BRPI1016146B1

BRPI1016146B1 - aparelho, método e sistema de comunicação, e, meio de armazenamento legível por computador

Info

Publication number: BRPI1016146B1
Application number: BRPI1016146-5A
Authority: BR
Inventors: Yuichi Morioka; Ryota Kimura
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 2009-05-08
Filing date: 2010-04-19
Publication date: 2021-03-09
Also published as: US20200112358A1; JP5316208B2; US20180062725A1; EP2429109A4; EP3182612B1; US9847826B2; US20120039257A1; EP3182612A1; EP2429109B1; DK2429109T3; EP2429109A1; JP2010263491A; CN102415027B; US10903891B2; KR20120016624A; EP3461021A1; WO2010128622A1; BRPI1016146A2; US9712336B2; US20170201311A1

Abstract

APARELHO, MÉTODO E SISTEMA DE COMUNICAÇÃO, E, PROGRAMA DE COMPUTADOR Mesmo se os comprimentos de dados a serem transmitidos para os respectivos usuários de uma pluralidade de usuários são diferentes, os quadros conforme multiplexados concorrentemente são eventualmente transmitidos com o mesmo comprimento de quadro, mesmo se os comprimentos de quadros para os respectivo usuários de uma pluralidade de usuários sejam diferentes quando solicitações de transmissão são recebidas de uma camada de nível superior, um aparelho de comunicação agrega dois ou mais quadros curtos para reconstruir quadros mais longos, e o aparelho de comunicação eventualmente transmite os quadros conforme multiplexados concorrentemente com o mesmo comprimento de quadro. No lado de transmissão, a potência de transmissão, que pode ser usada para cada uma pluralidade de estações de comunicação de destino, é aumentada por causa da redução no número total de quadros a serem multiplexados, enquanto no lado de recepção, a instabilidade da operação de AGC pode ser eliminada.

Description

Campo técnico

[001] A presente invenção se refere a um aparelho de comunicação, um método de comunicação, um programa de computador, e um sistema de comunicação que emprega Acesso Múltiplo por Divisão do Espaço (SDMA) no qual uma pluralidade de usuários compartilha recursos sem fio em um eixo espacial e, em particular, a um aparelho de comunicação, um método de comunicação, um programa de computador, e um sistema de comunicação que multiplexa quadros tendo um formato de quadro de comprimento variável e destinado a uma pluralidade de usuários e transmite os quadros.

Fundamentos da Técnica

[002] Comunicação sem fio foi desenvolvida e usada como uma técnica de comunicação para eliminar uma operação de fiação requerida na comunicação com fio existente e ainda realizar comunicação de terminais móveis. Por exemplo, um exemplo do padrão para uma LAN (Rede de Área Local) sem fio é IEEE (O Instituto de Engenharia Elétrica e Eletrônica) 802.11. IEEE 802.11a/g já foi amplamente difundido

[003] O padrão do IEEE 802.11a/g suporta um método de modulação que realize uma velocidade de comunicação máxima (a taxa de dados da camada física) de 54 Mbps usando Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal (OFDM) na banda de 2,4 GHz ou na banda de 5 Ghz. Em adição, no padrão do 802.11n, que é uma extensão do padrão de IEEE 802.11a/g, uma maior taxa de bit é realizada empregando o esquema de comunicação de MIMO (Múltipla Entrada - Múltipla Saída). O esquema de comunicação de MIMO é um esquema de comunicação (um esquema de comunicação existente) que realiza uma sequência multiplexada espacialmente usando um transmissor e um receptor, cada um incluindo uma pluralidade de antenas. IEEE 802.11n pode fornecer uma alta capacidade de transmissão que é maior do que 100 Mbps. Contudo, com um aumento na quantidade de informação do conteúdo transmitido, uma maior taxa de bit é requerida.

[004] Por exemplo, aumentando o número de antenas dos dispositivos de comunicação de MIMO e aumentado o número de sequência multiplexada espacialmente, a capacidade de transmissão de comunicação pier-to-pier pode ser aumentada enquanto mantendo compatibilidade na direção para baixo. Contudo, no futuro, a capacidade de transmissão de comunicação entre uma pluralidade de usuários necessita ser aumentada em adição para aumentar a capacidade de transmissão por usuário na comunicação.

[005] O grupo de trabalho de IEEE 802.11ac tenta estabelecer um padrão de LAN sem fio que usa a banda de frequência inferior do que ou igual à 6 GHz e que realiza uma velocidade de transmissão de dados que é maior do que 1 Gbps. De modo a realizar tal um padrão de LAN sem fio, um esquema de acesso múltiplo por divisão de espaço no qual uma pluralidade de usuários compartilha recursos sem fio no eixo espacial, tal como múltiplo usuário de MIMO (MU-MIMO) ou SDMA (Acesso Múltiplo por Divisão do Espaço), é um esquema promissor.

[006] Correntemente, acesso múltiplo por divisão de espaço é desenvolvido como uma das tecnologias de base para um sistema de telefone celular de próxima geração com base no Acesso Múltiplo por Divisão no Tempo (TDMA), tal como PHS (Sistema de Telefone de Mão Pessoal) ou LTE (Evolução a Longo Prazo). Em adição, no campo técnico de LAN sem fio, comunicação de um para muitos ganha muito mais atenção, conforme descrito acima. Contudo, poucas aplicações estão disponíveis neste campo. Uma das razões para isto, é que é difícil eficientemente multiplexar uma pluralidade de usuários em comunicação de pacote.

[007] Note que um sistema de comunicação foi desenvolvida usando um pacote de RTS, um pacote de CTS, e um pacote de ACK que têm um formato de pacote tendo compatibilidade na direção para baixo com o IEEE 802.11 e combinando as duas técnicas seguintes: sensoriamento de portadora do padrão IEEE 802.11 existente e acesso múltiplo por divisão de espaço usando um antena de matriz adaptativa (referir à, por exemplo, PTL 1).

[008] Quando o esquema de acesso múltiplo por divisão de espaço é aplicado a uma LAN sem fio, um quadro de comprimento variável pode ser multiplexado no mesmo eixo do tempo. Naquele momento, se os comprimentos de itens de dados transmitidos para todos de uma pluralidade de usuários são os mesmos, nenhum problema surge. Contudo, se os comprimentos de todos os quadros a serem multiplexados não são os mesmos devido a diferença entre os comprimentos de dados transmitidos, o nível de multiplexação de quadro durante um intervalo de transmissão é diminuído ou aumentado e, por conseguinte, a potência total de transmissão é abruptamente mudada. Se quadros tendo diferentes comprimentos são diretamente multiplexado se transmitidos, a potência recebida é abruptamente mudada no lado do receptor devido a um aumento ou diminuição no nível de multiplexação de quadro. Assim sendo, uma operação instável ocorre em termos de controle automático de ganho (AGC). Nesta maneira, uma variedade de problemas pode surgir (e.g., a distribuição de potência em um quadro em termos de um RCPI (Indicador de Potência de Canal Recebida) definido no IEEE 802.11 varia). Consequentemente, mesmo quando os comprimentos de itens de dados transmitidos para os usuários não são os mesmos, os quadros multiplexados no mesmo eixo do tempo necessitam ser finalmente transmitidos enquanto conservando o mesmo comprimento de quadro.

[009] Por exemplo, nos sistemas tendo um formato de quadro fixo (tal como um sistema celular existente), um quadro, por exemplo, pode ser preenchido inserindo dados de diversidade (referir à, por exemplo, PTL 2), programando tempos atribuídos (referir à, por exemplo, PTL 3), usando uma taxa de dados variável (referir à, por exemplo, PTL 4 ou 5), ou usando uma configuração de canal variável (referir à, por exemplo, PTL 6). Contudo, já que a configuração de tal um sistema difere radicalmente da configuração de um sistema usando um formato de quadro de comprimento variável, tal como um sistema de LAN sem fio, é difícil aplicar tais tecnologias existentes para o sistemausando um formato de quadro de comprimento variável.

Lista de citação Literatura de Patente

[0010]PTL1:Publicaçãode Pedido dePatenteJaponesaNãoExaminada de Nr. 2004-328570

[0011]PTL2:Publicaçãode Pedido dePatenteJaponesaNãoExaminada de Nr. 2001-148646

[0012]PTL3:Publicaçãode Pedido dePatenteJaponesaNãoExaminada de Nr. 2009-506679

[0013]PTL4:Publicaçãode Pedido dePatenteJaponesaNãoExaminada de Nr. 2008-236065

[0014] PTL 5: Patente Japonesa de Nr. 2855172

[0015] PTL 6: Publicação de Pedido de Patente Japonesa NãoExaminada de Nr. 2007-89113

[0016] O documento EP1865672 A2 revela um sistema no qual um receptor e uma pluralidade de terminais se comunicam simultaneamente entre si sob o esquema SDMA; os parâmetros de transmissão a serem utilizados para gerar quadros para transmissão SDMA aos respectivos terminais são ajustados em consideração ao tempo de transmissão necessário para que a transmissão de outros quadros seja transmitida simultaneamente com os quadros mencionados anteriormente, de modo que as diferenças entre as durações do tempo de transmissão do quadro sejam reduzidas.

Descrição da Invenção Problema técnico

[0017] É um objeto da presente invenção fornecer aparelho de comunicação, método de comunicação, programa de computador, e sistema de comunicação excelentes capazes de apropriadamente efetuar uma operação de comunicação usando o acesso múltiplo por divisão de espaço no qual uma pluralidade de usuários compartilha recursos sem fio no eixo espacial.

