站的时间同步的制作方法
本文提出的实施例涉及站的时间同步，特别是涉及用于无线局域网中的站的同步的方法、接入点、站、计算机程序和计算机程序产品。
背景技术：
在通信网络中，对于给定的通信协议及其参数以及部署通信网络的物理环境来获得良好的性能和容量可能存在挑战。
例如，为通信网络中的给定通信协议提供良好性能和容量的一个参数是网络节点之间的时间同步，所述网络节点诸如接入点(ap)和无线终端(诸如由网络节点服务的站(sta))。
在诸如长期演进(lte)网络的蜂窝通信网络中，定时提前量被用作在网络节点接收到的子帧与来自无线终端的上行链路(ul)中发送的子帧的起始之间的负偏移。定时提前量用于确保上行链路子帧在网络节点上同步，从而提供网络节点和无线终端之间的时间同步。网络节点需要估计上行链路中子帧从每个服务的无线终端到其自身的时间参考的未对准。在lte中，由网络节点在无线终端的初始接入期间、基于来自上行链路中物理随机接入信道(prach)上的无线终端的信令来估计定时提前量。网络节点可以使用来自无线终端的上行链路中的任何参考信号来估计定时提前量。网络节点然后在随机接入响应(rar)中发送定时提前量命令。该定时提前量机制使无线终端能够与网络节点的内部时钟同步。
与蜂窝通信网络(例如lte)不同，在非蜂窝通信网络(例如在ieee802.11中标准化的诸如无线局域网)中没有公共参考时钟用于时间同步。由于一次只有一个sta正在进行发送，因此ul中的发送定时仅基于下行链路(dl)中的接收定时。实际上，这意味着从ap的观点来看，dl发送结束与ul接收开始之间的延迟可以根据从ap到sta的距离而变化。具体来说，ap与sta之间的距离越大，发送和接收之间的延迟越大。因此，上述公开的定时提前量机制在ieee802.11中当前不需要，也不可用。然而，对于即将到来的标准ieee802.11ax，正交频分多址(ofdma)被认为是ul中的一个组件。
任何ieee802.11网络的操作都不依赖于ap和sta之间的严格同步。而是sta和ap通过数据/控制帧的交换在更高的协议层上进行同步。信道上最小的时间单位是一个时隙(在ieee802.11ac中长度为9μs)。ap和sta通过使用载波侦听多路访问/冲突避免(csma/ca)来竞争访问信道。竞争中的定时精度水平大约为竞争ap/sta之间的传播延迟。
在ieee802.11ax中引入上行链路ofdma或上行链路多用户多输入多输出(mu-mimo)机制通常可能要求来自sta的信号在循环前缀(cp)内到达ap，cp包括在从sta向ap发送的ofdm符号中。如果不满足此要求，则符号间干扰(isi)将使性能降低。目前，ieee802.11中没有可用的机制来使sta与ap在物理(phy)协议层上同步来实现上行链路中ofdma所需的准确性。
对于基于ofdm的ieee802.11标准，cp的默认长度为0.8μs，仅足够用于具有较小延迟传播的较短信道。因此，在ap中，至少在某些情况下，并非所有来自sta的接收信号都会在cp内到达(如果ap和sta之间的通信信道上的传播延迟非常不同)。如us2013286959a1中所公开的一种方法是使用长保护间隔，在这方面，保护间隔、保护周期和循环前缀通常指相同的技术特征。us2013286959a1公开了一种配置为支持基于正交块的协调资源分配(cobra)操作的方法和装置。ap可以被配置为向多个sta指示它可以支持cobra。如us2013286959a1中特别指出的那样，当由于上行链路cobrasta引起的定时差和由于多径信道引起的延迟的组合大于ofdm系统的保护间隔时，接收机(即，ap)可能难以检测到分组。利用上行链路cobra发送的长保护间隔可能是解决方案的一部分。此外，ap可以估计一个或更多个sta的往返延迟，并且在上行链路cobra公告帧中广播该信息。sta可以相应地调整发送时间，使得来自所有上行链路cobrasta的分组可以在保护间隔内到达。然而，使用这样长的保护间隔将同时增加开销并降低系统吞吐量。
因此，仍然需要改进无线局域网中的sta的时间同步。
技术实现要素：
本文的实施例的目的是提供无线局域网中的sta的有效时间同步。
根据第一方面，提出了一种用于无线局域网中的站(sta)的时间同步的方法。该方法由接入点(ap)执行。该方法包括向至少两个sta发送请求以使该至少两个sta向ap发送响应，该请求指示该至少两个sta中的每一个将使用哪个频率子带来发送响应。该方法包括从该至少两个sta接收对该请求的响应，其中每个响应包括正交频分多址(ofdma)符号。该方法包括针对该至少两个sta中的每一个、基于响应确定时延。该方法包括向该至少两个sta发送控制信令，该控制信令包括用于该至少两个sta的时间对准命令，其中每个时间对准命令基于该至少两个sta中的一个的时延。
有利地，这提供了无线局域网中的sta的有效时间同步。
有利地，该时间同步被作为ap和sta之间的公共参考提供，该公共参考可以在时间上变化(即，当重复根据第一方面所述的方法的步骤时)。
有利的是，这能够在从sta到ap的另外的上行链路发送中减少符号间干扰(isi)。
有利地，这使得ap具有根据sta的估计时延来调度从sta到ap的另外的上行链路发送的灵活性。
