用于WLANOFDMA通信的方法和装置与流程

本发明涉及网络通信，尤其涉及一种用于采用正交频分多址接入(简称ofdma)无线局域网中的通信方法和装置。

背景技术

无线局域网(简称wlan)通常在未经许可的频谱段上运行。当感到介质繁忙时，这些频段上的运行规则迫使竞争设备共享可用资源，并延迟其预定传输。通常，wlan采用将所有传输资源分配给单个设备的正交频分复用(简称ofdm)传输格式。随机分配通常采用载波侦听多址访问/冲突避免(简称csma/ca)来实现。采用csma/ca的设备赢得对该介质的访问，传输其数据直到达到预定义的一段时间，然后释放该介质，以便其他设备竞争传输。相比之下，正交频分多址接入(简称ofdma)是一种同时容纳多用户传输的传输和接入机制。ofdma通常在许可频段中运行的无线基础架构中实现，以满足就帧结构而言的定时信息以及用户子集间的资源调度。因此，需要一种用于实现wlan中的ofdma的有效方案。

技术实现要素：

根据一实施例，提供一种由网络部件执行的方法，所述网络部件用于将子载波提供给用户用于无线局域网(简称wlan)中的正交频分多址接入(简称ofdma)通信，所述方法包括：生成信令，所述信令中包括多个子载波组与所述对应的多个站点的映射；其中，所述子载波组符合预定义的和确定性的对子载波进行分组的结构，向所述多个站点发送所述信令。

根据另一实施例，提供一种通信装置，例如接入点的一部分(特定设备)，接入点，或者网络部件，包括用于生成信令的模块，所述信令中包括多个子载波组与所述对应的多个站点的映射；其中，所述子载波组符合预定义的和确定性的对子载波进行分组的结构；向所述多个站点发送所述信令。

根据另一实施例，提供一种由用户设备执行的方法，所述用户设备支持wlan中的ofdma通信，所述方法包括：接收所述信令中包括多个子载波组与所述对应的多个站点的映射；其中，其中，所述子载波组符合预定义的和确定性的对子载波进行分组的结构；在分配给所述站点的一个所述子载波组的一个或多个子载波上，进行ofdma传输。

根据又一实施例，提供一种通信装置，例如用户设备的一部分(特定设备)，用户设备，可以支持wlan中的ofdma通信，用于接收信令的模块，所述信令中包括多个子载波组与所述对应的多个站点的映射；其中，其中，所述子载波组符合预定义的和确定性的对子载波进行分组的结构；用于在属于所述分配给所述站点的一个所述子载波组的一个或多个子载波上进行ofdma传输的模块。

上述宽泛地概括了本发明实施例的特征，以便能够更好理解以下本发明的详细描述。下文将对本发明实施例的其他的特征和优势将进行说明，这也构成了本发明权利要求的主题。本领域的技术人员应当理解，所公开的概念和特定实施例易被用作修改或设计其他实现与本发明相同的目的的结构或过程的基础。本领域的技术人员还应当意识到，这种等同构造不脱离所附权利要求书所阐述的本发明的精神和范围。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：

图1示出了wlan基本服务集(简称bss)；

图2示出了ofdma中向用户分配子载波的一个典型例子；

图3示出了子载波分组的实施例；

图4示出了用于将子载波组分配给用户的ofdma物理层(简称phy)协议数据单元(简称ppdu)的实施例；

图5示出了用于子载波分配的ofdma映射域的实施例；

图6示出了用于子载波分配的ofdma映射信元(简称ie)的实施例；

图7示出了用于在wlanofdma中将子载波组分配给用户的方法的实施例；

图8示出了一种能够用于执行各种实施例的处理系统。

除非另有指示，否则不同图中的对应标号和符号通常指代对应部分。绘制各图是为了清楚地说明实施例的相关方面，因此未必是按比例绘制的。

具体实施方式

下文将详细论述当前优选实施例的制作和使用。然而，应了解，本发明提供可在各种具体上下文中体现的许多适用的发明性概念。所论述的具体实施例仅仅说明用以实施和使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。

本文所公开的是针对wlanofdma设计的子载波组和相应的帧格式的系统和方法实施例。所述ofdma设计包括：采用为这一目的设计的帧格式，将用于ofdma的子载波划分为子载波组，并且为不同用户分配子载波组。一个开销小的方法还包括：通过将子载波分成子载波组，将子载波分配给不同用户。