[0018] É um outro objeto da presente invenção fornecer aparelho de comunicação, método de comunicação, programa de computador, e sistema de comunicação excelentes capazes de multiplexar quadros tendo um formato de quadro de comprimento variável e destinado a uma pluralidade de usuários e otimamente transmitir os quadros.

[0019] É ainda um outro objeto da presente invenção fornecer aparelho de comunicação, método de comunicação, programa de computador, e sistema de comunicação excelentes capazes de adequadamente transmitir quadros tendo um formato de quadro de comprimento variável em uma maneira multiplexada enquanto evitando uma mudança abrupta na potência total de transmissão no lado do transmissor mesmo quando os comprimentos dos itens de dados de transmissão destinados a uma pluralidade de usuários não são os mesmos.

Solução para o problema

[0020] De modo a resolver os problemas descritos acima, a presente invenção é fornecida. De acordo com a invenção descrita na reivindicação 1, um aparelho de comunicação inclui uma unidade de geração de quadro configurada para gerar uma pluralidade de quadros a serem transmitidos ao mesmo tempo, uma unidade de processamento de integração de quadro configurada para integrar pelo menos dois dos quadros gerados pela unidade de geração de quadro em um único quadro agregado, meio para realizar preenchimento no quadro agregado se o comprimento do quadro agregado for mais curto do que o comprimento de outro quadro que é multiplexado ao mesmo tempo, e uma unidade de comunicação configurada para transmitir os quadros ao mesmo tempo em uma maneira multiplexada.

[0021] De acordo com a invenção descrita na reivindicação 2, aparelho de comunicação de acordo com a reivindicação 1 ainda inclui uma unidade de controle de comprimento de quadro configurada para ajustar os comprimentos de uma pluralidade de quadros multiplexados ao mesmo tempo de modo que os comprimentos finalmente se tornem os mesmos.

[0022] De acordo com a invenção descrita na reivindicação 3, a unidade de controle de comprimento de quadro do aparelho de comunicação de acordo com a reivindicação 2 integra pelo menos dois quadros tendo comprimentos curtos em um único quadro tendo um comprimento longo.

[0023] De acordo com a invenção descrita na reivindicação 4, a unidade de comunicação do aparelho de comunicação de acordo com a reivindicação 3 inclui uma pluralidade de elementos de antena capaz de funcionar como uma antena de matriz adaptativa atribuindo pesos aos elementos de antena e pode transmitir uma pluralidade de quadros ao mesmo tempo em uma maneira multiplexada. Em adição, se os comprimentos dos quadros não são o mesmo, a unidade de controle de comprimento de quadro determina quais aparelhos de comunicação dentre os aparelhos de comunicação definidos como os destinos dos quadros podem ser combinados com base nos pesos das antenas e ajustar os comprimentos dos quadros integrando os quadros destinados aos aparelhos de comunicação na combinação usando a unidade de processamento de integração de quadro.

[0024] De acordo com a invenção descrita na reivindicação 5, se a unidade de controle de comprimento de quadro do aparelho de comunicação de acordo com a reivindicação 4 é finalmente incapaz de fazer o comprimento de quadros o mesmo através de integração de quadro, a unidade de controle de comprimento de quadro apropriadamente efetua preenchimento no quadro tendo um comprimento curto de modo que os quadros finalmente tenham o mesmo comprimento.

[0025] De acordo com a invenção descrita na reivindicação 6, um método de comunicação inclui uma etapa de geração de quadro para gerar uma pluralidade de quadros a serem transmitidos ao mesmo tempo, uma etapa de processamento de integração de quadro para integrar pelo menos dois dos quadros gerados na etapa de geração de quadro em um único quadro agregado, uma etapa para realizar preenchimento no quadro agregado se o comprimento do quadro agregado for mais curto do que o comprimento de outro quadro que é multiplexado ao mesmo tempo, e uma etapa de comunicação para transmitir uma pluralidade de quadros ao mesmo tempo em uma maneira multiplexada.

[0026] De acordo com a invenção descrita na reivindicação 7, um programa de computador escrito em um formato legível por compreendendo um código de programa para fazer com que um computador execute as etapas do método de comunicação quando o programa de computador é executado em um computador.

[0027] O programa de computador de acordo com a reivindicação 7 define um programa de computador escrito em um formato legível por máquina de modo que um processo predeterminado seja efetuado por um computador. Isto é, instalando o programa de computador de acordo com a reivindicação 7 da invenção em um computador, processos cooperativos são efetuados no computador. Assim sendo, as operações e vantagens que são as mesmas que daquelas do aparelho de comunicação de acordo com a reivindicação 1 da invenção podem ser obtidas.

[0028] Em adição, como usado aqui, o termo "sistema" se refere à uma combinação lógica de uma pluralidade de dispositivos (ou módulos funcionais os quais cada um realiza uma particular função); a pluralidade de dispositivos ou módulos funcionais não estão necessariamente incluído em um aparelho.

[0029] De acordo com a invenção descrita na reivindicação 8, um sistema de comunicação inclui um primeiro aparelho de comunicação configurado para integrar pelo menos dois quadros entre uma pluralidade de quadros a serem transmitidos ao mesmo tempo em um único quadro e transmitir os quadros ao mesmo tempo em uma maneira multiplexada e uma pluralidade de segundo aparelhos de comunicação configurada para receber os quadros multiplexados ao mesmo tempo.

Efeitos Vantajosos da Invenção

[0030] De acordo com a presente invenção, aparelho de comunicação, método de comunicação, programa de computador, e sistema de comunicação excelente capazes de apropriadamente efetuar uma operação de comunicação usando o acesso múltiplo por divisão de espaço no qual uma pluralidade de usuários compartilha recursos sem fio no eixo espacial podem ser fornecidos.

[0031] Ainda mais, de acordo com a presente invenção, aparelho de comunicação, método de comunicação, programa de computador, e sistema de comunicação excelentes capazes de adequadamente transmitir quadros tendo um formato de quadro de comprimento variável em uma maneira multiplexada enquanto evitando uma abrupta mudança na potência total de transmissão no lado do transmissor mesmo quando os comprimento de itens de dados de transmissão destinados a uma pluralidade de usuários não são os mesmos podem ser fornecidos.

[0032] De acordo com a invenção descrita nas reivindicações 1 e reivindicações 6 à 8, quando um aparelho de comunicação multiplexa uma pluralidade de quadros ao mesmo tempo e transmite os quadros, um processo para integrar pelo menos dois quadros entre uma pluralidade de quadros em um único quadro, isto é, Agregação, pode ser efetuada quando necessário. Empregando um processo de integração de quadro no esquema de acesso múltiplo por divisão de espaço, o número total de quadros multiplexados pode ser reduzido. Consequentemente, a potência de transmissão por estação de comunicação definida como um destino é aumentado no lado da transmissão, e um aumento na qualidade da comunicação pode ser esperada.

[0033] De acordo com a invenção descrita na reivindicação 2, mesmo quando os comprimentos de quadros destinados aos usuários não são os mesmos quando uma solicitação de transmissão é entregue proveniente de uma camada superior, os quadros multiplexados ao mesmo tempo podem finalmente ser feitos os mesmos e podem ser transmitidos. Consequentemente, quadros tendo um formato de quadro de comprimento variável podem ser multiplexados e apropriadamente transmitidos enquanto evitando uma abrupta mudança na potência total de transmissão no lado da transmissão. Como um resultado, no lado de recepção que recebe os quadros multiplexados, uma operação de AGC instável devido a uma abrupta mudança na potência recebida pode ser evitada.

[0034] De acordo com a invenção descrita na reivindicação 3, integrando pelo menos dois quadros tendo comprimentos curtos em um quadro tendo um comprimento longo, os quadros multiplexados ao mesmo tempo podem finalmente ter o mesmo comprimento e podem ser transmitidos. Consequentemente, quadros tendo um formato de quadro de comprimento variável podem ser apropriadamente multiplexados e transmitidos enquanto evitando uma abrupta mudança na potência total de transmissão no lado da transmissão. Como um resultado, no lado de recepção que recebe os quadros multiplexados, uma operação de AGC instável devido a uma abrupta mudança na potência recebida pode ser evitada.

[0035] De acordo com a invenção descrita na reivindicação 4, em um aparelho de comunicação que efetua um acesso múltiplo por divisão de espaço usando uma antena de matriz adaptativa, extraindo, dentre aparelhos de comunicação definidos como destinos de uma pluralidade de quadros transmitidos em uma maneira multiplexada, uma combinação dos aparelhos de comunicação apropriada para combinar os pesos da antena, a unidade de processamento de integração de quadro pode integrar os quadros destinados aos aparelhos de comunicação na combinação e ajustar o comprimento dos quadros. Isto é, combinando agregação de quadros com o esquema de acesso múltiplo por divisão de espaço, sobrecarga pode ser reduzida e a capacidade de transmissão de comunicação de um para muitos pode ser aumentada aomesmo tempo.

[0036] De acordo com a invenção descrita na reivindicação 5, mesmo quando os comprimentos dos quadros não podem finalmente ser feitos os mesmos através de integração dos quadros, os comprimentos dos quadros podem finalmente ser feitos os mesmos através de um processo de preenchimento efetuado nos quadros tendo comprimentos curtos conforme necessário. Por conseguinte, a potência de transmissão per quadro pode ser aumentada reduzindo o número total de quadros multiplexados através de Agregação dos quadros. Em adição, tornando os comprimentos dos quadros os mesmos, uma operação de AGC instável no lado do receptor pode ser evitada.