根据第二方面，提出了一种用于无线局域网中的站(sta)的时间同步的接入点(ap)。该ap包括处理单元。所述处理单元被配置为使得ap向至少两个sta发送请求以使该至少两个sta向ap发送响应，所述请求指示所述至少两个sta中的每一个将使用哪个频率子带来发送响应。处理单元被配置为使得ap从该至少两个sta接收对该请求的响应，其中每个响应包括正交频分多址(ofdma)符号。处理单元被配置为使得ap针对该至少两个sta中的每一个基于响应确定时延。处理单元被配置为使得ap向该至少两个sta发送控制信令，该控制信令包括用于所述至少两个sta的时间对准命令，其中每个时间对准命令基于所述至少两个sta中的一个的时延。
根据第三方面，提出了一种用于无线局域网中的站的时间同步的计算机程序，该计算机程序包括计算机程序代码，当在接入点的处理单元上运行该计算机程序代码时，使得接入点执行根据第一方面的方法。
根据第四方面，提出了一种用于无线局域网中的站(sta)的时间同步的方法。该方法由sta执行。该方法包括接收来自接入点(ap)的请求以使sta向ap发送响应，该请求指示sta要使用哪个频率子带来发送响应。该方法包括在所指示的频率子带中向ap发送响应，其中该响应包括正交频分多址(ofdma)符号。该方法包括从ap接收控制信令，该控制信令包括用于sta的时间对准命令，其中时间对准命令基于根据响应确定的sta的时延。
根据第五方面，提出了一种用于无线局域网中的站(sta)的时间同步的站。sta包括处理单元。处理单元被配置为使得sta接收来自接入点(ap)的请求以使sta向ap发送响应，该请求指示sta要使用哪个频率子带来发送响应。处理单元被配置为使得sta在所指示的频率子带中向ap发送响应，其中所述响应包括正交频分多址(ofdma)符号。处理单元被配置为使得sta接收来自ap的控制信令，该控制信令包括用于该sta的时间对准命令，其中该时间对准命令基于根据响应确定的该sta的时延。
根据第六方面，提出了一种用于无线局域网中的站的时间同步的计算机程序，该计算机程序包括计算机程序代码，当在所述站的处理单元上运行该计算机程序代码时，使所述站执行根据第四方面的方法。
根据第七方面，提供一种计算机程序产品，其包括根据第三方面和第六方面中至少一个方面的计算机程序以及存储计算机程序的计算机可读装置。
应当注意到：第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七方面中的任何特征合适时可应用于任何其他方面。类似地，第一方面的任何优点可以同样分别适用于第二、第三、第四、第五、第六和/或第七方面，且反之亦然。通过以下详细公开、所附从属权利要求以及附图，所公开实施例的其他目标、特征和优点将是明显的。
一般地，除非本文另有明确说明，否则权利要求中使用的所有术语将根据其技术领域中的普通含义来解释。除非另有明确说明，否则对“一/一个/元件、设备、组件、装置、步骤等”的所有引用应被开放地解释为指代元件、设备、组件、装置、步骤等中的至少一个实例。除非明确说明，否则本文公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序来执行。
附图说明
下面参照附图以示例方式描述本发明构思，附图中：
图1是示出根据实施例的通信网络的示意图；
图2a是示出根据实施例的接入点的功能单元的示意图；
图2b是示出根据实施例的接入点的功能模块的示意图；
图3a是示出根据实施例的站的功能单元的示意图；
图3b是示出根据实施例的站的功能模块的示意图；
图4示出了根据实施例的包括计算机可读装置的计算机程序产品的一个示例；
图5、6、7、8是根据实施例的方法的流程图；
图9是根据实施例的接入点从站接收的信号中的信道抽头(channeltap)的示意图；以及
图10是根据实施例的在接入点和站之间发送的帧的示意图。
具体实施方式
现将在下文参考附图(其中示出本发明的特定实施例)来更全面地描述本发明构思。然而，本发明构思可以按多种不同形式来体现，并且不应当被解释为受到本文阐述的实施例的限制。相反，通过示例给出这些实施例，使得本公开将透彻和完整，并且向本领域技术人员充分地传达本发明构思的范围。在本说明书全文中，相似的标记指代相似的元件。由虚线示出的任何步骤或特征应当被看做是可选择的。
图1是示出可应用本文呈现的实施例的通信网络10的示意图。通信网络10包括接入点(ap)11形式的网络节点。ap11被配置为向无线设备或站(sta)12a、12b、12c、12d提供网络覆盖。sta12a-d可以是手持无线收发器设备(诸如移动电话、智能电话、平板电脑或膝上型计算机等)或其他类型的用户设备(ue)的任何组合。因此，ap11用作sta12a-d的无线电基站。每个sta12a-d被配置为经由无线链路15a、15b、15c、15d可操作地连接到至少一个ap11。通信网络10还包括核心网络13。ap11可操作地连接到核心网络13。核心网络13又可操作地连接到服务网络14。服务网络可以是基于互联网协议(ip)的服务网络，诸如互联网。因此，sta12a-d能够访问由基于ip的服务网络14提供的内容和服务。为了简化本公开，图1的通信网络10仅包含单个ap11。然而，如本领域技术人员所理解的，通信网络10可以包括多个ap11，其中多个sta12a-d又可操作地连接到每个ap11。
