用于具有多种格式的分组的无线通信的系统和方法

用于具有多种格式的分组的无线通信的系统和方法
【专利摘要】本文描述了用于传送具有多种格式的分组的系统和方法。在一些方面，分组的前导码中的信号（SIG）字段可以指示该分组中是否包括诸如扩展SIG字段或者SIG-B字段的扩展字段。在另一个方面，可以使用一个或多个检测器来基于接收的分组的短训练字段（STF）来自动检测被格式化成至少两种不同格式中的一种格式的分组。在一些方面，分组的前导码中的长训练字段（LTF）可以指示有效载荷是否是重复编码的。
【专利说明】用于具有多种格式的分组的无线通信的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35U.S.C.§ 119(e)要求于2011年5月13日提交的、题目为“SYSTEMS AND METHODS FOR WIRELESS COMMUNICATION OF PACKETS HAVING A PLURALITYOF FORMATS”的美国临时专利申请N0.61/486，107的优先权，故将其全部内容以引用方式并入本文。本申请根据35U.S.C.§ 119(e)还要求于2011年5月21日提交的、题目为“SYSTEMS AND METHODS FOR WIRELESS COMMUNICATION OF PACKETS HAVING A PLURALITYOF FORMATS”的美国临时专利申请N0.61/488，714的优先权，故将其全部内容以引用方式并入本文。本申请根据35U.S.C.§ 119(e)还要求于2011年12月19日提交的、题目为“SYSTEMS AND METHODS FOR WIRELESS COMMUNICATION OF PACKETS HAVING A PLURALITYOF FORMATS”的美国临时专利申请N0.61/577，442的优先权，故将其全部内容以引用方式并入本文。本申请根据35U.S.C.§ 119(e)还要求于2011年12月27日提交的、题目为“SYSTEMS AND METHODS FOR WIRELESS COMMUNICATION OF PACKETS HAVING A PLURALITYOF FORMATS”的美国临时专利申请N0.61/580，613的优先权，故将其全部内容以引用方式并入本文。本申请根据35U.S.C.§ 119(e)还要求于2012年I月11日提交的、题目为“SYSTEMS AND METHODS FOR WIRELESS COMMUNICATION OF PACKETS HAVING A PLURALITYOF FORMATS”的美国临时专利申请N0.61/585，557的优先权，故将其全部内容以引用方式并入本文。
【技术领域】
[0003]概括地说，本申请涉及无线通信，具体地说，涉及用于传送具有多种不同格式的分组的系统和方法。
【背景技术】
[0004]在很多电信系统中，使用通信网络来在多个交互的空间分离的设备之间交换消息。可以根据地理范围对网络进行分类，例如，该地理范围可以是城市区域、局部区域或者个人区域。将这些网络分别指定成广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)或者个域网(PAN)0网络还根据用于对各个网络节点和设备进行互连的交换/路由技术(例如，电路交换与分组交换)、用于传输的物理介质的类型(例如，有线与无线)和使用的通信协议集(例如，因特网协议套件、SONET (同步光网络)、以太网等等)而不同。
[0005]当网络元件是移动的并且因此具有动态连接需求时，或者如果以自组拓扑而不是固定拓扑形成网络架构时，无线网络通常是优选的。在使用无线电、微波、红外线、光等频段的电磁波的不能控制的传播模式中，无线网络使用无形的物理介质。当与固定的有线网络相比，无线网络有利地促进用户移动性和快速现场部署。
[0006]无线网络中的设备可以在彼此之间发送/接收信息。该信息可以包括分组，在一些方面，分组可以称为数据单元。这些分组可以包括有助于将分组路由通过网络、识别该分组中的数据、对分组进行处理等的开销信息(例如，报头信息、分组属性等)以及可以携带在分组的有效载荷中的诸如用户数据、多媒体内容等的数据。
[0007]在接收到分组之后，可以使用分组中的开销或者控制信息的一部分来确定用于对该分组中携带的数据进行处理的参数。然而，可以用多种方式对分组进行格式化。因此，对于发送节点来说，能够确定针对给定的通信使用哪种格式并且生成该通信是有利的。同样，对于接收节点来说，能够确定该分组的格式并且相应地对该分组中的数据进行处理是有利的。因此，期望用于传送具有多种格式的分组的改进的系统、方法和设备。

【发明内容】

[0008]本发明的系统、方法和设备中的每一个都具有多个方面，这些方面中没有任何单个方面单独地负责其期望的属性。在不限制如随后的权利要求所表达的本发明的范围的情况下，现在将简要地讨论一些特征。在考虑该讨论之后，特别是在阅读题为“【具体实施方式】”的部分之后，将理解本发明的特征如何提供优点，所述优点包括用于对具有多种格式的分组进行传输的改进方法。
[0009]本发明的一个方面提供了一种用于无线通信的装置。该装置包括接收机，所述接收机被配置为接收包括物理层前导码和有效载荷的无线通信。所述前导码可以包括指示所述前导码是否包括扩展字段的第一字段。该装置还包括处理器，所述处理器被配置为:当所述指示符表示所述前导码不包括所述扩展字段时，基于所述第一字段中包括的调制编码参数来处理有效载荷，并且被配置为:当所述指示符表示所述前导码包括所述扩展字段时，基于所述扩展字段中包括的编码参数来处理有效载荷。
[0010]本发明的另一个方面提供了一种用于无线通信的方法。该方法包括:接收包括物理层前导码和有效载荷的无线通信。所述前导码包括指示所述前导码是否包括扩展字段的第一字段。该方法还包括:当所述指示符表示所述前导码不包括所述扩展字段时，基于所述第一字段中包括的调制编码参数来处理有效载荷，并且当所述指示符表示所述前导码包括所述扩展字段时，基于所述扩展字段中包括的编码参数来处理有效载荷。
[0011]本发明的另一个方面提供了一种用于无线通信的装置。该装置包括:用于接收包括物理层前导码和有效载荷的无线通信的单元。所述前导码可以包括指示所述前导码是否包括扩展字段的第一字段。该装置还包括:用于当所述指示符表示所述前导码不包括所述扩展字段时，基于所述第一字段中包括的调制编码参数来处理有效载荷的单元，以及用于当所述指示符表示所述前导码包括所述扩展字段时，基于所述扩展字段中包括的编码参数来处理有效载荷的单元。
[0012]本发明的另一个方面提供一种包括指令的计算机可读介质，其中这些指令当被执行时，使得装置接收包括物理层前导码和有效载荷的无线通信。所述前导码可以包括指示所述前导码是否包括扩展字段的第一字段。所述介质还包括当被执行时使得装置执行以下操作的指令:当所述指示符表示所述前导码不包括所述扩展字段时，基于所述第一字段中包括的调制编码参数来处理有效载荷，并且当所述指示符表示所述前导码包括所述扩展字段时，基于所述扩展字段中包括的编码参数来处理有效载荷。
[0013]本发明的另一个方面提供了 一种用于无线通信的装置。该装置包括处理器，所述处理器被配置为:生成包括物理层前导码和有效载荷的通信，以及确定是否在所述前导码中包括扩展字段。所述前导码包括指示是否包括所述扩展字段的第一字段。所述处理器被配置为:当确定不包括所述扩展字段时，将用于所述有效载荷的调制编码参数包括在所述第一字段中，并且当确定包括所述扩展字段时，将用于所述有效载荷的编码参数包括在所述扩展字段中。该装置还包括发射机，所述发射机被配置为无线地发送所生成的通信。
[0014]本发明的另一个方面提供了一种无线通信的方法。该方法包括:确定是否在通信的物理层前导码中包括扩展字段，生成所述通信，以及无线地发送所生成的通信。所述通信包括所述前导码和有效载荷，所述前导码包括指示是否包括所述扩展字段的第一字段。所述生成可以包括:当确定不包括所述扩展字段时，将用于所述有效载荷的调制编码参数包括在所述第一字段中，并且当确定包括所述扩展字段时，将针对所述有效载荷的编码参数包括在所述扩展字段中。
[0015]本发明的另一个方面提供了一种用于无线通信的装置。该装置包括:用于确定是否在通信的物理层前导码中包括扩展字段的单元；用于生成所述通信的单元；以及用于无线地发送所生成的通信的单元。所述通信包括所述前导码和有效载荷，并且所述前导码包括指示是否包括所述扩展字段的第一字段。所述用于生成的单元可以包括:用于当确定不包括所述扩展字段时，将用于所述有效载荷的调制编码参数包括在所述第一字段中的单元；以及用于当确定包括所述扩展字段时，将用于所述有效载荷的编码参数包括在所述扩展字段中的单元。
[0016]本发明的另一个方面提供了一种包括指令的计算机可读介质，其中这些指令当被执行时，使得装置确定是否在通信的物理层前导码中包括扩展字段，生成所述通信，并且无线地发送所生成的通信。所述通信可以包括所述前导码和有效载荷，并且所述前导码可以包括指示是否包括所述扩展字段的第一字段。所述生成可以包括:当确定不包括所述扩展字段时，将用于所述有效载荷的调制编码参数包括在所述第一字段中；以及当确定包括所述扩展字段时，将用于所述有效载荷的编码参数包括在所述扩展字段中。
