CN102484522A

CN102484522A - 在wlan系统中发射控制信息的方法和设备

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Publication number: CN102484522A
Application number: CN2010800400502A
Authority: CN
Inventors: 李大远; 卢东昱; 姜秉祐; 石镛豪; 卢柳珍; 金奉会
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2030-09-08
Also published as: US20120127940A1; EP2476212B1; EP3116142A1; US20140140311A1; RU2012106892A; JP5529969B2; US8675597B2; PL2476212T3; CA2771605C; CN102484522B; ES2620230T3; PL3116142T3; CN104378149B; CN104378149A; AU2010293217A1; CA2771605A1; RU2531371C2; KR20110027533A; EP2476212A4; KR20120055622A

Abstract

提供一种在无线局域网(WLAN)系统中发射控制信息的方法，所述方法包括：通过循环移位延迟分集波束成形发射第一控制信息，以及发射第二控制信息。第一控制信息包括使第二控制信息的多个目标站点的每个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并且发射到多个目标站点。

Description

在WLAN系统中发射控制信息的方法和设备

技术领域

本发明涉及无线通信，更具体地说，涉及在支持多个天线的无线局域网(WLAN)系统中发射控制信息的方法和设备。

背景技术

随着信息通信技术的最近发展，正在开发多种无线通信技术。其中，WLAN是基于无线电频率技术支持在家庭或者公司中或者在特定服务提供区域中用诸如个人数字助理(PDA)、膝上型计算机和便携式多媒体播放器(PMP)这样的移动终端无线地接入因特网的技术。

自从1980年2月建立电气与电子工程师学会(IEEE)802(即，WLAN技术的标准组织)，进行了很多标准化任务。

初始的WLAN技术能够通过频率跳转、频带扩展以及使用根据IEEE 802.11的2.4GHz频带的红外通信支持1到2Mbps的速率，但是最近通过使用正交频分复用(OFDM)可支持54Mbps的最大速率。另外，在IEEE 802.11中，各种技术(诸如服务质量(QoS)的提高、接入点(AP)协议兼容性、安全增强、无线电资源测量、针对车载环境的无线接入车载环境、快速漫游、网状网络、与外部网络的相互作用以及无线网络管理)的标准化正在投入实际开发应用。

来自IEEE 802.11的IEEE 802.11b使用2.4GHz频带时支持11Mbps的最大传输速度。与非常复杂的2.4GHz频带相比，通过使用5GHz频带而不是2.4GHz频带，从IEEE 802.11b商业化的IEEE 802.11a减小了干扰的影响，并且还使用OFDM技术将传输速度提高到最大54Mbps。然而，IEEE 802.11a的缺点在于其传输距离比IEEE802.11b短。此外，IEEE 802.11g类似于IEEE 802.11b使用2.4GHz频带实现54Mbps的最大传输速度，并且因为满足后向兼容而受到关注。甚至在传输距离上IEEE802.11g也优于IEEE 802.11a。

此外，作为克服作为WLAN的缺点指出的传输速度的限制的技术，最近标准化了IEEE 802.11n。IEEE 802.11n旨在增加网络的速度和可靠性并且扩大无线网络的操作距离。更具体地，IEEE 802.11n被配置为支持具有最大540Mbps或者更大的数据处理速度并且基于在发射机和接收机的两侧使用多个天线的多输入多输出(MIMO)技术的高吞吐量(HT)，以最小化传输错误和优化数据率。此外，IEEE 802.11n可以为了增加数据的可靠性使用发射多个冗余副本的编码方法，并且为了增加速度使用OFDM(正交频分复用)。

随着WLAN和使用WLAN的各种应用的广泛扩展，对支持比IEEE 802.11n支持的数据处理速度更高的吞吐量的新型WLAN系统的需要正在不断增强。特高吞吐量(VHT)WLAN系统是IEEE 802.11 WLAN系统中的一种，新提出的为了满足1Gbps或者更大的数据处理速度。VHT WLAN系统的名称是任意的，并且为了提供1Gbps或者更大的吞吐量，正在进行使用4x4 MIMO和80MHz或者更大的信道宽度的系统的可行性测试。

现在讨论的VHT WLAN系统包括使用6GHz或者更小以及60GHz的频带的两种方法。如果使用6GHz或者更小的频带，则与现有的使用6GHz的频带的WLAN系统共存的可能性可能变得成问题。

另外，IEEE 802.11的物理(PHY)层架构由PHY层管理实体(PLME)、物理层会聚过程(PLCP)子层和物理介质依赖(PMD)子层构成。PLME用于与MAC层管理实体协作(MLME)来管理物理层。PLCP子层用于将从MAC层接收的MAC协议数据单元(MPDU)传递到PMD子层，或者根据MAC层的指令，在MAC层和PMD层之间将从PMD子层接收的帧传递到MAC层。PMD子层是PLCP的更低层，并且支持在两个站点之间通过无线电介质发射和接收物理层实体。

在从MAC层接收MPDU和向PMD子层发送MPDU的处理中，PLCP子层将附加字段(包括物理层收发机所需的信息)附接到MPDU。在此情况下附接的字段可包括用于MPDU的PLCP前导码、PLCP报头、数据字段上方的尾比特等。PLCP前导码用于在发射PSDU(PLCP服务数据单元＝MPDU)之前使接收机准备同步功能和天线分集。PLCP报头包括关于帧的信息(例如，PSDU长度字段(PLW))、关于PSDU部分的数据率的信息、以及关于报头错误校验的信息。

