在远程无线局域网(wlan)中用于单用户波束成形的数据单元格式的制作方法_2

文档序号:8208052阅读:来源:国知局
。具有支持扩展的范围的通信的灵 敏度增益,低带宽模式通信一般比正常模式通信更加鲁棒。
[0033] 在一些实施例中,诸如AP或客户站的发射设备能够波束成形所发射的数据单元。 如本文所使用的,术语"波束成形"和"经波束成形的"一般指的是发射侧的波束成形(即, 在该发射设备处应用波束成形转向矩阵),而不是接收侧的波束成形。此外,在一个实施例 中,该发射设备支持单用户(SU)操作和多用户多输入多输出(MU-MIMO)操作两者,类似于 如在IEEE802.llac下所定义的SU操作和MU-MMO操作。为了方便,MU-MMO操作在本文 中简单地称为MU操作。尽管MU操作固有地利用波束成形,但是SU数据单元通常可以是波 束成形的(SU-BF数据单元)或者非波束成形的(即,"开环"或SU-OL数据单元)。在各种 实施例中,当在正常模式中时,该发射设备是能够生成SU-BF数据单元和MU数据单元两者。
[0034] 对于MU数据单元,该发射设备利用一种前导码格式,该前导码格式包括:意图用 于多个用户中的所有用户的第一非波束成形部分(通常在本文中称为"全向"部分,但是 该部分可以经由方向性天线或天线阵列来发射)以及第二部分,该第二部分具有各种字 段(例如,长训练字段),使用用于每个用户的不同的波束成形转向矩阵来波束成形这些 字段。在一些实施例中和/或场景中,该发射设备利用不同的、更短的前导码格式来发射 SU-BF数据单元,其中前导码的全向部分被省略并且前导码的整体被波束成形。通过将波束 成形应用至整个SU-BF数据单元,接收设备能够例如基于前导码的第一个所接收的字段, 来适当地设置自动增益控制(AGC)级别。然而,波束成形整个SU-BF数据单元能够引起其 他设备(例如,位于与波束成形传输正交的方向中的设备)无法检测和/或解码SU-BF数 据单元的任何部分。这能够导致经典的"隐藏节点"的问题,其中多个设备(例如,客户站) 尝试在同一时间与另一个设备(例如,AP)通信,而引起干扰。因此,在一个实施例中,该发 射设备替代地利用类似于MU数据单元前导码格式的、具有非波束成形(全向)部分和波束 成形部分两者的更长的前导码格式来生成SU-BF数据单元。例如,全向部分允许除了该数 据单元的所意图的接收者之外的设备来检测SU-BF数据单元,和/或解码SU-BF数据单元 前导码中的信息,该SU-BF数据单元前导码指示SU-BF数据单元的数据部分的持续时间。
[0035] 在一些实施例中,使用符号星座旋转来调制每个数据单元的前导码的一个或多个 正交频分复用(OFDM)符号,该符号星座旋转指示是较长的前导码格式(具有全向部分和波 束成形部分两者)还是较短的前导码格式被用于该数据单元。此外,在其中较长的前导码 格式被使用的一些实施例和场景中,前导码的全向部分包括具有信息的字段,该信息向接 收设备指示该数据单元是MU数据单元还是SU-BF数据单元。
[0036] 图1是根据一个实施例的包括AP14的示例WLAN10的框图。AP14包括耦合至 网络接口 16的主机处理器15。网络接口 16包括介质访问控制(MAC)处理单元18和物理 层(PHY)处理单元20。PHY处理单元20包括多个收发器21,并且收发器21耦合至多个天 线24。虽然图1中图示了三个收发器21和三个天线24,但是在其他实施例中,AP14能够 包括不同数目(例如,一个、两个、四个、五个、等等)的收发器21和天线24。
[0037]WLAN10进一步包括多个客户站25。虽然图1中图示了四个客户站25,但是在各 种场景和实施例中,WLAN10能够包括不同数目(例如,一个、两个、三个、五个、六个、等等) 的客户站25。客户站25-1至25-4中的每个客户站被配置为至少根据远程通信协议来操 作。在一些实施例中,客户站25-1至25-4中的一个或多个客户站还被配置为根据近程通 信协议中的一种或多种近程通信协议来操作。
[0038] 客户站25-1包括耦合至网络接口 27的主机处理器26。网络接口 27包括MAC处 理单元28和PHY处理单元29。PHY处理单元29包括多个收发器30,并且收发器30耦合至 多个天线34。虽然图1中图示了三个收发器30和三个天线34,但是在其他实施例中,客户 站25-1能够包括不同数目(例如,一个、两个、四个、五个、等等)的收发器30和天线34。
[0039] 在一些实施例中,客户站25-2、25-3和25-4中的一个、一些或者所有客户站具有 与客户站25-1相同或类似的结构。在这些实施例中,与客户站25-1相同或类似地被构造 的客户站25具有相同或不同数目的收发机和天线。例如,根据一个实施例,客户站25-2仅 具有两个收发器和两个天线(图1中未示出)。
