专利名称：在无线lan 系统中收发mimo 包的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线局域网(WLAN)系统，更具体的讲，涉及一种由接入点(AP)和站点(STA)基于多输入多输出(MMO)发送方案发送和接收包的方法。
背景技术：
随着信息通信技术的进步，近来已经研发了多种无线通信技术。在所述多种无线通信技术中，无线局域网(WLAN)是这样一种技术:可通过使用便携式终端(例如，个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、便携式多媒体播放器(PMP)等)在家或公司或者在提供特定服务的区域以无线方式进行互联网访问。IEEE 802.1ln是相对最新引入以克服在被认为是WLAN中的缺点的有限数据速率的技术标准。IEEE 802.1ln被设计以提高网速和可靠性，并扩展无线网络的可操作距离。更具体地，IEEE 802.1ln支持高吞吐量(HT) (S卩，高达540Mbps以上的数据处理速率)，并基于多输入多输出(MMO)技术，所述MIMO技术使用发送器和接收器中的多个天线以最小化发送错误并优化数据速率。随着WLAN的广泛使用和使用WLAN的应用的多样化，最近存在对新的WLAN系统的需求，以支持比IEEE 802.1ln所支持的数据处理速率高的吞吐量。支持非常高吞吐量(VHT)的下一代WLAN系统是IEEE 802.1ln的下一版本，并且是最近提出以支持MAC服务接入点(SAP)中的IGbps以上的数据处理速率的ffiEE 802.1lWLAN系统之一。为了有效地利用无线信道，下一代WLAN系统支持多个非接入点(AP)站点(STA)同时接入信道的多用户-多输入多输出(MU-MMO)发送。根据MU-MMO，AP可将帧同时发送到一个或多个MMO配对STA。作为编码方案，在WLAN系统中提供了二进制卷积编码(BCC)和低密度奇偶校验(LDPC)编码。由于AP和STA之间的数据发送和接收在传统WLAN系统和支持高吞吐量的WLAN系统中具有一对一的关系，所以已经足够将与编码数据的编码方法相关的信息附于待发送的包。然而，由于AP可通过使用MU-MMO发送方案将包同时发送到多个STA，所以下一代WLAN系统可具有待发送到每个STA的数据序列的不同的编码方案。AP可具有不同的调制和编码方案(MCS)，以根据对特定STA实现SU-MMO发送的情况或者对多个STA实现MU-MMO发送的情况以进行信号发送。在SU-MMO发送的情况下，MCS索引被以信号发送到特定STA。然而，在MU-MMO的情况下，各个MCS索引需要被以信号发送到多个MU-MMO配对STA。因此，需要一种在考虑了在下一代WLAN系统中AP的MMO发送方案以及发送目标STA的性能的情况下发送和接收包的方法。
发明内容
技术问题本发明提供了一种在支持多用户(MU)-多输入多输出(MMO)发送方案的无线局域网(WLAN)系统中发送和接收MMO包的方法。
技术方案在一方面，提供了一种在无线局域网(WLAN)系统中由发送器发送多输入多输出(MIMO)包的方法。所述方法包括以下步骤:产生包括分别被发送到至少一个接收器的至少一个空间流集的MIMO包，其中每个空间流集均基于两个编码方案中的一个编码方案而被编码；发送第一控制信息，所述第一控制信息包括MIMO指示符以及第一调制和编码方案(MCS)字段，其中MMO指示符指示MMO包用于单用户(SU) -MIMO还是用于多用户(MU)-MIMO,如果MMO包用于SU-MMO发送，则第一 MCS字段指示用于MMO包的MCS，如果MIMO包用于MU-MMO发送，则第一 MCS字段指示应用于各个空间流集的编码方案；以及将MIMO包发送到至少一个接收器。所述两个编码方案是低密度奇偶校验(LDPC)编码方案和二进制卷积编码(BCC)编码。如果MMO包用于MU-MMO发送，则MMO指示符可通过指示包括所述至少一个接收器的接收器组来指示MU-MMO发送。