图1示出了包括接入点(简称ap)和一个或多个站点(简称sta)的wlan基本服务集(简称bss)的一个例子。所述ap是允许sta接入并与wlan通信的通信设备。所述sta是允许用户与ap通信进而与wlan通信的任何用户通信设备。sta的例子包括：智能手机，平板电脑，笔记本电脑，台式电脑，感应设备(例如，智能手表)，以及具有wlan(例如，wi-fi)能力的其它移动或通信设备。

通常，ofdma系统由w兆赫(mhz)带宽的信道中定义的整数nsc个子载波构成。每个子载波表示一个子范围带宽或可用于上行和/或下行传输的频道。例如在wlan中，带宽w通常设置为20mhz。子载波间距δf由δf＝w/nsc给出。ofdma符号时长ts由1/δf给出。在wlanofdm实现中，数量nsc设置为64。将ofdma引入wlan后，nsc可以设置为更高的值，如256或512，以达到更精细的粒度。每次ofdma传输(上行或下行)中，一些子载波分配给参与传输的每个用户。

图2示出了向用户分配子载波，用于一般的ofdma传输的一个典型例子。通过将多个子载波分配给每个用户，实现多个用户在频域中的复用。如图所示，子载波向每个用户的分配可能是随机的或采用无序方式。进行上述分配的方案中，并没有为分配给用户的子载波定义分组的逻辑，换句话说，并没有为分配用户的子载波定义进行分组的结构。图2所示的分配形式通常称为映射(map)。所述映射需要传达到全部待调度的的用户站点(sta)，以指示将哪些子载波分配给哪个用户。取决于系统参数，“映射”的大小可能很大，因为针对所分配的符号时长的范围，分配给用户的所有单个子载波必须在映射中显式的表示。

在ofdma中分配子载波的一种更有效的方案是能够减少与映射传输有关的开销的方案。在一个实施例中，可以通过为用户提供结构化的子载波分配，以高效的形式实现。即通过采用预定义的结构将子载波进行分组来实现。图3示出了分别根据结构310和320将子载波进行分组的两个实施例。在结构310中，分配给各个用户的每个子载波组包括多个连续的子载波。子载波组中可以包括由网络确定的同等数量的子载波(例如，如图所示，每组中3个子载波)或不同数量的子载波。在结构320中，分配给各自用户的每个子载波组包括分散在可用子载波的频谱中的多个子载波。子载波的选择可以基于一些分散方式或一些确定性的标准。可以按照固定的子载波偏移量(组中子载波间的距离是固定的)分散多个子载波。这些子载波组中也可以包括由网络确定的同等数量的或不同数量的子载波。根据结构310和320的子载波的分组不是随机的，而是根据任意合适的确定性的标准预定义的。本文采用的术语“确定性的”是指将子载波分成用户的子载波组的一个非随机的分组方法。进一步地，wlan中的ap负责将子载波分配给不同的子载波组。在一实施例中，该分配在能力单元中传达给关联的sta。

基于结构化的子载波分组，可以通过预定义的子载波组，完成向用户分配子载波。因此，传达给用户(简称站点sta)的是子载波组的索引,而不是每个子载波的显式的分配信息。图4示出了该分配的一个实施例。具体地，一个ofdma物理层(简称phy)协议数据单元(简称ppdu)400用于将子载波组分配给用户。wlanap向待调度的站点sta发送该ofdmappdu400。例如，子载波组1分配给sta1，子载波组2分配给sta2，等等。子载波组可以具有如上所述的结构310或320，或其他合适的预定义结构。该ofdmappdu400包括位于该ofdmappdu400的数据部分410前面的两种类型的前导码。数据部分410为站点sta携带数据，并且，在数据量小于数据部分的最大尺寸时，可以被填充。最大帧长由ap或由用于在wlan中管理ofdma资源的ofdma协调功能(简称ocf)来确定。

