通信设备和通信方法、以及通信系统的制作方法_4

文档序号:9381460阅读:来源:国知局
时,在自从相关帧的接收结束以后经过了预定帧间间隔SIFS后,STAO通过利用自适应阵列天线的权重,通过空分多路复用同时发送分别寻址到各个通信站STAl至STA3的多个ACK帧(ACK O-UACK 0-2和ACK 0-3)。
[0137]然后,通过分别从STAO接收ACK帧(ACK 0_1、ACK 0-2和ACK 0-3),各个通信站STAl、STA2和STA3成功结束至STAO的数据发送序列。
[0138]通常,无线LAN采用分组通信系统,但各个用户期望通信的流量不同。为此,分组(帧)的长度存在不同。在通过空分多址对寻址到多个用户的帧同时进行多路复用并发送的情况下,当总发送功率由于帧长不同而急剧变化时,出现随着接收侧的接收功率急剧变化等引起AGC的不稳定操作的问题(如上所述)。此外,如果要多路复用的一部分帧提前结束并且其他帧的发送继续,则不能高效地利用可以执行通信的频带,并且降低了空分多址的效果。
[0139]为此,即使每个用户的发送数据长度不同,也需要在最终具有相同帧长时发送在同一时间所多路复用的帧。
[0140]例如,在图4所示的通信序列示例中,期望RTS、CTS和ACK的各个帧具有统一的帧长,但STAO发送的多个数据帧(片段0-1、片段0-2和片段0-3)由于发送数据量对于每个目的地而言不同而可能具有从MAC层发送到PHY层的不同帧长。
[0141]此外,在图5所示的通信序列示例中,期望RTS、CTS和ACK的各个帧具有统一的帧长,但由各个通信站STAUSTA2和STA3分别寻址到STAO的数据帧(片段1_0、片段2-0和片段3-0)由于从每个上层应用请求的发送数据量的不同而可能具有从MAC层发送至PHY层的不同帧长。
[0142]鉴于此,根据本实施例,采用对要空间多路复用的多个帧当中较短的帧施加填充的方法,例如,在PHY层中施加填充以与具有更长的帧长的帧对齐。
[0143]例如,在图4所示的通信序列示例中,当通信站STAO将寻址到各个通信站STAl至STA3的数据帧(片段0-1、片段0-2和片段0-3)从MAC层发送至PHY层时,确定是否需要由于PHY层的帧长的不同而执行填充。然后,在确定需要填充的情况下,对帧(帧长短)施加填充,并且在将帧长设置为最终变得统一后,通过空分多路复用将这些帧发送至作为目的地的各个通信站STAl至STA3。据此,可以得到空分多址的期望效果。
[0144]此外,在图5所示的通信序列示例中,以预先在作为数据帧的发送源的各个通信站STAl至STA3之间相互辨识在每个帧发送时间内最终对齐的帧长为前提。例如,当交换RTS帧或CTS帧时,可从作为接入点的STAO接收帧长的规范。替选地,仅在上行链路将数据帧从终端站STAl至STA3发送至接入点STAO的情况下,可使用固定帧长格式。然后,在各个通信站STAl至STA3中,当将寻址到STAO的数据帧(片段1_0、片段2-0和片段3_0)从MAC层发送至PHY层时,在每个PHY层中,确定是否需要由于帧长的不同而执行填充。然后,在确定需要填充的通信站中,对其自身的发送帧施加填充,以最终将帧长与来自其他通信站的发送帧对齐。据此,可以得到空分多址的期望效果。
[0145]应该注意,在图4和图5所示的通信序列示例中,在对数据帧的一部分施加填充以使帧长统一的情况下,对RTS、CTS和ACK的各个帧的收发方法不施加限制。
[0146]图6A示出从上层(例如,MAC层)发送的、将在同一时间多路复用的多个帧的长度不同的状况。图6B示出如下图像:其中,在同一时间对从上层(例如,MAC层)发送的具有不同长度的多个帧进行多路复用的情况下施加填充,以使得从PHY层最终发送的帧的长度变得统一。
[0147]然而,应该注意,从PHY层最终发送的帧在每个帧发送时间内对齐就足够了,并且不需要在整个系统内(即,在发送时间不同的帧之间)规则地对齐为恒定长度。