PLCP子层通过将上述字段添加到MPDU来产生PLCP协议数据单元(PPDU)，并且经过PMD子层向接收站点发送PPDU。接收站点通过获取所接收的PPDU的PLCP前导码和关于从PLCP报头的数据恢复的信息来恢复数据。

在多个遗留站点和VHT站点诸如IEEE 802.11 a/b/g/n共存的情况下，遗留站点不能识别或者错误识别PLCP格式因而可能故障。为了防止上述问题，在将遗留站点可识别的PLCP格式和针对VHT站点的格式附接到全部发射数据从而可被全部站点识别的情况下，增加了开销，因而妨碍有效使用无线电资源。此外，在支持多用户(MU)-MIMO的WLAN系统中，在针对多个用户空间复用了无线电帧并且发射该无线帧的情况下，存在站点(即，不是发射目标)不能够识别该无线电帧的问题。还期待根据MU-MIMO支持，用于发送、接收和解码数据所需的控制信息的量将增加。

要求针对在支持MU-MIMO的WLAN系统中发射控制信息的方法和针对可容纳增加的控制信息、支持后向兼容并且确保与遗留系统共存的VHTWLAN系统考虑新的帧格式。

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供一种在支持MU-MIMO的WLAN系统中发射控制信息的方法。

本发明的另一个目的是提供一种容纳控制信息以及在支持MU-MIMO的WLAN系统中发射帧的方法。

技术方案

在一个方面中，一种在无线局域网(WLAN)系统中发射控制信息的方法，所述方法包括：通过循环移位延迟分集波束成形发射第一控制信息，以及发射第二控制信息，其中第一控制信息包括使第二控制信息的多个目标站点的每个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并且发射到多个目标站点。

所述第一控制信息可以还包括关于向多个目标站点发射空间复用的空分多址(SDMA)数据而花费的发射时间的信息。

第二控制信息可以包括关于多个目标站点的每个的控制信息。

所述关于多个目标站点的每个的控制信息可以包括调制和编码方案(MCS)信息、信道带宽信息、关于空间流的数量的信息和发射功率信息中的至少一个。

可以通过第一帧发射第一控制信息和第二控制信息，并且第二控制信息可以包括关于在第一帧之后发射一个或者更多个第二帧而花费的发射时间的信息。

被分配以发射第一控制信息的每个正交频分复用(OFDM)符号的子载波的数量可以小于被分配以发射第二控制信息的每个OFDM符号的子载波的数量。

被分配以发射公共控制信息的OFDM符号的数量可以大于被分配以发射针对STA的控制信息的OFDM符号的数量。

第一控制信息和第二控制信息应用于不同的循环移位。

本发明的有益效果

提供一种可应用于支持MU-MIMO的WLAN系统的控制信息发射方法和PLCP帧格式。此外，因为支持后向兼容，所以VHT站点和遗留站点的共存。

附图说明

图1是示出可应用本发明的一种实施方式的WLAN系统的一个示例的图；

图2示出已有的PLCP帧格式的示例；

图3是示出根据本发明的一种实施方式的PLCP帧格式的一个示例的框图；

图4示出应用于根据本发明的VHT系统的PLCP帧的一个示例；

图5示出对用于发射VHTSIG-A和VHTSIG-B的资源的分配；

图6示出用于VHTSIG-A的BPSK星座图的一个示例；

图7是例示了根据本发明的一种实施方式的发射控制信息的方法的流程图；

图8到图37是示出根据本发明的一些实施方式的PLP帧结构的示例和发射方法的框图；以及

图38是示出实现本发明的实施方式的无线电设备的一种实施方式的框图。

具体实施方式

下面将参照附图来详细地描述本发明的一些实施方式。

图1是示出可应用本发明的实施方式的WLAN系统的示例的图。

参照图1，WLAN系统包括一个或者更多个基本服务集合(BSS)。BSS是彼此成功同步并且可相互地进行发射的站点(STA)的集合。BSS不是指示特定区域的概念。此外，支持MAC SAP中的1GHz或者更高的超高数据处理的BSS(诸如可应用本发明的实施方式的WLAN系统)称为特高吞吐量(VHT)BSS。

VHT BSS可分类为设施BSS和独立BSS(IBSS)。设施BSS如图1所示。设施BSS BSS1和BSS2包括一个或者更多个非AP STA STA 1、STA 3和STA 4；AP AP 1(STA 2)和AP 2(STA 5)(即，提供分布服务的站点)，和将多个AP AP1和AP2相互连接的分布系统(DS)。在设施BSS中，AP STA管理BSS的非AP STA。

在另一方面，独立BSS(IBSS)以ad-hoc模式操作。IBSS不包括集中管理实体，因为不包括AP VHT STA。也就是说，在IBSS中，以分布式方式管理非AP STA。在IBSS中，全部STA可由移动STA构成，并且STA形成自含式网络，因为它们不被允许接入DS。

STA是特定功能介质，包括根据IEEE 802.11标准的介质接入控制(MAC)和用于无线电介质的物理层接口。广泛地说，STA包括AP和非AP STA两者。此外，在以下描述的多信道环境中，支持1GHz或者更大的超高数据处理的STA也称为VHTSTA。在可应用本发明的实施方式的VHT WLAN系统中，上述BSS中包括的全部STA可以是VHT SAT、或者VHT STA和遗留STA(例如，根据IEEE 802.11 a/b/g/n的HT STA)可在上述BSS中共存。

