低電力無線ネットワークにおける通信方法及び構成
【課題】１ＧＨｚまたはそれ以下の周波数帯域で動作する直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムを提供する。
【解決手段】物理層論理が、データストリームの部分を繰り返して、データストリームの検知及び復号を、受信デバイスがし易いようにする繰り返し論理を実装することができる。繰り返し論理は、トレーニングフィールドおよび／または信号フィールドを繰り返すプリアンブルリピータを含んでよい。繰り返し論理は、ペイロードを１回以上繰り返すペイロードリピータを含んでよい。送信デバイスからの通信を検知するために、繰り返されたプリアンブルシンボル同士を相関させる相関器を含む受信デバイスを含む。受信デバイスはさらに、データストリームのペイロードの複数の繰り返しに基づいて、通信信号からのデータストリームを補正する補正論理も含んでよい。
【解決手段】物理層論理が、データストリームの部分を繰り返して、データストリームの検知及び復号を、受信デバイスがし易いようにする繰り返し論理を実装することができる。繰り返し論理は、トレーニングフィールドおよび／または信号フィールドを繰り返すプリアンブルリピータを含んでよい。繰り返し論理は、ペイロードを１回以上繰り返すペイロードリピータを含んでよい。送信デバイスからの通信を検知するために、繰り返されたプリアンブルシンボル同士を相関させる相関器を含む受信デバイスを含む。受信デバイスはさらに、データストリームのペイロードの複数の繰り返しに基づいて、通信信号からのデータストリームを補正する補正論理も含んでよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は無線通信分野に係る。より詳しくは、実施形態は、無線を利用するトランスミッタとレシーバとの間の通信プロトコル分野に属する。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】複数の固定型または移動型の通信デバイスを含む、複数の通信デバイスを含む無線ネットワークの一例を示す実施形態である。
【図１Ａ】図１のショートトレーニングフィールドリピータ論理が生成する物理層プロトコルデータユニットの一実施形態である。
【図２】無線ネットワークにおける直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）に基づく通信を生成して送信する装置の一実施形態である。
【図３】図２に示すトランスミッタから通信を送信する際のフローチャートを示す。
【図４】図２に示すレシーバにおいて通信を受信する際のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
添付図面に示す新規な実施形態の詳細な記載を示す。しかし、提供される詳細の量は、記載される実施形態の予期される変形例を制限するものではなく、請求項及び詳細な記載は、全ての変形例、修正例、及び均等物を、添付請求項が定義する本教示の精神及び範囲内に属するものとする。以下の詳細な記載は、これら実施形態を当業者に理解してもらうことを目的にしている。
【０００４】
ここで利用される「１つの実施形態」「一実施形態」「例示的な実施形態」「様々な実施形態」といった言い回しは、記載される本発明の実施形態がある特定の特徴、構造、または特性を含むことを示しているが、必ずしも全ての実施形態がこの特定の特徴、構造、または特性を含む、ということではない。さらに、「一実施形態」といった言い回しが繰り返し利用されているからといって、これらは必ずしも同じ実施形態のことを言っている場合ではないが、そういう場合もある。
【０００５】
ここで利用されている、共通のオブジェクトを示す「第１」「第２」「第３」等の序数表現は、単に同様のオブジェクトの異なるインスタンスを示すために利用されており、そのオブジェクトが、時間的、空間的、ランク上、またの任意の方式の一定のシーケンスではなくてはならない、という意味ではない。
【０００６】
実施形態は、１ＧＨｚまたはそれ以下の周波数帯域で動作する直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムを含んでよい。多くの実施形態において、物理層論理が、データストリームの部分を繰り返して、受信デバイスがデータストリームを検知及び復号する能力を増すようにできる繰り返し論理を実装することができる。一部の実施形態では、繰り返し論理は、送信デバイスと受信デバイスとの間の通信チャネルを構築、維持する範囲を増大させることができる。多くの実施形態では、範囲の拡張は、キロメートルのオーダで行うことができる。
【０００７】
一部の実施形態では、繰り返し論理は、受信デバイスの相関器によってショートトレーニングフィールドの統合時間を長くして、受信デバイスが送信デバイスから通信信号を検知する能力を増大させるプリアンブルリピータを含んでよい。さらなる実施形態では、繰り返し論理は、２回から５回といった回数、ショートトレーニングフィールドを繰り返すプリアンブルリピータを含んでよい。さらなる実施形態では、繰り返し論理は、２回から５回といった回数、ロングトレーニングフィールドを繰り返すプリアンブルリピータを含んでよい。一部の実施形態では、繰り返し論理は、２回から５回といった回数、署名フィールドを繰り返すプリアンブルリピータを含んでよい。またさらなる実施形態では、繰り返し論理は、２回から５回といった回数、プリアンブルの、信号フィールドとペイロードとの間に、マルチストリームアンテナトレーニングのために存在している追加のロングトレーニングフィールドを繰り返すプリアンブルリピータを含んでよい。
【０００８】
一部の実施形態では、繰り返し論理は、ペイロードリピータを含んでよい。ペイロードリピータは、２回から５回といった、１以上の回数、ペイロードを繰り返すことができる。多くの実施形態では、ペイロードリピータは、インタリーブの前に、及び、マルチストリームの実施形態では、トランスミッタのデータストリームのストリームパースの前に、物理層デバイスのビットストリームのデータを繰り返すことができる。さらなる実施形態では、ペイロードリピータは、送信チェーンのＯＦＤＭシンボルを時間領域に変換する前または後に、送信チェーンでＯＦＤＭシンボルを繰り返してよい。他の実施形態では、ペイロードリピータは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃシステムの既存の符号化スキームに加えて、符号レートが１／４である二相位相変調方式（ＢＰＳＫ）等の新たな変調及び符号化スキームを実装することで、通信信号の送信でペイロードを効果的に繰り返すことができる。
【０００９】
他の実施形態は、複数のＳＴＦ、ＬＴＦ、及び／または、ＳＩＧシンボルを相関させて、送信デバイスから通信を検知する相関器を含む受信デバイスを含む。受信デバイスはさらに、データストリームのデータの複数の繰り返しに基づいて、通信信号からのデータストリームを補正する補正論理も含んでよい。一部の実施形態では、受信デバイスは、ショートトレーニングフィールドの繰り返しにより、初期パラメータ推定を実行することができる。さらなる実施形態では、受信デバイスは、ロングトレーニングフィールドの繰り返しにより、細かいパラメータ推定を行うことができる。
【００１０】
１ＧＨｚ及びそれ以下の周波数帯域では、利用可能な帯域幅が限られているので、２０、４０、８０、及び１６０ＭＨｚの帯域幅を利用するＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃのタイプのシステムが、一部の地理的領域には実施不可能な場合がある。多くの実施形態では、システムが、約１から１０ＭＨｚのオーダの帯域幅を有している。一部の実施形態では、８０２．１１ｎ／ａｃタイプのシステムは、より低い帯域幅を達成するためにダウンクロックされる場合がある。例えば多くの実施形態は、例えば２０、４０、８０、及び１６０ＭＨｚをＮで除算する、といったように、Ｎでダウンクロックされてよい（ここではＮを１０という値として、これにより、２、４、８、及び１６ＭＨｚ帯域幅のオペレーションとする）。別の方法の実施形態では、さらに、１ＭＨｚの帯域幅が実装されてもよい。一部の実施形態では、２、４、８、及び１６ＭＨｚ帯域幅のトーン・カウントがＩＥＥＥ８０２．１１ａｃシステムと同じであってもよいし、他の実施形態では、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃシステムから、例えばより低い帯域幅には不要なトーン・カウントを除去したような、異なるものであってもよい。
【００１１】
一部の実施形態では、屋内及び／または屋外の「スマート」グリッド及びセンササービス等が提供される場合もある。例えば一部の実施形態では、特定のエリア内の１または複数の家庭の電気、水、ガス、及び／または、その他の公共設備利用を計測して、これら公共サービスの利用状況を計測サブステーションへ無線で送信するためのセンサが提供される。更なる実施形態では、家庭のヘルスケア、クリニック、または病院においてセンサを利用して、患者のヘルスケア関連の事象及び目に見える兆候（例えば下がったことの検知、薬瓶の監視、重量の監視、睡眠時の無呼吸、血糖値レベル、心調律等）をモニタする。これらサービス用に設計される実施形態は概して、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃシステムで提供されるデバイスよりもデータレートがずっと低く、消費する電力もずっと低い（超低である）。
【００１２】
一部の実施形態では、この低いデータレート及び超低である消費電力要件を満たすための新たな特徴を有するＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃを再利用することにより、ハードウェア実装を再利用して、実装コストを削減している。更なる実施形態では、複数のストリームを利用可能としている。一部の実施形態では、マルチユーザ、多入力多出力（ＭＩＭＯ）を実装していないレガシーのトレーニングフィールド及びレガシーの署名を実装しないものもある。また、一部の実施形態はビームフォーミングを利用するものもある。
【００１３】
ここに記載する論理、モジュール、デバイス、及びインタフェースは、ハードウェア及び／またはコードで実装することができる機能を実行してよい。ハードウェア及び／またはコードは、関連機能を実施するよう設計されたソフトウェア、ファームウェア、マイクロコード、プロセッサ、状態マシン、チップセット、またはこれらの組み合わせを含んでよい。
【００１４】
実施形態によって無線通信を行いやすくなる。一部の実施形態では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、無線メトロポリタンエリアネットワーク（ＷＭＡＮ）、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）、セルラーネットワーク、ＩＥＥＥ（アイトリプルイー）８０２．１１―２００７、情報技術のためのＩＥＥＥ規格−システム間のテレコミュニケーション及び情報交換−ローカルエリアネットワーク及びメトロポリタンエリアネットワーク−特定の要件−パート１１：無線ＬＡＮ媒体クセス制御（ＭＡＣ）及び物理層（ＰＨＹ）仕様（http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.11-2007.pdf）、これらのデバイス間の相互作用を促すための、ネットワークにおける通信、メッセージングシステム、及びスマートデバイスが統合されていてよい。更に、１つのアンテナを利用する無線の実施形態があれば、複数のアンテナを利用する無線の実施形態があってもよい。
【００１５】
図１は、無線通信システム１０００の一実施形態を示している。無線通信システム１０００は、ネットワーク１００５に有線または無線で接続されている通信デバイス１０１０を含む。通信デバイス１０１０は、ネットワーク１００５経由で複数の通信デバイス１０３０、１０５０、及び１０５５と無線通信することができる。通信デバイス１０１０、１０３０、１０５０、及び１０５５には、センサ、ステーション、アクセスポイント、ハブ、スイッチ、ルータ、コンピュータ、ラップトップ、ノートブック、セルラーフォン、ＰＤＡ（携帯情報端末）、その他の無線利用可能なデバイスが含まれてよい。このように、通信デバイスはそれぞれ移動型であっても固定型であってもよい。一例として、通信デバイス１０１０は、ある範囲の家庭のための消費水量の計測サブステーションを含んでもよい。この範囲の各家庭に、通信デバイス１０３０等の通信デバイスが含まれていてよく、この通信デバイス１０３０が、利用水計測器に統合、連結されてよい。通信デバイス１０３０は定期的に、この計測サブステーションに通信を自分から働きかけ、水利用に関するデータを送信することができ、通信デバイス１０１０から十分な距離離れていてよい。
【００１６】
通信デバイス１０３０は、通信デバイス１０１０に通信を働きかける際に、ショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ）を複数回繰り返して、通信デバイス１０１０がＳＴＦを例えばプリアンブルリピータ１０３６により検知することのできる範囲を拡張することができる。一部の実施形態では、通信デバイス１０１０はさらに、シングルストリームについてロングトレーニングフィールド（ＬＴＦ）及び信号（ＳＩＧ）フィールドを繰り返し、マルチストリーム通信については更なるＬＴＦを繰り返す。ＬＴＦの繰り返しにより、周波数エラー、タイミングエラー、及びチャネル推定等の長距離通信のパラメータ推定を向上させることができる。
【００１７】
多くの実施形態では、通信デバイス１０３０は、さらに、ペイロード（例えば水利用に関するデータ）を、ペイロードリピータ１０４２により複数回繰り返して、通信デバイス１０１０によるデータ復号を促すことができる。プリアンブルリピータ１０３６及びペイロードリピータ１０４２は、一般的には、物理層の繰り返し論理と称される場合がある。
【００１８】
通信デバイス１０１０は、通信デバイス１０３０から送信された複数のＳＴＦのうち１つのＳＴＦを検知するために、受信した信号を統合する相関器を含んでよい。通信デバイス１０１０は、ペイロードの複数のコピーを利用して、ペイロードの正確な表現を決定する補正論理１０２６を含んでよい。
【００１９】
更なる実施形態では、通信デバイス１０１０は、データオフロードを行うことができる。例えば、低電力センサである通信デバイスが、Ｗｉ−Ｆｉ等を介して、別の通信デバイス、セルラーネットワーク等との通信用にデータオフロードスキームを含むことで、計測ステーションへのアクセスのための待ち時間における、及び／または、帯域幅の益々増えた用途における消費電力を低減させることが可能となる。計測ステーション等のセンサからデータを受信する通信デバイスも、Ｗｉ−Ｆｉを介して、別の通信デバイス、セルラーネットワーク等との通信用にデータオフロードスキームを含むことで、ネットワーク１００５の混雑度合いを低減させることが可能となる。
【００２０】
ネットワーク１００５は、複数のネットワークの間の相互接続を表していてよい。例えばネットワーク１００５は、ワイドエリアネットワーク（例えばインターネットまたはイントラネット）と連結して、１以上のハブ、ルータ、またはスイッチを介して有線または無線で相互接続されているローカルデバイス間を相互接続することができる。この実施形態では、ネットワーク１００５は、通信デバイス１０１０、１０３０、１０５０、及び１０５５を通信可能に連結する。
【００２１】
通信デバイス１０１０及び１０３０は、メモリ１０１１及び１０３１、媒体クセス制御（ＭＡＣ）サブレイヤ論理１０１８及び１０３８、並びに、物理層論理１０１９及び１０３９をそれぞれ含んでいる。メモリ１０１１、１０３１（例えばダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）である）は、フレーム、プリアンブル、及びプリアンブル構造、またはこれらの一部を格納してよい。フレーム（ＭＡＣ層プロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）とも称される）及びプリアンブル構造によって、送信デバイスと受信デバイスとの間の同期通信を構築したり維持したりすることができる。
【００２２】
ＭＡＣサブレイヤ論理１０１８、１０３８はフレームを生成してよく、物理層（ＰＨＹ）論理１０１９は、フレームに基づいて物理層データユニット（ＰＰＤＵ）を生成することができる。より詳しくは、フレーム構築器１０１２及び１０３２がフレームを生成してよく、物理層論理１０１９のデータユニット構築器１０１３及び１０３３がＰＰＤＵを生成してよい。データユニット構築器１０１３及び１０３３は、フレーム構築器１０１２及び１０３２が生成するフレームを含むペイロードをカプセル化することでＰＰＤＵを生成して、それぞれアンテナアレイ１０２４及び１０４４並びに１以上のＲＦチャネルを介して送信するためのペイロードを初めに付けることができる。
【００２３】
データユニット構築器１０１３及び１０３３は、それぞれプリアンブルリピータ１０１６及び１０３６を含んでよい。プリアンブルリピータ１０１６及び１０３６は、通信デバイス１０１０及び１０３０等のデバイス間の範囲の拡張された通信を促進することができる。プリアンブルリピータ１０１６、１０３６は、複数の連結されたＳＴＦのシーケンスで（一部の実施形態では、ロングトレーニングフィールド（ＬＴＦ）及び信号フィールドで）プリアンブルを生成することができる。例えば、プリアンブルリピータ１０１６、１０３６は、５つの連結されたＳＴＦのシーケンス等を有するプリアンブルを含むＰＰＤＵを生成することができる。一部の実施形態では、プリアンブルリピータ１０１６、１０３６は、５つのＳＴＦ、５つのＬＴＦ、及び５つの信号フィールドを含むＰＰＤＵのプリアンブルを生成することができる。他の実施形態では、ＰＰＤＵのプリアンブルに含まれるＳＴＦ、ＬＴＦ、及び信号フィールドの数が上述したものと異なっていてもよい。
【００２４】
