本發明涉及用于多用戶傳輸的無線lan幀的信令方法,以及使用其的無線通信終端和無線通信方法。
背景技術:
近年來,隨著移動裝置的供給擴展,能向移動裝置提供快速無線互聯網服務的無線lan技術已經受到重視。無線lan技術允許包括智能電話、智能平板、膝上型計算機、便攜式多媒體播放器、嵌入式裝置等等的移動裝置基于近距離的無線通信技術,無線地接入家庭或者公司或者特定服務提供區中的互聯網。
自使用2.4ghz的頻率支持初始無線lan技術以來,電氣與電子工程師協會(ieee)802.11已經商業化或者開發了各種各樣的技術標準。首先,ieee802.11b在使用2.4ghz頻帶的頻率時,支持最大11mbps的通信速度。與顯著地擁塞的2.4ghz頻帶的頻率相比,在ieee802.11b之后商業化的ieee802.11a使用不是2.4ghz頻帶而是5ghz頻帶的頻率來減少干擾的影響,并且通過使用ofdm技術,將通信速度提高到最大54mbps。然而,ieee802.11a的缺點在于通信距離短于ieee802.11b。此外,與ieee802.11b類似,ieee802.11g使用2.4ghz頻帶的頻率來實現最大54mbps的通信速度并且滿足向后兼容以顯著地引起關注,并且就通信距離而言,優于ieee802.11a。
此外,作為為了克服在無線lan中作為弱點指出的通信速度的限制而建立的技術標準,已經提供了ieee802.11n。ieee802.11n旨在提高網絡的速度和可靠性并且延長無線網絡的操作距離。更詳細地,ieee802.11n支持高吞吐量(ht),其中數據處理速度為最大540mbps或更高,并且進一步,基于多輸入和多輸出(mimo)技術,其中在發送單元和接收單元的兩側均使用多個天線來最小化傳輸誤差和優化數據速度。此外,該標準能使用發送相互疊加的多個副本的編碼方案以便增加數據可靠性。
隨著積極提供無線lan,并且進一步多樣化使用無線lan的應用,對支持比由ieee802.11n支持的數據處理速度更高的吞吐量(極高吞吐量(vht))的新無線lan系統的需求已經受到關注。在它們中,ieee802.11ac支持在5ghz頻率中的寬帶寬(80至160mhz)。僅在5ghz頻帶中定義ieee802.11ac標準,但初始11ac芯片組甚至支持在2.4ghz頻帶中的操作,用于與現有的2.4ghz頻帶產品后向兼容。理論上,根據該標準,能使能多個站的無線lan速度達到最小1gbps,并且能使最大單鏈路速度達到最小500mbps。這通過擴展由802.11n接受的無線接口的概念來實現,諸如更寬無線帶寬(最大160mhz)、更多mimo空間流(最大8)、多用戶mimo,和高密度調制(最大256qam)。此外,作為通過使用60ghz頻帶而不是現有的2.4ghz/5ghz發送數據的方案,已經提供了ieee802.11ad。ieee802.11ad是通過使用波束成形技術提供最大7gbps的速度的傳輸標準,并且適合于高比特速率運動圖像流,諸如海量數據或未壓縮hd視頻。然而,由于60ghz頻帶難以穿過障礙物,所以其缺點在于僅能在近距離空間的設備中使用60ghz頻帶。
同時,近年來,作為802.11ac和802.11ad之后的下一代無線lan標準,對在高密度環境中提供高效和高性能無線lan通信技術的討論持續不斷地進行。即,在下一代無線lan環境中,在高密度站和接入點(ap)的存在下,需要在室內/室外提供具有高頻譜效率的通信,并且需要用于實現該通信的各種技術。
技術實現要素:
技術問題
本發明具有在如上所述的高密度環境下提供高效率/高性能無線lan通信的目的。
此外,本發明具有在密集的用戶環境下降低多個終端的數據傳輸沖突可能性和提供穩定的數據通信環境的目的。
此外,本發明具有提供通過其多個終端可以有效地執行多用戶傳輸的方法的目的。
技術方案
為了實現這些目的,本發明提供如下的無線通信方法和無線通信終端。
首先,本發明的一個示例性實施例提供一種基礎無線通信終端,該終端包括:收發器,該收發器被配置為發送和接收無線信號;和處理器,該處理器被配置為控制基礎無線通信終端的操作,其中該處理器生成包括第一信號字段和第二信號字段的幀,以及發送生成的幀,其中第一信號字段包括指示發送幀的總帶寬信息的帶寬字段,并且第二信號字段包括指示在通過其發送幀的頻帶中資源單元的排列信息的資源分配字段。
根據一個實施例,資源單元的排列信息包括有關構成幀的每個資源單元大小及其在頻率域中的位置的信息。
此外,第二信號字段進一步包括指示分配給每個資源單元的至少一個無線通信終端的信息的用戶字段。
在這種情況下,用戶字段包括分配給每個資源單元的至少一個無線通信終端的標識符信息和流數目信息。
此外,用戶字段順序地指示分配給構成頻帶的資源單元的至少一個的無線通信終端的信息。
根據一個實施例,當資源分配字段指示頻帶被劃分為多個子頻帶時,頻帶由3至9個資源單元構成。
在這種情況下,當頻帶被劃分為多個子頻帶時,頻帶由具有基本大小的第一資源單元、具有基于第一資源單元的大小的兩倍的大小的第二資源單元和具有基于第一資源單元的大小的四倍的大小的第三資源單元中的至少一個的組合構成。
此外,第一資源單元具有基于通過將頻帶劃分為9個獲得的值的大小。
此外,第一資源單元包括26個子載波,第二資源單元包括52個子載波,并且第三資源單元包括106個子載波。
根據一個實施例,第一信號字段包括指示是否正交頻分多址(ofdma)被應用于該幀的預先確定的字段。
在這種情況下,當預先確定的字段指示ofdma沒有被應用于該幀時,第二信號字段不包括資源分配字段。
此外,本發明的一個示例性實施例提供一種基礎無線通信終端的無線通信方法,該方法包括:生成包括第一信號字段和第二信號字段的幀,以及發送生成的幀,其中第一信號字段包括指示發送幀的總帶寬信息的帶寬字段,并且第二信號字段包括指示在通過其發送幀的頻帶中資源單元的排列信息的資源分配字段。
有益效果
根據本發明的一個實施例,有效的多用戶上行鏈路傳輸調度在基于競爭的信道接入系統中是可允許的。
根據本發明的實施例,能夠有效地發送用于多用戶傳輸的資源單元分配信息以控制多用戶傳輸。
此外,根據本發明的實施例,能夠在基于競爭的信道接入系統中提高總的資源使用率,并且提高無線lan系統的性能。
附圖說明
圖1圖示根據本發明的一個實施例的無線lan系統。
圖2圖示根據本發明的另一個實施例的無線lan系統。
圖3是圖示根據本發明的一個實施例的站的配置的方框圖。
圖4是圖示根據本發明的一個實施例的接入點的配置的方框圖。
圖5示意地圖示sta和ap設置鏈路的過程。
圖6圖示在用于ofdma的2.4ghz頻帶中的信道分配方法的實施例。
圖7圖示在用于ofdma的5ghz頻帶中的信道分配方法的實施例。
圖8圖示根據本發明的一個實施例的無線通信終端的mimo和ofdma操作原則。
圖9圖示根據本發明的一個實施例的無線lan信號的幀結構。
圖10圖示vht幀的配置和在802.11ac標準中使用的vht-sig-a字段的詳細配置。
圖11圖示根據本發明的一個實施例的非傳統無線lan幀的配置。
圖12圖示根據通信類型的非傳統無線lan幀的配置。
圖13圖示非傳統無線lan幀的he-sig-a配置的實施例。
圖14圖示非傳統無線lan幀的he-sig-a和he-sig-b的詳細配置的附加實施例。
圖15圖示在多信道中發送非傳統無線lan幀的he-sig-b的方法。
圖16圖示mimo和ofdma組合的各種通信類型,和與其對應的he-sig-a/b字段的配置。
圖17至23圖示根據在圖16中描述的各種通信類型的非傳統無線lan幀的配置。
圖24圖示20mhz頻帶被劃分為至少一個子頻帶以分配資源單元的實施例。
圖25圖示根據本發明一個實施例的空數據分組(ndp)觸發幀的配置。
具體實施方式
通過考慮本發明的功能,在本說明書中使用的術語采用當前廣泛地使用的通用術語,但是,術語可以根據本領域技術人員的意圖、習慣和新技術的出現而改變。此外,在特定的情況下,存在由申請人任意選擇的術語,并且在這種情況下,將在本發明的相應描述部分中描述其含義。因此,應該理解,在本說明書中使用的術語將不僅基于該術語的名稱,而是應基于該術語的實質含義和整個說明書的內容來分析。
貫穿本說明書和隨后的權利要求,當其描述一個元件被“耦合”到另一個元件時,該元件可以被“直接耦合”到另一個元件,或者經由第三元件“電耦合”到另一個元件。此外,除非有相反的明確地描述,否則單詞“包括”和諸如“包含”或者“包括了”的變化將被理解為隱含包括陳述的元件,但是不排除任何其它的元件。此外,基于特定的閾值的諸如“或者以上”或者“或者以下”的限制可以分別適當地以“大于”或者“小于”來替代。