此外，ap11和sta12a、12b之间的地理距离分别示意性地示出为d1和d2。根据图1的说明性示例，sta12a因此比sta12b更靠近ap11，即d1＜d2。
通信网络10可以是无线局域网(wlan)。wlan可以符合某些ieee802.11标准，例如新兴的ieee802.11ax标准。在wlan中，对通信信道的基本访问基于载波侦听多路访问/冲突避免(csma/ca)。当以完全分布方式处理对通信信道的访问时，这被称为分布式协调功能(dcf)。这意味着所有的sta以及ap都争用通信信道。这里，符号sta用于不是ap的所有无线电收发器设备，尽管正式地在ieee标准化之内，所有这些设备都是sta，也是ap。然后将不是ap的sta正式表示为非ap的sta。然而，为了简化术语并且不引入任何歧义，在本公开中使用较不正式的术语。还有一种更集中的信道访问方案的可能性，该方案中ap轮询不同的sta，此外，可以以混合方式(称为混合协调功能hcf)将dcf与更集中的方案组合。
然而，如上所述，在非蜂窝通信网络中，例如在无线局域网10中，没有用于时间同步的公共参考时钟。
因此，本文公开的实施例中的至少一些基于从sta12a-d接收的响应中引入涉及ap11的处理，使得ap11和sta112a-d之间能够相互时间同步。可以在ap11和sta12a-d之间的数据发送之前执行该处理。由于没有公共参考时钟，因此对于不同的sta12a-d，同步可能是不同的。
因此本文公开的实施例涉及无线局域网10中sta12a-d的时间同步。为了获得这样的时间同步，提供了ap11、由ap11执行的方法、包括代码的计算机程序(例如以计算机程序产品形式)，当在ap11的处理单元上运行代码时，使ap11执行所述方法。为了获得这样的同步，还提供了sta12a-d、由sta12a-d执行的方法，以及包括代码的计算机程序(例如以计算机程序产品的形式)，当在sta12a-d的处理单元上运行代码时，使处理单元执行所述方法。
图2a示意性地示出了根据实施例的就多个功能单元而言的ap11的组件。使用适当的中央处理单元(cpu)、多处理器、微控制器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)等中的一个或更多个的任何组合来提供处理单元21，该处理单元能够执行存储在例如存储介质23形式的计算机程序产品41a(如图4中)中的软件指令。处理单元21由此被配置为执行本文公开的方法。存储介质23还可以包括持久存储设备，其例如可以是磁存储器、光存储器、固态存储器或甚至远程安装存储器中的任意单独一个或组合。ap11还可以包括用于与核心网络13和至少两个sta12a-d进行通信的通信接口22。因此，通信接口22可以包括一个或更多个发送机和接收机，发送机和接收机包括模拟与数字部件和用于无线通信的合适数量的天线以及用于有线通信的端口。处理单元21通过如下方式控制ap11的一般操作：例如向通信接口22和存储介质23发送数据和控制信号，接收来自通信接口22的数据和报告，以及从存储介质23检索数据和指令。省略了ap11的其他组件以及相关功能，以免使本文中所呈现的概念变得模糊。
图2b示意性地示出了根据实施例的就多个功能模块而言的ap11的组件。图2b的ap11包括多个功能模块；被配置为执行下面的步骤s102a、s102b、s102c、s104、s106、s110、s112的发送和/或接收模块21a，以及被配置为执行下面的步骤s108、s108c的确定模块21b。图2b的ap11还可以包括多个可选功能模块，诸如如下任意模块：被配置为执行下面的步骤s102d的获取模块21c、被配置为执行下面的步骤s104a的重复模块21d、以及被配置为执行下面的步骤s108a、s108b的估计模块21e。下面将在可以使用功能模块21a-e的上下文中进一步公开各功能模块21a-e的功能。一般来说，每个功能模块21a-e可以以硬件或软件来实现。优选地，在可能与功能单元22和/或23协作的情况下，一个或更多个或所有功能模块21a-e可以由处理单元21实现。因此，处理单元21可以被布置为从存储介质23获取由功能模块21a-e提供的指令并执行这些指令，从而执行下文将要公开的任何步骤。
图3a示意性地示出了根据实施例的就多个功能单元而言的sta12a-d的组件。使用适当的中央处理单元(cpu)、多处理器、微控制器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)等中的一个或更多个的任何组合来提供处理单元31，其能够执行存储在例如存储介质33形式的计算机程序产品41b(如图4所示)中的软件指令。处理单元31由此被配置为执行本文公开的方法。存储介质33还可以包括持久存储设备，其例如可以是磁存储器、光存储器、固态存储器或甚至远程安装存储器中的任意单独一个或组合。sta12a-d还可以包括用于与至少一个ap11通信、以及可选地与至少一个其它sta12a-d通信的通信接口32。因此，通信接口32可以包括一个或更多个发送机和接收机，发送机和接收机包括模拟与数字部件和用于无线通信的合适数量的天线以及用于有线通信的端口。处理单元31例如通过以下方式控制sta12a-d的一般操作：向通信接口32和存储介质33发送数据和控制信号，从通信接口32接收数据和报告，以及从存储介质33检索数据和指令。省略了sta12a-d的其它组件以及相关功能，以免使本文中呈现的概念变得模糊。
