低電力無線ネットワーク用の方法及び装置
【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、新たな信号フィールドを有する新たなプリアンブル構造を実装する場合もある。新たなプリアンブル構造に基づいて、プリアンブル構造及び／またはプリアンブルを機械アクセス可能な媒体に格納することができる。新たなプリアンブル構造との通信の生成及び送信が行われて良い。新たなプリアンブル構造との通信の受信及び検知が行われてもよい。
【解決手段】物理層論理が、新たな信号フィールドを有する新たなプリアンブル構造を実装する場合もある。新たなプリアンブル構造に基づいて、プリアンブル構造及び／またはプリアンブルを機械アクセス可能な媒体に格納することができる。新たなプリアンブル構造との通信の生成及び送信が行われて良い。新たなプリアンブル構造との通信の受信及び検知が行われてもよい。
【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】無線通信デバイス間で通信を構築するためのプリアンブルの一実施形態である。
【図１Ｂ】無線通信デバイス間で通信を構築するためのプリアンブル構造の別の実施形態である。
【図１Ｃ】信号フィールドの一実施形態である。
【図１Ｄ】無線通信デバイス間で通信を構築するための保護メカニズムを有するプロトコルの一実施形態である。
【図２】無線ネットワークで直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する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１Ａ及び図１Ｂに示すプリアンブル構造等のプリアンブル構造を生成するフローチャートの一実施形態である。
【図４Ａ】図２に示すトランスミッタとレシーバとの間の通信を送信・受信する際のフローチャートの実施形態を示す。
【図４Ｂ】図２に示すトランスミッタとレシーバとの間の通信を送信・受信する際のフローチャートの実施形態を示す。
【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】
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、新たな信号フィールドを有する新たなプリアンブル構造を実装する場合もある。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）。
【０００５】
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。一部の実施形態では、新たなプリアンブル構造が、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ及びＩＥＥＥ８０２．１１ａｇシステムからの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）を利用することで、実装コストを低減させることができる。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。
【０００６】
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１ＭＨｚ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２０ＭＨｚ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、２、４、８、１０、及び２０という値として、これにより、１０、５、２．５、２、及び１ＭＨｚ帯域幅のオペレーションとする）。更なる実施形態は、例えば１６０ＭＨｚをＮで除算する、といったように、Ｎによりダウンクロックされていてもよい（ここではＮを、１０，２０、４０、８０、及び１６０という値として、これにより、１６、８、４、２、及び１ＭＨｚ帯域幅のオペレーションとする）。また一部の実施形態では、帯域幅が、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃシステムのトーン・カウントに基づいていてもよい。一部の実施形態では、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。
【０００７】
プリアンブル構造の実施形態は、１１ａｈ−ＳＩＧという新たな信号フィールドを実装することができる。このプリアンブル構造は、１つのストリームオペレーション用にアンテナをトレーニングして、次いで、信号フィールド及びデータペイロードを後続させる、というＳＴＦ及びＬＴＦを定義することができる。一部の実施形態では、信号フィールドの前に、ガードインターバル（ＧＩ）があって、後には、多入力多出力（ＭＩＭＯ）ストリームを追加できるように追加のＬＴＦが続く。単一のストリームを介してしか通信しない他の実施形態では、この追加のＬＴＦは含まれなくてもよい。
【０００８】
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。
【０００９】
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メディアアクセス制御（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。
【００１０】
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る。更に、計測ステーションその他の通信デバイスも、定期的に、自分から通信デバイス１０３０に通信を働きかけることができる（通信デバイス１０３０のファームウェアの更新を行うため等の目的で）。他の実施形態では、通信デバイス１０３０が通信に対する応答しかせず、自分から通信を働きかけるための論理は有さなくてもよい。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
通信デバイス１０１０及び１０３０は、メモリ１０１１及び１０３１、並びに、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）サブレイヤ論理１０１８及び１０３８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１０１４及び１０３４、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１０１４及び１０３４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。プリアンブル構造１０１４及び１０３４は、更に、通信フォーマット及びレートを構築することができる。特に、プリアンブル構造１０１４及び１０３４に基づいて生成または決定されたプリアンブルは、例えばアンテナアレイ１０２４及び１０４４をトレーニングすることで、互いに通信させ、通信用の変調及び符号化スキーム、通信用の帯域幅（１または複数）、送信ベクトル（ＴＸベクトル）の長さ、ビームフォーミング適用の是非等を構築することができる。
【００１４】
ＭＡＣサブレイヤ論理１０１８はフレームを生成してよく、物理層（ＰＨＹ）論理１０１９、１０３９は、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、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を生成してよい。本実施形態では、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構造１０１４及び１０３４に基づいてプリアンブルを含むフレームをカプセル化することができ、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接頭辞として付けることができる。データユニット構築器（例えばデータユニット構築器１０１３または１０３３）の機能は、ビットグループをプリアンブル及びペイロードを構成するコードワードまたはシンボルにアセンブルして、シンボルを、それぞれアンテナアレイ１０２４及び１０４４を介して送信するための信号にそれぞれ変換することができるようにする、というものである。
【００１５】
各データユニット構築器１０１３、１０３１は、信号フィールド１０１５、１０３５を含むプリアンブル構造１０１４、１０３４を供給して、プリアンブル構造１０１４、１０３４に基づいて生成したプリアンブルを、プリアンブルの生成中及び／または生成後にメモリ１０１１、１０３１に格納することができる。本実施形態では、プリアンブル構造１０１４、１０３４は、信号フィールド１０１５、１０３５、及びデータペイロードの前に、１つのショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ）及び１つのロングトレーニングフィールド（ＬＴＦ）を含んでよい。ＳＴＦ及びＬＴＦは、直交周波数信号の間で、相対周波数、振幅、及び位相の変化に関する計測等、通信関連の計測を行って、アンテナアレイ１０２２及び１０２４を、互いに通信するようトレーニングする。特に、ＳＴＦは、パケット検知、自動利得制御、及び粗い周波数計測のために利用することができる。ＬＴＦは、空間チャネル用の、チャネル推定、タイミング、及び、細かい周波数推定に利用することができる。
【００１６】
信号フィールド１０１５、１０３５は、例えば、変調及び符号化スキームＭＣＳ、帯域幅、長さ、ビームフォーミング、時空ブロック符号化（ＳＴＢＣ）、符号化、アグリゲーション、短いガードインターバル（短いＧＩ）、巡回冗長検査（ＣＲＣ）、及びテール部（tail）を表すビットを含む、通信構築に関するデータを提供する。例えば一部の実施形態では、信号フィールド１０１５、１０３５は、符号レートが１／２である二相位相変調方式（ＢＰＳＫ）、符号レートが３／４である直交振幅変調（２５６−ＱＡＭ）を含むＭＣＳを含んでよい。更なる実施形態では、信号フィールド１０１５、１０３５は、ＳＱＰＳＫ（Staggered-Quadrature, Phase-Shift Keying：スタッガード四相位相変調）等の変調技術を含む。多くの実施形態では、ＭＣＳは、１から４の空間ストリームとの通信を構築する。
【００１７】
一部の実施形態では、信号フィールド１−１０１５、１０３５は、複数の帯域幅（例えば、２０メガヘルツ（ＭＨｚ）をＮで除算したもの、４０ＭＨｚをＮで除算したもの、８０ＭＨｚをＮで除算したもの、１６０ＭＨｚをＮで除算したもの、Ｎは整数であり、帯域幅は１ＭＨｚと１０ＭＨｚとの間となる）を含む。例えば帯域幅は、１６０ＭＨｚをＮで除算した値を含み、Ｎは１６０、８０、４０、２０、及び１０を含み、これによって、１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、４ＭＨｚ、８ＭＨｚ、及び１６ＭＨｚが生じる。更なる実施形態では、例えば帯域幅が、２０ＭＨｚをＮで除算した値を含み、Ｎは２、４、８、１０、１６、及び２０を含み、これによって、１ＭＨｚ、１．２５ＭＨｚ、２ＭＨｚ、２．５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、及び１０ＭＨｚとなる。
【００１８】
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。各トランシーバ１０２０、１０４０は、ＲＦトランスミッタ及びＲＦレシーバを含む。各ＲＦトランスミッタは、ＲＦ周波数にデジタルデータを電圧をかけて提供し（impress）、データを電磁波で送信可能にする。ＲＦレシーバは、ＲＦ周波数で電磁エネルギーを受信して、デジタルデータを抽出する。図１は、４つの空間ストリームを有する多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムを含む、複数の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。
【００１９】
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（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、データの搬送に利用される。データは、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。
【００２０】
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ＳＴＦ及び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。
