CN102160348B - 物理层数据单元格式 - Google Patents

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CN102160348B CN200980133536.8A CN200980133536A CN102160348B CN 102160348 B CN102160348 B CN 102160348B CN 200980133536 A CN200980133536 A CN 200980133536A CN 102160348 B CN102160348 B CN 102160348B
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Abstract

在通信设备利用符合第一格式的数据单元来交换信息的无线通信系统中发送符合第二格式的波束赋形训练(BFT)数据单元，其中BFT数据单元的长度比第一格式支持的长度更短，其中BFT数据单元用于发送PHY波束赋形训练信息。向接收设备发送用于表明BFT数据单元符合第二格式的信息。根据第二格式生成BFT数据单元，其中BFT数据单元包括BFT信元。然后向接收设备发送BFT数据单元。

Description

物理层数据单元格式
相关申请的交叉引用
本申请要求对通过引用将公开内容明确结合于此、于2008年8月26日提交、标题为“Beamforming Training Packets in TDMANetworks for Channel Training”的第61/091,909号美国临时专利申请的优先权。
技术领域
本公开内容总体上涉及通信系统，并且具体地涉及用于经由通信信道交换信息的信息格式。
背景技术
数目不断增长的相对廉价、低功率无线数据通信服务、网络和设备已经在过去数年变得可用从而保证接近有线的发送和可靠性。在若干IEEE标准文献中(例如包括IEEE标准802.11b(1999)及其更新和修正以及IEEE 802.15.3草案标准(2003)和IEEE 802.15.3c草案D0.0标准，所有这些通过完全引用全体结合于此)具体描述各种无线技术。
作为一个示例，称为无线专用网(WPAN)的一类无线网络涉及到通常(但是并非必然)比无线局域网(WLAN)(比如符合IEEE标准802.11a的WLAN)更近地物理定位在一起的设备的互连。近来，对这样的网络中特别高的数据速率(例如超过1Gbps)的兴趣和需求已经明显增加。一种在WPAN中实现高数据速率的方式是使用数百MHz或者甚至若干GHz的带宽。例如未授权的60GHz频带提供一个这样的可能操作范围。
一般而言，符合IEEE 802.15n标准的发送系统支持单载波(SC)操作模式和正交频分复用(OFDM)操作模式中的一个或者两个以实现更高数据发送速率。例如简单低功率手持设备可以仅在SC模式中操作，支持更长操作范围的更复杂设备可以仅在OFDM模式中操作，而一些双模设备可以在SC与OFDM模式之间切换。此外，在这样的系统中操作的设备可以支持在协议栈物理层的控制操作模式(这里称为“控制PHY”)。总而言之，发送系统的控制PHY对应于在发送系统中操作的各设备所支持的最低数据速率。设备可以发送和接收控制PHY帧以传达基本控制信息、如比如信标数据或者波束赋形数据。
IEEE 802.15.3c草案D0.0标准涉及在60GHz频带中操作的无线宽带通信系统。一般而言，天线并且相应地关联有效无线信道在接近60GHz或者以上的频率有高定向性。当多个天线在发送器、接收器或者二者可用时，将高效波束图案应用于天线以更好地利用对应无线信道的空间选择性因此是重要的。总而言之，波束赋形或者波束导向产生如下空间增益图案，该空间增益图案在一个或者多个特定方向上具有一个或者多个高增益波瓣或者波束(与全向天线获得的增益相比)而在其它方向上增益减少。如果例如用于多个发送天线的增益图案被配置成在接收器的方向上产生高增益波瓣，则可以获得比用全向发送而获得的发送可靠性更高的发送可靠性。
波束赋形一般涉及到控制信号在多个天线中的各天线的相位和/或幅度以限定辐射或者增益图案。应用于多个天线以执行波束赋形的幅度相/位集常称为导向矢量(或者“向量”)。IEEE 802.15.3c草案D0.0标准提出一种用于选择导向矢量的方法。为了选择发送导向矢量，提出的方法一般涉及到例如使用多个导向矢量中的各导向矢量在训练时段期间发送训练信号、确定接收的训练信号的质量并且选择与接收的“最佳”训练信号对应的导向矢量。
发明内容
在一个实施例中，在通信设备利用符合第一格式的数据单元来交换信息的无线通信系统中提供一种用于发送符合第二格式的波束赋形训练(BFT)数据单元的方法，其中BFT数据单元的长度比第一格式支持的长度更短，其中BFT数据单元用于发送PHY波束赋形训练信息。该方法可以包括：使得向接收设备发送用于表明BFT数据单元符合第二格式的信息；并且根据第二格式生成BFT数据单元，其中BFT数据单元包括BFT信元。该方法也可以包括使得向接收设备发送BFT数据单元。
在另一实施例中，在通信设备利用符合第一格式的数据单元来交换信息的无线通信系统中提供一种用于处理符合第二格式的波束赋形训练(BFT)数据单元的方法，其中BFT数据单元的长度比第一格式支持的长度更短，其中BFT数据单元用于发送BFT信息。该方法可以包括：接收表明接收的数据单元为BFT数据单元的信息；并且响应于接收表明接收的数据单元为BFT数据单元的信息，根据第二格式处理接收的数据单元以恢复接收的数据单元中的BFT信元；此外，该方法可以包括利用接收的数据单元中的BFT信元以执行BFT功能。
在又一实施例中，提供一种用于在无线通信系统中使用的通信设备，其中通信设备利用符合第一格式的数据单元并且利用符合第二格式的波束赋形训练(BFT)数据单元来与其它通信设备交换信息，其中BFT数据单元的长度比第一格式支持的长度更短，其中BFT数据单元用于发送BFT信息。通信设备可以包括控制器，该控制器被配置成使得向接收设备发送表明BFT数据单元符合第二格式的信息；根据第二格式生成BFT数据单元，其中BFT数据单元包括BFT信元；并且使得向接收设备发送BFT数据单元。
在通信设备利用符合第一格式的数据单元来交换信息的无线通信系统中提供一种用于生成符合第二格式的物理层(PHY)数据单元的方法，其中PHY数据单元用于发送PHY信息，该方法包括：生成PHY数据单元的第一部分以表明PHY数据单元符合第二格式，其中PHY数据单元的第一部分包括前导码和PHY头部的至少开头部分；并且根据第二格式生成PHY数据单元的第二部分，其中PHY数据单元的第二部分包括PHY信元。
在通信设备利用符合第一格式的数据单元来交换信息的无线通信系统中提供一种用于生成符合第二格式的物理层(PHY)数据单元的方法，其中PHY数据单元用于发送PHY信息，该方法包括：分析接收的数据单元的第一部分以确定接收的数据单元是否为PHY数据单元，其中接收的数据单元的第一部分包括前导码和PHY头部的至少开头部分；如果接收的数据单元为PHY数据单元则利用PHY数据单元的第二部分中的PHY信元以执行PHY功能，其中PHY数据单元的第二部分符合第二格式。
一种用于在无线通信系统中使用的通信设备，其中通信设备利用符合第一格式的数据单元并且利用符合第二格式的物理层(PHY)数据单元来与其它通信设备交换信息，其中PHY数据单元用于发送PHY信息，该通信设备包括PHY数据单元生成器，该生成器被配置成：生成PHY数据单元的第一部分以表明PHY数据单元符合第二格式，其中PHY数据单元的第一部分包括前导码和PHY头部的至少开头部分；并且根据第二格式来生成PHY数据单元的第二部分，其中PHY数据单元的第二部分包括PHY信元。
附图说明
图1是包括发送器和接收器的通信系统的框图，该发送器和接收器可以使用符合PHY数据单元格式的数据单元来传送物理层(PHY)信息；
图2描绘了可以在图1的系统中操作的发送器和接收器的框图；
图3A和3B是现有技术的数据单元格式的图；
图4是现有技术的超帧格式的图；
图5是示例波束赋形训练(BFT)数据单元格式的图；
图6A是示例默认数据单元格式的PHY头部的图；
图6B是示例BFT数据单元格式的PHY头部的图；
图6C是另一示例BFT数据单元格式的PHY头部的图；
图7A是示例默认数据单元格式的图；
图7B是示例BFT数据单元格式；
图7C是另一示例BFT数据单元格式；
图8A是示例默认数据单元格式的PHY头部的图；
图8B是示例BFT数据单元格式的PHY头部的图；
图9A是示例默认数据单元格式的图；
图9B是第一BFT数据单元子格式的示例；
图9C是第二BFT数据单元子格式的示例；
图10A是用于默认数据单元格式的前导码和/或头部的示例调制方案的图；
图10B是用于BFT数据单元格式的前导码和/或头部的示例调制方案的图，其中与图10A的调制相比旋转调制；
图11是示例BFT数据单元格式的图；
图12A是用于默认数据单元格式的扩展的图；
图12B是用于BFT数据单元格式的前导码的示例扩展的图，其中与图12A的扩展相比使用互补扩展序列；
图12C是用于BFT数据单元格式的前导码的示例扩展的图，其中与图12A的扩展相比使用不同覆盖代码；
图13A和13B是用于单载波(SC)模式和正交频分复用(OFDM)模式的默认数据单元格式的前导码的示例扩展的图；
图14A和14B是用于SC模式和OFDM模式的BFT数据单元格式的前导码的示例扩展的图，其中与图13A和13B的扩展相比在STF中使用互补扩展序列；
图15A和15B是用于SC模式和OFDM模式的BFT数据单元格式的前导码的示例扩展的图，其中与图13A和13B的扩展相比在STF中使用不同覆盖代码；
图16A和16B是用于SC模式和OFDM模式的BFT数据单元格式的前导码的另一示例扩展的图，其中与图13A和13B的扩展相比在STF中使用互补扩展序列；
图17A和17B是用于SC模式和OFDM模式的BFT数据单元格式的前导码的另一示例扩展的图，其中与图13A和13B的扩展相比在STF中使用不同覆盖代码；
图18A和18B是用于SC模式和OFDM模式的BFT数据单元格式的前导码的另一示例扩展的图，其中与图13A和13B的扩展相比在STF中使用互补扩展序列；
图19是用于BFT数据单元格式的前导码的另一示例扩展的图，其中与图13A和13B的扩展相比在STF中使用互补扩展序列；
图20是用于BFT数据单元格式的前导码的另一示例扩展的图，其中与图13A和13B的扩展相比在STF中使用互补扩展序列；
图21是用于BFT数据单元格式的前导码的另一示例扩展的图，其中与图13A和13B的扩展相比在STF中使用互补扩展序列；
图22是用于BFT数据单元格式的前导码的另一示例扩展的图，其中与图13A和13B的扩展相比在STF中使用不同覆盖代码；
图23是用于BFT数据单元格式的前导码的另一示例扩展的图，其中与图13A和13B的扩展相比在STF中使用互补扩展序列；
图24是用于BFT数据单元格式的前导码的另一示例扩展的图，其中与图13A和13B的扩展相比在STF中使用互补扩展序列；
图25是用于BFT数据单元格式的前导码的另一示例扩展的图，其中与图13A和13B的扩展相比在STF中使用互补扩展序列；
图26是可以用于检测如在图24和25中扩展的STF的示例相关器的图；
图27是利用图26的相关器的示例相关器的图；
图28是示例BFT前导码生成器的框图；
图29是用于生成BFT分组的示例方法的流程图；
图30是用于检测和利用接收的BFT分组的示例方法的流程图；
图31是可以利用BFT分组的示例波束赋形训练方法的时序图；
图32是可以将BFT分组用于波束赋形训练的示例通信设备的框图；
图33是可以利用BFT分组的示例波束赋形训练方法的信号图；
图34是可以利用BFT分组的另一示例波束赋形训练方法的信号图；
图35是可以利用BFT分组的另一示例波束赋形训练方法的信号图；
图36是示例BFT数据单元格式的图；并且
图37是另一示例BFT数据单元格式的图。
具体实施方式