[0037] Recursos e vantagens adicionais da presente invenção se tornarão aparente a partir da seguinte descrição detalhada das modalidades exemplares da presente invenção com referência aos desenhos anexados.

Breve Descrição dos Desenhos

[0038] [Fig. 1] Fig. 1 é uma ilustração esquemática da configuração de um sistema de comunicação de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0039] [Fig. 2] Fig. 2 ilustra um exemplo da configuração de um aparelho de comunicação capaz de multiplexar uma pluralidade de usuários através de acesso múltiplo por divisão de espaço.

[0040] [Fig. 3] Fig. 3 ilustra um exemplo da configuração de um aparelho de comunicação que condiz com um padrão existente, tal como IEEE 802.11a, e que não usa o acesso múltiplo por divisão de espaço.

[0041] [Fig. 4] Fig. 4 ilustra um exemplo de uma sequência de processamento do sistema de comunicação ilustrado na Fig. 1 no qual a estação de comunicação STA0 operando como um ponto de acesso serve como uma origem de dados, estações de comunicação STA1 à STA3 operando como dispositivos clientes servem como destinos dos dados, e STA0 multiplexa quadros a serem transmitidos para as estações de comunicação STA1 à STA3 em um eixo espacial e transmite os quadros ao mesmo tempo.

[0042] [Fig. 5] Fig. 5 ilustra quadros A e B que têm diferentes comprimentos e que são multiplexados no mesmo eixo do tempo.

[0043] [Fig. 6] Fig. 6 ilustra o caso no qual quando uma pluralidade de quadros tendo diferentes comprimentos são multiplexados ao mesmo tempo, os quadros são submetidos a um processo de preenchimento.

[0044] [Fig. 7] Fig. 7 ilustra o caso no qual pelo menos, dois quadros tendo comprimentos curtos são integrados em um único quadro por Agregação de modo que os comprimentos de quadros sejam ajustados com relação ao comprimento de um quadro tendo um comprimento longo.

[0045] [Fig. 8] Fig. 8 é um fluxograma de uma sequência de processamento executada pelo aparelho de comunicação ilustrado na Fig. 2 quando, na sequência de comunicação ilustrada na Fig. 7, o aparelho de comunicação funciona como um ponto de acesso (STA0) e transmite quadros destinados para uma pluralidade de estações de comunicação ao mesmo tempo em uma maneira multiplexada.

[0046] [Fig. 9] Fig. 9 é um fluxograma de uma sequência de processamento executada pelo aparelho de comunicação ilustrado na Fig. 2 quando, na sequência de comunicação ilustrada na Fig. 7, o aparelho de comunicação funciona como qualquer um dos dispositivos clientes (STA1 à STA3) e recebe quadros transmitidos a partir de um ponto de acesso ao mesmo tempo em uma maneira multiplexada.

Descrição das Modalidades

[0047] Modalidades da presente invenção são descritas em detalhe abaixo com referência aos desenhos anexos.

[0048] Fig. 1 é uma ilustração esquemática da configuração de um sistema de comunicação de acordo com uma modalidade da presente invenção. O sistema de comunicação ilustrado no desenho inclui uma estação de comunicação STA0 operando como um ponto de acesso (AP) e uma pluralidade de estações de comunicação STA1, STA2, e STA3 cada uma operando como um dispositivo cliente (MT).

[0049]A área de comunicação de cada uma das estações de comunicação STA1, STA2, e STA3 inclui a estação de comunicação STA0, e cada uma das estações de comunicação STA1, STA2, e STA3 pode diretamente se comunicar com a estação de comunicação STA0 (isto é, as estações de comunicação STA1, STA2, e STA3 são controladas pela estação de comunicação STA0 servindo como um ponto de acesso e formam um BSS (Conjunto de Serviço Básico)). Contudo, cada uma das estações de comunicação STA1, STA2, e STA3 servindo como dispositivos clientes necessitam estar localizadas dentro das áreas de comunicação das outras estações de comunicação. Daqui em diante, comunicação direta entre os dispositivos clientes não é discutida.

[0050] Aqui, a estação de comunicação STA0 servindo como um ponto de acesso é formada de um aparelho de comunicação que inclui uma pluralidade de antenas e efetua o acesso múltiplo por divisão de espaço usando uma antena de matriz adaptativa. A estação de comunicação STA0 atribui recursos sem fio no eixo espacial para uma pluralidade de usuários e multiplexa comunicação de quadro. Isto é, a estação de comunicação STA0 é um aparelho de comunicação que condiz com um novo padrão tal como IEEE 802.11ac. A estação de comunicação STA0 multiplexa dois ou mais quadros destinados para diferentes estações de comunicação no mesmo eixo do tempo e separa um quadro destinado à estação de comunicação STA0 e multiplexado para duas ou mais estações de comunicação em quadros para as estações de comunicação de origem. Nesta maneira, a estação de comunicação STA0 efetua comunicação de quadro de um para muitos. A estação de comunicação STA0 pode aumentar o número de dispositivos clientes capazes de efetuar o acesso múltiplo por divisão de espaço aumentando o número de antenas do mesmo. É claro que, em adição a efetuar comunicação de quadro de um para muitos com as estações de comunicação STA1, STA2, e STA3 usando o acesso múltiplo por divisão de espaço, a estação de comunicação STA0 pode efetuar comunicação ponto a ponto com cada uma das estações de comunicação STA1, STA2, e STA3.

[0051] Ao contrário, cada uma das estações de comunicação STA1, STA2, e STA3 servindo como um dispositivo cliente é formada de um aparelho de comunicação que inclui uma pluralidade de antenas e efetua o acesso múltiplo por divisão de espaço usando uma antena de matriz adaptativa. Contudo, a separação de usuário é efetuada somente quando uma operação de recepção é efetuada. Quando uma operação de transmissão é efetuada, separação de usuário, que é, multiplexação de quadros de transmissão não é efetuada. Consequentemente, o número de antenas pode ser menor do que aquele dos pontos de acesso. Note que pelo menos alguns dos dispositivos clientes sob o controle da estação de comunicação STA0 servindo como um ponto de acesso podem ser aparelhos de comunicação que condizem com o padrão existente, tal como IEEE 802.11a. Isto é, o sistema de comunicação ilustrado na Fig. 1 está em um ambiente no qual aparelhos de comunicação que condizem com o novo padrão coexistem com aparelhos de comunicações que condizem com um padrão existente.

[0052] Fig. 2 ilustra um exemplo da configuração de um aparelho de comunicação capaz de multiplexar uma pluralidade de usuários através de acesso múltiplo por divisão de espaço. Entre as estações de comunicação no sistema de comunicação ilustrado na Fig. 1, a estação de comunicação STA0 servindo como um ponto de acesso e qualquer uma das estações de comunicação STA1 à STA3 que serves como um dispositivo cliente e que emprega o esquema de acesso múltiplo por divisão de espaço tem uma configuração ilustrada na Fig. 2 e efetua uma operação de comunicação de acordo com o novo padrão.

[0053] O aparelho de comunicação ilustrado no desenho inclui N ramificações de transmissão e recepção 20-1, 20-2,..., e 20-N tendo elementos de antena 21-1, 21-2,..., e 21-N, respectivamente, e uma unidade de processamento de dados 25 conectada às ramificações de transmissão e recepção 20-1, 20-2,..., e 20-N (onde N é um inteiro maior do que ou igual à 2). A unidade de processamento de dados 25 processa dados a serem transmitidos e dados recebidos. Quando apropriados pesos para uma antena de matriz adaptativa são atribuídos para uma pluralidade de elementos de antena 21-1, 21-2,..., e 21-N, os elementos de antena 21-1, 21-2,..., e 21-N podem funcionar como uma antena de matriz adaptativa. A estação de comunicação STA0 servindo como o ponto de acesso efetua o acesso múltiplo por divisão de espaço usando a antena de matriz adaptativa. Aumentando o número de elementos de antena incluída nela, a estação de comunicação STA0 pode aumentar o número de dispositivo clientes incluídos no acesso múltiplo.

[0054] Nas ramificações de transmissão e recepção 20-1, 20-2,..., e 20- N, os elementos de antena 21-1, 21-2,..., e 21-N são conectados às unidade de processamento de transmissão 23-1, 23-2,..., e 23-N e unidades de processamento de recepção 24-1, 24-2,..., e 24-N via duplexers 22-1, 22-2,..., e 22-N, respectivamente.

[0055] A unidade de processamento de dados 25 gera dados a serem transmitidos em resposta a uma solicitação de transmissão recebida proveniente de uma aplicação de camada superior e, daí em diante, classifica os dados nas ramificações de transmissão e recepção 20-1, 20-2,..., e 20-N. Em adição, na estação de comunicação STA0 servindo como um ponto de acesso, a unidade de processamento de dados 25 gera uma pluralidade de itens de dados a serem transmitidos para uma pluralidade de usuários, isto é, itens de dados a serem transmitidos para as estações de comunicação STA1, STA2, e STA3 em resposta a uma solicitação de transmissão recebida proveniente de uma aplicação de camada superior e, daí em diante, multiplica os itens de dados por um peso de transmissão da antena de matriz adaptativa para cada uma das ramificações de transmissão e recepção. Nesta maneira, os itens de dados são espacialmente separados e classificados nas ramificações de transmissão e recepção 20-1, 20-2,..., e 20-N. Note que como usado aqui, o termo "separação espacial" na transmissão se refere somente à separação de usuário no qual quadros transmitidos ao mesmo tempo são separados espacialmente para os usuários.