图3b示意性地示出了根据实施例的就多个功能模块而言的sta12a-d的组件。图3b的sta12a-d包括多个功能模块，诸如被配置为执行下面的步骤s202a、s202b、s204、s206、s208的发送和/或接收模块31a。图3b的sta12a-d还可以包括多个可选功能模块，诸如被配置为执行下面的步骤s210的调整模块31b。下面将在可使用功能模块31a-b的上下文中进一步公开各功能模块31a-b的功能。一般来说，每个功能模块31a-b可以以硬件或软件来实现。优选地，在可能与功能单元32和/或33协作的情况下，一个或更多个或所有功能模块31a-b可以由处理单元31实现。因此，处理单元31可以被布置成从存储介质33获取由功能模块31a-b提供的指令并执行这些指令，从而执行下文将要公开的任何步骤。
图4示出了包括计算机可读装置43的计算机程序产品41a、41b的一个示例。在该计算机可读装置43上，可以存储计算机程序42a，该计算机程序42a可以使处理单元21以及与之操作上耦合的实体和设备(诸如通信接口22和存储介质23)执行根据本文描述的实施例的方法。因此，计算机程序42a和/或计算机程序产品41a可以提供用于执行本文公开的ap11的任何步骤的装置。在该计算机可读装置43上，可以存储计算机程序42b，该计算机程序42b可以使处理单元31以及与之操作上耦合的实体和设备(诸如通信接口32和存储介质33)执行根据本文描述的实施例的方法。因此，计算机程序42b和/或计算机程序产品41b可以提供用于执行本文公开的sta12a-d的任何步骤的装置。
在图4的示例中，计算机程序产品41a、41b被示出为诸如cd(光盘)或dvd(数字通用盘)或蓝光盘之类的光盘。计算机程序产品41a、41b也可以被实现为存储器，诸如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)或电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，以及更具体地实现为设备的诸如usb(通用串行总线)存储器的外部存储器或诸如小型闪存的闪速存储器形式的非易失性存储介质。因此，当计算机程序42a、42b在这里被示意性地示出为所描绘的光盘上的轨道时，计算机程序42a、42b可以以适合于计算机程序产品41a、41b的任何方式存储。
图5和图6是示出由ap11执行的无线局域网10中的sta12a-d的时间同步方法的实施例的流程图。图7和图8是示出由sta12a-d执行的无线局域网10中的sta12a-d的时间同步方法的实施例的流程图。这些方法有利地作为计算机程序42a、42b来提供。
现在参考图5，其示出了根据实施例的由ap11执行的无线局域网10中的sta12a-d的时间同步的方法。
无线局域网10中的sta12a-d的同步基于从sta12a-d接收信息的ap11。为了使ap11接收信息，它向sta发送请求。因此，ap11被配置为在步骤s104中，向至少两个sta12a-d发送请求以使该至少两个sta12a-d向ap11发送响应。该请求指示该至少两个sta12a-d中的每一个要使用哪个频率子带来发送响应。因此，ap11将知道它应在哪个频率子带接收来自特定sta12a-d的响应。所述请求的其他方面以及请求中提供的信息将在下面介绍。
虽然只有sta12a-d中之一，或者甚至没有一个sta12a-d可以响应该请求，但为了完整性，假设所述至少两个sta12a-d接收并响应所述请求。这将在下面的步骤s204和s206中进一步公开。因此，ap11被配置为在步骤s106中从所述至少两个sta12a-d接收对所述请求的响应。每个响应包括正交频分多址(ofdma)符号。
ap11然后使用接收到的响应来确定时延。具体地，ap11被配置为在步骤s108中，针对所述至少两个sta12a-d中的每一个，基于响应确定时延。下面将介绍可以如何确定时延的更多细节。
因此，在步骤s104中发送的请求可以触发所选择的一组sta12a-d发送信号(响应)，该信号(响应)可以被ap11用于sta12a-d的(相对)时间估计。这意味着sta12a-d不需要与ap11在时间上对准，直到它被要求向ap11发送上行链路数据为止。一旦ap11已经确定时延(诸如在步骤s106中针对接收到响应的每个sta12a-d的一个时延)，则ap可以确定控制信令，以便将来自所述至少两个sta12a-d的发送进行时间同步。因此，在步骤s110中，ap11被配置为向该至少两个sta12a-d发送控制信令。该控制信令包括用于该至少两个sta12a-d的时间对准命令。每个时间对准命令基于该至少两个sta12a-d中之一的时延。下面将给出可以如何确定时间对准命令的更多细节。