本申請要求在韓國知識產權局申請的韓國專利申請號no.10-2015-0024516和10-2015-0064992的優先權和權益,并且在形成優先權基礎的相應的申請中描述的實施例和提及的項將包括在本申請的詳細描述中。
圖1是圖示根據本發明的一個實施例的無線lan系統的圖。該無線lan系統包括一個或多個基本服務集(bss),并且bss表示成功地相互同步以互相通信的一組裝置。通常,bss可以被劃分為基礎結構bss和獨立的bss(ibss),并且圖1圖示在它們之間的基礎結構bss。
如在圖1中圖示的,基礎結構bss(bss1和bss2)包括一個或多個站sta1、sta2、sta3、sta4和sta5,提供分布式服務的站的接入點pcp/ap-1和pcp/ap-2,和連接多個接入點pcp/ap-1和pcp/ap-2的分布系統(ds)。
站(sta)是包括遵循ieee802.11標準的規定的媒體接入控制(mac)和用于無線媒體的物理層接口的預先確定的設備,并且廣義上包括非接入點(非ap)站和接入點(ap)兩者。此外,在本說明書中,術語“終端”可用于指代非apsta,或者ap,或者兩者。用于無線通信的站包括處理器和收發器,并且根據該實施例,可以進一步包括用戶接口單元和顯示單元。處理器可以生成要經由無線網絡發送的幀,或者處理經由無線網絡接收的幀,并且此外,執行用于控制該站的各種處理。此外,收發器功能上與處理器相連接,并且經由用于該站的無線網絡發送和接收幀。
接入點(ap)是提供經由用于與之關聯的站的無線媒體對分布系統(ds)接入的實體。在基礎結構bss中,在非ap站之中的通信原則上經由ap執行,但是當直接鏈路被配置時,甚至允許在非ap站之中直接通信。同時,在本發明中,ap用作包括個人bss協調點(pcp)的概念,并且廣義上可以包括包含中央控制器、基站(bs)、節點b、基站收發信機系統(bts)和站點控制器的概念。在本發明中,ap也可以被稱為基站無線通信終端。基站無線通信終端可以用作術語,廣義上其包括ap、基站、enb(即,e節點b)和傳輸點(tp)。此外,基站無線通信終端可以包括各種類型的無線通信終端,其分配媒體資源并執行與多個無線通信終端通信的調度。
多個基礎結構bss可以經由分布系統(ds)相互連接。在這種情況下,經由分布系統連接的多個bss稱為擴展的服務集(ess)。
圖2圖示根據本發明的另一個實施例的獨立的bss,其是無線lan系統。在圖2的實施例中,與其相同或者對應于圖1的實施例的部分的重復描述將被省略。
由于在圖2中圖示的bss3是獨立的bss,并且不包括ap,所有站sta6和sta7不與ap相連接。獨立的bss不被允許接入分布系統,并且形成自含的網絡。在獨立的bss中,相應的站sta6和sta7可以直接地相互連接。
圖3是圖示根據本發明的一個實施例的站100配置的方框圖。
如在圖3中圖示的,根據本發明的實施例的站100可以包括處理器110、收發器120、用戶接口單元140、顯示單元150和存儲器160。
首先,收發器120發送和接收無線信號,諸如無線lan分組等等,并且可以嵌入在站100中,或者作為外設提供。根據該實施例,收發器120可以包括至少一個使用不同的頻帶的發送/接收模塊。例如,收發器120可以包括具有不同的頻帶,諸如2.4ghz、5ghz和60ghz的發送/接收模塊。根據一個實施例,站100可以包括使用6ghz或以上的頻帶的發送/接收模塊,和使用6ghz或以下的頻帶的發送/接收模塊。相應的發送/接收模塊可以根據由相應的發送/接收模塊支持的頻帶的無線lan標準執行與ap或者外部站的無線通信。收發器120可以根據站100的性能和要求在某時僅僅操作一個發送/接收模塊,或者同時地一起操作多個發送/接收模塊。當站100包括多個發送/接收模塊時,每個發送/接收模塊可以通過獨立的元件實現,或者多個模塊可以集成為一個芯片。
其次,用戶接口單元140包括在站100中提供的各種類型的輸入/輸出裝置。也就是說,用戶接口單元140可以通過使用各種輸入裝置接收用戶輸入,并且處理器110可以基于接收的用戶輸入控制站100。此外,用戶接口單元140可以通過使用各種輸出裝置,基于處理器110的命令執行輸出。
接下來,顯示單元150在顯示屏上輸出圖像。顯示單元150可以基于處理器110的控制命令輸出各種顯示對象,諸如由處理器110執行的內容或者用戶界面等等。此外,存儲器160存儲在站100中使用的控制程序和各種結果數據。控制程序可以包括站100接入ap或者外部站所需要的接入程序。
本發明的處理器110可以執行各種命令或者程序,并且在站100中處理數據。此外,處理器110可以控制站100的各個單元,并且控制在單元之中的數據發送/接收。根據本發明的實施例,處理器110可以執行用于接入在存儲器160中存儲的ap的程序,并且接收由ap發送的通信配置消息。此外,處理器110可以讀取有關被包括在通信配置消息中的站100的優先級條件的信息,并且基于有關站100的優先級條件的信息請求接入ap。本發明的處理器110可以表示站100的主控制單元,并且根據該實施例,處理器110可以表示用于單獨控制站100的某些部件,例如收發器120等等的控制單元。處理器110根據本發明的實施例控制站100的無線信號發送/接收的各種操作。其詳細的實施例將在下面描述。
在圖3中圖示的站100是根據本發明的一個實施例的方框圖,這里單獨的塊被作為邏輯上區分的設備的元件圖示。因此,設備的元件可以根據設備的設計安裝在單個芯片或者多個芯片中。例如,處理器110和收發器120可以在集成為單個芯片時被實現,或者作為單獨的芯片被實現。此外,在本發明的實施例中,站100的某些部件,例如,用戶接口單元140和顯示單元150可以選擇性地被設置在站100中。
圖4是圖示根據本發明的一個實施例的ap200配置的方框圖。
如在圖4中圖示的,根據本發明的實施例的ap200可以包括處理器210、收發器220和存儲器260。在圖4中,在ap200的部件之中,與其相同或者對應于圖2的站100的部件部分的重復描述將被省略。
參考圖4,根據本發明的ap200包括在至少一個頻帶中操作bss的收發器220。如在圖3的實施例中描述的,ap200的收發器220也可以包括使用不同的頻帶的多個發送/接收模塊。也就是說,根據本發明的實施例的ap200可以包括在不同的頻帶,例如2.4ghz、5ghz和60ghz之中的兩個或更多個發送/接收模塊。優選地,ap200可以包括使用6ghz或以上的頻帶的發送/接收模塊,和使用6ghz或以下的頻帶的發送/接收模塊。各個發送/接收模塊可以根據由相應的發送/接收模塊支持的頻帶的無線lan標準執行與站無線通信。收發器220可以根據ap200的性能和要求在某時僅操作一個發送/接收模塊,或者同時地一起操作多個發送/接收模塊。
接下來,存儲器260存儲在ap200中使用的控制程序和各種結果數據。該控制程序可以包括用于管理站的接入的接入程序。此外,處理器210可以控制ap200的各個單元,并且控制在單元之中的數據發送/接收。根據本發明的實施例,處理器210可以執行用于接入在存儲器260中存儲的站的程序,并且發送用于一個或多個站的通信配置消息。在這種情況下,該通信配置消息可以包括有關各個站的接入優先級條件的信息。此外,處理器210根據站的接入請求執行接入配置。處理器210根據本發明的實施例控制各種操作,諸如ap200的無線信號發送/接收。其詳細實施例將在下面描述。
圖5是示意地圖示sta設置與ap的鏈路過程的圖。
參考圖5,廣義上,在sta100和ap200之間的鏈路經由掃描、認證和關聯的三個步驟被設置。首先,掃描步驟是sta100獲得由ap200操作的bss的接入信息的步驟。用于執行掃描的方法包括被動掃描方法,其中ap200通過使用周期地發送的信標消息(s101)獲得信息,以及主動掃描方法,其中sta100發送探測請求給ap(s103),和通過從ap接收探測響應來獲得接入信息(s105)。
在掃描步驟中成功地接收無線接入信息的sta100通過發送認證請求(s107a)以及從ap200接收認證響應執行認證步驟(s107b)。在執行認證步驟之后,sta100通過發送關聯請求(s109a)以及從ap200接收關聯響應(s109b)執行關聯步驟。在本說明書中,關聯基本上指的是無線關聯,但是,本發明限于此,并且關聯廣義上可以包括無線關聯和有線關聯兩者。
同時,基于802.1x的認證步驟(s111)和經由dhcp的ip地址獲取步驟(s113)可以被另外執行。在圖5中,認證服務器300是處理對sta100的基于802.1x的認證的服務器,并且可以存在于與ap200的物理關聯中,或者作為單獨的服務器存在。