【００２１】
一実施形態では、通信デバイス１０１０は、オプションとして、破線で示すデジタルビームフォーマ（ＤＢＦ）１０２２を含んでもよい。ＤＢＦ１０２２は、情報信号を、アンテナアレイ１０２４のエレメントに与えられる信号に変換する。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、またオプションとして、ＤＢＦ１０４２を含んでよい。トランシーバ１０４０は、デジタルビーム形成と平行して、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈデバイスとも通信することができる。
【００２２】
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の後にはデータペイロードが含まれている場合もある。具体的には、ＰＰＤＵ１０６０は、ショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ）１０６４、ロングトレーニングフィールド（ＬＴＦ）１０６６、１１ＡＨ−ＳＩＧ１０６８、更なるＬＴＦ１０６９、及びデータ１０７０を含んでいてよい。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。
【００２３】
ＬＴＦ１０６６は、１つの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んでよい。ガードインターバルシンボルは、１．６μｓ×Ｎの長さであってよく、この場合、各ロングトレーニングシンボルは、２０ＭＨｚチャネル間隔の場合、３．２μｓ×Ｎの長さを有することになる。２０ＭＨｚのチャネル間隔の場合、ＬＴＦ１０６６の時間フレーム全体は、８μｓ×Ｎとなる。
【００２４】
１１ａｈ−ＳＩＧ１０６８は、図１Ｃに示すシンボルのように、０．８μｓ×ＮのＧＩシンボル及び７．２μｓ×Ｎの信号フィールドシンボルを含んでよい。更なるＬＴＦ１０６９は、２０ＭＨｚのチャネル間隔で４μｓ×Ｎの、更なるＭＩＭＯストリーム用の１以上のＬＴＦシンボルを適宜含んでよい。データ１０７０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１０７０は、２０ＭＨｚチャネル間隔の０．８μｓ×ＮのＧＩシンボルと、これに後続して、２０ＭＨｚチャネル間隔の３．２μｓ×Ｎのペイロードデータとを含む１以上のシンボルのセットを含んでよい。
【００２５】
本実施形態は、１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、４ＭＨｚ、８ＭＨｚ、及び１６ＭＨｚ等の、５つの許可された帯域幅を含んでよい。一部の実施形態では、プリアンブル構造１０６２に従って生成されるプリアンブルは、例えば２つの１ＭＨｚ帯域幅等の２つの帯域幅に複製することもできる。ひとたびデータ部分が開始してしまうと複製は行われず、新たなトーンの割り当てが開始される。例えばプリアンブルのトーンの割り当ては、最小の帯域幅（１ＭＨｚ）では５６トーンに固定されていてよく、次の帯域幅（２ＭＨｚ）では全体で１１２トーンが得られるように複製されてよく、次の帯域幅（４ＭＨｚ）では全体で２２４トーンが得られるように複製されてよく、次の帯域幅（８ＭＨｚ）では全体で４４８トーンが得られるように複製されてよく、最大の帯域幅（１６ＭＨｚ）では全体で８９６トーンが得られるように複製されてよい。データ１０７０のトーン割り当ては、１ＭＨｚ帯域幅では５６トーン（５２データトーンに４パイロットトーンを足したもの）、２ＭＨｚでは１１４トーン（データ用に１０８トーンと、６パイロットトーン）、４ＭＨｚ帯域幅では２４２トーン（２３４データトーンに８パイロットトーンを足したもの）、８ＭＨｚ帯域幅では４８４トーン（データ用に４６８トーンと、１６パイロットトーン）、及び、１６ＭＨｚでは９６８トーン（データ用に９３６トーンと、３２パイロットトーン）という設定であってよい。
【００２６】
図１Ｂ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１０８２を含む物理層プロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ）１０８０の別の実施形態である。ＰＰＤＵ１０８０はプリアンブル構造１０８２を含んでよく、プリアンブル構造１０８２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、プリアンブル構造１０８０の後にデータペイロードが含まれている場合もある。具体的には、ＰＰＤＵ１０８０は、ショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ）１０６４、ロングトレーニングフィールド（ＬＴＦ）１０６６、１１ＡＨ−ＳＩＧ１０６８、及びデータ１０７０を含んでいてよい。
【００２７】
図１Ｃ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信号フィールドである、１１ＡＨ−ＳＩＧ１１００の一実施形態である。フィールドの数、タイプ、及び内容は、実施形態間で異なっていてよいが、本実施形態の信号フィールドは、変調及び符号化スキーム（ＭＣＳ）１１０４パラメータ、帯域幅（ＢＷ）１１０６パラメータ、長さ１１０８パラメータ、ビームフォーミング（ＢＦ）１１１０パラメータ、時空ブロック符号化（ＳＴＢＣ）１１１２パラメータ、符号化１１１４パラメータ、アグリゲーション１１１６パラメータ、短いガードインターバル（ＳＧＩ）１１１８パラメータ、巡回冗長検査（ＣＲＣ）１１２０パラメータ、及びテール部１１２２パラメータのための一連のビットを含んでよい。
【００２８】
ＭＣＳ１１０４パラメータは、６ビットを含み、二相位相変調方式（ＢＰＳＫ）、１６ＱＡＭ（１６信号点配置図の直交振幅変調）、６４ＱＡＭ（６４信号点配置図の直交振幅変調）、２５６ＱＡＭ（２５６信号点配置図の直交振幅変調）、四位相偏移変調（ＱＰＳＫ）、またはＳＱＰＳＫを、通信の変調フォーマットとして指定する。これら選択肢により、通信について１から４つの空間ストリームが提供されうる。ＢＰＳＫの符号レートは１／２であってよい。２５６ＱＡＭの符号レートは３／４であってよい。ＳＱＰＳＫは、ＯＱＰＳＫと称される場合もあるが、１／２または３／４の符号レートであってよい。一部の実施形態では、ＳＱＰＳＫは、通信デバイスのオペレーションの範囲（例えば屋外センサの監視）を拡張するために、信号及びデータフィールド上に行うことが許可されている変調フォーマットである。
【００２９】
ＢＷ１１０６パラメータは、２ビットを含んでよく、２ＭＨｚ、４ＭＨｚ、８ＭＨｚ、及び、１６ＭＨｚ等の４つの帯域幅のいずれかを選択することに関していてよい。５つ目の帯域幅（例えば１ＭＨｚ）も、別の方法では選択されてよい。他の実施形態では、ＢＷ１１０６パラメータは、２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、または１６０ＭＨｚから整数Ｎでダウンクロックされた、４つの異なる帯域幅を提供することができる。数Ｎは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０等の任意の整数であってよい。
【００３０】
長さ１１０８パラメータは、１６ビットを含んでよく、送信ベクトルの長さをオクテットで示すことができる。一部の実施形態では、長さ１１０８パラメータに許可されている値は、１から４０９５の範囲である。長さ１１０８パラメータは、ＭＡＣサブレイヤ論理が図１の物理層（ＰＨＹ）デバイス（例えばトランシーバ１０２０、１０４０）に現在送信を要求しているＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）のオクテット数を示していてよい。ＰＨＹはこの長さ１１０８パラメータを利用して、送信開始要求を受け取った後でＭＡＣとＰＨＹとの間で生じうるオクテット転送の数を決定する。
【００３１】
ビームフォーミング（ＢＦ）１１１０パラメータは、１ビットを含んでよく、ＰＨＹが、ＭＰＤＵの送信の際にビームフォーミングを実施するかを指定していてよい。時空ブロック符号化（ＳＴＢＣ）１１１２パラメータは、１ビットを含んでよく、アラモチ符号化等の時空ブロック符号化を実施するかを指定していてよい。符号化１１１４パラメータは、２ビットを含んでよく、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）を利用するかを指定していてよい。
【００３２】
アグリゲーション１１１６パラメータは、１ビットを含んでよく、ＭＰＤＵアグリゲーション（Ａ−ＭＰＤＵ）を必須とするかが示されていてよい。短いガードインターバル（ＳＧＩ）１１１８パラメータは１または２ビットを含んでよく、ＳＧＩの期間を指定していてよい。例えば１ビットは、短いガードインターバルを指定するために論理１に設定されたり、長いガードインターバルを指定するために論理ゼロに設定されたりしてよく、２番目のビットは、短いガードインターバルの長さの曖昧さを軽減すること（short guard interval length ambiguity mitigation）を指定していてよい。
【００３３】
巡回冗長検査（ＣＲＣ）１１２０シーケンスパラメータは、エラーチェック用に１１ａｈ−ＳＩＧ１１００の６ビットハッシュを含んでよく、テール部１１２２パラメータは、信号フィールド（１１ａｈ−ＳＩＧ１１００）の終了部を指定する論理ゼロまたは１等の６ビットシーケンスを含んでよい。
【００３４】
図１Ｄは、フレームの機能のうち１つのオペレーションの一実施形態１２００である。具体的には図１Ｄは、実施形態のために保護されている送信オペレーション（ＴｘＯＰ）の利用を示している。一部の実施形態では、この保護されているＴｘＯＰを利用して、レシーバ以外のデバイスに対して、フレームを送信する前に、これらの他のデバイスが一定の期間送信を行わないように通知する。この一定の期間は、このフレームの送信に割り当てられる期間である。例えば、送信ビームフォーミング（ＴｘＢＦ）を利用する実施形態では、図１Ｃに示す信号フィールド１１００または図１の信号フィールド１０１５または１０３５等の信号フィールドの送信で、ビームフォーミングが始められてよい。この結果、一部の通信デバイス（例えば通信デバイス１０１０、１０３０、１０５０、及び１０５５等）は、信号フィールドを復号することができなくなる場合もある。このような実施形態では、仮想キャリア検知メカニズムを実装することで、通信デバイスに対して、一定の期間の間、図１のネットワーク１００５等の通信媒体へのアクセスを行わないように命令することができる。
【００３５】
図１Ｄに示すように、通信を構築するためには、トランスミッタは、レシーバを送信先とする、送信要求（ＲＴＳ）フィールドを含む制御フレームを送信する。制御フレームは更に、アドレスフィールド及び期間フィールド（図１Ｄには不図示）を含む。アドレスフィールドは、送信が意図されている送信先であるレシーバを示している。期間フィールドは、送信のためにリザーブされている期間を示すネットワーク割り当てベクトル（ＮＡＶ）を示している。ＲＴＳ信号を送信した後であって送信データを送信するまでの間、トランスミッタは、クリアトゥセンド（Ｃｌｅａｒ Ｔｏ Ｓｅｎｄ（ＣＴＳ））信号をレシーバから届くのを待つ。ＣＴＳが短い期間受信されない場合には、意図されている送信を一時的に破棄して、新たなＲＴＳ信号を送信することができる。ＲＴＳに対するＣＴＳ信号が受信されたら、トランスミッタは、ＮＡＶの期間中にデータを送信する（図１Ｄ参照）。意図されているレシーバ以外のデバイスは、ＮＡＶの期間は通信をしないように自身のＮＡＶを設定することができる。
【００３６】
図２は、無線ネットワークで直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する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（ＰＨＹ）論理２５０に連結されるトランシーバ２００を含む。ＭＡＣサブレイヤ論理２０１及び物理層論理２５０は、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。
【００３７】
