下一代Wi-Fi网络中OFDMA子载波分配的系统和方法
【专利摘要】一种正交频分多址(OFDMA)帧子载波分配，包括由228个数据和导频子载波以及28个空子载波组成的256子载波有效载荷。28个空子载波由保护子载波和至少一个直流(DC)子载波组成。在一个实例中，256子载波有效载荷由224个数据子载波、4个普通导频子载波以及28个空子载波组成。在另一个实例中，256子载波有效载荷由222个数据子载波、6个普通导频子载波以及28个空子载波组成。在再一个实例中，256子载波有效载荷可由220个数据子载波、8个普通导频子载波以及28个空子载波组成。OFDMA帧可以是下行链路OFDMA帧或上行链路OFDMA帧。
【专利说明】下一代W i-F i网络中OFDMA子载波分配的系统和方法
[0001] 本专利申请要求于2014年6月12日提交的申请号为62/011,475、发明名称为"下一 代Wi-Fi网络中OFDMA子载波分配的系统和方法"的美国临时申请的优先权，于2014年7月3 日提交的申请号为62/020,902、发明名称为"正交频分多址的系统和方法"的美国临时申请 的优先权，W及于2014年7月23日提交的申请号为62/028,208、发明名称为"0FDMA资源分配 的系统和方法"的美国临时申请的优先权，其全部内容通过引用结合于此，就如同将其内容 全文复制在此一样。
技术领域
[0002] 本发明设及无线通信的系统和方法，并且在具体实施例中，设及下一代Wi-Fi网络 中OFDMA子载波分配的系统和方法。
【背景技术】
[0003] 在高密度环境中将部署下一代无线局域网(WLAN)，高密度环境包括多个接入点， 在相同地理区域中向大量的移动站提供无线接入。下一代WLAN也需要同时支持具有多种服 务质量(QoS)要求的各种流量类型，运是因为移动设备越来越多地用于访问流视频、移动游 戏和其他服务。正在开发电气和电子工程师协会（I邸E)802. Ilax来应对运些挑战，并期望 提供高达四倍IE邸802. Ilac网络的吞吐量。
【发明内容】
[0004] -般地，通过本公开描述下一代Wi-Fi网络中OFDMA子载波分配的系统和方法的实 施例来实现技术优点。
[0005] 根据一个实施例，提供了一种在无线网络中接收上行链路帖的方法。在本实例中， 该方法包括:在20兆赫(MHz)频率信道上接收上行链路正交频分多址(OFDMA)帖。上行链路 (FDMA帖包括不同移动设备通信的资源单元(RU)。(FDMA帖中的每一个RU携带单独的导频信 号。该方法进一步包括:根据RU携带的单独的导频信号，对上行链路OFDMA帖进行剩余载波 频率偏移估计。还提供了一种执行该方法的装置。
[0006] 根据一个实施例，提供了一种在无线网络中发射上行链路信号的方法。在本实例 中，该方法包括:在上行链路正交频分多址(0抑MA)帖中发射第一资源单元(RU)。(FDMA帖携 带第一RU和第二移动设备发射的至少一个第二RU。第一RU携带第一导频信号，第二RU携带 与第一导频信号分开的第二导频信号。还提供了一种执行该方法的装置。
[0007] 根据一个实施例，提供了一种在无线通信系统中发射资源单元的方法。在本实例 中，该方法包括：生成用于在20兆赫(M化）频率信道上通信的正交频分多址（OFDMA)帖。 OFDMA帖包括由228个数据和导频子载波W及28个空子载波组成的256子载波有效载荷。28 个空子载波由保护子载波和至少一个直流(DC)子载波组成。该方法进一步包括：向至少一 个接收器发射0抑MA帖。还提供了一种执行该方法的装置。
[000引根据另一个实施例，提供了另一种在无线通信系统中发射资源单元的方法。在本 实例中，该方法包括:生成用于在20兆赫(MHz)频率信道上通信的正交频分多址(OFDMA)帖。 OFDMA帖包括由224个数据和导频子载波W及32个空子载波组成的256子载波有效载荷。32 个空子载波由保护子载波和至少一个直流(DC)子载波组成。该方法进一步包括：向至少一 个接收器发射0抑MA帖。还提供了一种执行该方法的装置。
【附图说明】
[0009] 为了更全面地理解本公开及其优点，现在参考下面结合附图的说明，附图中：
[0010] 图1示出了无线通信网络实施例的示意图；