图1是示例无线通信系统10的框图，在该系统中，设备如发送设备12和接收设备14可以经由共享的无线通信信道16发送和接收数据分组(例如分组)。设备12和14可以根据如下通信协议来通信，该通信协议根据操作模式利用不同物理层(PHY)/媒体访问控制(MAC)层分组格式。例如当设备12和14需要交换由协议栈中处于MAC层或者以上的层提供的信息时则利用第一格式(即规则格式)，而如果执行波束赋形训练则利用第二格式(即波束赋形训练(BFT)格式)。在一些实施例中，BFT格式可以视为物理层控制格式(即控制PHY格式)的子格式，该物理层控制格式用于执行物理层功能或者过程，和/或通信物理层信息。控制PHY可以与为单独物理层过程(例如信标发送、波束赋形)、不同发送模式(例如仅单载波(SC)、仅OFDM、SC/OFDM)和/或与物理层操作有关的其它目的而限定的多个子格式。设备12和14中的各设备例如可以是分别配备有一个或者多个天线20-24和30-34集的移动站或者非移动站。虽然图1中所示无线通信系统10包括各自具有三个天线的两个设备12、14，但是无线通信系统10当然可以包括各自配备有相同或者不同数目的天线(例如1、2、3、4个天线等)的任何数目的设备。然而对于波束赋形，设备12、14中的至少一个设备一般应当包括多个天线。
也将注意，虽然图1中所示无线通信系统10包括发送设备12和接收设备14，但是无线通信系统10中的设备可以一般在多个模式(例如发送模式和接收模式)中操作。因而在一些实施例中，天线20-24和30-34可以支持发送和接收。取而代之或者附加地，给定的设备可以包括单独发送天线和单独接收天线。也将理解，由于设备12和14中的各设备可以具有单个天线或者多个天线，所以无线通信系统10可以是多输入多输出(MIMO)系统、多输入单输出(MISO)系统、单输入多输出(SIMO)系统或者单输入单输出(SISO)系统。然而对于波束赋形，设备12、14中的至少一个设备一般应当包括多个天线。因此在波束赋形中，系统10将一般是MIMO、MISO或者SIMO系统。
一般而言，通信系统10可以包括仅SC、仅OFDM或者双模(SC和OFDM)设备。为了使操作于通信系统10中的任何设备能够至少发送和接收控制PHY分组，优选地选择控制PHY的调制以匹配通信系统10中支持的最慢数据速率并且利用SC模式。换而言之，由于各OFDM设备通常能够至少处理在SC模式中发送的控制PHY分组，所以使用SC模式来调制控制PHY分组一般向任何设备提供进行控制PHY消息接发的权限。在一些实施例中，在通信系统10中操作的各设备能够发送和接收OFDM信号，并且如果希望则可以使用OFDM来调制控制PHY分组。在更多其它实施例中，无论通信系统10是否包括仅SC模式的设备，对控制PHY分组的发送仅利用SC模式。
如上文讨论的那样，BFT格式可以在一些实施例中对应于控制PHY格式的若干子格式中的仅一个子格式。因此在其中BFT格式是控制PHY格式的子格式的实施例中，接收设备可以在第一实例中相应地确定分组是否为控制PHY分组、继而确定分组是否为波束赋形训练分组。在其它实施例中，BFT格式无需是控制PHY格式的子格式。
在一些实施例中，根据BFT格式的数据单元可以具有与根据规则格式的数据单元相比更短的长度。例如第一格式可以不支持BFT格式的数据单元长度。在这些实施例中，接收器可能难以处理根据BFT格式的分组，因为接收器预期BFT格式具有更长的长度，因此可以认为出现传输错误。在一些实施例中，根据BFT格式的数据单元可以具有与根据规则格式的数据单元相比不同的格式。在这些实施例中，接收器可能难以处理根据BFT格式的分组，因为接收器可以预期物理层头部和/或MAC层头部中的字段包括在BFT格式的头部中的该位置未包括的某些信息。本公开内容提供用于向接收器通知数据单元符合BFT格式使得接收器可以恰当处理BFT数据格式的各种技术。
图2在相关部分中图示了发送设备12和接收设备14的架构。发送设备12一般可以将信息比特序列转换成适合于通过无线信道(例如图1的信道16)发送的信号。具体而言，发送设备12可以包括对信息比特进行编码的编码器52(例如卷积编码器)、将各编码比特转换成码片序列的扩展器54和将编码码片调制到数据符号的调制器56，这些数据符号被映射和转换成适合于经由一个或者多个发送天线20-24发送的信号。一般而言，调制器56可以实施基于相移键控、二进制相移键控(BPSK)、π/2BPSK(其中对于各符号或者码片将调制旋转π/2使得在相邻符号/码片之间的最大相移从180°减少至90°)、正交相移键控(QPSK)、π/2QPSK、调频、调幅、正交调幅(QAM)、π/2QAM、开-关键控、最小移位键控、高斯最小移位键控、双选标记反转(DAMI)等中的一个或者多个的任何希望调制技术。在一些实施例中，调制器56可以包括将编码比特映射到符号的比特到符号的映射器70和将符号映射到多个并行流的符号到流的映射器72。如果利用仅一个发送天线，则可以省略符号到流的映射器72。在数据单元如分组中发送信息。
发送器12包括波束赋形训练(BFT)控制器74，该控制器一般控制在如下BFT时段期间的操作，在该BFT时段中发送器12与接收器14配合以确定用于发送器12和/或接收器14的一个或者多个波束赋形矢量。发送器12也包括生成将在BFT时段期间发送的分组的BFT分组生成器76。在BFT时段期间发送的分组可以具有与发送器12在BFT时段以外发送的分组相比不同的格式。BFT分组生成器76可以耦合到BFT控制器74并且可以从BFT控制器74接收控制信号。BFT分组生成器76也可以耦合到扩展器54和/或调制器56并且可以使扩展器54和/或调制器56在发送BFT分组时不同地操作。
出于清楚和简洁的原因，发送设备12可以包括在图2中未图示的各种附加模块。例如发送设备12可以包括交织编码比特以减轻突发错误的交织器。发送设备12还可以包括用于进行上变频转换的射频(RF)前端、各种滤波器、功率放大器等。
接收设备14可以包括耦合到一个或者多个接收天线30-34的用于空间-时间码的预处理器和均衡器84、解调器86、解扩展器88和解码器90。如果利用仅一个接收天线，则可以省略用于空间-时间码的预处理器，并且单元84可以包括均衡器。接收设备14也包括BFT分组检测器92和一般控制在如下BFT时段的操作的BFT控制器94，在该BFT时段中接收器14与发送器12配合以确定用于发送器12和/或接收器14的一个或者多个波束赋形矢量。BFT分组检测器92一般检测BFT分组并且在检测到时使BFT分组向BFT控制器94转发。在其中BFT格式是控制PHY格式的子格式的实施例中，BFT分组检测器92可选地可以是控制PHY分组检测器(未示出)的部件。在这些实施例中，控制PHY分组检测器可以检测控制PHY分组，并且BFT分组检测器92可以检测已经检测到的控制PHY分组中的BFT分组。将理解，出于清楚和简洁的原因，接收设备14也可以包括从图2省略的诸如滤波器、模数转换器等其它部件。
在一些实施例中，如下文将具体描述的那样，可以通过分组的PHY头部中的一个或者多个字段来通知BFT分组。因此在这些实施例中，BFT分组检测器92可以分析PHY头部中的一个或者多个字段以确定分组是否为BFT分组。在其它实施例中，如下文将具体描述的那样，可以通过调制分组的前导码和/或头部来通知BFT分组。因此在这些实施例中，BFT分组检测器92可以分析对分组的前导码和/或头部的调制。在这些实施例中，BFT分组检测器92可以耦合到解调器86。在更多其它实施例中，如下文将具体描述的那样，可以通过对分组的前导码和/或头部的改型扩展来通知BFT分组。因此在这些实施例中，BFT分组检测器92可以分析对分组的前导码和/或头部的扩展。在这些实施例中，BFT分组检测器92可以耦合到解扩展器88。
如上文讨论的那样，发送设备12也可以在接收模式中操作，并且接收设备14也可以在发送模式中操作。因此发送设备12可以包括与接收设备14相同或者相似的部件中的至少一些部件，并且反之亦然。
一般而言，设备12和14可以使用如下分组格式在BFT时段期间通信，该分组格式允许与例如用来传达源于在MAC或者以上的层的信息的格式相比更短的分组(这里称为BFT分组)。例如在PHY头部和/或MAC头部中运送的大量信息可能在BFT时段中是不需要的。因此本公开内容提供如下BFT格式的各种实施例，该BFT格式省略或者重新解释分组中(例如PHY头部和/或MAC头部中)的字段使得分组长度可以与例如用来传达源于在MAC层或者以上的层的信息的分组相比有所缩短和/或由更多BFT信息填充。BFT分组生成器76例如可以在BFT时段期间生成BFT分组。
在时分多址(TDMA)型网络(例如在IEEE 802.15.3c草案D0.0标准中描述的超帧结构中的信道时间分配(CTA)时段)中，波束赋形经常需要在发送器12与接收器14之间在专用于BF训练的时隙期间在帧(例如探测分组(sounding packet)中发送训练信号。例如，如果发送器12具有多个天线，则发送器12可以向接收器14发送多个探测分组，其中使用不同发送波束赋形矢量来发送各探测分组。接收器14可以分析各接收的探测分组的质量并且可以向发送器12发送表明“最佳”发送波束赋形矢量的反馈分组。类似地，如果接收器14具有多个天线，则接收器14可以请求发送器12向接收器14发送多个探测分组。接收器14可以使用不同接收波束赋形矢量来接收各探测分组。接收器14然后可以分析各接收的探测分组的质量，选择“最佳”接收波束赋形矢量。
图3A是现有技术的物理层分组格式120的图。例如IEEE802.15.3c草案D0.0标准利用分组格式120。分组120包括前导码122、头部130和净荷132。在IEEE 802.15.3c草案D0.0标准中，前导码122一般提供如下训练信息，该训练信息帮助接收器14检测分组120、调节自动增益控制(AGC)设置、获得频率和定时同步等。也在IEEE 802.15.3c草案D0.0标准中，头部130提供用于对净荷进行解码所需的基本PHY参数(例如净荷的长度、调制/编码方法、导频插入信息、在OFDM模式中的循环前缀长度、下一分组的前导码长度、预留字段等)的信息使得接收器14可以相应地调节它的解码装置。头部130也包括MAC层信息。
图3B是在IEEE 802.15.3c草案D0.0标准中指定的头部130的格式。头部130包括PHY头部140、MAC头部144(包括头部校验序列(HSC))和根据MAC头部144生成的里德-所罗门奇偶比特148。可选地，头部130可以包括MAC子头部152(包括HCS)和根据MAC子头部152生成的里德-所罗门奇偶比特156。
如上文讨论的那样，IEEE 802.15.3c草案D0.0标准提供TDMA型通信。在TDMA模式中，各设备(或者两个设备)由网络控制器分配专用时隙使得仅特定设备(或者特定成对设备)在时隙期间通信，而其它设备将被设置成空闲以省电。可以设置时隙使得仅一个设备(STA1)可以向另一设备(STA2)发送数据并且STA2可以仅向STA1发送肯定(ACK)或者失败(NAK)(常称为“单向”分配时隙)。也可以设置时隙使得STA1和STA2均可以相互发送数据(常称为“双向”分配时隙)。
在IEEE 802.15.3c草案D0.0标准中描述的超帧结构中了解TDMA通信示例。超帧170可以包括信标时段174、争用访问时段(CAP)178和信道时间分配(CTA)时段182。信标时段174一般用于向微微网发送控制信息、分配有保障的时隙(GTS)、同步等。CAP时段178一般用于认证/关联请求/响应、信道时间请求等。CTA时段182一般用于提供单向分配时隙和双向分配时隙。CTA时段182可以包括管理CTA时隙186和n个CTA时隙190。例如可以在一个或者多个CTA时隙190中进行波束赋形训练(或者可以是诸如天线切换、时域预编码等其它目的)。例如对于BFT，BFT时段可以涉及到通过不同方向(例如使用不同波束赋形矢量)发送BFT探测分组，并且可以选择“最佳”方向。在BFT时段期间不能保障信道质量。因此可以延迟数据发送直至完成BFT并且已经选择波束赋形矢量。
也可以已经向特定成对设备(STA 1和STA2)分配其中将发生BFT的CTA。STA1和STA2均可以预先知道另一设备的MA地址。因此在CTA 190期间在BFT探测分组的MAC头部中提供源和目的地MAC地址可以在效果上发送已知信息。此外，对于BFT而言可以不需要在分组120(图3)的头部中的其它信息。
