロトコルである。
【0018】
WPANの幾つかの特性は下記のとおりである:250kbps、100kbps、40kbps、及び20kbpsの無線(Over-the-air)データ速度、スター型又はpeer−to−peerオペレーション、割り当てられる16ビット・ショート・アドレス又は64ビット拡張アドレス、保証される時間スロットの任意の割り当て、衝突回避チャネルアクセス機能付き搬送波感知多重アクセス、低電力消費、エネルギー検出、リンク品質表示、2450MHz帯域で16チャネル、915MHz帯域で30チャネル、及び868MHz帯域で3チャネル。これらの特性は要件ではなく、各WPANは、種々にこれらの特性から外れてよい。WPANに関与し得る2個の異なるデバイスタイプは、FFD(full-function device)とRFD(reduced-function device)である。FFDは、パーソナル・エリア・ネットワーク(PAN)コーディネータ又はデバイスとして機能する3つのモードで動作し得る。RFDが或るFFDにのみデータ伝送する(talk)ことができるのに対し、FFDは複数のRFD又は他の複数のFFDにデータ伝送することができる。更なる情報は、http://www.ieee802.org/15/pub/TG4.htmlから入手できるIEEE規格で得ることができ、参照のため本明細書に包含する。
【0019】
ユーティリティ・ネットワーク又はスマート・ユーティリティ・ネットワーク(SUN)は、低レート(例えば、40kbpsから1Mbps)の低電力WPANであり、具体的には、顧客の敷地からその公共設備により操作されるデータ収集地点まで、電気、ガス、水道、及び他の同様のデータを送信するなど、公共設備計測用途に用いるために設計されるものである。例えば、公共設備メータが住宅地区内の各戸に設置され、利用データが各公共設備メータからWPANの一要素であるデータ収集地点へ周期的に送られる。このデータ収集地点は、ファイバ、銅線、又は無線接続によって、或る領域の全ての利用データを収集するセントラルオフィスに接続される。利用データは、各公共設備メータから前記収集地点へ直接的に、又は前記収集地点がスター型又はネットワーク形成に達するまで公共設備メータから公共設備メータへそれぞれ、送信される。
【0020】
本開示は、直交周波数分割多重(OFDM)物理層(PHY)のためのショート・トレーニング・フィールド(STF)及び/又はロング・トレーニング・フィールド(LTF)を含むWPANパケットにおいて用いるためのプリアンブル・シーケンスを説明する。STF及びLTFは、パケット内の多数のビットであり、少なくとも1つの実施例において前記パケットの或るプリアンブルに連続して出現する。少なくとも1つの実施例において、前記STFは、IFFTの長さ内で4回の反復を生成するために、前記LTFと比較して約4分の1のゼロ以外の(non-zero)トーンの数を有する。前記STFは、本明細書に記載するような、自動利得制御セトリング、パケット/境界検出、及び/又は粗い周波数オフセット推定のために、レシーバにより用いられる。前記LTFは、本明細書に記載するような、細かな周波数オフセット推定、FFT配置、整数周波数オフセット推定、及び/又はチャネル推定のために用いられる。適用可能性はSUNに限定されず、正確に言えば、本明細書における教示は任意の無線通信システムに適用し得る。他の実施例において、前記STF及びLTFの量及び反復は変動し、こういった反復は、サイクリック・プレフィックスを含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。少なくとも1つの実施例において、前記WPANパケットには、2個又はそれ以上のSTF OFDM記号があり、その後に、多数のLTF OFDM記号、パケットヘッダー、及びパケットペイロードが続く。他の実施例において、パケット要素のタイプ、順序、及び数は変動する。
【0021】
表1は、OFDMブロックサイズに対し5つのオプションのMCSレベルを図示する。オプション1は128ポイントIFFTで生成され、オプション2は64ポイントIFFTで生成され、オプション3、4、及び5は、それぞれ、32、16、及び8ポイントIFFTを用いる。
【表1】
【0022】
表2は代替のMCSレベルを図示し、ここでは、データ副搬送波の数が、一層小さいサイズのIFFTに対するデータ副搬送波の数の整数倍である。
【表2】
【0023】
下記で説明するSTF及びLTFシーケンスは、低ピーク対平均電力比(PAR)を有する。低PARのこれらのSTF及びLTFを用いて生成されるパケットを提供することに加え、1)トランスミッタがクリップされないことを保証し、従って、プリアンブル及びチャネル推定シーケンスに対し良好なエラー・ベクトル振幅(EVM)を保証し、2)クリッピングなしにプリアンブルの電力のブーストを可能とし、3)そのシステムにおいてロバスト性が増強された一層良好なプリアンブル範囲を可能とする。
【0024】
OFDMは、SUNの物理層のために用いることができる変調手法である。複素数OFDM LTFシーケンスの例の幾つかを下記に示す。オプション1は、ナイキスト・レートで128ポイント逆高速フーリエ変換(IFFT)を用いて生成され、オプション2は64ポイントIFFTを用いて生成され、オプション3、4、及び5は、それぞれ、32、16、及び8ポイントIFFTを用いて生成される。
LTF_freq(オプション−1)=[0,1,−1,1,−1,1,1,−1,−1,1,−1,1,1,1,1,−1,1,1,1,1,1,−1,1,−1,1,−1,1,−1,1,1,−1,1,−1,−1,−1,1,1,1,1,1,1,−1,−1,−1,−1,−1,−1,1,−1,1,1,−1,1,ゼロ(1,23),−1,1,1,−1,−1,−1,−1,1,1,−1,−1,1,1,1,−1,−1,1,1,−1,−1,−1,−1,−1,1,1,−1,−1,−1,−1,−1,1,1,−1,1,−1,−1,1,−1,1,1,1,1,−1,−1,1,1,−1,1,1,−1,1,1]
LTF_freq(オプション−2)=[0,1,−1,1,1,−1,1,−1,−1,1,−1,1,1,−1,−1,1,1,−1,−1,−1,−1,−1,1,−1,−1,−1,1,ゼロ(1,11),−1,−1,−1,−1,1,1,1,−1,1,−1,1,−1,1,1,−1,−1,−1,1,1,−1,1,1,1,−1,−1,−1]
LTF_freq(オプション−3)=[0,−1,−1,1,−1,1,1,−1,−1,1,1,−1,−1,1,ゼロ(1,5),1,−1,1,−1,1,1,1,1,1,1,1,1,−1]
LTF_freq(オプション−4)=[0,−1,1,1,1,−1,−1,−1,0,1,−1,1,1,−1,1,1]
LTF_freq(オプション−5)=[0,−1,1,−1,0,1,1,1]
これらのシーケンスはMatlabフォーマットで得られる。オプション5では、1つ目の0はDCトーンを表し、これは用いられない。次の3つの副搬送波は、それぞれデータ、−1、1、−1を有する1、2、及び3である。負の副搬送波−4、−3、−2、−1は、それぞれ、データ、0、1、1、1を有する。一般に、N個の副搬送波がある場合、Matlab副搬送波ナンバリングは、0、1、2、3、…、(N/2)−1であり、その後−(N/2)、…、−3、−2、−1が続く。
【0025】
複素数STFシーケンスの例の幾つかを下記に示す。
STF_freq(オプション−1)=sqrt(104/24)×[0,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,−1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,−1,0,0,0]
STF_freq(オプション−2)=sqrt(52/12)×[0,0,0,0,1,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0]
STF_freq(オプション−3)=sqrt(26/6)×[0,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,−1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0]
STF_freq(オプション−4)=sqrt(14/6)×[0,0,−1,0,1,0,−1,0,0,0,1,0,1,0,1,0]
STF_freq(オプション−5)=sqrt(6/2)×[0,0,−1,0,0,0,1,0]
【0026】
これらのシーケンスを用いることで、図1の例で図示するように、PARが著しく低減され得る。具体的には、1つ目の列は前記LTF及びSTFシーケンスを区別する。2つ目の列は用いられるIFFTオプションを区別する。3つ目の列は、PAR用に最適化されたSTF又はLTFがない通信のPARを列記する。4つ目の列は、最適化されたSTF及びLTFを用いる通信のPARを列記する。5つ目の列は、4相位相偏移(QPSK)変調を用いる通信のPARを列記する。
【0027】
代替のLTFシーケンスの例を幾つかを下記に示す。これらのシーケンスはMatlabフォーマットで得られる。オプション5では、1つ目の0はDCトーンを表し、これは用いられない。次の3つの副搬送波は1、2、及び3である。一般に、N個の副搬送波がある場合、Matlab副搬送波ナンバリングは、0、1、2、3、…、(N/2)−1であり、その後−(N/2)、…、−3、−2、−1が続く。
【0028】
オプション4のLTFの他の選択肢:
ltfr4=0 −1 −1 1 −1 −1 1 −1 0 1 1 1 −1 −1 −1 1
ltfr4=0 −1 1 1 1 −1 −1 −1 0 1 −1 1 1 −1 1 1
ltfr4=0 1 −1 −1 −1 1 1 1 0 −1 1 −1 −1 1 −1 −1
ltfr4=0 1 1 −1 1 1 −1 1 0 −1 −1 −1 1 1 1 −1
【0029】
オプション5のLTFの他の選択肢:
ltfr5=0 −1 −1 −1 0 1 −1 1
ltfr5=0 −1 1 −1 0 1 1 1
ltfr5=0 1 −1 1 0 −1 −1 −1
ltfr5=0 1 1 1 0 −1 1 −1
ltfr5=0 −1 −1 −1 −1 1 1 −1
ltfr5=0 −1 1 −1 1 1 −1 −1
ltfr5=0 1 −1 1 −1 −1 1 1
ltfr5=0 1 1 1 1 −1 −1 1
【0030】
代替のSTFシーケンスの例の幾つかを下記に示す。これらのシーケンスはMatlabフォーマットで得られる。オプション5では、1つ目の0はDCトーンを表し、これは用いられない。次の3つの副搬送波は1、2、及び3である。一般に、N個の副搬送波がある場合、Matlab副搬送波ナンバリングは0、1、2、3、…、(N/2)−1となり、その後−(N/2)、…、−3、−2、−1が続く。
オプション2のSTFの他の選択肢:
stfr2=
0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0
stfr2=
0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0
stfr2=
0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0
stfr2=
0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0
オプション3のSTFの他の選択肢:
stfr3=
0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0
stfr3=
0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0
stfr3=
0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0
stfr3=
0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0
オプション4のSTFの他の選択肢:
stfr4=0 0 −1 0 −1 0 −1 0 0 0 1 0 −1 0 1 0
stfr4=0 0 −1 0 1 0 −1 0 0 0 1 0 1 0 1 0
stfr4=0 0 1 0 −1 0 1 0 0 0 −1 0 −1 0 −1 0
stfr4=0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 −1 0 1 0 −1 0
オプション5のSTFの他の選択肢:
stfr5=0 0 −1 0 0 0 −1 0
stfr5=0 0 −1 0 0 0 1 0
stfr5=0 0 1 0 0 0 −1 0
stfr5=0 0 1 0 0 0 1 0
【0031】
図2は、少なくとも1つの実施例においてSTF及びLTFを用いるパケットフォーマットを図示する。同期化ヘッダー(SHR)がSTF及びLTFを含む。図示するように、前記STF及びLTFは、それぞれ4個及び2個の記号長であるが、種々の実施例において各々任意のサイズであってよい。前記STFは、デバイスが、自動利得制御(AGC)、パケット検出、CCA(クリアチャネル評価)モード(CCAモード1、2、又は3)に基づくCCAのデアサート、及び粗い同期化を実行できるようにする。前記LTFは、デバイスが、細かな同期化を実行し、かつ、チャネル推定を実行できるようにする。パケットヘッダー(PHR)は、任意の数のデータ記号又はビット「M」であり得る。少なくとも1つの実施例において、前記PHRは下記を含む:ペイロード・フレーム(5ビット)のデータレートを特定するレート・フィールド、前記レート・フィールド後の1個の予約ビット、ペイロード(11ビット)の長さを特定するフレーム長フィールド、前記フレーム長フィールド後の2個の予約ビット、スクランブリング・シード(scrambling seed)(2ビット)を特定するスクランブラ・フィールド、前記スクランブラ・フィールド後の1個の予約ビット、データフィールドのみで必要とされるヘッダー・チェック・シーケンス(HCS)8ビットCRC、及び、ビタビ・デコーダ・フラッシングのための全てゼロである6個のテールビット。
