用于发送数据的方法和装置与流程

文档序号:11162026
用于发送数据的方法和装置与制造工艺

本申请要求于2014年6月27日提交的韩国专利申请No.10-2014-0080173的优先权的权益,其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及无线通信,并且更具体地,涉及一种用于在无线局域网中发送数据的方法和使用该方法的装置。



背景技术:

在2009年建立的电气和电子工程师协会(IEEE)802.11n标准基于多输入多输出(MIMO)技术在2.4GHz或5GHz的频带处提供了高达600Mbps的传送速率。

2013年建立的IEEE 802.11ac标准旨在在小于或等于6GHz的频带处利用介质接入控制(MAC)服务接入点(SAP)层方案来提供大于或等于1Gbps的吞吐量。支持IEEE 802.11ac标准的系统被称为极高吞吐量(VHT)系统。

在日益拥塞的环境中,存在实现更有效的无线局域网(WLAN)技术的持续努力。



技术实现要素:

本发明提供了一种用于在无线局域网中发送数据的方法。

本发明还提供了一种用于在无线局域网中发送数据的装置。

在一方面,提供了一种用于在无线局域网中发送数据的方法。所述方法包括:由发送站确定是否要经由单个信道或多个子信道发送用于至少一个接收站的多个介质接入控制协议数据单元(MPDU);如果确定出要经由所述单个信道发送用于至少一个接收站的多个MPDU,则由所述发送站经由所述单个信道将所述多个MPDU发送到所述至少一个接收站;并且如果确定出要经由所述多个子信道发送用于至少一个接收站的多个MPDU,则由所述发送站经由所述多个子信道将所述多个MPDU发送到所述至少一个接收站,其中至少一个MPDU经由与所述至少一个接收站中的对应一个相对应的多个子信道中的至少一个而发送。

多个MPDU中的所有MPDU的接入类别可以相同。

在另一方面,提供了一种被配置为用于在无线局域网中发送数据的装置。所述装置包括:射频模块,其被配置为发送和接收无线电信号;以及处理器,其与所述射频模块可操作地耦合,并且被配置为:确定是否要经由单个信道或多个子信道发送用于至少一个接收站的多个介质接入控制协议数据单元(MPDU);如果确定出要经由所述单个信道发送用于至少一个接收站的多个MPDU,则控制所述射频模块经由所述单个信道将所述多个MPDU发送到所述至少一个接收站;并且如果确定出要经由所述多个子信道发送用于至少一个接收站的多个MPDU,则控制所述射频模块经由所述多个子信道将所述多个MPDU发送到所述至少一个接收站,其中至少一个MPDU经由与所述至少一个接收站中的对应一个相对应的多个子信道中的至少一个而发送。

多个MPDU中的所有MPDU的接入类别可以相同。

由于在同一时间段期间可以发送较大量的数据,所以可以提高传输效率。另外,可以减小发送机的峰值平均功率比(PAPR)。

附图说明

图1示出了传统系统使用的PPDU格式。

图2示出了根据本发明实施例的HEW PPDU格式。

图3示出了用于常规PPDU的星座相位。

图4示出了用于提出的HEW PPDU的星座相位。

图5示出了20MHz信道中的HEW PPDU格式。

图6示出了40MHz信道中的HEW PPDU格式。

图7示出了80MHz信道中的HEW PPDU格式。

图8示出了根据本发明的另一实施例的PPDU格式。

图9示出了根据本发明实施例的带宽信令。

图10示出了具有RTS/CTS带宽信号的PPDU传输的示例。

图11示出了用于PPDU中的数据字段的加扰程序。

图12示出了具有RTS/CTS带宽信号的HEW PPDU传输的示例。

图13示出了在TXOP中间发生帧错误之后执行的PIFS恢复程序。

图14示出了当发生帧错误时的恢复程序。

图15是根据本发明实施例的STA的框图。

具体实施方式

提出的无线局域网(WLAN)系统可以在小于或等于6GHz的波段处或在60GHz的波段处操作。小于或等于6GHz的操作波段可以包括2.4GHz和5GHz中的至少一个。

为了清楚起见,符合电气和电子工程师协会(IEEE)802.11a/g标准的系统被称为非高吞吐量(non-HT)系统,符合IEEE 802.11n标准的系统被称为高吞吐量(HT)系统,并且符合IEEE 802.11ac标准的系统被称为极高吞吐量(VHT)系统。与之相比,符合提出的方法的WLAN系统被称为高效WLAN(HEW)系统。支持在发布HEW系统之前使用的系统的WLAN系统被称为传统系统(legacy系统)。HEW系统可以包括HEW站(STA)和HEW接入点(AP)。术语HEW仅用于与常规WLAN区分开的目的,并且对其不存在限制。除了提出的方法之外,HEW系统还可以通过提供向后兼容来支持IEEE 802.11/a/g/n/ac。