[0017]本发明的一个方面提供了一种用于无线通信的装置。该装置包括接收机，所述接收机被配置为无线地接收具有至少两种格式的数据分组。该接收机包括:第一检测器，其被配置为检测具有这两种格式中的至少一种格式的数据分组；以及第二检测器，其被配置为检测具有这两种格式中的另一种格式的数据分组。该装置还包括处理器，所述处理器被配置为:至少部分地基于接收的数据分组是由第一检测器检测到还是由第二检测器检测到，来对所接收的数据分组进行处理。
[0018]本发明的另一个方面提供了一种用于无线通信的方法。该方法包括:无线地接收具有至少两种格式中的一种的数据分组；使用至少两个检测器中的一个来检测所接收的数据分组的格式，其中所述至少两个检测器被配置为检测各自的数据分组格式；以及基于所检测的格式，对所接收的数据分组进行处理。
[0019]本发明的另一个方面提供了一种用于无线通信的装置。该装置包括:用于无线地接收具有至少两种格式中的一种的数据分组的单元；用于检测所接收的数据分组是否具有第一格式的第一单元；用于检测所接收的数据分组是否具有第二格式的第二单元；以及用于基于所述第一检测单元和所述第二检测单元来对所接收的数据分组进行处理的单元。
[0020]本发明的另一个方面提供了一种包括指令的计算机可读介质，其中这些指令当被执行时，使得装置无线地接收具有至少两种格式中的一种的数据分组，使用至少两个检测器中的一个来检测所接收的数据分组的格式，其中所述至少两个检测器被配置为检测各自的数据分组格式，并且基于所检测的格式来对所接收的数据分组进行处理。
[0021]本发明的另一个方面提供了一种用于无线通信的装置。该装置包括:处理器，其被配置为从包括训练字段的至少两种数据分组格式中选择数据分组格式；以及发射机，其被配置为使用所选择的数据分组格式来发送无线通信。这些数据分组格式中的一种格式的训练字段包括:与这些数据分组格式中的另一种格式的训练字段中的序列相比，重复更多次的序列。
[0022]本发明的另一个方面提供了一种无线通信的方法。该方法包括:从包括训练字段的至少两种数据分组格式中选择数据分组格式；使用所选择的数据分组格式来发送无线通信。这些数据分组格式中的一种格式的训练字段包括:与这些数据分组格式中的另一种格式的训练字段中的序列相比，重复更多次的序列。
[0023]本发明的另一个方面提供了一种用于无线通信的装置。该装置包括:用于从包括训练字段的至少两种数据分组格式中选择数据分组格式的单元；以及用于使用所选择的数据分组格式来发送无线通信的单元。这些数据分组格式中的一种格式的训练字段包括:与这些数据分组格式中的另一种格式的训练字段中的序列相比，重复更多次的序列。
[0024]本发明的另一个方面提供了一种包括指令的计算机可读介质，其中这些指令当被执行时，使得装置从包括训练字段的至少两种数据分组格式中选择数据分组格式，以及使用所选择的数据分组格式来发送无线通信。这些数据分组格式中的一种格式的训练字段包括:与这些数据分组格式中的另一种格式的训练字段中的序列相比，重复更多次的序列。
[0025]本发明的另一个方面提供了 一种用于无线通信的装置。该装置包括接收机，所述接收机被配置为至少接收无线通信的物理层前导码。所述前导码包括指示所述前导码是否还包括扩展字段的第一字段。该装置还包括处理器，所述处理器被配置为:当所述第一字段指示所述前导码包括所述扩展字段时，中止对所述通信的剩余部分的接收。所述处理器可以被配置为:基于所述第一字段，确定是否包括所述扩展字段。
[0026]本发明的另一个方面提供了一种无线通信的方法。该方法包括:至少接收无线通信的物理层前导码。所述前导码包括指示所述前导码是否还包括扩展字段的第一字段。该方法还包括:当所述第一字段指示所述前导码包括所述扩展字段时，中止对所述通信的剩余部分的接收。该方法还可以包括:基于所述第一字段，确定是否包括所述扩展字段。
[0027]本发明的另一个方面提供了一种用于无线通信的装置。该装置包括:用于至少接收无线通信的物理层前导码的单元。所述前导码包括指示所述前导码是否还包括扩展字段的第一字段。该装置还包括:用于当所述第一字段指示所述前导码包含所述扩展字段时，中止对所述通信的剩余部分的接收的单元。该装置还可以包括:用于基于所述第一字段，确定是否包括所述扩展字段的单元。
[0028]本发明的另一个方面提供了一种包括指令的计算机可读介质，其中这些指令当被执行时，使得装置至少接收无线通信的物理层前导码。所述前导码包括指示所述前导码是否还包括扩展字段的第一字段。这些指令还使得所述装置执行以下操作:当所述第一字段指示所述前导码包括所述扩展字段时，中止对所述通信的剩余部分的接收。这些指令还使得所述装置基于所述第一字段来确定是否包括所述扩展字段。
【专利附图】

【附图说明】[0029]图1示出了可以在其中使用本发明的方面的无线通信系统的示例。
[0030]图2示出了可以用于无线设备中的各个组件，其中该无线设备可以在图1的无线通信系统中使用。
[0031]图3示出了可以用于图2的无线设备中以发送无线通信的各种组件。
[0032]图4示出了可以用于图2的无线设备中以接收无线通信的各种组件。
[0033]图5是可以在诸如图2的无线设备等的无线设备中实现以发送无线通信的示例性MIMO系统的功能框图。
[0034]图6是可以在诸如图2的无线设备等的无线设备中实现以接收无线通信的示例性MIMO系统的功能框图。
[0035]图7是示出物理层分组的前导码和有效载荷的示例性结构的框图。
[0036]图8A是示出用于通过基本上IMHz的带宽来传输的物理层分组的前导码和有效载荷的示例性结构的框图。
[0037]图SB是示出用于根据单用户模式、通过基本上2MHz的带宽来传输的物理层分组的前导码和有效载荷的示例性结构的框图。
[0038]图SC是示出用于根据多用户模式、通过基本上2MHz的带宽来传输的物理层分组的前导码和有效载荷的示例性结构的框图。
[0039]图9示出了具有信号字段的分组的格式的示例。
[0040]图10示出了具有信号字段和扩展字段的分组的格式的示例。
[0041]图11示出了具有信号字段的分组的格式的示例。
[0042]图12示出了图9或图10的信号字段的示例。
[0043]图13A示出了图9或图10的信号字段的示例。
[0044]图13B示出了图9或图10的信号字段的示例。
[0045]图14示出了图9或图10的信号字段的示例。
[0046]图15示出了图10的扩展字段的示例。
[0047]图16示出了图10的扩展字段的示例。
[0048]图17示出了具有信号字段和扩展字段的分组的示例性格式。
[0049]图18示出了一种示例性分组格式。
[0050]图19A和图19B不出了具有一个或多个信号字段的分组的不例性格式。
[0051]图20示出了图19A或图19B中的信号字段的示例。
[0052]图21示出了图19B中的信号字段的示例。
[0053]图22A、图22B和图22C示出了具有一个或多个信号字段的分组的示例性格式。
[0054]图23示出了图22A-图22C的信号字段的示例。
[0055]图24示出了图22A或图22B的信号字段的示例。
[0056]图25A和图25B不出了具有一个或多个信号字段的分组的不例性格式。
[0057]图26示出了图25A和图25B的信号字段的示例。
[0058]图27示出了图25A和图25B的扩展字段的示例。
[0059]图28示出了用于发送分组的方法的方面。
[0060]图29是可以在图1的无线通信系统中使用的示例性无线设备的功能框图。
[0061]图30示出了用于接收分组的方法的方面。[0062]图31是可以在图1的无线通信系统中使用的示例性无线设备的功能框图。
[0063]图32示出了可以在图2的接收机中使用的各种示例性组件。
[0064]图33示出了图11的信号字段的示例。
[0065]图34示出了用于发送分组的方法的方面。
[0066]图35是可以在图1的无线通信系统中使用的示例性无线设备的功能框图。
[0067]图36示出了用于接收分组的方法的方面。
[0068]图37是可以在图1的无线通信系统中使用的示例性无线设备的功能框图。
[0069]图38示出了用于接收分组的一部分的方法的方面。
[0070]图39是可以在图1的无线通信系统中使用的示例性无线设备的功能框图。
[0071]图40示出了用于发送分组的方法的方面。
[0072]图41是可以在图1的无线通信系统中使用的示例性无线设备的功能框图。
[0073]图42示出了用于接收分组的一部分的方法的方面。
[0074]图43是可以在图1的无线通信系统中使用的示例性无线设备的功能框图。
【具体实施方式】
[0075]下文参照附图更充分地描述这些新颖系统、装置和方法的各个方面。然而，本发明的教导可以以多种不同的形式体现，并且其不应被解释为受限于贯穿本发明给出的任何特定的结构或功能。相反，提供这些方面使得本发明变得全面和完整，并且将向本领域技术人员完整地传达本发明的范围。根据本文的教导，本领域技术人员将清楚的是，本发明的范围旨在涵盖本文所公开的新颖系统、装置和方法的任何方面，无论其是独立实现的还是结合本发明的任何其它方面实现的。例如，可以使用本文阐述的任意数量的方面来实现装置或实现方法。此外，本发明的范围旨在涵盖这样的装置或方法，即，这种装置或方法是使用其它结构、功能实现的、或者除了使用本文阐述的本发明的各个方面还使用结构和功能实现的，或者使用除了本文阐述的本发明的各个方面以外的结构和功能实现的。应当理解的是，本文所公开的任何方面可以通过本发明的一个或多个要素来体现。