【0032】
前記PHRは、少なくとも1つの実施例において、各帯域幅オプションでサポートされる最低データレートで符号化される。少なくとも1つの実施例において、前記物理層コンバージェンス・プロトコル・サービス・データ・ユニット(PSDU)は、任意の数のデータ記号又はビット「N」であり得、媒体アクセス制御(MAC)副層フレームを搬送し、このMAC副層フレームは、MACヘッダー、MACペイロード、及びMAC巡回冗長検査(CRC)を含む。前記PSDUも、6個のゼロであり得る畳み込みエンコーダ・テールビットと、パッドビットとを搬送してそのデータを拡張し、OFDM記号の整数を埋める。
【0033】
OFDMでは、STF及びLTFのフィールドはプリアンブルを含む。前記5個のオプションに対するSTF及びLTFの種々の実施例を図3A〜3Jで定義する。これらの図面は、図1の改良された複素数シーケンス列に対応する。図3Aは、オプション1のSTFの周波数ドメイン表現を示す。図3Aにおいて用いられるスケールファクタは、sqrt(104/12)である。しかし、種々の他の実施例において種々のスケールファクタが用いられ、前記スケールファクタは所望の信号レベルを得るように変更されてよい。図3Bは、オプション2のSTFの周波数ドメイン表現を示す。図3Bにおいて用いられるスケールファクタは、sqrt(52/12)である。図3Cは、オプション3のSTFの周波数ドメイン表現を示す。図3Cにおいて用いられるスケールファクタは、sqrt(26/6)である。図3Dは、オプション4のSTFの周波数ドメイン表現を示す。図3Dにおいて用いられるスケールファクタは、sqrt(14/6)である。図3Eは、オプション5のSTFの周波数ドメイン表現を示す。図3Eにおいて用いられるスケールファクタは、sqrt(6/2)である。
【0034】
前記5つのスケーラブルな帯域幅OFDMオプションのLTFを図3F〜3Jで定義する。図3Fは、オプション1のLTFの周波数ドメイン表現を示す。図3Gは、オプション2のLTFの周波数ドメイン表現を示す。同様に、図3H〜Jは、オプション3〜5のLTFの周波数ドメイン表現を示す。
【0035】
図4は、前記STF及びLTFを受信、生成、及び送信するためのデバイス内のモジュール400又はロジックを図示する。少なくとも1つの実施例において、前記デバイスは、SUNの一部としてWPAN内でパケットを送信及び受信する。前記デバイスは好ましくは、プロセッサ、前記プロセッサに結合されるアンテナ、前記プロセッサに結合されるメモリを含む。402で、パケットが受信され、前記パケットは、2相位相偏移変調(BPSK)(−1−j及び1+j)、回転されたBPSK(−1及び1)、QPSK(−1−j、−1+j、1−j、及び1+j)、又は回転されたQPSK(−1、1、−j、及びj)であり得るデータ記号を含む。
【0036】
404で、前記記号に周波数ドメインで共役対称性が適用され得、そのため、時間ドメインで実数信号を生成する(即ち、前記信号に複素数部はない)。処理すべき複素数部がないため、トランスミッタで、この実数シーケンスは1つのデジタル・アナログ・コンバータ(DAC)しか必要としない。周波数ダイバーシティを供給するためにヘッダーに対しDCMが用いられてもよい。代替の実施例において、複素数モジュール又はロジックがオフにされるか又は低減された電力で動作し、前記デバイスを動作させるために必要なトータル電力が低減される。代替の実施例において、複素数STF及びLTFが生成されるように前記共役対称性が省かれてもよい。
【0037】
406で、IFFTが前記記号を時間ドメイン・シーケンスに変換する。少なくとも1つの実施例において、時間ドメイン・シーケンスを形成するため前記IFFTを用いて前記STF及びLTFがオフラインで生成され得、これらは、前記デバイス内に記憶され、前記デバイス内で用いられ得る。オプション−n(n=1,2,3,4,5)の時間ドメインSTFは、次のように得られる。
STF_時間(オプション−n)=IFFT(STF_freq(オプション−n))
【0038】
少なくとも1つの実施例において、時間ドメインSTFが反復されて、4個のOFDM記号を送信前に無効にされる最後の1/4記号反復で埋める。他の実施例において、前記STFのサイズ及び前記無効にされる部分のサイズは変動する。
【0039】
オプション−n(n=1,2,3,4,5)の時間ドメインLTFは次のように得られる。
LTF_時間(オプション−n)=IFFT(LTF_freq(オプション−n))
少なくとも1つの実施例において、時間ドメインLTFが反復されて、送信前に2個のOFDM記号を埋める。他の実施例において、前記LTFのサイズは変動する。
【0040】
408で、正の副搬送波の後に追加のゼロを挿入することによって、周波数ドメイン補間が実行される。代替として、トランスミッタでオーバーサンプリングされた信号を生成するために時間ドメイン補間器を用いることができる。少なくとも1つの実施例において、前記補間は前記IFFTの一部である。410で、DACが、転送に備えて信号をデジタルからアナログへ変換する。別の実施例において、図5に示すように、507で前記STFの最後の反復が無効にされる。具体的には、前記STFは反復される一群のビットを含む。このような実施例において、最後の一群のビットが無効にされる。
【0041】
少なくとも1つの実施例において、プリアンブルを検索するため、受信デバイスが相関器を実装する。前記相関は、前記デバイスで既知の送信されたプリアンブルを用いて実行される。別の実施例において、前記デバイスは、受信信号をメモリに記憶し、プリアンブルの遅延されたバージョンを遅延されていないバージョンで相関させることによって、遅延された相関を実行する。例えば、プリアンブルが128サンプル毎に反復する場合、遅延は128サンプルに設定され得る。また、ピーク相関での位相回転が、搬送波周波数オフセットの推定を提供する。
【0042】
前記5つのオプションの各々に対し、ショート及びロング・トレーニング・フィールドの両方が定義され得る。IFFTサイズが8であるオプション5では、前記STFは、周波数ドメインで次のように定義され得る。
[0 0 −1 0 0 0 −1 0]
対応する副搬送波は下記のように与えられる。
DC 1 2 3 −4 −3 −2 −1
前記IFFTを適用すると下記のようになる。
[−0.2500 0 0.2500 0 −0.2500 0 0.2500 0]
【0043】
少なくとも1つの実施例において、前記トランスミッタで、補間は少なくとも前記サンプリングレートの4倍まで起こる。この補間は、前記IFFTの一部として又は前記IFFT後に、起こり得る。下記に示すように前記IFFTを受ける前に、例えば、最も高い正の周波数の後に24個のゼロが挿入される。
4×IFFT([0 0 −1 0 ゼロ(1,24) 0 0 −1 0 ]=[−0.2500 −0.2310 −0.1768 −0.0957 0 0.0957 0.1768 0.2310 0.2500 0.2310 0.1768 0.0957 0 −0.0957 −0.1768 −0.2310 −0.2500 −0.2310 −0.1768 −0.0957 0 0.0957 0.1768 0.2310 0.2500 0.2310 0.1768 0.0957 0 −0.0957 −0.1768 −0.2310]
【0044】
これらのシーケンスはMatlabフォーマットで得られる。オプション5では、1つ目の0はDCトーンを表し、これは用いられない。次の3つの副搬送波は1、2、及び3である。一般に、N個の副搬送波がある場合、Matlab副搬送波ナンバリングは0、1、2、3、…、(N/2)−1であり、その後−(N/2)、…、−3、−2、−1が続く。IFFTサイズが8であるオプション5では、STFは、周波数ドメインで下記のように定義され得る。
オプション5:PAR=3.0103dB
[0 0 −1 0 0 0 −1 0]
[0 0 1 0 0 0 1 0]
【0045】
オプション4では、STFは、周波数ドメインで下記のように定義され得る。
オプション4:PAR=4.3983dB
[0 0 −1 0 −1 0 1 0 0 0 1 0 −1 0 −1 0]
[0 0 −1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 −1 0]
[0 0 1 0 −1 0 −1 0 0 0 −1 0 −1 0 1 0]
[0 0 1 0 1 0 −1 0 0 0 −1 0 1 0 1 0]
【0046】
オプション3で、STFは周波数ドメインで下記のように定義され得る。
オプション3:PAR=4.3983dB
[0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0]
[0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0]
[0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0]
[0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0]
【0047】
オプション2で、STFは周波数ドメインで下記のように定義され得る。
オプション2:PAR=5.0685dB
[0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0]
[0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0]
[0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0]
[0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0]
【0048】
これらのシーケンスは、Matlabフォーマットで得られる。オプション5では、1つ目の0はDCトーンを表し、これは用いられない。次の3つの副搬送波は1、2、及び3である。一般に、N個の副搬送波がある場合、Matlab副搬送波ナンバリングは、0、1、2、3、…、(N/2)−1であり、その後−(N/2)、…、−3、−2、−1が続く。オプション1では、STFは周波数ドメインで下記のように定義され得る。
オプション1:PAR=4.4012dB
[0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0]
[0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0]
[0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0]
[0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0]
【0049】
少なくとも1つの実施例において、STFは、回転されたQPSK記号を用いて設計され得る。別の実施例において、STFは、回転されたBPSK記号を用いて設計することができる。前記シーケンスの設計の自由があることにより、PARは、オプション1及び2に対しケースバイケースで容易に低減され得る。
【0050】
これらのシーケンスは、Matlabフォーマットで得られる。オプション5では、1つ目の0はDCトーンを表し、これは用いられない。次の3つの副搬送波は1、2、及び3である。一般に、N個の副搬送波がある場合、Matlab副搬送波ナンバリングは、0、1、2、3、…、(N/2)−1であり、その後−(N/2)、…、−3、−2、−1が続く。QPSKを用いるSTFの一例を下記に示す。
オプション5:PAR=3.0103dB
[0 0 −j 0 0 0 j 0]
[0 0 j 0 0 0 −j 0]
オプション4:PAR=4.3983dB
BPSKの前記4つのシーケンスに加え、
[0 0 −j 0 −1 0 −j 0 0 0 j 0 −1 0 j 0]
[0 0 −j 0 1 0 −j 0 0 0 j 0 1 0 j 0]
[0 0 j 0 −1 0 j 0 0 0 −j 0 −1 0 −j 0]
[0 0 j 0 1 0 j 0 0 0 −j 0 1 0 −j 0]
オプション3:PAR=4.3983dB
[0 0 0 0 −j 0 0 0 −1 0 0 0 −j 0 0 0 0 0 0 0 j 0 0 0 −1 0 0 0 j 0 0 0]
[0 0 0 0 −j 0 0 0 1 0 0 0 −j 0 0 0 0 0 0 0 j 0 0 0 1 0 0 0 j 0 0 0]
[0 0 0 0 j 0 0 0 −1 0 0 0 j 0 0 0 0 0 0 0 −j 0 0 0 −1 0 0 0 −j 0 0 0]
[0 0 0 0 j 0 0 0 1 0 0 0 j 0 0 0 0 0 0 0 −j 0 0 0 1 0 0 0 −j 0 0 0]
オプション2:PAR=4.2346dB
[0 0 0 0 −1 0 0 0 −j 0 0 0 1 0 0 0 j 0 0 0 1 0 0 0 −j 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 j 0 0 0 1 0 0 0 −j 0 0 0 1 0 0 0 j 0 0 0 −1 0 0 0]
[0 0 0 0 −1 0 0 0 j 0 0 0 1 0 0 0 −j 0 0 0 1 0 0 0 j 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 −j 0 0 0 1 0 0 0 j 0 0 0 1 0 0 0 −j 0 0 0 −1 0 0 0]