在下文中,除非另外地将站(STA)的功能与接入点(AP)的功能区分开,否则STA可以包括非AP STA和/或AP。当被描述为STA至AP通信时,STA可以被表示为非AP STA,并且其可以对应于非AP STA和AP之间的通信。当被描述为STA至STA通信时或当不另外需要AP的功能时,STA可以是非AP STA或AP。

物理层协议数据单元(PPDU)是用于数据传输的数据单元。

图1示出了传统系统使用的PPDU格式。

支持IEEE 802.11a/g的非HT PPDU包括传统短训练字段(Legacy-Short Training Field,L-STF)、传统长训练字段(Legacy-long Training Field,L-LTF)和传统信号(Legacy-Signal,L-SIG)。

支持IEEE 802.11n的HT PPDU在L-SIG之后包括HT-SIG、HT-STF和HT-LTF。

支持IEEE 802.11ac的VHT PPDU在L-SIG之后包括VHT-SIG-A、VHT-STF、VHT-LTF和VHT-SIG-B。

图2示出了根据本发明实施例的HEW PPDU格式。

L-STF可以被用于帧检测、自动增益控制(AGC)、多样性检测和粗频率/时间同步。

L-LTF可以被用于细频率/时间同步和信道估计。

L-SIG可以包括指示对应PPDU的总长度的信息(或者指示物理层协议服务单元(PSDU)的传输时间的信息)。

L-STF、L-LTF和L-SIG可以与VHT系统的L-STF、L-LTF和L-SIG相同。L-STF、L-LTF和L-SIG可以被称为传统部分(legacy portion)。可以在基于64点快速傅立叶变换(FFT)(或64个子载波)在每个20MHz信道中生成的至少一个正交频分复用(OFDM)符号中发送L-STF、L-LTF和L-SIG。针对20MHz传输,可以通过使用64个FFT点执行离散傅立叶逆变换(IDFT)来生成传统部分。针对40MHz传输,可以通过使用128个FFT点执行IDFT来生成传统部分。针对80MHz传输,可以通过使用512个FFT点执行IDFT来生成传统部分。

HEW-SIGA可以包括一般地由接收PPDU的STA接收到的公共控制信息。可以以2个OFDM符号或3个OFDM符号来发送HEW-SIGA。

下面的表格例示了被包括在HEW-SIGA中的信息。字段名称或位数仅用于示例性目的。

【表1】

HEW-STF可以被用于改善MIMO传输中的AGC估计。

HEW-LTF可以被用于估计MIMO信道。HEW-LTF可以跨所有用户在相同时间点处开始,并且可以在相同时间点处结束。

HEW-SIGB可以包括针对每个STA接收其PSDU所需的用户特定信息。例如,HEW-SIGB可以包括关于对应PSDU的长度和/或其中发送针对对应接收机的PSDU的带宽或信道的信息。

数据部分可以包括至少一个PSDU。HEW-SIGB的位置仅用于说明目的。HEW-SIGB后面可以是数据部分。HEW-SIGB后面可以是HEW-STF或HEW-LTF。

在提出的PPDU格式中,可以每单位频率增加OFDM子载波的数量。OFDM子载波的数量可以通过增加FFT尺寸而增加K倍。K可以是2、4或8。可以经由降频(downclocking)来实现该增加(例如,在相同采样速率的情况下使用较大FFT尺寸)。

例如,采取K=4降频。至于传统部分,在20MHz信道中使用64FFT,在40MHz信道中使用128FFT,并且在80MHz信道中使用256FFT。至于使用较大FFT尺寸的HEW部分,在20MHz信道中使用256FFT,在40MHz信道中使用512FFT,并且在80MHz信道中使用1024FFT。HEW-SIGA可以具有与传统部分相同的FFT尺寸。HEW部分可以具有比传统部分更大的FFT尺寸。

通过使用两个不同的FFT尺寸执行IDFT来生成PPDU。PPDU可以包括具有第一FFT尺寸的第一部分和具有第二FFT尺寸的第二部分。第一部分可以包括L-STF、L-LTF、L-SIG和HEW-SIGA中的至少一个。第二部分可以包括HEW-STF、HEW-LTF和数据部分中的至少一个。HEW-SIGB可以被包括在第一部分中或第二部分中。

当FFT尺寸增加时,OFDM子载波间距减小,并且因此每单位频率的OFDM子载波的数量增加,但是OFDM符号持续时间增加。当FFT尺寸增加时,可以减少OFDM符号时间的保护间隔(GI)(或也被称为循环前缀(CP)长度)。

如果每单位频率的OFDM子载波的数量增加,则支持常规IEEE80.2.11a/g/n/ac的传统STA不能解码对应的PPDU。为了使传统STA和HEW STA共存,在20MHz信道中通过64FFT来发送L-STF、L-LTF和L-SIG,使得传统STA可以接收L-STF、L-LTF和L-SIG。例如,在单个OFDM符号中发送L-SIG,该单个OFDM符号的符号时间是4微秒(us),并且GI是0.8us。