[0056]Cada uma das unidades de processamento de transmissão 23-1, 23-2,..., e 23-N efetua predeterminado processamento de sinal, tal como codificação e modulação, em um sinal de transmissão de banda base digital fornecido a partir da unidade de processamento de dados 25 e, daí em diante, efetua conversão de D/A no sinal de transmissão de banda base digital. Subsequentemente, cada uma da unidade de processamento de transmissão 23-1, 23-2,..., e 23-N converte para cima o sinal de transmissão de banda base digital em um sinal de RF (Frequência de Rádio). Assim sendo, a potência do sinal é amplificada. Subsequentemente, tais sinais de RF de transmissão são fornecidos aos elementos de antena 21-1, 21-2,..., e 21-N via os duplexers 22-1, 22-2,..., e 22-N. Assim sendo, os sinais de RF de transmissão são emitido no ar.

[0057] Ao contrário, quando da recepção de sinais de recepção de RF proveniente dos elementos de antena 21-1, 21-2,..., e 21-N via os duplexers 22-1, 22-2,..., e 22-N, as unidades de processamento de recepção 24-1, 242,..., e 24-N amplificam com baixo ruído os sinais de recepção de RF. Daí em diante, as unidades de processamento de recepção 24-1, 24-2,..., e 24-N convertem para baixo os sinais de recepção de RF em sinais analógicos de banda base e convertem de A/D os sinais analógicos de banda base. Ainda mais, as unidades de processamento de recepção 24-1, 24-2,..., e 24-N efetuam predeterminado processamento de sinal, tal como decodificação e retirada de modulação, nos sinais analógicos de banda base.

[0058]A unidade de processamento de dados 25 multiplica a entrada de sinal de recepção digital de cada uma das unidades de processamento de recepção 24-1, 24-2,..., e 24-N por um peso de recepção da antena de matriz adaptativa e efetua separação. Nesta maneira, os itens de dados de transmissão transmitidos a partir dos usuários, isto é, das estações de comunicação STA1, STA2, e STA3, são reconstruídos. Daí em diante, a unidade de processamento de dados 25 entrega os itens de dados de transmissão reconstruídos para uma aplicação de camada superior. Note que como usado aqui, o termo " separação espacial" na recepção se refere à separação de usuário na qual quadros transmitidos ao mesmo tempo são separados espacialmente para os usuários e separação de canal na qual um canal MIMO multiplexado espacialmente é separado nas múltiplas sequências originais.

[0059] Naquele momento, de modo a causar os elementos de antena 211, 21-2,..., e 21-N a funcionar com uma antena de matriz adaptativa, a unidade de processamento de dados 25 controla as unidades de processamento de transmissão23-1, 23-2,..., e 23-N e as unidades de processamento de recepção 24-1, 24-2,..., e 24-N de modo que os itens de dados de transmissão classificados nas ramificações de transmissão e recepção 20-1, 20-2,..., e 20-N sejam multiplicados pelos pesos de transmissão da antena de matriz adaptativa e os itens de dados de recepção recebidos provenientes das ramificações de transmissão e recepção 20-1, 20-2,..., e 20-N são multiplicados pelos pesos de recepção da antena de matriz adaptativa. Em adição, antes de efetuar o acesso múltiplo por divisão de espaço com as estações de comunicação STA1, STA2, e STA3, a unidade de processamento de dados 25 aprende os pesos da antena de matriz adaptativa. Por exemplo, a unidade de processamento de dados 25 pode aprender os pesos da antena de matriz adaptativa usando sinais de treinamento (descrito em mais detalhes abaixo) recebidos provenientes de parceiros dos comunicação STA1, STA2, e STA3 em uma sequência conhecida e um predeterminado algoritmo adaptativo, tal como um algoritmo de RLS (Quadrado Mínimo Recursivo).

[0060] Por exemplo, a unidade de processamento de dados 25 efetua um processo em cada uma das camadas de um protocolo de comunicação de uma técnica de Controle de Acesso de Mídia (MAC) implementada no sistema de comunicação ilustrado na Fig. 1. Em adição, por exemplo, as ramificações de transmissão e recepção 20-1, 20-2,..., e 20-N efetuam um processo correspondendo a uma camada PHY. Conforme descrito abaixo, quadros tendo diferentes comprimentos são transmitidos a partir de uma camada superior. Naquele momento, os comprimentos dos quadros finalmente transmitidos a partir da camada PHY são feitos os mesmo. Note que tal controle dos comprimentos dos quadros pode ser efetuado por ou a unidade de processamento de dados 25 ou as ramificações de transmissão e recepção 201, 20-2,..., e 20-N.

[0061]Note que cada uma das estações de comunicação STA1, STA2, e STA3 servindo como dispositivos clientes tem uma pluralidade de antenas e efetua acesso múltiplo por divisão de espaço usando uma antena de matriz adaptativa. Naquele momento, cada uma das estações de comunicação STA1, STA2, e STA3 efetua separação de usuário somente na recepção e não efetua separação de usuário na transmissão, isto é, multiplexação de quadro de transmissão. Consequentemente, cada uma das estações de comunicação STA1, STA2, e STA3 necessitam não ter tantas muitas antenas quanto o ponto de acesso.

[0062] Em adição, Fig. 3 ilustra um exemplo da configuração de um aparelho de comunicação que condiz com um padrão existente, tal como IEEE 802.11a, e que não usa o esquema de acesso múltiplo por divisão de espaço. Entre os dispositivos clientes sob o controle da estação de comunicação STA0 servindo como um ponto de acesso no sistema de comunicação ilustrado na Fig. 1, um dispositivo cliente que tem uma configuração ilustrada na Fig. 3 e que efetua comunicação de acordo com somente um padrão existente está presente.

[0063] O aparelho de comunicação ilustrado no desenho inclui uma ramificação de transmissão e recepção 30 tendo um elemento de antena 31 e uma unidade de processamento de dados 35 que é conectada à ramificação de transmissão e recepção 30 e que processa dados a serem transmitidos e dados recebidos. Em adição, nas ramificações de transmissão e recepção 30, o elemento de antena 31 é conectado a uma unidade de processamento de transmissão 33 e uma unidade de processamento de recepção 34 via um duplexer 32.

[0064] A unidade de processamento de dados 35 gera dados a serem transmitidos em resposta a uma solicitação de transmissão recebida proveniente de uma aplicação de camada superior e, daí em diante, emite os dados para a ramificação de transmissão e recepção 30. A unidade de processamento de transmissão 33 efetua predeterminado processamento de sinal, tal como codificação e modulação, em um sinal de transmissão de banda base digital e, daí em diante, efetua conversão de D/A no sinal de transmissão de banda base digital. Subsequentemente, a unidade de processamento de dados 35 converte para cima o sinal de transmissão de banda base digital em um sinal de RF. Assim sendo, a potência do sinal é amplificada. Subsequentemente, tal um sinal de RF de transmissão é fornecido ao elemento de antena 31 via o duplexer 32. Daí em diante, o sinal de RF de transmissão é emitido no ar.

[0065]Ao contrário, quando da recepção do sinal de recepção de RF proveniente do elemento de antena 31 via o duplexer 32, a unidade de processamento de recepção 34 amplifica com baixo ruído o sinal de recepção de RF. Daí em diante, a unidade de processamento de recepção 34 converte para baixo os sinais de recepção de RF em um sinal analógico de banda base e converte de A/D o sinal analógico de banda base. Ainda mais, a unidade de processamento de recepção 34 efetua predeterminado processamento de sinal, tal como predeterminada decodificação e retirada de modulação, no sinal analógico de banda base. A unidade de processamento de dados 35 reconstrói os dados de transmissão originais a partir da entrada do sinal de recepção digital proveniente da unidade de processamento de recepção 34 e entrega os dados de transmissão originais para uma aplicação de camada superior.

[0066] No sistema de comunicação ilustrado na Fig. 1, a estação de comunicação STA0 servindo como um ponto de acesso multiplica uma pluralidade de elementos de antena 21-1, 21-2,..., e 21-N pelos pesos de uma antena de matriz adaptativa. Assim sendo, a estação de comunicação STA0 causa os elementos de antena 21-1, 21-2,..., e 21-N a funcionar como uma antena de matriz adaptativa. Nesta maneira, capacidades de direcionamento para as estações de comunicação STA1 à STA3 podem ser formadas. Como um resultado, os recursos sem fio no eixo espacial podem ser separados para os usuários, e uma pluralidade de quadros destinados para as estações de comunicação STA1 à STA3 pode ser multiplexados e transmitidos ao mesmo tempo. Em adição, funcionando como uma antena de matriz adaptativa, a estação de comunicação STA0 pode separar os quadros transmitidos das estações de comunicação STA1 à STA3 ao mesmo tempo para os usuários e efetuar um processo de recepção.

