专利名称：用于在多输入多输出系统中收发数据的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于传送和接收数据的方法和设备，且更具体地，涉及一种用于在多输入多输出(MIMO)系统中传送和接收数据的方法和设备。
背景技术：
无线局域网(WLAN)基本上支持基本服务集(BSS)模式或独立BSS (IBSS)模式，该基本服务集(BSS)模式包括用作分布系统(DS)的连接点的接入点(AP)和多个不是AP的台站(STA)，该独立BS (IBSS)模式仅仅包括台站(STA)(在下文中，将把AP和STA称作“终端，，)。在诸如WLAN等的通信系统中，在媒体接入控制(MAC)层与物理(PH Y)层之间交换帧(或数据帧)和与该帧的长度有关的长度信息。为了向接收机(或接收端)通知该帧的结束，发射机(或发送端)的PHY层在该帧中包括具有与该帧长度有关的信息的报头并传送它，或者在该巾贞的结束处添加包括指示该巾贞结束的信息的分界符(delimiter)。相应地,在接收机的PHY层中，通过使用在所接收到的帧中包括的具有特定格式的长度信息或分界符信息来识别所接收到的帧的结束。IEEE 802. 11的WLAN的国际标准将在MAC层中处理的数据单元定义为MAC协议数据单元(MPDU)。当从MAC层向PHY层传输MPDU时，将它叫做PHY服务数据单元(PSDU)。连同PSDU—起，从MAC层向PHY层传输与用于识别帧结束的帧长度有关的信息。发射机的PHY层向接收机传送与帧长度有关的信息、连同数据。接收机的PHY层的解码器使用在所接收到的帧的物理层汇聚协议(PLCP)前导码的信号码元中包括的长度信息，通过在该长度信息中指示的长度，来恢复在PSDU中包括的MPDU，并且向MAC层传输所恢复的数据和长度信肩、O对于基于标准IEEE 802. 11的通信，使用各种方法，以用于由发射机向接收机传输长度信息。例如，在802. Ilb中，PLCP报头包括具有16比特尺寸的时间信息，而在802. lla/g中，PLCP前导码的L-SIG字段包括通过字节来表现帧长度的具有12比特尺寸的长度信息。同样，在802. Iln中，PLCP前导码的HT-SIG字段包括通过字节来表现MAC层的MPDU或A-MPDU (聚合MPDU)长度的具有16比特尺寸的长度信息。
发明内容
技术问题本发明提供了一种方法和设备，用于在其中通过使用多输入多输出(MIMO)来传送帧的通信系统中准确地向接收机通知所传送的帧的结束，以因而允许该接收机有效地恢复该帧。根据本发明的以下详细描述，本发明的前述和其他目的、特征、方面和优点将被理解，并变得更加明显。同样，可以容易地理解，可以通过在权利要求中陈述的单元及其组合来实现本发明的目的和优点。
技术方案在一方面中，一种用于在多输入多输出(MIMO)系统中由传送终端向接收终端传送数据的方法包括生成包括该数据的数据字段；生成包括与该数据字段有关的信息的信号字段；生成包括该数据字段和该信号字段的数据帧；以及向该接收终端传送该数据帧。在另一方面中，一种用于在多输入多输出(MIMO)系统中由接收终端接收从传送终端传送的数据的方法包括接收包括数据字段和信号字段的数据帧，该数据字段包括该数据，而该信号字段包括与该数据字段有关的信息；对该数据帧进行解码，并且输出该信号字段和该数据字段；以及通过使用该信号字段来从该数据字段中获得该数据。在另一方面中，一种用于在多输入多输出(MIMO)系统中向接收终端传送数据的传送终端包括数据字段生成单元，用于生成包括该数据的数据字段；信号字段生成单元，用于生成包括与该数据字段有关的信息的信号字段；数据帧生成单元，用于生成包括该数据字段和该信号字段的数据帧；以及传送单元，用于向该接收终端传送该数据帧。