用于无线通信的STA包括处理器和收发机，并且可还包括用户接口、显示装置等。处理器是设计为用于产生要通过无线网络发射的帧或者处理通过无线网络接收的帧的功能单元。处理器进行用于控制STA的多种功能。此外，收发机功能耦合到处理器，并且是设计为通过针对STA的无线网络用于发射和接收帧的单元。

在STA中，被用户操纵的便携式终端是非AP STA(STA1、STA3、STA4和STA5)。假定移动终端仅仅是STA，也称为非AP STA。非AP STA还可以称为其它术语，诸如终端、无线发射/接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、移动台(MS)、移动终端或者移动用户单元等。此外，基于以下描述的MU-MIMO技术支持超高数据处理的非AP STA称为非AP VHT STA(或者简称为VHT STA)。

此外，AP(AP1和AP2)是经过针对与其相关联的STA的无线电介质提供对DS接入的功能实体。在包括AP的设施BSS中，原则上是经过AP进行非AP STA之间的通信。然而，在建立了直接链路的情况下，可在非AP STA之间直接进行这种通信。AP除了接入点以外可称为其它术语，诸如集中控制器、基站(BS)、节点B、基础收发机系统(BTS)或者侧控制器。此外，基于以下描述的MU-MIMO技术支持超高数据处理的AP称为VHT AP。

多个设施BSS可通过分布系统(DS)相互连接。通过DS相互连接的多个BSS称为扩展服务集合(ESS)。包括在ESS中的STA可彼此通信。同一ESS内的非AP STA可在彼此无缝通信的同时从一个BSS向另一个BSS移动。

DS是用于允许一个AP与另一个AP通信的机构。在AP发送针对与被该AP管理的BSS相关联的STA的帧或者任一个STA移动到另一个BSS的情况下，DS可经过诸如有线网络的外部网络传递该帧或者传递多个帧。DS不需要必须是网络，而可包括包括任意类型，只要提供IEEE 802.11中定义的特定分布服务即可。例如，DS可以是诸如网状网络的无线网络或者将AP相互连接的物理结构。

同时，VHT WLAN系统使用MU-MIMO，从而多个STA可有效地同时使用无线信道。换句话说，VHT WLAN系统允许多个STA同时向AP进行发射和从AP进行接收。AP可同时向多个STA发送空间复用的无线电帧。为此，AP可以通过测量信道情况进行波束成形，并且可以使用多个空间流来发射和接收数据。

在下文，向多个STA发射复用数据称为MU-MIMO发射或者SDMA发射。在MU-MIMO发射中，至少一个空间流分配到每个STA(即，发射目标)，并且可使用所分配的空间流来发射数据。

在下文，现有的STA(即，非VHT STA)称为遗留STA。遗留STA包括支持IEEE802.11a/b/g标准的非HT STA和支持IEEE 802.11n标准的HT STA。在本发明提出并且以后描述的各种PLCP帧格式中，除非特别提到，用相同名称标记的字段在整个说明书中具有相同功能。

根据本发明提出的PLCP帧格式的PLCP帧在STA的PLCP子层中产生并且经过PMD子层通过多个天线，使用本发明提出的PLCP帧发射方法发送到发射目标STA。在下文中，参照附图描述的PLCP帧格式和发射构造该帧格式的字段方法是本发明的各个实施方式的示例，并且字段的发射顺序不限于附图所示的。在以下描述中，除非特别指出，可改变发射顺序，并且可按照需要省略或者添加一些字段。可根据构成BSS的STA的类型和数量、要发射的数据的量、优先级等适应性地选择并且使用以后描述的PLCP帧格式及其发射方法。

图2示出已有的PLCP帧格式的示例。对于PLCP帧格式，可参考2009年6月公开的“第二部分：Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)specifications；Amendment 5：Enhancements for Higher Throughput”of IEEE802.11n/D11.0的副条款20.3。

IEEE 802.11n标准提供了三种类型的物理层会汇聚过程(PLCP)帧，包括非HT格式、HT混合格式和HT绿字段(HT-greenfield)格式。PLCP帧用于发射PLCP协议数据单元(PPDU)。

以下的表中列出了PLCP帧中包括的要素。

[表1]

非HT格式用于L-STA，并且包括L-STF、L-LTF和L-SIG。

当HT-STA和L-STA共存时使用HT混合格式。为了提供具有后向兼容的L-STA，L-STF、L-LTF和L-SIG排序靠前。HT-STA使用HT-SIG对数据进行解码。

在仅仅由HT-STA构成的系统中使用HT绿字段格式。也就是说，L-STA不能够接收遵循HT绿字段格式的PLCP帧。

诸如L-STF、HT-STF和HT-GF-STF的短训练字段(STF)用于帧时序获取、AGC(自动增益控制)等，因而也称为同步信号或者同步信道。也就是说，STF用于满足STA之间或者STA和AP之间的同步。