现在将公开由ap11执行的关于sta12a-d的同步的进一步细节的实施例。
现在参考图6，其示出了根据另外的实施例的由ap11执行的无线局域网10中的sta12a-d的时间同步的方法。
无线局域网10中的sta12a-d的同步可以视为包括四个阶段。下面将介绍与这些阶段中的每一阶段有关的实施例。
阶段1：控制下行链路启动
第一阶段(阶段1)涉及在步骤s104中向至少两个sta12a-d发送的请求的进一步细节以及ap11可以如何发送这样的请求。
在步骤s104中ap11发送的请求可以被认为是启动第一阶段。在步骤s104中发送的请求可以是在信标帧或特殊轮询帧中发送的控制帧。可以周期性地发送这样的信标帧。具体地，ap11可以被配置为在可选步骤s104a中，根据重复模式重复地发送请求(详见下文)。
除了本文公开的那些属性，该控制帧的确切内容不属于本公开的范围；控制帧应该包括关于sta12a-d针对该请求应该应答的信息以及应答sta12a-d在对该控制帧的响应中应使用的各个子带的信息。在初始控制帧交换期间，可能仅需要识别sta12a-d和相应子带的信息。
如上所述，对请求的响应是由该至少两个sta12a-d使用ofdma符号来发送。这样，每个ofdma符号可以具有循环前缀(cp)。在ofdma符号的上下文中的cp在本领域中是已知的，因此省略其进一步的描述。参考本文公开的实施例，每个响应可以包括cp。然后，在步骤s104中发送的请求可以包括针对sta12a-d的关于sta12a-d在响应中将要使用的cp的长度的指示。
一般来说，ap11可以确定该至少两个sta12a-d要发送(并且将在步骤s106中将被接收)的ofdma符号将具有比该至少两个sta12a-d用于数据业务量的ofdma符号更长的cp。例如，响应中的cp的长度可能是用于数据业务量的cp长度的x倍。x的合理值为1.5，2，...，5。这样较长的cp长度可以用于适应具有不同传播延迟和信道条件的sta12a-d，因为当响应被发送时，sta12a-d不是时间对准的。然而，也可以预见可以使用x＝1，即不增加cp的长度。一个原因是在上行链路上接收的响应可能比实际数据发送更具鲁棒性，和/或可以在存在上行链路中某些干扰的情况下确定sta12a-d的时延。本文公开的实施例不限于cp的任何特定长度。
可能有不同的方法来确定响应中应使用哪个长度的cp。现在将进而公开涉及这些条件的不同实施例。
例如，可以在ap11中对cp的长度进行硬编码。这可以对应于根据规范确定的cp。
例如，cp的长度可以取决于较早的训练和/或(个体)信道估计(例如，从至少阶段1和阶段2的先前迭代；阶段2将在下面描述)。因此，cp的长度可以取决于先前从所述至少两个sta12a-d接收的响应。
在步骤s104中可能存在不同的方式来确定将向哪些sta12a-d发送请求。现在将依次描述与其相关的不同实施例。
例如，可以向支持训练的sta12a-d发送请求。也就是说，ap11可以被配置为在可选步骤s102a中从所述至少两个sta12a-d接收该至少两个sta12a-d支持时间对准命令的接收的指示。作为响应可以随后在步骤s104中发送请求(并且因此向支持时间对准命令的接收的sta12a-d发送)。在这方面，应当将支持训练的sta12a-d解释为指：在步骤s110中支持由ap11发送的控制信令的接收、以及支持基于控制信令的数据发送定时的调整(参见下面的步骤s210)的sta12a-d。
例如，可以向有数据要发送的sta12a-d发送请求。也就是说，ap11可以被配置为在可选步骤s102b中，从至少两个sta12a-d接收该至少两个sta12a-d具有要发送的上行链路数据的指示。作为响应，然后可以在步骤s104中发送请求(并且因此向有数据要发送的sta12a-d发送)。
例如，可以向有数据要接收的sta12a-d发送请求。也就是说，ap11可以被配置为在可选步骤s102c中接收将要向所述至少两个sta12a-d发送下行链路数据的指示。可以从核心网络13或从另一个ap11接收这种指示。作为响应，然后可以在步骤s104中发送请求(并且因此向有数据要接收的sta12a-d发送)。
例如，可以向静默的sta12a-d发送请求。静默的sta12a-d可以指示sta12a-d与ap11时间失步。也就是说，ap11可以被配置为在可选步骤s102d中获取该至少两个sta12a-d在一段时间内保持静默的指示。作为响应，然后可以在步骤s104中发送该请求(并且因此向静默的stasta-12a发送)。
如果按照重复模式例如每隔大约100ms将控制帧发送给相同的sta12a-d(例如已经在发送中约定)，则关于sta12a-d和子带的信息可能都不需要。假设ap和sta已经建立了连接，那么也可以事先约定关于sta12a-d以及用于相应sta12a-d的子带12a-d的信息。
术语“频率子带”可以表示一组子载波。这组子载波可以是相邻的，因此可以看作是“频带”，但该子载波也可以被扩展，使得个体sta12a-d的子载波不会彼此相邻。也就是说，每个子带可以表示一组相邻或交织的子载波。因此，术语子带应该被理解为包括一组子载波的所有布置。