[0148]图6的纵轴是表示用于对多个帧进行多路复用的无线资源的轴。本文中,示出了空分多路复用,但这也类似地应用于执行码分多路复用、频分多路复用或正交频分多路复用或者在这些多路复用系统当中组合两种以上的情况。
[0149]应该注意,本文中所提及的帧的“长度”包括时间长度、符号数、位数和数据大小的含义。此外,可以在将位或符号设置为最小单位时执行对帧的填充。
[0150]本文中,优选地,在交换所填充的帧的通信设备之间已知填充所利用的位或符号。
[0151]例如,在图4所示的序列示例中,在接入点STAO在同一时间对寻址到多个终端站STAl至STA3的数据帧进行多路复用以将其发送的同时,在接入点STAO对任何数据帧施加填充时,设置为通过利用作为相关数据帧的目的地的终端设备之间已知的位或符号执行填充。
[0152]此外,在图5所示的序列示例中,在终端站STAl至STA3同时发送寻址到接入点STAO的数据帧的同时,当终端站STAl至STA3中的任一个对帧施加填充时,设置为通过利用接入点STAO已知的位或符号来执行填充。
[0153]具体地,在利用已知符号进行填充的情况下,当执行对所填充的帧的接收处理时,将相关的已知符号用作导频符号,并且可以再次利用该已知符号作为对接收操作的辅助(诸如,频率误差估计、定时误差估计和信道估计)。此外,当如图4所示使数据帧经受空分多路复用时,在各个终端站STAl至STA3的接收侧,可以利用所填充的已知符号,以获得空间分集增益。
[0154]在以位为单位施加填充的情况下,可以利用发送处理的纠错编码的输入或输出来执行填充,或者可以通过交织的输入或输出来执行填充。如果在处理的后一阶段执行填充,则也可以在符号调制后利用其作为已知符号,并且优选地尽可能多地利用校正输出或交织输出执行填充。
[0155]同时,在以符号为单位施加填充的情况下,对于最小单位,可想到单载波调制的符号或者在正交频分多路复用的一个子载波上的符号。此外,填充的单位不限于此,并且可想到在单载波调制的情况下的一个或多个预定符号的组合,以及在正交频分多路复用的情况下的一个或多个预定子载波的符号与正交频分多路复用符号的组合。
[0156]本文中,还可以基于施加填充的正交频分多路复用符号的位置改变预定子载波的组合。据此,可以将已知符号布置在帧的更多个子载波中。
[0157]图7例示了根据执行填充的符号位置改变填充子载波的组合的状况。在同一附图中,假设应用了正交频分多路复用系统,并且在同一时间所多路复用并发送的、寻址到STAl的帧和寻址到STA2的帧(或者在同一时间从STAl和STA2中的每一个发送至同一目的地的帧)当中,对后一种帧施加填充以具有相同帧长。如图7A所示,在寻址到STA2的帧(或者来自STA2的帧)的数据段内的多个位置A、B、C、D…上以符号为单位施加填充。然后,如图7B所示,基于在正交频分多路复用符号的帧内施加填充的位置A至B,改变所填充的子载波的组合。在通过使用所填充的子载波执行频率误差估计、定时误差估计和信道估计的情况下,由于子载波的位置如图7所示那样分散在整个符号中,因此,可以提高估计精确性。
[0158]此外,在以位或者也以符号为单位施加填充的情况下,针对在帧内施加填充的位置还可想到一些方法。图8至图11示出在帧内施加填充的布置示例。然而,应该注意,最终发送的帧由前导段、报头段和数据段组成,并且对数据段施加填充。尽管未对前导段和报头段给出具体限制,但是优选地,这些字段的长度在多路复用的帧之间是相同的。此外,在各幅图中,为了简化描述,假设当多路复用两个帧时对具有较短帧长的帧施加填充的情况。
[0159]在图8所示的示例中,填充区域集中地布置在数据段的后方。与此不同,在图9所示的示例中,填充区域集中地布置在数据段的前方。如图9所示,在对帧的前方的已知符号执行填充的情况下,通过在帧的接收侧使用相关符号作为导频信号,与如图8所示的在帧的后方执行填充的情况相比,提高了利用填充区域的接收辅助(诸如频率误差估计、定时误差估计和信道估计)的效果。