虽然HEW-SIGA包括由HEW STA对HEW PPDU进行解码所需的信息,但是可以在20MHz信道中通过64FFT来发送HEW-SIGA,使得其可以由传统STA和HEW STA两者接收到。这是为了允许HEW STA不仅接收HEW PPDU,而且还接收常规的非HT/HT/VHT PPDU。

图3示出了用于常规PPDU的星座相位。

为了识别PPDU的格式,使用用于在L-STF、L-LTF和L-SIG之后发送的两个OFDM符号的星座的相位。

‘第一OFDM符号’是在L-SIG之后首先出现的OFDM符号。‘第二OFDM符号’是在第一OFDM符号之后的OFDM符号。

在非HT PPDU中,在第一OFDM符号和第二OFDM符号中使用星座的相同相位。在第一OFMD符号和第二OFDM符号两者中使用二进制相移键控(BPSK)。

在HT PPDU中,尽管在第一OFDM符号和第二OFDM符号中使用星座的相同相位,但是星座相对于在非HT PPDU中使用的相位在逆时针方向上旋转90度。具有旋转90度的星座的调制方案被称为正交二进制相移键控(QBPSK)。

在VHT PPDU中,第一OFDM符号的星座与非HT PPDU的相同,而第二OFDM符号的星座与HT PPDU的相同。第二OFDM符号的星座相对于第一OFDM符号在逆时针方向上旋转90度。第一OFDM符号使用BPSK调制,并且第二OFDM符号使用QBPSK调制。由于VHT-SIG-A是在L-SIG之后被发送并且VHT-SIG-A在两个OFDM符号中被发送,所以第一OFDM符号和第二OFDM符号被用于发送VHT-SIG-A。

图4示出了用于提出的HEW PPDU的星座相位。

为了与非HT/HT/VHT PPDU区分开,可以使用在L-SIG之后发送的至少一个OFDM符号的星座。

如同非HT PPDU一样,HEW PPDU的第一OFDM符号和第二OFDM符号具有相同的星座相位。BPSK调制可被用于第一OFDM符号和第二OFDM符号。STA可以区分HEW PPDU和HT/VHT PPDU。

在实施例中,为了区分HEW PPDU和非HT PPDU,可以利用第三OFDM符号的星座。第三OFDM符号的星座可以相对于第二OFDM符号在逆时针方向上旋转90度。第一OFDM符号和第二OFDM符号可以使用BPSK调制,但是第三OFDM符号可以使用QBPSK调制。

在另一实施例中,HEW-SIGA可以提供关于PPDU的格式的指示。该指示可以指示PPDU的格式是否是HEW PPDU。HEW-SIGA可以提供关于正交频分多址(OFDMA)的使用的指示。

在下文中,提出了使用频域中的相位旋转的PPDU以便支持较低的峰值平均功率比(PAPR)。

为了清楚起见,假设PPDU的第二部分(即HEW部分)经由降频而使用4倍FFT尺寸。

在下文中,子信道指的是要分配给STA的资源分配单元。操作带宽(即20MHz信道、40MHz信道、80MHz信道或160MHz信道)可以被划分为多个子信道。子信道可以包括一个或多个子载波。多个子信道可以具有相同数量的子载波或不同数量的子载波。一个或多个子信道可以被分配给STA。STA可以通过分配的子信道来发送一个或多个PPDU。子信道可以被称为‘子带’或‘子群’。

图5示出了在20MHz信道中使用256FFT的HEW PPDU格式。

第一部分(即L-LTF、L-LTF、L-SIG和HEW-SIGA)在20MHz信道中使用64FFT。为了在第二部分中实施256FFT,提出通过对VHT 80MHz PPDU格式执行1/4降频并且通过将GI减小到0.8us和0.4us来减少开销。

如果VHT 80MHz PPDU格式经受1/4降频,则OFDM符号时间增加四倍,并且因此当使用长GI时为16us,并且当使用短GI时为14.4us。也就是说,GI在长GI的情况下也增加到3.2us,并且在短GI的情况下增加到1.6us。然而,GI可以在长GI的情况下保持0.8us,并且在短GI的情况下保持0.4us。在这样做时,在执行1/4降频之后,OFDM符号时间在使用长GI时为13.6us并且在使用短GI时为13.2us。

如果VHT 80MHz PPDU格式在20MHz信道中经受1/4降频,则基于64FFT的VHT-STF、VHT-LTF和VHT-SIG-B中的每个可以构成一个子信道,并且因此,4个子信道通过20MHz信道以256FFT为单位组合并发送。

在图5中,为了减少发送机STA的峰值平均功率比(PAPR),第二部分可以经受如下以子信道为单位的针对相位波形的乘法。

【等式1】

在此,R(k)表示针对子载波索引k处的相位波形的乘法值。256个子载波被划分为4个子信道。相应的子信道由64个子载波组成。可以针对4个子信道从具有最小子载波索引的子信道(即,最低子信道)开始乘以序列{+1,-1,-1,-1}。

可以如下表示等式1。256个子载波被划分为具有不同数量的子载波的第一子群和第二子群。第一子群通过乘以+1而进行相位旋转,并且第二子群通过乘以-1而进行相位旋转。

构成HEW-STF和HEW-LTF的序列可以如下。

HEW-STF={HTS-58,58,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,HTS-58,58},

HEW-LTF={LTFleft,1,LTFright,-1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,-1,LTFleft,1,LTFright,1,-1,1,-1,0,0,0,1,-1,-1,1,LTFleft,1,LTFright,-1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,-1,LTFleft,1,LTFright}

其中:

LTFleft={1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,1,1},

LTFright={1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,-1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,1,1,1}.