诸如L-LTF和HT-LTF的长训练字段(LTF)用于数据或者控制信息或者两者的解调制的信道估计，因而也称为基准信号、训练信号或者前导码。

L-SIG和HT-SIG称为控制信息，因为它们提供用于对数据进行解码所需的多个信息片段。

图3是示出根据本发明的一种实施方式的PLCP帧格式的一个示例的框图。

VHT PLCP帧300包括VHTSIG-A字段330、VHTSIG-B字段340和数据字段360。每个VHTSIG-A字段330和VHTSIG-B字段340包括接收STA对DATA字段360进行解调制和解码而必需的控制信息。VHTSIG-A字段330和VHTSIG-B字段340的名称是任意的，并且可分别用第一控制信息和第二控制信息、或者分别用第一控制信号和第二控制信号按照多种方式表示。

VHTSIG-A字段330还包括关于随后发射的字段的MU-MIMO发射的公共信息。VHTSIG-A字段330可被发射从而BSS内的全部STA可接收VHTSIG-A字段330。VHTSIG-A字段330可以包括关于随后发射的VHTSIG-B字段340的目标STA的信息，和用于接收VHTSIG-B字段340而必要的信息。VHTSIG-A字段330可还包括向目标STA发射数据中的公共信息。例如，VHTSIG-A字段330可以包括指示SDMA发射时间的信息、关于所使用的信道带宽的信息、调整和编码信息以及关于所使用的空间流的数量的信息。SDMA发射时间是发射空分多址(SDMA)数据(即，多个STA的空间复用数据帧)所花费的时间，并且可称为MU-MIMO发射时间。不同于发射目标的STA可接收指示SDMA发射时间的信息、设定针对对应的发射时间的网络分配向量(NAV)、以及推迟信道接入。

VHT-SIG B字段340包括用于每个目标STA的SDMA发射的参数值。例如，VHTSIG-B字段340可以包括关于可根据单独STA不同地设定的参数值的信息，诸如指示所使用的调制和编码方案(MCS)的MCS索引值、信道的带宽以及指示空间流的数量的值。

DATA字段360包括将发射到STA(即发射目标)的SDMA预编码数据并且可以根据需要还包括尾比特或者比特填充元素或者两者。

VHT PLCP帧300还包括一个或者更多个字段，包括用于进行帧时序获取和AGC汇聚和用于选择分集的信息以及用于信道估计的信息。该一个或者更多个字段可以具有可被遗留STA和HT STA识别的格式，或者可以添加了具有可被遗留STA和HTSTA识别的格式的字段。

发射VHT PLCP帧300的发射站点全方向地发射VHTSIG-A字段330而不用SDMA预编码，并且将SDMA预编码和波束成形应用于VHTSIG-B字段340和随后的DATA字段360，并且进行发射。在本发明中，全方向发射信号可以是使用时域循环延迟分集波束成形发射信号，其中在每个发射天线中发射的信号是在其它发射天线的OFDM符号内的时域循环移位信号。

BSS的STA接收全方向发射而不用SDMA预编码的VHTSIG-A字段330。不属于发射目标的STA可在VHTSIG-A字段330中包括的SDMA发射时间信息指示的时段期间设定NAV并且推迟信道接入。属于发射目标的STA可从VHTSIG-B字段340获取因此而个性化的信息，并且可对向其发射的数据进行接收、解调制和解码。

图4示出应用于根据本发明的VHT系统的PLCP帧的一个示例。

PLCP帧包括L-STF 410、L-LTF 420、L-SIG 430、VHTSIG-A 440、VHT-STF 450、VHT-LTF 460、VHTSIG-B 470和数据480。

L-STF 410用于帧时序获取、AGC(自动增益控制)控制、粗频率获取等。

L-LTF 420用于信道估计，该信道估计用于对L-SIG 420和VHT-SIG-A 440进行解调制。

VHT-STF 450用于VHT-STA，以提高MIMO系统中的AGC估计。

多个VHT-LTF 460被包括在内并用于信道估计，该信道估计用于对VHTSIG-B470和数据480进行解调制。VHT-LTF 460还可称为数据VHT-LTF。另外，可使用用于信道测量的扩展VHT-LTF。

波束成形不应用于L-STF 410、L-LTF 420、L-SIG 430和VHTSIG-A 440。同时，用于MU-MIMO的波束成形应用于VHT-STF 450、VHT-LTF 460、VHTSIG-B 470和数据480。在波束成形中，每个字段通过相同预编码矩阵(或者预编码向量)处理。由于数据480和VHT-LTF 460通过相同的预编码矩阵处理，因此VHT-STA尽管不知道预编码矩阵，也可以通过使用VHT-LTF 460估计的信道直接地对数据480进行解调制或解码。

可以对PLCP帧中的未经历波束成形的区域和经历波束成形的区域应用不同的循环移位。也就是说，第一循环移位可应用于L-STF 410、L-LTF 420、L-SIG 430和VHTSIG-A 440，并且第二循环移位可应用于VHT-STF 450、VHT-LTF 460和VHTSIG-B 470。

可以对每个OFDM符号应用循环移位。此外，可按每个发射链给出循环移位。

例如，假定循环移位量T_cs应用于间隔0≤t≤T的信号s(t)，经循环移位的信号s_cs(t)可进行以下定义。

[算式1]

s_{cs} (t; T_{cs}) = \{\begin{matrix} s (t - T_{cs}) & 0 \leq t < T + T_{cs} \\ s (t - T_{cs} - T) & T + T_{cs} \leq t \leq T \end{matrix}