當使用正交頻分多址(ofdma)或者多輸入多輸出(mimo)時,一個無線通信終端可以同時地發送數據給多個無線通信終端。此外,一個無線通信終端可以從多個無線通信終端同時地接收數據。例如,可以執行ap同時地發送數據給多個sta的多用戶下行鏈路傳輸,和多個sta同時地發送數據給ap的多用戶上行鏈路傳輸。在下文中,無線通信終端的ofdma傳輸方法和mimo傳輸方法將參考每個圖描述。本發明的無線通信終端可以生成在以下的實施例中描述的無線幀,并且發送生成的無線幀。
圖6圖示在用于ofdma的2.4ghz頻帶中的信道分配方法的實施例。
未授權的頻帶是用于一般用途的指定的頻帶。具體地,2.4ghz至2.5ghz的100mhz頻帶是指定的未授權的工業科學醫學(ism)頻帶。
在2.4ghz至2.5ghz的100mhz頻帶中執行無線lan通信的無線通信終端可以使用5mhz單位的信道1至13。在這種情況下,信道編號由電氣與電子工程師協會(ieee)給出。特別地,信道1的中心頻率是2412mhz,信道2的中心頻率是2417mhz,并且信道13的中心頻率是2472mhz。在美國,使用信道1至11,并且在美國之外的大多數國家使用信道1至13。
傳統無線lan標準,諸如802.11a/b/g僅僅使用20mhz帶寬。因此,為了最小化對相鄰信道的干擾,相應的無線lan標準的終端可以分別地保證以信道1、5、9和13為中心的四個不重疊的20mhz頻帶。但是,由于信道12和13不能在美國使用,所以無線lan終端主要地使用以信道1、6和11為中心的三個20mhz頻帶以最小化信道之間的干擾。另一方面,在2.4ghz頻帶中建立以連續的信道,諸如信道1、2、3和4為中心的重疊的20mhz頻帶的信道也是可能的,并且因此,干擾可能在鄰近bss之間發生。
802.11n標準另外定義40mhz帶寬(bw)分配。相應的無線lan標準的終端可以分別地保證以信道3、4和11為中心的40mhz頻帶。同時,來自802.11ax標準的非傳統無線lan標準可以將僅在5ghz頻帶上工作的802.11ac標準的某些功能應用于2.4ghz頻帶。因此,相應的無線lan標準的終端(即,非傳統無線lan終端)可以分配以信道7為中心的80mhz頻帶。
當本發明的無線通信終端在2.4ghz頻帶中使用ofdma傳輸時,終端可以使用20mhz、40mhz和80mhz中的任何一個作為總的bw。如果相等的子帶寬(子bw)被分配給在總的bw內的四個sta,則5mhz、10mhz或者20mhz的子bw分配對于每個sta是可允許的。如果相等的子bw被分配給在總的bw內的兩個sta,則10mhz、20mhz或者40mhz的子bw可以被分配給每個sta。如果不相等的子bw被分配給在總的bw內的二個、三個或者四個sta,則從最小5mhz到最大60mhz范圍的各種子bw可以被分配給每個sta。
圖7圖示在用于ofdma的5ghz頻帶中的信道分配方法的實施例。
從5.170ghz到5.835ghz的665mhz頻帶也是指定的未授權的ism頻帶。執行無線lan通信的無線通信終端在5ghz頻帶中選擇和使用各種非重疊的信道。
由ieee分配的以5mhz為單位的信道編號也在5ghz頻帶中使用。在這種情況下,信道34的開始頻率是5170mhz,并且信道35的開始頻率是5175mhz。此外,具有合并信道34至37的20mhz帶寬的信道的中心頻率與信道36的開始頻率相同。因此,具有合并信道34至37的20mhz帶寬的信道可以被稱為20mhz信道36。無線通信終端可以在5ghz頻帶中僅使用非重疊的20mhz信道,諸如信道36、信道40和信道44,并且不能像在2.4ghz頻帶中一樣使用與相鄰信道重疊的信道。
根據本發明的實施例的無線通信終端可以在5ghz頻帶中將20mhz、40mhz、80mhz或者160mhz的任何一個作為總的bw使用。如果相等的子帶寬(子bw)被分配給在總的bw內的四個sta,則5mhz、10mhz,20mhz或者40mhz的子bw分配對于每個sta是可允許的。如果相等的子bw被分配給在總的bw內的兩個sta,則10mhz、20mhz,40mhz或者80mhz的子bw可以分配給每個sta。如果不相等的子bw被分配給在總的bw內的兩個、三個或者四個sta,則從最小5mhz到最大120mhz范圍的各種子bw可以被分配給每個sta。
在2.4ghz頻帶和5ghz頻帶中,操作bss的ap可以經由周期的信標消息發送靜態信息,諸如其操作的主信道和bss操作帶寬。此外,ap可以經由相應的數據幀的頭部部分發送動態信息,諸如由經由ofdma發送的某個數據幀所占據的總的頻帶和用于每個sta的子頻帶。在本發明中,將描述在相應的子頻帶中用于動態子頻帶分配和mimo傳輸的各種信令方法。
圖8圖示根據本發明的一個實施例的無線通信終端的mimo和ofdma操作原則。根據本發明的實施例的無線通信終端可以根據在圖8(a)中圖示的基本原則或者在圖8(b)中圖示的擴展的原則發送mimo/ofdma分組。
圖8(a)圖示根據本發明的一個實施例的mimo傳輸和ofdma傳輸的基本設計原則。
首先,ap可以同時地發送數據給最多八個sta,并且同時地從最多八個sta接收數據。現有的802.11ac標準經由多用戶mimo(mu-mimo)支持對最多四個sta的同時傳輸。根據本發明的實施例,在非傳統無線lan系統中,ap可以經由mimo和ofdma的組合發送數據給最多八個sta。為此目的,用于多用戶傳輸的信令字段可以在非傳統無線lan系統中重新地設計。
接下來,ap可以分配相等或者不相等的子bw給每個sta。如果ap僅分配相等的帶寬給sta,則根據在某個時間點分配給每個sta的信道(或者子信道)的分布可以不將特定頻帶分配給任何sta。此外,當ap僅分配相等帶寬給sta時,難以集中地發送大量數據給特定的sta,或者集中地從特定的sta接收大量數據。因此,ap可以通過分配不相等子bw以及相等子bw來執行ofdma傳輸。
接下來,只有當基本主信道是空閑時,本發明的無線通信終端執行ofdma傳輸。在本發明的一個實施例中,基本主信道可以是主要的20mhz信道。如果相應的bss的ofdma分組被經由輔助信道發送,而另一個bss的無線分組經由特定bss的主要20mhz信道被發送,則接收終端具有在總的bw的信道中連續不斷地執行空閑信道評估(cca)的負擔。因此,無線通信終端可以根據基本設計原則執行ofdma傳輸,從而降低在接收終端上的cca的負擔。
接下來,本發明的無線通信終端可以在子頻帶內執行單用戶mimo(su-mimo)傳輸或者多用戶mimo(mu-mimo)傳輸。當支持su-mimo時,可以降低信令開銷和無線通信終端的硬件復雜度。另一方面,當支持mu-mimo以及su-mimo時,ap可以使用更大數目的空間流對更大數目的sta執行通信。
雖然在圖8(a)中未圖示,但是可以進一步應用以下的基本設計原則。非傳統無線lan幀的he-sig-a字段應用64fft正交頻分復用(ofdm),并且具有x個符號的固定長度。非傳統無線lan幀的he-sig-b字段應用64fftofdm,并且具有y個符號的可變長度。當執行多信道傳輸時,he-sig-a和he-sig-b可以以20mhz為單位被重復地發送。
用于下行鏈路su/mu傳輸或者上行鏈路su傳輸的he-stf短的字段被以0.8us的信號波形重復地發送5次。用于下行鏈路su/mu傳輸或者上行鏈路su傳輸的he-stf長的字段被以1.6us的信號波形重復5次。he-stf短的/長的字段不需要單獨的信令,因為根據phy協議數據單元(ppdu)的配置很清楚要使用哪個stf選項。
用于室內傳輸的he-ltf短的字段具有6.4us+保護間隔(gi)的長度,并且用于戶外傳輸的he-ltf長的字段具有12.8us+gi的長度。由于he-ltf短的/長的字段取決于信道條件是可變的,無論ppdu的配置怎樣,所以需要單獨的信令。此外,當在上行鏈路mu-mimo傳輸中對于每個sta執行ltf傳輸時,另一個sta可以保持空閑狀態。
圖8(b)圖示根據本發明的一個實施例的mimo傳輸和ofdma傳輸的擴展的設計原則。首先,ap可以同時地發送數據給8個以上sta,并且同時地從8個以上sta接收數據。此外,當任一輔助信道是空閑時,即使基本主要信道是忙碌的,無線通信終端也可以執行ofdma傳輸。當希望最大化mimo傳輸和ofdma傳輸的性能時,無線通信終端可以根據擴展的設計原則執行通信。
雖然在圖8(b)中未圖示,但可以進一步應用以下的擴展的設計原則。當執行多信道傳輸時,具有用于每個20mhz頻帶的不同的信息的he-sig-b可以被發送。此外,當在上行鏈路mu-mimo傳輸中執行用于每個sta的ltf傳輸時,多個sta可以復用并且發送ltf。