[0011] 图2示出了上行链路OFDMA帖实施例的示意图；
[0012]图3示出了用于OFDMA帖的256子载波有效载荷的子载波分配方案实施例的示意 图；
[001引图4示出了用于(FDMA资源单元(RU)的子载波分配方案实施例的示意图；
[0014]图5示出了接收上行链路OFDMA帖的方法实施例的流程图；
[001引图6示出了 IFFT模块的输入/输出配置的示意图；
[0016] 图7示出了处理系统实施例的示意图；W及
[0017] 图8示出了收发器实施例的示意图。
[0018] 除非另外指明，不同附图中对应的编号和符号一般表示对应的部件。附图的绘制 清楚地示出了实施例的相关方面，并不一定是按比例绘制。
【具体实施方式】
[0019] 下面将更详细地讨论实施例的实现和运用。然而，应理解，本发明提供了可W体现 在多种具体背景中的许多可应用的发明构思。所讨论的具体实施例仅仅说明了实现和运用 本发明的具体方式，并不限制本发明的范围。美国非临时申请14/738,411中讨论的OFDMA子 载波分配的全部内容通过引用结合于此，就如同将其内容全文复制在此一样。
[0020] IE邸802. Ilax网络将使用OFDMA进行上行链路传输，使得单个OFDMA帖中不同的 资源单元(RU)能够用于不同移动设备的通信。特别地，不同移动设备发射的RU在频域中可 能不完全对准，运会导致子载波之间正交性损失。本公开的各个方面包括上行链路OFDMA帖 的资源单元(RU)中的导频符号，从而使得接入点(AP)在接收时进行剩余载波频率偏移补 偿。通过基于各个RU中携带的导频跟踪RU中符号的相位，接入点可进行剩余频率偏移补偿。 在一些实施例中，每个RU中携带单个导频。在其他实施例中，每个RU中携带多个导频。在一 个实例中，上行链路OFDMA帖携带由12个数据子载波和2个导频子载波组成的十四子载波 RU。在另一个实例中，上行链路OFDMA帖携带由15个数据子载波和2个导频子载波组成的十 六子载波RU。在再一个实例中，上行链路OFDMA帖携带由26个数据子载波和2个导频子载波 组成的二十八子载波抓。
[0021] 本公开的各个方面提供针对IE邸802. Ilax网络的(FDMA帖子载波分配的实施例。 在一个实施例中，OFDMA帖包括由228个数据和导频子载波W及28个空子载波组成的256-子 载波有效载荷。28个空子载波由保护子载波和至少一个直流(DC)子载波组成。在一个实例 中，256-子载波有效载荷由224个数据子载波、4个普通(common)导频子载波W及28个空子 载波组成。在另一个实例中，256-子载波有效载荷由222个数据子载波、6个普通导频子载波 W及28个空子载波组成。在再一个实例中，256-子载波有效载荷可由220个数据子载波、8个 普通导频子载波W及28个空子载波组成。OFDMA帖可W是下行链路O即MA帖或上行链路 (FDMA 帖。
[0022] 在另一个实施例中，OFDMA帖包括由224个数据和导频子载波W及32个空子载波组 成的256-子载波有效载荷。在一个实例中，256-子载波有效载荷由220个数据子载波、4个普 通导频子载波W及32个空子载波组成。在另一个实例中，256-子载波有效载荷由218个数据 子载波、6个普通导频子载波W及32个空子载波组成。在再一个实例中，256-子载波有效载 荷由216个数据子载波、8个普通导频子载波W及32个空子载波组成。(FDMA帖可W是下行链 路OFDMA帖或上行链路OFDMA帖。下文将更详细地描述运些及其他方面。
[0023] 图1示出了用于数据通信的无线网络100。无线网络100包括具有覆盖区域101的接 入点(APH19、多个移动设备120和回程网络130"AP 110可包括能够提供无线接入的任何组 件，特别是通过与移动设备120建立上行链路(短划线）和/或下行链路（点划线)连接，例如 基站、增强的基站(eNB)、毫微微蜂窝基站W及其他启用无线的设备。移动设备120可包括能 够与AP 110建立无线连接的任何组件，例如移动站(STA)或其他启用无线的设备。回程网络 130可W是能够使数据在AP 110和远程端之间进行交换的任何组件或组件集合。在一些实 施例中，可W有多个运样的网络，和/或网络可包括各种其他无线设备，例如中继器、低功率 节点等。