在另一方面中，一种用于在多输入多输出(MIMO)系统中接收从传送终端传送的数据的接收终端包括接收单元，用于接收包括数据字段和信号字段的数据帧，该数据字段包括该数据，而该信号字段包括与该数据字段有关的信息；解码单元，用于对该数据帧进行解码，并且输出该信号字段和该数据字段；以及数据获得单元，用于通过使用该信号字段来从该数据字段中获得该数据。有益效果根据本发明的实施例，在其中通过使用MMO来传送帧的通信系统中，向接收机准确地通知所传送的帧的结束，所以该接收机可以有效地恢复该帧。
图I示出了用于通过使用传送持续时间和巾贞填充(padding)来通知巾贞的结束的方法。图2示出了根据本发明实施例的其中通过使用传送持续时间信息和帧长度信息来向接收机提供与帧结束有关的信息的实施例。图3示出了根据本发明实施例的其中通过使用传送持续时间信息和帧长度信息来向接收机提供与帧结束有关的信息的另一实施例。图4示出了根据本发明实施例的数据传送和接收方法所应用到的MU-MMO的PPDU格式。图5示出了根据本发明实施例的VHT-数据(VHT-DATA)字段的配置。图6示出了在图5中的VHT-数据字段中包括的PHY服务数据单元(PSDU)的格式。图7示出了根据本发明的其中在VHT SIG-B中指定PSDU的长度信息的实施例。图8示出了根据本发明的其中通过使用服务字段来指定长度信息的实施例。图9示出了根据本发明的其中通过使用VHT-SIG B字段和服务字段两者来指定长度信息的实施例。图10示出了根据本发明的其中通过使用奇偶校验比特来保护PSDU的长度字段的实施例。图11示出了根据本发明的其中向接收机传输每个用户的码元长度的实施例。
图12示出了用于在图11的实施例中保护VHT-SIG B字段的方法。图13示出了根据本发明的其中以Qword (4字节)为单位来传送PSDU的长度信息的实施例。图14示出了根据本发明的其中在VHT-SIG B字段中仅仅包括PSDU的长度信息的实施例。图15示出了根据本发明的其中通过组合MAC填充方案和长度指示方案来表现长度信息的实施例。图16示出了根据本发明的其中替换了图15的附加报尾填料(pad)的实施例。
图17是用于解释在PHY层中执行的PHY填料的插入的框图。图18示出了根据带宽的VHT-SIG B的调制方案和数据表现方案。图19图示了根据本发明实施例的PPDU格式。图20图示了根据本发明另一实施例的PPDU格式。图21示出了根据本发明实施例的传送终端的配置。图22示出了根据本发明实施例的接收终端的配置。图23是图示了根据本发明实施例的数据传送方法的处理的流程图。图24是图示了根据本发明实施例的数据接收方法的处理的流程图。
具体实施例方式将结合附图来详细描述本发明的前述和其他目的、特征、方面和优点，并相应地，本发明所属技术领域的技术人员将容易地实现本发明的技术构思。在描述本发明时，如果认为用于相关已知功能或构造的详细解释会不必要地使得本发明的要旨偏离，则将省略这种解释，但是本领域技术人员将理解这种解释。现在，将参考附图来描述本发明的实施例，在所述附图中，同样的附图标记表示同样的元素。对于基于标准IEEE 802. 11的通信，使用各种方法来使得发射机(或发送端)向接收机(或接收端)传输长度信息。例如，在802. Ilb中，PLCP报头包括具有16比特尺寸的时间信息，而在802. lla/g中，PLCP前导码的L-SIG字段包括通过字节来表现帧长度的具有12比特尺寸的长度信息。同样，在802. Iln中，PLCP前导码的HT-SIG字段包括通过字节来表现MAC层的MPDU或A-MPDU (聚合MPDU)的长度的具有16比特尺寸的长度信息。同时，在802. Ilac中，使用了采用多个天线的多输入多输出(MMO)无线传送。