通信デバイス１０１０、１０３０、１０５０、及び１０５５は、それぞれ、例えばトランシーバ（ＲＸ／ＴＸ）１０２０及び１０４０等のトランシーバ（ＲＸ／ＴＸ）を含んでよい。多くの実施形態では、トランシーバ１０２０及び１０４０は、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）を実装している。ＯＦＤＭは、複数のキャリア周波数にデジタルデータを符号化する方法である。ＯＦＤＭは、デジタルマルチキャリア変調方法として利用される周波数分割多重化スキームである。多数の空間的に密な直交サブキャリア信号が、ＯＦＤＭシンボルであるデータの搬送に利用される。ＯＦＤＭシンボルは、サブキャリアごとに１つ、といったように、複数の並列データストリームまたはチャネルに分割される。各サブキャリアは、低いシンボルレートの変調スキームで変調され、同じ帯域幅の従来のシングルキャリア変調スキームと、全体としては同様のデータレートを保つことができる。
【００２５】
ＯＦＤＭシステムでは、データ、パイロット、ガード、及びヌル化（nulling）を含む機能のために、幾つかのキャリア、または「トーン」が利用される。データトーンは、チャネルのうちいずれかを介してトランスミッタとレシーバとの間で情報を転送させるために利用される。パイロットトーンは、チャネル維持に利用され、時間／周波数及びチャネルトラッキングに関する情報を提供することができる。ガードトーンは、送信中に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）シンボル等のシンボルの間に挿入されることで、マルチパスの歪みにつながりかねないシンボル間干渉（ＩＳＩ）を起こさないようにすることができる。このガードトーンは、更に、信号をスペクトルマスクに則ったものとする手助けも行う。更に、直流成分（ＤＣ）をヌルにする（ヌル化）機能によって、ダイレクトコンバージョン方式のレシーバの設計を簡略化することができる。
【００２６】
各トランシーバ１０２０、１０４０は、ＲＦトランスミッタとＲＦレシーバとを含む。本実施形態では、各ＲＦトランスミッタは、ペイロードリピータ１０２２、１０４２を含み、各ＲＦレシーバは、補正論理１０２６、１０４６を含む。ペイロードリピータ１０２２、１０４２は、ＰＰＤＵの送信においてペイロードの繰り返しを含む論理を含んでよい。一部の実施形態では、ペイロードリピータ１０２２、１０４２は、ビットストリームがインタリーバに入る前に、及び、マルチビットストリームの場合には、ビットストリームがストリームパーサに入る前に、ビットストリームにデータの繰り返しを連結するベクトル繰り返し論理を含んでよい。
【００２７】
更なる実施形態では、ペイロードリピータ１０２２、１０４２は、送信チェーンのシンボルを変換する前には周波数領域に、または、この変換の後には時間領域に、１を超える数のシンボルの繰り返しを送信チェーンに作成するシンボル繰り返し論理を含んでよい。他の実施形態では、ペイロードリピータ１０２２、１０４２は、新たな変調及び符号化スキームを含んでよい。新たな変調及び符号化スキームは、１／４の符号レートの二相位相変調方式（ＢＰＳＫ）を含み、符号空間でペイロードを効果的に繰り返すことができる。
【００２８】
補正論理１０２６、１０４６は、レシーバに、通信信号のペイロードの繰り返しを有効活用する論理を提供することができる。特に、補正論理１０２６、１０４６は、送信されるペイロードの正確なバージョンを決定するために、受信されたペイロードの複数のバージョンを比較することができる。更なる実施形態では、補正論理１０２６、１０４６は、１／４の符号レートのＢＰＳＫで、トランスミッタからの通信信号の復調を行うことができる。
【００２９】
図１は、４つの空間ストリーム等の多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムを含む複数の異なる実施形態を示しており、これには、最新ではないシステム（degenerate systems）が含まれていてもよい。つまり、最新ではないシステムとは、１以上の通信デバイス１０１０、１０３０、１０５０、及び１０５５が、単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）システム、単一入力多出力（ＳＩＭＯ）システム、及び、多入力単一出力（ＭＩＳＯ）システムを含む、単一のアンテナを有するレシーバ及び／またはトランスミッタを含むようなものである。図１の無線通信システム１０００は、ＩＥＥＥ（アイトリプルイー）８０２．１１ａｈシステムであることが意図されている。同様に、デバイス１０１０、１０３０、１０５０、及び１０５５も、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈデバイスとして意図されている。
【００３０】
本実施形態では、アンテナアレイ１０２４は、個々に別々に励起することができるアンテナエレメントのアレイである。アンテナアレイ１０２４のエレメントが受けた信号により、アンテナアレイ１０２４は、１つから４つの空間チャネルを放出することができる。このようにして形成された各空間チャネルは、通信デバイス１０３０、１０５０、及び１０５５の１以上に情報を搬送することができる。同様に、通信デバイス１０３０も、通信デバイス１０１０との間で信号を送受信するトランシーバ１０４０を含む。トランシーバ１０４０は、アンテナアレイ１０４４を含んでよく、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈデバイスとも通信することができる。
【００３１】
図１Ａは、図１の通信デバイス１０１０、１０３０、１０５０、及び１０５５等の無線通信デバイス間の通信を構築するための、プリアンブル構造１０６２を含む物理層プロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ）１０６０の一実施形態である。ＰＰＤＵ１０６０はプリアンブル構造１０６２を含んでよく、プリアンブル構造１０６２では、単一の多入力多出力（ＭＩＭＯ）ストリームのための直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）トレーニングシンボルの次に信号フィールドが続いており、次に更なるＭＩＭＯストリーム用の更なるＯＦＤＭトレーニングシンボルが続いており、プリアンブル構造１０６０の後にはデータ１０７２ペイロードが含まれている場合もある。具体的には、ＰＰＤＵ１０６０では、ショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ）１０６４の後にＳＴＦのＸ個の繰り返し１０６５が続き、ロングトレーニングフィールド（ＬＴＦ）１０６６の後にＸ個のＬＴＦの繰り返し１０６７が続き、信号フィールド（ＳＩＧ）１０６８の後にＸ個のＳＩＧフィールドの繰り返し１０６９が続いていてよく、一部の実施形態では、更なるＬＴＦ等の更なるフィールド１０７０を設けることで、複数のストリームをサポートしてもよい。プリアンブル構造１０６２の後には、ＰＰＤＵ１０６０のペイロードであるデータ１０７２が続いていてよい。
【００３２】
ＳＴＦ１０６４は、長さが０．８マイクロ秒（μｓ）×Ｎであってよい１０個等の数のショートトレーニングシンボルを含んでよく、ここでＮは、２０ＭＨｚのチャネル間隔のダウンクロック係数を表す整数である。例えば、１０ＭＨｚのチャネル間隔では、タイミングが２倍となる。２０ＭＨｚのチャネル間隔におけるＳＴＦ１０６４の時間フレーム全体は、８μｓ×Ｎとなる。ＳＴＦ＊Ｘ１０６５は、１から４の、ＳＴＦ１０６４の更なる繰り返しを含み、総時間フレームは、８μｓ×Ｎ×Ｘとなる。一部の実施形態では、プリアンブル構造１０６２は、ＳＴＦ１０６４の繰り返しのみを含み、ＬＴＦ１０６６及びＳＩＧフィールド１０６８の繰り返しは含まなくてもよい。更なる実施形態では、プリアンブル構造１０６２は、ＬＴＦ１０６６及び／またはＳＩＧフィールド１０６８の繰り返しを含んでいる。これは図１Ａに示されている。
【００３３】
ＬＴＦ１０６６は、ガードインターバル（ＧＩ）シンボルと２つのロングトレーニングシンボルとを含む。ガードインターバルシンボルは、１．６μｓ×Ｎの期間を有してよく、各ロングトレーニングシンボルは、２０ＭＨｚチャンル間隔の場合に３．２μｓ×Ｎの期間を有してよい。２０ＭＨｚチャネル間隔の場合のＬＴＦ１０６６の時間フレーム全体は、８μｓ×Ｎとなる。ＬＴＦ＊Ｘ１０６７は、１から４の、ＬＴＦ１０６６の更なる繰り返しを含み、総時間フレームは、８μｓ×Ｎ×Ｘとなる。
【００３４】
ＳＩＧフィールド１０６８は、０．８μｓ×Ｎのガードインターバル（ＧＩ）シンボルと、７．２μｓ×Ｎの信号フィールドシンボルとを含んでよい。更なるフィールド１０７０は、必要な場合に、２０ＭＨｚの場合に４μｓ×Ｎで更なるＭＩＭＯストリームに１以上のＬＴＦシンボル等を含んでよい。一部の実施形態では、更なるフィールド１０７０は、さらに、プリアンブル構造１０６２で１以上の回数繰り返すことができる。例えば、更なるフィールド１０７０は、マルチストリームアンテナトレーニングについて更なるＬＴＦシンボルを含むことができ、これらの更なるＬＴＦシンボルは、ＬＴＦシンボルごとに４μｓ×Ｎの期間にＸ回繰り返されてよい。
【００３５】
データ１０７２は、１以上のＭＡＣサブレイヤプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）を含んでよく、１以上のＧＩを含んでよい。例えば、データ１０７２は、２０ＭＨｚチャネル間隔で０．８μｓ×ＮのＧＩシンボルと、その後に、２０ＭＨｚチャネル間隔で３．２μｓ×Ｎのペイロードデータを含む１以上のシンボルのセットを含んでよい。
【００３６】
物理層及びＭＡＣサブレイヤのための論理はトランシーバと相互接続された別個のユニットとして描かれているが、一部の実施形態では、論理は、同じ機能を実施する１以上の他のデバイスと統合されていてもよい。
【００３７】
図２は、無線ネットワークにおける直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）に基づく通信を送信する装置の一実施形態である。装置は、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）サブレイヤ論理２０１及び物理層論理２０２に連結されたトランシーバ２００を含む。ＭＡＣサブレイヤ論理２０１はフレームを生成し、物理層論理２０２は、フレーム（ＭＰＤＵ）をプリアンブルにカプセル化して、トランシーバ２００を介して送信する物理層プロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ）を生成することができる。例えばフレーム構築器は、フレームが管理、制御またはデータフレームであるかを指定するタイプフィールドと、そのフレームの機能を特定するサブタイプフィールドとを含むフレームを生成してよい。制御フレームは、「送信準備済み」または「クリアトゥセンド」フレームを含んでよい。管理フレームは、ビーコン、プローブ応答、アソシエーション応答、及び、リアソシエーション応答フレームタイプを含んでよい。そしてデータタイプフレームは、データ送信するよう指定されている。
【００３８】
物理層論理２０２のプリアンブルリピータ２０３は、ＰＰＤＵのプリアンブルのＳＴＦ、ＬＴＦ、及び／または、ＳＩＧフィールドを１以上の回数繰り返して、受信デバイスがプリアンブルを検知及び復号できる範囲を拡張することができる。例えば、範囲拡張は、ＳＴＦで利用されるシーケンス数を拡張することにより可能となる。新たなＳＴＦは、複数の時間領域波形セットを連結することで生成することができる。ＳＴＦの時間領域シーケンスは、時間領域で以下のようにして得ることができる。
【数Ａ】
ここで、ＮＴｘは、送信アンテナ数であり、
【数Ｂ】
は、ＳＴＦペイロードのトーン数であり、ｗ（ｔ）はウィンドウ関数であり、γｋは、回転関数であり、ＮＳＲは、最高データサブキャリアであり、ｋはサブキャリアインデックスであり、Δｋは、サブキャリア周波数間隔である。
【００３９】
一部の実施形態では、ＳＴＦの時間領域シーケンスのうち３から５までが連結されてよい。従って、拡張されたＳＴＦは、複数のシンボル（上で定義した時間領域シーケンス）を連結することで生成可能である。３つのシンボルにより、２ＭＨｚで１６０サンプルシーケンスの全部で１２回の繰り返しが提供されてよい。５つのシンボルまでで、１６０サンプルシーケンスの２０回の繰り返しが提供されてよい。時間領域シーケンスを３回繰り返す場合、最後のＳＴＦは以下で与えられる。
【数Ｃ】
【００４０】
トランシーバ２００は、レシーバ２０４とトランスミッタ２０６とを含む。トランスミッタ２０６は、符号器２０８、インタリーバ２０９、変調器２１０、ＯＦＤＭモジュール２１２、及びペイロードリピータ２０７の１以上を含んでよい。なお、一部の実施形態ではプリアンブルリピータ２０３は含まれているが、ペイロードリピータ２０７は含まれていない。
【００４１】
トランスミッタ２０６の符号器２０８は、物理層論理２０２から送信するべきデータを受信する。物理層論理２０２は、データのバイト等のブロックまたはシンボルでデータをトランシーバ２００に提示することができる。符号器２０８は、現在公知のまたは開発中の複数のアルゴリズムのうちのいずれかを利用してデータを符号化することができる。符号化は、複数の異なる目的のうちの１以上を達成することを目的として行われてよい。例えば、符号化は、送信される情報の各シンボルを転送するために送信されねばならない平均ビット数を低減させるために行うことができる。符号化は、レシーバでのシンボル検知にエラーが生じる確率を下げるために行うこともできる。符号器によって、データストリームには冗長性が追加される。冗長性を追加することで、情報を送信する際に必要となるチャネル帯域幅は増えるが、エラーは少なくなり、送信信号を低電力で送信することができるようになる。符号化には、更にセキュリティのための暗号化も含まれてよい。
【００４２】
本実施形態では、符号器２０８が、バイナリ畳み込み符号化（ＢＣＣ）または低密度パリティ検査符号化（ＬＤＰＣ）その他の符号化を実装してもよい。符号器２１０の出力は、１以上のデータストリームを介してインタリーバ２０９に供給される。一部の実施形態では、ストリームパーサは、符号器２０８とインタリーバ２０９との間に存在して、データを複数のデータストリームへとパースすることができる。
【００４３】
多くの実施形態では、ペイロードリピータ２０７は、符号器２０８とインタリーバ２０９との間に配置または実装されて、データストリームの繰り返しを生成して、物理層論理２０２のＰＰＤＵのペイロードについて隣接した繰り返しを効果的に生成することができる。一部の実施形態では、ペイロードリピータ２０７は、繰り返しコードを含んでよい。本実施形態では、インタリーバ２０９のすぐ前のビットストリームのデータを繰り返す。更なる実施形態では、繰り返されるデータのシーケンスビットは、逆の順序にすることもできる。この方法により、同じ符号化されたビットを、送信パケットの異なる周波数ビンに異なる時点で置くことにより、パフォーマンスを上げることができるようになる。これにより、周波数及び時間両方のダイバーシティが達成される。
【００４４】
インタリーバ２０９は、データストリームのビットをインタリーブするが、これは、この段階でしばしば、レシーバの復号器に隣接するノイズを有する長いビットシーケンスが入らないようにする空間ストリームと称される場合がある。インタリーバ２０９は、バッファ、キャッシュ、またはその他のメモリ等のメモリの行にデータを格納することにより、データストリームのデータビットをインタリーブすることができる。インタリーバ２０９は、データの各列を出力する。列には、メモリに格納されているデータの各行のデータビットが含まれてよい。行列の数は、サブキャリアの数、及び、各空間ストリームのキャリア（Ｎｂｐｓｃｓ）ごとの符号化されたビットの数に応じて決定されてよい。
【００４５】
トランスミッタ２０６の変調器２１０は、インタリーバ２０９からデータを受信する。変調器２１０の目的の１つに、符号器２０８から受信するバイナリデータの各ブロックを、アップコンバージョン及び増幅時にアンテナが送信可能な固有の連続時間波形に変換する、というものがある。変調器２１０は、受信したデータブロックが、選択された周波数の正弦曲線になるように、電圧を加える（impress）。具体的には、変調器２１０は、データブロックを、正弦曲線の、対応する離散した振幅のセット、または、正弦曲線の離散した位相のセット、または、正弦曲線の周波数に対する離散した周波数シフトのセットにマッピングする。変調器２１０の出力は、バンドパス信号である。
【００４６】
一実施形態では、変調器２１０は、情報シーケンスからの２つの別個のｋビットのシンボルに電圧を加えて２つの直交キャリア（ｃｏｓ（２πｆｔ）及びｓｉｎ（２πｆｔ））にする直交振幅変調（ＱＡＭ）を実施することができる。ＱＡＭは、２つのキャリア波の振幅を、振幅偏移変調（ＡＳＫ）デジタル変調スキームを利用して変更する（変調する）ことにより、２つのデジタルビットストリームを伝達する。２つのキャリア波は、互いに対して９０度位相がずれているので、直交キャリアまたは直交コンポーネントと称される。変調された波同士を合計して形成される波形は、ＰＳＫ（位相変調方式）とＡＳＫ（振幅偏移変調方式）両方の組み合わせとなる。少なくとも２つの位相及び少なくとも２つの振幅、という有限数の位相及び振幅が利用可能となる。
【００４７】
一部の実施形態では、変調器２１０は、四位相偏移変調（ＱＰＳＫ）と称される、円の周りに均等間隔に設けられた４信号点配置図を利用して、符号器２０８から受信するデータのブロックをマッピングする。４つの位相により、ＱＰＳＫはシンボルごとに２つのビットを符号化することができる。
【００４８】
別の実施形態では、変調器２１０は、符号器２０８から受信したデータのブロックを、Ｉチャネル（「同位相」）と、Ｑチャネル（「直交位相」）と称される２つのチャネルまたはストリームに交互にマッピングするが、これはＳＱＰＳＫ（staggered quadrature phase-shift keying：スタッガード四相位相変調）と称されている。ＳＱＰＳＫは、信号キャリア波位相遷移が一度につき９０度または１／４サイクルであるような位相変調方式（phase-shift keying）である。９０度の位相シフトは、直角位相として知られている。単一の位相の遷移は、９０度を超えない。ＳＱＰＳＫでは、０、＋９０、−９０、１８０度という４つの状態が存在している。
【００４９】
