在wlan系統中發射信號的方法和無線電設備的製作方法

2023-05-05 14:59:06

在wlan系統中發射信號的方法和無線電設備的製作方法
【專利摘要】在WLAN系統中發射信號的方法和無線電設備。提供一種在無線區域網(WLAN)系統中發射控制信息的方法，所述方法包括：通過循環移位延遲分集波束成形發射第一控制信息，以及發射第二控制信息。第一控制信息包括使第二控制信息的多個目標站點的每個接收第二控制信息而必要的信息。第二控制信息被波束成形並且發射到多個目標站點。
【專利說明】在WLAN系統中發射信號的方法和無線電設備
[0001] 本申請是原案申請號為201080040050.2的發明專利申請（國際申請號：PCT/ KR2010/006093,申請日：2010年9月8日，發明名稱：在WLAN系統中發射控制信息的方法 和設備）的分案申請。

【技術領域】
[0002] 本發明涉及無線通信，更具體地說，涉及在支持多個天線的無線區域網（WLAN)系 統中發射控制信息的方法和設備。

【背景技術】
[0003] 隨著信息通信技術的最近發展，正在開發多種無線通信技術。其中，WLAN是基於 無線電頻率技術支持在家庭或者公司中或者在特定服務提供區域中用諸如個人數字助理 (PDA)、膝上型計算機和可攜式多媒體播放器（PMP)這樣的移動終端無線地接入網際網路的 技術。
[0004] 自從1980年2月建立電氣與電子工程師學會（IEEE) 802 ( S卩，WLAN技術的標準組 織），進行了很多標準化任務。
[0005] 初始的WLAN技術能夠通過頻率跳轉、頻帶擴展以及使用根據IEEE 802. 11的 2. 4GHz頻帶的紅外通信支持1到2Mbps的速率，但是最近通過使用正交頻分復用（0FDM)可 支持54Mbps的最大速率。另外，在IEEE 802. 11中，各種技術（諸如服務質量（QoS)的提 高、接入點（AP)協議兼容性、安全增強、無線電資源測量、針對車載環境的無線接入車載環 境、快速漫遊、網狀網絡、與外部網絡的相互作用以及無線網絡管理）的標準化正在投入實 際開發應用。
[0006] 來自IEEE 802. 11的IEEE 802. lib使用2. 4GHz頻帶時支持11Mbps的最大傳輸 速度。與非常複雜的2. 4GHz頻帶相比，通過使用5GHz頻帶而不是2. 4GHz頻帶，從IEEE 802. lib商業化的IEEE 802. 11a減小了幹擾的影響，並且還使用OFDM技術將傳輸速度提 高到最大54Mbps。然而，IEEE 802. 11a的缺點在於其傳輸距離比IEEE 802. lib短。此外， IEEE 802. llg類似於IEEE 802. lib使用2. 4GHz頻帶實現54Mbps的最大傳輸速度，並且因 為滿足後向兼容而受到關注。甚至在傳輸距離上IEEE 802. llg也優於IEEE 802. 11a。
[0007] 此外，作為克服作為WLAN的缺點指出的傳輸速度的限制的技術，最近標準化了 IEEE 802. lln。IEEE 802. lln旨在增加網絡的速度和可靠性並且擴大無線網絡的操作距 離。更具體地，IEEE 802. lln被配置為支持具有最大540Mbps或者更大的數據處理速度 並且基於在發射機和接收機的兩側使用多個天線的多輸入多輸出（MM0)技術的高吞吐量 (HT)，以最小化傳輸錯誤和優化數據率。此外，IEEE 802. lln可以為了增加數據的可靠性 使用發射多個冗餘副本的編碼方法，並且為了增加速度使用〇FDM(正交頻分復用）。
[0008] 隨著WLAN和使用WLAN的各種應用的廣泛擴展，對支持比IEEE 802. 1 In支持的數 據處理速度更高的吞吐量的新型WLAN系統的需要正在不斷增強。特高吞吐量（VHT) WLAN 系統是IEEE 802. 11WLAN系統中的一種，新提出的為了滿足lGbps或者更大的數據處理速 度。VHT WLAN系統的名稱是任意的，並且為了提供lGbps或者更大的吞吐量，正在進行使用 4x4MM0和80MHz或者更大的信道寬度的系統的可行性測試。
[0009] 現在討論的VHT WLAN系統包括使用6GHz或者更小以及60GHz的頻帶的兩種方法。 如果使用6GHz或者更小的頻帶，則與現有的使用6GHz的頻帶的WLAN系統共存的可能性可 能變得成問題。