图6示出了40MHz信道中的HEW PPDU格式。

为了在40MHz信道中实施512FFT,提出针对20MHz信道的上述256FFT传输使用两个块。类似于在20MHz信道中的256FFT传输中,OFDM符号时间在使用长GI时为13.6us,并且在使用短GI时为13.2us。

L-STF、L-LTF、L-SIG和HEW-SIGA使用64FFT而生成,并且在40MHz信道中以复制的方式被发送两次。也就是说,在第一20MHz子信道中发送第一部分,并且在第二20MHz子信道中发送其复制。

为了减小用于发送L-STF、L-LTF、L-SIG和HEW-SIGA的发送机STA的PAPR,可以如下以20MHz信道为单位对相位波形执行乘法。

【等式2】

这意味着第一部分针对第一20MHz子信道通过乘以+1而进行相位旋转,并且针对第二20MHz子信道通过乘以+j而进行相位旋转。

可以如下表示等式2。128个子载波被划分为第一子群和第二子群。第一子群通过乘以+1而进行相位旋转,并且第二子群通过乘以+j而进行相位旋转。

针对构成512FFT的每个基于64FFT的子信道,为了减少用于发送HEW-STF、HEW-LTF和HEW-SIGB的发送机STA的PAPR,可以如下以子信道为单位对相位波形执行乘法。

【等式3】

更具体地,根据等式3,512个子载波被划分为8个子信道。相应的子信道由64个子载波组成。可以针对8个子信道从具有最小子载波索引的子信道(即,最低子信道)开始乘以序列{+1,-1,-1,-1,+1,-1,-1,-1}。

可以如下表示等式3。512个子载波被划分为四个子群。第一子群通过乘以+1而进行相位旋转,第二子群通过乘以-1而进行相位旋转,第三子群通过乘以+1而进行相位旋转,并且第四子群通过乘以-1而进行相位旋转。

构成HEW-STF和HEW-LTF的序列可以如下。

HEW-STF={HTS-58,58,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,HTS-58,58,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,HTS-58,58,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,HTS-58,58},

HEW-LTF={LTFleft,1,LTFright,-1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,-1,LTFleft,1,LTFright,1,-1,1,-1,0,0,0,1,-1,-1,1,LTFleft,1,LTFright,-1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,-1,LTFleft,1,LTFright,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,LTFleft,1,LTFright,-1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,-1,LTFleft,1,LTFright,1,-1,1,-1,0,0,0,1,-1,-1,1,LTFleft,1,LTFright,-1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,-1,LTFleft,1,LTFright}

在此,

LTFleft={1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,1,1},

LTFright={1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,-1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,1,1,1}.

图7示出了80MHz信道中的HEW PPDU格式。

为了在80MHz信道中实施1024FFT,提出针对20MHz信道的前述256FFT传输使用四个块。类似于在20MHz信道中的256FFT传输中,OFDM符号时间在使用长GI时为13.6us,并且在使用短GI时为13.2us。

使用64FFT发送的L-STF、L-LTF、L-SIG和HEW-SIGA还在80MHz信道中以复制的方式被发送四次。也就是说,在第一20MHz子信道中发送第一部分,并且分别在第二、第三和第四20MHz子信道中发送其复制。

为了减小用于发送L-STF、L-LTF、L-SIG和HEW-SIGA的发送机STA的PAPR,可以如下以20MHz信道为单位对相位波形执行乘法。

【等式4】

这意味着第一部分针对第一20MHz子信道通过乘以+1而进行相位旋转,并且针对第二、第三和第四20MHz子信道通过乘以-1而进行相位旋转。

可以如下表示等式4。256个子载波被划分为具有不同数量的子载波的第一子群和第二子群。第一子群通过乘以+1而进行相位旋转,并且第二子群通过乘以-1而进行相位旋转。

针对构成1024FFT的每个基于64FFT的子信道,为了减小用于发送HEW-STF、HEW-LTF和HEW-SIGB的发送机STA的PAPR,可以如下以子信道为单位对相位波形执行乘法。

【等式5】

更具体地,根据等式5,1024个子载波被划分为16个子信道。相应的子信道由64个子载波组成。可以针对16个子信道从具有最小子载波索引的子信道(即,最低子信道)开始乘以序列{+1,-1,-1,-1,+1,-1,-1,-1,+1,-1,-1,-1,+1,-1,-1,-1}。