[0040] 在一个实施例中,AP14的PHY处理单元20被配置为生成符合远程通信协议的数 据单元。更具体地,在一些实施例中,PHY处理单元20被配置为选择性地生成符合远程通 信协议的正常模式数据单元和低带宽模式数据单元两者。在一个实施例中,PHY处理单元 20进一步被配置为支持与在IEEE802. 1lac标准下所定义的SU和MU操作相类似的SU和 MU操作两者。因此,在一个实施例中,PHY处理单元20被配置为选择性地生成意图用于单 个用户(例如,仅客户站25-1)的SU数据单元以及意图用于多个用户(例如,客户站25-1 至25-4中的两个或更多客户站)的MU数据单元两者。在一个实施例中,MU传输使用"组 ID"来指示哪些客户站与AP14所发送的特定MU数据单元相关联,并且组ID在组形成期间 被指配。
[0041] 在一些实施例中,PHY处理单元20被配置为当在正常模式或低带宽模式中时生成 SU数据单元,但是仅能够当在正常模式中时生成MU数据单元。在其他实施例中,PHY处理 单元20被配置为当在正常模式中和当在低带宽模式中两者时,生成SU数据单元和MU数据 单元。进一步地,在一个实施例中,PHY处理单元20被配置为生成SU-BF数据单元和SU-OL 数据单元两者。在一些实施例中,PHY处理单元20被配置为当在正常模式或低带宽模式中 时生成SU-OL数据单元,但是仅能够当在正常模式中时生成SU-BF数据单元。在其他实施 例中,PHY处理单元20被配置为当在正常模式中和当在低带宽模式中两者时,生成SU-OL和 SU-BF数据单元。
[0042]AP14的(多个)收发机21被配置为经由(多个)天线24来发射所生成的数据 单元。在各种实施例中,(多个)收发机21还被配置为经由(多个)天线24来接收数据 单元,并且AP14的PHY处理单元20进一步被配置为处理符合远程通信协议的所接收的数 据单元。
[0043] 在各种实施例中,客户站25-1的PHY处理单元29还被配置为生成数据单元,和/ 或处理所接收的数据单元,这些数据单元符合远程通信协议。然而,在一些实施例中,PHY处 理单元29不被配置为生成MU数据单元,和/或不被配置为生成SU-BF数据单元。(多个) 收发器30被配置为经由(多个)天线34来发射所生成的数据单元,和/或经由(多个) 天线34来接收数据单元。
[0044]对于诸如AP14的设备使传输波束成形,通常使用某种方式的反馈以便适当地生 成波束成形转向矩阵。例如,诸如AP14的发射设备可以将"探测"分组发送给诸如客户站 25-1的接收设备,并且该接收设备可以处理该探测分组以便得到信道信息。然后在该接收 设备处可以基于该信道信息来计算用于转向矩阵的系数,并且发送回该发射设备。图2和3 示出了由IEEE802.llac标准所定义的现有技术的探测技术,其在一些实施例中由图1的WLAN10利用,以在远程通信协议下支持波束成形。在各种场景和实施例中,例如,图2和3 的"波束成形发送器"是图1的AP14,图2的"波束成形接收器"是图1的客户站25-1,以 及图3的"波束成形接收器分别是图1的客户站25-1至25-3。
[0045] 具体而言,图2示出了用于SU波束成形的现有技术的探测技术100。在探测技 术100中,波束成形发送器将"空数据分组通告"(NDPA)分组102发送给波束成形接收器 (即,发送给波束成形传输的所意图的接收者)。在发送NDPA分组102之后的"短帧间空 间"(SIFS)内,波束成形发送器将充当探测分组的"空数据分组" (NDP) 104发送给波束成形 接收器。该波束成形接收器处理NDP104来计算波束成形系数,并且在反馈消息106内将 这些系数发送回波束成形发送器。该波束成形发送器然后计算将被用于向波束成形接收器 的波束成形传输的转向矢量。
[0046] 图3示出了用于MU波束成形的现有技术的探测技术120。在探测技术120中, 波束成形发送器将NDPA分组122发送给所有的波束成形接收器(在图3的示例场景中是 #1-#3)。NDPA分组122包括站(STA)信息字段,并且在SIFS内由NDP分组124跟随。关联 标识符(AID)被包含在NDPA分组122的STA字段中的波束成形接收器(S卩,图3的示例场 景中的"波束成形接收器#1"),基于所接收的NDP124来计算波束成形系数,并且在SIFS 内以包括所计算的系数的反馈消息126来响应。波束成形发送器然后以轮询信号130和 132来轮询后续的站(在图3的示例场景中,即"波束成形接收器#2"然后"波束成形接收 器#3"),并且波束成形接收器分别以反馈消息134和136来响应,反馈消息134和136包 括所计算的波束成形系数。波束成形发送器然后使用从所有的波束成形接收器所反馈的波 束成形系数来计算转向矢量,该转向矢量被优化以改进由所有的波束成形接收器对MU数 据单元的接收。
[0047] 在备选的实施例中,图1的WLAN10使用另一种合适的技术,不同于图2和3的示 例探测技术100和120,以获得将被用于波束成形的反馈信息。
[0048] 图4-8示出了根据一个实施例的在正常模式或低带宽模式中的被用于不同类型 的SU数据单元和MU数据单元的示例前导码格式。在各种实施例中,AP14的PHY处理单 元20和/或客户站25-1的PHY处理单元29被配置为,生成具有符合图4-8的示例格式的 前导码的数据单元。为了
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