通过波束成形而在数据480中包括的每个PSDU发射到每个STA。

对于VHT-STA，包括VHTSIG-A 440和VHTSIG-B 470的两种控制信息被包括在PLCP帧中。VHTSIG-A440指示公共控制信息(还称为第一控制信息)，该公共控制信息用于允许VHTSIG-B 470被每个STA接收。VHTSIG-B 470指示针对STA的控制信息(还称为第二控制信息)，该控制信息用于允许每个STA对自己的数据480或者进行解调制和/或解码。

公共控制信息可包括以下字段中的至少一个。

[表2]

针对STA的控制信息(或者还称为针对用户的控制信息)可包括以下字段中的至少一个。

[表3]

字段名称	描述
		MCS	指示用于对数据进行解码而必要的MCS(调制和编码方案)信息
STAID	指示将使用MCS的STA

在表2和表3中，字段名称仅仅是示例性的并且可使用其它名称。表2和表3的字段仅仅是示例性的，可省略一些字段，并且还可添加其它字段。

图5示出对用于发射VHTSIG-A和VHTSIG-B的资源的分配。

假定使用20MHz的带宽，其中不使用波束成形的L-STF、L-LTF、L-SIG和VHTSIG-A每个OFDM(正交频分复用)符号使用52个子载波(称为窄带(NB)子载波)以支持L-STA。52个NB子载波可分类为48个数据NB子载波和4个导频NB子载波。

其中使用波束成形的VHT-LTF和VHTSIG-B使用DATA字段OFDM符号的相同子载波，每个OFDM符号使用56个子载波(称为宽带(WB)子载波)。这56个WB子载波可分类为52个数据WB子载波和4个导频WB子载波。

L-STA在20MHz频带中的每个OFDM符号使用52个子载波。为了提供后向兼容，VHTSIG-A使用与L-STF和L-LTF相同数量的子载波。

L-STF使用正交相移键控(QPSK)调制，并且可用一个OFDM符号中的以下频域的序列S表示。

S_-26，26＝K{0，0，1+j，0，0，0，-1-j，0，0，0，1+j，0，0，0，-1-j，0，0，0，-1-j，0，0，0，1+j，0，0，0，0，0，0，0，-1-j，0，0，0，-1-j，0，0，0，1+j，0，0，0，1+j，0，0，0，1+j，0，0，0，1+j，0，0}

其中K是QPSK归一化因数，并且

不使用DC子载波。

L-LTF可用一个OFDM符号中的以下频域的序列T表示。

T_-26，26＝{1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，0，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，-1，-1，-1，-1，-1，1，1，-1，-1，1，-1，1，-1，1，1，1，1}

L-SIG使用二进制相移键控(BPSK)调制，并且因为L-SIG被分配了48个数据NB子载波，所以L-SIG可具有48个比特。当L-SIG具有1/2编码率时，L-SIG的信息比特的数量是24。

VHTSIG-A还使用BPSK调制，并且因为VHTSIG-A被分配了48个数据NB子载波，所以VHTSIG-A可每个OFDM符号具有48个比特。当VHTSIG-A具有1/2编码率并且被分配了2个OFDM符号时，VHTSIG-A的信息比特的数量是48。

为了帮助检测VHTSIG-A，用于VHTSIG-A的BPSK星座图可绕着用于L-SIG的BPSK星座图旋转。

图6示出用于VHTSIG-A的BPSK星座图的示例。

在图6中，用于VHTSIG-A的BPSK星座图绕着用于L-SIG的BPSK星座图旋转了90度。这称为经旋转的星座图。然而，这仅仅是示例性的，并且旋转角可以是45度、180度等。此外，这种旋转不仅可应用于BPSK，而且可应用于QPSK、8-PSK和16-QAM。

返回参照图4，使用波束成形的VHT-STF、VHT-LTF和VHTSIG-B不需要维持与L-STA的兼容，并且每个OFDM符号使用56个子载波，以增加频率效率。

VHT-STF使用QPSK(正交相移键控)调制，并且可定义为一个OFDM符号中的以下的序列VHTS。

VHTS_-28，28＝K{0，0，0，0，1+j，0，0，0，-1-j，0，0，0，1+j，0，0，0，-1-j，0，0，0，-1-j，0，0，0，1+j，0，0，0，0，0，0，0，-1-j，0，0，0，-1-j，0，0，0，1+j，0，0，0，1+j，0，0，0，1+j，0，0，0，1+j，0，0，0}

其中K是QPSK归一化因数，并且

VHT-LTF可用一个OFDM符号中的以下频域的序列VHTT表示。

VHTT_-28，28＝{1，1，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，0，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，-1，-1，-1，-1，-1，1，1，-1，-1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，-1，-1}

使用与VHTSIG-A(即，旋转BPSK星座图)相同的调制来映射VHTSIG-B，并且使用一个OFDM符号。VHTSIG-B使用每个OFDM符号的52个数据子载波。因此，当VHTSIG-B具有1/2编码率时，VHTSIG-B的信息比特的数量是26。

为了支持MU-MIMO，用于对数据解码而必要的控制信息划分为VHTSIG-A和VHTSIG-B。VHTSIG-A全方向地发射，并且VHTSIG-B定向地发射。换句话说，对于VHTSIG-A的发射，不使用针对信道的波束成形(但是可以使用循环延迟移位的波束成形)，而对于VHTSIG-B的发射使用波束成形。

分配给VHTSIG-A的子载波的数量(例如，52)小于分配给VHTSIG-B的子载波的数量(例如，56)。这意味着分配给VHTSIG-A的频域资源少于分配给VHTSIG-B的频域资源。这是因为使用L-LTF的信道估计来对VHTSIG-A进行解码以维持后向兼容。