在802. Ilac 中，将 MIMO 划分为单用户 MIMO (SU-MM0)、I: I 传送、和多用户 MIMO (MU-MIMO),在该多用户MMO中，通过使用空分多址(SDMA)向几个用户同时传送多个帧。在802. Ilac中，当使用SU-MMO时，可以将长度信息包括在用于802. Ilac的SIG字段中，以向接收机通知帧的长度。然而，当使用MU-MIMO时，由于向几个用户传输的每个帧的长度可能是不同的，所以需要用于向每个用户通知相关帧的结束的不同方法。当MU-MMO下行链路传送部分结束时，在接收终端(STA)之中，需要响应的那些接收可以向传送终端(例如，AP)依次地传送ACK协议。这里，可以使用各种方法来向每个接收终端通知用于传送ACK协议的该顺序和传送参考时间。例如，可以通过使用先前传送的帧，来向每个接收终端提供与ACK协议传送顺序有关的信息。同样，为了向每个接收终端通知传送参考时间，可以在用于802. Ilac的SIG字段中包括用于指示其中MU-MMO下行链路传送部分结束的时间点的传送持续时间信息，由此，可以向每个接收终端提供与在最长时间段期间传送的PPDU的长度有关的信息。在使用这种SIG字段的情况下，即使当向某个接收终端分配了具有短长度的空间流时，实际信道也在最长空间流期间执行传送，所以该信道处于忙碌状态中。当终止接收最长PPDU的接收终端的帧接收时，该信道变为空闲，并其后，每个接收终端根据所确定的过程向传送终端传送ACK协议。用于通过使用分界符来指示帧结束的方法之一是通过传送持续时间信息来识别MU-MIMO传送的码元的最大数目，并且利用分界符填充、MAC填充、和PHY填充，来进行填补直到帧的最后码元。从MAC层向PHY层传输的PHY服务数据单元(PSDU)包括有用数据和填充信息，并且将分界符填充和MAC填充分类为无用数据。图I示出了用于通过使用传送持续时间和帧填充来指示帧的结束的方法。当发射机通过使用如图I所示的帧填充来传送帧时，接收机的PHY层无法得知有用数据的长度。因而，接收机的PHY层的解码器恢复排除了最后码元的报尾的分界符填充、MAC填充和最后 PHY填料比特、以及所接收的帧的有用数据。这里，当PHY填料比特具有7比特或更小的尺寸(其未能构成I个八位位组(octet))时，将它丢弃，并然后将其他所恢复的数据传输到MAC层。作为结果，接收机的PHY层无法通过RX向量(RX VECTOR)向MAC层传输有用数据的长度。这里，MAC层接收所填充的MAC帧。因而，MAC层无法识别出所接收的帧的结束，直到它解析出该帧的最后分界符为止，所以它可以在识别出MAC帧的结束之后准确地恢复该帧。在此方法中，帧的长度通过使用向802. Iln的A-MPDU应用的空白分界符而延伸，所以在MAC帧中，仅仅必须使用A-MPDU，而非MPDU。按照这种方式，在使用MMO (具体地，MU-MM0)的通信方法中，为了允许接收机有效地恢复帧，需要向接收机准确地提供与所传送的帧的结束有关的信息。本发明涉及一种用于向接收机准确地通知所传送的帧的结束的方法和设备，以因而允许接收机有效地恢复该帧。现在，将通过实施例来详细地描述本发明。在MU-MMO中，向几个用户同时传送其每一个具有不同长度的帧，并且通过波束形成来向每个用户的接收终端传送每个帧。这里，为了向每个接收终端通知帧的结束，可以使用以下两种方法。第一种方法是通过发射机的PHY层在每个用户的SIG字段或服务字段中包括长度字段。第二种方法是通过MAC层利用填充信息来填补剩余帧，使得它具有与所传送的帧之中的最长帧的OFDM码元数目相同的OFDM码元数目，并且向PHY层传输它。然后，PHY层在SIG字段中包括与每个帧的OFDM码元数目有关的信息，并且接收机的MAC层可以通过帧解析来识别所接收的帧的结束。 