所述方法还可包括以下步骤:发送包括第二 MCS字段的第二控制信息，其中如果MIMO包用于MU-MMO发送，则第二 MCS字段指示用于所述至少一个空间流集中的各个空间流集的MCS。所述方法还可包括以下步骤:在发送了第一控制信息之后，并在发送第二控制信息之前，发送用于估计发送器和所述至少一个接收器之间的MIMO信道的训练序列。第一控制信息还可包括指示所述至少一个空间流中的各个空间流中包括的空间流的数量的‘空间流的数量’子字段。在另一方面，提供了一种无线设备。所述无线设备包括:收发器，其用于接收或发送MMO包；以及处理器，其可操作地结合到收发器。所述处理器被配置为:产生包括分别被发送到至少一个接收器的至少一个空间流集的MIMO包，其中每个空间流集均基于两个编码方案中的一个编码方案而被编码；发送第一控制信息，所述第一控制信息包括MIMO指示符以及第一 MCS字段，其中MMO指示符指示MMO包用于单用户(SU) -MIMO还是用于多用户(MU)-MMO，如果MMO包用于SU-MMO发送，则第一 MCS字段指示用于MMO包的MCS，如果MMO包用于MU-MMO发送，则第一 MCS字段指示应用于各个空间流集的编码方案；以及将MIMO包发送到至少一个接收器。所述两个编码方案是LDPC编码方案和BCC编码。在另一方面，提供了一种在WLAN系统中由接收器对MIMO包进行解码的方法。所述方法包括以下步骤:接收MIMO指示符，所述MIMO指示符指示包括发送到至少一个接收器的至少一个空间流集的MMO包用于MU-MMO发送还是用于SU-MMO发送，其中如果MMO包用于MU-MMO发送，则MMO指示符通过指示M頂O包的接收器组来指示MU-MMO发送；接收编码字段，其中所述编码字段指示应用于至少一个空间流集中的第一空间流集的编码方案；接收第一 MCS字段，其中如果MMO包用于SU-MMO发送，则第一 MCS字段指示用于MMO包的MCS，如果MMO包用于MU-MMO发送，则第一 MCS字段指示应用于所述至少一个空间流集中的除了第一空间流集之外的其余空间流集中的各个空间流集的编码方案；以及接收MMO包。如果MMO包用于MU-MM0，则所述方法还包括以下步骤:确认接收器是否是接收器组的成员；以及如果接收器是接收器组的成员，则根据应用于由编码字段和第一 MCS字段指示的多个编码方案中的接收器的空间流集的编码方案对MIMO包进行解码。如果MMO包用于SU-MM0，则根据由编码字段指示的编码方案来对MMO包进行解码。有益效果在发送和接收物理层汇聚过程(PLCP)协议数据单元(Prou)的情况下，可通过解释PPDU中包括的控制信息来确认发送方案。接收站点(STA)可不同地解释根据发送方案另外提供的控制信息，并可通过根据支持的编码方案以及调制和编码方案(MCS)执行解码和解调来获得数据。 当多个多用户多输入多输出(MU-MIMO)配对STA具有不同的所支持的性能(例如，支持的编码方案等)时，发送PPDU的接入点(AP)可通过向STA提供根据PPDU发送方案而被不同地解释的控制信息来向各种类型的STA提供服务。这可提高无线局域网(WLAN)系统的性能。
图1是示出可应用本发明实施方式的无线局域网(WLAN)系统的结构的示图。图2示出电气和电子工程师协会IEEE 802.11支持的WLAN系统的物理层结构。图3示出可应用于本发明实施方式的物理层汇聚过程(PLCP)协议数据单元(prou)格式的示例。图4是示出根据本发明实施方式的PPDU发送和接收方法的示例的流程图。图5是示出根据本发明实施方式的基于多用户多输入多输出(MU-MMO)发送方案的PPDU发送方法的流程图。图6是根据本发明实施方式的基于单用户(SU) -MIMO发送方案的PPDU发送方法的流程图。图7是示出可应用本发明实施方式的无线设备的框图。