分配给VHTSIG-A的OFDM符号的数量(例如，2)大于分配给VHTSIG-B的OFDM符号的数量(例如，1)。这意味着分配给VHTSIG-A的时域资源多于分配给VHTSIG-B的时域资源。这是因为如果使用MU-MIMO复用更多的STA，则为了发射VHTSIG-A，仅仅一个OFDM符号可能不充分。

当L-STA和VHT-STA在20MHz带宽中共存时，不同的时间资源或者不同的频率资源或者两者可分配给提供后向兼容的区域和不提供后向兼容的区域。BSS内的全部非AP STA和AP支持的时域和频域被分配给在提供后向兼容的区域中发射的STF、LTF以及公共控制信息。仅仅被VHT-STA或者VHT-AP支持的时域和频域被分配给在不提供后向兼容的区域中的STF、LTF以及针对STA的控制信息。因此，可确保后向兼容，并且可向支持MU-MIMO的VHT-STA提供更高的频率效率。

在以上结构中，可用以下算式表示20MHz VHTSIG-A的时域波形。

[算式2]

r_{VHTSIG - A}^{i_{rx}} (t) = \frac{1}{\sqrt{N_{TX} \cdot N_{VHTSIG - A}^{Tone}}} Σ_{n = 0}^{1} w_{T_{SYM}} (t - {nT}_{SYM}) .

Σ_{k = - 26}^{26} [(β_{n} \cdot D_{k, n} + p_{n + 1} P_{k}) \cdot

\exp (j 2 πk Δ_{F} (t - {nT}_{SYM} - T_{GI} - N_{CS}^{i_{TX}}))]

β_n是诸如+1或者+j的相位旋转值，其中经VHTSIG-A调制的符号是为了确保VHT前导码检测而旋转的相位。对于诸如40、80或者160MHz的更宽的带宽，在发射信号的每个20MHz频带中复制20MHz的时域波形。

此外，可用以下算式表示VHTSIG-B的时域波形。

[算式3]

r_{VHTSIG - B}^{i_{rx}} (t) = \frac{1}{\sqrt{N_{STS} \cdot N_{VHTSIG - B}^{Tone}}} Σ_{n = 0}^{1} w_{T_{SYM}} (t - {nT}_{SYM}) .

Σ_{k = - N_{SR}}^{N_{SR}} Σ_{i_{STS} = 1}^{N_{STS}} {[Q_{k}]}_{i_{TX}, i_{STS}} {[P_{VHTLTF}]}_{i_{STS}, 1} (D_{k, n} + p_{n + 1} P_{k})

\exp (j 2 πk Δ_{F} (t - {nT}_{SYM} - T_{GI} - N_{CS}^{i_{TX}}))

N_TX：发射链的数量

N_STS：空间时间流的数量

N^iTx _CS：iTX发射链的循环移位

N^iSTS _CS：iSTS空间时间流的循环移位

N^tone _VHTSIG-A：VHTSIG-A中使用的子载波的数量

N^tone _VHTSIG-B：VHTSIG-B中使用的子载波的数量

N_SR：用于VHTSIG-B的发射信号带宽的一半中的子载波的数量

β_n：相位旋转值

T_SYM：符号持续时间

T_GI：保护间隔持续时间

P_VHTLTF：VHT-LTF映射矩阵

D_k，n、p_n、P_k、Q_k：在IEEE 802.11n/D11.0的20.3段中给出的参数

尽管图4中未示出，PLCP帧中可进一步包括HT-SIG。HT-SIG可布置在L-SIG或者VHTSIG-A之后。如果进一步包括HT-SIG，则可以还包括HT-STF和HT-STF。如果PLCP帧不向L-STA提供后向兼容，则可以不包括L-STF、L-LTF和L-SIG。参照框图详细描述涉及以上根据本发明的实施方式的各个PLCP帧格式。

在以上实施方式中，尽管描述了20MHz带宽，但是这仅仅是示例性的。本发明的技术实质可应用于40MHz或者更大的带宽。此外，本发明的技术实质可应用于其中将多个20MHz带宽或者40MHz带宽组合到一起的这样的结构。

在40MHz带宽中，其中不使用波束成形的L-STF、L-LTF、L-SIG和VHTSIG-A每个OFDM符号使用104个子载波，为了支持L-STA。使用波束成形的VHT-LTF和VHTSIG-B每个OFDM符号使用112个子载波。

在40MHz带宽中，L-LTF可用一个OFDM符号中的以下频域的序列T表示。

T_-58，58＝{1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，0，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，-1，-1，-1，-1，-1，1，1，-1，-1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，0，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，-1，-1，-1，-1，-1，1，1，-1，-1，1，-1，1，-1，1，1，1，1}

在40MHz带宽中，VHT-LTF可用一个OFDM符号中的以下频域的序列VHTT表示。

VHTT_-58，58＝{1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，-1，-1，-1，-1，-1，1，1，-1，-1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，-1，-1，-1，1，0，0，0，-1，1，1，-1，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，-1，-1，-1，-1，-1，1，1，-1，-1，1，-1，1，-1，1，1，1，1}

图7是例示了根据本发明的一实施方式的发射/接收控制信息的方法的流程图。

在步骤S710，STA或者AP发射公共控制信息。全方向地发射公共控制信息而不用波束成形。使用通过在先前OFDM符号中发射的L-LTF估计的信道对公共控制信息进行解码。