[0010] 另外，IEEE 802. 11的物理（PHY)層架構由PHY層管理實體（PLME)、物理層會聚過 程（PLCP)子層和物理介質依賴（PMD)子層構成。PLME用於與MAC層管理實體協作（MLME) 來管理物理層。PLCP子層用於將從MAC層接收的MAC協議數據單元（MPDU)傳遞到PMD子 層，或者根據MAC層的指令，在MAC層和PMD層之間將從PMD子層接收的幀傳遞到MAC層。 PMD子層是PLCP的更低層，並且支持在兩個站點之間通過無線電介質發射和接收物理層實 體。
[0011] 在從MAC層接收MPDU和向PMD子層發送MPDU的處理中，PLCP子層將附加欄位 (包括物理層收發機所需的信息）附接到MPDU。在此情況下附接的欄位可包括用於MPDU 的PLCP前導碼、PLCP報頭、數據欄位上方的尾比特等。PLCP前導碼用於在發射PSDU(PLCP 服務數據單元=MPDU)之前使接收機準備同步功能和天線分集。PLCP報頭包括關於幀的信 息（例如，PSDU長度欄位（PLW))、關於PSDU部分的數據率的信息、以及關於報頭錯誤校驗 的信息。
[0012] PLCP子層通過將上述欄位添加到MPDU來產生PLCP協議數據單元（PH)U)，並且經 過PMD子層向接收站點發送PPDU。接收站點通過獲取所接收的PPDU的PLCP前導碼和關於 從PLCP報頭的數據恢復的信息來恢復數據。
[0013] 在多個遺留站點和VHT站點諸如IEEE 802. lla/b/g/n共存的情況下，遺留站點不 能識別或者錯誤識別PLCP格式因而可能故障。為了防止上述問題，在將遺留站點可識別的 PLCP格式和針對VHT站點的格式附接到全部發射數據從而可被全部站點識別的情況下，增 加了開銷，因而妨礙有效使用無線電資源。此外，在支持多用戶（MU)-MIMO的WLAN系統中， 在針對多個用戶空間復用了無線電幀並且發射該無線幀的情況下，存在站點（即，不是發 射目標）不能夠識別該無線電幀的問題。還期待根據MU-MM0支持，用於發送、接收和解碼 數據所需的控制信息的量將增加。
[0014] 要求針對在支持MU-MIM0的WLAN系統中發射控制信息的方法和針對可容納增加 的控制信息、支持後向兼容並且確保與遺留系統共存的VHT WLAN系統考慮新的幀格式。


【發明內容】

[0015] 技術問題
[0016] 本發明的目的是提供一種在支持MU-MM0的WLAN系統中發射控制信息的方法。
[0017] 本發明的另一個目的是提供一種容納控制信息以及在支持MU-MM0的WLAN系統 中發射幀的方法。
[0018] 技術方案
[0019] 在一個方面中，一種在無線區域網（WLAN)系統中發射控制信息的方法，所述方法 包括：通過循環移位延遲分集波束成形發射第一控制信息，以及發射第二控制信息，其中第 一控制信息包括使第二控制信息的多個目標站點的每個接收第二控制信息而必要的信息， 以及第二控制信息被波束成形並且發射到多個目標站點。
[0020] 所述第一控制信息可以還包括關於向多個目標站點發射空間復用的空分多址 (SDMA)數據而花費的發射時間的信息。
[0021] 第二控制信息可以包括關於多個目標站點的每個的控制信息。
[0022] 所述關於多個目標站點的每個的控制信息可以包括調製和編碼方案（MCS)信息、 信道帶寬信息、關於空間流的數量的信息和發射功率信息中的至少一個。
[0023] 可以通過第一幀發射第一控制信息和第二控制信息，並且第二控制信息可以包括 關於在第一幀之後發射一個或者更多個第二幀而花費的發射時間的信息。
[0024] 被分配以發射第一控制信息的每個正交頻分復用（0FDM)符號的子載波的數量可 以小於被分配以發射第二控制信息的每個0FDM符號的子載波的數量。
[0025] 被分配以發射公共控制信息的0FDM符號的數量可以大於被分配以發射針對STA 的控制信息的0FDM符號的數量。
[0026] 第一控制信息和第二控制信息應用於不同的循環移位。
[0027] 本發明的有益效果
[0028] 提供一種可應用於支持MU-MM0的WLAN系統的控制信息發射方法和PLCP幀格 式。此外，因為支持後向兼容，所以VHT站點和遺留站點的共存。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是不出可應用本發明的一種實施方式的WLAN系統的一個不例的圖；