[0024] 本公开的各个方面包括在上行链路正交频分多址(0抑MA)帖携带的RU中的单独的 导频信号。图2示出了携带多个RU 220、230、240的上行链路(FDMA帖200,每个RU分别包括一 个或多个单独的导频子载波222、232、242。抓220、230、240中的至少一些由不同移动台发 射。应理解，CFDMA帖中携带的RU的数量可取决于(FDMA帖和/或RU的特性(例如，大小）。单独 的导频子载波222、232、242可专口用于对应的抓220、230、240。在一些实施例中，RU 220、 230、240中的每个携带单个导频子载波。在其他实施例中，RU220、230、240中的至少一个携 带多个导频子载波。在一些实施例中，不同的RU 220、230、240携带不同数量的导频子载波。 接收上行链路OFDMA帖200的接入点(AP)可根据各个RU 220、230、240携带的单独导频子载 波222、232、242在上行链路OFDMA帖200上进行剩余载波频率偏移估计。
[0025] 图3示出了在20MHz频率信道上待通信的OFDMA帖的256-子载波有效载荷300的子 载波分配方案实施例的示意图。OFDMA帖可W是下行链路OFDMA帖或上行链路OFDMA帖。如图 所示，256-子载波有效载荷300包括数据和导频子载波310W及空子载波306。空子载波306 由保护子载波和至少一个直流(DC)子载波组成。保护子载波可防止OFDMA符号的重叠并减 少符号间干扰。DC子载波可位于第一个和/或最后一个子载波，保护子载波可位于OFDMA帖 中屯、子载波的周围或附近。可W将数据和导频子载波310划分为多个资源单元(RU)320。
[0026] 在一个实施例中，256-子载波有效载荷300由228个数据和导频子载波310W及28 个空子载波306组成。在一个实例中，228个数据和导频子载波310由224个数据子载波和4个 普通导频子载波组成。在另一个实例中，228个数据和导频子载波310由222个数据子载波和 6个普通导频子载波组成。在再一个实例中，228个数据和导频子载波310由220个数据子载 波和8个普通导频子载波组成。
[0027] 在另一个实施例中，256-子载波有效载荷300由224个数据和导频子载波310W及 32个空子载波306组成。在一个实例中，224个数据和导频子载波310由220个数据子载波和4 个普通导频子载波组成。在另一个实例中，224个数据和导频子载波310由218个数据子载波 和6个普通导频子载波组成。在再一个实例中，224个数据和导频子载波310由216个数据子 载波和8个普通导频子载波组成。
[00%]可W将数据和导频子载波310中的至少一些划分为在OFDMA帖200上分布的一个或 多个资源单元(抓)320。图4示出了对于(FDMA资源单元(RUM00的子载波分配方案实施例的 示意图。如图所示，OFDMA RU400包括数据子载波421和导频子载波422。在一个实施例中， (FDMA RU400为由12个数据子载波421和2个导频子载波422组成的十四子载波RU。在另一个 实施例中，OFDMA RU 400为由26个数据子载波421和2个导频子载波422组成的二十八子载 波抓。
[0029 ]图5示出了可由接入点(AP)执行的接收上行链路(FDMA帖的方法500的实施例的流 程图。如图所示，方法500开始于步骤510,其中AP接收携带由不同移动台通信的RU的(FDMA 帖。每一个RU携带单独的导频信号。接着，方法500进行到步骤520,其中AP根据每一个RU携 带的导频信号，对上行链路OFDMA帖进行剩余载波频率偏移估计。剩余频率偏移补偿可包括 基于OFDMA传输中携带的专用导频估计载波频率偏移。对于上行链路化UOFDMA传输，剩余 载波频率偏移补偿可使接入点基于资源单元(RU)中携带的导频跟踪每个符号的相位。
[0030] 特别地，也可基于OFDM符号中携带的导频在下行链路(DL) 0抑MA传输中进行剩余 载波频率偏移补偿。剩余载波频率偏移补偿可W用下列公式表示:Yn,k =化Pn,ke^nne，其中Y 为接收信号，n为符号索引，k为导频所处的子载波索引，H为信道，P为导频，e为剩余载波频 率偏移。在一个实施例中可根据W下公式进行剩余载波频率偏移补偿：
