无线局域网信息传输方法和装置与流程

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及无线局域网信息传输方法和装置。

背景技术：

无线局域网络(wirelesslocalareanetworks，wlan)是一种数据传输系统，它利用无线射频(radiofrequency，rf)技术，取代旧式双绞铜线所构成的局域网络，使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它，达到信息传输的目地。wlan技术的发展与应用已经深深的改变了人们的交流方式和工作方式，带给人们前所未有的便捷。随着智能终端的广泛应用，人们对数据网络流量的需求日益增长。wlan的发展离不开其标准的制定与推广应用，其中ieee802.11系列是主要标准，主要有802.11，802.11b/g/a，802.11n，802.11ac。其中除802.11及802.11b外其它标准均采用正交频分复用(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing，ofdm)技术作为物理层的核心技术。

信道估计，就是根据接收信号在一定准则下将发射信号所经过的信道参数估计出来的过程。无线通信系统的性能很大程度上受到无线信道的影响，如阴影衰落和频率选择性衰落等等，使得发射机和接收机之间的传播路径非常复杂。无线信道并不像有线信道固定并可预见，而是具有很大的随机性。在ofdm系统的相干检测中需要对信道进行估计，信道估计的精度将直接影响整个系统的性能。

wlan技术在过去的十几年间取得了高速的发展，其中核心的传输标准是ieee802.11系列标准，包括802.11a，802.11n，802.11ac等，并且802.11系列标准是后向兼容的，也即后面发展的标准会兼容已有的标准。当前正在标准化进程中的802.11ax同样需要满足后向兼容的特性，其中，相应标准需要尽量降低无线局域网的峰均比(peaktoaveragepowerratio，papr)。

技术实现要素：

为了降低无线局域网的papr，本发明实施方式提供一种无线局域网中的信息传输方法，生成传统信令域和/或重复传统信令域l-sig/rl-sig,其中包括：在20mhz带宽下的l-sig或者rl-sig的序号为-28,-27,27,28的子载波依次携带-1,-1,-1,1；

发送所述生成的l-sig/rl-sig。当然，除了-1,-1,-1,1之外，实施例中还提供了其他较优的值。

当传输带宽大于20mhz带宽时，所述生成l-sig/rl-sig包括：将在序号为-28,-27,27,28的子载波上携带所述-1,-1,-1,1的所述l-sig或者rl-sig在传输带宽中的各个20mhz上进行复制和相位旋转。

可以替换的，当传输带宽大于20mhz带宽时，相应的在11ax中的l-sig/rl-si增加的子载波可以携带实施例中提供的其他较优值。

相应的，一种无线局域网信息传输装置，其特征在于，包含处理单元，被设置为用于执行前述的方法，以及接口。

通过仿真与比较，本发明实施方式中的l-sig或者rl-sig使得系统具有非常低的papr值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施方式无线局域网的一个简单示意图；

图2是本发明实施方式中(例如802.11ax)的分组结构简单示意；

图3是本发明实施方式中l-sig结构示意简单示意图；

图4是802.11ac的l-sig在20mhz带宽时的子载波映射示意；

图5是802.11ac的40mhz带宽下l-sig的复制及相位旋转示意；

图6是802.11ac的的l-sig的发送流程；

图7是本发明实施方式中(例如802.11ax)的20mhz带宽下he-siga的子载波映射示意；

图8本发明实施方式中(例如802.11ax)中20mhz带宽l-sig的子载波映射示意的简单示意图；

图9为一种本发明实施方式中(例如802.11ax)l-sig/rl-sig在额外增加子载波后的发送流程。

图10为另一种本发明实施方式中(例如802.11ax)l-sig/rl-sig在额外增加子载波后的发送流程。

图11为本发明实施方式一种信息传输装置的简单示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明各实施例的方案可适用于wlan网络系统。图1为本发明实施例一所提供的无线局域网中的导频传输方法的适用场景示意图。如图1所示，该wlan网络系统中可包括一个接入站101和至少两个站点102。

接入点(ap,accesspoint)，也可称之为无线访问接入点或桥接器或热点等，其可以接入服务器或通信网络。

站点(sta,station)，还可以称为用户设备，可以是无线传感器、无线通信终端或移动终端，如支持wifi通讯功能的移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有无线通信功能的计算机。例如，可以是支持wifi通讯功能的便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的，可穿戴的，或者，车载的无线通信装置，它们与无线接入网交换语音、数据等通信数据。本领域技术人员知道，一些通信设备可能同时具有上述接入点或者站点的功能，在此不予限制。

图2给出了802.11ax的分组结构简单示意，其中高效信令域b(highefficiencysignalfieldb，he-sigb)只在上行多用户传输分组中存在。