ＭＡＣサブレイヤ論理２０１は、フレーム構築器２０２を介してフレームにＭＳＤＵをカプセル化することで、ＭＡＣサービスデータユニット（ＭＳＤＵ）からＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）を生成することを含むデータリンク層機能を実装するためのハードウェア及び／またはコードを含んでよい。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。第１のフレーム制御フィールドに続く期間フィールドは、この送信の期間を指定する。上述したように、期間フィールドは、通信の保護メカニズムとして利用することのできるネットワーク割り当てベクトル（ＮＡＶ）を含む。データタイプフレームはデータ送信するよう設定されている。アドレスフィールドが期間フィールドに続いており、送信先として意図されているレシーバ（１または複数）のアドレスを指定している。
【００３８】
ＰＨＹ論理２５０は、データユニット構築器２０３を含む。データユニット構築器２０３は、図１Ｃに示すプリアンブル構造等のプリアンブル構造に基づいて、ＰＰＤＵを生成するためにＭＰＤＵをカプセル化するためのプリアンブルを決定する。多くの実施形態では、データユニット構築器２０３は、データフレーム送信、制御フレーム送信、または管理送信のために、デフォルトプリアンブル等のプリアンブルをメモリから選択することができる。一部の実施形態では、データユニット構築器２０３は、別の通信デバイスから受信するプリアンブルのデフォルトの値のセットに基づいて、プリアンブルを生成することができる。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。一部の実施形態では、センサは、データ収集局に対してプロアクティブに通信を働きかけて、通信機能を示すデータを送信して、ＣＴＳ等に呼応して、データ収集局にデータを通信し始めてよい。他の実施形態では、センサは、データ収集局の通信の働きかけに応じる形で、データ収集局にデータを送信することもできる。
【００３９】
データユニット構築器２０３は、ＳＴＦ、ガードインターバル、ＬＴＦ，及び１１ａｈ−ＳＩＧフィールドを含むプリアンブルを生成してよい。多くの実施形態では、データユニット構築器２０３は、別の通信デバイスとの相互作用から選択された通信パラメータに基づいてプリアンブルを生成することができる。データユニット構築器２０３は、１／２の符号レートと４つの空間ストリームを有するＢＰＳＫを示す６ビットを有するＭＣＳフィールドを含む１１ａｈ−ＳＩＧフィールドを持つプリアンブルを生成してよい。データユニット構築器２０３は、１６ＭＨｚ、８ＭＨｚ、４ＭＨｚ、２ＭＨｚ、及び１ＭＨｚ等の５つの許可されている帯域幅のなかの、いずれかを決定することができる。帯域幅が１ＭＨｚから１０ＭＨｚ内の範囲であるような更なる実施形態では、４つの帯域幅のセットが、１０ＭＨｚ、６．７ＭＨｚ、５ＭＨｚ、及び４ＭＨｚのセット、１０ＭＨｚ、５ＭＨｚ、４ＭＨｚ、及び２．５ＭＨｚのセット、１０ＭＨｚ、５ＭＨｚ、２．５ＭＨｚ、及び１．２５ＭＨｚのセット、５ＭＨｚ、４ＭＨｚ、３．３ＭＨｚ、及び２．９ＭＨｚ等のセットを含んでいてよい。他の実施形態では、４つの帯域幅のセットに、１０ＭＨｚを越える帯域幅が１以上含まれていてもよく、例えば、４つの帯域幅のセットが、２０ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、５ＭＨｚ、及び２．５ＭＨｚのセット、４０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、及び５ＭＨｚのセット、４０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、及び５ＭＨｚのセット、２６．７ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、１６ＭＨｚ、及び１３．３ＭＨｚ等のセットが含まれていてよい。データユニット構築器２０３は、１０ＭＨｚ、５ＭＨｚ、２．５ＭＨｚ、及び１．２５ＭＨｚ等の４つの帯域幅のいずれかを表す値にＢＷビットを設定してもよい。多くの実施形態では、５番目の帯域幅が、１１ａｈ−ＳＩＧフィールド内の他の手段（例えば３番目のビットを有する帯域幅パラメータ、５番目の帯域幅を示す１以上のビットを有する拡張されたデータペイロード、特定の帯域幅に設定されている帯域幅パラメータの情報とあわせた１１ａｈ−ＳＩＧフィールド内の別のビットの設定）により選択されてもよい。
【００４０】
数多くの実施形態において、データユニット構築器２０３は、最初に最下位ビット（ＬＳＢ）を持つ１６ビット長の長さフィールドを含んだ１１ａｈ−ＳＩＧフィールドを有するプリアンブルを生成することができる。長さフィールドには、送信ベクトル（ＴＸＶＥＣＴＯＲ）の長さが含まれてよい。更なる実施形態では、データユニット構築器２０３は、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）を選択するための符号ビットと、ＬＤＰＣ期間の曖昧さを提供する余剰の符号ビットとを含む１１ａｈ―ＳＩＧフィールドを含むプリアンブルを生成することもできる。データユニット構築器２０３は、送信ビームフォーミング（ＴｘＢＦ）用に１ビットを含む１１ａｈ−ＳＩＧフィールドを含むプリアンブルを生成することもできる。例えば一部の実施形態では、ビームフォーミング機能を有する通信デバイスに対するデータパケット用に送信をビームフォーンミングする必要があることを示すための論理１にＴｘＢＦビットを設定して、送信にビームフォーミングしない旨を示す（例えば保護メカニズムフレーム等の場合）ためにＴｘＢＦビットを論理ゼロに設定することができる。
【００４１】
一部の実施形態では、データユニット構築器２０３は、短いガードインターバル（ＳＧＩ）フィールド（例えば１．６マイクロ秒（μｓ）×Ｎであってよく、Ｎは２０ＭＨｚチャネル間隔からタイミングをダウンクロックするための整数である）を含む１１ａｈ−ＳＩＧフィールドを有するプリアンブルを生成することができる。データユニット構築器２０３は更に、エラー補正のための巡回冗長検査（ＣＲＣ）フィールド、及び、テール部を含む（例えば、６つのゼロビット）１１ａｈ−ＳＩＧフィールドを含むプリアンブルを生成することもできる。テール部を設けることで、テール部ビットの受信の直後に、例えばＭＣＳ及び長さフィールドの復号を行わせることができる。
【００４２】
一部の実施形態では、データユニット構築器２０３は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃトーン割り当てに基づいて、プリアンブルにトーンを割り当てる。一例では、１．２５ＭＨｚ帯域幅のプリアンブルには５６トーンを割り当て、２．５ＭＨｚ帯域幅には１１２トーンを割り当て、５ＭＨｚ帯域幅には２２４トーンを割り当て、１０Ｍｈｚ帯域幅には４４８トーンを割り当てる。多くの実施形態では、データユニット構築器２０３は、ＰＰＤＵのデータ部分またはＭＰＤＵ部分にそれぞれ別の割り当てを行うこともできる。例えば、１．２５ＭＨｚ帯域幅のデータに５６トーンを割り当て、２．５ＭＨｚ帯域幅のデータに１１４トーンを割り当て、５ＭＨｚ帯域幅のデータに２４２トーンを割り当て、１０ＭＨｚ帯域幅のデータに４８４トーンを割り当てる、といったことができる。
【００４３】
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、変調器２１０、ＯＦＤＭ２１２、及びＤＢＦ２１４の１以上を含んでよい。トランスミッタ２０６の符号器２０８は、ＭＡＣサブレイヤ論理２０２から送信するためのデータを受信する。ＭＡＣサブレイヤ論理２０２は、データバイト等のブロックまたはシンボルの形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。
【００４４】
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。
【００４５】
トランスミッタ２０６の変調器２１０は、符号器２０８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を、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】
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信号を生成する。Ｎ位相のＰＳＫ信号を、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１】
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起こし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なものである。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。
【００４８】
また別の実施形態では、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】
変調器２１０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、変調を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。
【００５０】
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。
【００５１】
変調器２１０の出力は、時空ブロック符号化（ＳＴＢＣ）を介して直交周波数分割多重器（ＯＦＤＭ）２１２に供給されてよい。ＯＦＤＭ２１２は、変調器２１０からの変調されているデータに電圧を加えて、複数の直交サブキャリアにする。ＯＦＤＭ２１２の出力は、デジタルビームフォーマ（ＤＢＦ）２１４に供給される。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、向上したシステムパフォーマンスを達成するために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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
トランシーバ２００は、情報を含む信号を受信、変調、及び復号化するレシーバ２０４を含んでよい。レシーバ２０４は、ＤＢＦ２２０、ＯＦＤＭ２２２、復調器２２４、及び復号器２２６のうち１以上を含んでよい。受信信号は、アンテナエレメント２１８からＤＢＦ２２０へと供給される。ＤＢＶ２２０は、Ｎ個のアンテナ信号をＬ個の情報エレメントに変換する。
【００５５】
ＤＢＦ２２０の出力は、ＯＦＤＭ２２２に供給される。ＯＦＤＭ２２２は、複数のサブキャリアからの信号情報を抽出して、この上に、情報を含む信号を変調する。
【００５６】
復調器２２４は、受信した信号を復調する。復調とは、受信した信号から信号を抽出して、変調されていない（un-demodulated）情報信号を生成する処理のことである。復調方法は、情報が受信キャリア信号に変調された方法に応じたものであってよい。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。復調によって、情報ビットシーケンスが復号器に提供される。復号器２２６は、復調器２２４からの受信データを復号化して、復号化された情報（ＭＰＤＵ）を、ＭＡＣサブレイヤ論理２０２に送信する。
【００５７】
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、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。
【００５８】
図３は、図１Ａ及び図１Ｂに示すプリアンブル構造等のプリアンブル構造を生成するフローチャート３００の一実施形態である。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、別の通信デバイスの送信するフレームを生成して、このフレームをＭＰＤＵとしてデータユニット構築器に渡してよく、データユニット構築器は、他の通信デバイスに送信することができるパケットに、このデータを変換する。データユニット構築器は、図１Ａのプリアンブル構造１０６２等のプリアンブル構造に基づいてプリアンブルを生成して、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を形成することができる。一部の実施形態では、１を超える数のＭＰＤＵが、ＰＰＤＵにカプセル化されてよい。
【００５９】