また別の実施形態では、変調器２１０は、符号器２０８から受信するデータブロックを、キャリアの離散した位相のセットへとマッピングして、ＰＳＫ信号（位相変調された信号）を生成する。入力シーケンスのｋ＝ｌｏｇ２Ｎ個のバイナリディジットのブロックを、Ｎ個の対応する位相θ＝２π（ｎ−１）／ｎのうちのいずれかにマッピングすることで、Ｎ位相のＰＳＫ信号を生成する（ｎは、Ｎ以下の正の整数である）。この結果生成される均等物であるローパス信号は、
【数Ｄ】
として表すことができる。ここでｇ（ｔ−ｎＴ）は、例えばシンボル間干渉を低減させることで、レシーバで正確に検知される確率が向上するように最適化された形状を有する基本パルスである。このような実施形態では、ＰＳＫの最も簡単な形態であるＢＰＳＫが利用されてよい。ＢＰＳＫは、１８０度で分離された２つの位相を利用しており、復調器が不正確な決定を生じてしまうような最高レベルのノイズまたは歪みをとることから、全てのＰＳＫのうち最もロバストであるといえる。ＢＰＳＫでは、信号位相に２つの状態（０及び１８０度）がある。通常、データは変調前に別々に符号化される。
【００５０】
図２の変調器２１０は、ペイロードリピータ２０７に連結されており、一部の実施形態における、範囲を拡張する目的で１以上の回数データストリームのデータを効果的に繰り返す更なる変調及び符号化スキームを含むものとして示されている。この実施形態では、ペイロードリピータ２０７は、符号レートが１／４のＢＰＳＫの実装を表している。この変調及び符号化スキームは、強いコード（strong code）の利点を持つので、周波数及び時間のダイバーシティおよび符号化利得を向上させることができる。一実施形態では、コードは、１３５、１３５、１４７、及び１６３（オクテット単位）というジェネレータで形成される。比較すると、現在のレートでは１／２コードの自由距離は１０であり、この新たなレートでは１／４コードの自由距離は２０である。従って、この新たなコードを利用すると自由距離が二倍にある。
【００５１】
変調器２０９の出力は、ＯＦＤＭモジュール２１２に供給される。ＯＦＤＭモジュール２１２は、時空ブロック符号化（ＳＴＢＣ）モジュール２１１、デジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）モジュール２１４、及び、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）モジュール２１５を含んでよい。ＳＴＢＣモジュール２１１は、変調器２０９から、１以上の空間ストリームに対する配置点を受信して、この空間ストリームを、より多い数の時空ストリーム（一般的にはデータストリームと称される）に拡散することができる。空間ストリームの数が時空ストリームの最大数であるような実施形態では、ＳＴＢＣ２１１を、空間ストリームを通るように制御することができる。さらなる実施形態ではＳＴＢＣを省くこともできる。
【００５２】
ＯＦＤＭモジュール２１２は、ＯＦＤＭシンボルとして形成された変調されたデータに電圧を加えて（impress）複数の直交サブキャリアにマッピングする。一部の実施形態では、ＯＦＤＭ２１２が、デジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）モジュール２１４を含む。デジタルビームフォーミング技術を利用して、無線システムの効率及びキャパシティを増加させることができる。一般的には、デジタルビームフォーミングでは、アンテナエレメントアレイが送受信する信号に対して、デジタル信号処理アルゴリズムが利用される。例えば、複数の空間チャネルが形成されてよく、各空間チャネルは、個々にステアリングされて、複数のユーザ端末それぞれから送受信される信号電力を最大化することができる。更に、デジタルビームフォーミングは、マルチパスフェージングを最小限に抑えたり、同一チャネル干渉を拒絶したりするために利用することもできる。
【００５３】
ＯＦＤＭモジュール２１２はさらに、ＯＦＤＭシンボルに逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）を行う逆フーリエ変換モジュールを含んでもよい。ペイロードリピータ２０７は、ＳＴＢＣ２１１とＩＦＦＴ２１５との間で、周波数領域のデータストリームに対してＯＦＤＭシンボルを３から５つ繰り返すことで（例えば、各ＯＦＤＭシンボルが、変調器２１０の後に設けられるトランスミッタブロックの最後で繰り返されるように繰り返すことで）、繰り返しコードのペイロードの削除及び復号性能を向上させることができる。一部の実施形態では、この繰り返しは、１／２の符号レートのＢＰＳＫ変調と称されているＭＣＳ０構成でのみ実装されている。この方法により、組み合わせられたシンボルの信号対雑音比（ＳＮＲ）を、１つの信号シンボルについて３デシベル（ｄＢ）程度も向上させることができる。シンボルは、送信チェーンの付近及び最終部分で繰り返されるので、同じビットが同じ周波数ビンに収まり、シンボル同士は時間的に隣り合わせに配置される。他の実施形態では、生成されるシンボルの繰り返し数はこれより多くても少なくてもよい。
【００５４】
本実施形態では、ＩＤＦＴは、ＩＦＦＴモジュール２１５を含んで、ＩＦＦＴをデータに行ってよい。例えば１ＭＨｚの帯域幅オペレーションでは、ＩＦＦＴモジュール２１５は、３２ポイントの逆ＦＦＴをデータストリームに行ってよい。
【００５５】
ペイロードの削除及び復号性能を向上させるための、周波数領域の繰り返しに代わる方法として、ペイロードリピータ２０７は、ＩＦＦＴ２１５と例えばガードインターバル挿入との間で、時間領域のデータストリームに対してＯＦＤＭシンボルを３から５つ繰り返すこともできる。この方法でも、変調器２１０の後に設けられるトランスミッタブロックの付近または最終部分で、各ＯＦＤＭシンボルが繰り返されることには変わりがない。一部の実施形態では、この繰り返しは、１／２の符号レートのＢＰＳＫ変調についてのみ実装されている。
【００５６】
ＩＦＦＴモジュール２１５の出力は、より高いキャリア周波数にアップコンバージョンされてよい、あるいは、アップコンバージョンと統合して行うこともできる。送信前に信号をより高い周波数にシフトさせることにより、実際的な次元のアンテナアレイを利用することができるようになる。つまり、送信周波数が高くなるとアンテナを小型化することができるようになる。このような理由から、アップコンバータを利用して、変調された波形を正弦曲線で乗算して、該波形の中央周波数と正弦曲線の周波数との合計であるキャリア周波数の信号を得る。演算は三角関数の公式（ｓｉｎＡｃｏｓＢ＝１／２［ｓｉｎ（Ａ＋Ｂ）＋ｓｉｎ（Ａ−Ｂ）］）に基づいている。
【００５７】
周波数の合計（Ａ＋Ｂ）の信号を通過させて、周波数の差分（Ａ−Ｂ）の信号はフィルタリングして除く。このようにして、バンドパスフィルタは、送信する情報（キャリア（合計）周波数を中心に集まる）以外は全てフィルタリングにより除去することができて理想的である。
【００５８】
トランシーバ２００は更に、アンテナアレイ２１８に接続されたダイプレクサ２１６を含むことができる。従って本実施形態では、１つのアンテナアレイを送信及び受信両方に兼用する。送信時には、信号はダイプレクサ２１６を通過して、アップコンバージョンされた情報を含む信号ｘでアンテナが駆動される。送信中に、ダイプレクサ２１６は、送信信号がレシーバ２０４に入らないようにする。受信時には、アンテナアレイが受信する、情報を含む信号は、ダイプレクサ２１６を通過して、アンテナアレイからレシーバ２０４へと伝達される。ダイプレクサ２１６は、次に、受信した信号がトランスミッタ２０６に入らないようにする。このように、ダイプレクサ２１６は、アンテナアレイエレメントのレシーバ２０４及びトランスミッタ２０６に対する接続を交互に切り替えるスイッチとして動作する。
【００５９】
アンテナアレイ２１８は、情報を含む信号を、レシーバのアンテナが受信可能な、時変、空間分布電磁エネルギー（time-varying, spatial distribution of electromagnetic energy）として放射する。次にレシーバは、受信した信号の情報を抽出することができる。アンテナエレメントのアレイは、システムパフォーマンスを最適化するためにステアリングすることのできる複数の空間チャネルを生成することができる。受信アンテナで放射パターンを有する複数の空間チャネルは、相互に、それぞれ異なる空間チャネルに分割することができる。従って、アンテナアレイ２１８の放射パターンは、高度な選択が可能である。アンテナアレイ２１８は、プリント回路基板のメタライゼーション技術を利用して実装することができる。アンテナアレイ２１８の候補となる例には、マイクロストリップ、ストリップライン、スロットライン、及びパッチ等がある。
【００６０】
トランシーバ２００は、情報を含む信号を受信、変調、及び復号するレシーバ２０４を含んでよい。レシーバ２０４は、ＳＴＦ、ＬＴＦ、及び／またはＳＩＧシンボルの繰り返し等の、プリアンブルの繰り返しシンボルを活用することのできる相関器２２３を含む。相関器２２３は、入力信号を、繰り返されるシンボルに関して長くなった（または拡張された）期間にわたって統合して、トランスミッタ２０６等のトランスミッタからの通信信号のプリアンブルを検知することで、繰り返されたシンボルを活用することができる。相関器２２３は、ＳＴＦ、ＬＴＦ、及び／または信号フィールドシンボルの繰り返しを、ＳＴＦ、ＬＴＦ、及び信号フィールドの既知のシーケンスと比較して、通信信号のプリアンブルを特定することで通信信号を検知することができる。
【００６１】
例えば、農場（farm）用のＩＥＥＥ８０２．１１ａｈに準拠しているデータ収集局は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈに準拠している統合型の無線通信デバイスを有する低電力センサからデータを定期的に受信することができる。センサは、一定の期間、低電力モードに入って、データを収集するために定期的に起動して、センサが収集したデータを送信するために、定期的にデータ収集局と通信することができる。多くの実施形態では、センサは、ＳＴＦシーケンスの３から５個の繰り返しでプリアンブルを決定する。一部の実施形態では、センサはさらに、ペイロードの繰り返しでＰＰＤＵを生成することで、センサが収集したデータの検知及び復号化性能を高める。データ収集局の相関器２２３は、次に、プリアンブルの３から５個の繰り返しを、ＳＴＦ、ＬＴＦ、及び／または信号フィールドの既知のシーケンスと比較して、センサからの送信の受信を検知してよい。
【００６２】
レシーバ２０４は、ＯＦＤＭモジュール２２２、復調器２２４、デインタリーバ２２５、復号器２２６、及び、補正論理２３０のうち１以上を含んでよい。ＯＦＤＭ２２２は、複数のサブキャリアから信号情報をＯＦＤＭシンボルとして抽出して、この上に、情報を含む信号を変調する。
【００６３】
ＯＦＤＭモジュール２２２は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）モジュール２１９、ＤＢＦモジュール２２０、及びＳＴＢＣモジュール２２１を含んでよい。受信された信号は、アンテナモジュール２１８からＦＦＴモジュール２１９へと供給され、通信信号が時間領域から周波数領域へと変換される。一部の実施形態では、補正論理２３０は、ペイロードシンボルの複数の繰り返しを受信して、ＦＦＴモジュール２１９の前または後に、レシーバ２１４が受信したシンボルの繰り返しに基づいてシンボル内のエラーを解消してエラー補正が行われたシンボルを決定する。ＤＢＦモジュール２２０は、Ｎ個のアンテナ信号をＬ個の情報信号に変換する。ＳＴＢＣモジュール２２１は、時空ストリームからのデータストリームを空間ストリームに変換することができる。一実施形態では、ＦＦＴの出力データに、平行して復調を実行する。別の実施形態では、別の復調器２２４が復調を別個に行う。
【００６４】
復調器２２４は空間ストリームを復調する。復調とは、空間ストリームからデータを抽出して、変調されていない（demodulated）空間ストリームを生成する処理のことである。復調方法は、その情報を受信キャリア信号上に変調した方法に応じたものであってよく、これに関する情報は、通信信号に含まれている送信ベクトル（ＴＸＶＥＣＴＯＲ）に含まれている。従って、例えば変調がＢＰＳＫである場合には、復調は、位相検知を行い、位相情報をバイナリシーケンスに変換する処理となる。本実施形態では、復調器２２４が補正論理２３０に連結されており、復調器２２４が、既存の符号化スキームであるＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃシステムに加えて、新たな変調及び符号化スキームである、符号レートが１／４のＢＰＳＫをも復調することができる論理を含んでいることを示している。
【００６５】
復調器２２４は、情報ビットシーケンスをデインタリーバ２２５に提供する。デインタリーバ２２５は、データビット列を格納して、データ行を除去することで、データをデインタリーブすることができる。一部の実施形態では、補正論理２３０は、デインタリーバ２２５から出力された後のデータストリームのデータの繰り返しにエラー補正を行うことができる。
【００６６】
復号器２２６は、復調器２２４から受信したデータを復号して、復号された情報であるＭＰＤＵを物理層論理２０２に送信する。一部の実施形態では、補正論理２３０は、データストリームに対してエラー補正を行うことができる。
【００６７】
当業者であれば、トランシーバが、図２には不図示である複数の更なる機能を含むことができ、レシーバ２０４及びトランスミッタ２０６が、１つのトランシーバにパッケージ化されるのではなく、別個のデバイスであってもよいことを理解する。例えばトランシーバの実施形態には、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、参照オシレータ、フィルタリング回路、空間マッパー、循環シフト挿入モジュール、ガードインターバル挿入モジュール、同期回路、またおそらくは複数の周波数変換段階及び複数の増幅段階等が含まれてよい。更に、図２に示す機能の一部を統合することもできる。例えばデジタルビームフォーミングは、直交周波数分割多重と統合されてもよい。
【００６８】
多くの実施形態では、ペイロードリピータ２０７は、インタリーバ２０９の前、変調器２１０内、またはＩＦＦＴ２１５の前または後などのＯＦＤＭ２１２内、に、データストリーム内のある位置に実装されてよい。他の実施形態では、ペイロードリピータ２０７は、データストリームにおける２以上の位置に実装することもできる。同様に、一部の実施形態では、補正論理２３０は、ＦＦＴ１２９の前、ＦＦＴ２１９の後、変調器２２４内、またはデインタリーバ２２５の後、といった場所に実装することができる。他の実施形態では、補正論理２３０は２以上の位置に実装することもできる。
【００６９】
図３は、図２に示すトランスミッタから通信を送信する際のフローチャートを示す。フローチャート３００では４つの代替フローが示されている。具体的には、エレメント３１７、３２７、３３２、及び３３７が、４つの任意に実行してよいプロセスを示している。他の実施形態では、これら代替例であるエレメントの２以上を同じプロセス内に含めることもできる。
【００７０】
フローチャート３００は、フレーム構築器からフレームを受信することから開始される（エレメント３０５）。ＭＡＣサブレイヤ論理は、他の通信デバイスに送信するフレームを生成して、物理層論理のデータユニット構築器に、このフレームをＭＰＤＵとして渡して、データユニット構築器は、このデータを、他の通信デバイスに送信することができるパケットに変換してよい。データユニット構築器は、ＳＴＦ、ＬＴＦ、及び／またはＳＩＧフィールドシーケンスの３から５個の連結された繰り返しを含むプリアンブルを生成することができる（エレメント３０７）。データユニット構築器は、次に、このプリアンブルを利用してＰＳＤＵ（フレーム構築器からのＭＰＤＵ）をカプセル化して、送信用のＰＰＤＵを形成してよい（エレメント３１０）。一部の実施形態では、１を超える数のＭＰＤＵをＰＰＤＵにカプセル化する。
【００７１】
フローチャート３００では次に、トランスミッタ２０６等のトランスミッタが、物理層論理からＰＰＤＵを受信する。トランスミッタは、バイナリ畳み込み符号化（ＢＣＣ）または低密度パリティ検査符号化でＰＰＤＵを符号化して（エレメント３１５）、データ送信のエラーを制御する。より詳しくは、トランスミッタは、ＢＢＣまたはＬＤＰＣ等のＰＰＤＵのプリアンブルに記述されている１以上の符号化スキームによりＰＰＤＵを符号化してよい。
【００７２】
フレームの符号化の後に、一部の実施形態では、トランスミッタは、ビットストリームを１以上の回数繰り返して、ペイロードの繰り返しを提供することができる（エレメント３１７）。一部の実施形態では、トランスミッタは、さらに、逆の順序でもビットストリームのビットの繰り返しシーケンスを生成してよい。
【００７３】
トランスミッタは、１以上のデータストリーに、フレームをインタリーブすることができる（エレメント３２０）。例えば、トランスミッタのインタリーバは、例えばストリームパーサからの複数のデータストリームのデータで、フレームを受信することができる。インタリーバは次に、このデータストリームからのデータを、メモリの行に格納して、メモリの列のデータストリームとしてデータを出力して、送信用のデータビットをインタリーブすることができる。
【００７４】
トランスミッタは、ＢＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ、またはＳＱＰＳＫ等のプリアンブルが示す変調及び符号化スキームで、データストリームを変調することができる（エレメント３２５）。例えば、コンステレーションマッパーが、データストリームのビットシーケンスを配置点にマッピングすることができる（複素数）。一部の実施形態では、トランスミッタが、データストリームを、１／４の符号レートのＢＰＳＫ変調でデータストリームを変調して（エレメント３２７）、ペイロードのシンボルを効果的に繰り返すこともできる。
【００７５】