[0 0 0 0 1 0 0 0 −j 0 0 0 −1 0 0 0 j 0 0 0 −1 0 0 0 −j 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 j 0 0 0 −1 0 0 0 −j 0 0 0 −1 0 0 0 j 0 0 0 1 0 0 0]
[0 0 0 0 1 0 0 0 j 0 0 0 −1 0 0 0 −j 0 0 0 −1 0 0 0 j 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 −j 0 0 0 −1 0 0 0 j 0 0 0 −1 0 0 0 −j 0 0 0 1 0 0 0]
[0 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0]
[0 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0]
[0 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0]
[0 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0]
オプション1:PAR=3.7261dB
[0 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0
−j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0
j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0]
【0051】
これらのシーケンスは、Matlabフォーマットで得られる。オプション5では、1つ目の0はDCトーンを表し、これは用いられない。次の3つの副搬送波は1、2、及び3である。一般に、N個の副搬送波がある場合、Matlab副搬送波ナンバリングは0、1、2、3、…、(N/2)−1であり、その後−(N/2)、…、−3、−2、−1が続く。回転されたBPSKを用いるLTFの例の幾つかを下記に示す。
オプション5:PAR=4.3983dB
[0 −1 −1 1 0 1 −1 −1]
[0 −1 1 1 0 1 1 −1]
[0 1 −1 −1 0 −1 −1 1]
[0 1 1 −1 0 −1 1 1]
オプション4:PAR=4.1017dB
[0 −1 −1 −1 1 1 −1 1 0 1 −1 1 1 −1 −1 −1]
[0 −1 1 −1 −1 1 1 1 0 1 1 1 −1 −1 1 −1]
[0 1 −1 1 1 −1 −1 −1 0 −1 −1 −1 1 1 −1 1]
[0 1 1 1 −1 −1 1 −1 0 −1 1 −1 −1 1 1 1]
オプション3:PAR=4.1538dB
[0 −1 −1 −1 −1 −1 1 −1 1 1 1 −1 −1 1 0 0 0 0 0 1 −1 −1 1 1 1 −1 1 −1 −1 −1 −1 −1]
[0 −1 1 −1 1 −1 −1 −1 −1 1 −1 −1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 −1 −1 1 −1 −1 −1 −1 1 −1 1 −1]
[0 1 −1 1 −1 1 1 1 1 −1 1 1 −1 −1 0 0 0 0 0 −1 −1 1 1 −1 1 1 1 1 −1 1 −1 1]
[0 1 1 1 1 1 −1 1 −1 −1 −1 1 1 −1 0 0 0 0 0 −1 1 1 −1 −1 −1 1 −1 1 1 1 1 1]
オプション2:PAR=4.4236dB
[0 −1 −1 −1 −1 1 −1 1 −1 1 1 −1 1 1 −1 −1 1 −1 −1 −1 1 1 1 −1 −1 −1 −1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 −1 −1 −1 −1 1 1 1 −1 −1 −1 1 −1 −1 1 1 −1 1 1 −1 1 −1 1 −1 −1 −1 −1]
オプション1(100個のデータ副搬送波):PAR=5.0478dB
[0 1 1 −1 −1 1 1 −1 1 1 1 −1 1 1 −1 1 −1 1 −1 −1 −1 −1 −1 1 1 1 1 −1 −1 −1 1 −1 1 −1 −1 1 1 1 1 −1 −1 −1 1 −1 −1 −1 1 −1 −1 −1 −1 1 1 −1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 −1 1 1 −1 −1 −1 −1 1 −1 −1 −1 1 −1 −1 −1 1 1 1 1 −1 −1 1 −1 1 −1 −1 −1 1 1 1 1 −1 −1 −1 −1 −1 1 −1 1 −1 1 1 −1 1 1 1 −1 1 1 −1 −1 1 1]
オプション1(96個のデータ副搬送波):PAR=5.2695dB
[0 1 −1 −1 1 1 −1 −1 1 1 −1 1 1 1 1 −1 1 −1 −1 −1 −1 −1 −1 1 1 1 1 1 −1 −1 1 −1 1 1 1 −1 −1 −1 −1 1 1 −1 −1 −1 −1 1 −1 −1 −1 −1 1 −1 −1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 −1 −1 1 −1 −1 −1 −1 1 −1 −1 −1 −1 1 1 −1 −1 −1 −1 1 1 1 −1 1 −1 −1 1 1 1 1 1 −1 −1 −1 −1 −1 −1 1 −1 1 1 1 1 −1 1 1 −1 −1 1 1 −1 −1 1]
【0052】
少なくとも1つの実施例において、STF内のエネルギーを前記データ記号内のエネルギーに合致させるために、スケールファクタが含まれる。オプション5では、データOFDM記号に用いられる6個のパイロット+データ副搬送波があり、一方、2個の副搬送波がSTFに用いられる場合、STFはsqrt(6/2)でスケーリングされ得る。代替として、前記副搬送波は、前記データOFDM記号内で、STFのエネルギーに合致させるためスケールダウンされる。スケールファクタを含むSTFの例の幾つかを下記に示す。
STF_freq(オプション−1)=sqrt(104/24)×[0,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,31),−j,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1、3),−j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3)]
STF_freq(オプション−2)=sqrt(52/12)×[0,ゼロ(1,3),−1,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),1,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),1,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,15),j,ゼロ(1,3),1,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),1,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),−1,ゼロ(1,3)]
STF_freq(オプション−3)=sqrt(26/6)×[0,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),−1,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),0,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),−1,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3)]
STF_freq(オプション−4)=sqrt(14/6)×[0,0,−j,0,−1,0,−j,0,0,0,j,0,−1,0,j,0]
STF_freq(オプション−5)=sqrt(6/2)×[0,0,−j,0,0,0,j,0]
【0053】
これらのシーケンスはMatlabフォーマットで得られる。オプション5では、1つ目の0はDCトーンを表し、これは用いられない。次の3つの副搬送波は1、2、及び3である。一般に、N個の副搬送波がある場合、Matlab副搬送波ナンバリングは、0、1、2、3、…、(N/2)−1であり、その後−(N/2)、…、−3、−2、−1が続く。LTFの例の幾つかを下記に記す。
LTF_freq(オプション−1)=[0,1,−1,−1,1,1,−1,−1,1,1,−1,1,1,1,1,−1,1,−1,−1,−1,−1,−1,−1,1,1,1,1,1,−1,−1,1,−1,1,1,1,−1,−1,−1,−1,1,1,−1,−1,−1,−1,1,−1,−1,−1,−1,1,−1,−1,ゼロ(1,23),−1,−1,1,−1,−1,−1,−1,1,−1,−1,−1,−1,1,1,−1,−1,−1,−1,1,1,1,−1,1,−1,−1,1,1,1,1,1,−1,−1,−1,−1,−1,−1,1,−1,1,1,1,1,−1,1,1,−1,−1,1,1,−1,−1,1]
LTF_freq(オプション−2)=[0,−1,−1,−1,−1,1,−1,1,−1,1,1,−1,1,1,−1,−1,1,−1,−1,−1,1,1,1,−1,−1 −1,−1,ゼロ(1,11),−1,−1,−1,−1,1,1,1,−1,−1,−1,1,−1,−1,1,1,−1,1,1,−1,1,−1,1,−1,−1,−1,−1]
LTF_freq(オプション−3)=[0,−1,−1,−1,−1,−1,1,−1,1,1,1,−1,−1,1,ゼロ(1,5),1,−1,−1,1,1,1,−1,1,−1,−1,1,−1,−1]
LTF_freq(オプション−4)=[0,−1,−1,−1,1,1,−1,1,ゼロ(1,1),1,−1,1,1,−1,−1,−1]
LTF_freq(オプション−5)=[0,−1,−1,1,ゼロ(1,1),1,−1,−1]
【0054】
100個のデータ副搬送波を用いるLTFの代替の例を下記に記す。
LTF_freq(オプション−1代替例)=[0,1,1,−1,−1,1,1,−1,1,1,1,−1,1,1,−1,1,−1,1,−1,−1,−1,−1,−1,1,1,1,1,−1,−1,−1,1,−1,1,−1,−1,1,1,1,1,−1,−1,−1,1,−1,−1,−1,1,−1,−1,−1,−1,1,1,−1,1,ゼロ(1,19),1,−1,1,1,−1,−1,−1,−1,1,−1,−1,−1,1,−1,−1,−1,1,1,1,1,−1,−1,1,−1,1,−1,−1,−1,1,1,1,1,−1,−1,−1,−1,−1,1,−1,1,−1,1,1,−1,1,1,1,−1,1,1,−1,−1,1,1]
【0055】
幾つかの実施例において、プリアンブルは、OFDMパケットの開始の効率的な境界検出を可能とするために構成され得る。例えば、図6は、STFの最後の反復に対し無効化が適用されることを示す。少なくとも1つの実施例において、トランスミッタで、最後のSTFの一群のビットの最後の反復が無効にされ、レシーバは、この情報を、前記STFの終わりが正確に判定され得るようにサイン変更(sign change)がいつ起こるかを判定するために用いることができる。具体的には、相関器の出力が、前記STF及びLTFの境界の、或る特徴的なパターンを示す。種々の実施例において、最後の2、3、又はN回目の反復が無効にされる。相互相関が用いられるとき(既知のシーケンスに対し相関させる)、前記相関器出力において180度の位相変化を監視することによりzから−zまでに生じる遷移を見つけることができる(ノイズがない場合)。図6において、「z」は、それ自体が反復している前記STF内で反復する一群のビットを表す。別の実施例において、反復された最後のSTF全体が無効にされる。他の実施例において、無効にされるビットのサイズは変動する。図6に戻ると、サイクリック・プレフィックスがOFDM記号の有効部分の1/4であるため2個のOFDM記号があり、前記STFの構造のため前記OFDM記号内に4回の反復がある。前記STFの時間ドメイン表現は実数であるため、最後の反復に対する如何なる負の時間ドメイン値も正に変更され、如何なる正の時間ドメイン値も負に変更される。別の実施例において、前記STFは複素数であり、そのため、前記実数部及び虚数部の両方が最後のSTF内の最後の反復に対し無効にされる。
【0056】
図7は、702で開始し、714で終了する、STF及びLTFを生成する方法を図示する。少なくとも1つの実施例を説明するが、方法700は、種々の実施例において上述の任意の工程を含み得る。704で、実数部及び複素数部を含む第1の複数の記号が受信される。706で、共役対称性が前記第1の複数の記号に適用され、それにより、実数部を含み複素数部を含まない、第2の複数の記号が生成される。708で、前記第2の複数の記号が逆高速フーリエ変換を用いて変換され、それにより、第3の複数の記号を生成する。少なくとも1つの実施例において、前記第2の複数の記号が補間される。710で、前記第3の複数の記号の少なくとも1つの実数部を含むショート・トレーニング・フィールドが生成される。712で、前記第3の複数の記号の少なくとも1つの実数部を含むロング・トレーニング・フィールドが生成される。714で、前記ショート・トレーニング・フィールド及びロング・トレーニング・フィールドが、無線パーソナル・エリア・ネットワーク内で送信される。少なくとも一つの実施例において、複素数記号処理のためのロジックへの電力が低減される。少なくとも一実施例において、一群のビットの最後の反復が無効にされる。好ましくは、前記STFの最後部が無効にされる。代替の実施例において、前記ブロック706は前記STF及びLTFが複素数であるように省略される。
【0057】