データユニット構築器は、フレームをカプセル化するプリアンブルを決定したり生成したりすることができる（エレメント３１０から３４５の１以上）。プリアンブル生成にあたっては、データユニット構築器は、図１Ａから図１Ｃの１１ａｈ−ＳＩＧ１１００等の信号フィールドを生成することができるが、フィールド及びその内容は、図１Ｃに関して説明したフィールドとは異なっていてもよい。信号フィールドを生成する際に、データユニット構築器は、ＰＰＤＵに対する変調及び符号化スキームを決定してよい（エレメント３１０）。データ構築器は、デフォルトの変調及び符号化スキームを選択して、他の通信デバイスとの通信によって示される変調及び符号化スキームを選択することができ、または、ある変調及び符号化スキームを選択することもできる。多くの実施形態では、データユニット構築器は、１／２のレートのＢＰＳＫ、３／４のレートの２５６ＱＡＭ、またはＳＱＰＳＫを含む変調及び符号化スキームのグループから、１つの変調及び符号化スキームを選択することができる。
【００６０】
プリアンブルのフィールド生成は、任意の順序で行われてよく、メモリからのプリアンブルの選択が含まれてもよいが、本実施形態では、変調及び符号化スキームの決定の後に、通信の帯域幅を決定することができる（エレメント３１５）。帯域幅の決定には、５つの帯域幅（例えば１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、４ＭＨｚ、８ＭＨｚ、及び１６ＭＨｚ等）からいずれかの帯域幅を選択することができる。
【００６１】
データユニット構築器は、ビームフォーミングビットを設定することにより、ビームフォーミングを実装するかを決定することができる（エレメント３２０）。データユニット構築器は、ビームフォーミングビットを、論理１に設定することで、データフレームについてビームフォーミングを実装することを示し、ビームフォーミングビットを論理ゼロに設定することで、複数の異なる理由からビームフォーミングをオフにすることができる。例えば、ビームフォーミングは、送信を開始する通信デバイスまたは送信先の通信デバイスがビームフォーミングをサポートしていないとき等にオフにされてよい。
【００６２】
多くの実施形態では、データユニット構築器は、ビットを論理１に設定してＳＴＢＣをＯＮにしたり、論理ゼロに設定してＳＴＢＣをオフにしたりして、時空ブロック符号化（ＳＴＢＣ）ビットを決定する（ビット３２５）。ＳＴＢＣは、複数のアンテナを介してデータストリームの複数のコピーを送信したり、データの様々な受信コピーを利用したりして、データ転送の信頼度を向上させることができる。冗長性を付与することにより、受信コピーの１以上を利用して、受信信号を正確に復号化することができる可能性を高めることができる。一部の実施形態では、ＳＴＢＣは、受信信号の全てのコピーを組み合わせることで、コピーそれぞれからの情報として抽出することができる。
【００６３】
ＳＴＢＣ値を決定した後に、データユニット構築器は、符号化値を決定することができる（エレメント３３０）。データユニット構築器は、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（ＬＤＰＣ）を利用するかを決定してよい。一部の実施形態では、符号化パラメータが、ＬＤＰＣ期間の曖昧さを示すための余剰ビットを含んでいてもよい。ＢＣＣは、入力シーケンスの線形の組み合わせのセットを含む出力シーケンスを有する線形の有限状態シフトレジスタ（linear finite-state shift register）として捉えることができる。各入力ビットに対するシフトレジスタからの出力ビット数は、コード内の冗長性の計測値である。ＬＤＰＣコードは線形誤り補正コードであり、ノイズのある送信チャネルでメッセージを送信する方法であり、スパースな二部グラフを利用して構築することができる。ＬＤＰＣコードは、キャパシティが近いコードであり、タイムリニアに自身のブロック長まで復号することができ、スパースなパリティ検査行列で定義される。
【００６４】
一部の実施形態では、データユニット構築器は、アグリゲーション値を論理１に設定して、アグリゲーションＭＰＤＵ（Ａ−ＭＰＤＵ）を必須とすることにより、アグリゲーション値を決定することができる（エレメント３３５）。アグリゲーションＭＰＤＵを必須とする際、データユニット構築器は、ＰＰＤＵの各データ送信のデータペイロードに、１を超える数のＭＰＤＵを含めることを要求することができる。管理情報はＰＰＤＵ１つについて一度だけ指定される必要があるので、ペイロードデータの送信データ量全体に対する比率を高くして、消費電力を低くすることができる。
【００６５】
次にデータユニット構築器は、短いガードインターバル（ＳＧＩ）値を決定することができる（エレメント３４０）。多くの実施形態では、データユニット構築器が、２以上のＳＧＩ値の間で選択することができる。例えば、データユニット構築器は、ＳＧＩ値を論理ゼロに設定して４００ナノ秒のＳＧＩを選択したり、ＳＧＩ値を論理１に設定して６００ナノ秒のＳＧＩを選択したりすることができる。
【００６６】
一部の実施形態では、データ構築器は、巡回冗長検査（ＣＲＣ）（エレメント３４５）及びテール部でプリアンブルを完成させることができる。ＣＲＣは、例えば、データ送信のエラーを検知するチェックサムを生成するために利用するハッシュ関数の一種等を含んでよく、テール部には、プリアンブルの終端部を指定するための６つの論理ゼロ等の一連のビットが含まれてよい。
【００６７】
プリアンブルを決定すると、データユニット構築器は、フレーム（ＭＰＤＵ）を、または、Ａ−ＭＰＤＵが論理１に設定されている場合には複数のフレームをプリアンブルにカプセル化して、別の通信デバイスに対する送信用のＰＰＤＵを生成してよい（エレメント３５０）。ＰＰＤＵは次に、図２のトランスミッタ２０６、または、図１のトランシーバ１０２０、１０４０等の物理層デバイスに送信されて、ここで、ＰＰＤＵは、プリアンブルに基づいて信号に変換され、アンテナ経由の送信に備えさせる（エレメント３５５）。これ以上のフレームをフレーム構築器から受信する場合には（エレメント３６０）、更なるＰＰＤＵをエレメント３１０から３５０で決定することができる。
【００６８】
図４Ａから図４Ｂは、図２に示すトランスミッタとレシーバとの間の通信を送信・受信する際のフローチャートの実施形態を示す。図４Ａを参照すると、フローチャート４００は、トランスミッタ２０６等のトランスミッタが、ＭＡＣサブレイヤ論理からＰＨＹ論理を介してＰＰＤＵを受信することから始まる（エレメント４０５）。トランスミッタは、ＰＰＤＵを、アンテナアレイ２１８のなかのアンテナエレメント等のアンテナを介して送信することができる通信信号に変換してよい（エレメント４１０）。より具体的には、トランスミッタは、ＰＰＤＵを、ＢＣＣ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符号化することができる。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によりＰＰＤＵを変調することができる。トランスミッタは、サブキャリア中のデータを、プリアンブルに従ってＯＦＤＭにより分割することができ、トランスミッタは、信号をビームフォーミングして、通信信号を生成することができる。その後に、トランスミッタは、通信信号をアンテナに送信して、別の通信デバイスへと送信させることができる（エレメント４１５）。
【００６９】
図４Ｂでは、フローチャート４５０は、レシーバ２０４等のレシーバが、アンテナアレイ２１８のうちのアンテナエレメント等の１以上のアンテナを介して受信することから始まる（エレメント４５５）。レシーバは、通信信号を、図１Ａ及び図１Ｂのプリアンブル構造１０６２または１０８２に基づくプリアンブル等のプリアンブルに記述されている処理に従ってＭＰＤＵに変換することができる（エレメント４６０）。より詳しくは、受信信号を、１以上のアンテナから、図２に示すＤＢＦ２２０等のＤＢＦに供給する。ＤＢＦは、アンテナ信号を、図３に示すような情報信号に変換する。ＤＢＦの出力は、ＯＦＤＭ２２２等のＯＦＤＭに供給される。ＯＦＤＭは、複数のサブキャリアからの信号情報を抽出して、この上に、情報を含む信号を変調する。そして復調器２２４等の復調器は、信号情報を、例えばＢＰＳＫ，２５６ＱＡＭ、またはＳＱＰＳＫにより復調する。復号器２２６等の復号器は、ＢＣＣまたはＬＤＰＣ等を用いて復調器からの信号情報を復号して、ＭＰＤＵを抽出して（エレメント４６０）、ＭＰＤＵをＭＡＣサブレイヤ論理２０２等のＭＡＣサブレイヤ論理に送信する（エレメント４６５）。
【００７０】
別の実施形態として、図１から図４Ｂ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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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】無線通信デバイス間で通信を構築するためのプリアンブルの一実施形態である。
【図１Ｂ】無線通信デバイス間で通信を構築するためのプリアンブル構造の別の実施形態である。
【図１Ｃ】信号フィールドの一実施形態である。
【図１Ｄ】無線通信デバイス間で通信を構築するための保護メカニズムを有するプロトコルの一実施形態である。
【図２】無線ネットワークで直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する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１Ａ及び図１Ｂに示すプリアンブル構造等のプリアンブル構造を生成するフローチャートの一実施形態である。
【図４Ａ】図２に示すトランスミッタとレシーバとの間の通信を送信・受信する際のフローチャートの実施形態を示す。
【図４Ｂ】図２に示すトランスミッタとレシーバとの間の通信を送信・受信する際のフローチャートの実施形態を示す。
【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】
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、新たな信号フィールドを有する新たなプリアンブル構造を実装する場合もある。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）。
【０００５】
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。一部の実施形態では、新たなプリアンブル構造が、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ及びＩＥＥＥ８０２．１１ａｇシステムからの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）を利用することで、実装コストを低減させることができる。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。
【０００６】
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１ＭＨｚ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２０ＭＨｚ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、２、４、８、１０、及び２０という値として、これにより、１０、５、２．５、２、及び１ＭＨｚ帯域幅のオペレーションとする）。更なる実施形態は、例えば１６０ＭＨｚをＮで除算する、といったように、Ｎによりダウンクロックされていてもよい（ここではＮを、１０，２０、４０、８０、及び１６０という値として、これにより、１６、８、４、２、及び１ＭＨｚ帯域幅のオペレーションとする）。また一部の実施形態では、帯域幅が、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃシステムのトーン・カウントに基づいていてもよい。一部の実施形態では、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。
【０００７】
プリアンブル構造の実施形態は、１１ａｈ−ＳＩＧという新たな信号フィールドを実装することができる。このプリアンブル構造は、１つのストリームオペレーション用にアンテナをトレーニングして、次いで、信号フィールド及びデータペイロードを後続させる、というＳＴＦ及びＬＴＦを定義することができる。一部の実施形態では、信号フィールドの前に、ガードインターバル（ＧＩ）があって、後には、多入力多出力（ＭＩＭＯ）ストリームを追加できるように追加のＬＴＦが続く。単一のストリームを介してしか通信しない他の実施形態では、この追加のＬＴＦは含まれなくてもよい。