在MU-MMO传送部分中，为了向接收机通知传送的结束和MU-MMO空间流的结束，使用了传送持续时间和帧长度信息。当向多个用户传送信号字段时，在公共信号字段中包括用户共同需要的信息，并且将与每个用户有关的信息包括在专用的信号字段中并进行传送。传送持续时间信息是参与MU-MMO传送的所有终端必须知道的用于空信道评估(CCA)延迟的公共信息，所以将它包括在公共信号字段中。同时，由于相应帧的长度是不同的，所以可以将帧长度信息包括在专用信号字段(例如，VHT-SIG字段)的每用户(per-user)信息(或 per-user info)中。这里，该长度信息可以是I) PSDU的长度信息；2)构成PSDU的元素之中的A-MPDU或MPDU的长度信息；或3)MAC填充信息之中的A-MPDU或MPDU的长度信息、实际数据信息。这种长度信息的类型表现了本发明的实施例，并且可以根据长度表达方法来表达各种类型的信息。图2示出了根据本发 明实施例的其中通过使用传送持续时间信息和帧长度信息来向接收机提供与帧的结束有关的信息的实施例。在本实施例中，当发射机传送帧时，它将传送持续时间信息和帧长度信息包括在VHT-SIG字段中，并传送它。接收机的PHY层通过传送持续时间信息来识别传送终止时间(或发射机时间)，并且将它传输到MAC层。这里，PHY层通过RX-向量或CCA空闲事件向MAC层通知参考时间，并且MAC层通过使用参考时间信息来计算要向传送终端传送ACK协议的时间。同样，接收机的PHY层恢复该长度信息，并且解码器通过使用所恢复的长度信息来恢复数据。这里，MAC层通过RX-向量而得知帧的准确长度，所以无需执行MAC协议中的附加分界符匹配。在图2的实施例中，接收机可以通过使用长度信息来得知帧的实际长度信息，PHY层可以仅仅通过所指定的长度来执行解码，并且终止它。因而，可以减少解码所需的功率和时间。同样，MAC层没有执行分界符解析，可以获得相同的效果。图3示出了根据本发明实施例的其中通过使用传送持续时间信息和帧长度信息来向接收机提供与帧的结束有关的信息的另一实施例。当在MU-MMO传送部分中首先完成短流的传送时，减少了发射机的传送功率。相应地，当在接收机中恢复对应的信号时，也减少了接收功率，并且在此情况下，对于以下信号的检测可以出现问题，该信号在接收机中尚未被完全地接收到(即，该信号比其他信号更长)。因而，为了解决该问题，发射机基于具有最长传送持续时间的帧，利用PHY填料来填补每个其他剩余帧的空间流。作为结果，如图3所示生成具有相同传送持续时间的帧，所以发射机可以通过使用统一的功率来在传送持续时间时段中传送帧。接收机可以从具有最长帧的空间流中稳定地检测数据,并且接收到短空间流的接收终端没有通过长度信息来执行不必要的解码。这里，在传送的帧中插入的PHY填料没有影响接收机中帧的结束的检测。图4示出了应用了根据本发明实施例的数据传送和接收方法的MU-MMO的PPDU格式。在图4中，L-STF字段、L-LTF字段、和L-SIG字段与802. lla/g的那些字段相同。其间，VHT-SIGA字段包括共同地应用于每个用户帧的信息，并且VHT-SIG B字段提供每个用户所需的信息。在图4中，在SU-MMO和MU-MMO系统两者中，VHT-SIG字段都包括VHT-SIG A字段和VHT-SIG B字段。VHT-SIG A字段和VHT-SIG B字段根据BPSK进行调制，并且具有长保护间隔。VHT-SIG A字段具有向接收PPDU的每个终端应用的公共信息。其间，在MU-MMO系统中，VHT-SIG B字段包括分别向各个用户应用的信息，并且通过空间多路复用而被传送到每个用户。可以将用于同时传送的多个用户限于四个用户。下面，表I示出了在SU-MMO和MU-MMO系统中使用的VHT-SIG B字段的配置。表2
权利要求