阶段2：响应上行链路信令
第二阶段(阶段2)涉及在步骤s106中ap11接收的响应的进一步细节以及ap11可以如何接收这样的响应。第二阶段还涉及如步骤s108中ap11可以如何确定该至少两个sta的时延。
如下面将进一步公开的，该至少两个sta12a-d在接收到步骤s104中发送的请求时，向ap11作出响应。在步骤s106中这些响应由ap11接收。也就是说，在从ap11(发起阶段1)在下行链路中发送控制帧之后，最后两个sta12a-d将在上行链路中同时发送它们的响应。每个sta12a-d可以发送分组或帧，其中整个前导码(传统短训练字段、传统长训练字段)在全带宽上发送。目的是使ap11中的接收机(与一些接收到的响应，例如最强响应)同步。然后形成响应的剩余部分，使得不同的sta12a-d在频带的不同部分上发送，即在使用不同子载波的不同子带中发送。因此，每个sta12a-d然后可以在每个分配的子带中发送导频符号。更详细地，每个响应因此可包括前导码部分和符号部分，并且每个响应的前导码部分在无线局域网10的全带宽上被ap11接收。每个响应的符号部分然后在频率子带之一中(即每个相应sta12a-d的每个相应子带中)被ap11接收。或者，每个响应包括前导码部分和符号部分，并且响应的前导码部分和符号部分两者都在该至少两个sta12a-d的各个指示的频率子带中被ap11接收。
如上所述，所述响应由该至少两个sta12a-d使用ofdma符号发送。用于该至少两个sta12a-d中每一个的子带可以在相邻ofdm符号之间改变。也就是说，该至少两个sta12a-d中的每一个使用哪个频率子带来发送响应可以在响应中的符号之间改变。这可以改善频率分集，并且(比在sta12a-d在发送符号时不改变子带的情况下)可以向ap11提供关于信道条件的更多信息。随时间从同一sta12a-d的不同频率子带中的符号的接收获得的信息可进一步用于确定每个sta12a-d用于阶段2的其它发生、重复或迭代中的响应的最适合的子带。
ap11可能有不同的方式来确定sta12a-d的时延。现在将依次描述与之相关的不同实施例。
例如，ap11可以基于每个子带的信道的冲激响应来估计sta12a-d的并发发送(接收)之间的时间差。
例如，确定时延可能需要将ap11配置成在可选步骤s108a中，估计从sta12a-d接收的每个响应的信道冲激响应。此外，确定时延可能需要将ap11配置为在可选步骤s108b中，基于估计的信道冲激响应来估计来自所述至少两个sta12a-d的响应的并发发送之间的时间差。该估计可以基于已知参考符号以及利用针对无线局域网10的整个带宽(即，ap11使用的带宽)的公共时域同步。因此，估计时间差可能需要将ap11配置成在可选步骤s108c中，通过在信道冲激响应中找到幅度峰值的第一次出现来确定响应中包含的已知参考符号的时间位置，其中所述幅度峰值与该已知参考符号中的至少一个相关联。
更详细地，ap可以利用复合信号(即，包括来自所述至少两个sta12a-d的所有响应的信号)来执行时间估计。ap11可以使用复合信号中的前导码部分进行时间同步。ap11可以在时域中执行第一幅度峰值(在多个情况下)而不是最强幅度峰值的搜索。该幅度确定复合信号的时间同步。此时利用时间同步，ap11可以对复合信号执行快速傅立叶变换(fft)，这允许区分来自至少两个sta12a-d个体的不同响应。也就是说，ap11可能首先需要在时域(在整个带宽上)与复合信号同步，以便能够放置fft窗口。因此，fft窗口的放置将用作所有子带的公共同步。一旦已经区分了来自至少两个sta12a-d个体的不同响应，则可以从来自sta12a-d的各个信道冲激响应中幅度峰值的位置找到各个时延，参见下面图9的说明。此时利用前导码时间同步，ap11可以因此对接收到的信号的其余部分执行fft，ap11从其估计每个sta12a-d的信道冲激响应。此时利用这些，ap11可以应用如下所述的时间偏移估计机制。
假设在上行链路上有m个子带用于响应。如上所述，每个sta12a-d被分配唯一子带，以下表示为i，以针对不同子带(子载波)发送ofdma符号
通过将剩余子载波设置为零而在快速傅里叶逆变换(ifft)中的预定子载波位置处插入符号来创建符号的时域序列。得到的符号序列可以附加在传统短训练字段(l-stf)和传统长训练字段(l-ltf)之后，以创建时域信号。
对于子带i，针对每个ofdma符号生成的包括导频符号的时域信号可以表示为
其中ncp为cp中样本的数量。
为了简化本公开的描述但不限制，假定sta12a-d在视距条件下具有单个天线，即单抽头信道。本文中给出的发明概念仍然适用于多路径信道(即，发送机(即，stas12a-d之一)和接收机(即，ap11)之间的多于一个的传输路径)。因此在时刻t在ap11处接收的信号变为
其中对于链路i，hi为信道系数，τi为以样本为单位的传播延迟，以及n表示加性高斯白噪声；即n～n(0，σ2)。
在接收到响应时，ap11可以如本领域已知的(例如，基于l-stf和l-ltf)执行同步，并且放置fft窗口以将接收的响应变换为频域。在不失一般性的情况下，可以假设τ0≤τ1≤…≤τm-1，并且根据具有延迟τ0的抽头放置fft窗口。