具体实施例方式图1是示出可应用本发明实施方式的WLAN系统的构造的示图。参照图1，WLAN系统包括一个或多个基本服务集(BSS)。BSS是可通过成功同步彼此通信的站点(STA)的集合。BSS不是指示特定区域的概念。基础结构型(infrastructure)BSS包括一个或多个非 AP STA (STA1、STA2、STA3、STA4和STA5)、提供分配服务的AP (接入点)和连接多个AP的分配系统(DS)。在基础结构型BSS中，AP管理BSS的非AP STA。另一方面，独立BSS (IBSS)在对等模式(Ad-Hoc mode)下操作。因为IBSS不包括AP，所以IBSS不具有用于执行管理功能的集中的管理实体。S卩，在IBSS中，以分布式方式管理非AP STA。在IBSS中，全部STA可由移动STA构成。因为全部STA都不允许接入DS，所以全部STA形成自包含网络。STA是特定功能媒介，所述特定功能媒介包括满足电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准的媒介访问控制(MAC)和无线媒介物理层接口。以下，STA表示AP和非AP STA二者。非AP STA为不是AP的STA。非AP STA还可被称为移动终端、无线装置、无线发送/接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、移动站点(MS)、移动订户单元或仅为用户。为了便于说明，以下将非AP STA称为STA。AP是通过用于与AP相关的STA的无线媒介来提供到DS的连接的功能实体。尽管原则上经由AP执行包括AP的基础结构型BSS中的STA之间的通信，但当设置了直接链路时，STA可执行直接通信。AP还被称为中央控制器、基站(BS )、节点-B、基本收发系统(BTS )、站点控制器等。包括图1中示出的BSS的多个基础结构型BSS可通过使用DS互连。扩展服务集(ESS)是通过使用DS连接的多个BSS。ESS中包括的AP和/或STA可彼此通信。在相同的ESS中，STA可在执行无缝通信的同时从一个BSS移动到另一个BSS。在基于IEEE 802.11的WLAN系统中，媒介访问控制(MAC)的基本访问机制是带冲突避免的载波侦听多路访问(CSMA/CA)机制。CSMA/CA机制还被称为IEEE802.1lMAC的分布式协调功能(DCF)，并且基本采用“说前先听”访问机制。在这种类型的访问机制中，AP和/或STA在开始发送之前侦听无线信道或媒介。作为侦听的结果，如果确定媒介处于空闲状态，则通过使用该媒介来开始帧发送。否则，如果侦听到媒介处于占用状态，则AP和/或STA不开始其发送，但为媒介访问设置并等待延迟持续时间。除了 AP和/或STA直接侦听媒介的物理载波侦听之外，CSMA/CA机制还包括虚拟载波侦听。设计了虚拟载波侦听以补偿在媒介访问中会出现的问题(例如，隐藏节点问题)。针对虚拟载波侦听，WLAN系统的MAC使用网络分配矢量(NAV)。NAV是这样的值:该值由当前使用媒介或者具有使用媒介的权限的AP和/或STA发送到另一 AP或另一 STA，以指示在媒介返回到可用状态之前的剩余时间。因此，设置给NAV的值对应于为发送相应帧的AP和/或STA使用媒介而预留的时间段。IEEE 802.1lMAC协议与DCF —起提高基于点协调功能(PCF)的混合协调功能(HCF)，其中，接收AP或接收STA或者接收AP和接收STA 二者通过使用DCF和基于轮询的同步访问方案周期性地轮询数据帧。HCF包括增强型分布式信道接入(EDCA)和HCF受控信道接入(HCCA)，在所述EDCA中，供应商使用用于向多个用户提供数据帧的接入方案作为基于竞争的方案，所述HCCA采用使用轮询机制的基于无竞争信道接入方案。HCF包括用于改善WLAN的服务质量(QoS)的媒介接入机制，并可在竞争周期(CP)和无竞争周期(CFP) 二者中发送QoS数据。图2示出IEEE 802.11支持的WLAN系统的物理层结构。IEEE 802.1lPHY结构包括PHY层管理实体(PLME)、物理层汇聚过程(PLCP)子层210和物理媒介依赖(PMD)子层200。PLME与MAC层管理实体(MLME)协作提供PHY管理功能。位于MAC子层220和PMD子层200之间的PLCP子层210在MAC层的指示下将从MAC子层220接收的MAC协议数据单元(MPDU)传送到PMD子层200，或者将从PMD子层200接收的帧传送到MAC子层220。