[0076]虽然本文描述了特定的方面，但是这些方面的多种变型和置换也落入本发明的范围之内。虽然提及了优选的方面的一些益处和优点，但是本发明的范围并不旨在受限于特定的益处、用途或目标。相反，本发明的方面旨在可广泛地应用于不同的无线技术、系统配置、网络和传输协议，其中的一些通过举例说明的方式在附图和以下对优选方面的描述中进行了说明。详细描述和附图仅仅是对本发明的说明而不是限制，本发明的范围由所附权利要求及其等同物进行限定。
[0077]无线网络技术可以包括各种类型的无线局域网(WLAN)。WLAN可以用于使用广泛使用的网络协议将邻近的设备互连在一起。本文所描述的各个方面可以应用于诸如WiFi的任何通信标准，或者更一般地，IEEE802.11无线协议族中的任何组成部分。例如，本文所描述的各个方面可以用作使用IGHz以下的频带的IEEE802.1lah协议的一部分。
[0078]在一些方面，可以使用正交频分复用(0FDM)、直接序列扩频(DSSS)通信、OFDM和DSSS通信的组合或者其它方案，根据802.1lah协议来发送千兆赫以下的频带的无线信号。802.1lah协议的实现可以用于传感器、计量和智能网格网络。有利的是，与实现其它无线协议的设备相比，实现802.1lah协议的某些设备的方面可以消耗更少的功率，和/或可以用于在相对较长的距离(例如，约一公里或者更长)上发送无线信号。
[0079]本文描述的某些设备还可以实现多输入多输出(MMO)技术，并且实现成802.1lah标准的一部分。MMO系统使用多个(Nt个)发射天线和多个(Nk个)接收天线来进行数据传输。由Nt个发射天线和Nk个接收天线形成的MMO信道可以分解成Ns个独立信道，其也称为空间信道或空间流，其中Ns ( min {NT, Nj。Ns个独立信道中的每一个独立信道对应一个维度。如果使用由多个发射天线和接收天线创建的额外维度，则MIMO系统可以提供改善的性能(例如，更高的吞吐量和/或更大的可靠性)。
[0080]在一些实现中，WLAN包括作为对无线网络进行接入的组件的各种设备。例如，可以存在两种类型的设备:接入点(“AP”)和客户端(其还称为站或“STA”)。通常，AP用作用于WLAN的集线器或者基站，STA用作WLAN的用户。例如，STA可以是膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话等。在一个示例中，STA通过遵循WiFi (例如，诸如802.1lah的IEEE802.11协议)的无线链路连接到AP，以获得对于因特网或者其它广域网的一般连接。在一些实现中，还可以将STA用作AP。
[0081]接入点(“AP”)还可以包括、实现为或者称作NodeB、无线网络控制器(“RNC”)、eNodeB、基站控制器(“BSC”)、基站收发机(“BTS”)、基站(“BS”)、收发机功能(“TF”)、无线路由器、无线收发机或者某种其它术语。
[0082]此外，站“STA”还可以包括、实现为或者称作接入终端(“AT”)、用户站、用户单元、移动站、远程站、远程终端、用户终端、用户代理、用户装备、用户设备或某种其它术语。在一些实现中，接入终端可以包括蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(“SIP”)电话、无线本地环路(“WLL”)站、个人数字助理(“PDA”)、具有无线连接能力的手持设备或者连接到无线调制解调器的某种其它适当的处理设备。因此，本文教导的一个或多个方面可以并入到电话(例如，蜂窝电话或智能电话)、计算机(例如，膝上型计算机)、便携式通信设备、耳机、便携式计算设备(例如，个人数据助理)、娱乐设备(例如，音乐或视频设备、或卫星无线电设备)、游戏设备或系统、全球定位系统设备或者被配置为通过无线介质进行通信的任何其它适当的设备。
[0083]如上文所讨论的，本文所描述的某些设备可以实现例如802.1lah标准。这些设备(无论是用作STA还是AP还是其它设备)可以用于智能计量或者用于智能网格网络中。这些设备可以提供传感器应用，或者用于家庭自动化。替代地或另外地，这些设备可以用于医疗保健背景，例如用于个人保健。其还可以用于监视，以实现扩展范围的因特网连接(例如，用于热点地区)，或者实现机器到机器的通信。
[0084]图1示出了在其中可以使用本发明的方面的无线通信系统100的示例。无线通信系统100可以按照诸如802.1lah标准的无线标准进行操作。无线通信系统100可以包括AP104，AP104 与 STA106a、106b、106c、106d (其统称为 STA106)进行通信。
[0085]多种处理和方法可以用于无线通信系统100中AP104和STA106之间的传输。例如，可以根据0FDM/0FDMA技术在AP104和STA106之间发送和接收信号。如果是这种情况的话，则无线通信系统100可以称为0FDM/0FDMA系统。或者，可以根据CDMA技术在AP104和STA106之间发送和接收信号。如果是这种情况的话，则无线通信系统100可以称为CDMA系统。
[0086]有助于实现从AP104到STA106中的一个或多个的传输的通信链路可以称为下行链路(DL) 108，而有助于实现从STA106中的一个或多个到AP104的传输的通信链路可以称为上行链路(UL)110。或者,下行链路108可以称为前向链路或者前向信道,而上行链路110可以称为反向链路或反向信道。
[0087]AP104可以用作基站，并且在基本服务区域(BSA)102中提供无线通信覆盖。AP104连同与该AP104相关联且使用AP104进行通信的STA106可以称为基本服务集(BSS)。应当注意的是，无线通信系统100可以不具有中心的AP104，而是用作STA106之间的对等网络。因此,本文描述的AP104的功能可以替代地由STA106中的一个或多个执行。
[0088]图2示出了可以用在无线设备202中的各种组件，其中无线设备202可以在无线通信系统100中使用。无线设备202是可以配置为实现本文描述的各种方法的设备的示例。例如，无线设备202可以包括AP104或者图1的STA106中的一个。
[0089]无线设备202可以包括处理器204，处理器204控制无线设备202的操作。处理器204还可以称作为中央处理单元(CPU)。可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)的存储器206向处理器204提供指令和数据。存储器206的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。处理器204通常根据存储在存储器206中的程序指令来执行逻辑和算术运算。存储器206中的指令可以是可执行的以实现本文描述的方法。
[0090]当将无线设备202实现为或者用作发送节点时，处理器204可以配置为选择多种分组格式中的一种，并且生成具有该格式的分组。例如，处理器204可以配置为生成包括前导码(例如，物理层前导码)和有效载荷的分组，并且确定是否在前导码中包括扩展字段，如下面进一步详细讨论的。处理器204还可以配置为生成包含具有重复序列的训练字段的分组。
[0091]当将无线设备202实现为或者用作接收节点时，处理器204可以配置为处理具有多种格式的分组。例如，处理器204可以配置为基于分组的前导码来处理该分组的有效载荷。在一些方面，前导码包括扩展字段，如下面所进一步详细讨论的。
[0092]处理器204可以包括使用一个或多个处理器实现的处理系统的组件，或者可以是使用一个或多个处理器实现的处理系统的组件。所述一个或多个处理器可以使用以下各项的任意组合来实现:通用微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、控制器、状态机、门逻辑、分立的硬件组件、专用硬件有限状态机或者可以执行信息的计算或者其它操作的任何其它适当的实体。
[0093]处理系统还可以包括用于存储软件的机器可读介质。软件应当被广泛地解释为意味着任何类型的指令，无论是称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言等等。指令可以包括(例如，具有源代码格式、二进制代码格式、可执行代码格式或者任何其它适当的代码格式的)代码。这些指令当由所述一个或多个处理器执行时，使得处理系统执行本文所描述的各种功能。
[0094]无线设备202还可以包括外壳208，外壳208可以包括发射机210和/或接收机212以允许在无线设备202和远程位置之间进行数据的发送和接收。可以将发射机210和接收机212组合到收发机214中。可以将天线216附接到外壳208并且电耦合到收发机214。无线设备202还可以包括(没有示出)多个发射机、多个接收机、多个收发机和/或多个天线。
[0095]发射机210可以配置为无线地发送具有多种不同格式的分组。例如，发射机210可以配置为发送上面所讨论的由处理器204生成的不同类型的分组。