[0067] Naquele momento, de modo aos elementos de antena 21-1, 212,..., e 21-N a funcionarem como uma antena de matriz adaptativa, os pesos da antena de matriz adaptativa necessitam ser aprendidos antecipadamente. Por exemplo, a estação de comunicação STA0 pode aprender os pesos da antena de matriz adaptativa adquirindo uma função de transferência a partir de sinais de treinamento recebidos das estações de comunicação STA1 à STA3 em uma sequência conhecido. Alternativamente, a estação de comunicação STA0 pode diretamente aprender os pesos da antena de matriz adaptativa usando sinais de treinamento recebidos de uma pluralidade dos parceiros de comunicação em uma sequência conhecida e um predeterminado algoritmo adaptativo, tal como um RLS (Quadrado Mínimo Recursivo).

[0068] Em ambas das técnicas descritas acima, a estação de comunicação STA0 que aprende os pesos de uma antena de matriz adaptativa necessita receber sinais de treinamento proveniente das estações de comunicação STA1 à STA3. Em adição, em um ambiente de comunicação no qual um aparelho de comunicação que condiz com somente um padrão existente existe, uma sequência de troca de quadro normal necessita ser executada enquanto evitando colisão de portadoras. De forma similar, os sinais de treinamento necessitam ser transmitidos enquanto evitando interferência com o aparelho de comunicação que condiz com somente um padrão existente. Isto é, a estação de comunicação STA0 necessita aprender os pesos da antena de matriz adaptativa enquanto mantendo compatibilidade na direção para baixo com o padrão existente.

[0069] Fig. 4 ilustra um exemplo de uma sequência de comunicação para aprendizagem dos pesos da antena de matriz adaptativa usando sinais de treinamento. No exemplo ilustrado no desenho, a estação de comunicação que efetua aprendizagem transmite um quadro de Solicitação de Treinamento (TRQ) para solicitar transmissão de um sinal de treinamento. Quando da recepção o quadro de TRQ, cada uma das estações vizinhas retorna um quadro de treinamento incluindo uma sequência conhecida usada para o processo de treinamento. Note que embora a estação de comunicação STA4 na Fig. 4 não esteja ilustrado na Fig. 1, a estação de comunicação STA4 é uma estação de comunicação que condiz com somente um padrão existente e isto é um terminal escondido localizado em pelo menos uma das áreas de comunicação das estações de comunicação STA0 à STA3.

[0070] A estação de comunicação STA0 servindo como um ponto de acesso sente a portadora física antecipadamente e confirma que um meio está claro. Ainda mais, a estação de comunicação STA0 efetua processo de espera de um intervalo de tempo aleatório de duração e transmite um quadro de TRQ. Naquele momento, a estação de comunicação STA0 não tem ainda aprendido os pesos da antena de matriz adaptativa (i.e., os elementos de antena 21-1, 21-2,..., e 21-N não tem ainda função como a antena de matriz adaptativa). Consequentemente, a estação de comunicação STA0 transmite o quadro de TRQ em todas as direções em 360 graus.

[0071] O quadro de TRQ inclui um campo que condiz com IEEE 802.11, que é um padrão existente. O campo contém informação de duração que solicita ao aparelho de comunicação que não é um destino do quadro de TRQ (o terminal escondido) para configurar, em NAV, um valor de contador correspondendo a uma duração até uma sequência de transmissão e recepção de sinal ser concluída.

[0072]Quando da recepção um quadro de TRQ que não inclui um destino indicando a estação de comunicação STA4, a estação de comunicação STA4 que condiz com um padrão existente um valor de contador de NAV usando a informação de duração incluída no quadro. Assim sendo, a estação de comunicação STA4 não efetua uma operação de transmissão.

[0073] Em adição, de acordo com o esboço das estações de comunicação ilustrado na Fig. 1, o quadro de TRQ transmitido a partir da estação de comunicação STA0 atinge cada uma das estações de comunicação STA1 à STA3. Em resposta ao quadro de TRQ recebido, após um intervalo de quadro predeterminado SIFS (Espaço Entre Quadro Curto) ter passado já que o quadro de TRQ incluindo um destino indicando a estação de comunicação foi recebida, cada uma das estações de comunicação STA1 à STA3 retorna um quadro de treinamento incluindo uma sequência conhecida usável para treinamento da antena de matriz adaptativa.

[0074] De acordo com a presente modalidade, aprendizagem dos pesos da antena de matriz adaptativa é efetuada enquanto mantendo compatibilidade na direção para baixo com um padrão existente. Por conseguinte, o quadro de treinamento tem um campo frontal e um campo traseiro. O campo frontal condiz com o IEEE 802.11, que é um padrão existente. O campo traseiro contém uma sequência conhecida para treinamento e não tem compatibilidade na direção para baixo com o padrão existente. De modo a parar uma operação de transmissão até estações vizinhas que condizem com o padrão existente que completa uma série de operação de transmissão e recepção de sinal, mistificação descrita no desenho é efetuado no campo frontal que condiz com o padrão existente de modo que o erro de interpretação que o quadro de treinamento continua até subsequentemente transmissão efetuada de ACK ser completada ocorra. Note que a técnica de mistificar é descrita em mais detalhe em, por exemplo, Publicação de Pedido de Patente Japonesa Não Examinada de Nr. 2008-252867 cujos direitos de patente já foram atribuídos para o requerente da presente invenção.

[0075] Em adição, no exemplo ilustrado na Fig. 4, as estações de comunicação STA1 à STA3 transmitem os quadros de treinamento ao mesmo tempo.

[0076] Naquele momento, os quadros de treinamento podem ser transmitidos em uma maneira mulitplexada no tempo. Contudo, se os quadros de treinamento são transmitidos em uma maneira multiplexada no tempo, um período de tempo necessário para transmissão de todos os quadros de treinamento (i.e., um tempo de espera de transmissão necessário para cada um das estações vizinhas) aumenta com um aumento no número de estações de comunicação que enviam de volta os quadros de treinamento (i.e., o número de estações de comunicação a ser aprendido). Consequentemente, a capacidade de transmissão do sistema complete diminui, e a sobrecarga do sistema aumenta. Em adição, a estação vizinha que pode receber somente um quadro de treinamento transmitido em um tempo mais tarde no eixo do tempo (o terminal escondido) pode iniciar uma operação antes do quadro de treinamento chegar, já que o valor de contador de NAV desaparece. Assim sendo, colisão das portadoras não pode ser evitado. Por estas razões, de acordo com a presente modalidade, os quadros de treinamento são transmitidos ao mesmo tempo.

[0077] Ao contrário, após transmissão do quadro de TRQ ter sido concluído, a estação de comunicação STA0 entra em um modo de pronta espera até os quadros de treinamento transmitidos a partir das estações de comunicação STA1 à STA3, que são destinos do quadro de TRQ, serem recebidos. Quando o quadro de treinamento é recebido, a estação de comunicação STA0 ainda não aprendeu para a antena de matriz adaptativa. Consequentemente, a estação de comunicação STA0 necessita receber uma pluralidade de quadros de treinamento ao mesmo tempo usando qualquer um dos elementos de antena. Naquele momento, se as seguintes três condições são satisfeitas, a estação de comunicação STA0 pode receber as seções de campo frontal dos campos de treinamento transmitidos ao mesmo tempo (as seções de campo frontal tendo compatibilidade de direção inversa com o padrão existente) enquanto evitando colisão. (1)Empregar uma técnica de modulação de OFDM. (2)Operar os osciladores das estações de comunicação STA1, STA2, e STA3 de modo que um erro de frequência com relação ao oscilador usado na estação de comunicação STA0 seja compensado. (3)Tornar itens de informação nos campos dos quadros de treinamento transmitidos a partir das estações de comunicação STA1, STA2, e STA3 os mesmos.

[0078] É conhecido que a técnica de modulação de OFDM sugerida na condição (1) tem vantagens incluindo sua robustez para desvanecimento de múltiplos caminhos. Em adição, a condição (2) pode ser satisfeita se as estações de comunicação STA1, STA2, e STA3 efetuam correção de frequência quando da recepção de um quadro de TRQ a partir da estação de comunicação STA0. Efetuando correção de frequência, é assegurado que os tempos de retardo quando os quadros de treinamento transmitidos a partir das estações de comunicação STA1, STA2, e STA3 ao mesmo tempo atingem a estação de comunicação STA0 estão dentro de um intervalo de proteção. Ainda mais, como a condição (3) implica, se uns itens de informação nos campos das estações de comunicação STA1, STA2, e STA3 são os mesmos, esses campos podem ser tratados como uma onda de retardo normal. Assim sendo, os quadros de treinamento podem ser recebidos ao mesmo tempo usando a único elemento de antena.

[0079]Em adição, a estação de comunicação STA0 recebe o campo traseiro do quadro de treinamento que contém uma sequência conhecida para treinamento e que não tem compatibilidade de direção inversa com o padrão existente usando os elementos de antena 21-1, 21-2,..., e 21-N. Atribuindo uma particular sequência de código de cada uma das estações de comunicação STA1, STA2, e STA3 como a sequência conhecida para treinamento antecipadamente, a estação de comunicação STA0 pode espacialmente separar as sequências. Contudo, se o número das estações de comunicação que efetua um acesso múltiplo por divisão de espaço através de divisão de espaço é aumentado, o comprimento da sequência conhecida inevitavelmente aumenta já que as estações de comunicação necessitam ser distinguidas cada uma da outra.

[0080]Subsequentemente, a estação de comunicação STA0 aprende os pesos da antena de matriz adaptativa usando as sequências conhecidas e um predeterminado algoritmo adaptativo, tal como o algoritmo RLS. Daí em diante, os elementos de antena 21-1, 21-2,..., e 21-N da estação de comunicação STA0 pode funcionar como uma antena de matriz adaptativa, e a estação de comunicação STA0 pode efetuar o acesso múltiplo por divisão de espaço.