图5是将在诸如波束赋形训练、天线切换、时域预编码等协议功能中使用的新物理层数据单元格式200的一个实施例的框图。格式200将通常用于物理层(PHY)的信息交换，而不是用于交换源于MAC层或者更高层的数据单元。例如在成对通信设备中的PHY过程可能出于诸如波束赋形训练(BFT)、天线切换、时域预编码等而需要交换信息，并且可以在符合格式200的数据单元中发送这样的信息。另一方面，在传达源于MAC层或者更高层的数据单元时将利用另一格式(这里称为“默认格式”)，比如图3A的格式120。通常，符合格式200的数据单元将具有比符合默认格式的数据单元更短的长度。为了易于说明，格式200将称为“BFT分组”或者“BFT分组格式”。然而将理解格式200可以用于诸如天线切换、时域预编码等其它功能。也如上文所示，BFT分组格式200可以对应于通信系统10的控制PHY格式的子格式中的仅一个子格式。
BFT分组200包括前导码204和头部208。BFT分组200的第一部分212包括前导码204和头部208的至少开头部分。将第一部分212编码成表明分组符合BFT分组格式200，而不是默认格式(例如图3A的格式120)。可以用多种方式对第一部分212进行编码。例如在一些实施例中，可以通过利用与默认格式不同的调制方案、通过利用与默认格式不同的扩展序列等将前导码204和/或PHY头部编码成表明BFT分组格式200。在一些实施例中，仅第一部分212的分部分214可以与前导码122的相应部分不同地加以格式化。虽然分部分214在图5中图示为在头部208的开头，但是分部分214可以一般位于第一部分212的任何部分中。换而言之，并非所有第一部分212需要与默认格式不同地加以格式化。优选地但是并非必然地，在这些实施例中的部分214在头部208的较早分部分中或者在前导码204中(如从接收设备的角度来测量)以允许基于部分214对BFT分组格式的及早识别。在其它实施例中，在头部208的PHY头部部分中的字段可以表明BFT分组格式200。在更多其它实施例中，调制、扩展码和PHY头部字段的组合可以用来表明BFT格式。下文具体描述编码的第一部分212的各种实施例。如果有多个类型的控制PHY分组或者控制PHY分组子格式，则部分214可以表明控制PHY分组是否为BFT分组。例如在PHY头部中的字段可以表明控制PHY分组是否为BFT分组。
一般而言，第一部分212可以符合默认格式。另一方面，BFT分组200的第二部分216一般未符合默认格式而实际上符合格式200。例如，如果接收器确定接收的分组符合格式200，则接收器可以与默认格式指定的字段相比重新解释第二部分216中的字段。例如默认格式指定的头部字段可以用于BFT目的。例如调制和编码方案(MCS)字段、循环前缀(CP)长度字段、预留比特等可以用于BFT信息，比如BFT倒计数标识符(ID)号、反馈指示比特(例如，它如果设置成1则表明波束赋形(BF)ID号字段可以解释为“最佳”BF方向的指示符)、接收BF扫描请求子字段(例如进行接收BF的站可以请求发送器发送多个BFT探测分组，并且表明请求的BFT探测分组的数目；零表明未请求接收BFT)、表明正向/反响链路方向的字段、将用于交换信元(用于BF的信道探测)的其它子字段等中的一个或者多个。在其中格式200未用于BF的实施例中，在默认格式中指定的字段可以用于天线切换训练信息、时域预编码信息、MCS反馈信息等。因此在接收符合格式200的分组时，接收器可以利用分组中的信息以执行诸如选择波束赋形矢量、执行时域预编码、选择MCS、执行信道估计等PHY功能。
在一些实施例中，BFT分组200可以包括净荷220，而在其它实施例中，BFT分组200可以省略净荷220。在包括净荷220的实施例中，格式200可以允许有选择地省略净荷220。例如可以将第一部分212或者第二部分216编码成表明数据单元200是否包括净荷220。在一些实施例中，BFT分组200可以省略头部208中的MAC头部部分并且也可以省略净荷220。在另一实施例中，BFT分组200可以在PHY头部320之后扩展并且包括MAC头部和/或净荷的至少部分。例如BFT分组200可以包括MAC头部或者MAC头部的仅一部分、比如MAC目的地地址。在另一实施例中，BFT分组200可以包括净荷、但是省略MAC头部。净荷可以用来例如发送BFT有关IE。在一个实施例中，净荷可以具有固定长度。
在一个实施例中，在PHY头部中(在头部208和第一部分212中包括)的净荷长度字段可以设置成零以表明分组为BFT分组200。如果净荷长度字段设置成零，则默认格式指定的其它头部字段可以用于BFT目的(或者天线切换训练信息、时域预编码信息、MCS反馈信息等)。
图6A是符合默认格式的示例PHY头部250的框图。PHY头部250包括净荷长度字段254、MCS字段258、CP长度字段262和预留比特266。当在净荷长度字段254中的值大于零时，这可以向接收器表明分组(和PHY头部250)符合默认格式。当在净荷长度字段254中的值等于零时，这可以向接收器表明分组(和PHY头部258)符合BFT格式。参照图6B，PHY头部268(符合BFT分组格式)包括净荷长度字段254、BF ID字段270(用于表明BFT倒计数ID号)、BFT反馈(FB)字段274(用于表明BF ID字段270应当解释为提供“最佳”BF方向的反馈)、接收BF扫描请求子字段278、方向字段282(用于表明正向/反向链路方向)和预留比特286。因此PHY头部268提供BFT有关信元(IE)。在一个实施例中，PHY头部268可以与PHY头部254相同长度。在另一个实施例中，PHY头部268可以具有与PHY头部254长度不同的长度。再次参照图5，在一个实施例中，BFT分组200可以在PHY头部268之后结束。换而言之，在这一实施例中，BFT分组200可以省略头部208中的MAC头部部分并且也可以省略净荷220。
图6C图示了另一示例BFT头部290。BFT头部290包括净荷长度字段292、加扰器种子字段294、BF IF字段296、预留比特298和HCS字段299中的至少一些字段。加扰器种子字段294和HCS字段299可选。在其中将使用OFDM来发送BFT分组的实施例中，可以选择控制PHY头部290的长度N使得在编码、调制和扩展的BFT头部290中的码片数目等于快速傅里叶变换(FFT)处理块(例如512)的大小的倍数。
在另一实施例中，BFT分组200可以在PHY头部268之后扩展并且包括MAC头部和/或净荷的至少部分。例如BFT分组200可以包括MAC头部或者MAC头部的仅一部分，比如MAC目的地地址。在另一实施例中，BFT分组200可以包括净荷，但是省略MAC头部。净荷可以用来例如发送BFT有关IE。在一个实施例中，净荷可以具有固定长度。
图7A图示了示例默认格式300，该默认格式包括前导码304、头部(包括PHY头部308和MAC头部312)和可以包括MAC数据的净荷316。MAC头部312和净荷316可以形成物理层服务数据单元(PSDU)。PHY头部308包括可以表明PSDU长度的净荷长度字段320。当在净荷长度字段320中的值大于零时，这可以向接收器表明接收的分组符合默认格式300。
图7B图示了BFT分组格式324的一个实施例。前导码304和PHY头部308可以与默认格式300的相同，但是净荷长度字段320设置成零。BFT分组格式324省略MAC头部312并且包括例如可以用来发送BF有关IE的固定长度的净荷328。因此当在净荷长度字段320中的值设置成零时，这可以向接收器表明接收的分组符合BFT格式324。
图7C图示了BFT分组格式340的另一实施例。前导码304和PHY头部308可以与默认格式300的相同，但是净荷长度字段320设置成零。BFT分组格式324包括固定长度的PSDU 342，该PSDU包括MAC头部312(图7A)的仅一部分344并且包括例如可以用来发送BF有关IE的净荷348。MAC头部部分344例如可以包括MAC源地址和MAC目的地地址中的仅一个地址。例如可以包括MAC目的地地址、但是可以省略MAC源地址。当在净荷长度字段320中的值设置成零时，这可以向接收器表明接收的分组符合BFT格式340。在其中将在用于指定的发送器/接收器对的预分配时隙中发送BFT分组340的背景中，指定的发送器/接收器对可以采用MAC源地址和MAC目的地地址中的一个或者两个地址。但是让其它设备知道源或者目的地的MAC地址使得它们可以知道忽略BFT分组可能是有用的。
在参照图5、6A、6B、7A、7B和7C描述的任何实施例的一个替选实施例中，在PHY头部中的一个或者多个附加比特(而不是使用净荷长度字段)表明BFT分组。例如PHY头部可以包括BFT分组(BFTP)比特，该比特可以表明分组是符合默认格式还是BFT格式。图8A是符合默认格式的另一示例PHY头部400的框图。PHY头部400包括BFTP字段404，该字段可以用来表明分组是否为BFT分组。在一个实施例中，BFTP字段404可以是单个比特。例如，如果BFT分组比特404设置成零，则这可以表明分组符合默认格式。PHY头部400也包括规则或者默认PHY头部子字段408。利用PHY头部400的分组也将包括MAC头部和净荷。
图8B是符合BFT格式的示例PHY头部420的框图。PHY头部420包括BFT分组字段404。例如，如果BFT字段404是被设置为一的单个比特，则这可以表明分组符合BFT格式420。PHY头部420也包括BFT有关IE 424、比如参照图6B描述的BFT IE。在一个实施例中，具有PHY头部420的BFT分组可以包括固定长度的净荷(例如如下净荷，该净荷包括BFT IE和/或MAC头部的部分)。在另一实施例中，具有PHY头部420的BFT分组可以省略净荷。
图9A图示了示例默认格式450，该默认格式包括前导码454、头部(包括PHY头部458和MAC头部462)和可以包括MAC数据的净荷466。MAC头部462和净荷466可以形成PSDU。PHY头部458包括BFTP字段470，该字段表明分组是符合默认格式450还是BFT格式。当在BFTP字段470中的值为零(或者一些其它指定值)时，这可以向接收器表明接收的分组符合默认格式450。
图9B图示了BFT分组格式474的一个实施例。前导码454可以与默认格式450的相同，但是PHY头部478可以具有与PHY头部458不同的格式。PHY头部478例如可以用来发送BF有关IE。BFT分组格式474也可以省略PSDU。BFTP字段470可以设置成一(或者一些其它指定值)以向接收器表明接收的分组符合BFT分组格式474。可以在如下背景中使用BFT分组格式474，在该背景中例如将在用于指定的发送器/接收器对的预分配时隙中发送BFT分组474并且在该背景中指定的发送器/接收器对可以采用MAC源地址和MAC目的地地址中的一个或者两个地址。
图9C图示了BFT分组格式490的一个实施例。前导码454可以与默认格式450的相同，但是PHY头部478可以具有与PHY头部458不同的格式。BFTP字段470可以设置成二(或者一些其它指定值)以向接收器表明接收的分组符合BFT分组格式490(有别于格式450或者格式474)。BFT分组格式324包括固定长度的PSDU494，该PSDU可以包括MAC头部462(图9A)的仅一部分496和/或例如可以用来发送BF有关IE的净荷498。MAC头部部分496如果被包括则例如可以包括MAC源地址和MAC目的地地址中的仅一个地址。例如可以包括MAC目的地地址、但是可以省略MAC源地址。可以在如下背景中利用BFT分组格式490，在该背景中比如在关联波束赋形状态期间知道MAC源地址和MAC目的地地址中的一个或者两个地址将是有用的。
在与图9A、9B和9C中所示实施例相似的另一实施例中，PHY头部的净荷长度字段可以与一比特BFTP字段一起利用。例如，如果净荷长度字段设置成零，则这可以表明格式450。如果净荷长度字段设置成一，则BFTP比特可以用来表明格式474或者格式490。