可以如下表示等式5。1024个子载波被划分为8个子群。第一子群通过乘以+1而进行相位旋转,第二子群通过乘以-1而进行相位旋转,第三子群通过乘以+1而进行相位旋转,第四子群通过乘以-1而进行相位旋转,第五子群通过乘以+1而进行相位旋转,第六子群通过乘以-1而进行相位旋转,第七子群通过乘以+1而进行相位旋转,并且第八子群通过乘以-1而进行相位旋转。

构成HEW-STF和HEW-LTF的序列如下。

HEW-STF={HTS-58,58,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,HTS-58,58,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,HTS-58,58,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,HTS-58,58,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,HTS-58,58,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,HTS-58,58,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,HTS-58,58,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,HTS-58,58},

HEW-LTF={LTFleft,1,LTFright,-1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,-1,LTFleft,1,LTFright,1,-1,1,-1,0,0,0,1,-1,-1,1,LTFleft,1,LTFright,-1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,-1,LTFleft,1,LTFright,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,LTFleft,1,LTFright,-1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,-1,LTFleft,1,LTFright,1,-1,1,-1,0,0,0,1,-1,-1,1,LTFleft,1,LTFright,-1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,-1,LTFleft,1,LTFright,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,LTFleft,1,LTFright,-1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,-1,LTFleft,1,LTFright,1,-1,1,-1,0,0,0,1,-1,-1,1,LTFleft,1,LTFright,-1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,-1,LTFleft,1,LTFright,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,LTFleft,1,LTFright,-1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,-1,LTFleft,1,LTFright,1,-1,1,-1,0,0,0,1,-1,-1,1,LTFleft,1,LTFright,-1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,-1,LTFleft,1,LTFright},

在此,

LTFleft={1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,1,1},

LTFright={1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,-1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,1,1,1}

可以增加FFT尺寸以提高PPDU传输效率。为了提供与传统STA的兼容性,首先发送使用与传统PPDU相同的FFT尺寸的第一部分(STF、LTF、L-SIG和HEW-SIGA),并且随后发送使用较大FFT尺寸的第二部分(HEW-STF、HEW-LTF、HEW-SIGB和PSDU)。

为了减少发送机STA的PAPR,第一部分和第二部分在频域中使用不同的相位旋转。这意味着第一部分中的子载波的相位旋转不同于第二部分中的子载波的相位旋转。

图8示出了根据本发明另一实施例的PPDU格式。

由于在发送L-STF、L-LTF、L-SIG和HEW-SIGA之后每单位频率的OFDM子载波的数量增加,所以可能需要处理时间来处理具有较大FFT尺寸的数据。处理时间可以称为HEW过渡间隙。

在实施例中,可以通过定义后面是HEW-STF的短帧间间距(SIFS)来实施HEW过渡间隙。SIFS可以位于HEW-SIGA和HEW-STF之间。SIFS可以位于HEW-SIGB和HEW-STF之间。

在另一个实施例中,可以以再次发送HEW-STF的方式来实施HEW过渡间隙。HEW-STF的持续时间可以取决于处理时间或STA的能力而变化。如果需要该处理时间,则HEW-STF的持续时间可以变为两倍。

在下文中,描述了提出的带宽信令。

发送机STA可以在发送HEW PPDU之前向目的地STA发送请求发送(Request To Send,RTS)帧。此外,发送机STA可以从目的地STA接收允许发送(Clear To Send,STS)帧作为响应。可以通过发送机STA和目的地STA之间的RTS/CTS交换而使用带宽信号来确定HEW PPDU的传输带宽。

如果发送机STA执行空闲信道评估(CCA),并且如果确定40MHz信道是空闲的,则通过40MHz信道发送RTS帧。如果只有20MHz信道是空闲的,则目的地STA仅在20MHz信道中接收RTS帧,并且目的地STA在20MHz信道中使用CTS帧向发送机STA进行响应。由于发送机STA通过40MHz信道来发送RTS帧但是仅在20MHz信道中接收CTS帧作为响应,所以HEW PPDU的传输带宽可以小于或等于其中使用CTS帧来接收响应的信道带宽。

图9示出了根据本发明实施例的带宽信令。STA1是发送机STA,并且STA2是目的地STA。

在发送HEW PPDU之前,STA1向STA2发送RTS帧,并且从STA2接收CTS帧。STA1执行CCA,并且由于确定了80MHz信道是空闲的,所以以复制的方式以20MHz信道为单位通过80MHz信道来发送RTS帧。也就是说,在80MHz频带处发送四个20MHz RTS帧(即,一个20MHz RTS帧和三个复制的RTS帧)。出于减少用于发送RTS帧的STA的PAPR的目的,可以将每个20MHz信道乘以{1,-1,-1,-1}的值。

在STA2中,只有40MHz信道是空闲的,并且因此仅通过40MHz信道来接收RTS帧。STA2在40MHz信道中使用CTS帧对STA1进行响应。

虽然STA1通过80MHz信道来发送RTS帧,但是仅通过40MHz信道来接收CTS帧。因此,在稍后的时间发送的HEW PPDU的传输带宽可以被设置为在其中使用CTS帧来接收响应的40MHz信道带宽。