所接收的子带i和子载波k的符号
ap11随后可以如下确定每个子带的信道估计
然后，ap11可以在每个子带上进行n点ifft，以根据以下找到每个子带的时延
在上述表达式中，为了简单起见，假设hi＝1。
这样估计的所述至少两个sta12a-d的信道冲激响应的时延将以样本为单位，并且精度将取决于fft大小；更高的带宽通常产生更好的时间分辨率。
然后可以通过将抽头与本底噪声分开来识别n点ifft中的抽头。假设在步骤s106中，ap11接收到这样的多个ofdm符号使得ap在应用ifft之前能够对信道估计进行滤波。
图9示意性地示出了各个sta12a-d的每个相应个体时延之后针对全带宽信号的信道及其冲激响应(或功率延迟分布)以及针对每个子带(分别为子带1和子带2)的分别的抽头的示例。在图9的示意性说明性示例中共显示了五个抽头；子带1两个抽头和子带2三个抽头。图9示出了多径信道，并且比上述分析(假设一个抽头或路径)更通用。x轴表示时间，y轴表示抽头的信号强度(幅度或功率)。
阶段3：控制下行链路信令
第三阶段(阶段3)涉及ap11在步骤s110中发送的控制信令的进一步细节以及ap11可以如何发送这种控制信令。
到目前为止，ap11已经估计了所述至少两个sta12a-d的延迟以及该至少两个sta12a-d的信道冲激响应，如图9所示(如上所述)。然后，ap11可以如步骤s110那样向所述至少两个sta12a-d发送调整其发送定时的命令以便使ap11从sta12a-d接收的信号对准。更详细地，当ap11已经根据fft放置估计了每个sta12a-d的延迟(即，对于具有时延τ_0的抽头)，ap11可以在每个sta12a-d的下行链路中发送这样的定时提前量命令，如步骤s110所示。因此，当向ap11进行进一步的上行链路发送时，所述至少两个sta12a-d应当遵循这些定时提前量命令。
控制信令可以包括关于所述至少两个sta12a-d在与ap11进行数据通信期间要使用的cp的长度的指令。
ap可以有不同的方式来确定该至少两个sta12a-d要使用的cp的长度。
例如，较短的cp可用于数据而不是控制。也就是说，被该至少两个sta12a-d用于数据通信的cp可以比被该至少两个sta12a-d用于发送在步骤s106中ap11接收的响应的cp具有更短的长度。
例如，cp的长度可以取决于估计的信道冲激响应。原则上，由于ap11已估计了信道冲激响应，并且所需的cp长度通常取决于信道的信道冲激响应的持续时间，ap11可以基于所估计的信道冲激响应设置合适的cp长度以便在从所述至少两个sta12a-d到ap11的上行链路中使用。
也可以使得不仅基于信道冲激响应、还基于所述至少两个sta12a-d能够同步的程度来设置cp的长度。另外地或备选地，可以基于抽头统计和时延估计来调整cp的长度。具体地，cp的长度因此可以基于所述至少两个sta12a-d能够同步的程度、根据抽头统计和/或根据时延估计。这些都是所确定的该至少两个sta12a-d的时延之间关系的示例。因此，用于数据通信的cp的长度可以取决于所确定的该至少两个sta12a-d的时延之间的这种关系。例如，各个sta12a-d的时延之间的低时间扩展可能导致比在已经发现各个sta12a-d的时延之间的高时间扩展的情况下更短的cp。如果由于某种原因，同步不是很好，则可以使用更长的cp。也就是说，高级别同步可能导致比低级别同步等更短的cp。
此外，基于在阶段2中执行的估计的结果，ap11可以确定至少在一个受限的持续时间内排除至少两个sta12a-d中的至少一些向ap进行进一步的发送。一个示例是当估计的抽头相对于本底噪声太弱(以能量计)时。此外，如果sta12a-d不响应步骤s104中发送的请求，则ap11可能不能够确定对它的正确的控制信令，因此确定排除该sta12a-d。因此，控制信令可以包括用于至少两个sta12a-d中的至少一个避免与ap11通信的指令。
阶段4：进一步上行链路通信
第四阶段(阶段4)涉及ap11与该至少两个sta12a-d之间的进一步通信，特别是进一步从该至少两个sta12a-d向ap11的发送。如上所述，可以指示该至少两个sta12a-d中的至少一些不参与阶段4。
一般而言，如步骤s110所示，该至少两个sta12a-d中的每一个将按照由ap11发出的定时提前量、子带和cp进行发送。ap11可以例如从该至少两个sta12a-d接收数据通信。具体地，ap11可以被配置为在可选步骤s112中，基于来自该至少两个sta12a-d的时间对准命令来接收数据通信。
该至少两个sta12a-d可以有不同的方式来发送数据通信(并且因此ap11也有不同的方式接收该数据通信，如步骤s112所示)。例如，该数据通信可以由ap11使用多用户多输入多输出(mu-mimo)接收来接收。例如，数据通信可以由ap11使用多用户正交频分多址多输入多输出(mu-ofdma-mimo)接收来接收。因此，sta12a-d和ap11之间的数据通信可以使用mu-mimo发送和接收。
现在参考图7，其示出了根据实施例的由sta12a-d执行的无线局域网10中的sta12a-d的时间同步的方法。