在上述分组结构中，传统短训练域(legacyshorttrainingfield，l-stf)、传统长训练域(legacylongtrainingfield，l-ltf)及传统信令域(legacysignalfield，l-sig)属于传统前导部分，其作用之一是用来实现后向兼容特性。重复传统信令域(repeatedlegacysignalfield,rl-sig)和l-sig完全一样，其作用之一是用来对802.11ax分组进行自动检测。图3给出了l-sig的示意。可以看出，l-sig域中一共包含了24个信息比特，并且携带了速率，长度等控制信息。

在现有的802.11ac中，l-sig字段采用码率为1/2的二进制卷积编码(binaryconvolutioncode)得到48个编码后比特，然后进行交织处理，接着采用二进制相移键控(binaryphaseshiftkey，bpsk)来进行调制获得48个符号。

当传输带宽为20mhz时，1x模式下子载波数为64，其序号为-32,…,-1,0,1,…,31，相邻子载波间的频率间隔为δf＝312.5khz。在这64个子载波中，可用的子载波数为52，编号为-26,…,-1,1,…,26。对于所述52个子载波，用于传输l-sig的子载波数为48，这些子载波的序号为-26,…-22,-20,…,-8,-6,…-1,1,…,6,8,…,20,22,…26，其余4个子载波承载导频序列。将前述获得的l-sig的48个符号映射到序号为-26,…-22,-20,…,-8,-6,…-1,1,…,6,8,…,20,22,…26的子载波上，随后在序号为±7,±21的子载波上插入导频序列。

图4给出了20mhz时l-sig的子载波映射示意，其中直流子载波未画出，以及序号为-32,…,-27,27,…,31的空子载波也为画出，承载导频序列的子载波是用虚线加以区分。

当传输带宽大于20mhz时，需要将l-sig(包含导频序列)在各个20mhz上进行复制及旋转，也即将20mhz情形时序号为-26,…,-1,1,…,26的子载波(包含导频序列)上的内容复制到各个20mhz上，并且对每个20mhz带宽施加相应地相位旋转。具体地，以40mhz为例，104个可用子载波的序号为-58,…,-33,-31,…,-6,6,…,31,33,…,58。将20mhz情形时序号为-26,…,-1,1,…,26的子载波(包含导频序列)上的内容依次复制到40mhz带宽下序号为-58,…,-33,-31,…,-6的子载波上(也即40mhz带宽第一个20mhz中l-sig字段可用的子载波)以及序号为6,…,31,33,…,58的子载波上(也即40mhz带宽第二个20mhz中l-sig字段可用的子载波)。随后，对每个20mhz施加相位旋转，具体地，对40mhz带宽下序号为-58,…,-33,-31,…,-6的子载波上的符号乘以相位旋转因子γ(1)＝1；对40mhz带宽下序号为6,…,31,33,…,58的子载波上的符号乘以相位旋转因子γ(2)＝j,其中图5给出了40mhz带宽下l-sig的复制及相位旋转示意。对于80mhz及160mhz情形也是类似进行复制和相位旋转，这里不在赘述。

接下来，进行反离散傅里叶变换(inversediscretefouriertransform，idft)，并且对各发送链(transmitchain)及频率段(frequencysegment)施加对应地循环位移延迟(cyclicshiftdelay，csd)。接着，插入保护间隔(guardinterval，gi)及施加窗函数获得l-sig的基带信号，最后，将所述基带信号经过频率搬移后通过射频端口发射。图6给出了802.11ac标准中l-sig的发送流程。

然而，在802.11ac标准中，对于传统前导部分，每个20mhz带宽上可用子载波的个数为52，其中48个子载波用来承载数据，剩余4个子载波用来承载导频。而在最新的802.11ax标准中，分组前导部分的he-siga字段的可用子载波数目从52增加到56(它们的序号为-28,-27,-26,…,-1,1,…,26,27,28)，其中用于承载数据的子载波的个数由48变为52(它们的 序号为-28,-27,-26,…-22,-20,…,-8,-6,…-1,1,…,6,8,…,20,22,…26,27,28)，其余4个子载波仍然承载导频序列。图7给出了在20mhz带宽上，he-siga字段的子载波映射示意。

为了使得接入点(accesspoint，ap)或者站点(station，sta)能解码he-siga的数据，需要对上述序号为-28,-27,-26,…-22,-20,…,-8,-6,…-1,1,…,6,8,…,20,22,…26,27,28的52个子载波进行信道估计。序号为-26,…-22,-20,…,-8,-6,…-1,1,…,6,8,…,20,22,…26的48个子载波可以通过l-stf和l-ltf字段来进行信道估计。然而，由于l-stf和l-ltf在序号为-28,-27,27,28的子载波上没有数值，也即没有使用所述4个子载波，所以没办法通过l-stf和l-ltf字段来估计序号为-28,-27,27,28的子载波的信道。为了对序号为-28,-27,27,28的子载波进行信道估计，802.11ax的草案在l-sig/rl-sig字段额外增加了序号为-28,-27,27,28的4个子载波来用于信道估计，此时l-sig/rl-sig在20mhz带宽上占据的子载波如图8所示。