还可以以20MHz为单位以复制的方式发送CTS帧。出于减少用于发送多个CTS帧的STA2的PAPR的目的,可以将每个20MHz信道乘以{1,j}的值。

HEW PPDU可以由发送机STA通过独立地划分信道而被同时发送到多个目的地STA。在图9中,关于由STA1发送的PSDU,通过使用最低20MHz信道将一个PSDU发送到STA2,并且同时,通过使用在其上的20MHz信道而将另一个PSDU发送到STA3。然而,可选地,还可能的是,发送机STA(即,STA1)仅向一个目的地STA执行传输,而不必独立地划分所有可用信道。

当通过独立地划分信道来将HEW PPDU同时发送到多个目的地STA时,寻址到每个目的地STA的每个PSDU的信道带宽可以被限制为小于或等于其中使用CTS帧来接收响应的信道带宽。此外,HEW PPDU中的所有PSDU的信道带宽之和可以被限制为小于或等于其中使用CTS帧来接收响应的信道带宽。在交换RTS/CTS帧之后,被同时发送到多个目的地STA的HEW PPDU可以具有寻址到响应CTS帧的STA的PSDU。在图9中,因为STA2使用CTS帧进行响应,所以寻址到STA2的PSDU被包括在HEW PPDU中。

可以基于HEW PPDU的传输带宽来确定HEW PPDU的相位旋转序列。当HEW PPDU的传输带宽相同时,发送到单个目的地STA或发送到多个目的地STA的HEW PPDU的相位旋转序列是相同的。在图9中,在40MHz信道中使用512FFT的HEW PPDU正在应用如图6中描述的相同相位旋转序列,尽管HEW PPDU的PSDU被寻址到多个目的地STA。

现在,描述与在传输机会(TXOP)期间的PPDU传输和错误恢复有关的方法。

TXOP可以被定义为在其期间STA有权向无线介质上发起帧交换序列的时间间隔。接入类别(AC)可以被定义为一个标签,其用于由站点使用来竞争信道以便以一定优先级发送介质接入控制(MAC)服务数据单元(MSDU)的增强型分布式信道接入(EDCA)参数的公共集合。AC涉及服务质量(QoS)要求。

如果STA通过在每个信道上独立地发送PPDU而同时向多个目的地STA发送一个或多个PPDU,则这可以被称为OFDMA模式。当在OFDMA模式中操作时,STA可以经由如图8和图9中所示的多个信道向多个目的地STA发送一个或多个PPDU。

子信道可以指的是在OFDMA模式中分配给每个目的地STA的传输单元。操作带宽可以被划分为多个子信道。如果发送机STA通过在每个信道上独立地发送HEW PPDU而同时向多个目的地STA发送每个HEW PPDU,则要被发送到特定目的地STA的每个HEW PPDU具有相同的接入类别。在图9中,从STA1发送到STA2的PPDU以及由STA1向STA3发送的PPDU必须具有相同的接入类别。取决于TXOP的接入类别而不同地设置TXOP极限。因此,这意味着如果发送机STA通过在每个信道上发送HEW PPDU而同时向多个目的地STA发送HEW PPDU,则必须将相同的TXOP极限值应用于要被发送的所有PPDU。为此,提出了主要接入类别。

主要接入类别可以指示由STA2用来获取TXOP的回退计时器的接入类别。在图9中,在STA1发送RTS帧之前,针对每个接入类别运行回退计时器,并且如果在回退计时器当中对应于接入类型语音(AC_VO)的回退计时器达到0,则AC_VO对应于主要接入类别。如果确定了主要接入类别,则只能发送具有主要接入类别的HEW PPDU。

由于多个目的地STA中的每个具有要接收的不同量的数据,所以根据本发明的另一个实施例可以通过针对每个信道独立地划分不同接入类别的HEW PPDU来同时对其进行发送。但是,在这种情况下,对应TXOP的TXOP极限必须由主要接入类别来确定。在图9中,当主要接入类别是AC_VO时,由STA1发送到STA2的PPDU的接入类别必须是AC_VO,并且整个TXOP受到AC_VO的TXOP极限的限制。由STA1发送到STA3的PPDU的接入类别可以是AC_VI(Video,视频)、AC_BE(Best Effort,尽力)或AC_BK(Background,后台)。

如果目的地STA的可用带宽比获取TXOP的发送机STA的传输带宽更宽,则除了发送机STA之外,目的地STA可以通过针对每个信道独立地划分该带宽来支持由另一STA执行的同时传输。

已经通过回退机制获取了TXOP的发送机STA向目的地STA发送RTS帧。带宽信号和接入类别可以被包括在RTS帧中。基于被包括在RTS帧中的带宽和接入类别,目的地STA可以允许另一STA发送用于目的地STA的数据帧。在发送机STA的TXOP期间,允许未被发送机STA使用的信道被另一STA使用。目的地STA可以经由至少一个空闲子信道发送至少一个CTS帧。例如,目的地STA可以经由第一子信道向发送机STA发送第一CTS帧,并且可以经由第二子信道向另一STA发送第二CTS帧。已接收到第一CTS帧的发送机STA可以通过仅利用接收第一CTS帧的第一子信道来向目的地STA发送数据帧。目的地STA还可以利用第二子信道来与另一STA通信。