[0096]接收机212可以配置为无线地接收具有多种不同格式的分组。在一些方面，接收机212配置为检测接收的分组的类型，如下面进一步详细讨论的。例如，接收机可以执行自动检测过程，以便在处理系统对接收的分组或者其有效载荷进行处理之前，确定该分组的格式。
[0097]无线设备202还可以包括信号检测器218，信号检测器218可以用于检测和量化收发机214所接收的信号的电平。信号检测器218可以检测诸如总能量、每子载波每符号的能量、功率谱密度等的信号和其它信号。无线设备202还可以包括用于处理信号的数字信号处理器(DSP)220。DSP220可以配置为生成用于传输的分组。在一些方面,该分组可以包括物理层数据单元(prou)。
[0098]在一些方面，无线设备202还可以包括用户接口 222。用户接口 222可以包括键盘、麦克风、扬声器和/或显示器。用户接口 222可以包括向无线设备202的用户传送信息和/或从该用户接收输入的任何元件或组件。
[0099]可以通过总线系统226将无线设备202的各个组件耦合在一起。例如，总线系统226可以包括数据总线，并且除了包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制信号总线和状态信号总线。无线设备202的组件还可以耦合在一起，或者使用某种其它机制来接受输入或向彼此提供输入。
[0100]虽然在图2中示出了多个分离的组件，但是可以对这些组件中的一个或多个进行组合或者共同实现。例如，处理器204可以用于不仅实现上面关于处理器204所描述的功能，而且还可以实现上面关于信号检测器218和/或DSP220所描述的功能。此外，图2中示出的组件中的每一个可以使用多个分离的元件来实现。此外，处理器204可以用于实现所描述的组件、模块、电路等中的任意一个，或者其中的每一个可以使用多个分离的元件来实现。
[0101]为了便于在本发明中进行引用，当将无线设备202配置成发送节点时，在下文中可以将其称为无线设备202t。同样，当将无线设备202配置成接收节点时，在下文中可以将其称为无线设备202r。图1的无线通信系统100中的设备可以仅实现发送节点的功能、仅实现接收节点的功能或者实现发送节点和接收节点二者的功能。
[0102]图3的无线设备202t可以包括调制器302，调制器302配置为对用于传输的比特进行调制。例如，调制器302可以通过根据星座将从处理器204 (图2)或用户接口 222 (图2)接收的比特映射到多个符号，来根据这些比特确定多个符号。这些比特可以与用户数据或控制信息相对应。在一些方面，以码字接收这些比特。在一个方面，调制器302包括QAM(正交幅度调制)调制器，例如，16-QAM调制器或者64-QAM调制器。在其它方面，调制器302包括二进制相移键控(BPSK)调制器或者正交相移键控(QPSK)调制器。
[0103]无线设备202t还可以包括变换模块304，变换模块304配置为将来自调制器302的符号或者以其它方式调制的比特转换到时域。在图3中，将变换模块304示出为通过快速傅里叶逆变换(IFFT)模块来实现。在一些实现中，可以存在对不同大小的数据单元进行变换的多个变换模块(没有示出)。在一些实现中，变换模块304自身可以配置为对不同大小的数据单元进行变换。例如，变换模块304可以配置有多种模式，并且可以使用不同数量的点以在每一种模式中对符号进行转换。例如，IFFT可以具有使用32个点将在32个音调(即，子载波)上发送的符号转换到时域的模式，以及使用64个点将在64个音调上发送的符号转换到时域的模式。变换模块304使用的点的数量可以称为变换模块304的大小。
[0104]在图3中，将调制器302和变换模块304示出为实现在DSP320中。然而，在一些方面，调制器302和变换模块304中的一个或两个实现在处理器204中或者无线设备202的另一个元件中(例如，参见上面参照图2的描述)。
[0105]如上文所讨论的，DSP320可以配置为生成用于传输的数据单元。在一些方面，调制器302和变换模块304可以配置为生成包括多个字段的数据单元，其中所述多个字段包括控制信息和多个数据符号。例如，包括控制信息的字段可以包括一个或多个训练字段和一个或多个信号(SIG)字段。这些训练字段中的每一个可以包括已知的比特或符号序列。这些SIG字段中的每一个可以包括关于数据单元的信息，例如，数据单元的长度或数据速率的描述。
[0106]在一些方面，DSP320被配置为在多个数据符号之间插入一个或多个训练字段。DSP320可以基于从处理器204 (图2)接收的信息和/或存储器206 (图2)或者DSP320的一部分中存储的信息，来确定所述一个或多个训练字段在数据单元中的位置或定位。将另外详细地讨论在数据单元中插入训练字段。
[0107]返回到图3的描述，无线设备202t还可以包括数模转换器306，数模转换器306配置为将变换模块的输出转换成模拟信号。例如，数模转换器306可以将变换模块306的时域输出转换成基带OFDM信号。数模转换器306可以实现在处理器204中，或者实现在图2的无线设备202的另一个元件中。在一些方面，数模转换器306实现在收发机214 (图2)或者数据发射处理器中。
[0108]发射机310可以无线地发送模拟信号。可以在发射机310发送模拟信号之前，例如通过对模拟信号进行滤波或者上变频到中频或载波频率，来对模拟信号进行进一步处理。在图3所示的方面，发射机310包括发射放大器308。在发送模拟信号之前,发射放大器308可以对其进行放大。在一些方面，放大器308包括低噪声放大器(LNA)。
[0109]发射机310配置为基于模拟信号在无线信号中发送一个或多个分组或数据单元。这些数据单元可以使用处理器204 (图2)和/或DSP320 (例如，使用如上文所讨论的调制器302和变换模块304)来生成。本发明中另外详细描述了可以如上文所讨论地生成和发送的数据单元。
[0110]在一些方面，发射机310配置为在近似2.5MHz或者1.25MHz或者更低的带宽上发送这些数据单元。当使用这些带宽时，可以在相对较长的时间段上执行该数据单元的传输。例如，可以在近似11毫秒的时段上发送由500个字节组成的数据单元。与根据802.1lac标准在近似20MHz的带宽上实现的可比较传输相比，这种传输慢了近似16倍。
[0111]图4示出了可以用于图2的无线设备202中以接收无线通信的各种组件。例如，可以使用图4中示出的这些组件来接收OFDM通信。例如，可以使用图4中示出的组件来接收由上面参照图3所讨论的组件发送的数据。
[0112]无线设备202r的接收机412配置为接收无线信号中的一个或多个分组或数据单元。本发明中另外详细描述了可以如下文所讨论地进行接收和解码或以其它方式处理的数据单元。
[0113]在一些方面，接收机412配置为在近似2.5MHz或者1.25MHz或者更低的带宽上接收这些数据单元。当使用这些带宽时，可以在相对较长的时间段(例如，当该数据单元由500个字节组成时，近似11毫秒)上执行数据单元的接收。在该时间期间，接收数据单元的信道可能发生改变。例如，信道的状况可能由于无线设备202r的移动或者发送该数据单元的设备的移动，或者由于天气或诸如各种障碍物的引入等的其它环境状况而发生改变。在这些情况下，如果无线设备202r使用在数据单元的接收开始时确定的设置，则可能不能对接近该数据单元的终点附近的信息进行正确解码。然而，如下面另外详细描述地，无线设备202r可以使用在多个数据符号之间插入的训练字段来形成信道的更新的估计，以便对数据符号中的一个或多个进行适当解码。
[0114]在图4所示出的方面，接收机412包括接收放大器401。接收放大器401可以配置为对接收机412接收的无线信号进行放大。在一些方面，接收机412配置为使用自动增益控制(AGC)过程来调整接收放大器401的增益。在一些方面，自动增益控制使用一个或多个接收的训练字段(例如，接收的短训练字段(STF))中的信息来调整增益。本领域普通技术人员应当理解用于执行AGC的方法。在一些方面，放大器401包括LNA。
[0115]无线设备202r可以包括模数转换器410，模数转换器410配置为将来自接收机410的放大的无线信号转换成其数字表示。除了对无线信号进行放大之外，在无线信号由数模转换器410进行转换之前，可以例如通过对无线信号进行滤波或者下变频到中频或基带频率，对其进行处理。模数转换器410可以实现在处理器204中，或者实现在无线设备202(图2)的另一个元件中。在一些方面，模数转换器410实现在收发机或者数据接收处理器中。
[0116]无线设备202r还可以包括变换模块404，变换模块404配置为将无线信号的表示转换成频谱。在图4中，将变换模块404示出为通过快速傅里叶变换(FFT)模块来实现。在一些方面，该变换模块可以识别其使用的每一个点的符号。如上面参照图3的变换模块304所描述的，变换模块404可以配置有多种模式，并且在每一种模式中，变换模块404可以使用不同数量的点来对信号进行转换。例如，变换模块404可以具有使用32个点将在32个音调上接收的信号转换成频谱的模式，以及使用64个点将在64个音调上接收的信号转换成频谱的模式。变换模块404使用的点的数量可以称为变换模块404的大小。在一些方面，变换模块404可以识别其使用的每一个点的符号。