已有的802.11ac中的l-sig传输方式没有使用序号为-28,-27,27,28的子载波，因此如何传输802.11ax中所述4个子载波、所述4个子载波上该携带什么内容以及当传输带宽大于20mhz时该如何处理都没有解决方案。

实施例一

由于802.11ax中的rl-sig和l-sig完全一样，所以以下均以l-sig为对象进行说明，对于rl-sig，进行同样的处理。

一种较优的实施方式中，生成或者处理l-sig/rl-sig字段，包括，在20mhz带宽下，l-sig/rl-sig字段中序号为-28,-27,27,28的子载波上携带的内容依次为-1,-1,-1,1，将其记为c1。然后进行后续的处理，例如发送该生成或者处理后的l-sig/rl-sig。在该内容下，添加额外子载波后的l-sig/rl-sig在2730种不同取值下的最大papr能够非常小。

或者，另一种较优的实施方式中，生成或者处理l-sig/rl-sig字段，包括，在20mhz带宽下l-sig/rl-sig字段中序号为-28,-27,27,28的子载波上携带的内容依次为1,-1,-1,1，将其记为c2。然后进行后续的处理，例如发送该生成或者处理后的l-sig/rl-sig。在该内容下，添加额外子载波后的l-sig/rl-sig在2730种不同取值下的平均papr也非常小。

在本实施方式中，当传输带宽大于20mhz时(例如40mhz、80mhz、160mhz)，可以参考802.11ac处理方式，将上述l-sig(包含序号-28,-27,27,28的子载波)在各个20mhz上进行复制及相位旋转。图9给出了l-sig/rl-sig的发送流程一(可以适用于所有传输带宽，其中在20mhz时不需要“在各20mhz上复制的步骤”)，本实施方式中，和802.11ac标准的 区别是：星座映射模块除了执行802.11ac已有的标准的步骤外，还需在序号为-28,-27,27,28的子载波上插入内容前述c1或者c2。

本实施方式中，具体的，通过仿真得到该内容c1(-1,-1,-1,1)在20mhz传输带宽下的最大papr为10.45db，其他内容在20mhz带宽下最大papr有些高达12.06db；在40mhz传输带宽下的最大papr为13.14db，其他内容下在40mhz带宽下最大papr有些高达14.59db；在80mhz传输带宽下的最大papr为12.45db，其他内容下在80mhz带宽下最大papr有些高达14.28db；在160mhz传输带宽下的最大papr为13.84db，其他内容下在160mhz带宽下最大papr有些高达15.32db。

具体的，通过仿真得到该内容c2(1,-1,-1,1)在20mhz传输带宽下的平均papr为6.74db，其他内容在20mhz传输带宽下平均papr有些高达7.29db；在40mhz传输带宽下的平均papr为9.56db，其他内容下在40mhz带宽下平均papr有些高达9.97db；在80mhz传输带宽下的平均papr为8.86db，其他内容下在80mhz带宽下平均papr有些高达9.48db；在160mhz传输带宽下的最大papr为10.27db，其他内容下在160mhz带宽下最大papr有些高达11.35db。

实施例二和实施例一不同，当传输带宽大于20mhz时，对于l-sig/rl-sig，在各20mhz复制及相位旋转后，再在相应地子载波上插入相应的数值。在这个实施方式中，此时，不同20mhz上l-sig/rl-sig字段上的额外子载波携带的内容可以不一样。这样，可以进一步降低l-sig/rl-sig在2730种不同取值下的最大papr或者平均papr。

图10示出了本实施方式中，在传输带宽大于20mhz时，l-sig/rl-sig的发送流程。

在图10中，对模块“根据传输带宽，在对应地子载波位置上插入对应地数值”进行具体地说明：

1)当传输带宽为40mhz时，在序号为-60,-59,-5,-4,4,5,59,60的子载波上依次插入内容1,-1,-1,1,-j,-j,-j,j或者-1,-1,1,1,j,-j,-j,-j，其中其中，内容1,-1,-1,1,-j,-j,-j,j是根据最大papr最小化准则确定的，其最大papr为12.83db，其他内容下最大papr有些高达14.59db；内容-1,-1,1,1,j,-j,-j,-j是根据平均papr最小化准则确定的，其平均papr为9.39db，其他内容下平均papr有些高达9.97db。