上述のシステムは、そのシステムに配される必要な作業負荷を扱うのに充分な処理電力、メモリ資源、及びネットワーク・スループット能力を備えた特定のマシンに実装され得る。図8は、本明細書に開示する1つ又はそれ以上の実施例を実施するのに適した特定のマシン880を図示する。このコンピュータ・システム880は、機械読み取り可能な媒体887と通信する一つ又は複数のプロセッサ882(これは中央処理装置又はCPUと呼ばれ得る)を含む。前記機械読み取り可能な媒体887は更に、二次記憶装置884、読み出し専用メモリ(ROM)886、及びランダム・アクセス・メモリ(RAM)888を含むメモリデバイスを含み得る。前記プロセッサは更に、入力/出力(I/O)デバイス890及びネットワーク接続デバイス892と通信する。前記プロセッサは、一つ又は複数のCPUチップとして実装され得る。
【0058】
前記二次記憶装置884は典型的に、一つ又は複数のディスクドライブ、テープドライブ、又は光学的ディスクで構成され、RAM888が全ての稼働中のデータを保持するほど充分大きくない場合、データの不揮発性の記憶のため、及びオーバーフロー・データ記憶デバイスとして、用いられる。二次記憶装置884は、プログラム及び命令889を記憶するために用いることができ、これらは、このようなプログラムが実行のため選択されるときRAM888にロードされる。前記ROM886は、命令889と、場合によっては、プログラム実行中に読み出されるデータと、を記憶するために用いられる。ROM886は、典型的に、二次記憶装置の大型メモリ容量に比べて小さなメモリ容量を有する、不揮発性メモリデバイスである。前記RAM888は、揮発性データ記憶し、場合によっては、命令889を記憶するために用いられる。ROM886及びRAM888の両方へのアクセスは、典型的に、二次記憶装置884へのアクセスより早い。
【0059】
I/Oデバイス890は、プリンタ、ビデオ・モニター、液晶ディスプレイ(LCD)、タッチ・スクリーン・ディスプレイ、キーボード、キーパッド、スイッチ、ダイヤル、マウス、トラックボール、音声認識装置、カードリーダー、ペーパーテープリーダー、又は他の周知の入力デバイスを含み得る。前記ネットワーク接続デバイス892は、モデム、集合モデム(modem banks)、イーサネットカード、USB(universal serial bus)インタフェースカード、シリアル・インタフェース、トークン・リング・カード、FDDI(fiber distributed data interface)カード、無線ローカル・エリア・ネットワーク(WLAN)カード、符号分割多元接続(CDMA)及び/又はGSM(global system for mobile communications)無線トランシーバカードなどの無線トランシーバカード、及び他の周知のネットワークデバイスという形式を取り得る。これらのネットワーク接続デバイス892は、前記プロセッサ882がインターネット又は一つ又は複数のイントラネットと通信できるようにする。このようなネットワーク接続があれば、前記プロセッサ882は、上述の方法工程を実行する過程で前記ネットワークから情報を受信し得、又は前記ネットワークへ情報を出力し得る。このような情報は、プロセッサ882を用いて実行されるべき命令889のシーケンスと表現されることもあり、例えば、搬送波に組み込まれるコンピュータデータ信号の形式で、前記ネットワークから受信され及び前記ネットワークへ出力され得る。
【0060】
プロセッサ882を用いて実行されるべきデータ又は命令889を含み得る、このような情報は、例えば、コンピュータ・データ・ベースバンド信号や搬送波に組み込まれる信号の形式で、前記ネットワークから受信され及び前記ネットワークへ出力され得る。前記ネットワーク接続デバイス892によって生成される前記ベースバンド信号又は前記搬送波に組み込まれる信号は、導電体内又はその表面上で、同軸ケーブルで、導波路で、例えば、光ファイバなどの光学的媒体で、又は無線で(in the air)又は自由空間において、伝播し得る。前記ベースバンド信号又は前記搬送波に組み込まれる信号に含まれる情報は、その情報を処理又は生成するため、又はその情報を送信又は受信するためのいずれか所望されるように異なるシーケンスに従って順序付けされ得る。本明細書において送信媒体と呼ぶ、前記ベースバンド信号又は前記搬送波に組み込まれる信号、又は現在用いられている又はこれから開発される他のタイプの信号は、当業者に周知の幾つかの方法に従って生成され得る。
【0061】
前記プロセッサ882は、命令889、コード、コンピュータ・プログラム、ハードディスク、フロッピーディスク、光学的ディスク(これらの種々のディスク・ベース・システムは、全て二次記憶装置884と考えることができる)からアクセスするスクリプト、ROM886、RAM888、又は前記ネットワーク接続デバイス892を実行する。
【0062】
代替の実施例において、前記システムは、対応する適切な入力及び出力又はデジタル・シグナル・プロセッサ(DSP)を用いて、本開示に記載する任意の動作を実行するように構成されるロジックを含む特定用途向け集積回路(ASIC)において実装され得る。
【0063】
上記開示は、本発明の原理及び種々の実施例の説明を目的としている。上記開示を完全に理解したならば、当業者には多数の変更や変形が明らかになるであろう。また、本明細書に記載の任意の動作が成功終了した際、本明細書に記載の動作が失敗した際、及びエラーの際、音声の又は視覚的なアラートがトリガーされてもよい。また、図7に示した動作の順序は、図示した順序とは変更されてもよく、これらの動作の2個又はそれ以上が同時に実行されてもよい。特許請求の範囲は、全ての変動及び変形を包含すると解釈されるべきであることが意図されている。
【技術分野】
【0001】
無線パーソナル・エリア・ネットワーク(WPAN)は、比較的短距離で情報を伝達するために用いられる。無線ローカル・エリア・ネットワーク(WLAN)とは異なり、WPANは必要とするインフラが少なく、或いはインフラを全く必要とせず、WPANにより、幅広い範囲のデバイスに実装される小型で電力効率がよく廉価なソリューションが可能となる。スマート・ユーティリティ・ネットワーク(SUN)は、例えば、公共設備(utility)メータ情報が1つの公共設備メータから別の公共設備メータへ送られるメッシュネットワーク内などの短い範囲で、又は公共設備メータ情報がポールトップ(poletop)収集地点へ送信されるスター型トポロジー内などの長い範囲でのいずれでも動作し得る。WPAN及びSUNという用語は、本明細書内では交換可能に用いられる。
【背景技術】
【0002】
スマート・ユーティリティ・ネットワークのためにショート及びロング・トレーニング・フィールドを生成するためのシステム及び方法を本明細書において説明する。開示する少なくとも幾つかの実施例において、或る方法が、実数部及び複素数部を含む第1の複数の記号を受信することを含む。この方法は、前記第1の複数の記号に共役対称性(conjugate symmetry)を適用し、それにより、実数部を含み、かつ、複素数部を含まない、第2の複数の記号を生成することを更に含む。この方法は、逆高速フーリエ変換を用いて前記第2の複数の記号を変換し、それにより第3の複数の記号を生成することを更に含む。この方法は、前記第3の複数の記号を補間し、前記第3の複数の記号の少なくとも1つの実数部を含むショート・トレーニング・フィールドを生成し、前記第3の複数の記号の少なくとも1つの実数部を含むロング・トレーニング・フィールドを生成し、更に、WPANにおいて前記ショート・トレーニング・フィールド及びロング・トレーニング・フィールドを送信することを更に含む。
【0003】
開示する他の実施例において、デバイスが、プロセッサと、前記プロセッサに結合されるメモリと、前記プロセッサに結合されるアンテナとを含む。前記プロセッサは、同期化ヘッダーの一部としてショート・トレーニング・フィールドを、及び前記同期化ヘッダーの一部としてロング・トレーニング・フィールドを含む、WPANにおいて用いるためのパケットを生成する。
【0004】
開示する更に他の実施例において、機械読み取り可能な記憶媒体が実行可能な命令を含み、当該実行可能な命令は、実行されたとき、一つ又は複数のプロセッサに、同期化ヘッダーの一部としてショート・トレーニング・フィールドを及び前記同期化ヘッダーの一部としてロング・トレーニング・フィールドを含む、WPANにおいて用いるためのパケットを生成させるものである。
【0005】
これらの及び他の特徴及び利点は、下記の詳細な説明を添付の図面及び特許請求の範囲と関連させることで一層よく理解できるであろう。
【0006】
本開示を更によく理解するため、添付の図面及び詳細な説明を参照するが、これらにおいて同様の参照番号は同様の部品を指す。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】図1は、種々の実施例に従った、ショート・トレーニング・フィールド(STF)及びロング・トレーニング・フィールド(LTF)の種々のシーケンス間のデシベルのピーク対平均電力比(PAR)を比較する。
【0008】
【図2】図2は、種々の実施例に従ったSTF及びLTFを含むパケットの一実施例を図示する。
【0009】
【図3A】〜
【図3J】図3A〜図3Jは、種々の実施例に従って異なる逆高速フーリエ変換設定で生成される、STF及びLTFの実施例の周波数ドメイン表現を図示する。
【0010】
【図4】図4は、種々の実施例に従った、モジュールを介するSTF及びLTFの生成を図示する。
【0011】
【図5】図5は、種々の実施例に従った、モジュールを介するSTFの生成を図示する。
【0012】
【図6】図6は、種々の実施例に従った、境界検出を可能にするための最後のSTFの無効化を図示する。
【0013】
【図7】図7は、種々の実施例に従った、STF及びLTFを生成する方法を図示する。
【0014】
【図8】図8は、本明細書に記載の1つ又はそれ以上の実施例を実施するのに適した特定のマシンを図示する。表記及び用語
【0015】
下記の特許請求の範囲及び記載にわたって用いられるある種の用語は特定の構成要素を指す。当業者には理解されるように、或る構成要素を異なるエンティティが異なる名称で指す場合もある。本明細書は、機能ではなく名称の違いで構成要素を区別することを意図していない。これ以降の説明において、また特許請求の範囲において、用語「含む(including)」及び「含有する(comprising)」は、非限定形式で用いられ、従って、「含むけれども、‥‥に限定されない」ということを意味すると解釈すべきである。また、「結合する(couple)」という用語は、光学的、無線、間接的電気的、又は直接的電気的接続を意味することが意図されている。そのため、第1のデバイスが第2のデバイスに結合する場合、この接続は、他のデバイスを介する間接的電気的接続を介するもの、及び直接的な光学的接続などを介する接続であり得る。また、「システム」という用語は、2個又はそれ以上のハードウェア構成要素の集まりを指し、電子デバイスを指すために用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
これ以降の説明は本発明の種々の実施例に向けられている。これらの実施例のうち一つ又はそれ以上が好ましいものであり得るが、開示するこれらの実施例は、特に明記していない限り、特許請求の範囲を含む本開示の範囲を限定するものとして解釈される或いは用いられるべきではない。また、当業者であれば、下記の説明には幅広い応用があり、任意の実施例の説明はその実施例の例示のみを目的としており、特許請求の範囲を含む本開示の範囲を限定することを意図しているものではないことが分かるだろう。
【0017】
WPAN又は低レートWPANは、限られた電力及び緩和されたスループット要件の用途における無線接続性を可能にする、シンプルで低コストな通信ネットワークである。WPANの主要な目的は、設置の容易さ、信頼性の高いデータ転送、短い範囲のオペレーション、極めて低いコスト、適正なバッテリー寿命、及びシンプルでフレキシブルなプロトコルである。
【0018】
WPANの幾つかの特性は下記のとおりである:250kbps、100kbps、40kbps、及び20kbpsの無線(Over-the-air)データ速度、スター型又はpeer−to−peerオペレーション、割り当てられる16ビット・ショート・アドレス又は64ビット拡張アドレス、保証される時間スロットの任意の割り当て、衝突回避チャネルアクセス機能付き搬送波感知多重アクセス、低電力消費、エネルギー検出、リンク品質表示、2450MHz帯域で16チャネル、915MHz帯域で30チャネル、及び868MHz帯域で3チャネル。これらの特性は要件ではなく、各WPANは、種々にこれらの特性から外れてよい。WPANに関与し得る2個の異なるデバイスタイプは、FFD(full-function device)とRFD(reduced-function device)である。FFDは、パーソナル・エリア・ネットワーク(PAN)コーディネータ又はデバイスとして機能する3つのモードで動作し得る。RFDが或るFFDにのみデータ伝送する(talk)ことができるのに対し、FFDは複数のRFD又は他の複数のFFDにデータ伝送することができる。更なる情報は、http://www.ieee802.org/15/pub/TG4.htmlから入手できるIEEE規格で得ることができ、参照のため本明細書に包含する。
【0019】
ユーティリティ・ネットワーク又はスマート・ユーティリティ・ネットワーク(SUN)は、低レート(例えば、40kbpsから1Mbps)の低電力WPANであり、具体的には、顧客の敷地からその公共設備により操作されるデータ収集地点まで、電気、ガス、水道、及び他の同様のデータを送信するなど、公共設備計測用途に用いるために設計されるものである。例えば、公共設備メータが住宅地区内の各戸に設置され、利用データが各公共設備メータからWPANの一要素であるデータ収集地点へ周期的に送られる。このデータ収集地点は、ファイバ、銅線、又は無線接続によって、或る領域の全ての利用データを収集するセントラルオフィスに接続される。利用データは、各公共設備メータから前記収集地点へ直接的に、又は前記収集地点がスター型又はネットワーク形成に達するまで公共設備メータから公共設備メータへそれぞれ、送信される。