其中
5
[0031] 因为TGax 802.11采用OFDMA作为新的频谱利用方法，因此需要在频域的最小资源 单元(RU)中设定粒度的技术。于2014年5月21日提交的申请号为62/001,394的美国临时申 请提出了对于各种可能的粒度组合的初始子载波分配，其全部内容通过引用结合于此，就 如同将其内容全文复制在此一样。本公开的各个方面提供了另外的子载波分配设计/模式。
[0032] 本公开的实施例设定了每20MHz具有256个FFT的OFDM符号的子载波分配。美国临 时申请62/001,394的提案对于每20MHz的256个FFT设定了保护子载波的数量为二十屯，DC 空子载波为一个，从而为数据和导频信号提供了 228个可用的子载波。在一些实现方式中， 228个子载波可能不够支持OFDMA符号或RU中导频的数量。本公开的各个方面提供了一种替 代的子载波分配。
[0033] 在化OFDMA中，可W有四、六或八个导频。对于化0FDMA，每个抓可W有一个或多 个导频(例如，一个导频、两个导频等）。本公开的各个方面提供了数据和导频可用的224个 子载波，为保护子载波和DC空子载波保留S十二个子载波。如果为DL 0抑MA提供224个数据 和导频子载波，则能够在20MHz OFDMA符号中支持四、六或八个导频，220、218或216个子载 波可用于携带数据。在一些实施例中，对于一些或所有MCS情况，信道编码器上的输入和输 出比特为整数倍数。
[0034] 对于化（FDMA，可为每一个抓提供导频。当每个20MHz OFDMA符号有十六个RU时， 可为每个RU提供十四个子载波(例如十二个数据子载波和两个导频子载波）。当每个20MHz (FDMA符号有十四个RU时，可为每个RU提供十六个子载波(例如十四个数据子载波和两个导 频子载波）。当每个20MHz O抑MA符号有八个RU时，可为每个RU提供二十八个子载波(例如二 十六个数据子载波和两个导频子载波）。也可W是其他组合。
[0035] 图6示出了 IFFT模块的输入/输出配置。可基于上述提出的子载波分配更新逆FFT (IFFT)模块的输入/输出配置。本公开的实施例为本公开提出的子载波分配提供了在 802. Ilac TX频谱模板下每20MHz具有256个FFT的IFFT模块的输入/输出配置。
[0036] 图7示出了可安装在主机设备的、用于执行本文所述方法的处理系统700的实施例 的框图。如图所示，处理系统700包括处理器704、存储器706W及接口710-714,可W按照(或 不按照）图7所示方式排列。处理器704可W是用于进行计算和/或其他处理相关任务的任何 组件或组件集合，存储器706可W是用于存储处理器704执行的程序和/或指令的任何组件 或组件集合。在一个实施例中，存储器706包括非瞬态计算机可读介质。接口 710、712、714可 W是使得处理系统700与其他设备/组件和/或用户进行通信的任何组件或组件集合。例如， 一个或多个接口 710、712、714可用于从处理器704向主机设备和/或远程设备上安装的应用 传达数据、控制或管理消息。又如，一个或多个接口 710、712、714可用于使得用户或用户设 备(例如，个人计算机(PC)等)与处理系统700交互/通信。处理系统700可包括图7中未示出 的另外的组件，例如长期存储器(例如非易失性存储器等）。
[0037] 在一些实施例中，处理系统700可包含在正在接入电信网络或作为电信网络的一 部分的网络设备中。在一个实例中，处理系统700为无线或有线电信网络中的网络侧设备， 例如基站、中继站、调度器、控制器、网关、路由器、应用服务器或电信网络中的任何其他设 备。在其他实施例中，处理系统700为接入无线或有线电信网络中的用户侧设备，例如移动 台、用户设备(肥）、个人计算机(PC)、平板电脑、可穿戴通信设备(例如，智能手表等）、或用 于接入电信网络的任何其他设备。