第一前导码401是传统前导码，可用于“欺骗”不能参与ofdma传输的传统wlan用户。本文的术语“传统”用来表示不支持ofdma传输的通信或通信有关的用户。这样的用户需要在ofdma传输的时长内保持静默。该静默时长在传统前导码的传统信号域(简称l-sig)中标明。传统前导码以通常称为非高吞吐量(简称非ht)格式的wlan格式传输。传统前导码还包括可以分别用于用户的数据部分的同步和信道估计的传统短训练域(简称l-stf)和传统长训练域(简称l-ltf)。当有多个流时，有必要根据流的数量在前导码之后附加更多的ltf。

相比于ofdm帧的原有的数据部分的大小，数据部分410的格式可以不同。例如，数据部分410的快速傅立叶变换(简称fft)的帧大小可以大于原有ofdm帧数据部分的帧大小。在这种情况下，没有必要将所有的子载波(对应于一个ofdma符号)用于ltf，即用于训练序列。当ofdmappdu400中的训练序列的数量小于ofdma符号的总子载波大小，可应用插值获得对于整个ofdma符号的信道估计。在这种情况下，可以在不具有ofdmappdu的特定信号(简称sig)域的情况下携带重要的ofdma物理层(简称phy)参数，包括训练序列之间的下行/上行映射。

ofdmappdu400的第二前导码402是ofdma前导码。该ofdma前导码包括与当前传输相关的参数。这些参数包括编码类型，调制和编码方案(简称mcs)，帧长以及可能的其他参数。stf和ltf可分别用于用户的数据部分的同步和信道估计。第二前导码402(ofdma前导码)中的ofdmasig可以分成两段：siga和sigb。段siga包含ofdma传输相关的一般信息，而sigb包含每个特定用户相关的信息。sig还可以携带子载波组与用户的映射。

在一实施例中，为了有效地减少携带用户和子载波组之间的映射信息的开销，形成多个用户组，其中每个用户组包括多个用户，其中用户的数量最大为n。预定义的子载波组的数量也等于n。对于每个用户组，每个用户可以分配到n个子载波组中的一个子载波组。进一步地，用户可以不止一次出现在用户组中，以允许基于流量需求，向单个用户分配多个子载波组。每个用户组由组标识(简称grpid)来识别。所述grpid需要具有足够的长度(例如，比特数)，以满足ofdma设计参数，例如，允许最大数量的用户可以参与单个ofdma传输。例如，grpid的比特大小定义为允许每个用户组有最多4或8个用户。

图5示出了用于子载波分配的“ofdma映射域”的一个实施例，尤其是用户组(采用grpid)和子载波组之间的映射。该ofdma映射域可以是ofdmappdu中的ofdma前导码(处于sig域)的一部分，如图4所示；并且，ofdma映射域可以由grpid子域和一个或多个子载波组(简称scg)索引构成。ofdma映射域中的scg索引的数量等于与grpid关联的用户的数量。关于grpid和对应于该grpid的用户组中的用户位置的先前知识，足以指示将哪个子载波组分配给哪个用户。接收映射域的用户能够根据grpid的值确定已经关联的用户组，以及进一步确定该用户在该组中的顺序。随后，映射域中的子载波组(scg1,scgr,…,scgs)的序列可以提供子载波组与由前述grpid值指示的组中的用户之间的映射，其中，所指示的子载波组数量等于所指示的组中的用户数量。因此，该映射是该用户组中的一组用户与所指示的一组子载波组的之间的一一映射。除了节省与映射传输相关的开销，该映射方法还能实现每次ofdma传输中选择由grpid指示的不同用户组。