圖9圖示根據本發明的一個實施例的無線lan信號的幀結構。參考圖9,根據本發明的一個實施例的無線lan信號包括用于傳統終端(例如,基于802.11a/g標準的終端)的傳統前導310,和用于非傳統終端(例如,基于802.11ax標準的終端)的非傳統前導320。首先,傳統前導310包括可以由傳統終端解碼的傳統無線lan信息,例如,傳統短的訓練字段(l-stf)、傳統長的訓練字段(l-ltf)和傳統信號字段(l-sig)。其次,非傳統前導320包括可以僅由非傳統終端解碼的非傳統無線lan信息,并且非傳統無線lan信息可能無法由傳統終端解碼。同時,傳統前導310可以包括非傳統無線lan信息中的至少一些,其可以由根據一個實施例的非傳統終端解碼。
圖10圖示vht幀的配置和在802.11ac標準中使用的vht-sig-a字段的詳細配置。
802.11ac標準也稱作vht(極高吞吐量),其支持下行鏈路mu-mimo。因此,vht-sig-a的配置取決于是否相應的數據幀是單用戶(su)數據幀或者多用戶(mu)數據幀不同。圖10(a)和圖10(b)分別地圖示su幀的vht-sig-a和mu幀的vht-sig-a。
首先,圖10(a)圖示su幀格式的一個實施例。用于su的幀可以包括bw字段、stbc字段、組id字段、nsts字段,部分aid字段、txop_ps字段、短gi字段、gi_nysm字段、編碼字段、ldpc額外字段、mcs字段、波束形成字段、crc字段和尾部字段中的至少一個。
bw字段指示發送幀的頻帶的帶寬。在特定的實施例中,bw字段可以指示20mhz、40mhz、80mhz,或者160(包括80+80)mhz。stbc字段指示是否應用空時塊編碼。組id字段指示是否該幀是用于su的幀。具體地,如果組id字段的值是特定的值,則其可以指示該幀是用于su的幀。在這種情況下,特定的值可以是0和63中的至少一個。
nsts字段指示要發送給sta的空時流的數目。在這種情況下,vht-ltf的傳輸數目根據空時流的數目變化。這是因為,如果空時流的數目是不同的,則識別空時流所需要的vht-ltf的數目會變化。識別空時流所需要的vht-ltf的數目可以根據信道估計方法和應用于被包括在vht-ltf中的子載波的相位圖案中的至少一個變化。在這種情況下,當空時流的數目分別是1、2、4、6或者8時,1、2、4、6或者8個vht-ltf被發送。此外,當空時流的數目分別是3、5或者7時,4、6或者8個vht-ltf被發送。
部分的aid字段指示接收該幀的sta的部分關聯id(aid)。sta可以基于部分的aid字段確定是否接收該幀。具體地,如果部分aid字段值指示相應的sta,則sta可以接收該幀。txop_ps字段指示是否除在ap的幀傳輸期間接收該幀的無線通信終端以外的無線通信終端可以進入功率節省模式。
短gi字段指示是否被包括在該幀中的數據字段具有相對短的保護間隔(gi)值。gi_nsym字段指示當使用短gi時的符號數目(nsym)值。編碼字段指示是否低密度奇偶校驗(ldpc)編碼被應用于該數據。ldpc額外字段指示是否將ldpc編碼應用于該數據以包括附加的ofdm符號。mcs字段指示包括數據的信號的調制和編碼方案。波束形成字段指示是否應用波束形成。crc字段指示用于sig-a字段的錯誤校驗的信息。尾部字段指示sig-a字段的結束。
首先,圖10(a)圖示mu幀格式的一個實施例。用于mu的幀包括bw字段、stbc字段、組id字段、多個nsts字段,txop_ps字段、短gi字段、gi_nysm字段、多個編碼字段、ldpc額外字段、crc字段和尾部字段中的至少一個。
組id字段指示用于識別包括接收該幀的sta的組的組標識符。具體地,組id字段可以具有1至62的值,而不是0或者63。在這種情況下,組id字段的值標識包括多個sta的組。在這種情況下,多個sta的數目可以是四個。
多個nsts字段指示要發送給屬于由組id指示的組的每個sta的空時流的數目。具體地,nsts字段的值是發送給sta的無線流的數目。對于mu幀,用于每個sta的mcs值由sig-b示意。在圖10(b)中mu幀的其它的字段的定義與經由su幀描述的相同。
圖11圖示根據本發明的一個實施例的非傳統無線lan幀的配置。在圖11中,l-stf、l-ltf和l-sig的定義與如上在圖10中所述的相同。
he-sig-a、he-stf、he-ltf、he-sig-b和非傳統無線lan幀的數據分別地指示信號字段a、短的訓練字段、長的訓練字段、信號字段b和用于非傳統終端的數據。根據圖11的一個實施例,非傳統無線lan幀的l-stf、l-ltf、l-sig和he-sig-a由64個基于fft的ofdm符號組成,從he-stf到數據幀的部分由256個基于fft的ofdm符號組成。
在非傳統無線lan幀中用于mimo傳輸和ofdma傳輸的信令信息可以通過he-sig-a和he-sig-b來表示。首先,he-sig-a由固定的x個符號組成,并且示意在ppdu中被共同應用于多個用戶的信息。he-sig-a可以包括具有可變長度的he-sig-b的長度信息。he-sig-b由0至y個符號組成,并且攜帶應用于每個用戶的信息。更具體地說,當相應的ppdu是muppdu時,he-sig-b可以指示用于每個用戶的資源分配信息。當he-sig-b符號的數目增加時,可以經由相應的ppdu通信的多用戶sta的最大數目可以增加。根據本發明的一個實施例,he-sig-a和he-sig-b可以分別地稱為第一sig和第二sig。
he-stf指示可以由非傳統終端解碼的短的訓練字段。非傳統終端可以基于he-stf對包括he-ltf、he-sig-b和有效載荷數據的ofdm符號執行自動增益控制和頻率偏移檢測。根據應用,he-stf被劃分為he-stf短或者he-stf長。he-stf短在下行鏈路suppdu、下行鏈路muppdu和上行鏈路suppdu中被使用,并且具有4.0us的總長度,其中0.8us的信號圖案在時間軸上被重復5次。he-stf長在上行鏈路muppdu中被使用,并且具有8.0us的總長度,其中1.6us的信號圖案在時間軸上被重復5次。
he-ltf指示可以由非傳統終端解碼的長的訓練字段。當波束形成傳輸或者mimo傳輸被在發送sta和接收sta之間執行時,he-ltf被用于估計信道。he-ltf可以以與在發送sta和接收sta之間使用的空間流的數目成比例的可變數目來發送。根據應用,he-ltf被劃分為he-ltf短或者he-ltf長。he-ltf短在室內通信中被使用,并且具有6.4us+保護間隔(gi)的長度。he-ltf長在戶外通信中被使用,并且具有12.8us+gi的長度。
圖12圖示根據通信類型的非傳統無線lan幀的配置。第一類型(例如,類型1)可以在下行鏈路su幀、上行鏈路su幀和下行鏈路mu幀中使用。第二類型(例如,類型2)可以在上行鏈路mu幀中使用。
非傳統無線lan幀的he-sig-a包括相應的ppdu的總的bw信息。此外,mu幀的he-sig-a包括被共同應用于多個用戶的信息。第一類型幀的he-sig-b指示在總的bw內的子頻帶分割信息。根據一個示例性實施例,he-sig-b可以經由預先確定的資源分配(ra)字段指示子頻帶分割信息。此外,he-sig-b包含應用于每個sta的信息。應用于每個sta的信息包括每個sta的部分aid(paid)信息、nsts信息、mcs信息和數據長度信息中的至少一個。另一方面,he-sig-b可以在第二類型幀中被省略。
圖13圖示非傳統無線lan幀的he-sig-a配置的實施例。
非傳統無線lan系統可以支持mimo傳輸和ofdma傳輸。圖13(a)圖示非傳統su幀,并且圖13(b)和圖13(c)圖示非傳統mu幀。此外,圖13(b)圖示使用組id示意的mu幀,并且圖13(c)圖示使用paid示意的mu幀。現在將描述在圖13中圖示的非傳統無線lan幀的每個字段。
bw字段指示經由其發送幀的總帶寬信息。根據一個實施例中,bw字段可以指示20、40、80或者160(包括80+80)mhz中的任何一個。在mu-mimo傳輸的情況下,在總帶寬內指向最多八個sta的無線流可以被同時地發送。在使用ofdma的su-siso傳輸的情況下,總帶寬可以被劃分為多個子頻帶,并且在每個子頻帶中指向單個sta的無線數據可以通過siso發送。在使用ofdma的su-mimo傳輸的情況下,總帶寬被劃分為多個子頻帶,并且在每個子頻帶中指向單個sta的無線數據可以使用mimo格式發送。在使用ofdma的mu-mimo傳輸的情況下,總帶寬被劃分為多個子頻帶,并且在每個子頻帶中指向多個sta的無線數據可以使用mu-mimo格式發送。