在参照图5、6B、7B、8B和9B讨论的实施例中，在BFT分组中未包括MAC头部信息。这可能造成BFT分组作为未知帧干扰相邻网络。因此在一些实施例中，网络控制器例如可以指派用于在相同网络中与BFT帧一起使用的标识符(ID)并且可以向网络中的设备通报ID。例如可以随机或者伪随机生成ID使得ID可能不同于用于相邻网络的ID。可以在PHY头部(或者如果包括净荷则为净荷)中包括ID以帮助区分不同网络的BFT帧。也可以在比如参照图7C和9C讨论的实施例中在确实包括MAC信息的BFT分组中包括这样的ID。
在参照图6A、6B、7A、7B、7C、8A、8B、9A、9B和9C讨论的实施例中，在BFT格式中的PHY头部可以与在默认格式中的PHY头部相同长度。例如可以对PHY头部进行编码，因此直至接收和解码整个PHY头部才能确定净荷长度字段和/或BFTP字段。在其它实施例中，在BFT格式中的PHY头部可以与在默认格式中的PHY头部不同长度(例如更长)。例如，如果在PHY头部中的长度字段和/或BFTP字段表明BFT分组，则这也可以表明PHY头部具有与在默认格式中的不同的长度。
再次参照图2，在比如参照图6A、6B、7A、7B、7C、8A、8B、9A、9B和9C描述的实施例中，BFT分组检测器92可以分析PHY头部中的一个或者多个字段以确定分组是否为BFT分组。例如BFT分组检测器92可以分析净荷长度字段和/或BFTP字段。
在其中BFT格式指定固定长度的净荷部分并且其中BFT分组是一类控制PHY分组的实施例中，用于BFT格式的净荷部分的格式可以与用于控制PHY格式的净荷部分的格式相同。在这些实施例中，BFT分组的前导码、头部和净荷可以与控制PHY格式的相同。在这些实施例中，发送器例如可以通过预先发送如下另一分组来向接收器通知分组是BFT分组，该另一分组表明下一分组、在某一时间发送的分组等是BFT分组。预先发送的分组例如可以使用MAC层数据来表明后续BFT分组。换而言之，发送器可以利用MAC层以向接收器发送分组以向接收器通报后续分组将是BFT分组。
类似地，在其中BFT的格式和/或长度不同于规则分组和/或控制PHY分组的实施例中，发送器例如可以通过预先发送如下另一分组来向接收器通知分组是BFT分组，该另一分组表明下一分组、在某一时间发送的分组等是BFT分组。先前发送的分组例如可以使用MAC层数据来表明后续BFT分组。换而言之，发送器可以利用MAC层以向接收器发送分组以向接收器通报后续分组将是BFT分组。
在一些实施例中，前导码可以用来通知默认分组格式比对BFT分组格式。在这样的实施例中，可以省略使用单独BFTP字段和/或使用净荷长度字段以通知默认分组格式比对BFT分组格式。也在这样的实施例中，与在默认格式中相比，在BFT分组格式中的PHY头部可以可选地具有不同的长度。
在一个实施例中，BFT分组的前导码和/或PHY头部可以利用与默认分组的前导码/PHY头部相比在相位上旋转的星座点。相位旋转可以表明分组是BFT分组。例如图10A是用于调制默认分组头部的星座图520。在图10A的示例中，向+1和-1符号上调制默认分组的PHY头部。图10B是用于调制BFT分组PHY头部的星座图530。在图10B的示例中，向+j和-j符号上调制默认分组的PHY头部，因此图10B中的调制与图10A中的调制相比旋转π/2。如果利用扩展，则与图10A和10B对应的PHY头部可以利用相同扩展。当使用比如图10A和10B中的调制技术时，接收器例如可以通过检测是发送过实符号还是虚符号来检测分组是默认分组还是BFT分组。如果利用扩展，则接收器可以观察PHY头部中的扩展序列的多个块并且可以比较信号在解扩展之后的组合能量以便检测分组是默认分组还是BFT分组。一般而言，接收器可以通过检测在对前导码和/或PHY头部的调制中的相位旋转来检测分组是默认分组还是BFT分组。
如果利用π/2BPSK(其中对于各符号或者码片将调制旋转π/2使得在相邻符号/码片之间的最大相移从180°减少至90°)调制，则可以调制BFT分组使得BFT分组的前导码/PHY头部的符号与默认分组的前导码/PHY头部的符号相比在相位上旋转π/2。
再次参照图2，在比如参照图10A和10B描述的实施例中，BFT分组检测器92可以分析对前导码和/或PHY头部的调制以确定分组是否为BFT分组。在这些实施例中，BFT分组检测器92可以接收调制信号并且可以包括相位旋转检测器。
在其它实施例中，可以通过对分组的前导码和/或头部的改型扩展来通知BFT分组。现在将参照图11描述默认分组和BFT分组均共用的示例分组格式。分组550可以包括前导码554、头部556并且可选地包括净荷558(例如可以在BFT分组中省略净荷558)。前导码554一般提供如下训练信息，该训练信息帮助接收器检测当前分组、调节AGC(自动增益控制)设置、同步频率和定时等。头部556一般包括用于对净荷558进行解码的基本(例如PHY)参数(例如净荷的长度、修改/编码方法等)的信息使得接收器可以相应地调节它的解码装置。前导码554可以包括短训练字段(STF)560和信道估计字段(CEF)562。STF 560一般包括用于同步的信息，而CEF 562一般包括用于信道估计的信息。
在一些实施例中，如下文将具体描述的那样，前导码554可以在默认分组和BFT分组中均具有大体上相同格式，不同在于可以修改扩展。在这些实施例中，头部556的格式可以在默认分组与BFT分组之间不同。例如BFT分组的头部可以比在默认分组中更长。类似地，可以可选地在BFT分组中省略净荷558。
在其它实施例中，如下文将具体描述的那样，与在BFT分组中相比，前导码554可以在默认分组中具有不同的格式。例如在一些实施例中，与在默认分组中相比，STF 560可以在BFT分组中更长。作为另一示例，与默认分组相比，CEF 562可以更长。作为又一示例，与默认分组相比，在BFT分组中STF 560可以更长并且CEF562可以更短。作为又一示例，与默认分组相比在BFT分组中STF 560可以更长并且可以省略CEF 562。
图12A是在默认分组中的示例STF 580的图。STF 580包括多个序列a(可以是戈莱序列(Ga))。例如序列a可以是长度为128的序列(或者一些其它适当长度)。图12B是在BFT分组中的与默认分组的STF 580对应的示例STF 584的图。STF 584包括多个序列b(可以是戈莱序列(Gb))。序列b是戈莱序列a的互补序列。一般而言，两个互补序列a和b具有适合于在接收设备检测的相关性质。例如可以选择互补扩展序列a和b使得序列a和b的对应异相非周期自相关系数之和为零。在一些实施例中，互补序列a和b具有零或者几乎为零的周期互相关。在另一方面中，序列a和b可以具有主瓣窄而旁瓣低水平的非周期互相关，或者主瓣窄而旁瓣低水平的非周期自相关。
在一些实施例中，在STF 584中的序列b的数目大于在STF 580中的序列a的数目。这可以在信噪比(SNR)在BFT操作中与默认操作相比更低的情形中帮助同步。
图12C是在BFT分组中的与默认分组的STF 580对应的另一示例STF 588的图。STF 588如在STF 580中那样包括多个序列a。然而在STF 588中翻转交替序列a的符号。在图11C中，减号可以表明调制与非负序列相比异相180度。在一些实施例中，在STF 588中的序列a的数目大于在STF 580中的序列a的数目。这可以在信噪比(SNR)在BFT操作中与默认操作相比更低的情形中帮助同步。
在一些实施例中，在STF 584和/或STF 588之后的CEF可以与在STF 580之后的CEF相同长度。在其它实施例中，在STF 584和/或STF 588之后的CEF可以比在STF 580之后的CEF更长。例如，如果序列a的长度为L(例如L＝128或者一些其它适当长度)，则在STF 584和/或STF 588之后的CEF的长度可以比在STF 580之后的CEF长K*L，其中K是大于或者等于一的整数。在这些实施例中，在CEF中的附加长度可以用于更可靠的帧定时和/或保持信道估计序列与在默认分组中相同。
在更多其它实施例中，在STF 584和/或STF 588之后的CEF可以比在STF 580之后的CEF更短。例如在STF 584和/或STF 588之后的CEF可以是在STF 580之后的CEF的一半长度或者一些其它适当更短长度。在更多其它实施例中，可以在STF 584和/或STF 588之后省略CEF。
图13A和13B是用于在单载波(SC)模式和OFDM模式中默认分组的前导码格式的图。具体而言，图13A是用于SC模式的前导码格式600的图，而图13B是用于OFDM模式的前导码格式604的图。在图13A中，STF包括多个序列a(可以是戈莱序列(Ga))。例如序列a可以是长度为128的序列(或者一些其它适当长度)。前导码600的CEF包括序列a和互补序列b(也可以是长度与序列a相同的戈莱序列(Gb))的图案，其中a和b可以由覆盖代码修改。如这里所用，术语“覆盖代码”是指如何扩充系列序列以形成更长序列。例如对于序列[-b，+a，+b，+a](其中a和b为互补序列)，覆盖代码可以表示为[-1，+1，+1，+1]，其中-1可以表明利用代码a或者b的二进制补码或者与代码-a对应的调制信号例如相对于代码+a对应的调制信号相移180°在这一示例[-b，+a，+b，+a]中，可以不同地表示覆盖代码、比如[0，1，1，1]，其中第一个0表明利用-b。在CEF中的多个a和b序列可以形成复合序列u和v，其中u和v本身为互补序列。在一些实施例中，u和v本身为互补戈莱序列。如果序列a和b各自长度为128，则序列u和v各自长度为512。序列vs仅为序列-b，并且序列vs充当循环后缀。
如图13A和13B中可见，在SC模式和OFDM模式中的STF相同(即多个a序列)。在SC模式和OFDM模式中的CEF也相似，不同在于序列u和v的顺序相反。也可以视为vs充当用于u和v的循环后缀。
图14A和14B是用于在单载波(SC)模式和OFDM模式中BFT分组前导码格式的图，其与图13A和13B中所示默认格式的相对应。具体而言，图14A是用于SC模式的前导码格式608的、并且与图13A对应的图。图14B是用于OFDM模式的前导码格式612的并且与图13B对应的图。在图14A和14B中所示格式中，互补序列b在STF中使用来通知分组为BFT分组。也在图14A和14B中所示格式中，CEF与在图13A和13B的格式中相同长度。然而注意a和b序列在图14A和14B的CEF中分别与图13A和13B的CEF相比互换使得前导码在STF字段的结束处和在CEF字段的开始处具有不同序列。以这一方式，前导码可以高效地通知CEF字段的开头。
图15A和15B是用于在单载波(SC)模式和OFDM模式中BFT分组前导码格式的图，其与图13A和13B中所示默认格式的相对应。具体而言，图15A是用于SC模式的前导码格式620的并且与图13A对应的图。图15B是用于OFDM模式的前导码格式624的并且与图13B对应的图。在图15A和15B中所示格式中，在STF中的交替序列的符号与在默认模式前导码中的STF相比翻转以通知分组为BFT分组。也在图15A和15B中所示格式中，CEF与在图13A和13B中格式相同长度。也注意图14A和14B中的CEF分别与图13A和13B中相同。
图16A和16B是用于单载波(SC)模式和OFDM模式中BFT分组前导码格式的图，其与图13A和13B中所示默认格式的对应。具体而言，图16A是用于SC模式的前导码格式630的并且与图13A对应的图。图16B是用于OFDM模式的前导码格式634的并且与图13B对应的图。在图16A和16B中所示格式中，互补序列b在STF中使用来通知分组为BFT分组。也在图16A和16B中所示格式中，在STF与CEF之间包括定界符字段638。定界符字段638例如可以用于提高帧定时可靠性。定界符字段638可以包括一个或者多个序列a。注意图16A和16B中的CEF分别与图13A和13B中的相同。