【０００８】
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。
【０００９】
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メディアアクセス制御（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。
【００１０】
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る。更に、計測ステーションその他の通信デバイスも、定期的に、自分から通信デバイス１０３０に通信を働きかけることができる（通信デバイス１０３０のファームウェアの更新を行うため等の目的で）。他の実施形態では、通信デバイス１０３０が通信に対する応答しかせず、自分から通信を働きかけるための論理は有さなくてもよい。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
通信デバイス１０１０及び１０３０は、メモリ１０１１及び１０３１、並びに、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）サブレイヤ論理１０１８及び１０３８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１０１４及び１０３４、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１０１４及び１０３４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。プリアンブル構造１０１４及び１０３４は、更に、通信フォーマット及びレートを構築することができる。特に、プリアンブル構造１０１４及び１０３４に基づいて生成または決定されたプリアンブルは、例えばアンテナアレイ１０２４及び１０４４をトレーニングすることで、互いに通信させ、通信用の変調及び符号化スキーム、通信用の帯域幅（１または複数）、送信ベクトル（ＴＸベクトル）の長さ、ビームフォーミング適用の是非等を構築することができる。
【００１４】
ＭＡＣサブレイヤ論理１０１８はフレームを生成してよく、物理層（ＰＨＹ）論理１０１９、１０３９は、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、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を生成してよい。本実施形態では、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構造１０１４及び１０３４に基づいてプリアンブルを含むフレームをカプセル化することができ、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接頭辞として付けることができる。データユニット構築器（例えばデータユニット構築器１０１３または１０３３）の機能は、ビットグループをプリアンブル及びペイロードを構成するコードワードまたはシンボルにアセンブルして、シンボルを、それぞれアンテナアレイ１０２４及び１０４４を介して送信するための信号にそれぞれ変換することができるようにする、というものである。
【００１５】
各データユニット構築器１０１３、１０３１は、信号フィールド１０１５、１０３５を含むプリアンブル構造１０１４、１０３４を供給して、プリアンブル構造１０１４、１０３４に基づいて生成したプリアンブルを、プリアンブルの生成中及び／または生成後にメモリ１０１１、１０３１に格納することができる。本実施形態では、プリアンブル構造１０１４、１０３４は、信号フィールド１０１５、１０３５、及びデータペイロードの前に、１つのショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ）及び１つのロングトレーニングフィールド（ＬＴＦ）を含んでよい。ＳＴＦ及びＬＴＦは、直交周波数信号の間で、相対周波数、振幅、及び位相の変化に関する計測等、通信関連の計測を行って、アンテナアレイ１０２２及び１０２４を、互いに通信するようトレーニングする。特に、ＳＴＦは、パケット検知、自動利得制御、及び粗い周波数計測のために利用することができる。ＬＴＦは、空間チャネル用の、チャネル推定、タイミング、及び、細かい周波数推定に利用することができる。
【００１６】
信号フィールド１０１５、１０３５は、例えば、変調及び符号化スキームＭＣＳ、帯域幅、長さ、ビームフォーミング、時空ブロック符号化（ＳＴＢＣ）、符号化、アグリゲーション、短いガードインターバル（短いＧＩ）、巡回冗長検査（ＣＲＣ）、及びテール部（tail）を表すビットを含む、通信構築に関するデータを提供する。例えば一部の実施形態では、信号フィールド１０１５、１０３５は、符号レートが１／２である二相位相変調方式（ＢＰＳＫ）、符号レートが３／４である直交振幅変調（２５６−ＱＡＭ）を含むＭＣＳを含んでよい。更なる実施形態では、信号フィールド１０１５、１０３５は、ＳＱＰＳＫ（Staggered-Quadrature, Phase-Shift Keying：スタッガード四相位相変調）等の変調技術を含む。多くの実施形態では、ＭＣＳは、１から４の空間ストリームとの通信を構築する。
【００１７】
一部の実施形態では、信号フィールド１−１０１５、１０３５は、複数の帯域幅（例えば、２０メガヘルツ（ＭＨｚ）をＮで除算したもの、４０ＭＨｚをＮで除算したもの、８０ＭＨｚをＮで除算したもの、１６０ＭＨｚをＮで除算したもの、Ｎは整数であり、帯域幅は１ＭＨｚと１０ＭＨｚとの間となる）を含む。例えば帯域幅は、１６０ＭＨｚをＮで除算した値を含み、Ｎは１６０、８０、４０、２０、及び１０を含み、これによって、１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、４ＭＨｚ、８ＭＨｚ、及び１６ＭＨｚが生じる。更なる実施形態では、例えば帯域幅が、２０ＭＨｚをＮで除算した値を含み、Ｎは２、４、８、１０、１６、及び２０を含み、これによって、１ＭＨｚ、１．２５ＭＨｚ、２ＭＨｚ、２．５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、及び１０ＭＨｚとなる。
【００１８】
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。各トランシーバ１０２０、１０４０は、ＲＦトランスミッタ及びＲＦレシーバを含む。各ＲＦトランスミッタは、ＲＦ周波数にデジタルデータを電圧をかけて提供し（impress）、データを電磁波で送信可能にする。ＲＦレシーバは、ＲＦ周波数で電磁エネルギーを受信して、デジタルデータを抽出する。図１は、４つの空間ストリームを有する多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムを含む、複数の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。
【００１９】
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（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、データの搬送に利用される。データは、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。
【００２０】
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ＳＴＦ及び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。
【００２１】
一実施形態では、通信デバイス１０１０は、オプションとして、破線で示すデジタルビームフォーマ（ＤＢＦ）１０２２を含んでもよい。ＤＢＦ１０２２は、情報信号を、アンテナアレイ１０２４のエレメントに与えられる信号に変換する。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、またオプションとして、ＤＢＦ１０４２を含んでよい。トランシーバ１０４０は、デジタルビーム形成と平行して、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈデバイスとも通信することができる。
【００２２】
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の後にはデータペイロードが含まれている場合もある。具体的には、ＰＰＤＵ１０６０は、ショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ）１０６４、ロングトレーニングフィールド（ＬＴＦ）１０６６、１１ＡＨ−ＳＩＧ１０６８、更なるＬＴＦ１０６９、及びデータ１０７０を含んでいてよい。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。
【００２３】
ＬＴＦ１０６６は、１つの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んでよい。ガードインターバルシンボルは、１．６μｓ×Ｎの長さであってよく、この場合、各ロングトレーニングシンボルは、２０ＭＨｚチャネル間隔の場合、３．２μｓ×Ｎの長さを有することになる。２０ＭＨｚのチャネル間隔の場合、ＬＴＦ１０６６の時間フレーム全体は、８μｓ×Ｎとなる。
【００２４】
１１ａｈ−ＳＩＧ１０６８は、図１Ｃに示すシンボルのように、０．８μｓ×ＮのＧＩシンボル及び７．２μｓ×Ｎの信号フィールドシンボルを含んでよい。更なるＬＴＦ１０６９は、２０ＭＨｚのチャネル間隔で４μｓ×Ｎの、更なるＭＩＭＯストリーム用の１以上のＬＴＦシンボルを適宜含んでよい。データ１０７０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１０７０は、２０ＭＨｚチャネル間隔の０．８μｓ×ＮのＧＩシンボルと、これに後続して、２０ＭＨｚチャネル間隔の３．２μｓ×Ｎのペイロードデータとを含む１以上のシンボルのセットを含んでよい。
【００２５】
本実施形態は、１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、４ＭＨｚ、８ＭＨｚ、及び１６ＭＨｚ等の、５つの許可された帯域幅を含んでよい。一部の実施形態では、プリアンブル構造１０６２に従って生成されるプリアンブルは、例えば２つの１ＭＨｚ帯域幅等の２つの帯域幅に複製することもできる。ひとたびデータ部分が開始してしまうと複製は行われず、新たなトーンの割り当てが開始される。例えばプリアンブルのトーンの割り当ては、最小の帯域幅（１ＭＨｚ）では５６トーンに固定されていてよく、次の帯域幅（２ＭＨｚ）では全体で１１２トーンが得られるように複製されてよく、次の帯域幅（４ＭＨｚ）では全体で２２４トーンが得られるように複製されてよく、次の帯域幅（８ＭＨｚ）では全体で４４８トーンが得られるように複製されてよく、最大の帯域幅（１６ＭＨｚ）では全体で８９６トーンが得られるように複製されてよい。データ１０７０のトーン割り当ては、１ＭＨｚ帯域幅では５６トーン（５２データトーンに４パイロットトーンを足したもの）、２ＭＨｚでは１１４トーン（データ用に１０８トーンと、６パイロットトーン）、４ＭＨｚ帯域幅では２４２トーン（２３４データトーンに８パイロットトーンを足したもの）、８ＭＨｚ帯域幅では４８４トーン（データ用に４６８トーンと、１６パイロットトーン）、及び、１６ＭＨｚでは９６８トーン（データ用に９３６トーンと、３２パイロットトーン）という設定であってよい。
【００２６】
図１Ｂ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１０８２を含む物理層プロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ）１０８０の別の実施形態である。ＰＰＤＵ１０８０はプリアンブル構造１０８２を含んでよく、プリアンブル構造１０８２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、プリアンブル構造１０８０の後にデータペイロードが含まれている場合もある。具体的には、ＰＰＤＵ１０８０は、ショートトレーニングフィールド（ＳＴＦ）１０６４、ロングトレーニングフィールド（ＬＴＦ）１０６６、１１ＡＨ−ＳＩＧ１０６８、及びデータ１０７０を含んでいてよい。
【００２７】