ofdma字段指示是否ofdma被應用于相應的幀。當ofdma字段的值是0時,其指示不使用ofdma的幀。當ofdma字段的值是1時,其指示使用ofdma的幀。ofdma字段在dlsu幀和ulsu幀兩者中被設置為0。在使用mimo而不應用ofdma的情況下,ofdma字段在mu幀中也被設置為0。如果ofdma字段被設置為1,則su-mimo或者mu-mimo可以在該幀的每個子頻帶內被使用。
當ofdma字段是1時,musb字段指示是否在每個子頻帶中使用mu-mimo。當musb字段的值是1時,其指示mu-mimo在每個子頻帶中被使用。當musb字段的值是0時,其指示su-siso或者su-mimo在每個子頻帶中被使用。
組id字段具有從0至63的值。如果組id字段的值是0或者63,則其指示su幀。如果組id字段的值是在1和62之間的值,則其指示mu幀,并且該字段值指示由最多四個sta組成的組標識符。因此,當組id字段的值是1至62中的任何一個時,能夠明確地指示mu幀。
nsts字段指示空時無線流的數目。也就是說,nsts字段指示用于經由mimo發送相應的幀的無線流的數目。在su幀中僅存在一個nsts字段,并且當該字段值分別是000、001、...、111時,該字段指示1、2、…、8個無線流被發送。在這種情況下,當無線流的數目分別是1、2、4、6或者8時,1、2、4、6或者8個he-ltf被發送。此外,當無線流的數目分別是3、5或者7時,4、6或者8個he-ltf被發送。
mu幀包括多個nsts字段(例如,nsts[0]、nsts[1]、nsts[2]和nsts[3])。參考圖13(b),多個nsts字段中的每個可以表示屬于由gid[0]指示的組的每個sta的單個的nsts值。此外,參考圖13(c),多個nsts字段的每個可以表示由多個paid字段(例如,paid[0]至paid[3])指示的每個sta的單個的nsts值。mu幀可以包括附加的多個nsts字段(例如,nsts[4]、nsts[5]、nsts[6]和nsts[7])。每個附加的nsts字段可以表示屬于由gid[1]指示的組的每個sta的單個的nsts值,或者由gid[4]至paid[7]指示的每個sta的單個的nsts值。在這種情況下,當nsts[k]是000、001、010、011或者100時,其表示指向相應的sta的無線流的數目分別是0、1、2、3或者4。在mu-mimo中,由于五個以上的無線流沒有被用于每個sta,所以nsts字段的值101、110和111可以被用于其它的目的。
部分aid表示接收該幀的sta的關聯id(aid)的一部分。ulsu幀的部分aid表示接收該幀的ap的aid的一部分。在這種情況下,由于相應的bss的所有sta識別ap的aid,所以,在ul幀的情況下,能夠無需附加信息而區分屬于自己的bss的幀和屬于其它的bss的幀。dlsu幀的部分aid表示接收該幀的非apsta的aid的一部分。
bss顏色字段指示在bss中唯一地使用的標識符。bss顏色字段可以由bss標識符的縮略信息表示,或者可以由用于區分不同的bss的預先確定的信息表示。gi字段指示在非傳統無線lan幀的數據字段中使用的保護間隔的信息。上行鏈路(1位)字段指示是否相應的幀是ul幀。如果上行鏈路字段的值是0,則其指示相應的幀是dl幀。如果上行鏈路字段的值是1,則其指示相應的幀是ul幀。另一方面,當組id字段的值是0或者63時,其指示su幀。根據一個實施例,當該值是0時,組id可以被設置為指示dlsu幀,并且當該值是63時,組id可以被設置為指示ulsu幀(或者反之亦然)。在這種情況下,上行鏈路字段的指示可以被省略。
圖14圖示非傳統無線lan幀的he-sig-a和he-sig-b的詳細配置的附加的實施例。在圖14的實施例中,與如上所述的圖13的實施例相同的或者對應部分將被省略。
圖14(a)圖示非傳統無線lan幀的he-sig-a的詳細配置。在圖14(a)中,bw字段、ofdma字段、musb字段、上行鏈路字段、gi字段和bss顏色字段的定義與在圖13中描述的相同。根據圖14(a)的實施例,非傳統無線lan幀的he-sig-a可以進一步包括觸發字段。觸發字段指示是否觸發多個sta的同時上行鏈路傳輸。如果觸發字段被設置為1,則其指示相應的ppdu觸發多個sta的同時上行鏈路傳輸。如果觸發字段被設置為0,則其指示相應的ppdu不是觸發ppdu。
圖14(b)圖示非傳統無線lan幀的he-sig-b的詳細配置。
he-sig-b包含資源分配(例如,ra-b)字段。ra-b字段指示在通過其發送幀的頻帶內的多個子頻帶的分割信息。根據一個實施例,he-sig-b可以以20mhz頻帶為單位發送,并且頻帶指的是20mhz頻帶。根據本發明的一個實施例,經由其發送非傳統無線lan幀的頻帶可以被以至少一個資源單元配置。ra-b字段指示在發送非傳統無線lan幀的頻帶中的資源單元的排列信息。資源單元的陣列信息包括構成非傳統無線lan幀的每個資源單元的大小信息。資源單元的排列信息包括在頻率域中構成非傳統無線lan幀的每個資源單元的位置信息。ra-b字段可以作為用于多個用戶的公共控制信息來發送。
根據本發明的一個附加的實施例,是否發送ra-b字段可以基于he-sig-a的信息來確定。如上所述,he-sig-a可以包括指示是否ofdma被適用于相應的幀的ofdma字段。如果ofdma字段的值是0,也就是說,如果ofdma不被應用于相應的幀,則he-sig-b可以不包括ra-b字段。
根據本發明的一個實施例,he-sig-b進一步包括指示被分配給構成非傳統無線lan幀的每個資源單元的至少一個無線通信終端的信息的用戶字段。用戶字段包括分配給每個資源單元的至少一個無線通信終端的標識符信息和流數目信息。
無線通信終端的標識符信息可以由接收幀的無線通信終端的aid字段或者部分aid字段來表示。sudl幀的部分aid表示接收幀的非apsta的aid的一部分。
流數目信息可以由nsts字段表示。如上所述,nsts字段指示要發送給sta的空時流的數目。用戶字段可以進一步包括musb字段。musb字段指示由部分aid指示的sta在相應的子頻帶中使用mu-mimo傳輸,執行與其它的sta的發送和接收的情形。在這種情況下,相應的sta的musb字段全部被設置為1。
根據本發明的實施例,用戶字段可以順序地指示分配給構成頻帶的至少一個資源單元的無線通信終端的信息。也就是說,當存在分配給構成頻帶的資源單元的n個sta時,n組用戶字段被發送。因此,根據傳輸目標終端的數目,he-sig-b被設置為可變長度,并且he-sig-b的總的長度信息可以在he-sig-a中指示。
圖15圖示在多信道中發送非傳統無線lan幀的he-sig-b的方法。在圖15的實施例中,由l-stf、l-ltf和l-sig和he-sig-a組成的l部分在多信道傳輸中每20mhz以相同的信息被重復地發送。
根據圖15(a)的實施例,類似于l部分和he-sig-a,非傳統無線lan幀的he-sig-b可以每20mhz以相同的信息被發送。根據以上所述的實施例,在總的頻帶內接收包括主信道的任意20mhz信道的sta可以接收he-sig-b的信息。但是,多信道傳輸的資源可能被浪費,因為每20mhz發送相同的信息。
根據圖15(b)的實施例,與l部分和he-sig-a不同,非傳統無線lan幀的he-sig-b攜帶用于每個20mhz的各個信息。根據以上所述的實施例,其具有不浪費資源的優點,因為每個20mhz信道發送不同的he-sig-b信息。但是,需要用于獨立地接收針對多個20mhz信道中的每個的輸入的信息的多個接收信道。此外,單個的數據長度字段、crc字段、尾部字段等等可能不必要地對于每個he-sig-b重復。接收在總的頻帶中包括主信道的任意20mhz信道的sta可以接收he-sig-b的信息。
根據圖15(c)的實施例,與l部分和he-sig-a不同,非傳統無線lan幀的he-sig-b經由總的頻帶攜帶信息。根據該實施例,其具有不浪費資源的優點,因為he-sig-b信息使用全部總的頻帶被發送。但是,由于通過針對多個20mhz信道中的每個接收的l-stf/ltf來執行自動增益控制和信道估計,并且在總的頻帶中自動增益控制和信道估計還沒有被執行,所以he-sig-b的正常接收可能不是可允許的。為了解決這個問題,數據可能不經由屬于在每個20mhz信道的信道估計期間不在其中執行信道估計的保護頻帶的子載波發送,并且接收終端可以通過排除相應的子載波來接收數據。根據一個示例性實施例,在通過對相鄰子載波執行插值來執行屬于保護頻帶的子載波的信道估計之后,無線通信終端可以嘗試接收數據。