2)当传输带宽为80mhz时，在序号为-124,-123,-69,-68,-60,-59,-5,-4,4,5,59,60,68,69,123,124的子载波上依次插入内容1， -1，-1，-1，-1，1，1，1，1，1，1，-1，-1，1，1，1或者1,-1,-1,1,-1,1,1,-1,1,1,1,1,-1,1,-1,-1。其中，内容1，-1，-1，-1，-1，1，1，1，1，1，1，-1，-1，1，1，1是根据最大papr最小化准则确定的，其最大papr为12.34db，其他内容下最大papr有些高达14.28db；内容1,-1,-1,1,-1,1,1,-1,1,1,1,1,-1,1,-1,-1是根据平均papr最小化准则确定的，其平均papr为8.73db，其他内容下平均papr有些高达9.48db。

3)当传输带宽为160mhz时，在序号为-252,-251,-197,-196,-188,-187,-133,-132,-124,-123,-69,-68,-60,-59,-5,-4,4,5,59,60,68,69,123,124,132,133,187,188,196,197,251,252的子载波上依次插入内容-1，-1，-1，1，1，1，1，-1，1，1，1，-1，-1，-1，-1，1，-1，-1，-1，1，1，1，1，-1，1，1，1，-1，1，1，1，-1或者1，-1，-1，1，-1，1，1，-1，1，-1，-1，1，1，-1，-1，1，-1，1，1，-1，1，-1，-1，1，-1，1，1，-1，-1，1，1，-1。其中，内容-1，-1，-1，1，1，1，1，-1，1，1，1，-1，-1，-1，-1，1，-1，-1，-1，1，1，1，1，-1，1，1，1，-1，1，1，1，-1是根据最大papr最小化准则确定的，其最大papr为13.79db，其他内容下最大papr有些高达15.32db；内容1，-1，-1，1，-1，1，1，-1，1，-1，-1，1，1，-1，-1，1，-1，1，1，-1，1，-1，-1，1，-1，1，1，-1，-1，1，1，-1是根据平均papr最小化准则确定的，其平均papr为10.10db，其他内容下平均papr有些高达11.38db。

本发明所提的l-sig/rl-sig的传输方法和装置，使得l-sig/rl-sig具有良好的papr特性，并且在不同带宽条件下实施简单。

本发明可应用于无线局域网中，包括但不限于以802.11a,802.11b,802.11g,802.11n,802.11ac为代表的wi-fi系统中，也可应用与下一代wi-fi系统、下一代无线局域网系统中。

本发明还提供了可以执行前述方法的信息传输装置。图11为本发明实施方式中所提供的信息传输装置的结构示意图的举例(例如接入点，站点，或者芯片等图中部分器件为可选)。如图9所示，信息传输装置1200可以由总线1201作一般性的总线体系结构来实现。根据信息传输装置1200的具体应用和整体设计约束条件，总线1201可以包括任意数量的互连总线和桥接。总线1201将各种电路连接在一起，这些电路包括处理器1202、存储介质1203 和总线接口1204。信息传输装置1200使用总线接口1204将网络适配器1205等经由总线1201连接。网络适配器1205可用于实现无线局域网中物理层的信号处理功能，并通过天线1207实现射频信号的发送和接收。用户接口1206可以连接用户终端，例如：键盘、显示器、鼠标、操纵杆等。总线1201还可以连接各种其它电路，如定时源、外围设备、电压调节器、功率管理电路等，这些电路是本领域所熟知的，因此不再详述。

信息传输装置1200也可配置成通用处理系统，该通用处理系统包括:提供处理器功能的一个或多个微处理器；以及提供存储介质1203的至少一部分的外部存储器，所有这些都通过外部总线体系结构与其它支持电路连接在一起。

可替换地，信息传输装置1200可以使用下述来实现:具有处理器1202、总线接口1204、用户接口1206的asic(专用集成电路)；以及集成在单个芯片中的存储介质1203的至少一部分，或者，信息传输装置1200可以使用下述来实现:一个或多个fpga(现场可编程门阵列)、pld(可编程逻辑器件)、控制器、状态机、门逻辑、分立硬件部件、任何其它适合的电路、或者能够执行本发明通篇所描述的各种功能的电路的任意组合。

处理器1202负责管理总线和一般处理(包括执行存储在存储介质1203上的软件)。处理器1202可以使用一个或多个通用处理器和/或专用处理器来实现。处理器的例子包括微处理器、微控制器、dsp处理器和能够执行软件的其它电路。应当将软件广义地解释为表示指令、数据或其任意组合，而不论是将其称作为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言还是其它。

在图11中存储介质1203被示为与处理器1202分离，然而，本领域技术人员很容易明白，存储介质1203或其任意部分可位于信息传输装置1200之外。举例来说，存储介质1203可以包括传输线、用数据调制的载波波形、和/或与无线节点分离开的计算机制品，这些介质均可以由处理器1202通过总线接口1204来访问。可替换地，存储介质1203或其任意部分可以集成到处理器1202中，例如，可以是高速缓存和/或通用寄存器。

处理器1202可执行上述实施例，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。