[0030] 圖2示出已有的PLCP巾貞格式的示例；
[0031] 圖3是示出根據本發明的一種實施方式的PLCP幀格式的一個示例的框圖；
[0032] 圖4示出應用於根據本發明的VHT系統的PLCP幀的一個示例；
[0033] 圖5示出對用於發射VHTSIG-A和VHTSIG-B的資源的分配；
[0034] 圖6示出用於VHTSIG-A的BPSK星座圖的一個示例；
[0035] 圖7是例示了根據本發明的一種實施方式的發射控制信息的方法的流程圖；
[0036] 圖8到圖37是示出根據本發明的一些實施方式的PLP幀結構的示例和發射方法 的框圖；以及
[0037] 圖38是示出實現本發明的實施方式的無線電設備的一種實施方式的框圖。

【具體實施方式】
[0038] 下面將參照附圖來詳細地描述本發明的一些實施方式。
[0039] 圖1是示出可應用本發明的實施方式的WLAN系統的示例的圖。
[0040] 參照圖1，WLAN系統包括一個或者更多個基本服務集合（BSS)。BSS是彼此成功同 步並且可相互地進行發射的站點（STA)的集合。BSS不是指示特定區域的概念。此外，支持 MAC SAP中的1GHz或者更高的超高數據處理的BSS (諸如可應用本發明的實施方式的WLAN 系統）稱為特高吞吐量（VHT)BSS。
[0041] VHT BSS可分類為設施BSS和獨立BSS(IBSS)。設施BSS如圖1所示。設施BSS BSS1 和 BSS2 包括一個或者更多個非 AP STA STA 1、STA 3 和 STA 4;AP AP 1(STA 2)和 AP 2 (STA 5) ( S卩，提供分布服務的站點），和將多個AP API和AP2相互連接的分布系統（DS)。 在設施BSS中，AP STA管理BSS的非AP STA。
[0042] 在另一方面，獨立BSS (IBSS)以ad-hoc模式操作。IBSS不包括集中管理實體，因 為不包括AP VHT STA。也就是說，在IBSS中，以分布式方式管理非AP STA。在IBSS中，全 部STA可由移動STA構成，並且STA形成自含式網絡，因為它們不被允許接入DS。
[0043] STA是特定功能介質，包括根據IEEE 802. 11標準的介質接入控制（MAC)和用於無 線電介質的物理層接口。廣泛地說，STA包括AP和非AP STA兩者。此外，在以下描述的多 信道環境中，支持1GHz或者更大的超高數據處理的STA也稱為VHT STA。在可應用本發明 的實施方式的VHT WLAN系統中，上述BSS中包括的全部STA可以是VHT SAT、或者VHT STA 和遺留STA (例如，根據IEEE 802. lla/b/g/n的HT STA)可在上述BSS中共存。
[0044] 用於無線通信的STA包括處理器和收發機，並且可還包括用戶接口、顯示裝置等。 處理器是設計為用於產生要通過無線網絡發射的幀或者處理通過無線網絡接收的幀的功 能單元。處理器進行用於控制STA的多種功能。此外，收發機功能耦合到處理器，並且是設 計為通過針對STA的無線網絡用於發射和接收幀的單元。
[0045] 在STA中，被用戶操縱的可攜式終端是非AP STA (STA1、STA3、STA4和STA5)。假 定移動終端僅僅是STA，也稱為非AP STA。非AP STA還可以稱為其它術語，諸如終端、無線 發射/接收單元（WTRU)、用戶設備（UE)、移動臺（MS)、移動終端或者移動用戶單元等。此 夕卜，基於以下描述的MU-MM0技術支持超高數據處理的非AP STA稱為非AP VHT STA (或者 簡稱為VHT STA)。
[0046] 此外，AP(AP1和AP2)是經過針對與其相關聯的STA的無線電介質提供對DS接入 的功能實體。在包括AP的設施BSS中，原則上是經過AP進行非AP STA之間的通信。然 而，在建立了直接鏈路的情況下，可在非AP STA之間直接進行這種通信。AP除了接入點以 外可稱為其它術語，諸如集中控制器、基站（BS)、節點B、基礎收發機系統（BTS)或者側控制 器。此外，基於以下描述的MU-MM0技術支持超高數據處理的AP稱為VHT AP。