[0117]无线设备202r还可以包括信道估计器和均衡器405，信道估计器和均衡器405配置为形成对接收数据单元的信道的估计，并且基于该信道估计来去除该信道的某些影响。例如，信道估计器可以配置为对该信道的函数进行近似，并且信道均衡器可以配置为在频谱中对数据应用该函数的逆。
[0118]在一些方面，信道估计器和均衡器405使用一个或多个接收的训练字段(例如，长训练字段(LTF))中的信息来对信道进行估计。可以基于在数据单元的开始处接收的一个或多个LTF来形成该信道估计。此后，可以使用该信道估计来对所述一个或多个LTF之后的数据符号进行均衡。在某个时间段之后或者在某个数量的数据符号之后，可以在该数据单元中接收一个或多个额外的LTF。可以使用这些额外的LTF来更新信道估计或者形成新的估计。可以使用这种新的信道估计或者更新的信道估计来对这些额外的LTF之后的数据符号进行均衡。在一些方面，使用新的信道估计或者更新的信道估计对这些额外的LTF之前的数据符号进行重新均衡。本领域普通技术人员应当理解用于形成信道估计的方法。[0119]无线设备202r还可以包括解调器406，解调器406配置为对均衡的数据进行解调。例如，解调器406可以通过将比特到星座中的符号的映射反转，来根据由变换模块404和信道估计器和均衡器405输出的这些符号确定多个比特。这些比特可以由处理器204 (图2)进行处理或评估，或者用于显示信息或者以其它方式向用户接口 222 (图2)输出信息。通过这种方式，可以对数据和/或信息进行解码。在一些方面，这些比特与码字相对应。在一个方面，解调器406包括QAM(正交幅度调制)解调器，例如，16-QAM解调器或者64-QAM解调器。在其它方面，解调器406包括二进制相移键控(BPSK)解调器或者正交相移键控(QPSK)解调器。
[0120]在图4中，将变换模块404、信道估计器和均衡器405和解调器406示出为实现在DSP420中。然而，在一些方面，变换模块404、信道估计器和均衡器405和解调器406中的一个或多个实现在处理器204或者无线设备202的另一个元件中(例如，参见上面参照图2的描述)。
[0121]如上文所讨论的，在接收机412处接收的无线信号包括一个或多个数据单元。通过使用上文所描述的功能或组件，可以对其中的数据单元或数据符号进行解码评估或者以其它方式进行评估或处理。例如，处理器204 (图2)和/或DSP420可以用于使用变换模块404、信道估计器和均衡器405和解调器406来对数据单元中的数据符号进行解码。
[0122]如上文所讨论的，AP104和STA106交换的数据单元可以包括控制信息或数据。在物理(PHY)层，这些数据单元可以称为物理层协议数据单元(prou)。在一些方面，PPDU可以称为分组或物理层分组。每一个PPDU可以包括前导码和有效载荷。前导码可以包括训练字段和SIG字段。有效载荷可以包括例如介质访问控制(MAC)报头或用于其它层的数据和/或用户数据。可以使用一个或多个数据符号来发送有效载荷。本文的系统、方法和设备可以使用具有训练字段的数据单元，其中训练字段还插入在有效载荷中的数据符号之间。
[0123]图3中所示的无线设备202t示出了要通过天线发送的单个发射链路的示例。图4中所示的无线设备202r示出了要通过天线接收的单个接收链路的示例。在一些实现中，无线设备202t和202r可以使用多个天线来实现MMO系统的一部分以同时发送数据。
[0124]图5是可以在诸如图2的无线设备202等的无线设备中实现以发送和接收无线通信的MMO系统的功能框图。该MMO系统可以使用参照图3所描述的组件中的一些或全部。将要在接收机的输出端接收的用于传输的比特提供给编码器504。编码器504可以对比特流应用前向纠错(FEC)码。FEC码可以是分组码、卷积码等。将编码的比特提供给交织系统505，交织系统505将编码的比特分发成N个发送流。
[0125]交织系统505包括流解析器506，解析器506对从编码器504到N个空间流交织器508a、508b和508η(其统称为交织器508)的输入比特流进行解析。可以向流解析器506提供多个空间流，并且流解析器506在循环基础上对比特进行解析。也可以使用其它解析函数。可以使用的一种解析函数是kn=NTX*k+n (即，每一空间流一个比特的循环，然后转到下一个空间流，其中kn是输入比特索引，Ntx是发射机/空间流的数量)。还可以使用另一个更通用的函数f (k，η)，从而例如向空间流发送两个比特，然后移动到下一个空间流。此后，每一个交织器508a、508b和508η可以对比特进行分发，使得可以恢复由于衰落或者其它信道状况造成的错误。
[0126]然后，可以通过调制器502a、502b或502η来对每个发送流进行调制。如上面参照图3所描述的，可以使用诸如QPSK (正交相移键控)调制、BPSK (—次映射一个比特)、16-QAM(映射六个比特的组)、64-QAM等的调制技术来对这些比特进行调制。可以将每一个流的调制的比特提供给变换模块510a、510b和510η。在一些实现中，变换模块510a、510b和510η可以执行离散时间傅里叶逆变换(IDFT)，以将这些调制的比特从频域转换到时域。变换模块510a、510b和510η可以根据如上面参照图3所描述的不同模式进行操作。例如，变换模块510a、510b和510η可以配置为根据32点模式或64点模式进行操作。在一些实现中，可以使用空时块编码(STBC)来对调制的比特进行编码，并且可以在将调制的比特提供给变换模块510a、510b和510η之前执行空间映射。在针对每一个空间流将调制的比特转换成时域信号之后，通过上面参照图3所描述的转换器512a、512b和512η将时域信号转换成模拟信号。然后，可以使用发射机514a、514b和514c并且使用天线516a、516b或516η将这些信号发送到期望的频带(例如，IMHz、2MHz、4MHz、8MHz和16MHz或者更高)上的无线电空间中。
[0127]在一些实施例中，天线516a、516b和516η是不同的且空间分离的天线。在其它实施例中，可以将不同的信号组合到与N个天线相比更少的不同极化。其示例是进行空间旋转或者空间扩展并且将多个空间流映射到单个天线上。此外，可以用不同的方式对不同的空间流进行组织。例如，发射天线可以携带来自一个以上的空间流的数据，或者多个发射天线可以携带来自空间流的数据。例如，考虑具有四个发射天线和两个空间流的发射机的情况。可以将每一个空间流映射到两个发射天线上，所以两个天线携带来自仅仅一个空间流的数据。
[0128]图6是可以在诸如图2的无线设备202等的无线设备中实现以接收无线通信的示例性MIMO系统的功能框图。该MIMO系统可以使用参照图4所描述的组件中的一些或全部。无线设备202r可以配置为从图5的天线516a、516b和516η接收传输。无线设备202r在耦合到N个接收电路的N个天线518a、518b和518η或者618a、618b和618η (按照需要，计算不同的极化)处接收来自该信道的信号。然后，将这些信号提供给接收机620a、620b和620η，接收机620a、620b和620η中的每一个可以包括配置为对接收的信号进行放大的放大器。然后，可以通过转换器622a、622b和622η将这些信号转换成数字形式。
[0129]然后，通过变换模块624a、624b和624η将转换后的信号转换成频谱。如上所述，变换模块624a、624b和624η可以根据各种模式并且根据使用的大小和带宽(例如，32点、64点等)进行操作。可以将变换后的信号提供给各自的信道估计器和均衡器块626a、626b和626η，信道估计器和均衡器块626a、626b和626η可以如上面参照图4所描述地类似地作用。在信道估计之后，将这些输出提供给(例如，与图5的MIMO检测器528相对应的)MIMO检测器628，此后，MMO检测器628可以将其输出提供给解调器630a、630b和630η，其中解调器630a、630b和630η可以根据如上所述的调制技术中的一种对这些比特进行解调。然后，可以将解调后的比特提供给解交织器632a、632b和632η，其中解交织器632a、632b和632η可以将比特传送到流去解析器634，流去解析器634可以将进入单个比特流中的比特提供给(例如，与图5的解码器536相对应的)解码器636，其中解码器636可以将这些比特解码成适当的数据流。
[0130]如上所述，AP104和STA106交换的数据单元可以包括具有物理(PHY)层分组或物理层协议数据单元(prou)形式的控制信息或数据。[0131]图7是示出物理层分组700的前导码702和有效载荷710的示例性结构的框图。前导码702可以包括短训练字段(STF) 704，STF704包括具有已知值的STF序列。在一些方面，STF可以用于分组检测(例如，检测分组的开始)和用于粗略时间/频率估计。可以对STF序列进行优化以具有较低的PAPR，并且包括具有特定周期的非零音调的子集。STF704可以跨越一个或多个OFDM符号。在一些方面，前导码702可以包括长训练字段(LTF)706，LTF706可以跨越一个或多个OFDM符号，并且可以包括一个或多个具有已知非零值的LTF序列。LTF可以用于信道估计、精细时间/频率估计和模式检测。此外，在一些方面，前导码702可以包括如上所述的信号字段(SIG) 708，SIG708可以包括在一个方面用于模式检测目的和传输参数的确定的多个比特或值。