[0038] 在一些实施例中，一个或多个接口710、712、714将处理系统700连接至用于在电信 网络中发射和接收信令的收发器。图8示出了用于在电信网络中发射和接收信令的收发器 800的框图。收发器800可安装在主机设备中。如图所示，收发器800包括网络侧接口 802、禪 合器804、发射器806、接收器808、信号处理器810W及设备侧接口 812。网络侧接口 802可包 括用于在无线或有线电信网络中发射或接收信令的任何组件或组件集合。禪合器804可包 括用于在网络侧接口 802上帮助双向通信的任何组件或组件集合。发射器806可包括用于将 基带信号转换为适于在网络侧接口 802上传输的调制的载波信号的任何组件或组件集合 (例如上变频器、功率放大器等）。接收器808可包括用于将网络侧接口 802上接收的载波信 号转换为基带信号的任何组件或组件集合(例如下变频器、低噪声放大器等）。信号处理器 810可包括用于将基带信号转换为适合在设备侧接口 812上通信的数据信号或进行相反转 换的任何组件或组件集合。设备侧接口 812可包括用于在信号处理器810和主机设备中的组 件(例如，处理系统700、局域网（LAN)端口等)之间进行数据信号通信的任何组件或组件集 厶 1=1 O
[0039] 下面的参考文献设及本申请的主题。每一份参考文献的全部内容通过引用结合在 本申请中。
[0040] ? [l]Mujtaba 等人，I 趾E 802.11-04/887rl，''TGn Sync 完整提案（TGn Sync Complete Proposal)" (2004年9月）（随本文提供了副本）。
[0041 ] ? [2]S址等人，美国临时专利申请序列号61/974,282/'0FDM(A)数字方案的UL (FDMA帖格式W及IFFT模块的输入/输出配置化L (FDMA Frame化rmat and I吨ut/Ou化Ut Configuration for IFFT module for OFDM(A)Numerologies)"(2014年4月2日）。
[0042]虽然已结合示例性实施例对本发明进行了描述，但是本发明并不限于此。参照运 些描述，对示例性实施例和本发明的其它实施例进行各种修改和组合对本领域技术人来讲 是显而易见的。因此，所附权利要求涵盖任何运些修改或实施例。
【主权项】
1. 一种在无线通信系统中接收上行链路帧的方法，所述方法包括： 接入点AP在20兆赫MHz频率信道上接收上行链路正交频分多址OFDMA帧，其中所述上行 链路OFDMA帧包括不同移动设备通信的资源单元RU，其中上行链路OFDMA帧中的每一个RU携 带单独的导频信号；以及 根据所述RU携带的单独的导频信号，对所述上行链路OFDMA帧进行剩余载波频率偏移 估计。2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述RU包括由12个数据子载波和2个导频子载波组 成的十四子载波RU。3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述RU包括由14个数据子载波和2个导频子载波组 成的十六子载波RU。4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述RU包括由26个数据子载波和2个导频子载波组 成的二十八子载波RU。5. -种装置，包括： 处理器；以及 存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括指令，用于： 在20兆赫MHz频率信道上接收上行链路正交频分多址OFDMA帧，其中所述上行链路 OFDMA帧包括不同移动设备通信的资源单元RU，其中上行链路OFDMA帧中的每一个RU携带单 独的导频信号；以及 根据所述多个RU携带的单独的导频信号，对所述上行链路OFDMA帧进行剩余载波频率 偏移估计。6. 根据权利要求5所述的装置，其中所述多个RU包括由12个数据子载波和2个导频子载 波组成的十四子载波RU。7. 根据权利要求5所述的装置，其中所述多个RU包括由14个数据子载波和2个导频子载 波组成的十六子载波RU。8. 根据权利要求5所述的装置，其中所述多个RU包括由26个数据子载波和2个导频子载 波组成的二十八子载波RU。9. 一种在无线网络中发射上行链路信号的方法，所述方法包括： 第一移动设备在上行链路正交频分多址OFDMA帧中发射第一资源单元RU，所述OFDMA帧 携带所述第一 RU和第二移动设备发射的至少一个第二RU，其中所述第一 RU携带第一导频信 号，第二RU携带与所述第一导频信号分开的第二导频信号。