[0081] Ao contrário, quando da recepção do quadro de treinamento descrito acima que não inclui STA4 como o destino, a estação de comunicação STA4 que condiz com somente o padrão existente não entende que o quadro de treinamento continua até o quadro de ACK subsequente ser transmitido devido à mistificação (conforme descrito acima). Assim sendo, a estação de comunicação STA4 não efetua uma operação de transmissão.

[0082] Após um intervalo de quadro predeterminado SIFS ter passado já que a estação de comunicação STA0 recebeu os quadros de treinamento enviados a partir das estações de comunicação STA1, STA2, e STA3, a estação de comunicação STA0 transmite quadros de dados (Fragment0-1, Fragment0-2, e Fragment0-3) para as estações de comunicação STA1, STA2, e STA3, respectivamente. Usando os pesos aprendidos descritos acima da antena de matriz adaptativa, a estação de comunicação STA0 pode transmitir uma pluralidade de quadros de dados através de acesso múltiplo por divisão de espaço ao mesmo tempo.

[0083] Ao contrário, quando da recepção dos quadros de dados (Fragment0-1, Fragment0-2, e Fragment0-3) destinados às estações de comunicação STA1, STA2, e STA3, as estações de comunicação STA1, STA2, e STA3 enviam de volta quadros de ACK (ACK1, ACK2, e ACK3), respectivamente, ao mesmo tempo após o intervalo de quadro predeterminado SIFS ter passado.

[0084] A pluralidade de elementos de antena 21-1, 21-2,..., e 21-N da estação de comunicação STA0 já funcionou como uma antena adaptativa. Consequentemente, a estação de comunicação STA0 pode espacialmente separar uma pluralidade de quadros de ACK (ACK1, ACK2, e ACK3) recebida ao mesmo tempo para cada um dos usuários. Por exemplo, armazenando, nos quadros de ACK, os endereços das estações de comunicação STA1, STA2, e STA3 como endereços do transmissor, a estação de comunicação STA0 pode identificar a origem dos quadros de ACK recebidos. Em adição, se as sequências conhecidas para treinamento estão armazenados mesmos nos quadros de ACK, a estação de comunicação STA0 pode mudar os pesos aprendidos da antena de matriz adaptativa de acordo com as sequências conhecidas para treinamento armazenado nos quadros de ACK recebidos de modo que os pesos possam adaptativamente seguir uma mudança no ambiente.

[0085] Quando da recepção os quadro de dados que não estão destinados para a estação de comunicação STA4, a estação de comunicação STA4 que condiz com o padrão existente configure um valor de contador de NAV nas bases da informação de duração contida no quadro. Nesta maneira, a estação de comunicação STA4 para uma operação de transmissão. Em adição, quando da recepção o quadro de ACK que não está destinado para a estação de comunicação STA4, a estação de comunicação STA4 que condiz com o padrão existente configura um valor de contador de NAV nas bases da informação de duração contida no quadro. Nesta maneira, a estação de comunicação STA4 para uma operação de transmissão.

[0086] Como pode ser visto a partir de um exemplo da sequência de comunicação ilustrada na Fig. 4, a estação de comunicação STA0 que efetua um acesso múltiplo por divisão de espaço pode apropriadamente aprender os pesos da antena de matriz adaptativa. Ainda mais, após a estação de comunicação STA0 ter aprendido os pesos da antena de matriz adaptativa, a estação de comunicação STA0 pode compartilhar recursos sem fio em um eixo espacial com uma pluralidade de usuários e multiplexa uma pluralidade de quadros de dados destinados para uma pluralidade de usuários. Daí em diante, a estação de comunicação STA0 pode transmitir os quadros de dados. Nesta maneira, a capacidade de transmissão pode ser aumentada no caso de comunicação de um para muitos, isto é, comunicação entre uma pluralidade de usuários.

[0087] Neste caso, em geral, uma LAN sem fio emprega um esquema de comunicação de pacote. As quantidades de tráfego que os usuários desejam diferir de usuário à usuário. Por conseguinte, os comprimentos de pacotes (quadros) diferem cada um do outro. Por exemplo, no exemplo de uma sequência de comunicação ilustrado na Fig. 4, é desejável que os comprimentos de um quadro de TRQ, um quadro de treinamento, e um quadro de ACK sejam o mesmo. Contudo, para uma pluralidade de quadros de dados transmitidos a partir da estação de comunicação STA0, os comprimentos dos quadros transmitidos a partir da camada de MAC para a camada de PHY pode não ser os mesmos devido à diferença em uma quantidade de dados transmitida de destino a destino.

[0088] Contudo, quando quadros destinados para uma pluralidade de usuários são multiplexados e, de forma simultânea, transmitidos através do esquema de acesso múltiplo por divisão de espaço e se a potência total de transmissão é abruptamente mudada devido a uma diferença entre os comprimentos de quadros, uma operação de AGC instável pode desvantajosamente ocorrer no lado do receptor devido a uma abrupta mudança na potência recebida (conforme descrito acima).

[0089] Em adição, se algum dos quadros a serem multiplexados são terminados e os outros quadros continuam a ser transmitidos, a largura de banda de comunicação não é eficientemente usada. Assim sendo, o efeito do acesso múltiplo por divisão de espaço é diminuído. Fig. 5 ilustra quadros A e B que têm diferentes comprimentos e que são multiplexados no mesmo eixo do tempo. Como pode ser visto no exemplo ilustrado no desenho, o comprimento do quadro B é mais curto do que o comprimento do quadro A, e após transmissão do quadro B ter sido concluído, a largura de banda de comunicação é consumida.

[0090] Por conseguinte, mesmo quando os comprimentos dos quadros multiplexados ao mesmo tempo diferem cada um do outro, todos os quadros transmitidos necessitam finalmente ter o mesmo comprimento de quadro.

[0091] Por exemplo, entre os quadros multiplexados espacialmente, os quadros tendo comprimentos curtos podem ser preenchidos na camada PHY de modo que os comprimentos dos quadros sejam feitos os mesmos. Fig. 6 ilustra o caso no qual, no exemplo da sequência de comunicação ilustrado na Fig. 4, quando dados a serem transmitidos para STA1 à STA3 ao mesmo tempo são entregues a partir da maior camada (e.g., a camada de MAC) e se a quantidade de cada um dos itens de dados a serem transmitidos para STA2 e STA3 (DATA2 e DATA3) é menor do que aquela de uns itens de dados a serem transmitidos para STA1 (DATA1), os itens de dados a serem transmitidos para STA2 e STA3 (DATA2 e DATA3) são preenchidos de modo que cada um dos comprimentos dos DATA2 e DATA3 seja o mesmo que o comprimento dos itens de dados tendo um comprimento mais longo (DATA1). Assim sendo, os comprimentos dos quadros finalmente transmitidos a partir da camada PHY são feitos os mesmos.

[0092] Contudo, a operação de preenchimento causa sobrecarga já que dados efetivos não estão incluídos. Por conseguinte, é desejável que os comprimentos de quadros sejam ajustados sem usar uma operação de preenchimento.

[0093] Consequentemente, os presentes inventores desenvolveram uma técnica para ajustar os comprimentos de dois ou mais quadros tendo comprimentos curtos de modo que os comprimentos coincidam com os comprimento de um quadro tendo um comprimento longo integrando os quadros em um único quadro através de Agregação. No IEEE 802.11n para comunicação de alta velocidade, o termo "Agregação" é conhecido como um formato de quadro que reduz a sobrecarga configurando uma única seção de camada física a partir de uma pluralidade de quadros.

[0094]Fig. 7 ilustra o caso no qual, no exemplo da sequência de comunicação ilustrada na Fig. 6, quando dados a serem transmitidos para STA1 à STA3 no mesmo tempo são entregues a partir de uma camada superior (e.g., a camada de MAC) e se uma quantidade de cada um dos itens de dados a serem transmitidos para STA2 e STA3 (DATA2 e DATA3) é menor do que aquela dos itens de dados a serem transmitidos para STA1 (DATA1), os itens de dados a serem transmitidos para STA2 e STA3 (DATA2 e DATA3) são integrados em um único quadro por Agregação de modo que o comprimento dos DATA2 e DATA3 seja o mesmo que o comprimento dos itens de dados tendo um comprimento mais longo (DATA1). Assim sendo, os comprimentos dos quadros finalmente transmitidos a partir da camada de PHY são feitos os mesmos.

[0095] Quando da recepção de um quadro de Agregação, cada uma das estações de comunicação pode referir à informação de destino contida na porção de topo do quadro e extrai a porção de dados destinados para a estação de comunicação. Por exemplo, quando da recepção dos quadros de Agregação incluindo itens de dados destinados para STA2 e STA3, cada uma das estações de comunicação STA2 e STA3 reconhece que o quadro inclui uns itens de dados destinados para elas mesmo usando a informação de destino na porção de topo do quadro e determina que itens de dados no quadro são destinados para elas mesmo usando a informação de cabeçalho anexada a cada um dos itens de dados. Nesta maneira, cada uma das estações de comunicação STA2 e STA3 recupera os itens de dados desejados.