[0047] 多個設施BSS可通過分布系統（DS)相互連接。通過DS相互連接的多個BSS稱為 擴展服務集合（ESS)。包括在ESS中的STA可彼此通信。同一 ESS內的非AP STA可在彼此 無縫通信的同時從一個BSS向另一個BSS移動。
[0048] DS是用於允許一個AP與另一個AP通信的機構。在AP發送針對與被該AP管理的 BSS相關聯的STA的幀或者任一個STA移動到另一個BSS的情況下，DS可經過諸如有線網 絡的外部網絡傳遞該幀或者傳遞多個幀。DS不需要必須是網絡，而可包括包括任意類型，只 要提供IEEE 802. 11中定義的特定分布服務即可。例如，DS可以是諸如網狀網絡的無線網 絡或者將AP相互連接的物理結構。
[0049] 同時，VHT WLAN系統使用MU-MM0,從而多個STA可有效地同時使用無線信道。換 句話說，VHT WLAN系統允許多個STA同時向AP進行發射和從AP進行接收。AP可同時向多 個STA發送空間復用的無線電幀。為此，AP可以通過測量信道情況進行波束成形，並且可 以使用多個空間流來發射和接收數據。
[0050] 在下文，向多個STA發射復用數據稱為MU-MM0發射或者SDMA發射。在MU-MM0 發射中，至少一個空間流分配到每個STA (即，發射目標），並且可使用所分配的空間流來發 射數據。
[0051] 在下文，現有的STA( S卩，非VHT STA)稱為遺留STA。遺留STA包括支持 IEEE802. lla/b/g標準的非HT STA和支持IEEE 802. lln標準的HT STA。在本發明提出並 且以後描述的各種PLCP幀格式中，除非特別提到，用相同名稱標記的欄位在整個說明書中 具有相同功能。
[0052] 根據本發明提出的PLCP幀格式的PLCP幀在STA的PLCP子層中產生並且經過PMD 子層通過多個天線，使用本發明提出的PLCP幀發射方法發送到發射目標STA。在下文中，參 照附圖描述的PLCP幀格式和發射構造該幀格式的欄位方法是本發明的各個實施方式的示 例，並且欄位的發射順序不限於附圖所示的。在以下描述中，除非特別指出，可改變發射順 序，並且可按照需要省略或者添加一些欄位。可根據構成BSS的STA的類型和數量、要發射 的數據的量、優先級等適應性地選擇並且使用以後描述的PLCP幀格式及其發射方法。
[0053] 圖2示出已有的PLCP幀格式的示例。對於PLCP幀格式，可參考2009年6月公 開的"第二部分：Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications ；Amendment 5:Enhancements for Higher Throughput，'of IEEE 802. lln/ Dll. 0的副條款20. 3。
[0054] IEEE 802. lln標準提供了三種類型的物理層會匯聚過程（PLCP)幀，包括非HT格 式、HT混合格式和HT綠欄位（HT-greenfield)格式。PLCP幀用於發射PLCP協議數據單元 (prou)。
[0055] 以下的表中列出了 PLCP幀中包括的要素。
[0056] [表 1]
[0057]

【權利要求】
1. 一種無線區域網WLAN系統中的信號發射方法，所述方法包括以下步驟： 由站點生成包括控制信息的第一特高吞吐量VHT信號； 由所述站點生成包括控制信息的第二VHT信號，其中，所述第二VHT信號將被發射到至 少一個目標站點；以及 由所述站點發射所述第一VHT信號和所述第二VHT信號，其中，所述第一VHT信號包括 指示符，該指示符指示將通過使用單用戶多輸入多輸出SU-MMO方案或多用戶多輸入多輸 出MU-MMO方案來發射所述第二VHT信號。
2. 根據權利要求1所述的方法，所述方法還包括以下步驟： 對所述第二VHT信號應用多用戶多輸入多輸出MU-MMO導向矩陣以形成經預編碼的第 二控制信號。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述第二VHT信號包括調製和編碼方案MCS索 弓丨，該MCS索引指示在發射步驟中使用的MCS。
4. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一VHT信號包括空間流標識符，該空間流 標識符指示針對在發射步驟中使用的所述至少一個目標站點的每個的空間流的數量。