图10示出了具有RTS/CTS带宽信号的PPDU传输的示例。

在发送HEW PPDU之前,发送机STA(即,STA2)向一个目的地STA(即,STA1)发送RTS帧,并且从STA1接收CTS帧作为响应。STA2执行空闲信道评估(CCA)。STA2确定80MHz信道是空闲的,以复制的方式以20MHz信道为单位通过80MHz信道来发送RTS帧。为了减小PAPR,在四个20MHz信道上乘以{+1,-1,-1,-1}的相位旋转序列。

在其中目的地STA(即,STA1)意图通过针对每个信道独立地划分HEW PPDU来支持由多个发送机STA进行的HEW PPDU的同时传输的情况下,可以针对每个信道向不同的发送机STA发送CTS帧作为响应。在图10中,可以看出STA1使用CTS帧向STA2进行响应,并且同时,STA1在不同信道中使用CTS帧向STA3进行发送。虽然CTS帧相对于不同的发送机STA通过针对每个信道被独立地划分而被同时地发送,但是可以看出,通过将四个20MHz信道乘以{+1,-1,-1,-1}的相位旋转序列来执行传输。

STA2和STA3可以分别从STA1接收CTS帧。相应的CTS帧具有关于其传输信道和接入类别的信息。STA2和STA3可以经由其中接收到对应CTS帧的传输信道向STA1发送HEW PPDU。

HEW PPDU可以具有相同的接入类别。在图10中,由STA2发送到STA1的HEW PPDU1和由STA3发送到STA1的HEW PPDU2可以具有相同的接入类别。取决于TXOP的接入类别而不同地设置TXOP极限。因此,相同的TXOP极限可以被应用于要被发送的所有HEW PPDU。为此,可以定义上述主要接入类别。

主要接入类别指示由STA用来获取TXOP的回退计时器的接入类别。在图图10中,在STA1发送RTS帧之前,针对每个接入类别运行回退计时器。如果对应于接入类别语音(AC_VO)的回退计时器达到0,则AC_V0对应于主要接入类别。如果确定了主要接入类别,则可以将关于主要接入类别的信息发送到目的地STA。目的地STA可以向多个发送机STA递送主要接入类别信息。因此,要由多个发送机STA发送的所有PPDU可以具有相同的接入类别。

由于多个发送机STA具有要发送的不同量的数据,所以根据本发明的另一个实施例可以通过针对每个信道独立地划分不同接入类别的HEW PPDU来同时对其进行发送。但是,在这种情况下,对应TXOP的TXOP极限必须由主要接入类别来确定。在图10中,当主要接入类别是AC_VO时,由STA1发送到STA2的PPDU的接入类别必须是AC_VO,并且整个TXOP受到AC_VO的TXOP极限限制。由STA1发送到STA3的PPDU的接入类别可以是AC_VI(视频)、AC_BE(尽力)或AC_BK(后台)。

为了通过RTS/CTS帧将关于主要接入类别的信息递送给STA,提出了使用诸如AC_VO、AC_VI、AC_BE、AC_BK的QoS参数对加扰序列的至少一个位进行编码。

图11示出了PPDU中的数据字段的加扰程序。

可以使用长度127帧同步加扰器来对PPDU中的数据字段进行加扰。该数据字段包括至少一个PDSU。PSDU的八位位组被置于发送串行位流中,第一个是位0并且最后一个是位7。由加扰器重复生成的127位序列应该是(最左侧的首先使用)00001110 11110010 11001001 00000010 00100110 00101110 10110110 00001100 11010100 11100111 10110100 00101010 11111010 01010001 10111000 1111111。相同的扰码器被用于加扰发送数据和解扰接收数据。如果参数CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT不存在,则加扰器的初始状态可以被设置为伪随机非零状态。如果参数CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT存在,则加扰序列的前7位可以如下表所示进行设置。

【表8】

由于加扰序列的前7位被用作加扰初始种子,所以至少2位可以被设置为指示主要接入类别的值。

当通过RTS帧知道对应TXOP的主要接入类别时,目的地STA可以通过将主要接入类别设置为相同的值来使用CTS帧进行响应。

图12示出了具有RTS/CTS带宽信号的HEW PPDU传输的示例。

这是其中STA1使用CTS帧向STA2和STA3进行响应、但是STA3未能成功地接收CTS帧的情况。STA2获取TXOP,并且STA1是目的地STA。

如果STA3未能成功地接收CTS帧,则STA3不向STA1发送数据帧。像这样,如果在TXOP的中间发生错误,则不在分配给STA3的信道中发送数据帧。为了利用未被STA3使用的信道,STA1和STA2可以在所有主要信道和次要信道上执行PCF帧间间距(PIFS)恢复程序以再次确定在稍后的时间要使用的信道带宽。