在发射公共控制信息之后，在步骤S720，STA或者AP发射针对STA的控制信息。针对STA的控制信息使用波束成形发射到特定STA(或者，特定用户)。特定STA首先接收公共控制信息，获取用于接收针对STA的控制信息的信息，接着接收已经波束成形并且发射的针对STA的控制信息。使用通过公共控制信息和针对STA的控制信息之间的OFDM符号中发射的VHT-LTF估计的信道对针对STA的控制信息进行解码。

由于BSS内的全部非AP STA和AP必须能够接收公共控制信息，所以将BSS内的全部非AP STA和AP支持的时域和频域分配给公共控制信息。另外，由于针对STA的控制信息仅仅被特定STA或者特定AP接收，所以将该特定STA或者该特定AP支持的时域/频域分配给针对STA的控制信息。因此，可确保后向兼容，并且还可向支持MU-MIMO的VHT-STA提供更高的频率效率。

在频域中，公共控制信息的频率资源的大小可小于针对STA的控制信息的频率资源的大小。例如，分配给公共控制信息的子载波的数量可以小于分配给针对STA的控制信息的子载波的数量。

在时域中，公共控制信息的时间资源的大小可大于针对STA的控制信息的时间资源的大小。例如，分配给公共控制信息的OFDM符号的数量可以大于分配给针对STA的控制信息的OFDM符号的数量。

不同的循环移位量可应用于公共控制信息和针对STA的控制信息。

分配频率资源的方法、调整方法、发射方法和对控制信息应用循环移位的方法可类似地应用于本发明提出的各个PLCP帧格式。

图8示出PCLP帧结构的一个示例。图8示出向图4的PLCP帧中的其中发射数据的中间部分添加中间VTF-LTF的方法。

尽管通常的WLAN系统假定室内环境，但是不能排除在室外环境中使用通常的WLAN系统的可能性。例如，WLAN可在校园、室外停车场等中使用。室外环境比室内环境具有更大的信道变化。

如果数据量很大因而数据的发射间隔长，即使仅仅考虑多普勒效应，性能也可能劣化，因为有可能信道在长发射间隔期间改变。

尽管可对数据进行划分并发射，但是根据PCLP帧的格式可能存在用于STF和LTF的开销。因此，通过在数据的中间部分添加用于信道估计的中间VHT-LTF，即使信道变化环境中也可防止信道估计的性能劣化。

可通过VHTSIG-A或者VHTSIG-B通知是否将发射中间VHT-LTF。

图9示出PCLP帧结构的另一个示例。图9提出添加最后LTF-LTF到图4的PLCP帧的最后的方法。

图10是本发明提出的VHT-GF PLCP帧格式的示例的框图。

本发明提出的VHT-GF PLCP帧按照VHT-GF-STF(VHT绿字段短训练字段)、VHT-LTF1(VHT长训练字段1)和VHTSIG-A 1050的顺序发射。VHT-GF-STF和VHT-LTF1包括用于帧时序获取、AGC(自动增益控制)汇聚和信道估计的控制信号。VHT-GF-STF、VHT-LTF1和VHTSIG-A 1050全方向地发射。可认识到通过接收其中全方向地发射BSS的VHT STA(基本服务集合)的VHT-GF-STF、VHT-LTF1和VHTSIG-A 1050来使用信道。

在VHTSIG-A 1050之后发射的VHTSIG-B 1060、VHT-LTFs和数据字段经历SDMA预编码和波束成形接着被发射。因为VHTSIG-B 1060、VHT-LTFs和数据字段通过MU-MIMO发射到多个目标STA，所以VHTSIG-B 1060、VHT-LTFs和数据字段可用于发射针对每个目标STA个性化的信息。

图10例示可使用不同的循环移位，直至VHTSIG-A 1050使用循环移位CSD1，VHTSIG-A 1050之后使用循环移位CSD2。

图11是示出本发明提出的VHT-GF-PLCP帧格式的另一个示例的框图。

图11的VHT-GF-PLCP帧格式示出一个示例，其中在图10的VHT-GF-PLCP帧中在VHTSIG-A和VHTSIG-B之间还发射VHT-LTF21154。VHT-LTF21154在VHTSIG-B之前发射并且因而提供用于信道估计的控制信息，该信道估计使得接收STA能够接收随后发射的VHTSIG-B。

图12是示出本发明提出的VHT-GF-PLCP帧格式的又一个示例的框图。

图12的VHT-GF-PLCP帧格式示出一个示例，其中在图11的VHT-GF-PLCP帧中在VHTSIG-A和VHT-LTF2之间还发射VHT-STF 1252。还发射VHT-STF 1252的原因是为了发射控制信号从而接收STA可适当地在AGC中补偿发射功率，发射功率因为全方向波束成形发射根据发射方法的改变而改变。

图13是示出本发明提出的VHT-GF-PLCP帧格式的另一个示例的框图。

VHT-GF-STF、VHT-LTF1和一个VHTSIG 1350全方向地发射，从而它们可被BSS的全部STA接收。接着，进行预编码，并且VHT-STF、VHT-LTF和数据字段经历波束成形并且发射。