[0132]本文描述的某些实现可以涉及可以用于智能计量或者智能网格网络的无线通信系统。这些无线通信系统可以用于提供传感器应用或者用于家庭自动化。替代地或另外地，这些系统中使用的无线设备可以用于医疗保健背景，例如，用于个人保健。其还可以用于监视，以实现扩展范围的因特网连接(例如，用于热点地区)，或者实现机器到机器通信。因此，一些实现可以使用诸如近似150Kbps等的低数据速率。与诸如802.1lb等的其它无线通信相比，实现还可以具有增加的链路预算增益(例如，大约20dB)。根据低数据速率，如果将无线节点配置用于家庭环境，则某些方面可以涉及在无需功率放大的情况下良好室内覆盖的实现。此外，某些方面可以涉及不使用MESH协议的单跳网络。此外，与其它无线协议相比，某些实现可能导致在功率放大的情况下显著室外覆盖改善。此外，某些方面可以涉及可以适应较大的室外延迟扩展和对于多普勒的降低的敏感的实现。某些实现可以达到与传统WiFi类似的LO准确度。
[0133]因此，某些实现涉及在千兆赫兹以下的频带中发送和接收无线信号。在一个方面，这可能导致例如8.5dB的传播增益(例如，由于900MHz对2.4GHz而可用)。在另一个方面，可以通过使用千兆赫兹以下的信号(例如，其可以导致3dB增益)来减少障碍物损失。
[0134]某些实现还涉及在千兆赫兹以下的频带中使用较低的带宽来发送无线信号。与其它无线通信系统相比，这还可以允许实现更大的链路预算增益。例如，在一种实现中，可以将符号配置为使用IMHz的带宽来进行发送或接收。图2的无线设备202可以配置为以多种模式中的一种进行操作。在一种模式中，可以使用IMHz的带宽来发送或接收诸如OFDM符号等的符号。在另一种模式中，可以使用2MHz的带宽来发送或接收符号。还可以提供额外的模式，以便使用4MHz、8MHz、16MHz等等的带宽来发送或接收符号。该带宽还可以称为信道宽度。
[0135]每一种模式可以使用不同数量的音调/子载波来发送信息。例如，在一种实现中，(与使用IMHz的带宽来发送或接收符号相对应的)IMHz模式可以使用32个音调。在一个方面，与诸如20MHz等的带宽相比，使用IMHz模式可以提供13dB的噪声减少。此外，可以使用低速率技术来克服诸如由于更低的带宽所造成的频率分集损失等的影响，根据信道状况，其可能导致4-5dB的损失。为了生成/评估使用32个音调发送或接收的符号，如图3和图4中所描述的变换模块304或404可以配置为使用32点模式(例如，32点IFFT或者FFT)。可以将这32个音调分配成数据音调、导频音调、保护音调和DC音调。在一种实现中，可以将24个音调分配成数据音调，可以将2个音调分配成导频音调，可以将5个音调分配成保护音调，并且可以将I个音调保留用于DC音调。在该实现中，可以将符号持续时间配置为包括循环前缀的40 μ S。
[0136]例如，图3的无线设备202t可以配置为生成分组以使用IMHz的带宽通过无线信号进行传输。在一个方面，该带宽可以是近似1MHz，其中近似IMHz可以位于0.8MHz到1.2MHz的范围之内。该分组由一个或多个OFDM符号构成，其中这些OFDM符号具有如使用DSP320 (图3)所描述的分配的32个音调。可以将发送链路中的变换模块304 (图3)配置成根据32点模式进行操作的IFFT模块，以便将分组转换成时域信号。然后，发射机310(图3)可以配置为发送该分组。
[0137]同样，图4的无线设备202r可以配置为在IMHz的带宽上接收分组。在一个方面，该带宽可以是近似1MHz，其中近似IMHz可以位于0.8MHz到1.2MHz的范围之内。无线设备202r可以包括DSP420 (图4)，DSP420包括处于接收链路中的变换模块404 (图4)，其中变换模块404可以配置成根据32点模式进行操作的FFT模块，以便将时域信号变换成频谱。DSP420可以配置为对分组进行评估。IMHz模式可以支持用于低数据速率和“正常”速率二者的调制和编码方案(MCS)。根据一些实现，可以针对低速率模式设计前导码702，其中低速率模式提供可靠的检测和改善的信道估计，如下面进一步详细描述的。每一种模式可以配置为使用相应的前导码和期望的特性，其中该前导码被配置为对用于该模式的传输进行优化。
[0138]除了 IMHz模式之外，2MHz也是可用的，2MHz可以用于使用64个音调来发送和接收符号。在一种实现中，可以将64个音调分配成52个数据音调、4个导频音调、I个DC音调和7个保护音调。同样，图3和图4的变换模块304或404可以配置为当发送或接收2MHz符号时根据64点模式进行操作。该符号持续时间也可以是包括循环前缀的40 μ S。可以提供具有不同带宽(例如，4MHz、8MHz和16MHz)的额外模式，这些模式可以使用以相应的不同大小的模式(例如，128点FFT、256点FFT、512点FFT等等)进行操作的变换模块304或404。此外，可以根据单用户模式和多用户模式二者来对上面所描述的模式中的每一种进行另外地配置。使用小于或等于2MHz的带宽的无线信号可以提供各种优势，以便提供在带宽的较宽范围、功率和信道限制上满足全局调节约束的无线节点。
[0139]在一些方面，图2的无线设备202配置为根据多种无线标准(例如，根据802.11标准中的一种)进行操作。在该配置中，无线设备202可以具有用于在2.4GHz或者5GHz频带中的20MHz信道宽度中操作的模式，以及用于在2.4GHz频带中的40MHz信道宽度中操作的模式。在另一个方面，无线设备202配置为根据802.1lac标准进行操作。在该配置中，无线设备202具有用于在20MHz、40MHz和80MHz信道带宽中的每一个中操作的模式。通常，当无线设备202在20MHz频带中操作时，变换模块304或404可以使用64个音调，当无线设备202在40MHz频带中操作时，变换模块304或404可以使用128个音调，当无线设备202在80MHz频带中操作时，变换模块304或404可以使用256个音调。
[0140]在一些方面，控制器(例如，图2的处理器204或DSP220)配置为调整图2的无线设备202的操作，以便在如上所述的千兆赫兹以下的频带中操作。在一种实现中，为了如上所述地根据诸如1ΜΗζ、2ΜΗζ、4ΜΗζ等的模式进行操作，控制器可以配置为对无线设备202中的组件中的一个或多个进行时钟降低(downclock)，使得无线设备202将在1ΜΗζ、2ΜΗζ、4ΜΗζ、8MHz或者16MHz中操作。此外，处理器204可以配置为对无线设备202中的组件中的一个或多个的操作进行时钟降低，使得无线设备202将在与使用5MHz、2.5MHz、1.25MHz和/或0.625MHz信道宽度的带宽相对应的模式中进行操作。在这种时钟降低的操作期间，在一些方面，变换模块304或404使用的音调的数量可以保持相同。
[0141]无线设备202的操作的时钟降低可以包括:按降低的时钟速率操作图2中所示的组件中的一个或多个。例如，时钟降低可以包括:例如通过调整、修改或者分配处理器204、信号检测器218、DSP220和/或任何其它数字信号电路中的一个或多个的时间设置，来按更低的速率操作这些组件。在一些方面，响应于来自处理器204的命令，执行该降低时钟操作。在一些方面，处理器204提供与当在20MHz、40MHz或者80MHz信道带宽中操作时使用的时钟信号相比降低的时钟信号。
[0142]在一些方面，处理器204配置为将图2的无线设备202的操作的时钟降低因子10(例如，下降10x)。在这种配置中，20MHz信道宽度中的操作将时钟降低到2MHz信道宽度中的操作，40MHz信道宽度中的操作将时钟降低到4MHz信道宽度中的操作。此外，80MHz信道宽度中的操作将时钟降低到8MHz信道宽度中的操作，并且160MHz信道宽度中的操作将时钟降低到16MHz信道宽度中的操作。
[0143]与上文所描述的类似地，在一个方面，当使用IMHz带宽来发送或接收OFDM符号时，可以使用32点的变换模块304或404。在该情况下，可以将音调分配成24个数据音调、2个导频音调、5个保护音调和I个DC音调。在另一个方面，当使用2MHz带宽来发送或接收OFDM符号时，可以使用64点的变换模块304或404。在该情况下，可以将音调分配成52个数据音调、4个导频音调、7个保护音调和I个DC音调。在另一个方面，当使用4MHz带宽来发送或接收OFDM符号时，可以使用图3和图4的64点的变换模块304或404。在该情况下，可以将音调分配成108个数据音调、6个导频音调、11个保护音调和3个DC音调。在另外的方面，当使用8MHz带宽来发送或接收OFDM符号时，可以使用256点的变换模块304或404。在该情况下，可以将音调分配成234个数据音调、8个导频音调、11个保护音调和3个DC音调。因此，这些带宽的音调之间的间隔可以是31.25KHz。此外，符号持续时间可以是包括4ys (用于短循环前缀)或8ys (用于长循环前缀)的循环前缀的40 μ S。可以使用更长的循环前缀来适应室外延迟扩展。此外，可能需要较大的符号持续时间来使循环前缀开销保持为易处理的。
[0144]在一些方面，预定将图2的无线设备202的操作进行时钟降低的数量。例如，可以将时钟降低因子存储在存储器206中，并且在无线设备202的启动时装载。在该配置中，处理器204可以使无线设备202根据预定的或装载的时钟降低因子在时钟降低模式下进行操作。