如上所述，步骤s104中的ap发送请求以便sta12a-d进行响应。假设该请求被sta12a-d接收。因此，sta12a-d被配置为在步骤s204中接收来自ap11的请求以便sta12a-d向ap发送响应。如上所述，该请求指示sta12a-d要使用哪个频率子带来发送响应。
然后，sta12a-d通过在如此指示的频率子带中发送响应来响应该请求。因此，sta12a-d被配置为在步骤s206中在指示的频率子带中向ap11发送该响应。如上所述，响应包括ofdma符号。
如上所述，该响应在步骤s106中被ap11接收。然后，ap11确定并发送用于接收响应的sta的时间对准命令。假设在步骤s110中ap11发送的控制信令被sta12a-d接收。因此，sta12a-d被配置为在步骤s208中接收来自ap11的控制信令。如上所述，控制信令包括用于sta12a-d的时间对准命令，其中时间对准命令基于根据由sta12a-d发送的响应确定的sta12a-d的时延。
现在将公开与无线局域网10中sta12a-d的同步的更多细节有关的实施例。
现在参考图8，其示出了根据另外的实施例由sta12a-d执行的无线局域网10中的sta12a-d的时间同步的方法。
sta12a-d可能有不同的方式来处理并响应在步骤s208中接收到的控制信令。例如，sta12a-d可以通过应用接收到的时间对准命令来调整其发送。也就是说，sta12a-d可以被配置为在可选步骤s210中，基于接收到的控制信令来调整数据发送的定时。
如上所述，在步骤s104中可能有不同的方式来确定要向哪个sta12a-d发送请求。进一步如上所述，可以例如向支持训练的那些sta12a-d发送请求。因此，sta12a-d可以被配置为在可选步骤s202a中向ap11发送sta12a-d支持接收时间对准命令的指示。作为响应，然后可以接收步骤s104中的请求。
进一步如上所述，可以例如向有数据要发送的那些sta12a-d发送请求。因此，sta12a-d可以被配置为在可选步骤s202b中向ap11发送sta12a-d有上行链路数据要发送的指示。作为响应，然后可以接收步骤s104中的请求。
如上所述，所述响应可以包括cp。进一步如上所述，在步骤s204中从ap11接收到的请求可以包括关于sta12a-d在步骤s206发送的响应中要使用的cp长度的指令。
如上所述，响应可以包括前导码部分和符号部分。响应的前导码部分随后可以由sta12a-d通过无线局域网10的全带宽发送。sta12a-d可以在所指示的频率子带中发送响应的符号部分。或者，sta12a-d可以在所指示的频率子带中发送响应的前同步码部分和符号部分。
如上所述，sta12a-d要使用哪个频率子带来发送响应可以在响应中的符号之间改变。
如上所述，在步骤s110中由ap发送的控制信令和在步骤s208中由sta12a-d接收的控制信令可以包括关于在与ap11的数据通信期间sta12a-d要使用的cp长度的指令。
图10是根据本文公开的实施例中的至少一些实施例在ap和四个sta12a-d之间发送的帧的示意图。
如步骤s104所示，阶段1中的ap11发送下行链路请求101。如步骤s204所示，该请求被sta12a-d接收。
在短帧间间隔(sifs)106之后，阶段2中的sta12a-d向ap11发送响应102，如步骤s106所示。一般来说，可以将sifs定义为无线接口处理接收到的帧并且用响应帧进行响应所需的时间量。在本示例中，sifs因此可以表示空中响应帧102的第一符号与空中请求帧101的最后一个符号之间的时间差。
每个响应包括cp102a和ofdm符号102b。每个响应在相应的子带107a、107b、107c、107d中发送。因此，sta12a在子带107a中发送其响应102，sta12b在子带107b中发送其响应102，依此类推。这些响应被ap11接收，如步骤s106所示。
然后在阶段3中ap11确定时间对准命令，并向sta12a-d发送下行链路控制信令103。这个下行链路控制信令被sta12a-d接收，如步骤s208所示。
然后在阶段4中sta12a-d如步骤s210所示基于控制信令来调整其数据发送的定时，并且可以基于时间对准命令发送数据通信帧104。数据通信帧包括cp104a和ofdm符号104b。cp104a可以比cp102a短。然后，ap11接收这些数据通信帧，如步骤s112所示。发送下行链路确认消息105的ap11确认数据通信帧的接收。
尽管来自图1的ap11的信令示意性地表示为发生在子带107a中，应当理解，来自ap11的信令可以利用子带107a-d中的全部或任何一个。此外，如上所述，sta12a-d可能不被限制为使用在时间上具有固定位置频率的子带，每个子带可以表示一组相邻或交织的子载波，因此来自sta12a-d的响应102的频率位置可以随着时间而移动。
以上已经参考一些实施例主要地描述了发明构思。然而，本领域技术人员容易理解的是，除上述公开之外的其它实施例可能等同地处于在由所附权利要求所限定的本发明构思的范围之内。
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