トランスミッタのＯＦＤＭモジュールは、配置点のデータストリームを、ＯＦＤＭシンボルとして送信チェーンにマッピングすることができる（エレメント３３０）。例えばＯＦＤＭモジュールは、配置点の空間ストリームを時空ストリームにマッピングするＳＴＢＣ符号器と、時空ストリームを、サブキャリアで符号化されたＯＦＤＭシンボルとして送信チェーンにマッピングする空間マッパーとを含んでよい。空間マッパーは、各時空ストリームの配置点を直接、送信チェーンにマッピングする（一対一のマッピング）、という直接マッピングを提供することもできる。空間マッピングはまた、全ての時空ストリームの配置点のベクトルを、行列乗算して拡張することで、全ての送信チェーンへのＯＦＤＭシンボルの入力を生成する、という空間拡張を行ってもよい。あるいは、空間マッパーは、全ての時空ストリームの配置点の各ベクトルを、ステアリングベクトル行列で乗算して、送信チェーンへの入力としてＯＦＤＭシンボルを生成する、という方法をとることもできる。
【００７６】
一部の実施形態では、データストリームをＯＦＤＭシンボルとしてマッピングした後に、送信チェーンのペイロードの繰り返しを含むようにシンボルを繰り返して（エレメント３３２）、レシーバがペイロードを効果的に検知及び復号できる範囲を拡張することもできる。
【００７７】
トランスミッタは、逆フーリエ変換により、ＯＦＤＭシンボルを時間領域に変換してよい（エレメント３３５）。一部の実施形態では、シンボルを時間領域に変換した後で、送信チェーンのペイロードの繰り返しを含むようにこのシンボルを繰り返すことができる（エレメント３３７）。この後で、トランスミッタは、送信用のＯＦＤＭシンボルをアップコンバージョンして（エレメント３４０）、このＯＦＤＭシンボルを通信信号としてアンテナに送信して、別の通信デバイスへの送信に備えさせることができる（エレメント３４５）。送信すべきフレームがまだある場合（エレメント３６０）、エレメント３０５からの処理を再開してよい。
【００７８】
図４は、図２に示すレシーバにおいて通信を受信する際のフローチャート４００を示す。フローチャート４００には４つの代替フローが示されている。具体的には、エレメント４１２、４１７、４２７、及び４３３が、４つの任意に実行してよいプロセスを示している。他の実施形態では、これら代替例であるエレメントの２以上を同じプロセス内に含めることもできる。
【００７９】
フローチャート４００は、レシーバ２０４等のレシーバが、通信信号を、プリアンブルの既知のシーケンスと相関付けすることで、通信信号を検知することから開始される（エレメント４０３）。フローチャート４００は、次に、アンテナアレイ２１８のアンテナエレメント等の１以上のアンテナ経由で、トランスミッタからの通信信号を受信する（エレメント４０５）。レシーバは、通信信号をダウンコンバートして（エレメント４１０）より低い周波数にしてよい。一部の実施形態では、この後に、レシーバが、ペイロードのシンボルにエラー補正を行い、ペイロードの繰り返しを活用して、エラーが補正されたシンボルを決定することができる（エレメント４１２）。
【００８０】
レシーバは、通信信号を、ＦＦＴにより周波数領域に変換することができる（エレメント４１５）。一部の実施形態では、レシーバは、ペイロードシンボルの繰り返しに基づいて周波数領域にシンボルを変換した後で、ペイロードのシンボルにエラー補正を行ってよい（エレメント４１７）。
【００８１】
トランスミッタは、通信信号からＯＦＤＭシンボルを抽出して（エレメント４２０）、ＯＦＤＭシンボルを復調して、復調されたシンボルのデータストリームを生成してよい（エレメント４２５）。例えば復調器２２４等の復調器は、データストリームを、ＢＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ、またはＳＱＰＳＫにより復調する。一部の実施形態では、復調器は、符号レートが１／４のＢＰＳＫ変調に基づいてデータストリームを復調してよい（エレメント４２７）。
【００８２】
デインタリーバは、復調されたデータストリームを受信して、列にデータを格納して、行のデータを除去することで、データストリームをデインタリーブしてよい。一部の実施形態では、レシーバは、データストリームをデインタリーブした後で、このデータストリームにエラー補正を行い、データストリーム内に繰り返されているシンボルのエラーを補正することもできる（エレメント４３３）。
【００８３】
復号器２２６等の復号器は、ＢＣＣまたはＬＤＰＣにより、復調器からのデータストリームを復号してＰＰＤＵを決定することができる（エレメント４３５）。トランスミッタは次に、ＰＰＤＵからＭＰＤＵを抽出して（エレメント４４０）、このＭＰＤＵを、ＭＡＣサブレイヤ論理２０１等のＭＡＣサブレイヤ論理に送信してよい（エレメント４４５）。
【００８４】
別の実施形態として、図１から図４に記載するシステム及び方法を実装するためのプログラムプロダクトとして実装されるものがある。一部の実施形態は、その全体がハードウェアの実施形態であったり、全体がソフトウェアの実施形態であったり、または、ハードウェアエレメント及びソフトウェアエレメント両方を含んでいたりする実施形態であったりしてよい。一実施形態では、これらに限定はされないがファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含むソフトウェアに実装されるものもある。
【００８５】
更に、実施形態は、コンピュータまたは任意の命令実行システムにより利用される、またはそれらと関連したコンピュータ利用可能またはコンピュータ読み出し可能媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムプロダクト（または機械アクセス可能プロダクト）の形態をとることもできる。記載の便宜上、コンピュータ利用可能またはコンピュータ読み出し可能媒体とは、命令実行システム、装置、またはデバイスにより利用される、またはそれらと関連したプログラムを含んだり、格納したり、通信したり、伝播させたり、トランスポートしたりすることのできる任意の装置であってよい。
【００８６】
媒体は、電子、磁気、光、電磁、赤外線、または半導体システム（または装置またはデバイス）であってよい。コンピュータ可読媒体の例には、半導体または固体のメモリ、磁気テープ、取り外し可能コンピュータディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、リジッドな磁気ディスク、及び光ディスクが含まれてよい。現在の光ディスクの例には、ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ、及びＤＶＤが含まれてよい。
【００８７】
プログラムコードの格納及び／または実行に適したデータ処理システムは、直接または間接にメモリエレメントにシステムバスを介して連結された少なくとも１つのプロセッサを含んでよい。メモリエレメントは、少なくとも一部のプログラムコードを一時的に格納して、実行中のバルクストレージから取得するべき時間コード数を減らすためのプログラムコード、バルクストレージ、及びキャッシュメモリを含んでよい。
【００８８】
上述した論理は、集積回路チップのための設計の一部であってよい。チップ設計は、グラフィックコンピュータプログラミング言語で生成されて、コンピュータ格納媒体（例えばディスク、テープ、物理ハードドライブ、または格納アクセスネットワーク内のような仮想ハードドライブ）に格納される。設計者が、チップ生成時に利用されるチップまたはフォトリソグラフィーを生成しない場合には、設計者は、生成する設計を物理的手段により送信する（例えば、設計を格納した格納媒体のコピーを提供すること等により）、または、電子的に（例えばインターネット経由で）これら実体に直接または間接に送信することにより提供する。格納される設計は、次に製造に適したフォーマット（例えばＧＤＳＩＩ）に変換される。
【００８９】
生成される集積回路チップは、生のウェハ（つまり、複数のパッケージ化されていないチップを有する単一のウェハとして）、覆われていないダイ（bare die）の形態で提供されても、またはパッケージ化された形態で製造業者により提供されてよい。後者の場合には、チップはシングルチップパッケージ（例えばプラスチックキャリア等、マザーボードまたはその他のより高位のキャリアに添付されたリードを含む）、または、マルチチップパッケージ（表面相互接続機構または埋め込み型相互接続機構のいずれかまたは両方を有するセラミック製のキャリア）に搭載される。いずれの場合にも、チップは、他のチップ、離散した回路エレメント、及び／または、他の信号処理デバイスと、例えば（ａ）マザーボード等の中間製品、または（ｂ）最終製品の一部として集積される。
【技術分野】
【０００１】
実施形態は無線通信分野に係る。より詳しくは、実施形態は、無線を利用するトランスミッタとレシーバとの間の通信プロトコル分野に属する。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】複数の固定型または移動型の通信デバイスを含む、複数の通信デバイスを含む無線ネットワークの一例を示す実施形態である。
【図１Ａ】図１のショートトレーニングフィールドリピータ論理が生成する物理層プロトコルデータユニットの一実施形態である。
【図２】無線ネットワークにおける直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）に基づく通信を生成して送信する装置の一実施形態である。
【図３】図２に示すトランスミッタから通信を送信する際のフローチャートを示す。
【図４】図２に示すレシーバにおいて通信を受信する際のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
添付図面に示す新規な実施形態の詳細な記載を示す。しかし、提供される詳細の量は、記載される実施形態の予期される変形例を制限するものではなく、請求項及び詳細な記載は、全ての変形例、修正例、及び均等物を、添付請求項が定義する本教示の精神及び範囲内に属するものとする。以下の詳細な記載は、これら実施形態を当業者に理解してもらうことを目的にしている。
【０００４】
ここで利用される「１つの実施形態」「一実施形態」「例示的な実施形態」「様々な実施形態」といった言い回しは、記載される本発明の実施形態がある特定の特徴、構造、または特性を含むことを示しているが、必ずしも全ての実施形態がこの特定の特徴、構造、または特性を含む、ということではない。さらに、「一実施形態」といった言い回しが繰り返し利用されているからといって、これらは必ずしも同じ実施形態のことを言っている場合ではないが、そういう場合もある。
【０００５】
ここで利用されている、共通のオブジェクトを示す「第１」「第２」「第３」等の序数表現は、単に同様のオブジェクトの異なるインスタンスを示すために利用されており、そのオブジェクトが、時間的、空間的、ランク上、またの任意の方式の一定のシーケンスではなくてはならない、という意味ではない。
【０００６】
実施形態は、１ＧＨｚまたはそれ以下の周波数帯域で動作する直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムを含んでよい。多くの実施形態において、物理層論理が、データストリームの部分を繰り返して、受信デバイスがデータストリームを検知及び復号する能力を増すようにできる繰り返し論理を実装することができる。一部の実施形態では、繰り返し論理は、送信デバイスと受信デバイスとの間の通信チャネルを構築、維持する範囲を増大させることができる。多くの実施形態では、範囲の拡張は、キロメートルのオーダで行うことができる。
【０００７】
一部の実施形態では、繰り返し論理は、受信デバイスの相関器によってショートトレーニングフィールドの統合時間を長くして、受信デバイスが送信デバイスから通信信号を検知する能力を増大させるプリアンブルリピータを含んでよい。さらなる実施形態では、繰り返し論理は、２回から５回といった回数、ショートトレーニングフィールドを繰り返すプリアンブルリピータを含んでよい。さらなる実施形態では、繰り返し論理は、２回から５回といった回数、ロングトレーニングフィールドを繰り返すプリアンブルリピータを含んでよい。一部の実施形態では、繰り返し論理は、２回から５回といった回数、署名フィールドを繰り返すプリアンブルリピータを含んでよい。またさらなる実施形態では、繰り返し論理は、２回から５回といった回数、プリアンブルの、信号フィールドとペイロードとの間に、マルチストリームアンテナトレーニングのために存在している追加のロングトレーニングフィールドを繰り返すプリアンブルリピータを含んでよい。
【０００８】
一部の実施形態では、繰り返し論理は、ペイロードリピータを含んでよい。ペイロードリピータは、２回から５回といった、１以上の回数、ペイロードを繰り返すことができる。多くの実施形態では、ペイロードリピータは、インタリーブの前に、及び、マルチストリームの実施形態では、トランスミッタのデータストリームのストリームパースの前に、物理層デバイスのビットストリームのデータを繰り返すことができる。さらなる実施形態では、ペイロードリピータは、送信チェーンのＯＦＤＭシンボルを時間領域に変換する前または後に、送信チェーンでＯＦＤＭシンボルを繰り返してよい。他の実施形態では、ペイロードリピータは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃシステムの既存の符号化スキームに加えて、符号レートが１／４である二相位相変調方式（ＢＰＳＫ）等の新たな変調及び符号化スキームを実装することで、通信信号の送信でペイロードを効果的に繰り返すことができる。
【０００９】
他の実施形態は、複数のＳＴＦ、ＬＴＦ、及び／または、ＳＩＧシンボルを相関させて、送信デバイスから通信を検知する相関器を含む受信デバイスを含む。受信デバイスはさらに、データストリームのデータの複数の繰り返しに基づいて、通信信号からのデータストリームを補正する補正論理も含んでよい。一部の実施形態では、受信デバイスは、ショートトレーニングフィールドの繰り返しにより、初期パラメータ推定を実行することができる。さらなる実施形態では、受信デバイスは、ロングトレーニングフィールドの繰り返しにより、細かいパラメータ推定を行うことができる。
【００１０】
１ＧＨｚ及びそれ以下の周波数帯域では、利用可能な帯域幅が限られているので、２０、４０、８０、及び１６０ＭＨｚの帯域幅を利用するＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃのタイプのシステムが、一部の地理的領域には実施不可能な場合がある。多くの実施形態では、システムが、約１から１０ＭＨｚのオーダの帯域幅を有している。一部の実施形態では、８０２．１１ｎ／ａｃタイプのシステムは、より低い帯域幅を達成するためにダウンクロックされる場合がある。例えば多くの実施形態は、例えば２０、４０、８０、及び１６０ＭＨｚをＮで除算する、といったように、Ｎでダウンクロックされてよい（ここではＮを１０という値として、これにより、２、４、８、及び１６ＭＨｚ帯域幅のオペレーションとする）。別の方法の実施形態では、さらに、１ＭＨｚの帯域幅が実装されてもよい。一部の実施形態では、２、４、８、及び１６ＭＨｚ帯域幅のトーン・カウントがＩＥＥＥ８０２．１１ａｃシステムと同じであってもよいし、他の実施形態では、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃシステムから、例えばより低い帯域幅には不要なトーン・カウントを除去したような、異なるものであってもよい。
【００１１】
一部の実施形態では、屋内及び／または屋外の「スマート」グリッド及びセンササービス等が提供される場合もある。例えば一部の実施形態では、特定のエリア内の１または複数の家庭の電気、水、ガス、及び／または、その他の公共設備利用を計測して、これら公共サービスの利用状況を計測サブステーションへ無線で送信するためのセンサが提供される。更なる実施形態では、家庭のヘルスケア、クリニック、または病院においてセンサを利用して、患者のヘルスケア関連の事象及び目に見える兆候（例えば下がったことの検知、薬瓶の監視、重量の監視、睡眠時の無呼吸、血糖値レベル、心調律等）をモニタする。これらサービス用に設計される実施形態は概して、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃシステムで提供されるデバイスよりもデータレートがずっと低く、消費する電力もずっと低い（超低である）。
【００１２】
一部の実施形態では、この低いデータレート及び超低である消費電力要件を満たすための新たな特徴を有するＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃを再利用することにより、ハードウェア実装を再利用して、実装コストを削減している。更なる実施形態では、複数のストリームを利用可能としている。一部の実施形態では、マルチユーザ、多入力多出力（ＭＩＭＯ）を実装していないレガシーのトレーニングフィールド及びレガシーの署名を実装しないものもある。また、一部の実施形態はビームフォーミングを利用するものもある。
【００１３】
ここに記載する論理、モジュール、デバイス、及びインタフェースは、ハードウェア及び／またはコードで実装することができる機能を実行してよい。ハードウェア及び／またはコードは、関連機能を実施するよう設計されたソフトウェア、ファームウェア、マイクロコード、プロセッサ、状態マシン、チップセット、またはこれらの組み合わせを含んでよい。
【００１４】
実施形態によって無線通信を行いやすくなる。一部の実施形態では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、無線メトロポリタンエリアネットワーク（ＷＭＡＮ）、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）、セルラーネットワーク、ＩＥＥＥ（アイトリプルイー）８０２．１１―２００７、情報技術のためのＩＥＥＥ規格−システム間のテレコミュニケーション及び情報交換−ローカルエリアネットワーク及びメトロポリタンエリアネットワーク−特定の要件−パート１１：無線ＬＡＮ媒体クセス制御（ＭＡＣ）及び物理層（ＰＨＹ）仕様（http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.11-2007.pdf）、これらのデバイス間の相互作用を促すための、ネットワークにおける通信、メッセージングシステム、及びスマートデバイスが統合されていてよい。更に、１つのアンテナを利用する無線の実施形態があれば、複数のアンテナを利用する無線の実施形態があってもよい。