【0020】
本開示は、直交周波数分割多重(OFDM)物理層(PHY)のためのショート・トレーニング・フィールド(STF)及び/又はロング・トレーニング・フィールド(LTF)を含むWPANパケットにおいて用いるためのプリアンブル・シーケンスを説明する。STF及びLTFは、パケット内の多数のビットであり、少なくとも1つの実施例において前記パケットの或るプリアンブルに連続して出現する。少なくとも1つの実施例において、前記STFは、IFFTの長さ内で4回の反復を生成するために、前記LTFと比較して約4分の1のゼロ以外の(non-zero)トーンの数を有する。前記STFは、本明細書に記載するような、自動利得制御セトリング、パケット/境界検出、及び/又は粗い周波数オフセット推定のために、レシーバにより用いられる。前記LTFは、本明細書に記載するような、細かな周波数オフセット推定、FFT配置、整数周波数オフセット推定、及び/又はチャネル推定のために用いられる。適用可能性はSUNに限定されず、正確に言えば、本明細書における教示は任意の無線通信システムに適用し得る。他の実施例において、前記STF及びLTFの量及び反復は変動し、こういった反復は、サイクリック・プレフィックスを含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。少なくとも1つの実施例において、前記WPANパケットには、2個又はそれ以上のSTF OFDM記号があり、その後に、多数のLTF OFDM記号、パケットヘッダー、及びパケットペイロードが続く。他の実施例において、パケット要素のタイプ、順序、及び数は変動する。
【0021】
表1は、OFDMブロックサイズに対し5つのオプションのMCSレベルを図示する。オプション1は128ポイントIFFTで生成され、オプション2は64ポイントIFFTで生成され、オプション3、4、及び5は、それぞれ、32、16、及び8ポイントIFFTを用いる。
【表1】
【0022】
表2は代替のMCSレベルを図示し、ここでは、データ副搬送波の数が、一層小さいサイズのIFFTに対するデータ副搬送波の数の整数倍である。
【表2】
【0023】
下記で説明するSTF及びLTFシーケンスは、低ピーク対平均電力比(PAR)を有する。低PARのこれらのSTF及びLTFを用いて生成されるパケットを提供することに加え、1)トランスミッタがクリップされないことを保証し、従って、プリアンブル及びチャネル推定シーケンスに対し良好なエラー・ベクトル振幅(EVM)を保証し、2)クリッピングなしにプリアンブルの電力のブーストを可能とし、3)そのシステムにおいてロバスト性が増強された一層良好なプリアンブル範囲を可能とする。
【0024】
OFDMは、SUNの物理層のために用いることができる変調手法である。複素数OFDM LTFシーケンスの例の幾つかを下記に示す。オプション1は、ナイキスト・レートで128ポイント逆高速フーリエ変換(IFFT)を用いて生成され、オプション2は64ポイントIFFTを用いて生成され、オプション3、4、及び5は、それぞれ、32、16、及び8ポイントIFFTを用いて生成される。
LTF_freq(オプション−1)=[0,1,−1,1,−1,1,1,−1,−1,1,−1,1,1,1,1,−1,1,1,1,1,1,−1,1,−1,1,−1,1,−1,1,1,−1,1,−1,−1,−1,1,1,1,1,1,1,−1,−1,−1,−1,−1,−1,1,−1,1,1,−1,1,ゼロ(1,23),−1,1,1,−1,−1,−1,−1,1,1,−1,−1,1,1,1,−1,−1,1,1,−1,−1,−1,−1,−1,1,1,−1,−1,−1,−1,−1,1,1,−1,1,−1,−1,1,−1,1,1,1,1,−1,−1,1,1,−1,1,1,−1,1,1]
LTF_freq(オプション−2)=[0,1,−1,1,1,−1,1,−1,−1,1,−1,1,1,−1,−1,1,1,−1,−1,−1,−1,−1,1,−1,−1,−1,1,ゼロ(1,11),−1,−1,−1,−1,1,1,1,−1,1,−1,1,−1,1,1,−1,−1,−1,1,1,−1,1,1,1,−1,−1,−1]
LTF_freq(オプション−3)=[0,−1,−1,1,−1,1,1,−1,−1,1,1,−1,−1,1,ゼロ(1,5),1,−1,1,−1,1,1,1,1,1,1,1,1,−1]
LTF_freq(オプション−4)=[0,−1,1,1,1,−1,−1,−1,0,1,−1,1,1,−1,1,1]
LTF_freq(オプション−5)=[0,−1,1,−1,0,1,1,1]
これらのシーケンスはMatlabフォーマットで得られる。オプション5では、1つ目の0はDCトーンを表し、これは用いられない。次の3つの副搬送波は、それぞれデータ、−1、1、−1を有する1、2、及び3である。負の副搬送波−4、−3、−2、−1は、それぞれ、データ、0、1、1、1を有する。一般に、N個の副搬送波がある場合、Matlab副搬送波ナンバリングは、0、1、2、3、…、(N/2)−1であり、その後−(N/2)、…、−3、−2、−1が続く。
【0025】
複素数STFシーケンスの例の幾つかを下記に示す。
STF_freq(オプション−1)=sqrt(104/24)×[0,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,−1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,−1,0,0,0]
STF_freq(オプション−2)=sqrt(52/12)×[0,0,0,0,1,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0]
STF_freq(オプション−3)=sqrt(26/6)×[0,0,0,0,−1,0,0,0,1,0,0,0,−1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0]
STF_freq(オプション−4)=sqrt(14/6)×[0,0,−1,0,1,0,−1,0,0,0,1,0,1,0,1,0]
STF_freq(オプション−5)=sqrt(6/2)×[0,0,−1,0,0,0,1,0]
【0026】
これらのシーケンスを用いることで、図1の例で図示するように、PARが著しく低減され得る。具体的には、1つ目の列は前記LTF及びSTFシーケンスを区別する。2つ目の列は用いられるIFFTオプションを区別する。3つ目の列は、PAR用に最適化されたSTF又はLTFがない通信のPARを列記する。4つ目の列は、最適化されたSTF及びLTFを用いる通信のPARを列記する。5つ目の列は、4相位相偏移(QPSK)変調を用いる通信のPARを列記する。
【0027】
代替のLTFシーケンスの例を幾つかを下記に示す。これらのシーケンスはMatlabフォーマットで得られる。オプション5では、1つ目の0はDCトーンを表し、これは用いられない。次の3つの副搬送波は1、2、及び3である。一般に、N個の副搬送波がある場合、Matlab副搬送波ナンバリングは、0、1、2、3、…、(N/2)−1であり、その後−(N/2)、…、−3、−2、−1が続く。
【0028】
オプション4のLTFの他の選択肢:
ltfr4=0 −1 −1 1 −1 −1 1 −1 0 1 1 1 −1 −1 −1 1
ltfr4=0 −1 1 1 1 −1 −1 −1 0 1 −1 1 1 −1 1 1
ltfr4=0 1 −1 −1 −1 1 1 1 0 −1 1 −1 −1 1 −1 −1
ltfr4=0 1 1 −1 1 1 −1 1 0 −1 −1 −1 1 1 1 −1
【0029】
オプション5のLTFの他の選択肢:
ltfr5=0 −1 −1 −1 0 1 −1 1
ltfr5=0 −1 1 −1 0 1 1 1
ltfr5=0 1 −1 1 0 −1 −1 −1
ltfr5=0 1 1 1 0 −1 1 −1
ltfr5=0 −1 −1 −1 −1 1 1 −1
ltfr5=0 −1 1 −1 1 1 −1 −1
ltfr5=0 1 −1 1 −1 −1 1 1
ltfr5=0 1 1 1 1 −1 −1 1
【0030】
代替のSTFシーケンスの例の幾つかを下記に示す。これらのシーケンスはMatlabフォーマットで得られる。オプション5では、1つ目の0はDCトーンを表し、これは用いられない。次の3つの副搬送波は1、2、及び3である。一般に、N個の副搬送波がある場合、Matlab副搬送波ナンバリングは0、1、2、3、…、(N/2)−1となり、その後−(N/2)、…、−3、−2、−1が続く。
オプション2のSTFの他の選択肢:
stfr2=
0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0
stfr2=
0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0
stfr2=
0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0
stfr2=
0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0
オプション3のSTFの他の選択肢:
stfr3=
0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0
stfr3=
0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0
stfr3=
0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0
stfr3=
0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0
オプション4のSTFの他の選択肢:
stfr4=0 0 −1 0 −1 0 −1 0 0 0 1 0 −1 0 1 0
stfr4=0 0 −1 0 1 0 −1 0 0 0 1 0 1 0 1 0
stfr4=0 0 1 0 −1 0 1 0 0 0 −1 0 −1 0 −1 0
stfr4=0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 −1 0 1 0 −1 0
オプション5のSTFの他の選択肢:
stfr5=0 0 −1 0 0 0 −1 0
stfr5=0 0 −1 0 0 0 1 0
stfr5=0 0 1 0 0 0 −1 0
stfr5=0 0 1 0 0 0 1 0
【0031】
図2は、少なくとも1つの実施例においてSTF及びLTFを用いるパケットフォーマットを図示する。同期化ヘッダー(SHR)がSTF及びLTFを含む。図示するように、前記STF及びLTFは、それぞれ4個及び2個の記号長であるが、種々の実施例において各々任意のサイズであってよい。前記STFは、デバイスが、自動利得制御(AGC)、パケット検出、CCA(クリアチャネル評価)モード(CCAモード1、2、又は3)に基づくCCAのデアサート、及び粗い同期化を実行できるようにする。前記LTFは、デバイスが、細かな同期化を実行し、かつ、チャネル推定を実行できるようにする。パケットヘッダー(PHR)は、任意の数のデータ記号又はビット「M」であり得る。少なくとも1つの実施例において、前記PHRは下記を含む:ペイロード・フレーム(5ビット)のデータレートを特定するレート・フィールド、前記レート・フィールド後の1個の予約ビット、ペイロード(11ビット)の長さを特定するフレーム長フィールド、前記フレーム長フィールド後の2個の予約ビット、スクランブリング・シード(scrambling seed)(2ビット)を特定するスクランブラ・フィールド、前記スクランブラ・フィールド後の1個の予約ビット、データフィールドのみで必要とされるヘッダー・チェック・シーケンス(HCS)8ビットCRC、及び、ビタビ・デコーダ・フラッシングのための全てゼロである6個のテールビット。
【0032】
前記PHRは、少なくとも1つの実施例において、各帯域幅オプションでサポートされる最低データレートで符号化される。少なくとも1つの実施例において、前記物理層コンバージェンス・プロトコル・サービス・データ・ユニット(PSDU)は、任意の数のデータ記号又はビット「N」であり得、媒体アクセス制御(MAC)副層フレームを搬送し、このMAC副層フレームは、MACヘッダー、MACペイロード、及びMAC巡回冗長検査(CRC)を含む。前記PSDUも、6個のゼロであり得る畳み込みエンコーダ・テールビットと、パッドビットとを搬送してそのデータを拡張し、OFDM記号の整数を埋める。
【0033】
OFDMでは、STF及びLTFのフィールドはプリアンブルを含む。前記5個のオプションに対するSTF及びLTFの種々の実施例を図3A〜3Jで定義する。これらの図面は、図1の改良された複素数シーケンス列に対応する。図3Aは、オプション1のSTFの周波数ドメイン表現を示す。図3Aにおいて用いられるスケールファクタは、sqrt(104/12)である。しかし、種々の他の実施例において種々のスケールファクタが用いられ、前記スケールファクタは所望の信号レベルを得るように変更されてよい。図3Bは、オプション2のSTFの周波数ドメイン表現を示す。図3Bにおいて用いられるスケールファクタは、sqrt(52/12)である。図3Cは、オプション3のSTFの周波数ドメイン表現を示す。図3Cにおいて用いられるスケールファクタは、sqrt(26/6)である。図3Dは、オプション4のSTFの周波数ドメイン表現を示す。図3Dにおいて用いられるスケールファクタは、sqrt(14/6)である。図3Eは、オプション5のSTFの周波数ドメイン表現を示す。図3Eにおいて用いられるスケールファクタは、sqrt(6/2)である。