图6示出了另一种映射方法的实施例，其中采用ofdma映射信元(简称ie)进行子载波分配。在这种方法中，可以通过定义如图6所示的ie，采用管理帧来完成映射信息的传输。该ofdma映射ie用于将sta标识(或用户标识)与子载波组的索引关联。该sta标识可以是关联期间由ap分配给sta的mac地址或关联标识(简称aid)。ie可以包括多于映射所需的比特，因此例如调制和编码信息等其他子载波信息也可以包括在ie中。使用这种方法可以传输更多信息，但参与ofdmatxop的用户在整个txop期间可能会限制在一个固定的用户集中。图7示出了用于在wlanofdma中将子载波组分配给用户的方法700的实施例。步骤710中，wlan中的ap或接入控制器(简称ac)根据确定性的分组结构为多个对应的sta建立多个子载波组。例如，可用带宽(例如，20mhz)中的多个连续的子载波被分配(designated)到对应用户的各个子载波组，例如，类似于上述结构310。可替代地，对于每个sta，多个子载波分散在带宽中，即，将非连续的子载波分配给sta。步骤720中，以信号将上述分配发送给sta。例如，由ap，在ofdmaphyppdu的数据部分中(如图4所示)，采用ofdma映射域(如图5所示)，采用ofdma映射ie(如图6所示)，或者，采用其他合适的方式，将子载波组和用户进行映射。在采用ofdmaphyppdu的数据部分的情况下，sta与scg之间的映射可以是显示的。在采用ofdma映射域的情况下，所述映射为如上所述的用户组标识和scg的序列之间的映射。在采用ofdma映射ie的情况下，通过以信号发送sta标识和子载波组的索引，将每个用户sta显式地映射到预定义的子载波组。当sta或用户设备接收到所述分配时，该sta或该用户设备可以使用该信息决定哪个是分配给自己的子载波组，从而确定属于该子载波组的子载波，以便于进行ofdma通信。

图8为可用于执行各种实施例的处理系统800的方框图。例如，该处理系统800可以是wlan中的接入点，站点或控制器的一部分。特定设备可利用所有所示的部件，或，仅所述部件的子集，且设备之间的集成程度可能不同。此外，设备可以包括部件的多个实例，例如多个处理单元、处理器、存储器、发射器、接收器等。处理系统800可以包括配备由一个或多个输入/输出设备，例如扬声器、麦克风、鼠标、触摸屏、按键、键盘、打印机、显示器等的处理单元801。处理单元801可以包括中央处理器(简称cpu)810、存储器820、大容量存储设备830、视频适配器840，以及连接到总线的i/o接口860。所述总线可以为任何类型的若干总线架构中的一个或多个，包括存储总线或者存储控制器、外设总线，视频总线等等。

所述cpu810可以包括任何类型的电子数据处理器。存储器820可以包括任意类型的系统存储器，例如静态随机存取存储器(简称sram)、动态随机存取存储器(简称dram)、同步dram(简称sdram)、只读存储器(简称rom)或其组合等等。在一实施例中，存储器820可以包括在开机时使用的rom以及在执行程序时使用的存储程序和数据的dram。在实施例中，存储器820是非瞬时的。大容量存储设备830可以包括任意类型的存储设备，其用于存储数据、程序和其它信息，并使这些数据、程序和其它信息通过总线访问。大容量存储设备830可以包括如下项中的一种或多种：固态磁盘、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器等等。

视频适配器840以及i/o接口860提供接口以将外部输入和输出设备耦合到处理单元上。如图所示，输入和输出设备的示例包括耦合至视频适配器840的显示器890和耦合至i/o接口860的鼠标/键盘/打印机870的任意组合。其它设备可以耦合至处理单元801，可以利用附加的或更少的接口卡。例如，串行接口卡(未图示)可以用于为打印机提供串行接口。

处理单元801还包括一个或多个网络接口850，网络接口850可包括以太网电缆等有线链路，和/或到接入节点或者一个或多个网络880的无线链路。网络接口850允许处理单元801通过网络880与远程单元通信。例如，网络接口850可以通过一个或多个发射器/发射天线以及一个或多个接收器/接收天线提供无线通信。在一实施例中，处理单元801耦合到局域网或广域网上以用于数据处理以及与远程设备通信，所述远程设备例如其它处理单元、因特网、远程存储设施等。

虽然本发明中已提供若干实施例，但应理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明所公开的系统和方法可以以许多其他特定形式来体现。本发明的实例应被视为说明性而非限制性的，且本发明并不限于本文本所给出的细节。例如，各种元件或部件可以在另一系统中组合或集成，或者某些特征可以省略或不实施。

此外，在不脱离本发明的范围的情况下，各种实施例中描述和说明为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可以与其它系统、模块、技术或方法进行组合或集成。展示或论述为彼此耦合或直接耦合或通信的其它项也可以采用电方式、机械方式或其它方式通过某一接口、设备或中间部件间接地耦合或通信。其他变化、替代和改变的示例可以由本领域的技术人员在不脱离本文精神和所公开的范围的情况下确定。