[0160]此外,在图10和图11所示的示例中,细微地划分填充区域,并且将填充区域分散为布置在整个数据段中。
[0161]其中,在图10所示的示例中,填充区域均匀地分散在数据段内来布置。通过以分散的方式对已知符号执行填充,可以在帧中执行对利用填充区域的频率误差估计、定时误差估计和信道估计的追踪。
[0162]同时,在图11所示的示例中,填充区域不均匀地分散在数据段内来布置。同样在这种情况下,可以执行对频率误差估计、定时误差估计和信道估计的追踪。此外,通过在执行分散时将填充区域密集地布置在帧的前方,也获得了在数据段前方执行填充的情况下的效果。
[0163]此外,代替规则地保持不变,可针对每个多路复用帧,在每种情况下改变在数据段内执行填充的位置。在后一情况下,可通过在预先定义的有限数量的填充位置图案当中顺序地进行选择,执行填充。例如,可按顺序或随机地选择图8至图11所示的填充位置图案。在多路复用帧的发送侧从有限数量的填充位置图案中进行选择的情况下,存在如下优点:简化了向施加填充的帧的接收侧通知填充位置的方法。
[0164]在施加了填充的帧的接收侧,由于在去除了填充区域后对原始数据段部分进行解码,因此,需要辨识在帧内施加填充的位置。在针对每个帧改变填充位置图案而不是填充位置图案在整个系统中不变的情况下,向接收侧通知与来自帧的发送侧的填充位置有关的信息成为一个解决方案。
[0165]作为通知与填充位置有关的信息的方法,例如,例示了对与添加到最终发送的帧中的前导段或报头段中的填充位置有关的信息的描述。
[0166]如图8和图9所示,在数据段的前方或后方集中地执行填充的情况下,如果发送侧通知了填充前的帧长和填充后的帧长,则可以在接收侧识别施加了填充的区域。
[0167]此外,在通过在有限数量的填充位置图案当中进行选择来执行填充的情况下,如果发送侧通知了用于识别所使用的图案的信息,则可以在接收侧识别施加了填充的区域。
[0168]图12以流程图的格式示出如下处理过程:对图2所示的通信设备进行操作以使其在图4所示的通信序列中作为接入点STAO工作,并且在同一时间对寻址到多个终端站STAl至STA3的各个帧进行多路复用以将其发送。
[0169]当从上层接收到发送帧(步骤SI)时,检查所接收到的帧的数量是否是多个(也就是说,是否在同一时间进行多路复用)(步骤S2),随后,检查要多路复用的帧的长度是否不同(步骤S3)。
[0170]本文中,在所接收到的帧的数量仅为一个并且不需要进行多路复用(在步骤S2中为否)的情况下,或者在要多路复用的帧的长度是相同的并且不需要调整帧长(在步骤S3中为否)的情况下,不执行用于将要多路复用的帧之间的长度对齐的填充(步骤S5)。然而,应该注意,步骤S5并不旨在限制为了其他目的(诸如,正交频分多路复用符号中的子载波的数量的对齐)而实施填充。
[0171]另一方面,在从上层接收到的帧的数量是多个并且这些帧长也不相同(步骤S2和步骤S3两者中都为是)的情况下,为了调整帧长以得到多路复用帧的相同长度,对长度不足的帧施加填充,以使得各个帧具有预定帧长(步骤S4)。基本上,对帧内的数据段执行填充。此外,作为填充的方法,例如,可以使用图8至图11中所示的方法之一,但也可使用其他方法。
[0172]随后,将前导段和报头段给予在施加了帧长的调整后的各个帧的引导部分(步骤S6)。基本上将各个帧的前导段和报头段的数据长度设置为相同。此外,在针对每个帧改变填充位置图案的情况下,可针对帧接收侧在报头段中描述与填充位置有关的信息。
[0173]然后,执行帧发送处理(步骤S7),并且结束当前处理例程。在发送帧的数量是多个的
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