根據圖15(d)的實施例,與l部分和he-sig-a不同,非傳統無線lan終端的he-sig-b經由總的主頻帶攜帶信息。但是,根據以上所述的實施例,在通過發送ht/vht-stf/ltf對總的頻帶執行自動增益控制和信道估計之后,無線通信終端發送he-sig-b,以便解決圖15(c)的缺點。根據以上所述的實施例,其具有不浪費資源的優點,因為he-sig-b信息被使用全部總的頻帶發送。但是,需要附加的stf/ltf傳輸。
在圖15(a)至15(d)中描述的he-sig-b傳輸方法可以通過至少一個實施例的組合被應用于40mhz、80mhz和160mhz頻帶。此外,在如下所述的實施例中,當he-sig-b不被重復時,這指的是使用圖15(b)、(c)或者(d)的方法中的一個。
圖16圖示組合mimo和ofdma的各種通信類型,和對應于其的he-sig-a/b字段的配置。在圖16中,類型a至d表示不使用ofdma的基于siso/mimo的下行鏈路/上行鏈路通信。此外,在圖16中,類型e至h表示使用ofdma的基于siso/mimo的下行鏈路/上行鏈路通信。
首先,類型a是dlsu-siso/su-mimo通信類型,并且無線lan幀的配置示例在圖17(a)中被圖示。在類型a的情況下,ofdma=0和上行鏈路=0在he-sig-a中被指示,并且paid[0]指示一個非apsta接收者(例如,sta_a)。gid[0]指示0或者63,并且nsts對于siso指示1,并且對于mimo指示2至8。
類型b是dlmu-siso/mu-mimo通信類型,并且該幀配置的示例在圖17(b)中被圖示。在類型b的情況下,ofdma=0和上行鏈路=0被在he-sig-a中指示。當使用圖13(b)的基于組id的he-sig-a格式時,gid[0]和gid[1]分別指示1至62的值當中的包括接收者非apsta
的組id。當使用圖13(c)的基于paid的he-sig-a格式時,paid[0]至paid[7]指示高達8個(例如,staa至stah)的接收者非apsta。由以上所述的兩種方法指示的接收者非apsta在總的頻帶中接收數據,并且接收的無線流的數目由其nsts[k]確定。對于siso,nsts[k]指示1,并且對于mimo,其指示1至4的值。
類型c是ulsu-siso/su-mimo通信類型,并且該幀配置的示例在圖17(c)中被圖示。在c類型的情況下,ofdma=0和上行鏈路=1在he-sig-a中被指示,并且paid[0]指示接收者ap的paid。gid[0]指示0或者63,并且對于siso,nsts指示1,并且對于mimo,其指示2至8。
類型d是ulmu-siso/mu-mimo通信類型,并且該幀配置的示例在圖18和19中被圖示。在類型d的情況下,ofdma=0和上行鏈路=1在he-sig-a中被指示。當使用圖13(b)的基于組id的he-sig-a格式時,gid[0]和gid[1]分別指示在1至62的值當中包括發送者非apsta的組id。當使用圖13(c)的基于paid的he-sig-a格式時,paid[0]至paid[7]指示高達8個(例如,staa至stah)的發送者非apsta。由以上所述的兩種方法指示的發送者非apsta在總的頻帶中發送數據,并且發送的無線流的數目由其nsts[k]確定。對于siso,nsts[k]指示1,并且對于mimo,其指示1至4的值。
同時,由于在類型a至類型d中ofdma=0,所以musb字段可以被忽略。
類型e是dlofdma(su-siso/su-mimo)通信類型,并且該幀配置的示例在圖20(a)中被圖示。在類型e的情況下,ofdma=1,上行鏈路=0和musb=0被在he-sig-a中指示。當使用圖13(b)的基于組id的he-sig-a格式時,gid[0]和gid[1]分別地指示在1至62的值當中的包括接收者非apsta的組id。當使用圖13(c)的基于paid的he-sig-a格式時,paid[0]至paid[7]指示高達8個(例如,staa至stah)的接收者非apsta。由以上所述的兩種方法指示的接收者非apsta單獨在分配的子頻帶內接收數據,并且接收的無線流的數目由其nsts[k]確定。對于siso,nsts[k]指示1,并且對于mimo,其指示1至4的值。
類型f是dlofdma(mu-siso/mu-mimo)通信類型,并且該幀配置的示例在圖20(b)中被圖示。在類型f的情況下,ofdma=1,上行鏈路=0和musb=1被在he-sig-a中指示。當使用圖13(b)的基于組id的he-sig-a格式時,gid[0]和gid[1]分別指示在1至62的值當中的包括接收者非apsta的組id。當使用圖13(c)的基于paid的he-sig-a格式時,paid[0]至paid[7]指示高達8個(例如,staa至stah)的接收者非apsta。由以上所述的兩種方法指示的接收者非apsta在分配的子頻帶內單獨地或者與多個sta接收數據,并且接收的無線流的數目由其nsts[k]確定。對于siso,nsts[k]指示1,并且對于mimo,其指示1至4的值。
類型g是ulofdma(su-siso/su-mimo)通信類型,并且該幀配置的示例在圖21中被圖示。在類型g的情況下,ofdma=1,上行鏈路=1和musb=0在he-sig-a中被指示。當使用圖13(b)的基于組id的he-sig-a格式時,gid[0]和gid[1]分別指示在1至62的值當中的包括發送者非apsta的組id。當使用圖13(c)的基于paid的he-sig-a格式時,paid[0]至paid[7]指示高達8個(例如,staa至stah)的發送者非apsta。由以上所述的兩種方法指示的發送者非apsta單獨在分配的子頻帶內發送數據,并且發送的無線流的數目由其nsts[k]確定。對于siso,nsts[k]指示1,并且對于mimo,其指示1至4的值。
類型h是ulofdma(mu-siso/mu-mimo)通信類型,并且該幀配置的示例在圖22和23中被圖示。在類型h的情況下,ofdma=1,上行鏈路=1和musb=1在he-sig-a中被指示。當使用圖13(b)的基于組id的he-sig-a格式時,gid[0]和gid[1]分別地指示在1至62的值當中的包括發送者非apsta的組id。當使用圖13(c)的基于paid的he-sig-a格式時,paid[0]至paid[7]指示高達8個(例如,staa至stah)的發送者非apsta。由以上所述的兩種方法指示的發送者非apsta在分配的子頻帶內單獨地或者與多個sta發送數據,并且發送的無線流的數目由其nsts[k]確定。對于siso,nsts[k]指示1,并且對于mimo,其指示1至4的值。
圖17至23圖示根據在圖16中描述的各種通信類型的非傳統無線lan幀的配置。也就是說,圖17至23圖示根據在40mhz的總帶寬中he-sig-a字段的配置的基于ofdma的siso/mimo幀的各種配置方法。
圖17(a)圖示發送dlsu-siso/mimo幀的實施例。在圖17(a)的實施例中,he-sig-a/b指示dlsu-siso/mimo幀,總帶寬是40mhz,不使用ofmda,在總的頻帶中單個用戶幀,并且nsts[k]=1至8。在這種情況下,相應的幀的接收者sta_a經由相應的終端屬于的bss的主20mhz信道接收l-stf/l-ltf/l-sig/he-sig-a字段。同時,終端經由從主信道擴展的輔助20mhz信道復制地接收由相同的值表示的字段。sta_a可以在由he-sig-a指示的40mhz的總帶寬中接收由nsts值指示的k(1<=k<=8)個無線流。用于此的he-ltf的數目被計算為n(1<=k<=n<=8)
圖17(b)圖示發送dlmu-siso/mimo幀的實施例。在圖17(b)的實施例中,he-sig-a/b指示dlsu-siso/mimo幀,總帶寬是40mhz,不使用ofmda,在總的頻帶中多用戶幀,并且nsts[k]={k1,k1,k3,k4}。在這種情況下,假設幀的接收者是{sta_a,sta_b,sta_c,sta_d}。在這種情況下,相應的幀的接收者{sta_a,sta_b,sta_c,sta_d}經由相應的終端屬于的bss的主20mhz信道接收由ap發送的l-stf/l-ltf/l-sig/he-sig-a字段。同時,終端經由擴展的輔助20mhz信道復制地接收由相同的值指示的字段。如果值0在接收幀的nsts[0]、...和nsts[3]的值之中不存在,則具有四個sta作為接收者的所有數據存在于相應的幀中。四個sta可以在由bw字段指示的40mhz的總帶寬中分別接收通過nsts[k]計算的k1、k2、k3和k4個無線流。為此,用于每個子頻帶的he-ltf的數目被計算為n1、n2、n3和n4。