【0034】
前記5つのスケーラブルな帯域幅OFDMオプションのLTFを図3F〜3Jで定義する。図3Fは、オプション1のLTFの周波数ドメイン表現を示す。図3Gは、オプション2のLTFの周波数ドメイン表現を示す。同様に、図3H〜Jは、オプション3〜5のLTFの周波数ドメイン表現を示す。
【0035】
図4は、前記STF及びLTFを受信、生成、及び送信するためのデバイス内のモジュール400又はロジックを図示する。少なくとも1つの実施例において、前記デバイスは、SUNの一部としてWPAN内でパケットを送信及び受信する。前記デバイスは好ましくは、プロセッサ、前記プロセッサに結合されるアンテナ、前記プロセッサに結合されるメモリを含む。402で、パケットが受信され、前記パケットは、2相位相偏移変調(BPSK)(−1−j及び1+j)、回転されたBPSK(−1及び1)、QPSK(−1−j、−1+j、1−j、及び1+j)、又は回転されたQPSK(−1、1、−j、及びj)であり得るデータ記号を含む。
【0036】
404で、前記記号に周波数ドメインで共役対称性が適用され得、そのため、時間ドメインで実数信号を生成する(即ち、前記信号に複素数部はない)。処理すべき複素数部がないため、トランスミッタで、この実数シーケンスは1つのデジタル・アナログ・コンバータ(DAC)しか必要としない。周波数ダイバーシティを供給するためにヘッダーに対しDCMが用いられてもよい。代替の実施例において、複素数モジュール又はロジックがオフにされるか又は低減された電力で動作し、前記デバイスを動作させるために必要なトータル電力が低減される。代替の実施例において、複素数STF及びLTFが生成されるように前記共役対称性が省かれてもよい。
【0037】
406で、IFFTが前記記号を時間ドメイン・シーケンスに変換する。少なくとも1つの実施例において、時間ドメイン・シーケンスを形成するため前記IFFTを用いて前記STF及びLTFがオフラインで生成され得、これらは、前記デバイス内に記憶され、前記デバイス内で用いられ得る。オプション−n(n=1,2,3,4,5)の時間ドメインSTFは、次のように得られる。
STF_時間(オプション−n)=IFFT(STF_freq(オプション−n))
【0038】
少なくとも1つの実施例において、時間ドメインSTFが反復されて、4個のOFDM記号を送信前に無効にされる最後の1/4記号反復で埋める。他の実施例において、前記STFのサイズ及び前記無効にされる部分のサイズは変動する。
【0039】
オプション−n(n=1,2,3,4,5)の時間ドメインLTFは次のように得られる。
LTF_時間(オプション−n)=IFFT(LTF_freq(オプション−n))
少なくとも1つの実施例において、時間ドメインLTFが反復されて、送信前に2個のOFDM記号を埋める。他の実施例において、前記LTFのサイズは変動する。
【0040】
408で、正の副搬送波の後に追加のゼロを挿入することによって、周波数ドメイン補間が実行される。代替として、トランスミッタでオーバーサンプリングされた信号を生成するために時間ドメイン補間器を用いることができる。少なくとも1つの実施例において、前記補間は前記IFFTの一部である。410で、DACが、転送に備えて信号をデジタルからアナログへ変換する。別の実施例において、図5に示すように、507で前記STFの最後の反復が無効にされる。具体的には、前記STFは反復される一群のビットを含む。このような実施例において、最後の一群のビットが無効にされる。
【0041】
少なくとも1つの実施例において、プリアンブルを検索するため、受信デバイスが相関器を実装する。前記相関は、前記デバイスで既知の送信されたプリアンブルを用いて実行される。別の実施例において、前記デバイスは、受信信号をメモリに記憶し、プリアンブルの遅延されたバージョンを遅延されていないバージョンで相関させることによって、遅延された相関を実行する。例えば、プリアンブルが128サンプル毎に反復する場合、遅延は128サンプルに設定され得る。また、ピーク相関での位相回転が、搬送波周波数オフセットの推定を提供する。
【0042】
前記5つのオプションの各々に対し、ショート及びロング・トレーニング・フィールドの両方が定義され得る。IFFTサイズが8であるオプション5では、前記STFは、周波数ドメインで次のように定義され得る。
[0 0 −1 0 0 0 −1 0]
対応する副搬送波は下記のように与えられる。
DC 1 2 3 −4 −3 −2 −1
前記IFFTを適用すると下記のようになる。
[−0.2500 0 0.2500 0 −0.2500 0 0.2500 0]
【0043】
少なくとも1つの実施例において、前記トランスミッタで、補間は少なくとも前記サンプリングレートの4倍まで起こる。この補間は、前記IFFTの一部として又は前記IFFT後に、起こり得る。下記に示すように前記IFFTを受ける前に、例えば、最も高い正の周波数の後に24個のゼロが挿入される。
4×IFFT([0 0 −1 0 ゼロ(1,24) 0 0 −1 0 ]=[−0.2500 −0.2310 −0.1768 −0.0957 0 0.0957 0.1768 0.2310 0.2500 0.2310 0.1768 0.0957 0 −0.0957 −0.1768 −0.2310 −0.2500 −0.2310 −0.1768 −0.0957 0 0.0957 0.1768 0.2310 0.2500 0.2310 0.1768 0.0957 0 −0.0957 −0.1768 −0.2310]
【0044】
これらのシーケンスはMatlabフォーマットで得られる。オプション5では、1つ目の0はDCトーンを表し、これは用いられない。次の3つの副搬送波は1、2、及び3である。一般に、N個の副搬送波がある場合、Matlab副搬送波ナンバリングは0、1、2、3、…、(N/2)−1であり、その後−(N/2)、…、−3、−2、−1が続く。IFFTサイズが8であるオプション5では、STFは、周波数ドメインで下記のように定義され得る。
オプション5:PAR=3.0103dB
[0 0 −1 0 0 0 −1 0]
[0 0 1 0 0 0 1 0]
【0045】
オプション4では、STFは、周波数ドメインで下記のように定義され得る。
オプション4:PAR=4.3983dB
[0 0 −1 0 −1 0 1 0 0 0 1 0 −1 0 −1 0]
[0 0 −1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 −1 0]
[0 0 1 0 −1 0 −1 0 0 0 −1 0 −1 0 1 0]
[0 0 1 0 1 0 −1 0 0 0 −1 0 1 0 1 0]
【0046】
オプション3で、STFは周波数ドメインで下記のように定義され得る。
オプション3:PAR=4.3983dB
[0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0]
[0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0]
[0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0]
[0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0]
【0047】
オプション2で、STFは周波数ドメインで下記のように定義され得る。
オプション2:PAR=5.0685dB
[0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0]
[0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0]
[0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0]
[0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0]
【0048】
これらのシーケンスは、Matlabフォーマットで得られる。オプション5では、1つ目の0はDCトーンを表し、これは用いられない。次の3つの副搬送波は1、2、及び3である。一般に、N個の副搬送波がある場合、Matlab副搬送波ナンバリングは、0、1、2、3、…、(N/2)−1であり、その後−(N/2)、…、−3、−2、−1が続く。オプション1では、STFは周波数ドメインで下記のように定義され得る。
オプション1:PAR=4.4012dB
[0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0]
[0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0]
[0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0]
[0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 −1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0]
【0049】
少なくとも1つの実施例において、STFは、回転されたQPSK記号を用いて設計され得る。別の実施例において、STFは、回転されたBPSK記号を用いて設計することができる。前記シーケンスの設計の自由があることにより、PARは、オプション1及び2に対しケースバイケースで容易に低減され得る。
【0050】
これらのシーケンスは、Matlabフォーマットで得られる。オプション5では、1つ目の0はDCトーンを表し、これは用いられない。次の3つの副搬送波は1、2、及び3である。一般に、N個の副搬送波がある場合、Matlab副搬送波ナンバリングは、0、1、2、3、…、(N/2)−1であり、その後−(N/2)、…、−3、−2、−1が続く。QPSKを用いるSTFの一例を下記に示す。
オプション5:PAR=3.0103dB
[0 0 −j 0 0 0 j 0]
[0 0 j 0 0 0 −j 0]
オプション4:PAR=4.3983dB
BPSKの前記4つのシーケンスに加え、
[0 0 −j 0 −1 0 −j 0 0 0 j 0 −1 0 j 0]
[0 0 −j 0 1 0 −j 0 0 0 j 0 1 0 j 0]
[0 0 j 0 −1 0 j 0 0 0 −j 0 −1 0 −j 0]
[0 0 j 0 1 0 j 0 0 0 −j 0 1 0 −j 0]
オプション3:PAR=4.3983dB
[0 0 0 0 −j 0 0 0 −1 0 0 0 −j 0 0 0 0 0 0 0 j 0 0 0 −1 0 0 0 j 0 0 0]
[0 0 0 0 −j 0 0 0 1 0 0 0 −j 0 0 0 0 0 0 0 j 0 0 0 1 0 0 0 j 0 0 0]
[0 0 0 0 j 0 0 0 −1 0 0 0 j 0 0 0 0 0 0 0 −j 0 0 0 −1 0 0 0 −j 0 0 0]
[0 0 0 0 j 0 0 0 1 0 0 0 j 0 0 0 0 0 0 0 −j 0 0 0 1 0 0 0 −j 0 0 0]
オプション2:PAR=4.2346dB
[0 0 0 0 −1 0 0 0 −j 0 0 0 1 0 0 0 j 0 0 0 1 0 0 0 −j 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 j 0 0 0 1 0 0 0 −j 0 0 0 1 0 0 0 j 0 0 0 −1 0 0 0]
[0 0 0 0 −1 0 0 0 j 0 0 0 1 0 0 0 −j 0 0 0 1 0 0 0 j 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 −j 0 0 0 1 0 0 0 j 0 0 0 1 0 0 0 −j 0 0 0 −1 0 0 0]
[0 0 0 0 1 0 0 0 −j 0 0 0 −1 0 0 0 j 0 0 0 −1 0 0 0 −j 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 j 0 0 0 −1 0 0 0 −j 0 0 0 −1 0 0 0 j 0 0 0 1 0 0 0]
[0 0 0 0 1 0 0 0 j 0 0 0 −1 0 0 0 −j 0 0 0 −1 0 0 0 j 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 −j 0 0 0 −1 0 0 0 j 0 0 0 −1 0 0 0 −j 0 0 0 1 0 0 0]
[0 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0]
[0 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0]
[0 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0]
[0 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0]
オプション1:PAR=3.7261dB
[0 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0
−j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0
j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0 −j 0 0 0 j 0 0 0 j 0 0 0 −j 0 0 0]
【0051】
これらのシーケンスは、Matlabフォーマットで得られる。オプション5では、1つ目の0はDCトーンを表し、これは用いられない。次の3つの副搬送波は1、2、及び3である。一般に、N個の副搬送波がある場合、Matlab副搬送波ナンバリングは0、1、2、3、…、(N/2)−1であり、その後−(N/2)、…、−3、−2、−1が続く。回転されたBPSKを用いるLTFの例の幾つかを下記に示す。