[0145]在一些方面，可以在原处确定在任何给定时刻将图2的无线设备202的操作进行时钟降低的数量。例如，信号检测器218可以根据接收机212接收的信标或导频来确定时钟降低因子。在一些方面，该因子是在设备启动时或者当设备第一次连接到网络时确定的。在一些方面，在无线设备202的切换期间或者在无线设备202每次连接到新网络时，确定新的因子。在一些方面，可以基于接收的信号(例如，基于接收的信标或导频)，来修改或更新预定的因子。通过这种方式，无线设备202可以例如根据设备的位置或者该设备正在连接的网络，以不同的带宽进行操作。处理器204可以使无线设备202根据确定的时钟降低因子，以时钟降低模式进行操作。
[0146]在一些方面，将图2的无线设备202永久地配置为以时钟降低模式进行操作。例如，无线设备202的组件可以是硬连接的或者具有安装在其中的固件，该固件使得该设备始终执行时钟降低操作。在这些方面，无线设备202可能不能在20MHz、40MHz和80MHz信道宽度中通信。此外，在这些方面，时钟降低因子可以是固定的。例如，可以对这些组件进行制造和/或安装，以便只实现固定的时钟降低因子。在其它方面，无线设备可以在20MHz、40MHz和80MHz信道宽度中的任何一个中进行操作，或者可以由处理器204进行选择性地时钟降低，以便在IMHz、2MHz、4MHz、8MHz和16MHz信道宽度中进行操作。
[0147]在一些实现中，当在千兆赫兹以下的范围(例如，900MHz)中发送时，可以使用重复模式，其中在该模式中执行重复编码。重复模式可以允许在较长距离上进行准确的传输，而无需牺牲太多的前导码开销。在一些实现中，可以使用2x重复编码。例如，重复编码可以允许尽可能小的105dB损耗，以提供良好的室内覆盖。当使用无线传感器网络而不进行重复编码时，客户可能必须在难于到达位置处安装更高功率的传感器。出售两种类型的传感器(“容易到达位置”对“难于到达位置”的传感器)是不现实的。此外，由于峰值电流损耗，高功率传感器可能不能用低功率电池(例如，钮扣电池)进行工作。或者，在不进行重复的情况下，可以安装多个AP。然而，选择这些AP的位置和配置，对于普通客户来说可能是非平凡的。同样，重复编码可以为诸如传感器网络的低数据速率应用的某些实现，提供各种优势。
[0148]举例而言，在一个方面，BPSK速率1/2编码可以与4x重复结合使用从而产生94Kbps。在另一个方面，BPSK速率1/2编码可以与2x重复结合使用从而产生188Kbps。在另一个方面，可以使用BPSK速率1/2编码从而产生375Kbps。在另一个的方面，可以使用64QAM速率3/4编码从而导致3.75Mbps。
[0149]在一些实现中，可能需要IMHz模式和2MHz模式，并且将IMHz模式和2MHz模式配置为是可共同操作的。使用两种所需的模式可以避免设备可以被配置用于某些管理区域但是针对其它管理区域可能不能工作的问题，并且可以允许如果管理约束改变，则设备具有更多的选项，从而允许更少的限制通信。针对蜂窝卸载，可以使用更高的带宽(例如，8MHz)。
[0150]参见图7，当在千兆赫兹以下的频带中使用如上所述的带宽发送分组时，可以将前导码702设计为在该前导码的早期状态中具有健壮模式检测，以便在不同的模式之间进行检测。还可以对前导码702进行优化，以使开销最小，并且提供使用IMHz模式进行发送的设备和使用大于或等于2MHz模式进行发送的设备的适当共存。可以将前导码702设计为在该前导码的早期状态中具有健壮模式检测，以便在IMHz传输(32点FFT)和2MHz传输(64点FFT)之间进行检测。可以针对不同数据速率的传输，生成物理层分组700，以便在一个方面，允许在更大的距离上进行数据的传输。例如，可以针对如上所述的低数据速率连同另一个“正常”数据速率生成物理层分组700。
[0151]图8A是示出根据某些实现用于在基本上IMHz的带宽上传输的物理层分组800a的前导码802a和有效载荷810a的示例性结构的框图。可以使用变换模块304 (图3)来生成物理层分组800a，其中变换模块304根据32点FFT模式进行配置，以便使用如上所述的32个音调来发送OFDM符号。
[0152]前导码802a可以包括短训练字段(STF)804a。STF804a可以包括具有非零值子集的已知值的序列，其中该非零值子集与具有特别选择的周期的非零音调子集相对应。该非零音调的周期可以与用于更高带宽(例如，2MHz)中使用的STF序列的周期相同。在一些实现中，为了重复编码，可以将STF字段804a提高例如3dB。可以通过四个OFDM符号来发送STF804a，其中每一个符号重复已知的STF序列。
[0153]前导码802a可以包括长训练字段(LTF) 806a。LTF806a可以由四个OFDM符号构成，并且可以包括在每一个符号中发送的LTF序列。这些LTF序列可以由已知的非零值构成，其中这些非零值与用于所有导频音调和数据音调的非零音调相对应。因此，在一些实现中，LTF序列可以包括26个非零值。
[0154]前导码802a可以包括信令字段(SIG) 808a。在一些实现中，SIG字段808a可以是重复编码的或者2x重复编码的。物理层分组800a还可以包括有效载荷810a，有效载荷810a可以使用为数据分配的每一个OFDM符号中的24个音调来生成。前导码802a可以用于生成低速率或者正常速率的IMHz传输。可以根据单用户模式来使用前导码802a。
[0155]如上所述，用于IMHz模式的SIG字段808a可以是两个符号。在一种实现中，SIG字段808a中的项可以与下面的表I中示出的项相对应。同样，SIG字段808a可以包括36个比特。可以按BPSK速率1/2重复2x，对SIG字段808a进行编码。
[0156]
【权利要求】
1.一种用于无线通信的装置，包括: 接收机，其被配置为接收包括物理层前导码和有效载荷的无线通信，所述前导码包括指示所述有效载荷是否包括重复编码的数据的长训练字段(LTF);以及 处理器，其被配置为根据所述有效载荷是否包括重复编码的数据来处理所述有效载荷。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述数据是否是重复编码的是由所述LTF字段的至少一部分的旋转来指示的。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述数据是否是重复编码的是由所述LTF字段中的一个或多个符号的旋转来指示的。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述LTF指示所述数据是BPSK速率1/2编码的还是BPSK速率1/2重复编码的。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述前导码包括如果所述数据是BPSK速率1/2编码的则指示MCS并且如果所述数据是BPSK速率1/2重复编码的则指示其它信息的字段。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，如果所述数据是BPSK速率1/2重复编码的，则所述字段中的一个或多个比特用作保留比特、奇偶校验比特和CRC比特中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述前导码包括SIG字段，如果所述有效载荷是BPSK速率l/22x重复编码的，则所述SIG字段是BPSK速率l/22x重复编码的，如果所述有效载荷不是BPSK速率l/22x重复编码的，则所述SIG字段是BPSK速率1/2编码的。
8.一种无线通信的方法，包括:` 接收包括物理层前导码和有效载荷的无线通信，所述前导码包括指示所述有效载荷是否包括重复编码的数据的长训练字段(LTF);以及 根据所述有效载荷是否包括重复编码的数据来处理所述有效载荷。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述数据是否是重复编码的是由所述LTF字段的至少一部分的旋转来指示的。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述数据是否是重复编码的是由所述LTF字段中的一个或多个符号的旋转来指示的。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述LTF指示所述数据是BPSK速率1/2编码的还是BPSK速率1/2重复编码的。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述前导码包括如果所述数据是BPSK速率1/2编码的则指示MCS并且如果所述数据是BPSK1/2率1/2重复编码的则指示其它信息的字段。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，如果所述数据是BPSK速率1/2重复编码的，则所述字段中的一个或多个比特用作保留比特、奇偶校验比特和CRC比特中的至少一种。