圖17(c)圖示發送ulsu-siso/mimo幀的實施例。在圖17(c)的實施例中,he-sig-a/b指示ulsu-siso/mimo幀,總帶寬是40mhz,不使用ofmda,在總的頻帶中單個用戶幀,并且nsts[k]=1至8。在這種情況下,相應的幀的接收者ap經由ap的bss的主20mhz信道接收從sta_a發送的l-stf/l-ltf/l-sig/he-sig-a字段。同時,ap經由擴展的輔助20mhz信道復制地接收由相同的值指示的字段。ap可以在由bw字段指示的40mhz的總帶寬中接收由nsts值指示的k(1<=k<=8)個無線流。用于此的he-ltf的數目被計算為n(1<=k<=n<=8)。
圖18圖示發送ulmu-siso/mimo幀的實施例。在圖18的實施例中,he-sig-a/b指示ulmu-siso/mimo幀,總帶寬是40mhz,不使用ofmda,在總的頻帶中多用戶幀,并且nsts[k]={k1,k1,k3,k4}。在這種情況下,發送者是{sta_a,sta_b,sta_c,sta_d},并且接收者是ap。ap經由ap的bss的主20mhz信道和輔助20mhz信道復制地接收從{sta_a,sta_b,sta_c,sta_d}發送的l-stf/l-ltf/l-sig/he-sig-a字段。插入在相應的字段中的信息是在開始ul通信之前通過與ap通信在{sta_a,sta_b,sta_c,sta_d}之間共享的信息。
如果值0在接收幀的nsts[0]、...和nsts[3]的值之中不存在,則具有四個sta作為接收者的所有數據存在于相應的幀中。四個sta可以在由bw字段指示的40mhz的總帶寬中分別地接收通過nsts[k]計算的k1、k2、k3和k4個無線流。為此,用于每個子頻帶的he-ltf的數目被計算為n1、n2、n3和n4。
當每個sta發送ltf時,其它的sta保持和相應數目的ltf一樣多的空閑時段,使得ap可以從特定的sta成功地接收ltf。在這種情況下,sta可以在相應的空閑時段中暫緩數據傳輸,或者發送不影響另一個sta的ltf傳輸的信號。
根據一個實施例,無需發送先前共享的l部分和he-sig-a的信息,sta可以首先發送he-stf。但是,如果不發送l部分和he-sig-a而直接地發送以mimo格式編碼的he-stf,則在ap側接收性能可能會降低。
圖19圖示發送ulmu-siso/mimo幀的另一個實施例。在圖19的實施例中,與圖18的實施例相同的或者對應部分將被省略。
根據圖19的實施例,可以使用多個sta同時發送he-ltf的各種方法。根據一個實施例,多個sta可以通過在頻率軸中分割子載波同時地發送he-ltf。根據另一個實施例,多個sta的he-ltf可以以隨機序列的形式通過復用被發送。
圖20圖示發送dlofdmasu/mumimo幀的實施例。更具體地,圖20(a)圖示發送dlofdmasu-mimo幀的實施例,并且圖20(b)圖示發送dlofdmamu-mimo幀的實施例。
在圖20(a)的實施例中,he-sig-a/b指示dlofdma(su-mimo)幀,總帶寬是40mhz,使用ofmda,在總的頻帶中的多用戶幀,在單個子頻帶中的單個用戶幀,并且nsts[k]={2,1,3,2}。在這種情況下,發送者是ap,并且接收者是{sta_a,sta_b,sta_c,sta_d}。{sta_a,sta_b,sta_c,sta_d}經由相應的終端屬于的bss的主20mhz信道和輔助20mhz信道復制地接收從ap發送的l-stf/l-ltf/l-sig/he-sig-a字段。
由于值0在接收幀的nsts[0]、...和nsts[3]的值之中不存在,所以具有四個sta作為接收者的所有數據存在于相應的幀中。sta可以在由bw字段指示的40mhz的總帶寬中分別地接收通過nsts[k]計算的2、1、3和2個無線流。為此,用于每個子頻帶的he-ltf的數目被計算為2、1、4和2。
在圖20(b)的實施例中,he-sig-a/b指示dlofdma(mu-mimo)幀,總帶寬是40mhz,使用ofmda,在總的頻帶中的多用戶幀,在單個子頻帶中的多用戶(即,musb=1)幀,并且nsts[k]={2,1,1,2,3,1,2}。在這種情況下,發送者是ap,并且接收者是{sta_a,sta_e,sta_b,sta_f,sta_c,sta_g,sta_d}。{sta_a,sta_e,sta_b,sta_f,sta_c,,sta_g,sta_d}經由相應的終端屬于的bss的主20mhz信道和輔助20mhz信道復制地接收從ap發送的l-stf/l-ltf/l-sig/he-sig-a字段。sta可以在由bw字段指示的40mhz的總帶寬中分別地接收通過nsts[k]計算的2、1、1、2、3、1和2個無線流。為此,用于每個子頻帶的he-ltf的數目被計算為2、1、1,2、4、1和2。
在圖20(a)和20(b)的實施例中,由于在用于每個子頻帶的ltf的總數方面的差異,以及在stf/ltf/sig間隔和數據間隔之間的gi長度的差異,在符號之間的間隔對齊就總帶寬而言可能不是正確的。例如,參考圖17(c)和圖17(d),通過總帶寬40mhz除以4獲得的單個的10mhz子頻帶被分別分配給{sta_a,sta_e}、{sta_b,sta_f}、{sta_c,sta_g}和{sta_d}。在這種情況下,在第一、第二和第三子頻帶中,一個無線流以對于兩個sta中的每個的mu-siso的形式被發送,也就是說,總共兩個無線流被發送。另一方面,在第四子頻帶中,僅一個sta以su-siso的形式發送總共一個無線流,就總帶寬而言其可能導致在符號之間不精確的間隔對齊。
作為解決這個問題的方法,ap可以保持發送給每個sta的he-ltf的數目相同,或者使用聚合的he-ltf。也就是說,ap可以在ofdma通信期間經由每個子頻帶發送相同數目的he-ltf。在這種情況下,從ap接收ofdma數據的每個sta接收相同數目的he-ltf。在這種情況下,he-ltf的數目可以指示包括he-ltf的ofdm符號的數目。根據本發明的一個實施例,ap可以基于在多個子頻帶當中的發送最大數目的無線流的子頻帶發送he-ltf。例如,ap可以基于發送最大數目的無線流發送的子頻帶中需要的he-ltf的數目,經由所有子頻帶發送相應數目的he-ltf。為了每個子頻帶發送相同數目的he-ltf,ap可以在特定的子頻帶上發送重復的he-ltf。
圖21圖示發送ulofdmasu-siso/mimo幀的實施例。在圖21的實施例中,he-sig-a/b指示ulofdma(su-siso/mimo)幀,總帶寬是40mhz,使用ofmda,在總的頻帶中多用戶幀,在單個子頻帶中單個用戶(即,musb=0)幀,并且nsts[k]={2,1,1,2,3,1,2}。在這種情況下,發送者是{sta_a,sta_e,sta_b,sta_f,sta_c,sta_g,sta_d},并且接收者是ap。ap經由ap的bss的主20mhz信道和輔助20mhz信道復制地接收從{sta_a,sta_e,sta_b,sta_f,sta_c,sta_g,sta_d}發送的l-stf/l-ltf/l-sig/he-sig-a字段。sta可以在由bw字段指示的40mhz的總帶寬中分別地接收由nsts[k]指示的2、1、1、2、3、1和2個無線流。為此,用于每個子頻帶的he-ltf的數目被計算為2、1、1,2、4、1和2。
在這種情況下,由于在用于每個子頻帶的ltf的總數方面的差異,以及在stf/ltf/sig間隔和數據間隔之間的gi長度的差異,在符號之間的間隔對齊就總帶寬而言可能不是正確的。例如,參考圖21,通過總帶寬40mhz除以7獲得的單個的5mhz和10mhz子頻帶被分別分配給{sta_a,sta_e,sta_b,sta_f,sta_c,sta_g,sta_d。在這種情況下,sig-b、ltf、數據等等在每個子頻帶中被同時發送,并且在符號之間的間隔對齊就總帶寬而言可能不是正確的。作為解決這個問題的方法,每個sta可以保持發送給ap的he-ltf的數目相同,或者使用聚合的he-ltf。