图17A和17B是用于在单载波(SC)模式和OFDM模式中BFT分组前导码格式的图，其与图13A和13B中所示默认格式的对应。具体而言，图17A是用于SC模式的前导码格式640的并且与图13A对应的图。图17B是用于OFDM模式的前导码格式644的并且与图13B对应的图。在图17A和17B中所示格式中，在STF中的交替序列的符号与在默认格式前导码中的STF相比翻转以通知分组为BFT分组。也在图17A和17B中所示格式中，在STF与CEF之间包括定界符字段648。定界符字段648例如可以用于提高帧定时可靠性。定界符字段648可以包括一个或者多个序列b。也在图17A和17B中所示格式中，CEF与在图13A和13B格式中的相同长度。然而注意a和b序列在图17A和17B的CEF中分别与图13A和13B的CEF中相比互换。
图18A和18B是用于在单载波(SC)模式和OFDM模式中BFT分组前导码格式的图，其与图13A和13B中所示默认格式的对应。具体而言，图18A是用于SC模式的前导码格式650的并且与图13A对应的图。图18B是用于OFDM模式的前导码格式654的并且与图13B对应的图。在图18A和18B中所示格式中，互补序列b在STF中使用来通知分组为BFT分组。也在图18A和18B中所示格式中，在STF与CEF之间包括定界符字段658。定界符字段658例如可以用于提高帧定时可靠性。帧定界符字段658可以包括一个或者多个序列-b。也在图18A和18B中所示格式中，CEF与在图13A和13B的格式中的相同长度。然而注意a和b序列在图18A和18B的CEF中分别与图13A和13B的CEF中相比互换。
现在参照图16A、16B、17A、17B、18A和18B的示例，在一种替选中可以省略CEF。
现在参照图14A、14B、15A、15B、16A、16B、17A、17B、18A和18B的示例，在一种替选中，CEF可以是在默认分组的前导码中的长度的近似一半长度。图19是用于BFT分组的前导码的示例格式660，其中通过在STF中使用互补序列b来通知BFT分组。格式660也包括具有一个或者多个-b序列的定界符字段664。另外格式660包括如下CEF，该CEF包括仅一个复合序列u(有别于两个复合互补序列u和v)。CEF包括可选并且可以在一些实施中省略的循环后缀字段us。图20是用于BFT分组的前导码的另一示例格式670，其中通过在STF中使用互补序列b来通知BFT分组。格式670包括如下CEF，该CEF包括仅一个复合序列u(有别于两个复合互补序列u和v)。第一序列u(-b)相对于在STF中使用的序列相移180度。无需图19和20中所示特定u序列。实际上，可以利用由a和b互补序列组成的任何适当u(例如戈莱序列)。例如，如果无定界符字段，则可以选择u使得它从在SFD中最后序列的互补序列开始。
现在参照图14A、14B、15A、15B、16A、16B、17A、17B、18A和18B的示例，在一种替选中，CEF可以是在默认分组的前导码中的长度大约几倍(例如2倍或者更多)的长度。图21是用于BFT分组的前导码的示例格式680的图，其中通过在STF中使用互补序列b来通知BFT分组。格式680与图14A的格式608相似，不同在于在格式680中的CEF包括两个或者更多u序列和两个或者更多v序列。图22是用于BFT分组的前导码的示例格式690的图，其中通过在STF中使用交替-a、-a序列来通知BFT分组。格式690与图15A的格式620相似，不同在于在格式690中的CEF包括两个或者更多u序列和两个或者更多v序列。图23是用于BFT分组的前导码的示例格式700的图，其中通过在STF中使用互补序列b来通知BFT分组。格式700包括具有一个或者多个序列-b的定界符字段704。CEF包括两个或者更多u序列和两个或者更多v序列。
在图21-23的示例中，与图14A、14B、15A、15B、16A、16B、17A、17B、18A和18B的示例一样，STF的最后序列(在无定界符字段时)或者定界符字段(在被包括时)的最后序列可以充当CEF中的第一复合符号的循环前缀。也在图21-23的示例中，与图14A、14B、15A、15B、16A、16B、17A、17B、18A和18B的示例一样，复合序列u的最后序列可以充当v的循环前缀，并且反之亦然。类似地，复合序列v的第一序列可以充当u的循环后缀，并且反之亦然。当在CEF中包括多个序列u和v时，接收器例如可以生成用于各u、v对的信道估计、然后通过平均来组合结果。
现在参照图2，针对如参照图14A、14B、16A、16B、18A、18B、19和20讨论的BFT前导码格式，在一个实施例中BFT检测器92可以包括配置成与序列a互相关的相关器(“a相关器”)和配置成与序列b互相关的相关器(“b相关器”)。在这一实施例中，BFT检测器92可以利用a相关器的输出和b相关器的输出以确定何时已经接收默认分组的SFD或者BFT分组的SFD。针对如参照图15A、15B、17A和17B讨论的BFT前导码格式，在一个实施例中BFT检测器92可以包括a相关器和配置成与序列-a互相关的相关器(“-a相关器”)。在这一实施例中，BFT检测器92可以利用a相关器的输出和-a相关器的输出以确定何时已经接收默认分组的STF或者BFT分组的STF。在用于与如参照图15A、15B、17A和17B讨论的前导码格式一起使用的另一实施例中，BFT检测器92可以包括a相关器并且可以利用a相关器的输出以确定何时已经接收默认分组的STF或者BFT分组的STF。
在其它实施例中，可以在STF中使用长度为a两倍的重复序列来通知BFT分组。例如，如果a是长度为128的序列，则可以在STF中使用长度为256的重复序列来通知BFT分组。STF长度可以与在默认模式中的相同。换而言之，双倍长度的序列的数目可以是在默认分组的STF中的a序列的数目的一半。在一个实施例中，双倍长度的序列是互补序列a与b的组合。在这一实施例中并且如果CEF也利用序列a和b，则a相关器和b相关器可以重用于默认模式中BFT分组检测和信道估计。
双倍长度的序列m可以在STF中使用来通知BFT分组。序列m可以是互补序列a与b的以下组合中的任何组合：[b a]、[b-a]、[a b]或者[a-b]。如果序列a和b是戈莱序列(Ga，Gb)，则可以使用双倍长度的戈莱序列Gm，并且Gm可以是以下各项中的任一项：[Gb Ga]、[Gb-Ga]、[Ga Gb]或者[Ga-Gb]。如果利用定界符字段，则定界符字段可以利用以下双倍长度的序列中的一个或者多个序列：-m或者n，其中n是m的互补序列。例如，如果m是[b a]、[b-a]、[a b]或者[a-b]，则n可以分别是[b-a]、[b a]、[a-b]或者[a b]。如果序列a和b是戈莱序列(Ga，Gb)并且如果Gm是[Gb Ga]、[Gb-Ga]、[Ga Gb]或者[Ga-Gb]，则n可以戈莱序列(Gn)并且可以分别是[Gb-Ga]、[Gb Ga]、[Ga-Gb]或者[Ga Gb]。在其中在STF中利用双倍长度的序列的这些实施例中，可以选择用于CEF的复合序列使得STF(在无定界符字段时)的最后半长度序列或者定界符字段(在被包括时)的最后半长度序列可以充当CEF中的第一复合序列的循环前缀。例如，如果a序列是长度为128的序列，则STF(在无定界符字段时)的最后128个码片或者定界符字段(在被包括时)的最后128个码片可以充当CEF中的第一复合序列的循环前缀。
图24是利用双倍长度的序列m的用于BFT分组的示例前导码格式710的图。开始帧定界符(SFD)字段可以包括一个或者多个序列n。选择CEF使得在SFD中的-a序列充当用于u的循环前缀。图25是利用双倍长度的序列m的用于BFT分组的另一示例前导码格式720的图。定界符(SFD)可以包括一个或者多个序列n。选择CEF使得在SFD中的-a序列充当用于u的循环前缀。可见，u和v序列在图24和25的格式中不同。与图24和25的格式对应的用于默认分组的格式可以利用多个a序列。
现在参照图2，针对如参照图24和25讨论的BFT前导码格式，在一个实施例中BFT检测器92可以包括配置成与序列a互相关的相关器(“a相关器”)和配置成与序列b互相关的相关器(“b相关器”)。在这一实施例中，BFT检测器92可以利用a相关器的输出和b相关器的输出以确定何时已经接收默认分组的SFD或者BFT分组的SFD。在另一实施例中，BFT检测器92可以包括“a相关器”和配置成与序列m互相关的相关器(“m相关器”)。在这一实施例中，BFT检测器92可以利用a相关器的输出和m相关器的输出以确定何时已经接收默认分组的SFD或者BFT分组的SFD。
一种用于自动检测的替选方式是在载波感测时段期间并行运行128-和256-戈莱相关器(即并行运行规则PHY和控制PHY载波感测)，如果256-戈莱相关器的载波感测主张有效控制PHY信号，则它将总是改写用于规则PHY的载波感测结果(即具有128-戈莱相关器输出的结果)。
图26是可以在如下实施例中利用的示例相关器740，这些实施例利用前导码中的Gm以通知BFT分组并且其中a和b序列具有128的长度。相关器740生成接收的信号与序列m的互相关(Xm)和接收的信号与序列n的互相关(Xn)。相关器740可以包括Ga/Gb相关器744，该相关器生成在接收的信号与序列Ga之间的互相关(Xa)并且生成在接收的信号与序列Gb之间的互相关(Xb)。Xb输出被耦合到提供128个码片的延迟的延迟线746。相关器740也包括减法器748和加法器750。减法器748耦合到相关器744的Xa输出和延迟线746的输出。减法器748将Xa减去Xb的延迟版本以生成Xn。加法器750耦合到相关器744的Xa输出和延迟线746的输出。加法器750将Xb的延迟版本与Xa相加以生成Xm。在图25的实施例中，Ga/Gb相关器744也可以用于检测与序列a和b的互相关。在a和b的长度并非128的其它实施例中，可以利用不同长度的延迟线。
图27是可以在如下实施例中利用的示例相关器756，这些实施例利用前导码中的Gm以通知BFT分组并且其中a和b序列具有128的长度。相关器756生成接收的信号与序列u的互相关(Xu)和接收的信号与序列v的互相关(Xv)。相关器756可以包括Gm/Gn相关器740。Xn输出耦合到提供256个码片的延迟的延迟线758。Xm输出被耦合到提供256个码片的延迟的延迟线760。相关器756也包括加法器762和减法器764。减法器764耦合到相关器740的Xn输出和延迟线760的输出。减法器748将Xn减去Xm的延迟版本以生成Xv。加法器762耦合到相关器740的Xm输出和延迟线758的输出。加法器762将Xn的延迟版本与Xm相加以生成Xu。在图25的实施例中，Gm/Gn相关器740也可以用于检测与序列m和n的互相关。在a和b的长度并非128的其它实施例中，可以利用不同长度的延迟线。
在其它实施例中，可以通过在STF中使用序列a’来通知BFT分组，其中a’与a和a的互补序列均不相同。序列a’可以具有与a相同的长度或者它可以是a的一半长度。在这些实施例中，CEF可以包括如下复合序列，该复合序列利用互补序列a和b。在这些实施例中，可以可选地包括如下定界符字段，该字段包括序列-a’中的一个或者多个。也在这些实施例中，可以在CEF之前可选地包括循环前缀。
在一些实施例中，可以通过用来扩展PHY头部的扩展序列来通知BFT分组。例如默认分组可以利用序列a以扩展PHY头部中的数据，而BFT分组可以利用互补序列b以扩展PHY头部中的数据。在这些实施例中，接收器可以通过与序列a和b互相关、比较两个互相关的能量来检测BFT分组。在一个具体示例中，序列a和b可以是长度为64的戈莱序列。当然也可以利用其它长度的序列。
在一些实施例中，可以有其BFT分组为一个类型的多个类型的缩短分组。在这些实施例中，可以通过如上文参照图14A、14B、15A、15B、16A、16B、17A、17B、18A、18B和19-25讨论的前导码来通知缩短分组。为了然后有别于其它类型的缩短分组通知BFT分组，可以在前导码和/或PHY头部中对其它信息进行编码。例如可以切换CEF中的u和v的顺序以通知BFT分组。作为另一示例，用来扩展PHY头部的扩展序列可以用来通知分组是否为BFT分组。作为另一示例，在PHY头部中的一个或者多个字段(例如净荷长度字段、BFTP字段等)可以通知BFT分组。