[0096] O ponto de acesso STA0 pode empregar um esquema no qual o peso de antena de MIMO usado quando um quadro de Agregação é transmitido é determinado como a soma dos pesos de antena de MIMO usada quando o ponto de acesso STA0 individualmente transmite um quadro para todas as estações de comunicação. No exemplo da sequência de comunicação ilustrado na Fig. 6, já que a potência de transmissão usada para as estações de comunicação é dividida para as estações de comunicação STA1, STA2, e STA3, Cada potência de transmissão é um terceiro da potência total. Ao contrário, no exemplo da sequência de comunicação ilustrado na Fig. 7, os itens de dados destinados para STA2 e STA3 são submetidos à Agregação, a potência necessária para as duas estações de comunicação não necessitam ser separados. Isto é, usando Agregação em um esquema de acesso múltiplo por divisão de espaço, a potência de transmissão usada para cada uma das estações de comunicação é reduzida a uma metade da potência total. Assim sendo, a qualidade de comunicação pode ser aumentada.

[0097] Em adição, como ilustrado na Fig. 7, após as estações de comunicação STA1 à STA3 que recebem os quadros de Agregação completarem a recepção de todos os quadros de Agregação, as estações de comunicação STA1 à STA3 enviam de volta quadros de ACK (ACK1, ACK2, e ACK3) destinados à STA0, que é a origem dos quadros de Agregação, ao mesmo tempo. Para os quadros de ACK retornados, os elementos de antena 21-1, 21-2,..., e 21-N da estação de comunicação STA0 já funcionaram como uma antena adaptativa. Consequentemente, os elementos de antena 21-1, 212,..., e 21-N pode espacialmente separar a pluralidade de quadros de ACK (ACK1, ACK2, e ACK3) recebida ao mesmo tempo para cada um dos usuários (conforme descrito acima).

[0098] Fig. 8 ilustra uma sequência de processamento na forma de um fluxograma no qual, na sequência de comunicação ilustrada na Fig. 7, o aparelho de comunicação ilustrado na Fig. 2 funciona como o ponto de acesso (STA0) e transmite quadros destinados para uma pluralidade de estações de comunicação ao mesmo tempo em uma maneira multiplexada. O ponto de acesso inicia a sequência de processamento ilustrada na Fig. 8 em resposta à, por exemplo, ocorrência de uma solicitação de transmissão de dados ou uma solicitação de recepção de dados proveniente de uma aplicação de camada superior.

[0099] O ponto de acesso examina que o meio está livre efetuando um sensoriamento de portadora física antecipadamente e ainda efetua processo de espera de um intervalo de tempo aleatório de duração. Nesta maneira, se o ponto de acesso entra em um modo comunicável, o ponto de acesso transmite um quadro de solicitação de treinamento (TRQ) para uma ou mais estações de comunicação (STA1 à STA3) para o qual o ponto de acesso quer transmitir dados em uma maneira multiplexada (etapa S1).

[00100] Subsequentemente, após um intervalo de quadro predeterminado SIFS (Espaço Entre Quadros Curto) ter passado já que o quadro de TRQ foi transmitido, o ponto de acesso espera até ele receber quadros de treinamento enviados de volta a partir dos receptores da solicitação de treinamento (STA1 à STA3) (etapa S2).

[00101] Naquele momento, se o ponto de acesso não foi recebido um quadro de treinamento a partir de qualquer um dos receptores da solicitação de treinamento (STA1 à STA3) (NÃO na etapa S3), o processamento prossegue para um processo de retransmissão do quadro de TRQ. Contudo, os detalhes do processo de retransmissão de quadro não são fornecidos aqui.

[00102] Contudo, se o ponto de acesso pode receber um quadro de treinamento a partir de pelo menos um dos receptores da solicitação de treinamento (STA1 à STA3) (SIM na etapa S3), o ponto de acesso aprende os pesos da antena de matriz adaptativa usando a sequência conhecida para treinamento incluída em cada um dos quadros de treinamento recebidos.

[00103] Daí em diante, o ponto de acesso determina se os comprimentos dos quadros multiplexados destinados para as estações de comunicação a partir das quais o ponto de acesso foi capaz de receber os quadros de treinamento são os mesmos (etapa S4).

[00104] Aqui, se os comprimentos dos quadros a serem multiplexados são os mesmos (SIM na etapa S4), o ponto de acesso diretamente multiplexa os quadros de dados destinados para as estações de comunicação a partir das quais o ponto de acesso foi capaz de receber os quadros de treinamento e transmite os quadros de dados após um intervalo de quadro predeterminado SIFS ter passado já que os quadros de treinamento foram recebidos. Daí em diante, esta rotina de processamento é concluída.

[00105] Naquele momento, usando os pesos aprendidos da antena de matriz adaptativa, o ponto de acesso pode transmitir os quadros de dados destinados para a pluralidade de dispositivo clientes ao mesmo tempo através de multiplexação de divisão de espaço. Contudo, o ponto de acesso não transmite os quadros de dados para o dispositivo cliente a partir do qual o ponto de acesso não recebeu um quadro de treinamento, já que aprendizagem não é efetuada para o dispositivo cliente e é duvidoso quanto à se o dispositivo cliente está ou não presente dentro da área de comunicação.

[00106] Contudo, se os comprimentos dos quadros a serem multiplexados não são os mesmos (NÃO na etapa S4), o ponto de acesso determina se entre a pluralidade de estações de comunicação que são destinos dos quadros multiplexados (STA1 à STA3), uma combinação apropriada para combinar os pesos de antena está presente (e.g., uma combinação de estações de comunicação localizadas na vizinhança está presente) (etapa S5).

[00107] Naquele momento, uma das técnicas para determinar se uma combinação das estações de comunicação localizadas na vizinhança está presente é para comparar os valores dos pesos de antena das estações de comunicação cada uma com a outra. Isto é, o ponto de acesso pode determinar se os valores dos pesos de antena de uma das estações de comunicação são próximos aqueles de uma outra estação de comunicação como uma predeterminada referência. Se os valores dos pesos de antena das estações de comunicação são próximos cada um do outro, o ponto de acesso pode determinar que uma combinação das estações de comunicação está apropriada. Por exemplo, deixe STA0 ter três antenas. Em adição, uma combinação dos pesos de antena da estação de comunicação STA1 indica que o peso de uma antena 1 é grande, o peso de uma antena 2 é meio, e o peso de uma antena 3 é pequeno. Uma combinação dos pesos de antena da estação de comunicação STA2 indica que o peso da antena 1 é grande, o peso da antena 2 é pequeno, e o peso da antena 3 é meio. Uma combinação dos pesos de antena de uma estação de comunicação STA3 indica que o peso da antena 1 é grande, o peso da antena 2 é pequeno, e o peso da antena 2 é meio. Então, já que os valores dos pesos de STA2 são próximos dos valores dos pesos de STA3, pode ser determinado que STA2 é apropriadamente combinado com STA3. Em adição, uma outra técnica para determinar se uma combinação das estações de comunicação é uma combinação de estações de comunicação localizadas na vizinhança é determinar se as localizações das estações de comunicação estão na vizinhança nas bases da informação fornecida pelo GPSs (Sistemas de Posicionamento Global) montados nas estações de comunicação e determinar que a combinação das estações de comunicação localizadas dentro de uma distância que satisfaz uma predeterminada referência é apropriada.

[00108] Se uma combinação das estações de comunicação apropriadas para combinar os pesos de antena é encontrado (SIM na etapa S5), é determinado se os comprimentos de todos os quadros destinados para as estações de comunicação na combinação e multiplexados no mesmo tempo podem ser feitos os mesmos efetuando Agregação (etapa S6).

[00109] Daí em diante, se os comprimentos de todos os quadros multiplexados ao mesmo tempo podem ser feitos os mesmos efetuando Agregação (SIM na etapa S6), um processo de Agregação é efetuado nos quadros de uma pluralidade de usuários (etapa S7). Mais especificamente, os pesos de antena de MIMO que são as somas dos pesos de antena de MIMO usados quando o ponto de acesso individualmente transmite um quadro para todas as estações de comunicação que são os destinos dos quadros agregados, são empregados.

[00110] Daí em diante, se o comprimento do quadro Agregado não é completamente o mesmo que o comprimento de um outro quadro que é multiplexado ao mesmo tempo, um dos quadros é apropriadamente preenchido de modo que os comprimentos de todos os quadros sejam feitos os mesmos (etapa S8).

[00111] Contudo, se uma combinação das estações de comunicação apropriada para combinar os pesos de antena não é encontrado (NÃO na etapa S5) ou se os comprimentos de todos os quadros não podem ser feitos os mesmos quando Agregação é efetuada (NÃO na etapa S6), a Agregação dos quadros para múltiplos usuários é parada, e os comprimentos de todos os quadros são feitos os mesmos usando somente um processo de preenchimento (etapa S8).

[00112] Subsequentemente, após o intervalo de quadro predeterminado SIFS ter passado já que quadros de treinamento forma recebido, os quadros submetidos para ajuste do comprimento dos quadros são transmitidos em uma maneira multiplexada. Daí em diante, esta rotina de processamento é concluída.

[00113] Fig. 9 ilustra uma sequência de processamento na forma de um fluxograma no qual na sequência de comunicação ilustrada na Fig. 7, o aparelho de comunicação ilustrado na Fig. 2 opera como qualquer um dos dispositivos clientes (STA1 à STA3) e recebe os quadros multiplexados ao mesmo tempo a partir do ponto de acesso. Naquele momento, quando da recepção de um quadro de TRQ a partir do ponto de acesso (STA0), cada um dos dispositivos clientes (STA1 à STA3) inicia a sequência de processamento ilustrada na Fig. 9. Note que naquele momento, cada um dos dispositivos clientes corrige m erro de frequência usando, por exemplo, L-LTF da porção do cabeçalho do quadro de TRQ recebido, e é assegurado que erro de tempo de sincronismo entre os dispositivos clientes estão dentro um intervalo de guarda.