【００１５】
図１は、無線通信システム１０００の一実施形態を示している。無線通信システム１０００は、ネットワーク１００５に有線または無線で接続されている通信デバイス１０１０を含む。通信デバイス１０１０は、ネットワーク１００５経由で複数の通信デバイス１０３０、１０５０、及び１０５５と無線通信することができる。通信デバイス１０１０、１０３０、１０５０、及び１０５５には、センサ、ステーション、アクセスポイント、ハブ、スイッチ、ルータ、コンピュータ、ラップトップ、ノートブック、セルラーフォン、ＰＤＡ（携帯情報端末）、その他の無線利用可能なデバイスが含まれてよい。このように、通信デバイスはそれぞれ移動型であっても固定型であってもよい。一例として、通信デバイス１０１０は、ある範囲の家庭のための消費水量の計測サブステーションを含んでもよい。この範囲の各家庭に、通信デバイス１０３０等の通信デバイスが含まれていてよく、この通信デバイス１０３０が、利用水計測器に統合、連結されてよい。通信デバイス１０３０は定期的に、この計測サブステーションに通信を自分から働きかけ、水利用に関するデータを送信することができ、通信デバイス１０１０から十分な距離離れていてよい。
【００１６】
通信デバイス１０３０は、通信デバイス１０１０に通信を働きかける際に、ショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ）を複数回繰り返して、通信デバイス１０１０がＳＴＦを例えばプリアンブルリピータ１０３６により検知することのできる範囲を拡張することができる。一部の実施形態では、通信デバイス１０１０はさらに、シングルストリームについてロングトレーニングフィールド（ＬＴＦ）及び信号（ＳＩＧ）フィールドを繰り返し、マルチストリーム通信については更なるＬＴＦを繰り返す。ＬＴＦの繰り返しにより、周波数エラー、タイミングエラー、及びチャネル推定等の長距離通信のパラメータ推定を向上させることができる。
【００１７】
多くの実施形態では、通信デバイス１０３０は、さらに、ペイロード（例えば水利用に関するデータ）を、ペイロードリピータ１０４２により複数回繰り返して、通信デバイス１０１０によるデータ復号を促すことができる。プリアンブルリピータ１０３６及びペイロードリピータ１０４２は、一般的には、物理層の繰り返し論理と称される場合がある。
【００１８】
通信デバイス１０１０は、通信デバイス１０３０から送信された複数のＳＴＦのうち１つのＳＴＦを検知するために、受信した信号を統合する相関器を含んでよい。通信デバイス１０１０は、ペイロードの複数のコピーを利用して、ペイロードの正確な表現を決定する補正論理１０２６を含んでよい。
【００１９】
更なる実施形態では、通信デバイス１０１０は、データオフロードを行うことができる。例えば、低電力センサである通信デバイスが、Ｗｉ−Ｆｉ等を介して、別の通信デバイス、セルラーネットワーク等との通信用にデータオフロードスキームを含むことで、計測ステーションへのアクセスのための待ち時間における、及び／または、帯域幅の益々増えた用途における消費電力を低減させることが可能となる。計測ステーション等のセンサからデータを受信する通信デバイスも、Ｗｉ−Ｆｉを介して、別の通信デバイス、セルラーネットワーク等との通信用にデータオフロードスキームを含むことで、ネットワーク１００５の混雑度合いを低減させることが可能となる。
【００２０】
ネットワーク１００５は、複数のネットワークの間の相互接続を表していてよい。例えばネットワーク１００５は、ワイドエリアネットワーク（例えばインターネットまたはイントラネット）と連結して、１以上のハブ、ルータ、またはスイッチを介して有線または無線で相互接続されているローカルデバイス間を相互接続することができる。この実施形態では、ネットワーク１００５は、通信デバイス１０１０、１０３０、１０５０、及び１０５５を通信可能に連結する。
【００２１】
通信デバイス１０１０及び１０３０は、メモリ１０１１及び１０３１、媒体クセス制御（ＭＡＣ）サブレイヤ論理１０１８及び１０３８、並びに、物理層論理１０１９及び１０３９をそれぞれ含んでいる。メモリ１０１１、１０３１（例えばダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）である）は、フレーム、プリアンブル、及びプリアンブル構造、またはこれらの一部を格納してよい。フレーム（ＭＡＣ層プロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）とも称される）及びプリアンブル構造によって、送信デバイスと受信デバイスとの間の同期通信を構築したり維持したりすることができる。
【００２２】
ＭＡＣサブレイヤ論理１０１８、１０３８はフレームを生成してよく、物理層（ＰＨＹ）論理１０１９は、フレームに基づいて物理層データユニット（ＰＰＤＵ）を生成することができる。より詳しくは、フレーム構築器１０１２及び１０３２がフレームを生成してよく、物理層論理１０１９のデータユニット構築器１０１３及び１０３３がＰＰＤＵを生成してよい。データユニット構築器１０１３及び１０３３は、フレーム構築器１０１２及び１０３２が生成するフレームを含むペイロードをカプセル化することでＰＰＤＵを生成して、それぞれアンテナアレイ１０２４及び１０４４並びに１以上のＲＦチャネルを介して送信するためのペイロードを初めに付けることができる。
【００２３】
データユニット構築器１０１３及び１０３３は、それぞれプリアンブルリピータ１０１６及び１０３６を含んでよい。プリアンブルリピータ１０１６及び１０３６は、通信デバイス１０１０及び１０３０等のデバイス間の範囲の拡張された通信を促進することができる。プリアンブルリピータ１０１６、１０３６は、複数の連結されたＳＴＦのシーケンスで（一部の実施形態では、ロングトレーニングフィールド（ＬＴＦ）及び信号フィールドで）プリアンブルを生成することができる。例えば、プリアンブルリピータ１０１６、１０３６は、５つの連結されたＳＴＦのシーケンス等を有するプリアンブルを含むＰＰＤＵを生成することができる。一部の実施形態では、プリアンブルリピータ１０１６、１０３６は、５つのＳＴＦ、５つのＬＴＦ、及び５つの信号フィールドを含むＰＰＤＵのプリアンブルを生成することができる。他の実施形態では、ＰＰＤＵのプリアンブルに含まれるＳＴＦ、ＬＴＦ、及び信号フィールドの数が上述したものと異なっていてもよい。
【００２４】
通信デバイス１０１０、１０３０、１０５０、及び１０５５は、それぞれ、例えばトランシーバ（ＲＸ／ＴＸ）１０２０及び１０４０等のトランシーバ（ＲＸ／ＴＸ）を含んでよい。多くの実施形態では、トランシーバ１０２０及び１０４０は、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）を実装している。ＯＦＤＭは、複数のキャリア周波数にデジタルデータを符号化する方法である。ＯＦＤＭは、デジタルマルチキャリア変調方法として利用される周波数分割多重化スキームである。多数の空間的に密な直交サブキャリア信号が、ＯＦＤＭシンボルであるデータの搬送に利用される。ＯＦＤＭシンボルは、サブキャリアごとに１つ、といったように、複数の並列データストリームまたはチャネルに分割される。各サブキャリアは、低いシンボルレートの変調スキームで変調され、同じ帯域幅の従来のシングルキャリア変調スキームと、全体としては同様のデータレートを保つことができる。
【００２５】
ＯＦＤＭシステムでは、データ、パイロット、ガード、及びヌル化（nulling）を含む機能のために、幾つかのキャリア、または「トーン」が利用される。データトーンは、チャネルのうちいずれかを介してトランスミッタとレシーバとの間で情報を転送させるために利用される。パイロットトーンは、チャネル維持に利用され、時間／周波数及びチャネルトラッキングに関する情報を提供することができる。ガードトーンは、送信中に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）シンボル等のシンボルの間に挿入されることで、マルチパスの歪みにつながりかねないシンボル間干渉（ＩＳＩ）を起こさないようにすることができる。このガードトーンは、更に、信号をスペクトルマスクに則ったものとする手助けも行う。更に、直流成分（ＤＣ）をヌルにする（ヌル化）機能によって、ダイレクトコンバージョン方式のレシーバの設計を簡略化することができる。
【００２６】
各トランシーバ１０２０、１０４０は、ＲＦトランスミッタとＲＦレシーバとを含む。本実施形態では、各ＲＦトランスミッタは、ペイロードリピータ１０２２、１０４２を含み、各ＲＦレシーバは、補正論理１０２６、１０４６を含む。ペイロードリピータ１０２２、１０４２は、ＰＰＤＵの送信においてペイロードの繰り返しを含む論理を含んでよい。一部の実施形態では、ペイロードリピータ１０２２、１０４２は、ビットストリームがインタリーバに入る前に、及び、マルチビットストリームの場合には、ビットストリームがストリームパーサに入る前に、ビットストリームにデータの繰り返しを連結するベクトル繰り返し論理を含んでよい。
【００２７】
更なる実施形態では、ペイロードリピータ１０２２、１０４２は、送信チェーンのシンボルを変換する前には周波数領域に、または、この変換の後には時間領域に、１を超える数のシンボルの繰り返しを送信チェーンに作成するシンボル繰り返し論理を含んでよい。他の実施形態では、ペイロードリピータ１０２２、１０４２は、新たな変調及び符号化スキームを含んでよい。新たな変調及び符号化スキームは、１／４の符号レートの二相位相変調方式（ＢＰＳＫ）を含み、符号空間でペイロードを効果的に繰り返すことができる。
【００２８】
補正論理１０２６、１０４６は、レシーバに、通信信号のペイロードの繰り返しを有効活用する論理を提供することができる。特に、補正論理１０２６、１０４６は、送信されるペイロードの正確なバージョンを決定するために、受信されたペイロードの複数のバージョンを比較することができる。更なる実施形態では、補正論理１０２６、１０４６は、１／４の符号レートのＢＰＳＫで、トランスミッタからの通信信号の復調を行うことができる。
【００２９】
図１は、４つの空間ストリーム等の多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムを含む複数の異なる実施形態を示しており、これには、最新ではないシステム（degenerate systems）が含まれていてもよい。つまり、最新ではないシステムとは、１以上の通信デバイス１０１０、１０３０、１０５０、及び１０５５が、単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）システム、単一入力多出力（ＳＩＭＯ）システム、及び、多入力単一出力（ＭＩＳＯ）システムを含む、単一のアンテナを有するレシーバ及び／またはトランスミッタを含むようなものである。図１の無線通信システム１０００は、ＩＥＥＥ（アイトリプルイー）８０２．１１ａｈシステムであることが意図されている。同様に、デバイス１０１０、１０３０、１０５０、及び１０５５も、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈデバイスとして意図されている。
【００３０】
本実施形態では、アンテナアレイ１０２４は、個々に別々に励起することができるアンテナエレメントのアレイである。アンテナアレイ１０２４のエレメントが受けた信号により、アンテナアレイ１０２４は、１つから４つの空間チャネルを放出することができる。このようにして形成された各空間チャネルは、通信デバイス１０３０、１０５０、及び１０５５の１以上に情報を搬送することができる。同様に、通信デバイス１０３０も、通信デバイス１０１０との間で信号を送受信するトランシーバ１０４０を含む。トランシーバ１０４０は、アンテナアレイ１０４４を含んでよく、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈデバイスとも通信することができる。
【００３１】
図１Ａは、図１の通信デバイス１０１０、１０３０、１０５０、及び１０５５等の無線通信デバイス間の通信を構築するための、プリアンブル構造１０６２を含む物理層プロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ）１０６０の一実施形態である。ＰＰＤＵ１０６０はプリアンブル構造１０６２を含んでよく、プリアンブル構造１０６２では、単一の多入力多出力（ＭＩＭＯ）ストリームのための直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）トレーニングシンボルの次に信号フィールドが続いており、次に更なるＭＩＭＯストリーム用の更なるＯＦＤＭトレーニングシンボルが続いており、プリアンブル構造１０６０の後にはデータ１０７２ペイロードが含まれている場合もある。具体的には、ＰＰＤＵ１０６０では、ショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ）１０６４の後にＳＴＦのＸ個の繰り返し１０６５が続き、ロングトレーニングフィールド（ＬＴＦ）１０６６の後にＸ個のＬＴＦの繰り返し１０６７が続き、信号フィールド（ＳＩＧ）１０６８の後にＸ個のＳＩＧフィールドの繰り返し１０６９が続いていてよく、一部の実施形態では、更なるＬＴＦ等の更なるフィールド１０７０を設けることで、複数のストリームをサポートしてもよい。プリアンブル構造１０６２の後には、ＰＰＤＵ１０６０のペイロードであるデータ１０７２が続いていてよい。
【００３２】
ＳＴＦ１０６４は、長さが０．８マイクロ秒（μｓ）×Ｎであってよい１０個等の数のショートトレーニングシンボルを含んでよく、ここでＮは、２０ＭＨｚのチャネル間隔のダウンクロック係数を表す整数である。例えば、１０ＭＨｚのチャネル間隔では、タイミングが２倍となる。２０ＭＨｚのチャネル間隔におけるＳＴＦ１０６４の時間フレーム全体は、８μｓ×Ｎとなる。ＳＴＦ＊Ｘ１０６５は、１から４の、ＳＴＦ１０６４の更なる繰り返しを含み、総時間フレームは、８μｓ×Ｎ×Ｘとなる。一部の実施形態では、プリアンブル構造１０６２は、ＳＴＦ１０６４の繰り返しのみを含み、ＬＴＦ１０６６及びＳＩＧフィールド１０６８の繰り返しは含まなくてもよい。更なる実施形態では、プリアンブル構造１０６２は、ＬＴＦ１０６６及び／またはＳＩＧフィールド１０６８の繰り返しを含んでいる。これは図１Ａに示されている。
【００３３】
ＬＴＦ１０６６は、ガードインターバル（ＧＩ）シンボルと２つのロングトレーニングシンボルとを含む。ガードインターバルシンボルは、１．６μｓ×Ｎの期間を有してよく、各ロングトレーニングシンボルは、２０ＭＨｚチャンル間隔の場合に３．２μｓ×Ｎの期間を有してよい。２０ＭＨｚチャネル間隔の場合のＬＴＦ１０６６の時間フレーム全体は、８μｓ×Ｎとなる。ＬＴＦ＊Ｘ１０６７は、１から４の、ＬＴＦ１０６６の更なる繰り返しを含み、総時間フレームは、８μｓ×Ｎ×Ｘとなる。
【００３４】
ＳＩＧフィールド１０６８は、０．８μｓ×Ｎのガードインターバル（ＧＩ）シンボルと、７．２μｓ×Ｎの信号フィールドシンボルとを含んでよい。更なるフィールド１０７０は、必要な場合に、２０ＭＨｚの場合に４μｓ×Ｎで更なるＭＩＭＯストリームに１以上のＬＴＦシンボル等を含んでよい。一部の実施形態では、更なるフィールド１０７０は、さらに、プリアンブル構造１０６２で１以上の回数繰り返すことができる。例えば、更なるフィールド１０７０は、マルチストリームアンテナトレーニングについて更なるＬＴＦシンボルを含むことができ、これらの更なるＬＴＦシンボルは、ＬＴＦシンボルごとに４μｓ×Ｎの期間にＸ回繰り返されてよい。
【００３５】
データ１０７２は、１以上のＭＡＣサブレイヤプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）を含んでよく、１以上のＧＩを含んでよい。例えば、データ１０７２は、２０ＭＨｚチャネル間隔で０．８μｓ×ＮのＧＩシンボルと、その後に、２０ＭＨｚチャネル間隔で３．２μｓ×Ｎのペイロードデータを含む１以上のシンボルのセットを含んでよい。
【００３６】
物理層及びＭＡＣサブレイヤのための論理はトランシーバと相互接続された別個のユニットとして描かれているが、一部の実施形態では、論理は、同じ機能を実施する１以上の他のデバイスと統合されていてもよい。
【００３７】
図２は、無線ネットワークにおける直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）に基づく通信を送信する装置の一実施形態である。装置は、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）サブレイヤ論理２０１及び物理層論理２０２に連結されたトランシーバ２００を含む。ＭＡＣサブレイヤ論理２０１はフレームを生成し、物理層論理２０２は、フレーム（ＭＰＤＵ）をプリアンブルにカプセル化して、トランシーバ２００を介して送信する物理層プロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ）を生成することができる。例えばフレーム構築器は、フレームが管理、制御またはデータフレームであるかを指定するタイプフィールドと、そのフレームの機能を特定するサブタイプフィールドとを含むフレームを生成してよい。制御フレームは、「送信準備済み」または「クリアトゥセンド」フレームを含んでよい。管理フレームは、ビーコン、プローブ応答、アソシエーション応答、及び、リアソシエーション応答フレームタイプを含んでよい。そしてデータタイプフレームは、データ送信するよう指定されている。
【００３８】
物理層論理２０２のプリアンブルリピータ２０３は、ＰＰＤＵのプリアンブルのＳＴＦ、ＬＴＦ、及び／または、ＳＩＧフィールドを１以上の回数繰り返して、受信デバイスがプリアンブルを検知及び復号できる範囲を拡張することができる。例えば、範囲拡張は、ＳＴＦで利用されるシーケンス数を拡張することにより可能となる。新たなＳＴＦは、複数の時間領域波形セットを連結することで生成することができる。ＳＴＦの時間領域シーケンスは、時間領域で以下のようにして得ることができる。
【数Ａ】
ここで、ＮＴｘは、送信アンテナ数であり、
【数Ｂ】
は、ＳＴＦペイロードのトーン数であり、ｗ（ｔ）はウィンドウ関数であり、γｋは、回転関数であり、ＮＳＲは、最高データサブキャリアであり、ｋはサブキャリアインデックスであり、Δｋは、サブキャリア周波数間隔である。