14.根据权利要求8所述的方法，其中，所述前导码包括SIG字段，如果所述有效载荷是BPSK速率l/22x重复编码的，则所述SIG字段是BPSK速率l/22x重复编码的，如果所述有效载荷不是BPSK速率l/22x重复编码的，则所述SIG字段是BPSK速率1/2编码的。
15.一种用于无线通信的装置，包括: 用于接收包括物理层前导码和有效载荷的无线通信的单元，所述前导码包括指示所述有效载荷是否包括重复编码的数据的长训练字段(LTF);以及用于根据所述有效载荷是否包括重复编码的数据来处理所述有效载荷的单元。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述数据是否是重复编码的是由所述LTF字段的至少一部分的旋转来指示的。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述数据是否是重复编码的是由所述LTF字段中的一个或多个符号的旋转来指示的。
18.根据权利要求15所述的装置，其中，所述LTF指示所述数据是BPSK速率1/2编码的还是BPSK速率1/2重复编码的。
19.根据权利要求15所述的装置，其中，所述前导码包括如果所述数据是BPSK速率1/2编码的则指示MCS并且如果所述数据是BPSK速率1/2重复编码的则指示其它信息的字段。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，如果所述数据是BPSK速率1/2重复编码的，则所述字段中的一个或多个比特用作保留比特、奇偶校验比特和CRC比特中的至少一种。
21.根据权利要求15所述的装置，其中，所述前导码包括SIG字段，如果所述有效载荷是BPSK速率l/22x重复编码的，则所述SIG字段是BPSK速率l/22x重复编码的，如果所述有效载荷不是BPSK速率l/22x重复编码的，则所述SIG字段是BPSK速率1/2编码的。
22.一种包括指令的计算机可读介质，所述指令当被执行时使得装置执行以下操作:接收包括物理层前导码和有效载荷的无线通信，所述前导码包括指示所述有效载荷是否包括重复编码的数据的长训练字段(LTF);以及根据所述有效载荷是否包括重复`编码的数据来处理所述有效载荷。
23.根据权利要求22所述的介质，其中，所述数据是否是重复编码的是由所述LTF字段的至少一部分的旋转来指示的。
24.根据权利要求23所述的介质，其中，所述数据是否是重复编码的是由所述LTF字段中的一个或多个符号的旋转来指示的。
25.根据权利要求22所述的介质，其中，所述LTF指示所述数据是BPSK速率1/2编码的还是BPSK速率1/2重复编码的。
26.根据权利要求22所述的介质，其中，所述前导码包括如果所述数据是BPSK速率1/2编码的则指示MCS并且如果所述数据是BPSK速率1/2重复编码的则指示其它信息的字段。
27.根据权利要求26所述的介质，其中，如果所述数据是BPSK速率1/2重复编码的，则所述字段中的一个或多个比特用作保留比特、奇偶校验比特和CRC比特中的至少一种。
28.根据权利要求22所述的介质，其中，所述前导码包括SIG字段，如果所述有效载荷是BPSK速率l/22x重复编码的，则所述SIG字段是BPSK速率l/22x重复编码的，如果所述有效载荷不是BPSK速率l/22x重复编码的，则所述SIG字段是BPSK速率1/2编码的。
29.一种用于无线通信的装置，包括:处理器，其被配置为生成包括物理层前导码和有效载荷的无线通信，所述前导码包括指示所述有效载荷是否包括重复编码的数据的长训练字段(LTF);以及发射机，其被配置为无线地发送所生成的通信。
30.根据权利要求29所述的装置，其中，所述数据是否是重复编码的是由所述LTF字段的至少一部分的旋转来指示的。
31.根据权利要求30所述的装置，其中，所述数据是否是重复编码的是由所述LTF字段中的一个或多个符号的旋转来指示的。
32.根据权利要求29所述的装置，其中，所述LTF指示所述数据是BPSK速率1/2编码的还是BPSK速率1/2重复编码的。
33.根据权利要求29所述的装置，其中，所述前导码包括如果所述数据是BPSK速率1/2编码的则指示MCS并且如果所述数据是BPSK速率1/2重复编码的则指示其它信息的字段。
34.根据权利要求33所述的装置，其中，如果所述数据是BPSK速率1/2重复编码的，则所述字段中的一个或多个比特用作保留比特、奇偶校验比特和CRC比特中的至少一种。
35.根据权利要求29所述的装置，其中，所述前导码包括SIG字段，如果所述有效载荷是BPSK速率l/22x重复编码的，则所述SIG字段是BPSK速率l/22x重复编码的，如果所述有效载荷不是BPSK速率l/22x重复编码的，则所述SIG字段是BPSK速率1/2编码的。
36.一种无线通信的方法，包括: 生成包括物理层前导码和有效载荷的无线通信，所述前导码包括指示所述有效载荷是否包括重复编码的数据的长训练字段(LTF);以及 无线地发送所生成的通信。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述数据是否是重复编码的是由所述LTF字段的至少一部分的旋转来指示的。
38.根据权利要求37所述的方法，其中，所述数据是否是重复编码的是由所述LTF字段中的一个或多个符号的旋转来指示的。
39.根据权利要求36所述的方法，其中，所述LTF指示所述数据是BPSK速率1/2编码的还是BPSK速率1/2重复编码的。
40.根据权利要求36所述的方法，其中，所述前导码包括如果所述数据是BPSK速率1/2编码的则指示MCS并且如果所述数据是BPSK速率1/2重复编码的则指示其它信息的字段。
41.根据权利要求40所述的方法，其中，如果所述数据是BPSK速率1/2重复编码的，则所述字段中的一个或多个比特用作保留比特、奇偶校验比特和CRC比特中的至少一种。
42.根据权利要求36所述的方法，其中，所述前导码包括SIG字段，如果所述有效载荷是BPSK速率l/22x重复编码的，则所述SIG字段是BPSK速率l/22x重复编码的，如果所述有效载荷不是BPSK速率l/22x重复编码的，则所述SIG字段是BPSK速率1/2编码的。
43.一种用于无线通信的装置，包括: 用于生成包括物理层前导码和有效载荷的无线通信的单元，所述前导码包括指示所述有效载荷是否包括重复编码的数据的长训练字段(LTF);以及 用于无线地发送所生成的通信的单元。
44.根据权利要求43所述的装置，其中，所述数据是否是重复编码的是由所述LTF字段的至少一部分的旋转来指示的。
45.根据权利要求44所述的装置，其中，所述数据是否是重复编码的是由所述LTF字段中的一个或多个符号的旋转来指示的。
46.根据权利要求43所述的装置，其中，所述LTF指示所述数据是BPSK速率1/2编码的还是BPSK速率1/2重复编码的。
47.根据权利要求43所述的装置，其中，所述前导码包括如果所述数据是BPSK速率1/2编码的则指示MCS并且如果所述数据是BPSK速率1/2重复编码的则指示其它信息的字段。
48.根据权利要求47所述的装置，其中，如果所述数据是BPSK速率1/2重复编码的，则所述字段中的一个或多个比特用作保留比特、奇偶校验比特和CRC比特中的至少一种。
49.根据权利要求43所述的装置，其中，所述前导码包括SIG字段，如果所述有效载荷是BPSK速率l/22x重复编码的，则所述SIG字段是BPSK速率l/22x重复编码的，如果所述有效载荷不是BPSK速率l/22x重复编码的，则所述SIG字段是BPSK速率1/2编码的。
50.一种包括指令的计算机可读介质，所述指令当被执行时使得装置执行以下步骤: 生成包括物理层前导码和有效载荷的无线通信，所述前导码包括指示所述有效载荷是否包括重复编码的数据的长训练字段(LTF);以及 无线地发送所生成的通信。
51.根据权利要求50所述的介质，其中，所述数据是否是重复编码的是由所述LTF字段的至少一部分的旋转来指示的。
52.根据权利要求51所述的介质，其中，所述数据是否是重复编码的是由所述LTF字段中的一个或多个符号的旋转来指示的。
53.根据权利要求50所述的介质，其中，所述LTF指示所述数据是BPSK速率1/2编码的还是BPSK速率1/2重复编码的。
54.根据权利要求50所述的介质，其中，所述前导码包括如果所述数据是BPSK速率1/2编码的则指示MCS并且如果所述数据是BPSK速率1/2重复编码的则指示其它信息的字段。
55.根据权利要求54所述的介质，其中，如果所述数据是BPSK速率1/2重复编码的，则所述字段中的一个或多个比特用作保留比特、奇偶校验比特和CRC比特中的至少一种。
56.根据权利要求50所述的介质，其中，所述前导码包括SIG字段，如果所述有效载荷是BPSK速率l/22x重复编码的，则所述SIG字段是BPSK速率l/22x重复编码的，如果所述有效载荷不是BPSK速率l/22x重复编码的，则所述SIG字段是BPSK速率1/2编码的。
【文档编号】H04L1/00GK103563279SQ201280023817
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2012年5月11日 优先权日:2011年5月13日
【发明者】S·韦尔玛尼, S·P·亚伯拉罕, M·H·塔加维纳斯拉巴蒂, V·K·琼斯, H·桑帕斯 申请人:高通股份有限公司