図１Ｃ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信号フィールドである、１１ＡＨ−ＳＩＧ１１００の一実施形態である。フィールドの数、タイプ、及び内容は、実施形態間で異なっていてよいが、本実施形態の信号フィールドは、変調及び符号化スキーム（ＭＣＳ）１１０４パラメータ、帯域幅（ＢＷ）１１０６パラメータ、長さ１１０８パラメータ、ビームフォーミング（ＢＦ）１１１０パラメータ、時空ブロック符号化（ＳＴＢＣ）１１１２パラメータ、符号化１１１４パラメータ、アグリゲーション１１１６パラメータ、短いガードインターバル（ＳＧＩ）１１１８パラメータ、巡回冗長検査（ＣＲＣ）１１２０パラメータ、及びテール部１１２２パラメータのための一連のビットを含んでよい。
【００２８】
ＭＣＳ１１０４パラメータは、６ビットを含み、二相位相変調方式（ＢＰＳＫ）、１６ＱＡＭ（１６信号点配置図の直交振幅変調）、６４ＱＡＭ（６４信号点配置図の直交振幅変調）、２５６ＱＡＭ（２５６信号点配置図の直交振幅変調）、四位相偏移変調（ＱＰＳＫ）、またはＳＱＰＳＫを、通信の変調フォーマットとして指定する。これら選択肢により、通信について１から４つの空間ストリームが提供されうる。ＢＰＳＫの符号レートは１／２であってよい。２５６ＱＡＭの符号レートは３／４であってよい。ＳＱＰＳＫは、ＯＱＰＳＫと称される場合もあるが、１／２または３／４の符号レートであってよい。一部の実施形態では、ＳＱＰＳＫは、通信デバイスのオペレーションの範囲（例えば屋外センサの監視）を拡張するために、信号及びデータフィールド上に行うことが許可されている変調フォーマットである。
【００２９】
ＢＷ１１０６パラメータは、２ビットを含んでよく、２ＭＨｚ、４ＭＨｚ、８ＭＨｚ、及び、１６ＭＨｚ等の４つの帯域幅のいずれかを選択することに関していてよい。５つ目の帯域幅（例えば１ＭＨｚ）も、別の方法では選択されてよい。他の実施形態では、ＢＷ１１０６パラメータは、２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、または１６０ＭＨｚから整数Ｎでダウンクロックされた、４つの異なる帯域幅を提供することができる。数Ｎは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０等の任意の整数であってよい。
【００３０】
長さ１１０８パラメータは、１６ビットを含んでよく、送信ベクトルの長さをオクテットで示すことができる。一部の実施形態では、長さ１１０８パラメータに許可されている値は、１から４０９５の範囲である。長さ１１０８パラメータは、ＭＡＣサブレイヤ論理が図１の物理層（ＰＨＹ）デバイス（例えばトランシーバ１０２０、１０４０）に現在送信を要求しているＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）のオクテット数を示していてよい。ＰＨＹはこの長さ１１０８パラメータを利用して、送信開始要求を受け取った後でＭＡＣとＰＨＹとの間で生じうるオクテット転送の数を決定する。
【００３１】
ビームフォーミング（ＢＦ）１１１０パラメータは、１ビットを含んでよく、ＰＨＹが、ＭＰＤＵの送信の際にビームフォーミングを実施するかを指定していてよい。時空ブロック符号化（ＳＴＢＣ）１１１２パラメータは、１ビットを含んでよく、アラモチ符号化等の時空ブロック符号化を実施するかを指定していてよい。符号化１１１４パラメータは、２ビットを含んでよく、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）を利用するかを指定していてよい。
【００３２】
アグリゲーション１１１６パラメータは、１ビットを含んでよく、ＭＰＤＵアグリゲーション（Ａ−ＭＰＤＵ）を必須とするかが示されていてよい。短いガードインターバル（ＳＧＩ）１１１８パラメータは１または２ビットを含んでよく、ＳＧＩの期間を指定していてよい。例えば１ビットは、短いガードインターバルを指定するために論理１に設定されたり、長いガードインターバルを指定するために論理ゼロに設定されたりしてよく、２番目のビットは、短いガードインターバルの長さの曖昧さを軽減すること（short guard interval length ambiguity mitigation）を指定していてよい。
【００３３】
巡回冗長検査（ＣＲＣ）１１２０シーケンスパラメータは、エラーチェック用に１１ａｈ−ＳＩＧ１１００の６ビットハッシュを含んでよく、テール部１１２２パラメータは、信号フィールド（１１ａｈ−ＳＩＧ１１００）の終了部を指定する論理ゼロまたは１等の６ビットシーケンスを含んでよい。
【００３４】
図１Ｄは、フレームの機能のうち１つのオペレーションの一実施形態１２００である。具体的には図１Ｄは、実施形態のために保護されている送信オペレーション（ＴｘＯＰ）の利用を示している。一部の実施形態では、この保護されているＴｘＯＰを利用して、レシーバ以外のデバイスに対して、フレームを送信する前に、これらの他のデバイスが一定の期間送信を行わないように通知する。この一定の期間は、このフレームの送信に割り当てられる期間である。例えば、送信ビームフォーミング（ＴｘＢＦ）を利用する実施形態では、図１Ｃに示す信号フィールド１１００または図１の信号フィールド１０１５または１０３５等の信号フィールドの送信で、ビームフォーミングが始められてよい。この結果、一部の通信デバイス（例えば通信デバイス１０１０、１０３０、１０５０、及び１０５５等）は、信号フィールドを復号することができなくなる場合もある。このような実施形態では、仮想キャリア検知メカニズムを実装することで、通信デバイスに対して、一定の期間の間、図１のネットワーク１００５等の通信媒体へのアクセスを行わないように命令することができる。
【００３５】
図１Ｄに示すように、通信を構築するためには、トランスミッタは、レシーバを送信先とする、送信要求（ＲＴＳ）フィールドを含む制御フレームを送信する。制御フレームは更に、アドレスフィールド及び期間フィールド（図１Ｄには不図示）を含む。アドレスフィールドは、送信が意図されている送信先であるレシーバを示している。期間フィールドは、送信のためにリザーブされている期間を示すネットワーク割り当てベクトル（ＮＡＶ）を示している。ＲＴＳ信号を送信した後であって送信データを送信するまでの間、トランスミッタは、クリアトゥセンド（Ｃｌｅａｒ Ｔｏ Ｓｅｎｄ（ＣＴＳ））信号をレシーバから届くのを待つ。ＣＴＳが短い期間受信されない場合には、意図されている送信を一時的に破棄して、新たなＲＴＳ信号を送信することができる。ＲＴＳに対するＣＴＳ信号が受信されたら、トランスミッタは、ＮＡＶの期間中にデータを送信する（図１Ｄ参照）。意図されているレシーバ以外のデバイスは、ＮＡＶの期間は通信をしないように自身のＮＡＶを設定することができる。
【００３６】
図２は、無線ネットワークで直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する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（ＰＨＹ）論理２５０に連結されるトランシーバ２００を含む。ＭＡＣサブレイヤ論理２０１及び物理層論理２５０は、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。
【００３７】
ＭＡＣサブレイヤ論理２０１は、フレーム構築器２０２を介してフレームにＭＳＤＵをカプセル化することで、ＭＡＣサービスデータユニット（ＭＳＤＵ）からＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）を生成することを含むデータリンク層機能を実装するためのハードウェア及び／またはコードを含んでよい。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。第１のフレーム制御フィールドに続く期間フィールドは、この送信の期間を指定する。上述したように、期間フィールドは、通信の保護メカニズムとして利用することのできるネットワーク割り当てベクトル（ＮＡＶ）を含む。データタイプフレームはデータ送信するよう設定されている。アドレスフィールドが期間フィールドに続いており、送信先として意図されているレシーバ（１または複数）のアドレスを指定している。
【００３８】
ＰＨＹ論理２５０は、データユニット構築器２０３を含む。データユニット構築器２０３は、図１Ｃに示すプリアンブル構造等のプリアンブル構造に基づいて、ＰＰＤＵを生成するためにＭＰＤＵをカプセル化するためのプリアンブルを決定する。多くの実施形態では、データユニット構築器２０３は、データフレーム送信、制御フレーム送信、または管理送信のために、デフォルトプリアンブル等のプリアンブルをメモリから選択することができる。一部の実施形態では、データユニット構築器２０３は、別の通信デバイスから受信するプリアンブルのデフォルトの値のセットに基づいて、プリアンブルを生成することができる。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。一部の実施形態では、センサは、データ収集局に対してプロアクティブに通信を働きかけて、通信機能を示すデータを送信して、ＣＴＳ等に呼応して、データ収集局にデータを通信し始めてよい。他の実施形態では、センサは、データ収集局の通信の働きかけに応じる形で、データ収集局にデータを送信することもできる。
【００３９】
データユニット構築器２０３は、ＳＴＦ、ガードインターバル、ＬＴＦ，及び１１ａｈ−ＳＩＧフィールドを含むプリアンブルを生成してよい。多くの実施形態では、データユニット構築器２０３は、別の通信デバイスとの相互作用から選択された通信パラメータに基づいてプリアンブルを生成することができる。データユニット構築器２０３は、１／２の符号レートと４つの空間ストリームを有するＢＰＳＫを示す６ビットを有するＭＣＳフィールドを含む１１ａｈ−ＳＩＧフィールドを持つプリアンブルを生成してよい。データユニット構築器２０３は、１６ＭＨｚ、８ＭＨｚ、４ＭＨｚ、２ＭＨｚ、及び１ＭＨｚ等の５つの許可されている帯域幅のなかの、いずれかを決定することができる。帯域幅が１ＭＨｚから１０ＭＨｚ内の範囲であるような更なる実施形態では、４つの帯域幅のセットが、１０ＭＨｚ、６．７ＭＨｚ、５ＭＨｚ、及び４ＭＨｚのセット、１０ＭＨｚ、５ＭＨｚ、４ＭＨｚ、及び２．５ＭＨｚのセット、１０ＭＨｚ、５ＭＨｚ、２．５ＭＨｚ、及び１．２５ＭＨｚのセット、５ＭＨｚ、４ＭＨｚ、３．３ＭＨｚ、及び２．９ＭＨｚ等のセットを含んでいてよい。他の実施形態では、４つの帯域幅のセットに、１０ＭＨｚを越える帯域幅が１以上含まれていてもよく、例えば、４つの帯域幅のセットが、２０ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、５ＭＨｚ、及び２．５ＭＨｚのセット、４０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、及び５ＭＨｚのセット、４０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、及び５ＭＨｚのセット、２６．７ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、１６ＭＨｚ、及び１３．３ＭＨｚ等のセットが含まれていてよい。データユニット構築器２０３は、１０ＭＨｚ、５ＭＨｚ、２．５ＭＨｚ、及び１．２５ＭＨｚ等の４つの帯域幅のいずれかを表す値にＢＷビットを設定してもよい。多くの実施形態では、５番目の帯域幅が、１１ａｈ−ＳＩＧフィールド内の他の手段（例えば３番目のビットを有する帯域幅パラメータ、５番目の帯域幅を示す１以上のビットを有する拡張されたデータペイロード、特定の帯域幅に設定されている帯域幅パラメータの情報とあわせた１１ａｈ−ＳＩＧフィールド内の別のビットの設定）により選択されてもよい。
【００４０】
数多くの実施形態において、データユニット構築器２０３は、最初に最下位ビット（ＬＳＢ）を持つ１６ビット長の長さフィールドを含んだ１１ａｈ−ＳＩＧフィールドを有するプリアンブルを生成することができる。長さフィールドには、送信ベクトル（ＴＸＶＥＣＴＯＲ）の長さが含まれてよい。更なる実施形態では、データユニット構築器２０３は、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）を選択するための符号ビットと、ＬＤＰＣ期間の曖昧さを提供する余剰の符号ビットとを含む１１ａｈ―ＳＩＧフィールドを含むプリアンブルを生成することもできる。データユニット構築器２０３は、送信ビームフォーミング（ＴｘＢＦ）用に１ビットを含む１１ａｈ−ＳＩＧフィールドを含むプリアンブルを生成することもできる。例えば一部の実施形態では、ビームフォーミング機能を有する通信デバイスに対するデータパケット用に送信をビームフォーンミングする必要があることを示すための論理１にＴｘＢＦビットを設定して、送信にビームフォーミングしない旨を示す（例えば保護メカニズムフレーム等の場合）ためにＴｘＢＦビットを論理ゼロに設定することができる。