オプション5:PAR=4.3983dB
[0 −1 −1 1 0 1 −1 −1]
[0 −1 1 1 0 1 1 −1]
[0 1 −1 −1 0 −1 −1 1]
[0 1 1 −1 0 −1 1 1]
オプション4:PAR=4.1017dB
[0 −1 −1 −1 1 1 −1 1 0 1 −1 1 1 −1 −1 −1]
[0 −1 1 −1 −1 1 1 1 0 1 1 1 −1 −1 1 −1]
[0 1 −1 1 1 −1 −1 −1 0 −1 −1 −1 1 1 −1 1]
[0 1 1 1 −1 −1 1 −1 0 −1 1 −1 −1 1 1 1]
オプション3:PAR=4.1538dB
[0 −1 −1 −1 −1 −1 1 −1 1 1 1 −1 −1 1 0 0 0 0 0 1 −1 −1 1 1 1 −1 1 −1 −1 −1 −1 −1]
[0 −1 1 −1 1 −1 −1 −1 −1 1 −1 −1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 −1 −1 1 −1 −1 −1 −1 1 −1 1 −1]
[0 1 −1 1 −1 1 1 1 1 −1 1 1 −1 −1 0 0 0 0 0 −1 −1 1 1 −1 1 1 1 1 −1 1 −1 1]
[0 1 1 1 1 1 −1 1 −1 −1 −1 1 1 −1 0 0 0 0 0 −1 1 1 −1 −1 −1 1 −1 1 1 1 1 1]
オプション2:PAR=4.4236dB
[0 −1 −1 −1 −1 1 −1 1 −1 1 1 −1 1 1 −1 −1 1 −1 −1 −1 1 1 1 −1 −1 −1 −1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 −1 −1 −1 −1 1 1 1 −1 −1 −1 1 −1 −1 1 1 −1 1 1 −1 1 −1 1 −1 −1 −1 −1]
オプション1(100個のデータ副搬送波):PAR=5.0478dB
[0 1 1 −1 −1 1 1 −1 1 1 1 −1 1 1 −1 1 −1 1 −1 −1 −1 −1 −1 1 1 1 1 −1 −1 −1 1 −1 1 −1 −1 1 1 1 1 −1 −1 −1 1 −1 −1 −1 1 −1 −1 −1 −1 1 1 −1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 −1 1 1 −1 −1 −1 −1 1 −1 −1 −1 1 −1 −1 −1 1 1 1 1 −1 −1 1 −1 1 −1 −1 −1 1 1 1 1 −1 −1 −1 −1 −1 1 −1 1 −1 1 1 −1 1 1 1 −1 1 1 −1 −1 1 1]
オプション1(96個のデータ副搬送波):PAR=5.2695dB
[0 1 −1 −1 1 1 −1 −1 1 1 −1 1 1 1 1 −1 1 −1 −1 −1 −1 −1 −1 1 1 1 1 1 −1 −1 1 −1 1 1 1 −1 −1 −1 −1 1 1 −1 −1 −1 −1 1 −1 −1 −1 −1 1 −1 −1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 −1 −1 1 −1 −1 −1 −1 1 −1 −1 −1 −1 1 1 −1 −1 −1 −1 1 1 1 −1 1 −1 −1 1 1 1 1 1 −1 −1 −1 −1 −1 −1 1 −1 1 1 1 1 −1 1 1 −1 −1 1 1 −1 −1 1]
【0052】
少なくとも1つの実施例において、STF内のエネルギーを前記データ記号内のエネルギーに合致させるために、スケールファクタが含まれる。オプション5では、データOFDM記号に用いられる6個のパイロット+データ副搬送波があり、一方、2個の副搬送波がSTFに用いられる場合、STFはsqrt(6/2)でスケーリングされ得る。代替として、前記副搬送波は、前記データOFDM記号内で、STFのエネルギーに合致させるためスケールダウンされる。スケールファクタを含むSTFの例の幾つかを下記に示す。
STF_freq(オプション−1)=sqrt(104/24)×[0,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,31),−j,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1、3),−j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3)]
STF_freq(オプション−2)=sqrt(52/12)×[0,ゼロ(1,3),−1,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),1,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),1,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,15),j,ゼロ(1,3),1,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),1,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),−1,ゼロ(1,3)]
STF_freq(オプション−3)=sqrt(26/6)×[0,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),−1,ゼロ(1,3),−j,ゼロ(1,3),0,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3),−1,ゼロ(1,3),j,ゼロ(1,3)]
STF_freq(オプション−4)=sqrt(14/6)×[0,0,−j,0,−1,0,−j,0,0,0,j,0,−1,0,j,0]
STF_freq(オプション−5)=sqrt(6/2)×[0,0,−j,0,0,0,j,0]
【0053】
これらのシーケンスはMatlabフォーマットで得られる。オプション5では、1つ目の0はDCトーンを表し、これは用いられない。次の3つの副搬送波は1、2、及び3である。一般に、N個の副搬送波がある場合、Matlab副搬送波ナンバリングは、0、1、2、3、…、(N/2)−1であり、その後−(N/2)、…、−3、−2、−1が続く。LTFの例の幾つかを下記に記す。
LTF_freq(オプション−1)=[0,1,−1,−1,1,1,−1,−1,1,1,−1,1,1,1,1,−1,1,−1,−1,−1,−1,−1,−1,1,1,1,1,1,−1,−1,1,−1,1,1,1,−1,−1,−1,−1,1,1,−1,−1,−1,−1,1,−1,−1,−1,−1,1,−1,−1,ゼロ(1,23),−1,−1,1,−1,−1,−1,−1,1,−1,−1,−1,−1,1,1,−1,−1,−1,−1,1,1,1,−1,1,−1,−1,1,1,1,1,1,−1,−1,−1,−1,−1,−1,1,−1,1,1,1,1,−1,1,1,−1,−1,1,1,−1,−1,1]
LTF_freq(オプション−2)=[0,−1,−1,−1,−1,1,−1,1,−1,1,1,−1,1,1,−1,−1,1,−1,−1,−1,1,1,1,−1,−1 −1,−1,ゼロ(1,11),−1,−1,−1,−1,1,1,1,−1,−1,−1,1,−1,−1,1,1,−1,1,1,−1,1,−1,1,−1,−1,−1,−1]
LTF_freq(オプション−3)=[0,−1,−1,−1,−1,−1,1,−1,1,1,1,−1,−1,1,ゼロ(1,5),1,−1,−1,1,1,1,−1,1,−1,−1,1,−1,−1]
LTF_freq(オプション−4)=[0,−1,−1,−1,1,1,−1,1,ゼロ(1,1),1,−1,1,1,−1,−1,−1]
LTF_freq(オプション−5)=[0,−1,−1,1,ゼロ(1,1),1,−1,−1]
【0054】
100個のデータ副搬送波を用いるLTFの代替の例を下記に記す。
LTF_freq(オプション−1代替例)=[0,1,1,−1,−1,1,1,−1,1,1,1,−1,1,1,−1,1,−1,1,−1,−1,−1,−1,−1,1,1,1,1,−1,−1,−1,1,−1,1,−1,−1,1,1,1,1,−1,−1,−1,1,−1,−1,−1,1,−1,−1,−1,−1,1,1,−1,1,ゼロ(1,19),1,−1,1,1,−1,−1,−1,−1,1,−1,−1,−1,1,−1,−1,−1,1,1,1,1,−1,−1,1,−1,1,−1,−1,−1,1,1,1,1,−1,−1,−1,−1,−1,1,−1,1,−1,1,1,−1,1,1,1,−1,1,1,−1,−1,1,1]
【0055】
幾つかの実施例において、プリアンブルは、OFDMパケットの開始の効率的な境界検出を可能とするために構成され得る。例えば、図6は、STFの最後の反復に対し無効化が適用されることを示す。少なくとも1つの実施例において、トランスミッタで、最後のSTFの一群のビットの最後の反復が無効にされ、レシーバは、この情報を、前記STFの終わりが正確に判定され得るようにサイン変更(sign change)がいつ起こるかを判定するために用いることができる。具体的には、相関器の出力が、前記STF及びLTFの境界の、或る特徴的なパターンを示す。種々の実施例において、最後の2、3、又はN回目の反復が無効にされる。相互相関が用いられるとき(既知のシーケンスに対し相関させる)、前記相関器出力において180度の位相変化を監視することによりzから−zまでに生じる遷移を見つけることができる(ノイズがない場合)。図6において、「z」は、それ自体が反復している前記STF内で反復する一群のビットを表す。別の実施例において、反復された最後のSTF全体が無効にされる。他の実施例において、無効にされるビットのサイズは変動する。図6に戻ると、サイクリック・プレフィックスがOFDM記号の有効部分の1/4であるため2個のOFDM記号があり、前記STFの構造のため前記OFDM記号内に4回の反復がある。前記STFの時間ドメイン表現は実数であるため、最後の反復に対する如何なる負の時間ドメイン値も正に変更され、如何なる正の時間ドメイン値も負に変更される。別の実施例において、前記STFは複素数であり、そのため、前記実数部及び虚数部の両方が最後のSTF内の最後の反復に対し無効にされる。
【0056】
図7は、702で開始し、714で終了する、STF及びLTFを生成する方法を図示する。少なくとも1つの実施例を説明するが、方法700は、種々の実施例において上述の任意の工程を含み得る。704で、実数部及び複素数部を含む第1の複数の記号が受信される。706で、共役対称性が前記第1の複数の記号に適用され、それにより、実数部を含み複素数部を含まない、第2の複数の記号が生成される。708で、前記第2の複数の記号が逆高速フーリエ変換を用いて変換され、それにより、第3の複数の記号を生成する。少なくとも1つの実施例において、前記第2の複数の記号が補間される。710で、前記第3の複数の記号の少なくとも1つの実数部を含むショート・トレーニング・フィールドが生成される。712で、前記第3の複数の記号の少なくとも1つの実数部を含むロング・トレーニング・フィールドが生成される。714で、前記ショート・トレーニング・フィールド及びロング・トレーニング・フィールドが、無線パーソナル・エリア・ネットワーク内で送信される。少なくとも一つの実施例において、複素数記号処理のためのロジックへの電力が低減される。少なくとも一実施例において、一群のビットの最後の反復が無効にされる。好ましくは、前記STFの最後部が無効にされる。代替の実施例において、前記ブロック706は前記STF及びLTFが複素数であるように省略される。
【0057】
上述のシステムは、そのシステムに配される必要な作業負荷を扱うのに充分な処理電力、メモリ資源、及びネットワーク・スループット能力を備えた特定のマシンに実装され得る。図8は、本明細書に開示する1つ又はそれ以上の実施例を実施するのに適した特定のマシン880を図示する。このコンピュータ・システム880は、機械読み取り可能な媒体887と通信する一つ又は複数のプロセッサ882(これは中央処理装置又はCPUと呼ばれ得る)を含む。前記機械読み取り可能な媒体887は更に、二次記憶装置884、読み出し専用メモリ(ROM)886、及びランダム・アクセス・メモリ(RAM)888を含むメモリデバイスを含み得る。前記プロセッサは更に、入力/出力(I/O)デバイス890及びネットワーク接続デバイス892と通信する。前記プロセッサは、一つ又は複数のCPUチップとして実装され得る。
【0058】
前記二次記憶装置884は典型的に、一つ又は複数のディスクドライブ、テープドライブ、又は光学的ディスクで構成され、RAM888が全ての稼働中のデータを保持するほど充分大きくない場合、データの不揮発性の記憶のため、及びオーバーフロー・データ記憶デバイスとして、用いられる。二次記憶装置884は、プログラム及び命令889を記憶するために用いることができ、これらは、このようなプログラムが実行のため選択されるときRAM888にロードされる。前記ROM886は、命令889と、場合によっては、プログラム実行中に読み出されるデータと、を記憶するために用いられる。ROM886は、典型的に、二次記憶装置の大型メモリ容量に比べて小さなメモリ容量を有する、不揮発性メモリデバイスである。前記RAM888は、揮発性データ記憶し、場合によっては、命令889を記憶するために用いられる。ROM886及びRAM888の両方へのアクセスは、典型的に、二次記憶装置884へのアクセスより早い。
【0059】