图13示出了在TXOP中间发生帧错误之后执行的PIFS恢复程序。

STA2通过AC_VO的回退计时器获取TXOP,并且随后向STA1发送RTS帧。STA1通过使用不同的信道使用CTS帧向STA2和STA3响应。已成功接收到CTS帧的STA2通过使用被包括在CTS帧中的带宽信号和通过其接收到CTS帧的信道来向STA1发送PPDU。此外,从STA1接收块ACK帧作为响应,并且接收用于数据帧传输的反馈。

然而,未能成功接收CTS帧的STA3不向STA1发送任何PPDU。

不能从STA3接收任何数据帧的STA1请求STA2(即,TXOP所有者)出于将分配给STA3的信道重新分配给另一STA的目的而执行PIFS恢复。可以通过由STA1发送到STA2的块ACK帧来用信号发送这种请求。从STA1接收到用于执行PIFS恢复的请求的STA2可以通过在相对于主要信道和次要信道的PIFS时间期间执行CCA过程来确定信道状态是空闲状态还是忙碌状态。

如果STA1具有TXOP所有者的权限(例如,STA1是相反方向协议中的RD应答器),则STA1可以相对于主要信道和次要信道在PIFS时间期间执行CCA过程。这意味着在OFDMA模式中操作的STA出于在TXOP期间重新分配信道的目的而执行PIFS恢复,而不论发送的HEW PPDU是否成功。

在图13中,所有80MHz信道都是空闲的,并且STA2再次在80MHz信道中发送RTS帧。目的地STA(即STA1)通过相应的不同信道使用CTS帧向STA2和STA3进行响应,并且因此为STA3提供再一次在对应信道中独立地同时发送HEW PPDU的机会。此时,已成功接收到CTS帧的STA3还通过使用被包括在CTS帧中的带宽信号和通过其接收到CTS帧的信道来向STA1发送PPDU。此外,从STA1接收块ACK帧作为响应,并且接收用于数据帧传输的反馈。

图14示出了当帧错误发生时的恢复程序。

STA2通过AC_VO的回退计时器来获取TXOP,并且随后向STA1发送RTS帧。STA1通过使用不同的信道使用CTS帧向STA2和STA3进行响应。

已经成功接收到CTS帧的STA3通过使用被包括在CTS帧中的带宽信号和通过其接收到CTS帧的信道来向STA1发送PPDU。

然而,未能成功接收CTS帧的STA2不向STA1发送任何PPDU。由于与TXOP所有者对应的STA2不使用主要信道,所以包括STA2的所有STA再次执行回退机制,并且在以上图中,STA4可以重新获得TXOP并向STA1发送RTS帧。然而,由于STA3当前正在发送40MHz PPDU,所以对应的信道状态是忙碌的,并且因此只能通过包括主要信道的40MHz信道来发送STA4的RTS帧。这是其中STA1从STA2接收PPDU并且还从STA4接收RTS帧的情况。

在实施例中,当在STA的主要信道中接收到某个帧而同时在次要信道中接收到另一帧时,STA可以停止接收当前正在次要信道中接收的帧。捕获效应是当接收到具有比当前正在同一信道中接收到的帧的接收信号强度大了特定水平或者与之相等的强度的信号时立即停止接收当前正在被接收的帧的方案。提出的方法扩展了捕获效应的此类概念,这意味着当在次要信道中接收某个帧期间在其主要信道中接收到某个帧时,立即停止某个帧的接收,而不论当前正在次要信道中被接收的帧的接收信号强度如何。

在图14中,已成功地从STA4接收到RTS帧的STA1使用CTS帧向STA3进行响应,并且随后STA4开始向STA1发送PPDU。

图15是根据本发明实施例的STA的框图。

STA可以包括处理器21、存储器22和射频(RF)模块23。

处理器21实施根据本发明实施例的STA的操作。处理器21可以根据本发明的实施例生成PPDU,并且可以命令RF模块23发送该PPDU。存储器22存储用于处理器21的操作的指令。存储的指令可以由处理器21执行并且可以被实施以执行STA的上述操作。RF模块23发送和接收无线电信号。

处理器可以包括专用集成电路(ASIC)、其他芯片组、逻辑电路和/或数据处理器。存储器可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪速存储器、存储卡、存储介质和/或其他存储装置。RF单元可以包括用于处理无线电信号的基带电路。当在软件中实施上述实施例时,可以使用执行上述功能的模块(过程或功能)来实施上述方案。该模块可以被存储在存储器中并由处理器执行。存储器可以被布置到处理器内部或外部,并使用各种已知的手段连接到处理器。

在上述示例性系统中,虽然已经基于使用一系列步骤或块的流程图描述了所述方法,但是本发明不限于该步骤的序列,并且一些步骤可以以与其余步骤不同的序列来执行或者可以与其余步骤同时执行。此外,本领域中的那些技术人员将理解的是,在流程图中示出的步骤不是排他性的,而是可以包括其他步骤,或者在不影响本发明的范围的情况下可以删除流程图中的一个或多个步骤。

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