【００４１】
一部の実施形態では、データユニット構築器２０３は、短いガードインターバル（ＳＧＩ）フィールド（例えば１．６マイクロ秒（μｓ）×Ｎであってよく、Ｎは２０ＭＨｚチャネル間隔からタイミングをダウンクロックするための整数である）を含む１１ａｈ−ＳＩＧフィールドを有するプリアンブルを生成することができる。データユニット構築器２０３は更に、エラー補正のための巡回冗長検査（ＣＲＣ）フィールド、及び、テール部を含む（例えば、６つのゼロビット）１１ａｈ−ＳＩＧフィールドを含むプリアンブルを生成することもできる。テール部を設けることで、テール部ビットの受信の直後に、例えばＭＣＳ及び長さフィールドの復号を行わせることができる。
【００４２】
一部の実施形態では、データユニット構築器２０３は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｃトーン割り当てに基づいて、プリアンブルにトーンを割り当てる。一例では、１．２５ＭＨｚ帯域幅のプリアンブルには５６トーンを割り当て、２．５ＭＨｚ帯域幅には１１２トーンを割り当て、５ＭＨｚ帯域幅には２２４トーンを割り当て、１０Ｍｈｚ帯域幅には４４８トーンを割り当てる。多くの実施形態では、データユニット構築器２０３は、ＰＰＤＵのデータ部分またはＭＰＤＵ部分にそれぞれ別の割り当てを行うこともできる。例えば、１．２５ＭＨｚ帯域幅のデータに５６トーンを割り当て、２．５ＭＨｚ帯域幅のデータに１１４トーンを割り当て、５ＭＨｚ帯域幅のデータに２４２トーンを割り当て、１０ＭＨｚ帯域幅のデータに４８４トーンを割り当てる、といったことができる。
【００４３】
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、変調器２１０、ＯＦＤＭ２１２、及びＤＢＦ２１４の１以上を含んでよい。トランスミッタ２０６の符号器２０８は、ＭＡＣサブレイヤ論理２０２から送信するためのデータを受信する。ＭＡＣサブレイヤ論理２０２は、データバイト等のブロックまたはシンボルの形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。
【００４４】
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。
【００４５】
トランスミッタ２０６の変調器２１０は、符号器２０８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を、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】
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信号を生成する。Ｎ位相のＰＳＫ信号を、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１】
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起こし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なものである。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。
【００４８】
また別の実施形態では、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】
変調器２１０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、変調を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。
【００５０】
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。
【００５１】
変調器２１０の出力は、時空ブロック符号化（ＳＴＢＣ）を介して直交周波数分割多重器（ＯＦＤＭ）２１２に供給されてよい。ＯＦＤＭ２１２は、変調器２１０からの変調されているデータに電圧を加えて、複数の直交サブキャリアにする。ＯＦＤＭ２１２の出力は、デジタルビームフォーマ（ＤＢＦ）２１４に供給される。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、向上したシステムパフォーマンスを達成するために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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
トランシーバ２００は、情報を含む信号を受信、変調、及び復号化するレシーバ２０４を含んでよい。レシーバ２０４は、ＤＢＦ２２０、ＯＦＤＭ２２２、復調器２２４、及び復号器２２６のうち１以上を含んでよい。受信信号は、アンテナエレメント２１８からＤＢＦ２２０へと供給される。ＤＢＶ２２０は、Ｎ個のアンテナ信号をＬ個の情報エレメントに変換する。
【００５５】
ＤＢＦ２２０の出力は、ＯＦＤＭ２２２に供給される。ＯＦＤＭ２２２は、複数のサブキャリアからの信号情報を抽出して、この上に、情報を含む信号を変調する。
【００５６】
復調器２２４は、受信した信号を復調する。復調とは、受信した信号から信号を抽出して、変調されていない（un-demodulated）情報信号を生成する処理のことである。復調方法は、情報が受信キャリア信号に変調された方法に応じたものであってよい。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。復調によって、情報ビットシーケンスが復号器に提供される。復号器２２６は、復調器２２４からの受信データを復号化して、復号化された情報（ＭＰＤＵ）を、ＭＡＣサブレイヤ論理２０２に送信する。
【００５７】
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、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。
【００５８】
図３は、図１Ａ及び図１Ｂに示すプリアンブル構造等のプリアンブル構造を生成するフローチャート３００の一実施形態である。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、別の通信デバイスの送信するフレームを生成して、このフレームをＭＰＤＵとしてデータユニット構築器に渡してよく、データユニット構築器は、他の通信デバイスに送信することができるパケットに、このデータを変換する。データユニット構築器は、図１Ａのプリアンブル構造１０６２等のプリアンブル構造に基づいてプリアンブルを生成して、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を形成することができる。一部の実施形態では、１を超える数のＭＰＤＵが、ＰＰＤＵにカプセル化されてよい。
【００５９】
データユニット構築器は、フレームをカプセル化するプリアンブルを決定したり生成したりすることができる（エレメント３１０から３４５の１以上）。プリアンブル生成にあたっては、データユニット構築器は、図１Ａから図１Ｃの１１ａｈ−ＳＩＧ１１００等の信号フィールドを生成することができるが、フィールド及びその内容は、図１Ｃに関して説明したフィールドとは異なっていてもよい。信号フィールドを生成する際に、データユニット構築器は、ＰＰＤＵに対する変調及び符号化スキームを決定してよい（エレメント３１０）。データ構築器は、デフォルトの変調及び符号化スキームを選択して、他の通信デバイスとの通信によって示される変調及び符号化スキームを選択することができ、または、ある変調及び符号化スキームを選択することもできる。多くの実施形態では、データユニット構築器は、１／２のレートのＢＰＳＫ、３／４のレートの２５６ＱＡＭ、またはＳＱＰＳＫを含む変調及び符号化スキームのグループから、１つの変調及び符号化スキームを選択することができる。
【００６０】
プリアンブルのフィールド生成は、任意の順序で行われてよく、メモリからのプリアンブルの選択が含まれてもよいが、本実施形態では、変調及び符号化スキームの決定の後に、通信の帯域幅を決定することができる（エレメント３１５）。帯域幅の決定には、５つの帯域幅（例えば１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、４ＭＨｚ、８ＭＨｚ、及び１６ＭＨｚ等）からいずれかの帯域幅を選択することができる。
【００６１】
データユニット構築器は、ビームフォーミングビットを設定することにより、ビームフォーミングを実装するかを決定することができる（エレメント３２０）。データユニット構築器は、ビームフォーミングビットを、論理１に設定することで、データフレームについてビームフォーミングを実装することを示し、ビームフォーミングビットを論理ゼロに設定することで、複数の異なる理由からビームフォーミングをオフにすることができる。例えば、ビームフォーミングは、送信を開始する通信デバイスまたは送信先の通信デバイスがビームフォーミングをサポートしていないとき等にオフにされてよい。
【００６２】
多くの実施形態では、データユニット構築器は、ビットを論理１に設定してＳＴＢＣをＯＮにしたり、論理ゼロに設定してＳＴＢＣをオフにしたりして、時空ブロック符号化（ＳＴＢＣ）ビットを決定する（ビット３２５）。ＳＴＢＣは、複数のアンテナを介してデータストリームの複数のコピーを送信したり、データの様々な受信コピーを利用したりして、データ転送の信頼度を向上させることができる。冗長性を付与することにより、受信コピーの１以上を利用して、受信信号を正確に復号化することができる可能性を高めることができる。一部の実施形態では、ＳＴＢＣは、受信信号の全てのコピーを組み合わせることで、コピーそれぞれからの情報として抽出することができる。
【００６３】
ＳＴＢＣ値を決定した後に、データユニット構築器は、符号化値を決定することができる（エレメント３３０）。データユニット構築器は、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（ＬＤＰＣ）を利用するかを決定してよい。一部の実施形態では、符号化パラメータが、ＬＤＰＣ期間の曖昧さを示すための余剰ビットを含んでいてもよい。ＢＣＣは、入力シーケンスの線形の組み合わせのセットを含む出力シーケンスを有する線形の有限状態シフトレジスタ（linear finite-state shift register）として捉えることができる。各入力ビットに対するシフトレジスタからの出力ビット数は、コード内の冗長性の計測値である。ＬＤＰＣコードは線形誤り補正コードであり、ノイズのある送信チャネルでメッセージを送信する方法であり、スパースな二部グラフを利用して構築することができる。ＬＤＰＣコードは、キャパシティが近いコードであり、タイムリニアに自身のブロック長まで復号することができ、スパースなパリティ検査行列で定義される。
【００６４】
一部の実施形態では、データユニット構築器は、アグリゲーション値を論理１に設定して、アグリゲーションＭＰＤＵ（Ａ−ＭＰＤＵ）を必須とすることにより、アグリゲーション値を決定することができる（エレメント３３５）。アグリゲーションＭＰＤＵを必須とする際、データユニット構築器は、ＰＰＤＵの各データ送信のデータペイロードに、１を超える数のＭＰＤＵを含めることを要求することができる。管理情報はＰＰＤＵ１つについて一度だけ指定される必要があるので、ペイロードデータの送信データ量全体に対する比率を高くして、消費電力を低くすることができる。
【００６５】
次にデータユニット構築器は、短いガードインターバル（ＳＧＩ）値を決定することができる（エレメント３４０）。多くの実施形態では、データユニット構築器が、２以上のＳＧＩ値の間で選択することができる。例えば、データユニット構築器は、ＳＧＩ値を論理ゼロに設定して４００ナノ秒のＳＧＩを選択したり、ＳＧＩ値を論理１に設定して６００ナノ秒のＳＧＩを選択したりすることができる。
【００６６】