I/Oデバイス890は、プリンタ、ビデオ・モニター、液晶ディスプレイ(LCD)、タッチ・スクリーン・ディスプレイ、キーボード、キーパッド、スイッチ、ダイヤル、マウス、トラックボール、音声認識装置、カードリーダー、ペーパーテープリーダー、又は他の周知の入力デバイスを含み得る。前記ネットワーク接続デバイス892は、モデム、集合モデム(modem banks)、イーサネットカード、USB(universal serial bus)インタフェースカード、シリアル・インタフェース、トークン・リング・カード、FDDI(fiber distributed data interface)カード、無線ローカル・エリア・ネットワーク(WLAN)カード、符号分割多元接続(CDMA)及び/又はGSM(global system for mobile communications)無線トランシーバカードなどの無線トランシーバカード、及び他の周知のネットワークデバイスという形式を取り得る。これらのネットワーク接続デバイス892は、前記プロセッサ882がインターネット又は一つ又は複数のイントラネットと通信できるようにする。このようなネットワーク接続があれば、前記プロセッサ882は、上述の方法工程を実行する過程で前記ネットワークから情報を受信し得、又は前記ネットワークへ情報を出力し得る。このような情報は、プロセッサ882を用いて実行されるべき命令889のシーケンスと表現されることもあり、例えば、搬送波に組み込まれるコンピュータデータ信号の形式で、前記ネットワークから受信され及び前記ネットワークへ出力され得る。
【0060】
プロセッサ882を用いて実行されるべきデータ又は命令889を含み得る、このような情報は、例えば、コンピュータ・データ・ベースバンド信号や搬送波に組み込まれる信号の形式で、前記ネットワークから受信され及び前記ネットワークへ出力され得る。前記ネットワーク接続デバイス892によって生成される前記ベースバンド信号又は前記搬送波に組み込まれる信号は、導電体内又はその表面上で、同軸ケーブルで、導波路で、例えば、光ファイバなどの光学的媒体で、又は無線で(in the air)又は自由空間において、伝播し得る。前記ベースバンド信号又は前記搬送波に組み込まれる信号に含まれる情報は、その情報を処理又は生成するため、又はその情報を送信又は受信するためのいずれか所望されるように異なるシーケンスに従って順序付けされ得る。本明細書において送信媒体と呼ぶ、前記ベースバンド信号又は前記搬送波に組み込まれる信号、又は現在用いられている又はこれから開発される他のタイプの信号は、当業者に周知の幾つかの方法に従って生成され得る。
【0061】
前記プロセッサ882は、命令889、コード、コンピュータ・プログラム、ハードディスク、フロッピーディスク、光学的ディスク(これらの種々のディスク・ベース・システムは、全て二次記憶装置884と考えることができる)からアクセスするスクリプト、ROM886、RAM888、又は前記ネットワーク接続デバイス892を実行する。
【0062】
代替の実施例において、前記システムは、対応する適切な入力及び出力又はデジタル・シグナル・プロセッサ(DSP)を用いて、本開示に記載する任意の動作を実行するように構成されるロジックを含む特定用途向け集積回路(ASIC)において実装され得る。
【0063】
上記開示は、本発明の原理及び種々の実施例の説明を目的としている。上記開示を完全に理解したならば、当業者には多数の変更や変形が明らかになるであろう。また、本明細書に記載の任意の動作が成功終了した際、本明細書に記載の動作が失敗した際、及びエラーの際、音声の又は視覚的なアラートがトリガーされてもよい。また、図7に示した動作の順序は、図示した順序とは変更されてもよく、これらの動作の2個又はそれ以上が同時に実行されてもよい。特許請求の範囲は、全ての変動及び変形を包含すると解釈されるべきであることが意図されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
集積回路であって、
同期化ヘッダーの一部としてショート・トレーニング・フィールドを及び前記同期化ヘッダーの一部としてロング・トレーニング・フィールドを含むパケットを生成(710)し、更に、
無線ネットワーク内の通信のため前記パケットを用いる(712)、
ように構成されるロジックを含む、集積回路。
【請求項2】
請求項1の集積回路であって、前記ロング・トレーニング・フィールドが、それぞれトーン[0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10,11、12、13、14、15、−16、−15、−14、−13、−12、−11、−10、−9、−8、−7、−6、−5、−4、−3、−2、−1]に対し、値[0、−1、−1、1、−1、1、1、−1、−1、1、1、−1、−1、1、0、0、0、0、0、1、−1、1、−1、1、1、1、1、1、1、1、1、−1]を含み、ここで、1又は−1の値はスケールファクタに基づいて調整可能である、集積回路。
【請求項3】
請求項1の集積回路であって、前記ショート・トレーニング・フィールド内の一群のビットの反復の最後の一つ又はそれ以上を無効にするように構成されるロジックを含む、集積回路。
【請求項4】
請求項1の集積回路であって、前記ショート・トレーニング・フィールドが、それぞれトーン[0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10,11、12、13、14、15、−16、−15、−14、−13、−12、−11、−10、−9、−8、−7、−6、−5、−4、−3、−2、−1]に対し、値[0、0、0、0、−1、0、0、0、1、0、0、0、−1、0、0、0、0、0、0、0、1、0、0、0、1、0、0、0、1、0、0、0]を含み、ここで、1又は−1の値はスケールファクタに基づいて調整可能である、集積回路。
【請求項5】
デバイスであって、
プロセッサと、
前記プロセッサに結合されるメモリとを含み、
前記プロセッサが、同期化ヘッダーの一部としてショート・トレーニング・フィールドを及び前記同期化ヘッダーの一部としてロング・トレーニング・フィールドを含むパケットを生成し(710)、更に、
前記デバイスが、無線ネットワーク内の通信のため前記パケットを用いる(712)、
デバイス。
【請求項6】
請求項5に記載のデバイスであって、前記プロセッサが、前記ショート・トレーニング・フィールド内の一群のビットの反復の最後の一つ又はそれ以上を無効にする、デバイス。
【請求項7】
請求項5に記載のデバイスであって、前記ロング・トレーニング・フィールドが、それぞれトーン[0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10,11、12、13、14、15、−16、−15、−14、−13、−12、−11、−10、−9、−8、−7、−6、−5、−4、−3、−2、−1]に対し、値[0、−1、−1、1、−1、1、1、−1、−1、1、1、−1、−1、1、0、0、0、0、0、1、−1、1、−1、1、1、1、1、1、1、1、1、−1]を含み、ここで、1又は−1の値はスケールファクタに基づいて調整可能である、デバイス。
【請求項8】
請求項5に記載のデバイスであって、前記プロセッサが、実数記号を処理する第1のロジック及び複素数記号を処理する第2のロジックを実行し、前記プロセッサが、前記第2のロジックへの電力を低減させる、デバイス。
【請求項9】
デバイスであって、
処理のための手段と、
前記処理手段に結合される情報を記憶するための手段とを含み、
前記処理手段が、同期化ヘッダーの一部としてショート・トレーニング・フィールドを及び前記同期化ヘッダーの一部としてロング・トレーニング・フィールドを含むパケットを生成し(710)、
前記デバイスが、無線ネットワーク内の通信のため前記パケットを用いる(712)を含む、デバイス。
【請求項10】
請求項9に記載のデバイスであって、一群のビットの最後の反復を無効にするための手段を更に含む、デバイス。
【請求項1】
集積回路であって、
同期化ヘッダーの一部としてショート・トレーニング・フィールドを及び前記同期化ヘッダーの一部としてロング・トレーニング・フィールドを含むパケットを生成(710)し、更に、
無線ネットワーク内の通信のため前記パケットを用いる(712)、
ように構成されるロジックを含む、集積回路。
【請求項2】
請求項1の集積回路であって、前記ロング・トレーニング・フィールドが、それぞれトーン[0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10,11、12、13、14、15、−16、−15、−14、−13、−12、−11、−10、−9、−8、−7、−6、−5、−4、−3、−2、−1]に対し、値[0、−1、−1、1、−1、1、1、−1、−1、1、1、−1、−1、1、0、0、0、0、0、1、−1、1、−1、1、1、1、1、1、1、1、1、−1]を含み、ここで、1又は−1の値はスケールファクタに基づいて調整可能である、集積回路。
【請求項3】
請求項1の集積回路であって、前記ショート・トレーニング・フィールド内の一群のビットの反復の最後の一つ又はそれ以上を無効にするように構成されるロジックを含む、集積回路。
【請求項4】
請求項1の集積回路であって、前記ショート・トレーニング・フィールドが、それぞれトーン[0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10,11、12、13、14、15、−16、−15、−14、−13、−12、−11、−10、−9、−8、−7、−6、−5、−4、−3、−2、−1]に対し、値[0、0、0、0、−1、0、0、0、1、0、0、0、−1、0、0、0、0、0、0、0、1、0、0、0、1、0、0、0、1、0、0、0]を含み、ここで、1又は−1の値はスケールファクタに基づいて調整可能である、集積回路。
【請求項5】
デバイスであって、
プロセッサと、
前記プロセッサに結合されるメモリとを含み、
前記プロセッサが、同期化ヘッダーの一部としてショート・トレーニング・フィールドを及び前記同期化ヘッダーの一部としてロング・トレーニング・フィールドを含むパケットを生成し(710)、更に、
前記デバイスが、無線ネットワーク内の通信のため前記パケットを用いる(712)、
デバイス。
【請求項6】
請求項5に記載のデバイスであって、前記プロセッサが、前記ショート・トレーニング・フィールド内の一群のビットの反復の最後の一つ又はそれ以上を無効にする、デバイス。
【請求項7】
請求項5に記載のデバイスであって、前記ロング・トレーニング・フィールドが、それぞれトーン[0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10,11、12、13、14、15、−16、−15、−14、−13、−12、−11、−10、−9、−8、−7、−6、−5、−4、−3、−2、−1]に対し、値[0、−1、−1、1、−1、1、1、−1、−1、1、1、−1、−1、1、0、0、0、0、0、1、−1、1、−1、1、1、1、1、1、1、1、1、−1]を含み、ここで、1又は−1の値はスケールファクタに基づいて調整可能である、デバイス。
【請求項8】
請求項5に記載のデバイスであって、前記プロセッサが、実数記号を処理する第1のロジック及び複素数記号を処理する第2のロジックを実行し、前記プロセッサが、前記第2のロジックへの電力を低減させる、デバイス。
【請求項9】
デバイスであって、
処理のための手段と、
前記処理手段に結合される情報を記憶するための手段とを含み、
前記処理手段が、同期化ヘッダーの一部としてショート・トレーニング・フィールドを及び前記同期化ヘッダーの一部としてロング・トレーニング・フィールドを含むパケットを生成し(710)、
前記デバイスが、無線ネットワーク内の通信のため前記パケットを用いる(712)を含む、デバイス。
【請求項10】
請求項9に記載のデバイスであって、一群のビットの最後の反復を無効にするための手段を更に含む、デバイス。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図3G】
【図3H】
【図3I】
【図3J】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図3G】
【図3H】
【図3I】
【図3J】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【公表番号】特表2013−503575(P2013−503575A)
【公表日】平成25年1月31日(2013.1.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−527087(P2012−527087)
【出願日】平成22年8月31日(2010.8.31)
【国際出願番号】PCT/US2010/047249
【国際公開番号】WO2011/026079
【国際公開日】平成23年3月3日(2011.3.3)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.イーサネット
2.GSM
3.フロッピー
【出願人】(507107291)テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッド (50)
【公表日】平成25年1月31日(2013.1.31)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年8月31日(2010.8.31)
【国際出願番号】PCT/US2010/047249
【国際公開番号】WO2011/026079
【国際公開日】平成23年3月3日(2011.3.3)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.イーサネット
2.GSM
3.フロッピー
【出願人】(507107291)テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッド (50)
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