5. 根據權利要求1所述的方法，其中，在兩個正交頻分復用OFDM符號的每個中的第一 數據子載波上發射所述第一VHT信號，並在一個OFDM符號中的第二數據子載波上發射所述 第二VHT信號。
6. 根據權利要求5所述的方法，其中，所述第一數據子載波的數量是48,並且所述第二 數據子載波的數量是52。
7. 根據權利要求1所述的方法，其中，當所述第二VHT信號將被發送到多個目標站點 時，將不同的加擾代碼應用於發射到所述多個目標站點的信號。
8. 根據權利要求1所述的方法，其中，指示所述至少一個目標站點中的一個的標識值 包括在所述第一VHT信號或所述第二VHT信號中。
9. 根據權利要求1所述的方法，其中，第一循環移位被應用於所述第一VHT信號，並且 第二循環移位被應用於所述第二VHT信號。
10. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一VHT信號指示針對所述至少一個目標 站點的空間流的數量。
11. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一控制信號包括指示信息，該指示信息 指示另一目標站點的至少一個空間流。
12. 根據權利要求11所述的方法，其中，所述指示信息用於減少由另一目標站點的所 述至少一個空間流引起的幹擾。
13. -種用於無線區域網WLAN系統中的信號發射的無線電設備，所述無線電設備包 括： 生成包括控制信息的第一特高吞吐量VHT信號的裝置； 生成包括控制信息的第二VHT信號的裝置，其中，所述第二VHT信號將被發射到至少一 個目標站點；以及 發射所述第一VHT信號和所述第二VHT信號的裝置，其中，所述第一VHT信號包括指 示符，該指示符指示將通過使用單用戶多輸入多輸出SU-MM0方案或多用戶多輸入多輸出 MU-MM0方案來發射所述第二VHT信號。
14. 根據權利要求13所述的無線電設備，所述無線電設備還包括對所述第二VHT信號 應用多用戶多輸入多輸出MU-MMO導向矩陣以形成經預編碼的第二控制信號的裝置。
15. 根據權利要求13所述的無線電設備，其中，所述第二VHT信號包括調製和編碼方案 MCS索引，該MCS索引指示在所述第一VHT信號和所述第二VHT信號的發射中使用的MCS。
16. 根據權利要求13所述的無線電設備，其中，所述第一VHT信號包括空間流標識符， 該空間流標識符指示針對在所述第一VHT信號和所述第二VHT信號的發射中使用的所述至 少一個目標站點的每個的空間流的數量。
17. 根據權利要求13所述的無線電設備，其中，在兩個正交頻分復用OFDM符號的每個 中的第一數據子載波上發射所述第一VHT信號，並在一個OFDM符號中的第二數據子載波上 發射所述第二VHT信號。
18. 根據權利要求17所述的無線電設備，其中，所述第一數據子載波的數量是48,並且 所述第二數據子載波的數量是52。
19. 根據權利要求13所述的無線電設備，其中，當所述第二VHT信號將被發送到多個目 標站點時，將不同的加擾代碼應用於發射到所述多個目標站點的信號。
20. 根據權利要求13所述的無線電設備，其中，指示所述至少一個目標站點中的一個 的標識值包括在所述第一VHT信號或所述第二VHT信號中。
21. 根據權利要求13所述的無線電設備，其中，第一循環移位被應用於所述第一VHT信 號，並且第二循環移位被應用於所述第二VHT信號。
22. 根據權利要求13所述的無線電設備，其中，所述第一VHT信號指示針對所述至少一 個目標站點的空間流的數量。
23. 根據權利要求13所述的無線電設備，其中，所述第一控制信號包括指示信息，該指 示信息指示另一目標站點的至少一個空間流。
24. 根據權利要求23所述的無線電設備，其中，所述指示信息用於減少由另一目標站 點的所述至少一個空間流引起的幹擾。
【文檔編號】H04L5/00GK104378149SQ201410663191
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2010年9月8日 優先權日:2009年9月9日
【發明者】李大遠, 盧東昱, 姜秉祐, 石鏞豪, 盧柳珍, 金奉會 申請人:Lg電子株式會社