【００３９】
一部の実施形態では、ＳＴＦの時間領域シーケンスのうち３から５までが連結されてよい。従って、拡張されたＳＴＦは、複数のシンボル（上で定義した時間領域シーケンス）を連結することで生成可能である。３つのシンボルにより、２ＭＨｚで１６０サンプルシーケンスの全部で１２回の繰り返しが提供されてよい。５つのシンボルまでで、１６０サンプルシーケンスの２０回の繰り返しが提供されてよい。時間領域シーケンスを３回繰り返す場合、最後のＳＴＦは以下で与えられる。
【数Ｃ】
【００４０】
トランシーバ２００は、レシーバ２０４とトランスミッタ２０６とを含む。トランスミッタ２０６は、符号器２０８、インタリーバ２０９、変調器２１０、ＯＦＤＭモジュール２１２、及びペイロードリピータ２０７の１以上を含んでよい。なお、一部の実施形態ではプリアンブルリピータ２０３は含まれているが、ペイロードリピータ２０７は含まれていない。
【００４１】
トランスミッタ２０６の符号器２０８は、物理層論理２０２から送信するべきデータを受信する。物理層論理２０２は、データのバイト等のブロックまたはシンボルでデータをトランシーバ２００に提示することができる。符号器２０８は、現在公知のまたは開発中の複数のアルゴリズムのうちのいずれかを利用してデータを符号化することができる。符号化は、複数の異なる目的のうちの１以上を達成することを目的として行われてよい。例えば、符号化は、送信される情報の各シンボルを転送するために送信されねばならない平均ビット数を低減させるために行うことができる。符号化は、レシーバでのシンボル検知にエラーが生じる確率を下げるために行うこともできる。符号器によって、データストリームには冗長性が追加される。冗長性を追加することで、情報を送信する際に必要となるチャネル帯域幅は増えるが、エラーは少なくなり、送信信号を低電力で送信することができるようになる。符号化には、更にセキュリティのための暗号化も含まれてよい。
【００４２】
本実施形態では、符号器２０８が、バイナリ畳み込み符号化（ＢＣＣ）または低密度パリティ検査符号化（ＬＤＰＣ）その他の符号化を実装してもよい。符号器２１０の出力は、１以上のデータストリームを介してインタリーバ２０９に供給される。一部の実施形態では、ストリームパーサは、符号器２０８とインタリーバ２０９との間に存在して、データを複数のデータストリームへとパースすることができる。
【００４３】
多くの実施形態では、ペイロードリピータ２０７は、符号器２０８とインタリーバ２０９との間に配置または実装されて、データストリームの繰り返しを生成して、物理層論理２０２のＰＰＤＵのペイロードについて隣接した繰り返しを効果的に生成することができる。一部の実施形態では、ペイロードリピータ２０７は、繰り返しコードを含んでよい。本実施形態では、インタリーバ２０９のすぐ前のビットストリームのデータを繰り返す。更なる実施形態では、繰り返されるデータのシーケンスビットは、逆の順序にすることもできる。この方法により、同じ符号化されたビットを、送信パケットの異なる周波数ビンに異なる時点で置くことにより、パフォーマンスを上げることができるようになる。これにより、周波数及び時間両方のダイバーシティが達成される。
【００４４】
インタリーバ２０９は、データストリームのビットをインタリーブするが、これは、この段階でしばしば、レシーバの復号器に隣接するノイズを有する長いビットシーケンスが入らないようにする空間ストリームと称される場合がある。インタリーバ２０９は、バッファ、キャッシュ、またはその他のメモリ等のメモリの行にデータを格納することにより、データストリームのデータビットをインタリーブすることができる。インタリーバ２０９は、データの各列を出力する。列には、メモリに格納されているデータの各行のデータビットが含まれてよい。行列の数は、サブキャリアの数、及び、各空間ストリームのキャリア（Ｎｂｐｓｃｓ）ごとの符号化されたビットの数に応じて決定されてよい。
【００４５】
トランスミッタ２０６の変調器２１０は、インタリーバ２０９からデータを受信する。変調器２１０の目的の１つに、符号器２０８から受信するバイナリデータの各ブロックを、アップコンバージョン及び増幅時にアンテナが送信可能な固有の連続時間波形に変換する、というものがある。変調器２１０は、受信したデータブロックが、選択された周波数の正弦曲線になるように、電圧を加える（impress）。具体的には、変調器２１０は、データブロックを、正弦曲線の、対応する離散した振幅のセット、または、正弦曲線の離散した位相のセット、または、正弦曲線の周波数に対する離散した周波数シフトのセットにマッピングする。変調器２１０の出力は、バンドパス信号である。
【００４６】
一実施形態では、変調器２１０は、情報シーケンスからの２つの別個のｋビットのシンボルに電圧を加えて２つの直交キャリア（ｃｏｓ（２πｆｔ）及びｓｉｎ（２πｆｔ））にする直交振幅変調（ＱＡＭ）を実施することができる。ＱＡＭは、２つのキャリア波の振幅を、振幅偏移変調（ＡＳＫ）デジタル変調スキームを利用して変更する（変調する）ことにより、２つのデジタルビットストリームを伝達する。２つのキャリア波は、互いに対して９０度位相がずれているので、直交キャリアまたは直交コンポーネントと称される。変調された波同士を合計して形成される波形は、ＰＳＫ（位相変調方式）とＡＳＫ（振幅偏移変調方式）両方の組み合わせとなる。少なくとも２つの位相及び少なくとも２つの振幅、という有限数の位相及び振幅が利用可能となる。
【００４７】
一部の実施形態では、変調器２１０は、四位相偏移変調（ＱＰＳＫ）と称される、円の周りに均等間隔に設けられた４信号点配置図を利用して、符号器２０８から受信するデータのブロックをマッピングする。４つの位相により、ＱＰＳＫはシンボルごとに２つのビットを符号化することができる。
【００４８】
別の実施形態では、変調器２１０は、符号器２０８から受信したデータのブロックを、Ｉチャネル（「同位相」）と、Ｑチャネル（「直交位相」）と称される２つのチャネルまたはストリームに交互にマッピングするが、これはＳＱＰＳＫ（staggered quadrature phase-shift keying：スタッガード四相位相変調）と称されている。ＳＱＰＳＫは、信号キャリア波位相遷移が一度につき９０度または１／４サイクルであるような位相変調方式（phase-shift keying）である。９０度の位相シフトは、直角位相として知られている。単一の位相の遷移は、９０度を超えない。ＳＱＰＳＫでは、０、＋９０、−９０、１８０度という４つの状態が存在している。
【００４９】
また別の実施形態では、変調器２１０は、符号器２０８から受信するデータブロックを、キャリアの離散した位相のセットへとマッピングして、ＰＳＫ信号（位相変調された信号）を生成する。入力シーケンスのｋ＝ｌｏｇ２Ｎ個のバイナリディジットのブロックを、Ｎ個の対応する位相θ＝２π（ｎ−１）／ｎのうちのいずれかにマッピングすることで、Ｎ位相のＰＳＫ信号を生成する（ｎは、Ｎ以下の正の整数である）。この結果生成される均等物であるローパス信号は、
【数Ｄ】
として表すことができる。ここでｇ（ｔ−ｎＴ）は、例えばシンボル間干渉を低減させることで、レシーバで正確に検知される確率が向上するように最適化された形状を有する基本パルスである。このような実施形態では、ＰＳＫの最も簡単な形態であるＢＰＳＫが利用されてよい。ＢＰＳＫは、１８０度で分離された２つの位相を利用しており、復調器が不正確な決定を生じてしまうような最高レベルのノイズまたは歪みをとることから、全てのＰＳＫのうち最もロバストであるといえる。ＢＰＳＫでは、信号位相に２つの状態（０及び１８０度）がある。通常、データは変調前に別々に符号化される。
【００５０】
図２の変調器２１０は、ペイロードリピータ２０７に連結されており、一部の実施形態における、範囲を拡張する目的で１以上の回数データストリームのデータを効果的に繰り返す更なる変調及び符号化スキームを含むものとして示されている。この実施形態では、ペイロードリピータ２０７は、符号レートが１／４のＢＰＳＫの実装を表している。この変調及び符号化スキームは、強いコード（strong code）の利点を持つので、周波数及び時間のダイバーシティおよび符号化利得を向上させることができる。一実施形態では、コードは、１３５、１３５、１４７、及び１６３（オクテット単位）というジェネレータで形成される。比較すると、現在のレートでは１／２コードの自由距離は１０であり、この新たなレートでは１／４コードの自由距離は２０である。従って、この新たなコードを利用すると自由距離が二倍にある。
【００５１】
変調器２０９の出力は、ＯＦＤＭモジュール２１２に供給される。ＯＦＤＭモジュール２１２は、時空ブロック符号化（ＳＴＢＣ）モジュール２１１、デジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）モジュール２１４、及び、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）モジュール２１５を含んでよい。ＳＴＢＣモジュール２１１は、変調器２０９から、１以上の空間ストリームに対する配置点を受信して、この空間ストリームを、より多い数の時空ストリーム（一般的にはデータストリームと称される）に拡散することができる。空間ストリームの数が時空ストリームの最大数であるような実施形態では、ＳＴＢＣ２１１を、空間ストリームを通るように制御することができる。さらなる実施形態ではＳＴＢＣを省くこともできる。
【００５２】
ＯＦＤＭモジュール２１２は、ＯＦＤＭシンボルとして形成された変調されたデータに電圧を加えて（impress）複数の直交サブキャリアにマッピングする。一部の実施形態では、ＯＦＤＭ２１２が、デジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）モジュール２１４を含む。デジタルビームフォーミング技術を利用して、無線システムの効率及びキャパシティを増加させることができる。一般的には、デジタルビームフォーミングでは、アンテナエレメントアレイが送受信する信号に対して、デジタル信号処理アルゴリズムが利用される。例えば、複数の空間チャネルが形成されてよく、各空間チャネルは、個々にステアリングされて、複数のユーザ端末それぞれから送受信される信号電力を最大化することができる。更に、デジタルビームフォーミングは、マルチパスフェージングを最小限に抑えたり、同一チャネル干渉を拒絶したりするために利用することもできる。
【００５３】
ＯＦＤＭモジュール２１２はさらに、ＯＦＤＭシンボルに逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）を行う逆フーリエ変換モジュールを含んでもよい。ペイロードリピータ２０７は、ＳＴＢＣ２１１とＩＦＦＴ２１５との間で、周波数領域のデータストリームに対してＯＦＤＭシンボルを３から５つ繰り返すことで（例えば、各ＯＦＤＭシンボルが、変調器２１０の後に設けられるトランスミッタブロックの最後で繰り返されるように繰り返すことで）、繰り返しコードのペイロードの削除及び復号性能を向上させることができる。一部の実施形態では、この繰り返しは、１／２の符号レートのＢＰＳＫ変調と称されているＭＣＳ０構成でのみ実装されている。この方法により、組み合わせられたシンボルの信号対雑音比（ＳＮＲ）を、１つの信号シンボルについて３デシベル（ｄＢ）程度も向上させることができる。シンボルは、送信チェーンの付近及び最終部分で繰り返されるので、同じビットが同じ周波数ビンに収まり、シンボル同士は時間的に隣り合わせに配置される。他の実施形態では、生成されるシンボルの繰り返し数はこれより多くても少なくてもよい。
【００５４】
本実施形態では、ＩＤＦＴは、ＩＦＦＴモジュール２１５を含んで、ＩＦＦＴをデータに行ってよい。例えば１ＭＨｚの帯域幅オペレーションでは、ＩＦＦＴモジュール２１５は、３２ポイントの逆ＦＦＴをデータストリームに行ってよい。
【００５５】
ペイロードの削除及び復号性能を向上させるための、周波数領域の繰り返しに代わる方法として、ペイロードリピータ２０７は、ＩＦＦＴ２１５と例えばガードインターバル挿入との間で、時間領域のデータストリームに対してＯＦＤＭシンボルを３から５つ繰り返すこともできる。この方法でも、変調器２１０の後に設けられるトランスミッタブロックの付近または最終部分で、各ＯＦＤＭシンボルが繰り返されることには変わりがない。一部の実施形態では、この繰り返しは、１／２の符号レートのＢＰＳＫ変調についてのみ実装されている。
【００５６】
ＩＦＦＴモジュール２１５の出力は、より高いキャリア周波数にアップコンバージョンされてよい、あるいは、アップコンバージョンと統合して行うこともできる。送信前に信号をより高い周波数にシフトさせることにより、実際的な次元のアンテナアレイを利用することができるようになる。つまり、送信周波数が高くなるとアンテナを小型化することができるようになる。このような理由から、アップコンバータを利用して、変調された波形を正弦曲線で乗算して、該波形の中央周波数と正弦曲線の周波数との合計であるキャリア周波数の信号を得る。演算は三角関数の公式（ｓｉｎＡｃｏｓＢ＝１／２［ｓｉｎ（Ａ＋Ｂ）＋ｓｉｎ（Ａ−Ｂ）］）に基づいている。
【００５７】
周波数の合計（Ａ＋Ｂ）の信号を通過させて、周波数の差分（Ａ−Ｂ）の信号はフィルタリングして除く。このようにして、バンドパスフィルタは、送信する情報（キャリア（合計）周波数を中心に集まる）以外は全てフィルタリングにより除去することができて理想的である。
【００５８】
トランシーバ２００は更に、アンテナアレイ２１８に接続されたダイプレクサ２１６を含むことができる。従って本実施形態では、１つのアンテナアレイを送信及び受信両方に兼用する。送信時には、信号はダイプレクサ２１６を通過して、アップコンバージョンされた情報を含む信号ｘでアンテナが駆動される。送信中に、ダイプレクサ２１６は、送信信号がレシーバ２０４に入らないようにする。受信時には、アンテナアレイが受信する、情報を含む信号は、ダイプレクサ２１６を通過して、アンテナアレイからレシーバ２０４へと伝達される。ダイプレクサ２１６は、次に、受信した信号がトランスミッタ２０６に入らないようにする。このように、ダイプレクサ２１６は、アンテナアレイエレメントのレシーバ２０４及びトランスミッタ２０６に対する接続を交互に切り替えるスイッチとして動作する。
【００５９】
アンテナアレイ２１８は、情報を含む信号を、レシーバのアンテナが受信可能な、時変、空間分布電磁エネルギー（time-varying, spatial distribution of electromagnetic energy）として放射する。次にレシーバは、受信した信号の情報を抽出することができる。アンテナエレメントのアレイは、システムパフォーマンスを最適化するためにステアリングすることのできる複数の空間チャネルを生成することができる。受信アンテナで放射パターンを有する複数の空間チャネルは、相互に、それぞれ異なる空間チャネルに分割することができる。従って、アンテナアレイ２１８の放射パターンは、高度な選択が可能である。アンテナアレイ２１８は、プリント回路基板のメタライゼーション技術を利用して実装することができる。アンテナアレイ２１８の候補となる例には、マイクロストリップ、ストリップライン、スロットライン、及びパッチ等がある。
【００６０】
トランシーバ２００は、情報を含む信号を受信、変調、及び復号するレシーバ２０４を含んでよい。レシーバ２０４は、ＳＴＦ、ＬＴＦ、及び／またはＳＩＧシンボルの繰り返し等の、プリアンブルの繰り返しシンボルを活用することのできる相関器２２３を含む。相関器２２３は、入力信号を、繰り返されるシンボルに関して長くなった（または拡張された）期間にわたって統合して、トランスミッタ２０６等のトランスミッタからの通信信号のプリアンブルを検知することで、繰り返されたシンボルを活用することができる。相関器２２３は、ＳＴＦ、ＬＴＦ、及び／または信号フィールドシンボルの繰り返しを、ＳＴＦ、ＬＴＦ、及び信号フィールドの既知のシーケンスと比較して、通信信号のプリアンブルを特定することで通信信号を検知することができる。
【００６１】
例えば、農場（farm）用のＩＥＥＥ８０２．１１ａｈに準拠しているデータ収集局は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈに準拠している統合型の無線通信デバイスを有する低電力センサからデータを定期的に受信することができる。センサは、一定の期間、低電力モードに入って、データを収集するために定期的に起動して、センサが収集したデータを送信するために、定期的にデータ収集局と通信することができる。多くの実施形態では、センサは、ＳＴＦシーケンスの３から５個の繰り返しでプリアンブルを決定する。一部の実施形態では、センサはさらに、ペイロードの繰り返しでＰＰＤＵを生成することで、センサが収集したデータの検知及び復号化性能を高める。データ収集局の相関器２２３は、次に、プリアンブルの３から５個の繰り返しを、ＳＴＦ、ＬＴＦ、及び／または信号フィールドの既知のシーケンスと比較して、センサからの送信の受信を検知してよい。
【００６２】
レシーバ２０４は、ＯＦＤＭモジュール２２２、復調器２２４、デインタリーバ２２５、復号器２２６、及び、補正論理２３０のうち１以上を含んでよい。ＯＦＤＭ２２２は、複数のサブキャリアから信号情報をＯＦＤＭシンボルとして抽出して、この上に、情報を含む信号を変調する。
【００６３】
ＯＦＤＭモジュール２２２は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）モジュール２１９、ＤＢＦモジュール２２０、及びＳＴＢＣモジュール２２１を含んでよい。受信された信号は、アンテナモジュール２１８からＦＦＴモジュール２１９へと供給され、通信信号が時間領域から周波数領域へと変換される。一部の実施形態では、補正論理２３０は、ペイロードシンボルの複数の繰り返しを受信して、ＦＦＴモジュール２１９の前または後に、レシーバ２１４が受信したシンボルの繰り返しに基づいてシンボル内のエラーを解消してエラー補正が行われたシンボルを決定する。ＤＢＦモジュール２２０は、Ｎ個のアンテナ信号をＬ個の情報信号に変換する。ＳＴＢＣモジュール２２１は、時空ストリームからのデータストリームを空間ストリームに変換することができる。一実施形態では、ＦＦＴの出力データに、平行して復調を実行する。別の実施形態では、別の復調器２２４が復調を別個に行う。