图28是可以在与图14A、14B、15A、15B、16A、16B、17A、17B、18A、18B和19-25对应的实施例中在BFT分组生成器(图2)中包括的示例BFT分组前导码生成器800的框图。BFT分组前导码生成器800可以包括BFT分组前导码控制器804，该控制器包括各自可以使用硬件、执行机器可读指令的处理器或者其组合来实施的STF格式化器808和CEF格式化器812。各格式化器808和812连通耦合到至少覆盖代码生成器816和信号生成器820。
信号生成器820一般从STF格式化器808、CEF格式化器812和覆盖代码生成器816接收覆盖代码和对何时使用码片序列a或者码片序列b来生成信号的指示。码片序列a和b为互补序列。在一些实施例中，信号生成器820可以包括用于存储互补序列a和b的存储器设备824，比如RAM、ROM或者另一类型的存储器。在其它实施例中，信号生成器820可以包括a和b序列生成器。在一个实施例中，信号生成器820包括用于选择两个互补序列a和b之一用于前导码信号生成的二元选择器826。两个互补序列a和b具有适合于在接收设备检测的相关性质。例如可以选择互补扩展序列a和b使得序列a和b的对应异相非周期自相关系数之和为零。在一些实施例中，互补序列a和b具有零或者几乎为零的周期互相关。在另一方面中，序列a和b可以具有主瓣窄而旁瓣水平低的非周期互相关或者主瓣窄而旁瓣水平低的非周期自相关。在这些实施例中的一些实施例中，序列a和b为互补戈莱序列。虽然可以利用序列a和b的各种长度，但是各序列a和b在一些实施例中具有128个码片的长度。
覆盖代码生成器816可以包括用于存储覆盖代码集的存储器设备828，比如RAM、ROM或者另一类型的存储器。类似地，覆盖代码生成器816可以包括用于存储u/v序列的存储器设备，比如RAM、ROM或者另一类型的存储器。覆盖代码生成器816也可以包括用于存储其它如下序列的一个或者多个其它存储器设备，这些序列跨越STF字段的全部或者部分、CEF字段的全部或者部分或者STF字段和CEF字段。响应于来自STF格式化器808和CEF格式化器812的命令，覆盖代码生成器816可以生成用于特定PHY前导码的覆盖代码。
根据前文，将理解BFT分组前导码控制器804可以控制信号生成器820以使用仅一对序列a和b来生成BFT分组前导码。然而在一些实施例中，除了序列a和b之外，BFT前导码控制器804也可以控制信号生成器820以利用其它序列a’和b’以生成BFT前导码。
图29是用于生成BFT分组的示例方法850的流程图。可以在无线通信系统中利用方法850，其中在无线通信系统中，通信设备利用符合包括MAC头部的第一格式的数据单元来交换信息。BFT分组符合与第一格式不同的第二格式。发送器(比如图2的发送器12)可以实施方法850。
在块854，可以生成分组的第一部分以表明分组为BFT分组。分组的第一部分可以包括前导码和PHY头部的至少一部分，并且分组的第一部分符合第二格式。在块858，根据第二格式生成分组的第二部分。BFT分组的第二部分包括BFT训练信元。
图30是用于对BFT分组进行解码的示例方法870的流程图。可以在无线通信系统中利用方法870，其中在无线通信系统中通信设备利用符合第一格式的分组来交换信息，其中BFT分组符合第二格式。接收器(比如图2的接收器14)可以实施方法850。
在块874，分析接收的分组的第一部分以确定接收的分组是否为BFT分组。接收的分组的第一部分可以包括前导码和PHY头部的至少开头部分。如果确定接收的分组为BFT分组，则可以在块878对在BFT分组的第二部分中的BFT信元进行解码。BFT分组的第二部分可以符合第二格式。
一般而言，任何成对通信设备(或者“站”)(其中至少一个站具有多个天线)可以在波束赋形训练过程期间利用上文讨论的BFT分组格式。将参照图31描述与多天线站900(Rx)和另一个站904(Tx)有关的波束赋形训练过程的一个示例。图31是图示了在示例波束赋形训练过程期间在站900与站904之间发送的数据的时序图。站900包括两个或者更多天线，而站904可以包括一个或者多个天线。为了识别高效(或者至少相对良好)接收导向矢量uRX，多天线站900可以将系列接收导向矢量u1、u2、...un迭代地应用于站的天线阵列并且针对接收导向矢量u1、u2、...un中的一些或者所有矢量在天线阵列接收BFT分组(例如分组、帧等)d1、d2、...dn中的所有或者一些分组。在这一意义上，接收导向矢量u1、u2、...un中的各矢量对应于BFT分组d1、d2、...dn之一(例如u1对应于d1、u2对应于d2等)，虽然BFT分组d1、d2、...dn中的一些分组可能并非总是到达站900。站900可以使用任何所需技术来评估各接收的BFT分组d1、d2、...dn的质量。优选地，对等站904使用相同发送导向矢量(或者全向或者准全向发送图案模式、单个天线等)来发送BFT分组d1、d2、...dn以便允许接收站900仅就接收天线阵列的参数来评估接收的BFT分组d1、d2、...dn的质量。站900然后可以基于接收的数据单元的相对质量从导向矢量u1、u2、...un的集合中或者基于导向矢量u1、u2、...un的集合来选择接收导向矢量uRX。以这一方式，站900通过进行扇区扫描在入站方向上进行波束赋形(Rx波束赋形)。
在一些实施例中，接收导向矢量uRX无需精确匹配任何导向矢量u1、u2、...un，并且站900可以使用与接收的BFT分组d1、d2、...dn序列关联的质量度量以推测所需接收导向矢量uRX。在其它实施例中，站900可以对若干导向矢量u(例如前两个、前三个等)求平均以确定接收导向矢量uRX。一般而言，有可能应用任何适当算法以基于与集合u1、u2、...un(或者其子集)对应的数据单元的评估质量来生成接收导向矢量uRX。
站900可以使用任何所需技术以评估接收的训练数据单元d的质量。例如站900可以测量接收的信号的强度、计算与训练数据单元d关联的信号的信噪比(SNR)、评估数据单元d中的数据的误比特率(BER)等。一般而言，可以利用任何用于测量无线接收质量的适当方法。
站904可以使用可为站900和904所用的最可靠调制和编码方案(MCS)集合来发送BFT分组d1、d2、...dn作为BFT分组。站900和904因此可以增加训练数据单元d从站904向站900成功传播的几率。
继续参照图2，站900可以向站904发送通报分组906以请求对等站900开始发送系列BFT分组d1、d2、...dn。在一些实施例中，通报分组906可以包括指定了序列d1、d2、...dn中的BFT分组的数目N的计数908。在其它实施例中，数目N可以由站900和904所共享的通信协议指定、由网络控制器(未示出)预设、在另一协议阶段期间由站900和904协商或者以别的方式由站900和904达成共识。在又一实施例中，对等站904可以在序列d1、d2、...dn中的各BFT分组d中包括倒计数标识符910(C)以表明调度了多少BFT分组以跟随BFT分组d。作为另一替选，站900可以不知道多少BFT训练分组形成序列d1、d2、...dn并且响应于检测到另一条件(如例如识别充分可接受的导向矢量u、在定时器截止时、在经由设置数目的不同导向矢量u来接收数据单元之后等)而停止处理训练分组。
通报分组906可以符合默认分组格式(即它可以并非BFT分组)。通报分组906的PSDU可以包括如下MAC头部，该头部表明与站900、904对应的源和目的地MAC地址。在通报分组906中的MAC子字段也可以表明继而将为BFT训练分组。在一个实施例中，通报分组906也可以(例如在一个或者多个MAC子字段中)包括用于表明用于波束赋形的IE的信息，这些IE不能仅通过BFT分组的PHY头部来通知。
在一些实例中，可以省略通报分组906。例如在向特定成对站指派的TDMA时隙中，源/目的地地址已经为站900和904所知。BFT分组也可以长到足以包括所有必需IE。
站900可以在站900和904操作于其中的网络的关联阶段或者信标阶段期间发送通报分组906。例如站900和906可以在微微网中操作，其中在微微网中网络控制器可以调度用于网络形成的各种阶段的时隙以及用于在Rx和/或Tx方向上波束赋形的时隙。在至少一些微微网实施例中，站900和904可以经由网络控制器发起和/或协商波束赋形过程。具体而言，站900可以向网络控制器发送对发起Rx波束赋形的请求并且指定站904应当向站900发送的BFT分组的数目。可以调度、按照通信协议在特定阶段命令或者在临时基础上发起请求。
如果需要，则站900和904可以在其中站900向站904发送通报分组906的相同时隙中执行Rx波束赋形。取而代之，可以在第一时隙中发送通报分组906，并且可以在第二时隙中发送BFT分组d。除此之外或者取而代之，网络控制器可以在一个或者两个方向上调度Rx和Tx波束赋形(即在站900的Rx和Tx波束赋形以及在站904的Rx和Tx波束赋形)。
如图31中所示，站900可以在接收BFT分组d1之前起初将导向矢量u1应用于它的天线阵列并且在接收BFT分组d1之后、但是在训练数据单元d2的预期到来之前的任何时间将导向矢量从u1切换成u2。优选地，BFT分组d1、d2、...dn在长度上相等并且隔开恒定间隔t(例如帧间间距(IFS))使得即使丢失一个或者数个BFT分组d而站900仍然可以正确切换导向矢量u。
一般而言，多天线站(例如站900)可以进行用于接收(Rx)波束赋形训练和用于发送(Tx)波束赋形训练的相似波束赋形训练过程。具体而言，站例如可以通过向对等站发送系列BFT分组d’1、d’2、...d’n而又针对各发送的BFT分组将不同导向矢量u’1、u’2、...u’n应用于站的天线阵列来标识高效发送导向矢量uTX。如果配备有多个天线，则对等站(例如站904)在通过扇区扫描的Tx波束赋形期间将相同导向矢量应用于对等站的天线阵列。对等站可以评估在对等站实际接收的各BFT分组d’1、d’2、...d’n的相对质量并且在接收最后BFT分组d’n或者接收该分组失败时向执行Tx波束赋形的多天线站传达接收的系列中的与最佳质量度量关联的BFT分组的标识。取而代之，对等站可以传达BFT分组中的与最佳质量度量对应的一些(例如前两个、前三个等)BFT分组的标识。一般而言，对等站可以将任何适当选择判据应用于接收的BFT分组。作为又一替选，对等站可以向多天线站传达在对等站接收的所有BFT分组d’的质量度量。多天线站然后可以鉴于来自对等站的反馈来选择发送导向矢量uTX。
如果希望，则站900和904可以通过在一个或者两个方向上组合Rx扇区扫描与Tx扇区扫描来进行波束赋形。如下文具体讨论的那样，波束赋形协议例如可以在Tx扇区扫描之后命令Rx扇区扫描。然而也将注意，对于一些校准较好的多天线站900和904，有效无线信道H可以在正向和反向方向上对等(即)，并且站900和904的发送和接收性质可以对称。在这些情况下，站900和904可以在仅一个方向上使用扇区扫描来实现双向波束赋形。作为一个示例，站900可以如上文讨论的那样使用通过扇区扫描的波束赋形来确定接收导向矢量uRX、然后将它的发送导向矢量uTX设置成uRX。作为另一示例，站900向站904传达矢量u’TX，并且站904可以简单地将它的接收导向矢量u’RX设置成u’TX。
图32是示例接收器架构903的图，该架构包括天线阵列932、模拟/数字接收器数据路径934、波束赋形控制器936、质量评估单元938和矢量选择单元940。天线阵列932具有n个天线，这些天线包括耦合到相应延迟线952、954和956的天线944、946和948，这些天线可以是数字可控并且限定波束赋形网络。延迟线952、954和956中的各延迟线可以将从对应天线944、946或948接收的信号相移角度θ。天线阵列932以及延迟线952、954和956一起限定站930的相控阵列。在Rx波束赋形过程期间，波束赋形控制器936可以如上文参照图31讨论的那样迭代地步进导向矢量序列u1、u2、...un并且根据矢量u的当前值将相移角度θ1、θ2、...θn应用于数字可控延迟线952、954和956。接收和相移的信号一起限定接收的信号矢量 V = [ e jθ N , e jθ N - 1 , . . . , e jθ 2 , e jθ 1 ] .