1.一种用于在多输入多输出(ΜΙΜΟ)系统中由传送终端向接收终端传送数据的方法，该方法包括 生成包括该数据的数据字段； 生成包括与该数据字段有关的信息的信号字段； 生成包括该数据字段和该信号字段的数据帧；以及 向该接收终端传送该数据帧。
2.根据权利要求I的方法，其中，该数据字段包括服务字段和PHY服务数据单元(PSDU)字段，并且该PSDU字段包括该数据。
3.根据权利要求2的方法，其中，所述生成该数据字段的步骤包括 计算要在该数据后面添加的媒体接入控制(MAC)填充的尺寸；以及 根据该MAC填充的尺寸来将Qword填料、空白分界符、和最终MAC填料添加在该数据后面，以生成该PSDU字段。
4.根据权利要求3的方法，其中，该信号字段包括用于指定该数据和该Qword填料的尺寸的长度字段。
5.根据权利要求2的方法，其中，该服务字段包括基于在信号字段中包括的信息所计算的循环冗余校验(CRC)比特。
6.根据权利要求I的方法，其中，该信号字段包括调制和编码方案(MCS)字段，该调制和编码方案(MCS)字段包括与该数据字段的调制和编码方法有关的信息。
7.一种用于在多输入多输出(MIMO)系统中由接收终端接收从传送终端传送的数据的方法，该方法包括 接收包括数据字段和信号字段的数据帧，该数据字段包括该数据，而该信号字段包括与该数据字段有关的信息； 对该数据帧进行解码，并且输出该信号字段和该数据字段；以及 通过使用该信号字段来从该数据字段中获得该数据。
8.根据权利要求7的方法，其中，该数据字段包括服务字段和PHY服务数据单元(PSDU)字段，并且该PSDU字段包括该数据。
9.根据权利要求8的方法，其中，该PSDU字段还包括在该数据后面添加的Qword填料、空白分界符、和最终MAC填料。
10.根据权利要求9的方法，其中，该信号字段包括用于指定该数据和该Qword填料的尺寸的长度字段。
11.根据权利要求8的方法，其中，该服务字段包括基于在信号字段中包括的信息所计算的循环冗余校验(CRC)比特。
12.根据权利要求7的方法，其中，该信号字段包括调制和编码方案(MCS)字段，该调制和编码方案(MCS)字段包括与该数据字段的调制和编码方法有关的信息。
13.一种用于在多输入多输出(MMO)系统中向接收终端传送数据的传送终端，该终端包括 数据字段生成单元，用于生成包括该数据的数据字段； 信号字段生成单元，用于生成包括与该数据字段有关的信息的信号字段； 数据帧生成单元，用于生成包括该数据字段和该信号字段的数据帧；以及传送单元，用于向该接收终端传送该数据帧。
14.一种用于在多输入多输出(MIMO)系统中接收从传送终端传送的数据的接收终端，该终端包括 接收单元，用于接收包括数据字段和信号字段的数据帧，该数据字段包括该数据，而该信号字段包括与该数据字段有关的信息； 解码单元，用于对该数据帧进行解码，并且输出该信号字段和该数据字段；以及 数据获得单元，用于通过使用该信号字段来从该数据字段中获得该数据。
全文摘要
本发明涉及一种用于收发数据的方法和设备。根据本发明实施例的其中在MIMO系统中传送终端向接收终端传送数据的方法包括以下步骤生成包含该数据的数据字段；生成包含关于该数据字段的信息的信号字段；生成包含该数据字段和该信号字段的数据帧；以及向该接收终端传送该数据帧。根据本发明，在其中使用MIMO来传送帧的通信系统中向接收终端准确地告知正在传送的帧的结束，由此在接收终端处按照更加有效的方式来对该帧进行解码。
文档编号H04B7/04GK102907011SQ201180023530
公开日2013年1月30日 申请日期2011年3月11日 优先权日2010年3月11日
发明者朴宰佑, 吴锺宜, 李壹求, 李奭圭, 丁敃虎, 崔智然, 李*承, 金润柱 申请人:韩国电子通信研究院