一部の実施形態では、データ構築器は、巡回冗長検査（ＣＲＣ）（エレメント３４５）及びテール部でプリアンブルを完成させることができる。ＣＲＣは、例えば、データ送信のエラーを検知するチェックサムを生成するために利用するハッシュ関数の一種等を含んでよく、テール部には、プリアンブルの終端部を指定するための６つの論理ゼロ等の一連のビットが含まれてよい。
【００６７】
プリアンブルを決定すると、データユニット構築器は、フレーム（ＭＰＤＵ）を、または、Ａ−ＭＰＤＵが論理１に設定されている場合には複数のフレームをプリアンブルにカプセル化して、別の通信デバイスに対する送信用のＰＰＤＵを生成してよい（エレメント３５０）。ＰＰＤＵは次に、図２のトランスミッタ２０６、または、図１のトランシーバ１０２０、１０４０等の物理層デバイスに送信されて、ここで、ＰＰＤＵは、プリアンブルに基づいて信号に変換され、アンテナ経由の送信に備えさせる（エレメント３５５）。これ以上のフレームをフレーム構築器から受信する場合には（エレメント３６０）、更なるＰＰＤＵをエレメント３１０から３５０で決定することができる。
【００６８】
図４Ａから図４Ｂは、図２に示すトランスミッタとレシーバとの間の通信を送信・受信する際のフローチャートの実施形態を示す。図４Ａを参照すると、フローチャート４００は、トランスミッタ２０６等のトランスミッタが、ＭＡＣサブレイヤ論理からＰＨＹ論理を介してＰＰＤＵを受信することから始まる（エレメント４０５）。トランスミッタは、ＰＰＤＵを、アンテナアレイ２１８のなかのアンテナエレメント等のアンテナを介して送信することができる通信信号に変換してよい（エレメント４１０）。より具体的には、トランスミッタは、ＰＰＤＵを、ＢＣＣ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符号化することができる。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によりＰＰＤＵを変調することができる。トランスミッタは、サブキャリア中のデータを、プリアンブルに従ってＯＦＤＭにより分割することができ、トランスミッタは、信号をビームフォーミングして、通信信号を生成することができる。その後に、トランスミッタは、通信信号をアンテナに送信して、別の通信デバイスへと送信させることができる（エレメント４１５）。
【００６９】
図４Ｂでは、フローチャート４５０は、レシーバ２０４等のレシーバが、アンテナアレイ２１８のうちのアンテナエレメント等の１以上のアンテナを介して受信することから始まる（エレメント４５５）。レシーバは、通信信号を、図１Ａ及び図１Ｂのプリアンブル構造１０６２または１０８２に基づくプリアンブル等のプリアンブルに記述されている処理に従ってＭＰＤＵに変換することができる（エレメント４６０）。より詳しくは、受信信号を、１以上のアンテナから、図２に示すＤＢＦ２２０等のＤＢＦに供給する。ＤＢＦは、アンテナ信号を、図３に示すような情報信号に変換する。ＤＢＦの出力は、ＯＦＤＭ２２２等のＯＦＤＭに供給される。ＯＦＤＭは、複数のサブキャリアからの信号情報を抽出して、この上に、情報を含む信号を変調する。そして復調器２２４等の復調器は、信号情報を、例えばＢＰＳＫ，２５６ＱＡＭ、またはＳＱＰＳＫにより復調する。復号器２２６等の復号器は、ＢＣＣまたはＬＤＰＣ等を用いて復調器からの信号情報を復号して、ＭＰＤＵを抽出して（エレメント４６０）、ＭＰＤＵをＭＡＣサブレイヤ論理２０２等のＭＡＣサブレイヤ論理に送信する（エレメント４６５）。
【００７０】
別の実施形態として、図１から図４Ｂ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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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、
２０メガヘルツ、４０メガヘルツ、８０メガヘルツ、及び１６０メガヘルツを整数で除算して得られる複数の帯域幅からの選択を可能とする信号フィールドを含み、当該信号フィールドの前に１つのストリーム用にアンテナをトレーニングするためのショートトレーニングシーケンス及びロングトレーニングシーケンスを含む前記プリアンブルを物理層論理により生成する段階と、
媒体アクセス制御サブレイヤ論理が生成するフレームを受信する段階と、
前記物理層論理により、前記プリアンブルに前記フレームをカプセル化する段階と
を備える方法。
【請求項２】
アンテナにより、前記プリアンブルがカプセル化している前記フレームを送信する段階を更に備える請求項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って、メモリに前記プリアンブルを格納する段階を更に備える請求項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、
前記信号フィールドが定義する更なるストリーム用の更なるトレーニングシーケンスを有する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の後に設けられる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記プリアンブルを生成する段階は、
ＳＱＰＳＫ（staggered quadrature phase-shift keying：スタッガード四相位相変調）を変調フォーマットとして示すよう設定されている変調及び符号化スキームパラメータを有する前記プリアンブルを生成する段階を有する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記プリアンブルを生成する段階は、
ＢＱＰＳＫ（binary quadrature phase-shift keying：二相位相変調方式）、ＱＡＭ（直交振幅変調）、ＱＰＳＫ（四位相偏移変調）、及び、ＳＱＰＳＫを含む変調フォーマットのセットのうちのいずれかの変調フォーマットを示すよう設定されている変調及び符号化スキームパラメータを有する前記プリアンブルを生成する段階を有する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記プリアンブルを生成する段階は、
１つの空間ストリームから４つの空間ストリームまでで、空間ストリーム数を指定するよう設定されている変調及び符号化スキームパラメータを有する前記プリアンブルを生成する段階を有する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記プリアンブルを生成する段階は、
ビームフォーミングを指定するよう設定されているビームフォーミングパラメータを有する前記プリアンブルを生成する段階を有する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記プリアンブルを生成する段階は、
前記フレームを、少なくとも１つの他のフレームでアグリゲーションすることを必須とするよう設定されているアグリゲーションパラメータを有する前記プリアンブルを生成する段階を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記プリアンブルを生成する段階は、
１メガヘルツ、２メガヘルツ、４メガヘルツ、８メガヘルツ、及び１６メガヘルツを含む帯域幅のセットから、１つの帯域幅を選択するための物理層プロトコルデータユニットを生成する段階を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記プリアンブルを生成する段階は、
８マイクロ秒にＮを乗算した期間を有するショートトレーニングシーケンスを生成する段階を有し、周波数帯域幅をＮで乗算した値は２０メガヘルツに等しい請求項１に記載の方法。
【請求項１】
プリアンブルを介して通信する方法であって、
２０メガヘルツ、４０メガヘルツ、８０メガヘルツ、及び１６０メガヘルツを整数で除算して得られる複数の帯域幅からの選択を可能とする信号フィールドを含み、当該信号フィールドの前に１つのストリーム用にアンテナをトレーニングするためのショートトレーニングシーケンス及びロングトレーニングシーケンスを含む前記プリアンブルを物理層論理により生成する段階と、
媒体アクセス制御サブレイヤ論理が生成するフレームを受信する段階と、
前記物理層論理により、前記プリアンブルに前記フレームをカプセル化する段階と
を備える方法。
【請求項２】
アンテナにより、前記プリアンブルがカプセル化している前記フレームを送信する段階を更に備える請求項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って、メモリに前記プリアンブルを格納する段階を更に備える請求項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、
前記信号フィールドが定義する更なるストリーム用の更なるトレーニングシーケンスを有する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の後に設けられる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記プリアンブルを生成する段階は、
ＳＱＰＳＫ（staggered quadrature phase-shift keying：スタッガード四相位相変調）を変調フォーマットとして示すよう設定されている変調及び符号化スキームパラメータを有する前記プリアンブルを生成する段階を有する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記プリアンブルを生成する段階は、
ＢＱＰＳＫ（binary quadrature phase-shift keying：二相位相変調方式）、ＱＡＭ（直交振幅変調）、ＱＰＳＫ（四位相偏移変調）、及び、ＳＱＰＳＫを含む変調フォーマットのセットのうちのいずれかの変調フォーマットを示すよう設定されている変調及び符号化スキームパラメータを有する前記プリアンブルを生成する段階を有する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記プリアンブルを生成する段階は、
１つの空間ストリームから４つの空間ストリームまでで、空間ストリーム数を指定するよう設定されている変調及び符号化スキームパラメータを有する前記プリアンブルを生成する段階を有する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記プリアンブルを生成する段階は、
ビームフォーミングを指定するよう設定されているビームフォーミングパラメータを有する前記プリアンブルを生成する段階を有する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記プリアンブルを生成する段階は、
前記フレームを、少なくとも１つの他のフレームでアグリゲーションすることを必須とするよう設定されているアグリゲーションパラメータを有する前記プリアンブルを生成する段階を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記プリアンブルを生成する段階は、
１メガヘルツ、２メガヘルツ、４メガヘルツ、８メガヘルツ、及び１６メガヘルツを含む帯域幅のセットから、１つの帯域幅を選択するための物理層プロトコルデータユニットを生成する段階を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記プリアンブルを生成する段階は、
８マイクロ秒にＮを乗算した期間を有するショートトレーニングシーケンスを生成する段階を有し、周波数帯域幅をＮで乗算した値は２０メガヘルツに等しい請求項１に記載の方法。
【図１】
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【公開番号】特開２０１２−２３１４５１（Ｐ２０１２−２３１４５１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−６１７９０（Ｐ２０１２−６１７９０）
【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２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−６１７９０（Ｐ２０１２−６１７９０）
【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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