【００６４】
復調器２２４は空間ストリームを復調する。復調とは、空間ストリームからデータを抽出して、変調されていない（demodulated）空間ストリームを生成する処理のことである。復調方法は、その情報を受信キャリア信号上に変調した方法に応じたものであってよく、これに関する情報は、通信信号に含まれている送信ベクトル（ＴＸＶＥＣＴＯＲ）に含まれている。従って、例えば変調がＢＰＳＫである場合には、復調は、位相検知を行い、位相情報をバイナリシーケンスに変換する処理となる。本実施形態では、復調器２２４が補正論理２３０に連結されており、復調器２２４が、既存の符号化スキームであるＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃシステムに加えて、新たな変調及び符号化スキームである、符号レートが１／４のＢＰＳＫをも復調することができる論理を含んでいることを示している。
【００６５】
復調器２２４は、情報ビットシーケンスをデインタリーバ２２５に提供する。デインタリーバ２２５は、データビット列を格納して、データ行を除去することで、データをデインタリーブすることができる。一部の実施形態では、補正論理２３０は、デインタリーバ２２５から出力された後のデータストリームのデータの繰り返しにエラー補正を行うことができる。
【００６６】
復号器２２６は、復調器２２４から受信したデータを復号して、復号された情報であるＭＰＤＵを物理層論理２０２に送信する。一部の実施形態では、補正論理２３０は、データストリームに対してエラー補正を行うことができる。
【００６７】
当業者であれば、トランシーバが、図２には不図示である複数の更なる機能を含むことができ、レシーバ２０４及びトランスミッタ２０６が、１つのトランシーバにパッケージ化されるのではなく、別個のデバイスであってもよいことを理解する。例えばトランシーバの実施形態には、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、参照オシレータ、フィルタリング回路、空間マッパー、循環シフト挿入モジュール、ガードインターバル挿入モジュール、同期回路、またおそらくは複数の周波数変換段階及び複数の増幅段階等が含まれてよい。更に、図２に示す機能の一部を統合することもできる。例えばデジタルビームフォーミングは、直交周波数分割多重と統合されてもよい。
【００６８】
多くの実施形態では、ペイロードリピータ２０７は、インタリーバ２０９の前、変調器２１０内、またはＩＦＦＴ２１５の前または後などのＯＦＤＭ２１２内、に、データストリーム内のある位置に実装されてよい。他の実施形態では、ペイロードリピータ２０７は、データストリームにおける２以上の位置に実装することもできる。同様に、一部の実施形態では、補正論理２３０は、ＦＦＴ１２９の前、ＦＦＴ２１９の後、変調器２２４内、またはデインタリーバ２２５の後、といった場所に実装することができる。他の実施形態では、補正論理２３０は２以上の位置に実装することもできる。
【００６９】
図３は、図２に示すトランスミッタから通信を送信する際のフローチャートを示す。フローチャート３００では４つの代替フローが示されている。具体的には、エレメント３１７、３２７、３３２、及び３３７が、４つの任意に実行してよいプロセスを示している。他の実施形態では、これら代替例であるエレメントの２以上を同じプロセス内に含めることもできる。
【００７０】
フローチャート３００は、フレーム構築器からフレームを受信することから開始される（エレメント３０５）。ＭＡＣサブレイヤ論理は、他の通信デバイスに送信するフレームを生成して、物理層論理のデータユニット構築器に、このフレームをＭＰＤＵとして渡して、データユニット構築器は、このデータを、他の通信デバイスに送信することができるパケットに変換してよい。データユニット構築器は、ＳＴＦ、ＬＴＦ、及び／またはＳＩＧフィールドシーケンスの３から５個の連結された繰り返しを含むプリアンブルを生成することができる（エレメント３０７）。データユニット構築器は、次に、このプリアンブルを利用してＰＳＤＵ（フレーム構築器からのＭＰＤＵ）をカプセル化して、送信用のＰＰＤＵを形成してよい（エレメント３１０）。一部の実施形態では、１を超える数のＭＰＤＵをＰＰＤＵにカプセル化する。
【００７１】
フローチャート３００では次に、トランスミッタ２０６等のトランスミッタが、物理層論理からＰＰＤＵを受信する。トランスミッタは、バイナリ畳み込み符号化（ＢＣＣ）または低密度パリティ検査符号化でＰＰＤＵを符号化して（エレメント３１５）、データ送信のエラーを制御する。より詳しくは、トランスミッタは、ＢＢＣまたはＬＤＰＣ等のＰＰＤＵのプリアンブルに記述されている１以上の符号化スキームによりＰＰＤＵを符号化してよい。
【００７２】
フレームの符号化の後に、一部の実施形態では、トランスミッタは、ビットストリームを１以上の回数繰り返して、ペイロードの繰り返しを提供することができる（エレメント３１７）。一部の実施形態では、トランスミッタは、さらに、逆の順序でもビットストリームのビットの繰り返しシーケンスを生成してよい。
【００７３】
トランスミッタは、１以上のデータストリーに、フレームをインタリーブすることができる（エレメント３２０）。例えば、トランスミッタのインタリーバは、例えばストリームパーサからの複数のデータストリームのデータで、フレームを受信することができる。インタリーバは次に、このデータストリームからのデータを、メモリの行に格納して、メモリの列のデータストリームとしてデータを出力して、送信用のデータビットをインタリーブすることができる。
【００７４】
トランスミッタは、ＢＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ、またはＳＱＰＳＫ等のプリアンブルが示す変調及び符号化スキームで、データストリームを変調することができる（エレメント３２５）。例えば、コンステレーションマッパーが、データストリームのビットシーケンスを配置点にマッピングすることができる（複素数）。一部の実施形態では、トランスミッタが、データストリームを、１／４の符号レートのＢＰＳＫ変調でデータストリームを変調して（エレメント３２７）、ペイロードのシンボルを効果的に繰り返すこともできる。
【００７５】
トランスミッタのＯＦＤＭモジュールは、配置点のデータストリームを、ＯＦＤＭシンボルとして送信チェーンにマッピングすることができる（エレメント３３０）。例えばＯＦＤＭモジュールは、配置点の空間ストリームを時空ストリームにマッピングするＳＴＢＣ符号器と、時空ストリームを、サブキャリアで符号化されたＯＦＤＭシンボルとして送信チェーンにマッピングする空間マッパーとを含んでよい。空間マッパーは、各時空ストリームの配置点を直接、送信チェーンにマッピングする（一対一のマッピング）、という直接マッピングを提供することもできる。空間マッピングはまた、全ての時空ストリームの配置点のベクトルを、行列乗算して拡張することで、全ての送信チェーンへのＯＦＤＭシンボルの入力を生成する、という空間拡張を行ってもよい。あるいは、空間マッパーは、全ての時空ストリームの配置点の各ベクトルを、ステアリングベクトル行列で乗算して、送信チェーンへの入力としてＯＦＤＭシンボルを生成する、という方法をとることもできる。
【００７６】
一部の実施形態では、データストリームをＯＦＤＭシンボルとしてマッピングした後に、送信チェーンのペイロードの繰り返しを含むようにシンボルを繰り返して（エレメント３３２）、レシーバがペイロードを効果的に検知及び復号できる範囲を拡張することもできる。
【００７７】
トランスミッタは、逆フーリエ変換により、ＯＦＤＭシンボルを時間領域に変換してよい（エレメント３３５）。一部の実施形態では、シンボルを時間領域に変換した後で、送信チェーンのペイロードの繰り返しを含むようにこのシンボルを繰り返すことができる（エレメント３３７）。この後で、トランスミッタは、送信用のＯＦＤＭシンボルをアップコンバージョンして（エレメント３４０）、このＯＦＤＭシンボルを通信信号としてアンテナに送信して、別の通信デバイスへの送信に備えさせることができる（エレメント３４５）。送信すべきフレームがまだある場合（エレメント３６０）、エレメント３０５からの処理を再開してよい。
【００７８】
図４は、図２に示すレシーバにおいて通信を受信する際のフローチャート４００を示す。フローチャート４００には４つの代替フローが示されている。具体的には、エレメント４１２、４１７、４２７、及び４３３が、４つの任意に実行してよいプロセスを示している。他の実施形態では、これら代替例であるエレメントの２以上を同じプロセス内に含めることもできる。
【００７９】
フローチャート４００は、レシーバ２０４等のレシーバが、通信信号を、プリアンブルの既知のシーケンスと相関付けすることで、通信信号を検知することから開始される（エレメント４０３）。フローチャート４００は、次に、アンテナアレイ２１８のアンテナエレメント等の１以上のアンテナ経由で、トランスミッタからの通信信号を受信する（エレメント４０５）。レシーバは、通信信号をダウンコンバートして（エレメント４１０）より低い周波数にしてよい。一部の実施形態では、この後に、レシーバが、ペイロードのシンボルにエラー補正を行い、ペイロードの繰り返しを活用して、エラーが補正されたシンボルを決定することができる（エレメント４１２）。
【００８０】
レシーバは、通信信号を、ＦＦＴにより周波数領域に変換することができる（エレメント４１５）。一部の実施形態では、レシーバは、ペイロードシンボルの繰り返しに基づいて周波数領域にシンボルを変換した後で、ペイロードのシンボルにエラー補正を行ってよい（エレメント４１７）。
【００８１】
トランスミッタは、通信信号からＯＦＤＭシンボルを抽出して（エレメント４２０）、ＯＦＤＭシンボルを復調して、復調されたシンボルのデータストリームを生成してよい（エレメント４２５）。例えば復調器２２４等の復調器は、データストリームを、ＢＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ、またはＳＱＰＳＫにより復調する。一部の実施形態では、復調器は、符号レートが１／４のＢＰＳＫ変調に基づいてデータストリームを復調してよい（エレメント４２７）。
【００８２】
デインタリーバは、復調されたデータストリームを受信して、列にデータを格納して、行のデータを除去することで、データストリームをデインタリーブしてよい。一部の実施形態では、レシーバは、データストリームをデインタリーブした後で、このデータストリームにエラー補正を行い、データストリーム内に繰り返されているシンボルのエラーを補正することもできる（エレメント４３３）。
【００８３】
復号器２２６等の復号器は、ＢＣＣまたはＬＤＰＣにより、復調器からのデータストリームを復号してＰＰＤＵを決定することができる（エレメント４３５）。トランスミッタは次に、ＰＰＤＵからＭＰＤＵを抽出して（エレメント４４０）、このＭＰＤＵを、ＭＡＣサブレイヤ論理２０１等のＭＡＣサブレイヤ論理に送信してよい（エレメント４４５）。
【００８４】
別の実施形態として、図１から図４に記載するシステム及び方法を実装するためのプログラムプロダクトとして実装されるものがある。一部の実施形態は、その全体がハードウェアの実施形態であったり、全体がソフトウェアの実施形態であったり、または、ハードウェアエレメント及びソフトウェアエレメント両方を含んでいたりする実施形態であったりしてよい。一実施形態では、これらに限定はされないがファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含むソフトウェアに実装されるものもある。
【００８５】
更に、実施形態は、コンピュータまたは任意の命令実行システムにより利用される、またはそれらと関連したコンピュータ利用可能またはコンピュータ読み出し可能媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムプロダクト（または機械アクセス可能プロダクト）の形態をとることもできる。記載の便宜上、コンピュータ利用可能またはコンピュータ読み出し可能媒体とは、命令実行システム、装置、またはデバイスにより利用される、またはそれらと関連したプログラムを含んだり、格納したり、通信したり、伝播させたり、トランスポートしたりすることのできる任意の装置であってよい。
【００８６】
媒体は、電子、磁気、光、電磁、赤外線、または半導体システム（または装置またはデバイス）であってよい。コンピュータ可読媒体の例には、半導体または固体のメモリ、磁気テープ、取り外し可能コンピュータディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、リジッドな磁気ディスク、及び光ディスクが含まれてよい。現在の光ディスクの例には、ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ、及びＤＶＤが含まれてよい。
【００８７】
プログラムコードの格納及び／または実行に適したデータ処理システムは、直接または間接にメモリエレメントにシステムバスを介して連結された少なくとも１つのプロセッサを含んでよい。メモリエレメントは、少なくとも一部のプログラムコードを一時的に格納して、実行中のバルクストレージから取得するべき時間コード数を減らすためのプログラムコード、バルクストレージ、及びキャッシュメモリを含んでよい。
【００８８】
上述した論理は、集積回路チップのための設計の一部であってよい。チップ設計は、グラフィックコンピュータプログラミング言語で生成されて、コンピュータ格納媒体（例えばディスク、テープ、物理ハードドライブ、または格納アクセスネットワーク内のような仮想ハードドライブ）に格納される。設計者が、チップ生成時に利用されるチップまたはフォトリソグラフィーを生成しない場合には、設計者は、生成する設計を物理的手段により送信する（例えば、設計を格納した格納媒体のコピーを提供すること等により）、または、電子的に（例えばインターネット経由で）これら実体に直接または間接に送信することにより提供する。格納される設計は、次に製造に適したフォーマット（例えばＧＤＳＩＩ）に変換される。
【００８９】
生成される集積回路チップは、生のウェハ（つまり、複数のパッケージ化されていないチップを有する単一のウェハとして）、覆われていないダイ（bare die）の形態で提供されても、またはパッケージ化された形態で製造業者により提供されてよい。後者の場合には、チップはシングルチップパッケージ（例えばプラスチックキャリア等、マザーボードまたはその他のより高位のキャリアに添付されたリードを含む）、または、マルチチップパッケージ（表面相互接続機構または埋め込み型相互接続機構のいずれかまたは両方を有するセラミック製のキャリア）に搭載される。いずれの場合にも、チップは、他のチップ、離散した回路エレメント、及び／または、他の信号処理デバイスと、例えば（ａ）マザーボード等の中間製品、または（ｂ）最終製品の一部として集積される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリアンブルを介して通信する方法であって、
物理層論理により、ショートトレーニングフィールド、ロングトレーニングフィールド、及び信号フィールドの繰り返しで、直交周波数分割多重通信のための前記プリアンブルを生成する段階と、
媒体アクセス制御サブレイヤ論理で生成されたフレームを受信する段階と、
前記物理層論理により、前記フレームを前記プリアンブルにカプセル化して、物理層プロトコルデータユニットを生成する段階と
を備える方法。
【請求項２】
アンテナにより、前記プリアンブルによりカプセル化されている前記フレームを送信する段階をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記媒体アクセス制御サブレイヤ論理により、メモリに前記プリアンブルを格納する段階をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記プリアンブルを生成する段階は、
更なるストリーム用の更なるトレーニングシーケンスの繰り返しで、前記プリアンブルを生成する段階を有し、
前記更なるトレーニングシーケンスは、前記プリアンブルの前記信号フィールドに後続する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
データストリームをインタリーブする前に、前記データストリームのペイロードのデータを繰り返して、前記繰り返されたデータのビットの順序を逆にすることで、前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成する段階をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記データの変調の後であってガードインターバルの挿入の前に、データストリームのペイロードのデータを繰り返すことにより、前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成する段階をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項７】
符号レートが１／４である二相位相変調方式（ＢＰＳＫ）でデータストリームを変調する段階をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項８】
プリアンブルを介して通信するデバイスであって、
メモリと、
前記メモリに連結されて、ショートトレーニングフィールド、ロングトレーニングフィールド、及び信号フィールドの繰り返しで前記プリアンブルを生成して、媒体アクセス制御サブレイヤ論理が生成したフレームを受信して、前記フレームを前記プリアンブルにカプセル化して物理層プロトコルデータユニットを生成するデータユニット構築器と
を備えるデバイス。
【請求項９】
前記データユニット構築器に連結され、前記プリアンブルがカプセル化している前記フレームを送信するトランスミッタをさらに備える請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記メモリには、前記プリアンブルの少なくとも一部を格納するために、前記データユニット構築器のメモリが連結される請求項８に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記データユニット構築器は、更なるストリームの更なるトレーニングシーケンスの繰り返しで前記プリアンブルを生成し、