圖22圖示發送ulofdmamu-siso/mimo幀的實施例。在圖22的實施例中,he-sig-a/b指示ulofdma(mu-siso/mimo)幀,總帶寬是40mhz,使用ofmda,在總的頻帶中多用戶幀,在單個子頻帶中單個用戶(即,musb=1)幀,并且nsts[k]={2,1,1,2,3,1,2}。在這種情況下,發送者是{sta_a,sta_e,sta_b,sta_f,sta_c,sta_g,sta_d},并且接收者是ap。ap經由ap的bss的主20mhz信道和輔助20mhz信道復制地接收從{sta_a},{sta_e},{sta_b},{sta_f},{sta_c},{sta_g}和{sta_d}發送的l-stf/l-ltf/l-sig/he-sig-a字段。sta可以在由bw字段指示的40mhz的總帶寬中分別接收由nsts[k]指示的2、1、1、2、3、1和2個無線流。為此,用于每個子頻帶的he-ltf的數目被計算為2、1、1,2、4、1和2。
在這種情況下,由于在用于每個子頻帶的ltf的總數方面的差異,以及在stf/ltf/sig間隔和數據間隔之間的gi長度的差異,在符號之間的間隔對齊就總帶寬而言可能不是正確的。例如,參考圖22,通過總帶寬40mhz除以4獲得的單個的10mhz子頻帶被分別地分配給{sta_a,sta_e}、{sta_b,sta_f}、{sta_c,sta_g}和{sta_d}。在這種情況下,sig-b、ltf、數據等等在每個子頻帶中被同時發送,并且在符號之間的間隔對齊就總帶寬而言可能不是正確的。作為解決這個問題的方法,每個sta可以保持發送給ap的he-ltf的數目相同,或者使用聚合的he-ltf。
當每個sta在該子頻帶內發送ltf時,其它的sta保持與相應數目的ltf一樣多的空閑時段,使得ap可以從特定的sta成功地接收ltf。在這種情況下,sta可以在相應的空閑時段中暫緩數據傳輸,或者發送不影響另一個sta的ltf傳輸的信號。
圖23圖示發送ulofdmamu-siso/mimo幀的另一個實施例。在圖23的實施例中,與圖22的實施例相同的或者對應部分將被省略。
根據圖23的實施例,可以使用多個sta同時地發送he-ltf的各種方法。根據一個實施例,多個sta可以通過在頻率軸中分割子載波同時地發送he-ltf。根據另一個實施例,多個sta的he-ltf可以以隨機序列的形式通過復用被發送。
圖24圖示20mhz頻帶被劃分為至少一個子頻帶以分配資源單元的實施例。
經由其發送非傳統無線lan幀的20mhz頻帶可以通過256fft被配置有256個子載波。256個子載波可以由11個保護頻帶子載波、3個dc子載波和242個數據子載波組成。
根據本發明的一個實施例,20mhz頻帶可以由至少一個子頻帶組成。當該頻帶被劃分為多個子頻帶時,該頻帶由多個資源單元組成。根據本發明的一個實施例,當該頻帶被劃分為多個子頻帶時,該頻帶可以被劃分為具有不同大小的三個資源單元中的至少一個的組合。
首先,第一資源單元具有基于通過將由242個數據子載波組成的20mhz頻帶劃分為9個獲得的值的大小。根據一個實施例,第一資源單元可以由26個數據子載波組成。第二資源單元具有基于第一資源單元大小的兩倍的大小。根據一個實施例,第二資源單元可以由52個數據子載波組成。
第三資源單元具有基于第一資源單元大小的四倍的大小。根據一個實施例,第三資源單元可以由108個子載波組成。根據另一個實施例,第三資源單元可以由106個子載波組成。構成第三資源單元的數據子載波的數目根據保護頻帶子載波和/或dc子載波的數目可能不等于第一資源單元的數據子載波的數目的四倍。
根據本發明的實施例,當20mhz頻帶被劃分為多個子頻帶時,該頻帶可以由如圖24所示的3至9個資源單元組成。在以下的描述中,該頻帶可以表示20mhz的基本頻帶。
當該頻帶被劃分為3個子頻帶時,該頻帶被劃分為1個第一資源單元和2個第三資源單元(3-1至3-3)。
當該頻帶被劃分為4個子頻帶時,該頻帶被劃分為1個第一資源單元,2個第二資源單元,和1個第三資源單元(4-1至4-5)。
當該頻帶被劃分為5個子頻帶時,存在多種分割方法。根據一個實施例,該頻帶被劃分為1個第一資源單元和4個第二資源單元(5-1至5-5)。根據另一個實施例,該頻帶被劃分為3個第一資源單元、1個第二資源單元,和1個第三資源單元(5-6)。
當該頻帶被劃分為6個子頻帶時,存在多種分割方法。根據一個實施例,該頻帶被劃分為4個第一資源單元和2個第二資源單元(6-1)。根據另一個實施例,該頻帶被劃分為5個第一資源單元和1個第二資源單元(6-2)。
當該頻帶被劃分為7個子頻帶時,該頻帶被劃分為5個第一資源單元和2個第二資源單元(7-1)。
當該頻帶被劃分為8個子頻帶時,該頻帶被劃分為7個第一資源單元和1個第二資源單元(8-1)。
當該頻帶被劃分為9個子頻帶時,該頻帶被劃分為9個第一資源單元(9-1)。
如上所述,根據本發明的實施例,該頻帶可以通過第一資源單元、第二資源單元和第三資源單元中的至少一個的組合被劃分為多個子頻帶。在該頻帶中資源單元的排列信息可以由如上所述的非傳統無線lan幀的he-sig-b的資源分配(例如,ra-b)字段攜帶。基于在he-sig-b中指示的aid或者paid信息,每個資源單元被分配到的sta的標識符信息被順序地確定。
圖25圖示根據本發明一個實施例的空數據分組(ndp)觸發幀的配置。
ulmu幀的傳輸由觸發幀指示。根據一個實施例,該觸發幀可以遵循ndp格式。ndp格式僅攜帶phy前導而不攜帶mac分組。ap可以經由ndp觸發幀發送he-sig-a和he-sig-b,并且執行上行鏈路傳輸的sta的公共控制信息和用戶字段被包括在該字段中。如上參考圖14所述,公共控制信息可以包括資源分配字段,并且用戶字段可以包括分配給每個資源單元的至少一個sta的標識符信息和流數目信息。
由sta發送的ul幀的l-sig和he-sig-a可以以由ap發送的l-sig和he-sig-a的值復制。但是,ul幀可能不包括he-sig-b。
觸發幀的l-sig的長度字段可以被設置為包括達到ul數據+dl多個ack的長度以及觸發幀的長度的值。此外,ul幀(ulmuppdu)的l-sig的長度字段可以被設置為包括達到dl多個ack的長度以及ulmuppdu的長度的值。這是因為如果dl多個ack包括用于多個sta的ack信息,則該長度可能是非常長的,并且如果現有的傳統終端是ap的隱藏節點,則在eifs時間之后,通過接入信道,沖突可能發生。
在發送該觸發幀之后,每個sta可以在分配的信道中對于預先確定的ifs(xifs)執行cca,并且當信道忙碌時暫停傳輸。這也將避免可能發生與已經在相應的信道上發送的其它sta的沖突的情形,即使ap指示經由觸發幀的ul傳輸。根據一個實施例,dl多個ack可以經由輔助信道以及主信道被重復地發送。
雖然本發明通過使用作為示例的無線lan通信來描述,但本發明不受限于此,并且本發明可以類似地甚至被應用于其他的通信系統,諸如蜂窩通信等等。此外,本發明的方法、裝置和系統與特定的實施例結合描述,但是,本發明的某些或者所有的部件和操作可以通過使用具有通用硬件結構的計算機系統來實現。
本發明的詳細描述的實施例可以通過各種手段實現。例如,本發明的實施例可以通過硬件、固件、軟件和/或其組合實現。
在硬件實現的情況下,根據本發明的實施例的方法可以通過專用集成電路(asic)、數字信號處理器(dsp)、數字信號處理設備(dspd)、可編程序邏輯器件(pld)、現場可編程門陣列(fpga)、處理器、控制器、微控制器、微處理器等等的一個或多個來實現。
在固件實現或者軟件實現的情況下,根據本發明的實施例的方法可以通過執行如上所述的操作的模塊、過程、函數等等實現。軟件代碼可以被存儲在存儲器中,并且由處理器操作。處理器可以內部地或者外部地配備有存儲器,并且存儲器可以通過各種公開地已知的裝置與處理器交換數據。
本發明的描述是用于例示的,并且本領域技術人員將能夠理解,無需改變技術思想或者其實質特征,本發明可以容易地被修改為其它的詳細形式。因此,應該理解,如上所述的實施例在各種意義上旨在是說明性的,而不是限制性的。例如,描述為單個類型的每個部件可以被實現為分布式的,并且類似地,描述為分布式的部件也可以以關聯形式被實現。
本發明的范圍由要在下面描述的權利要求,而不是詳細的說明表示,并且要解釋的是,權利要求的含義和范圍和從其等同物導出的所有變化或者修改形式落在本發明的范圍之內。
如上,相關的特征已經以最佳模式描述。
工業實用性
本發明的各種示例性實施例已經參考ieee802.11系統被描述,但是,本發明不受限于此,并且本發明可以被應用于各種類型的移動通信裝置、移動通信系統等等。