PMD子层200是TOCP子层的下层，并且用于使得能够通过无线媒介进行两个STA之间的PHY实体的发送和接收。由MAC子层220传送的MPDU在PLCP子层210中被称为物理服务数据单元(PSDU)。尽管MPDU与PSDU类似，但当传送汇聚了多个MPDU的汇聚MPDU (A-MPDU)时，单个MPDU和PSDU可彼此不同。在从MAC子层220接收PSDU并将该PSDU传送到PMD子层200的处理中，PLCP子层210附有包括PHY收发器所需的信息的附加字段。在该情况下附于PSDU的附加字段可以是PLCP前导码、PLCP头、将卷积编码器重置为零状态所需的尾比特等。PLCP前导码用于使得接收器在PSDU被发送之前准备同步功能和天线分集。在PSDU中，数据字段可包括填充比特、包括用于初始化扰码器的比特序列的服务字段、以及通过对附有尾比特的比特序列编码所获得的编码序列。在这种情况下，可根据在接收PLCP协议数据单元(PPDU)的STA中支持的编码方案来选择二进制卷积编码(BCC)编码或低密度奇偶校验(LDPC)编码作为编码方案。PLCP头包括包含与待发送的PPDU有关的信息的字段，稍后将参照图3对此进行更详细地描述。PLCP子层210通过将前面提到的字段附于PSDU来产生PTOU，并经由PMD子层将产生的PPDU发送到接收STA。接收STA接收prou，从PLCP前导码和PLCP头中获取数据恢复所需的信息，并恢复数据。与传统WLAN系统不同，下一代WLAN系统需要较高的吞吐量。这被称为甚高吞吐量(VHT)。为此，下一代WLAN系统意图支持80MHz、邻接160MHz、非邻接160MHz带宽发送和/或更高的带宽发送。另外，针对更高的吞吐量提供了多用户-多输入多输出(MU-MMO)发送方案。在下一代WLAN系统中，AP可将数据帧同时发送到至少一个或多个MU-MMO配对STA。回头参照图1，在附图中示出的WLAN系统中，AP 10可将数据同时发送到包括与AP 10相关的多个STA 21、22、23、24和30之中的至少一个STA的STA组。可通过不同的空间流来发送将被发送到每个STA的数据。将被AP 10发送的数据是在WLAN系统的物理层产生和发送的ProU，或者是PPDU中包括的数据字段，并且可被称为帧。即，用于SU-MMO和/或MU-MMIO的PPDU中包括的数据字段可被称为MMO包。在本发明的实施方式中假设STA121、STA222、STA323和STA424属于与AP10MU-MM0配对的发送目标STA组。在这种情况下，由于没有向发送目标STA组的特定STA分配空间流，所以可不将数据发送到该特定STA。同时，尽管STAa 30与AP相关，但假设STAa 30是没有包括在发送目标STA组中的STA。可向发送目标STA组分配标识符，以在WLAN系统中支持MU-MMO发送，这种标识符被称为组标识符(ID)。AP将包括用于组ID分配的组定义信息的组ID管理帧发送到支持MU-MMO发送的STA。因此，在PPDU发送之前向STA分配组ID。可向一个STA分配多个组ID。下面的表I示出组ID管理帧中包括的信息元素。[表 I]
权利要求
1.一种在无线局域网(WLAN)系统中由发送器发送多输入多输出(MIMO)包的方法，所述方法包括以下步骤: 产生包括分别被发送到至少一个接收器的至少一个空间流集的MMO包，其中每个空间流集均基于两个编码方案中的一个编码方案而被编码； 发送第一控制信息，所述第一控制信息包括MIMO指示符以及第一调制和编码方案(MCS)字段，其中所述MMO指示符指示所述MMO包用于单用户(SU)-MMO还是用于多用户(MU) -ΜΙΜ0,如果所述MMO包用于SU-MMO发送，则所述第一 MCS字段指示用于所述MMO包的MCS，如果所述MMO包用于MU-MMO发送，则所述第一 MCS字段指示应用于各个空间流集的编码方案；以及 将所述MIMO包发送到至少一个接收器， 其中所述两个编码方案是低密度奇偶校验(LDPC)编码方案和二进制卷积编码(BCC)编码。