如图32中所示，天线944、946、948可以共享共同的模拟/数字接收数据路径以减少站903的实施成本。为此，加法器964可以在向共享的模拟/数字接收数据路径934供应组合的接收信号矢量v之前使用任何适当技术以组合移位对应角度θ1、θ2、...θn的来自天线944、946和948的信号。在其它实施方式中，各天线944、946、948和对应延迟线952、954、956可以耦合到单独数据路径。众所周知，模拟/数字接收数据路径934可以包括诸如均衡器、解码器、解交织器、解调器、A/D转换器、快速傅里叶变换(FFT)处理块等部件中的一些或者所有部件。
模拟/数字接收数据路径934还可以向质量评估单元938供应组合的接收信号矢量v(可选地由接收数据路径934中的一个或者多个部件处理)。如上文所示，质量评估单元938可以使用任何所需技术以生成用于信号矢量v的质量指示符或者度量。质量评估单元938然后可以向矢量选择单元940供应各计算的质量指示符。取而代之，质量评估单元938可以向矢量选择单元940供应仅一些质量指示符(例如超过某一阈值的质量指示符)，该矢量选择单元又可以与波束赋形控制器936通信以确定导向矢量u1、u2、...un中的哪个或者哪些矢量产生一个或者若干所选质量指示符。
参照图3中所示接收器架构，一般而言将注意到可以使用硬件、由处理器执行的机器可读指令或者其组合来实施模块934、936、938、940中的各种模块。另外，部件934、936、938、940中的一些部件可以是例如定制集成电路、专用集成电路(ASIC)等，其通过电总线连通耦合。另外，延迟线952、954、956可以数字或者模拟可控。
接着，图33-图35是与若干示例方法对应并且利用上文讨论的BFT分组的消息序列图，成对通信设备(例如图1和图2的12和14)可以利用这些方法以支持上文讨论的波束赋形技术。参照图33-35讨论的方法可以实施为用于WPAN、WLAN和其它类型的网络的一般波束赋形协议。就这一点而言，将注意可以根据多个天线在成对通信设备中的各通信设备的可用性、所需鲁棒水平、计算复杂度、信道对称性等来省略这些方法的一些消息或者步骤。
参照图33，方法970为Tx和Rx波束赋形提供联合双向Tx和Rx扇区扫描。例如，如果由成对多天线设备12和14实施，则时间线在左侧上图示的站2可以对应于设备14，而时间线在右侧上图示的站1可以对应于设备12。然而将理解术语“发送器”/“发送设备”和“接收器”/“接收设备”仅指代物理设备的操作状态而并非总是将这些设备限于在相应通信网络中仅接收或者发送。例如在操作期间的一些点图1中的设备14可以作为发送器来操作而设备12可以作为接收器来操作。
在状态972中，站2在预备站1发起的以确定发送导向矢量uTX 1的Tx波束赋形的扇区扫描过程时将它的天线阵列设置成全向接收图案模式omniRX。如上文讨论的那样，站1和2可能已经为Tx波束赋形过程预先协商时隙，或者作为另一示例，网络控制器可能已经为方法970的一些或者所有消息交换分配一个或者若干时隙。站1发送可以与参照图32讨论的BFT分组d1、d2、...dn相似的BFT分组序列976。序列976可以例如包括大小相等、按照相等间隔(例如IFS)隔开并且具有标识符如序列号的BFT分组。站1将不同导向矢量u用于发送序列976中的各BFT分组。
站2可以接收整个或者部分(例如因损耗、拒绝等而减少)序列976并且如上文参照图32讨论的那样评估序列976中的各BFT分组的质量。在状态978中或者紧接在状态978之前，站2可以评估接收的BFT分组的质量。由于站2使用全向接收图案来接收序列976，所以各接收的数据单元的质量主要依赖于站1用来发送BFT分组的导向矢量u。在识别最佳的接收BFT分组(即与最佳评估质量对应的BFT分组)时，站2可以在向状态984转变之前向站1发送反馈消息980。因而，反馈消息980可以包括在最佳的接收数据单元中包括的标识符。例如可以在默认分组或者BFT分组中发送反馈消息980。
在其它实施例中，站2可以在消息980中向站1报告多个标识符。例如站2可以报告作为序列976的部分而接收的“前三个”BFT分组、最佳和最差的接收BFT分组的标识符以允许站1评估发送质量的扩展、所有接收的BFT分组的标识符以及对应质量度量或者与序列976有关的任何其它所需报告。
可选地，消息980可以包括在站2对发起Rx扇区扫描过程的请求。在图33的示例中，消息980包括该请求以及如下信元(IE)，该IE标识将在Rx扇区扫描过程期间向站2发送的BFT分组的数目N2。在接收消息980时，站1可以将消息980中的报告的一个或者数个标识符与用来发送训练数据单元序列976的导向矢量序列相比较并且向一个或者数个标识符应用任何所需选择算法以选择发送导向矢量uTX 1。作为一个示例，站1可以简单地选择用来发送识别的最佳训练数据单元的导向矢量作为uTX 1。
在状态982时或者紧接在状态982之前，站1可以将发送导向矢量uTX 1应用于它的天线阵列。将注意在状态982中站1可能已经确定哪个导向矢量在向站2发送数据时产生(至少相对)高效增益图案。当然，信道H可以随时间演变，并且站1可能需要在以后时间重估发送导向矢量uTX 1。然而在这一示例中，站1可以认为使用序列976的Tx扇区扫描提供至少在方法970的持续时间内可接受的发送导向矢量。站1然后可以继续优选地使用导向矢量uTX 1来向站2发送N2个BFT分组(序列986)。
与站1的Tx扇区扫描过程相似，站2可以接收整个或者部分序列986并且使用任何所需技术来评估序列986中的各数据单元的质量。站2可以针对作为序列986的部分而接收的各训练数据单元将不同导向矢量u应用于它的天线阵列。在接收整个序列986(或者如下本地超时事件，该事件表明站1已经完成对序列986的发送)时，站2可以选择最佳一个或者若干导向矢量并且使用该选择来确定接收导向矢量uTX 2。这一过程与上文参照图32讨论的技术相似。
如果站1和2被很好地校准，则交换方法970的其余消息可能是不必要的。取而代之，站1可以简单地赋值uRX 1＝uTX 1，而站2可以类似地赋值uTX 2＝uRX 2。
然而如果站1和2不能保证充分相互性以推测其余导向矢量，则站1可以在状态990中将它的天线阵列设置成全向接收图案模式omniRX并且站2可以发送训练数据单元序列992而又在发送序列922中的各BFT分组时切换导向矢量u。与站1相似，站2可以在各BFT分组中包括序列号或者另一类型的标识符使得站1可以在消息994中用最佳一个或者若干标识符做出答复。例如可以在默认分组或者BFT分组中发送消息994。也与上文讨论的消息980相似，消息994可以包括在站1对发起Rx扇区扫描过程的请求以及将在Rx扇区扫描过程期间向站1发送的BFT分组的数目N1。在接收消息994时，站2可以识别发送导向矢量uTX 2、将发送导向矢量uTX 2应用于它的天线阵列并且开始向站1发送N1个BFT分组作为序列998。使用上文讨论的技术并且基于N1个BFT分组中的一些或者所有分组，站1然后可以确定接收导向矢量uRX 1。
在一些实施例中，用于确定相应矢量uRX 1、uRX 2、uTX 2或者uTX 1的各过程可以占用单独时隙，使得方法970在站1和2没有被充分良好校准时占用四个时隙。在其它实施例中，可以在网络控制器预分配或者一个或者两个站实时协商的单个时隙中实施方法970的整个双向Tx和Rx扫描过程。另外将注意可以分离参照图4讨论的一些消息。例如站1和2可以与请求Rx扇区扫描分开地报告与Tx扇区扫描有关的反馈。
继续参照图33，成对设备(例如图1的发送器12和接收器14)(其中仅一个设备配备有多个天线)例如可以通过控制消息980或者994中的参数来容易地绕过方法970的一些阶段或者步骤。具体而言，为了向站1表明站2无需Rx扇区扫描过程(因为站2具有仅一个天线)，所以站2可以设置指定N2为零的IE。另外，站1可以在方法970的持续时间内保留这一信息以便省略在站2的Rx扇区扫描和在站2的Tx扇区扫描(序列992)。当然，站1和2也可以在多个天线可用、但是无需扇区扫描过程时选择设置N1或者N2为零。
图34是与方法970在很大程度上相似的方法1000的时序图，不同在于站1和2在实施方法1000时使用扇区扫描来进行波束赋形的多次迭代(或者“扫描”)。因此扫描1可以包括与方法970的整个过程相同的状态和消息交换。然而方法100的扫描1可以包括数目更少的扇区(即矢量u并且对应地训练数据单元d)。在这一意义上，扫描1可以是方法1000的“粗略”扫描或者迭代。在下一扫描中，站1和/或2可以鉴于先前迭代对扇区范围进行求精。例如站1可以使用第一扫描的结果以计算随后一个或者多个扫描应当出现于其中的近似范围。以这一方式，站1和2可以逐渐发展用于发送和接收导向矢量的高效值。也将注意可以在一个时隙中或者在跨越多个时隙的时段内进行方法1000的迭代扫描。
图35是用于联合双向Tx和Rx扇区扫描的另一示例方法1050的时序图。在状态1052中，站2可以在预备站1发起的以确定发送导向矢量uTX 1的通过扇区扫描过程的TX波束赋形时将它的天线阵列设置成全向接收图案模式omniRX。站1然后可以发送可以与上文参照图33讨论的序列976相似的BFT分组序列1056。序列1056可以包括大小相等、按照相当间隔(例如IFS)隔开并且具有标识符如序列号的数据单元，并且站1在发送序列1056中的各BFT分组之后切换导向矢量u。然而与序列976不同，在序列1056中的各BFT分组可以包括如下IE，该IE标识在站1对发起Rx扫描过程的请求并且指定将在该过程期间发送的BFT分组的数目。
接着，站1可以在状态1058中或者紧接在状态1058之前将它的天线阵列设置成全向接收图案模式。与参照图33讨论的实施例对照，站2可以通过发送BFT分组序列1062(而又迭代地切换导向矢量u)来发起Tx扫描过程，这些分组包括如下IE以及如下附加IE，该IE指定向站1的Tx扇区扫描过程的反馈(例如最佳的接收BFT分组的标识符)，该附加IE表明在站2的Rx扇区扫描请求、可能指定在请求的Rx扇区扫描过程中的所需BFT分组的数目。