10. 根据权利要求9所述的方法，其中接入点使用所述第一 RU中携带的所述第一导频信 号以及所述第二RU中携带的所述第二导频信号，对所述上行链路OFDMA帧进行载波频率偏 移估计。11. 根据权利要求9所述的方法，其中所述第一 RU包括由12个数据子载波和2个导频子 载波组成的十四子载波RU。12. 根据权利要求9所述的方法，其中所述第一 RU包括由14个数据子载波和2个导频子 载波组成的十六子载波RU。13. 根据权利要求9所述的方法，其中所述第一 RU包括由26个数据子载波和2个导频子 载波组成的二十八子载波RU。14. 一种装置，包括： 处理器；以及 存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括指令，用于： 在上行链路正交频分多址OFDMA帧中发射第一资源单元RU，所述OFDMA帧携带所述第一 RU和第二移动设备发射的至少一个第二RU，其中所述第一RU携带第一导频信号，第二RU携 带与所述第一导频信号分开的第二导频信号。15. 根据权利要求14所述的装置，其中接入点使用所述第一 RU中携带的所述第一导频 信号以及所述第二RU中携带的所述第二导频信号，对所述上行链路OFDMA帧进行载波频率 偏移估计。16. 根据权利要求14所述的装置，其中所述第一 RU包括由12个数据子载波和2个导频子 载波组成的十四子载波RU。17. 根据权利要求14所述的装置，其中所述第一 RU包括由14个数据子载波和2个导频子 载波组成的十六子载波RU。18. 根据权利要求14所述的装置，其中所述第一 RU包括由26个数据子载波和2个导频子 载波组成的二十八子载波RU。19. 一种在无线通信系统中发射资源单元的方法，所述方法包括： 发射器生成用于在20兆赫MHz频率信道上通信的正交频分多址OFDMA帧，其中所述 OFDMA帧包括由228个数据和导频子载波以及28个空子载波组成的256子载波有效载荷，所 述28个空子载波由保护子载波和至少一个直流DC子载波组成；以及 向至少一个接收器发射所述OFDMA帧。20. 根据权利要求19所述的方法，其中所述256子载波有效载荷由224个数据子载波、4 个普通导频子载波以及28个空子载波组成。21. 根据权利要求19所述的方法，其中所述256子载波有效载荷由222个数据子载波、6 个普通导频子载波以及28个空子载波组成。22. 根据权利要求19所述的方法，其中所述256子载波有效载荷由220个数据子载波、8 个普通导频子载波以及28个空子载波组成。23. 根据权利要求19所述的方法，其中所述OFDMA帧为下行链路OFDMA帧。24. 根据权利要求19所述的方法，其中所述OFDMA帧为上行链路OFDMA帧。25. -种在无线通信系统中发射资源单元的方法，所述方法包括： 发射器生成用于在20兆赫MHz频率信道上通信的正交频分多址OFDMA帧，其中所述 OFDMA帧包括由224个数据和导频子载波以及32个空子载波组成的256子载波有效载荷，所 述32个空子载波由保护子载波和至少一个直流DC子载波组成；以及 向至少一个接收器发射所述OFDMA帧。26. 根据权利要求25所述的方法，其中所述256子载波有效载荷由220个数据子载波、4 个普通导频子载波以及32个空子载波组成。27. 根据权利要求25所述的方法，其中所述256子载波有效载荷由218个数据子载波、6 个普通导频子载波以及32个空子载波组成。28. 根据权利要求25所述的方法，其中所述256子载波有效载荷由216个数据子载波、8 个普通导频子载波以及32个空子载波组成。29. 根据权利要求25所述的方法，其中所述OFDM帧为下行链路OFDM帧。30. 根据权利要求25所述的方法，其中所述OFDMA帧为上行链路OFDMA帧。
【文档编号】H04W72/12GK105830518SQ201580003196
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年6月12日
【发明人】徐正勳, 奥萨马·阿布勒-马格德
【申请人】华为技术有限公司