2.按权利要求1所述的方法，其中如果所述MMO包用于MU-MMO发送，则所述MMO指示符通过指示包括所述至少一个接收器的接收器组来指示MU-MIMO发送。
3.按权利要求2所述的方法，还包括以下步骤:发送包括第二MCS字段的第二控制信息，其中如果所述MMO包用于MU-MMO发送，则所述第二 MCS字段指示用于所述至少一个空间流集中的各个空间流集的MCS。
4.按权利要求3所述的方法，还包括以下步骤:在发送了所述第一控制信息之后，并在发送所述第二控制信息之前，发送用于估计所述发送器和所述至少一个接收器之间的MIMO信道的训练序列。
5.按权利要求1 所述的方法，其中所述第一控制信息还包括指示所述至少一个空间流中的各个空间流中包括的空间流的数量的‘空间流的数量’子字段。
6.一种无线设备，所述无线设备包括: 收发器，其用于接收或发送MIMO包；以及 处理器，其可操作地结合到所述收发器， 其中所述处理器被配置为: 产生包括分别被发送到至少一个接收器的至少一个空间流集的MMO包，其中每个空间流集均基于两个编码方案中的一个编码方案而被编码； 发送第一控制信息，所述第一控制信息包括MMO指示符以及第一 MCS字段，其中所述MIMO指示符指示所述MMO包用于单用户(SU) -MIMO还是用于多用户(MU) -ΜΙΜ0,如果所述MMO包用于SU-MMO发送，则所述第一 MCS字段指示用于所述MMO包的MCS，如果所述MIMO包用于MU-MMO发送，则所述第一 MCS字段指示应用于各个空间流集的编码方案；以及 将MIMO包发送到至少一个接收器， 其中所述两个编码方案是LDPC编码方案和BCC编码。
7.一种在WLAN系统中由接收器对MIMO包进行解码的方法，所述方法包括以下步骤: 接收MMO指示符，所述MMO指示符指示包括发送到至少一个接收器的至少一个空间流集的MMO包用于MU-MMO发送还是用于SU-MMO发送，其中如果所述MMO包用于MU-MIMO发送，则所述MMO指示符通过指示所述MMO包的接收器组来指示MU-MMO发送；接收编码字段，其中所述编码字段指示应用于至少一个空间流集中的第一空间流集的编码方案； 接收第一 MCS字段，其中如果所述MMO包用于SU-MMO发送，则所述第一 MCS字段指示用于MMO包的MCS，如果所述MMO包用于MU-MMO发送，则所述第一 MCS字段指示应用于所述至少一个空间流集中的除了所述第一空间流集之外的其余空间流集中的各个空间流集的编码方案；以及 接收所述MMO包； 其中如果所述MMO包用于MU-MM0，则所述方法还包括以下步骤: 确认所述接收器是否是所述接收器组的成员；以及 如果所述接收器是所述 接收器组的成员，则根据应用于由所述编码字段和所述第一MCS字段指示的多个编码方案中的所述接收器的空间流集的编码方案来对所述MMO包进行解码。
8.按权利要求7所述的方法，其中如果所述MMO包用于SU-MM0，则根据由所述编码字段指示的编码方案来对所述MIMO包进行解码。
全文摘要
本发明涉及在无线LAN系统中发送器发送多输入多输出(MIMO)包的方法。所述方法包括以下步骤产生包括发送到一个或多个接收器中的各个接收器的至少一个空间流集的MIMO包，其中每个空间流集均基于两个编码方案中的一个而被编码；发送第一控制信息，所述第一控制信息包括MIMO指示符以及第一调制和编码方案(MCS)字段，其中所述MIMO指示符指示MIMO包用于单用户(SU)-MIMO还是多用户(MU)-MIMO，其中如果MIMO包用于SU-MIMO发送，则所述第一MCS字段指示用于MIMO包的MCS，如果MIMO包用于MU-MIMO发送，则所述第一MCS字段指示应用于每一个空间流集的编码方案；以及将MIMO包发送到至少一个接收器。所述两个编码方案是低密度奇偶校验(LDPC)编码方案和二进制卷积编码(BCC)方案。
文档编号H04L1/06GK103098402SQ201180011744
公开日2013年5月8日 申请日期2011年6月30日 优先权日2010年7月1日
发明者李大远, 姜秉祐, 卢柳珍, 石镛豪, 卢东昱 申请人:Lg电子株式会社