在处理序列1062时，站1可以用反馈消息1066向站2做出响应，其中该反馈消息携带用于在站2的Tx扇区扫描过程的反馈。例如可以在默认分组或者BFT分组中包括反馈消息1066。站1也可以选择发送导向矢量并且将该矢量应用于它的天线阵列。此外，反馈消息1066可以包括如下IE，该IE表明对来自站2的Rx扫描请求的确认。确认IE可以指定站1计划向站2发送的BFT分组的数目。设想在多数情形中确认IE中的数目将与在序列1062中发送的数据单元的数目匹配。以这一方式，站2接收对Rx扫描请求的显式肯定并且可以进一步依赖于反馈消息1066以同步后续Rx扇区扫描BFT分组的定时。
站2然后可以在状态1070中将它的天线阵列设置成全向接收图案模式。类似地，站1可以在发送反馈消息1066时将全向接收图案模式应用于它的天线阵列。在处理反馈消息1066时，站2可以用相似的反馈消息1068做出答复以与来自站1的Rx扫描请求同步。然而将注意消息1066和1068可选。
在状态1070中，站1可以将所选Tx发送导向矢量应用于它的天线阵列并且发送系列(1074)BFT分组。与可选消息1066和1068相似，站1和2可以交换可选消息1076和1078以确认站1将向站2发送的BFT分组的数目(消息1076)并且肯定站1准备好接收作为在站1的Rx扇区扫描过程的部分的BFT分组(消息1078)。如上文所示，这些可选消息允许站1和2在预备扇区扫描过程时同步。将理解这一同步在从发送模式向接收模式的切换例如相对耗费时间时或者在站1或者站2有时钟漂移的风险时特别重要。另外如果站1和2未使用消息1066和1068或者1076和1078，则Tx/Rx和Rx/Tx转向时间(即站在发送模式与接收模式之间切换所花费的时间)可能需要在站1和2均固定以及变得为相应另一个站所知。
在另一实施例中，消息1066还可以包括来自站1的Rx扇区扫描请求。在这一情况下，消息1068可以相应地包括对Rx扇区扫描请求的确认，而序列1056无需包括Rx扇区扫描请求。注意这一实施将有效减少指定Rx扇区扫描请求的分组的数目。
发送器可以用如上文讨论的多种方式向接收器发送表明数据单元为BFT数据单元而不是规则数据单元和/或控制PHY数据单元的信息。例如发送器可以通过例如预先发送如下另一数据单元来向接收器通知数据单元为BFT数据单元，该另一数据单元表明下一数据单元、在某个时间发送的数据单元等是BFT数据单元。参照图2，MAC控制器(未示出)例如可以使发送器12发送如下数据单元，该数据单元表明后续数据单元为BFT数据单元。发送器也可以通过例如在前导码中使用不同扩展技术、在前导码中使用不同调制技术、将PHY头部中的字段设置成某个值等来生成在BFT数据单元本身中包括信令信息的BFT数据单元。
在其中BFT数据单元是一类控制PHY数据单元并且其中BFT数据单元格式指定固定长度净荷时，如果BFT数据单元的净荷长度与其它类型的控制PHY数据单元的相同时，则发送器可以不必向接收器发送表明数据单元为BFT数据单元而不是控制PHY数据单元的信息。在这一情况下，BFT格式指定的前导码、头部和数据可以与其它类型的控制PHY数据单元的相同。
然而例如，如果BFT数据单元格式的净荷长度太短使得接收的数据单元在PHY头部可以由接收器解码之前结束(即接收的数据单元在接收器能够确定数据单元应当何时结束之前结束)，则发送器应当向接收器发送表明数据单元为BFT数据单元而不是规则控制PHY数据单元的信息。例如发送器可以通过预先发送如下另一数据单元来向接收器通知数据单元为BFT数据单元，该另一数据单元表明下一数据单元、在某个时间发送的数据单元等是BFT数据单元。这例如可以用MAC层“握手”来实现。例如在发送器和接收器上的MAC层过程可以交换信息使得接收器知道何时预期BFT数据单元。发送器也可以通过例如在前导码中使用不同扩展技术、在前导码中使用不同调制技术、将PHY头部中的字段设置成某个值等来生成在BFT数据单元本身中包括信令信息的BFT数据单元。
图36是BFT数据单元1100的框图，该BFT数据单元包括前导码1104、PHY头部1108和固定长度的净荷1112。使用诸如低密度奇偶校验(LDPC)编码、里德-所罗门编码等块编码技术对头部1108和净荷1112进行编码。头部1108和净荷1112可以编码为块1116。如果BFT数据短到使得它未填充固定长度的净荷1112中的分派空间，则净荷1112可以在编码之前由零填充。在这一实施例中，可以有在数据单元1100结束时与接收器能够对块1116进行解码并且恢复头部1108中的数据时之间的延迟。因此接收器直至数据单元1100的数据的结束已经出现时才对头部1108进行解码。在这样的情形中，发送器应当使用比如上述技术向接收器发送表明分组为BFT分组的信息。
图37是BFT数据单元1150的框图，该BFT数据单元包括前导码1154、PHY头部1158和固定长度的净荷1162。可以使用诸如低密度奇偶校验(LDPC)编码、里德-所罗门编码等块编码技术对头部1158和净荷1162进行编码。头部1108和净荷1112的第一部分1166可以编码为第一块1168。净荷1112的第二部分可以编码为第二块1172。在这一实施例中，接收器能够在数据单元1150的结束出现之前对块1168进行解码并且恢复头部1158中的数据。在这样的情形中，发送器可以不必向接收器发送表明分组为BFT分组的信息。
可以利用硬件、执行固件指令的处理器、执行软件指令的处理器或者其任何组合来实施上述各种块、操作和技术中的至少一些块、操作和技术。当利用执行软件或者固件指令的处理器来实施时，软件或者固件指令可以存储于任何计算机可读存储器上，比如磁盘、光盘或者其它存储介质上、RAM或者ROM或者闪存、处理器、硬盘驱动、光盘驱动、带驱动等上。类似地，可以经由任何已知或者所需递送方法(例如包括在计算机可读盘或者其它可输送的计算机存储机制上或者经由通信介质)向用户或者系统递送软件或者固件指令。通信介质通常具体化为计算机可读指令、数据结构、程序模块或者在调制的数据信号(比如载波或者其它输送机制)中的其它数据。术语“调制的数据信号”意味着如下信号，该信号的一个或者多个特性以比如在信号中进行信息编码这样的方式来设置或者改变。举例而言并且无限制性，通信介质包括有线介质(比如有线网络或者直接有线连接)和无线介质(比如声学、射频、红外线和其它无线介质)。因此可以经由诸如电话线、DSL线、有线电视线、光纤线、无线通信信道、因特网等通信信道向用户或者系统递送软件或者固件指令(视为与经由可输送的存储介质提供这样的软件相同或者可互换)。软件或者固件指令可以包括在由处理器执行时使处理器进行各种动作的机器可读指令。
当用硬件实施时，该硬件可以包括分立部件、集成电路、专用集成电路(ASIC)中的一个或者多个。
虽然前文阐明对诸多不同实施例的具体描述，但是应当理解专利的范围由本专利所附权利要求的字眼限定。具体描述将理解为仅举例说明而非描述每个可能实施例，因为描述每个可能实施例如果并非不可能则将不切实际。可以使用当前技术或者在本公开内容的提交日之后开发的技术来实施仍将落入权利要求范围内的诸多替选实施例。

Claims (12)

1.一种用于生成用于经由通信信道在无线专用网中传输的波束赋形训练BFT数据单元的方法，其中所述BFT数据单元用于传输波束赋形训练信息，所述波束赋形训练信息包括i)对应于固定长度的净荷的第一部分的第一BFT数据，以及ii)对应于所述固定长度的净荷的第二部分的第二BFT数据，其中所述固定长度的净荷的所述第一部分和所述固定长度的净荷的所述第二部分组成所述固定长度的净荷，所述方法包括：
使用块编码对i)物理层头部和ii)所述第一BFT数据进行编码，以生成第一块；
使用块编码对所述第二BFT数据进行编码，以生成第二块；以及
生成具有所述固定长度的净荷的BFT数据单元，从而该BFT数据单元只包括i)前导码，ii)所述第一块，以及iii)所述第二块。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括在块编码之前，用零填充所述第一BFT数据。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括在块编码之前，用零填充所述第二BFT数据。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括在块编码之前，用零填充所述第一BFT数据和第二BFT数据，从而所述第一BFT数据和第二BFT数据适合于固定长度的净荷。
5.根据权利要求1所述的方法，其中使用低密度奇偶校验LDPC编码进行块编码。
6.根据权利要求1所述的方法，其中使用里德-所罗门编码进行块编码。
7.一种用于生成用于经由通信信道在无线专用网中传输的波束赋形训练BFT数据单元的设备，其中所述BFT数据单元用于传输波束赋形训练信息，所述波束赋形训练信息包括i)对应于固定长度的净荷的第一部分的第一BFT数据，以及ii)对应于所述固定长度的净荷的第二部分的第二BFT数据，其中所述固定长度的净荷的所述第一部分和所述固定长度的净荷的所述第二部分组成所述固定长度的净荷，所述设备包括：
用于使用块编码对i)物理层头部和ii)所述第一BFT数据进行编码，以生成第一块的装置；
用于使用块编码对所述第二BFT数据进行编码，以生成第二块的装置；
用于生成具有所述固定长度的净荷的BFT数据单元，从而该BFT数据单元只包括i)前导码，ii)所述第一块，以及iii)所述第二块的装置。
8.根据权利要求7所述的设备，还包括用于在块编码之前，用零填充所述第一BFT数据的装置。
9.根据权利要求8所述的设备，还包括用于在块编码之前，用零填充所述第二BFT数据的装置。
10.根据权利要求7所述的设备，还包括用于在块编码之前，用零填充所述第一BFT数据和第二BFT数据，从而所述第一BFT数据和第二BFT数据适合于固定长度的净荷的装置。
11.根据权利要求7所述的设备，其中使用低密度奇偶校验LDPC编码来执行所述编码。
12.根据权利要求7所述的设备，其中使用里德-所罗门编码来执行所述编码。
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