[00114] Após um intervalo de quadro predeterminado SIFS ter passado desde o dispositivo cliente recebido o quadro de TRQ a partir do ponto de acesso (SIM na etapa S11), o dispositivo cliente envia de volta um quadro de treinamento para o ponto de acesso (etapa S12).

[00115] Naquele momento, o dispositivo cliente corrige um erro de frequência usando o quadro de TRQ recebido. Consequentemente, quando uma pluralidade dos dispositivos clientes que enviam de volta os quadros de treinamento estão presentes, é assegurado que os tempos nos quais os quadros de treinamento chegam no ponto de acesso estão dentro do intervalo de guarda. Assim sendo, o ponto de acesso pode receber uma pluralidade de quadros de treinamento ao mesmo tempo usando um único elemento de antena.

[00116] Subsequentemente, após o intervalo de quadro predeterminado SIFS ter passado desde que o dispositivo cliente transmitiu o quadro de TRQ (SIM na etapa S13), o dispositivo cliente entra em um modo de pronta espera até um quadro de dados transmitido a partir do ponto de acesso ser recebido. (etapa S14).

[00117] Naquele momento, se o dispositivo cliente não pode receber um quadro de dados ou se o dispositivo cliente não pode decodificar um quadro de dados recebido devido a um erro de quadro (NÃO na etapa S15), o dispositivo cliente determina que recepção de um quadro de dados é falha. Assim sendo, esta rotina de processamento é concluída. Alternativamente, o dispositivo cliente pode transmitir NACK para o ponto de acesso de modo a perguntar o ponto de acesso para retransmitir os quadro de dados.

[00118] Contudo, quando o dispositivo cliente pode receber um quadro de dados proveniente do ponto de acesso (SIM na etapa S15) e se o intervalo de quadro predeterminado SIFS passou já que os quadro de dados foram recebidos (SIM na etapa S16), o dispositivo cliente envia de volta um quadro de ACK para o ponto de acesso (etapa S17). Nesta maneira, esta rotina de processamento é concluída com sucesso.

[00119] Como pode ser visto das Figs. 7 e 8, no sistema de comunicação de acordo com a presente modalidade, mesmo quando os comprimentos de quadros para usuários não são os mesmos em um ponto no tempo quando o aparelho de comunicação recebe uma solicitação de transmissão proveniente de uma aplicação de camada superior, o aparelho de comunicação pode integrar pelo menos dois quadros tendo comprimentos curtos em um quadro tendo um comprimento longo através de Agregação e finalmente transmite os quadros tendo os mesmos comprimentos de quadro após multiplexar os quadros ao mesmo tempo.

[00120] O termo "Agregação" se refere a um formato de quadro para reduzir excesso configurando uma porção de dados da camada física de uma pluralidade de quadros no IEEE 802.11n considerando comunicação em alta velocidade. De acordo com a presente modalidade, integrando agregação de quadro em um esquema de acesso múltiplo por divisão de espaço, excesso pode ser reduzido e uma alta capacidade de transmissão pode ser obtida em comunicação de um para muitos.

[00121] Em adição, quando o aparelho de comunicação multiplexa uma pluralidade de quadros tendo um formato de comprimento variável ao mesmo tempo, o aparelho de comunicação ajusta o comprimento dos quadros de modo que o comprimento dos quadros sejam os mesmos. Nesta maneira, uma abrupta mudança na potência total de transmissão pode ser evitada. No lado do receptor dos quadros multiplexados, uma operação de AGC instável causada por uma abrupta mudança na potência recebida pode ser evitada. Ainda mais, já que, em termos de quadro de Agregação, o número de quadros a serem multiplexado pode ser reduzido, a potência de transmissão usada por aparelho de comunicação de destino no lado do transmissor pode ser aumentada. Por conseguinte, um aumento na qualidade da comunicação pode ser esperada.

[00122] Aplicabilidade Industrial

[00123] Enquanto a presente invenção foi descrita em detalhe com referência às particulares modalidades, várias modificações e alterações desta invenção se tornarão aparente para aqueles com qualificação na arte sem fugir do escopo e princípios desta invenção.

[00124] Enquanto a presente especificação foi descrita com referência às modalidades empregando um novo padrão de LAN sem fio LAN s, tal como IEEE 802.11ac com o objetivo de ultra alta capacidade de transmissão (1 Gbps), o escopo da invenção não é limitada a isto. Por exemplo, a presente invenção é de forma similar aplicável a um outro sistema de LAN sem fio no qual recursos sem fio em um eixo espacial são compartilhados por uma pluralidade de usuários e uma variedade de sistemas sem fio outros do que uma LAN.

[00125] Isto é, é entendido que as modalidades aqui descritas são para propósitos ilustrativos somente e a descrição acima não é pretendida ser limitante. O escopo da invenção deve ser determinado pelas reivindicações anexas.Lista de Sinais de Referência 20-1, 20-2,ramificação de transmissão e recepção 21-1, 21-2,elemento de antena 22-1, 22-2,duplexer 23-1, 23-2,unidade de processamentode transmissão 24-1, 24-2,unidade de processamentode recepção 25unidade de processamentode dados 30ramificação de transmissão e recepção 31elemento de antena 32duplexer 33unidade de processamentode transmissão 34unidade de processamentode recepção 35unidade de processamentode dados

Claims

1.Aparelho de comunicação que compreende: uma unidade de geração de quadro (20-1, 20-2, ..., 20-N, 25) configurada para gerar uma pluralidade de quadros a serem transmitidos ao mesmo tempo; uma unidade de processamento de integração de quadro (20-1, 20-2, ..., 20-N, 25) configurada para integrar pelo menos dois dos quadros gerados pela unidade de geração de quadro em um único quadro agregado; caracterizado pelo fato de compreender ainda: uma unidade de controle de comprimento de quadro (20-1, 202, ..., 20-N, 25) para realizar preenchimento no quadro agregado se o comprimento do quadro agregado for mais curto do que o comprimento de outro quadro que é multiplexado ao mesmo tempo; e uma unidade de comunicação (21-1, 21-2, ..., 21-N) configurada para transmitir os quadros ao mesmo tempo em uma maneira multiplexada.

2.Aparelho de comunicação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a unidade de controle de comprimento de quadro (20-1, 20-2, ..., 20-N, 25) é configurada para ajustar os comprimentos de uma pluralidade de quadros multiplexados ao mesmo tempo de modo que os comprimentos sejam finalmente feitos os mesmos.

3.Aparelho de comunicação de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a unidade de processamento de integração de quadro (20-1, 20-2, ..., 20-N, 25) é configurada para integrar pelo menos dois quadros tendo comprimentos curtos em um único quadro tendo um comprimento longo.

4.Aparelho de comunicação de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a unidade de comunicação (21-1, 21-2, ..., 20- N) inclui uma pluralidade de elementos de antena capaz de funcionar como uma antena de matriz adaptativa atribuindo pesos aos elementos de antena, e a unidade de comunicação (21-1, 21-2, ..., 20-N) é capaz de transmitir a pluralidade de quadros ao mesmo tempo em uma maneira multiplexada, e que se os comprimentos dos quadros não são os mesmos, a unidade de controle de comprimento de quadro (20-1, 20-2, ..., 20-N, 25) determina quais aparelhos de comunicação dentre os aparelhos de comunicação definidos como destinos dos quadros podem ser combinados com base nos pesos das antenas e ajusta os comprimentos dos quadros integrando os quadros destinados aos aparelhos de comunicação na combinação usando a unidade de processamento de integração de quadro.

5.Aparelho de comunicação de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que se a unidade de controle de comprimento de quadro é finalmente incapaz de fazer os comprimentos dos quadros os mesmos através de integração de quadro, a unidade de controle de comprimento de quadro (20-1, 20-2, ..., 20-N, 25) apropriadamente efetua preenchimento no quadro tendo um comprimento curto de modo que os quadros finalmente tenham o mesmo comprimento.

6.Método de comunicação que compreende: uma etapa de geração de quadro para gerar uma pluralidade de quadros a serem transmitidos ao mesmo tempo; uma etapa de processamento de integração de quadro para integrar pelo menos dois dos quadros gerados na etapa de geração de quadro em um único quadro agregado; caracterizado pelo fato de compreender ainda: uma etapa para realizar preenchimento no quadro agregado se o comprimento do quadro agregado for mais curto do que o comprimento de outro quadro que é multiplexado ao mesmo tempo; e uma etapa de comunicação para transmitir a pluralidade de quadros ao mesmo tempo em uma maneira multiplexada.

7.Meio de armazenamento legível por computador, caracterizado pelo fato de que contém em si instruções armazenadas, as quais, quando executadas por um computador, fazem com que o computador realize o método conforme definido na reivindicação 6.

8.Sistema de comunicação, caracterizado pelo fato de compreender: um primeiro aparelho de comunicação como definido na reivindicação 1; e uma pluralidade de segundo aparelhos de comunicação configurados para receber os quadros multiplexados ao mesmo tempo e transmitidos a partir do primeiro aparelho de comunicação.