前記更なるトレーニングシーケンスは、前記プリアンブルの前記信号フィールドに後続する請求項８に記載のデバイス。
【請求項１２】
データストリームをインタリーブする前に、前記データストリームのペイロードのデータを繰り返して、前記繰り返されたデータのビットの順序を逆にすることで、前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成するトランスミッタをさらに備える請求項８に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記データの変調の後であってガードインターバルの挿入の前に、データストリームのペイロードのデータを繰り返すことにより、前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成するトランスミッタをさらに備える請求項８に記載のデバイス。
【請求項１４】
符号レートが１／４である二相位相変調方式（ＢＰＳＫ）でデータストリームを変調するトランスミッタをさらに備える請求項８に記載のデバイス。
【請求項１５】
プリアンブルを介して通信するシステムであって、
ショートトレーニングフィールド、ロングトレーニングフィールド、及び信号フィールドの繰り返しで前記プリアンブルを生成して、媒体アクセス制御サブレイヤ論理が生成したフレームを受信して、前記フレームを前記プリアンブルにカプセル化して物理層プロトコルデータユニットを生成するデータユニット構築器と、
前記データユニット構築器に連結されたトランスミッタと、
前記データユニット構築器からの前記フレームを送信するアンテナアレイと
を備えるシステム。
【請求項１６】
前記データユニット構築器は、更なるストリームの更なるトレーニングシーケンスの繰り返しで前記プリアンブルを生成し、
前記更なるトレーニングシーケンスは、前記プリアンブルの前記信号フィールドに後続する請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記トランスミッタは、データストリームをインタリーブする前に、前記データストリームのペイロードのデータを繰り返して、前記繰り返されたデータのビットの順序を逆にすることで、前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成するペイロードリピータを有する請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記トランスミッタは、前記データの変調の後であってガードインターバルの挿入の前に、データストリームのペイロードのデータを繰り返すことにより、前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成するペイロードリピータを有する請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
前記トランスミッタは、符号レートが１／４である二相位相変調方式（ＢＰＳＫ）でデータストリームを変調する変調器を有する請求項１５に記載のシステム。
【請求項２０】
機械アクセス可能プロダクトであって、
実行されるとトランスミッタにオペレーションを実行させる直交周波数分割多重通信のための命令を有する媒体を備え、
前記オペレーションは、データストリームのペイロードのデータを繰り返すことで、物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成することを含む機械アクセス可能プロダクト。
【請求項２１】
前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成することは、
データストリームをインタリーブする前に、前記データストリームのペイロードのデータを繰り返して、前記繰り返されたデータのビットの順序を逆にすることで、前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成することを含む請求項２０に記載の機械アクセス可能プロダクト。
【請求項２２】
前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成することは、
前記データの変調の後であってガードインターバルの挿入の前に、データストリームのペイロードのデータを繰り返すことにより、前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成することを含む請求項２０に記載の機械アクセス可能プロダクト。
【請求項２３】
プリアンブルを介して通信する方法であって、
相関論理により、ショートトレーニングフィールド、ロングトレーニングフィールド、及び信号フィールドの繰り返しで前記プリアンブルを含む通信信号を受信する段階と、
前記相関論理により、前記プリアンブルの前記ショートトレーニングフィールドの繰り返しを、既知のショートトレーニングフィールドシーケンスと比較して、前記通信信号を検知する段階と
を備える方法。
【請求項２４】
アンテナにより、前記プリアンブルによりカプセル化されているペイロードを受信する段階をさらに備える請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記通信信号のペイロードの繰り返しに基づいて、前記ペイロードにエラー補正を行う段階をさらに備える請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記ショートトレーニングフィールドの繰り返しで初期パラメータ推定を行う段階をさらに備える請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記ロングトレーニングフィールドの繰り返しで細かいパラメータ推定を行う段階をさらに備える請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
プリアンブルを介して通信するデバイスであって、
アンテナと、
前記アンテナに連結されて、ショートトレーニングフィールド、ロングトレーニングフィールド、及び信号フィールドの繰り返しで前記プリアンブルを含む通信信号を受信して、前記プリアンブルの前記ショートトレーニングフィールドの繰り返しを、既知のショートトレーニングフィールドシーケンスと比較して、前記通信信号を検知するレシーバと
を備えるデバイス。
【請求項２９】
前記レシーバは、前記通信信号のペイロードの繰り返しに基づいて、前記ペイロードにエラー補正を行う論理を有する請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記レシーバは、前記ショートトレーニングフィールドの繰り返しで初期パラメータ推定を行い、前記ロングトレーニングフィールドの繰り返しで細かいパラメータ推定を行う論理を有する請求項２８に記載のデバイス。
【請求項１】
プリアンブルを介して通信する方法であって、
物理層論理により、ショートトレーニングフィールド、ロングトレーニングフィールド、及び信号フィールドの繰り返しで、直交周波数分割多重通信のための前記プリアンブルを生成する段階と、
媒体アクセス制御サブレイヤ論理で生成されたフレームを受信する段階と、
前記物理層論理により、前記フレームを前記プリアンブルにカプセル化して、物理層プロトコルデータユニットを生成する段階と
を備える方法。
【請求項２】
アンテナにより、前記プリアンブルによりカプセル化されている前記フレームを送信する段階をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記媒体アクセス制御サブレイヤ論理により、メモリに前記プリアンブルを格納する段階をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記プリアンブルを生成する段階は、
更なるストリーム用の更なるトレーニングシーケンスの繰り返しで、前記プリアンブルを生成する段階を有し、
前記更なるトレーニングシーケンスは、前記プリアンブルの前記信号フィールドに後続する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
データストリームをインタリーブする前に、前記データストリームのペイロードのデータを繰り返して、前記繰り返されたデータのビットの順序を逆にすることで、前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成する段階をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記データの変調の後であってガードインターバルの挿入の前に、データストリームのペイロードのデータを繰り返すことにより、前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成する段階をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項７】
符号レートが１／４である二相位相変調方式（ＢＰＳＫ）でデータストリームを変調する段階をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項８】
プリアンブルを介して通信するデバイスであって、
メモリと、
前記メモリに連結されて、ショートトレーニングフィールド、ロングトレーニングフィールド、及び信号フィールドの繰り返しで前記プリアンブルを生成して、媒体アクセス制御サブレイヤ論理が生成したフレームを受信して、前記フレームを前記プリアンブルにカプセル化して物理層プロトコルデータユニットを生成するデータユニット構築器と
を備えるデバイス。
【請求項９】
前記データユニット構築器に連結され、前記プリアンブルがカプセル化している前記フレームを送信するトランスミッタをさらに備える請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記メモリには、前記プリアンブルの少なくとも一部を格納するために、前記データユニット構築器のメモリが連結される請求項８に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記データユニット構築器は、更なるストリームの更なるトレーニングシーケンスの繰り返しで前記プリアンブルを生成し、
前記更なるトレーニングシーケンスは、前記プリアンブルの前記信号フィールドに後続する請求項８に記載のデバイス。
【請求項１２】
データストリームをインタリーブする前に、前記データストリームのペイロードのデータを繰り返して、前記繰り返されたデータのビットの順序を逆にすることで、前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成するトランスミッタをさらに備える請求項８に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記データの変調の後であってガードインターバルの挿入の前に、データストリームのペイロードのデータを繰り返すことにより、前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成するトランスミッタをさらに備える請求項８に記載のデバイス。
【請求項１４】
符号レートが１／４である二相位相変調方式（ＢＰＳＫ）でデータストリームを変調するトランスミッタをさらに備える請求項８に記載のデバイス。
【請求項１５】
プリアンブルを介して通信するシステムであって、
ショートトレーニングフィールド、ロングトレーニングフィールド、及び信号フィールドの繰り返しで前記プリアンブルを生成して、媒体アクセス制御サブレイヤ論理が生成したフレームを受信して、前記フレームを前記プリアンブルにカプセル化して物理層プロトコルデータユニットを生成するデータユニット構築器と、
前記データユニット構築器に連結されたトランスミッタと、
前記データユニット構築器からの前記フレームを送信するアンテナアレイと
を備えるシステム。
【請求項１６】
前記データユニット構築器は、更なるストリームの更なるトレーニングシーケンスの繰り返しで前記プリアンブルを生成し、
前記更なるトレーニングシーケンスは、前記プリアンブルの前記信号フィールドに後続する請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記トランスミッタは、データストリームをインタリーブする前に、前記データストリームのペイロードのデータを繰り返して、前記繰り返されたデータのビットの順序を逆にすることで、前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成するペイロードリピータを有する請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記トランスミッタは、前記データの変調の後であってガードインターバルの挿入の前に、データストリームのペイロードのデータを繰り返すことにより、前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成するペイロードリピータを有する請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
前記トランスミッタは、符号レートが１／４である二相位相変調方式（ＢＰＳＫ）でデータストリームを変調する変調器を有する請求項１５に記載のシステム。
【請求項２０】
機械アクセス可能プロダクトであって、
実行されるとトランスミッタにオペレーションを実行させる直交周波数分割多重通信のための命令を有する媒体を備え、
前記オペレーションは、データストリームのペイロードのデータを繰り返すことで、物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成することを含む機械アクセス可能プロダクト。
【請求項２１】
前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成することは、
データストリームをインタリーブする前に、前記データストリームのペイロードのデータを繰り返して、前記繰り返されたデータのビットの順序を逆にすることで、前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成することを含む請求項２０に記載の機械アクセス可能プロダクト。
【請求項２２】
前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成することは、
前記データの変調の後であってガードインターバルの挿入の前に、データストリームのペイロードのデータを繰り返すことにより、前記物理層プロトコルデータユニットのペイロードの繰り返しを生成することを含む請求項２０に記載の機械アクセス可能プロダクト。
【請求項２３】
プリアンブルを介して通信する方法であって、
相関論理により、ショートトレーニングフィールド、ロングトレーニングフィールド、及び信号フィールドの繰り返しで前記プリアンブルを含む通信信号を受信する段階と、
前記相関論理により、前記プリアンブルの前記ショートトレーニングフィールドの繰り返しを、既知のショートトレーニングフィールドシーケンスと比較して、前記通信信号を検知する段階と
を備える方法。
【請求項２４】
アンテナにより、前記プリアンブルによりカプセル化されているペイロードを受信する段階をさらに備える請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記通信信号のペイロードの繰り返しに基づいて、前記ペイロードにエラー補正を行う段階をさらに備える請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記ショートトレーニングフィールドの繰り返しで初期パラメータ推定を行う段階をさらに備える請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記ロングトレーニングフィールドの繰り返しで細かいパラメータ推定を行う段階をさらに備える請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
プリアンブルを介して通信するデバイスであって、
アンテナと、
前記アンテナに連結されて、ショートトレーニングフィールド、ロングトレーニングフィールド、及び信号フィールドの繰り返しで前記プリアンブルを含む通信信号を受信して、前記プリアンブルの前記ショートトレーニングフィールドの繰り返しを、既知のショートトレーニングフィールドシーケンスと比較して、前記通信信号を検知するレシーバと
を備えるデバイス。
【請求項２９】
前記レシーバは、前記通信信号のペイロードの繰り返しに基づいて、前記ペイロードにエラー補正を行う論理を有する請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記レシーバは、前記ショートトレーニングフィールドの繰り返しで初期パラメータ推定を行い、前記ロングトレーニングフィールドの繰り返しで細かいパラメータ推定を行う論理を有する請求項２８に記載のデバイス。
【図１】
【図１Ａ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図１Ａ】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２３５４４９（Ｐ２０１２−２３５４４９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−６１８０３（Ｐ２０１２−６１８０３）
【出願日】平成２４年３月１９日（２０１２．３．１９）
【出願人】（５９１００３９４３）インテル・コーポレーション (1,101)
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−６１８０３（Ｐ２０１２−６１８０３）
【出願日】平成２４年３月１９日（２０１２．３．１９）
【出願人】（５９１００３９４３）インテル・コーポレーション (1,101)
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