图14是示出本发明提出的VHT-GF-PLCP帧格式的另一个示例的框图。

图14的VHT-GF-PLCP帧，类似于图13的VHT-GF-PLCP帧用于全方向地发射VHT-GF-STF，a VHT-LTF1、VHTSIG-A 1450和VHTSIG-B 1460从而VHT-GF-STF、VHT-LTF1、VHTSIG-A 1450和VHTSIG-B 1460可被BSS的全部STA接收。接着，进行预编码，并且VHT-STF、VHT-LTF和数据字段经历波束成形并且发射。在此情况下，当向多个目标STA发射空间复用的数据时，通过MU-MIMO的流的数量可以是可变的。因此，控制信息也可变。在图14的VHT-GF-PLCP帧格式中，图13的VHT-SIG 1350划分为VHTSIG-A 1450和VHTSIG-B 1460，并且VHTSIG-A 1450可指示关于VHTSIG-B 1460的大小的信息，VHTSIG-B 1460包括关于每个可变目标STA的控制信息。

图15是示出本发明提出的VHT-GF-PLCP帧格式的另一个示例的框图。

图15的VHT-GF-PLCP帧格式示出一个示例，其中VHT-GF-STF、VHT-LTF1、VHTSIG-A和VHTSIG-B全方向地发射，接着VHT-STF、VHT-LTFs和数据字段经历预编码、波束成形，接着被发射。不同于其中进行MU-MIMO发射的图10到图14的VHT-GF-PLCP帧，图15的VHT-GF-PLCP帧示出其中进行SU-MIMO发射的PLCP帧的示例。VHT-SIG(即VHTSIG-A和VHTSIG-B)两者都全方向地发射的原因是因为不同于MU-MIMO发射，因为不进行SDMA发射，所以朝向不同STA的PLCP帧之间不存在冲突和干扰的问题。

VHTSIG-A 1550和VHTSIG-B 1560包括子字段形式的指示符，该指示符指示VHT-GF-PLCP帧是MU-MIMO的VHT-GF-PLCP帧还是SU-MIMO的VHT-GF-PLCP帧。例如，在将包括指示VHT-GF-PLCP帧的类型的信息的类型子字段设定为0并且发射的情况下，接收STA可将指示符识别为SU-MIMO VHT-GF-PLCP帧。此外，在将类型子字段设定为1并且发射的情况下，接收STA可将指示符识别为MU-MIMOVHT-GF-PLCP帧。

在VHTSIG-B 1560之后发射VHT-STF，VHT-STF包括用于根据发射方法的变化在AGC中补偿的控制信号。VHT-STF之后的字段经历预编码和波束成形接着被发射。

图16是示出本发明提出的VHT-GF-PLCP帧格式的另一个示例的框图。

在甚至不需要使用可在SU-MIMO中使用的VHT-GF-PLCP帧格式向BSS的其它STA发射VHTSIG-A的情况下，可以使用图16的VHT-GF-PLCP帧格式。不同于在图15的示例中，在图16的VHT-GF-PLCP帧中，全部字段经历SDMA预编码并且发射。由于在帧的发射中发射方法没有改变，不同于图15的PLCP帧格式，可以省略VHT-STF。

图17是示出本发明提出的VHT-混合PLCP帧格式的示例的框图。

本发明提出的VHT-混合PLCP帧包括用于遗留STA的训练字段和信号(SIG)字段。在用于VHT STA的训练字段和信号字段之前发射用于遗留STA的训练字段和信号字段，从而遗留STA可通过接收用于遗留STA的训练字段和信号字段来知道所使用的信道。

参照图17，首先发射L-STF(遗留短训练字段)和L-LTF(遗留长训练字段)(即，用于遗留STA的训练字段)。L-STF用于帧时序获取和AGC(自动增益控制)汇聚，并且L-LTF用于信号字段(SIG字段)和用于数据解调制的信道估计。

信号字段在训练字段之后发射。在此，可以发射用于非HT STA的L-SIG和HTSTA的HT-SIG。如图10的示例中，HT-SIG可以按照一个字段的形式在L-SIG之后发射，或者可以被包括在L-SIG中接着按照需要来发射。L-SIG和HT-SIG包括用于对随后发射的数据字段进行解调制和解码所需的调制和编码方案(MCS)信息。

首先发射用于遗留STA的训练字段和信号字段，接着发射用于VHT STA的字段。用于VHT STA的字段可以包括VHT-STF、VHT-LTF1、VHT-SIG、用于用单独STA的信道估计的VHT-LTF和扩展VHT-LTFs。在发射用于VHT STA的训练字段和信号字段之后，发射数据字段。

在图17的示例中，用于遗留STA的训练字段和信号字段仅仅经历CSD(循环移位延迟)而不用预编码从而可被遗留STA识别，接着全方向地发射。可以在信号发射处理中的离散傅里叶逆变换(IDFT)之前或者之后进行CSD，以防止产生不希望的波束成形。可以针对每个发射机链或者每个空间流执行CSD，并且可以将CSD作为空间映射表的一部分应用。接着，用于VHT STA的训练字段、信号字段和数据字段可以经历CSD、预编码和波束成形，接着被发射。

图18和图19是示出本发明提出的VHT-混合PLCP帧格式的另一个示例的框图。

图18和图19的VHT-混合PLCP帧具有与图8的PLCP帧相同的字段和发射顺序。然而，图18的VHT混合PLCP帧与图8的VHT-混合PLCP帧不同之处在于直至VHTSIG-A的字段被全方向地发射，并且从VHTSIG-B开始的字段经历SDMA预编码并且发射。图19的VHT-混合PLCP帧与图18的VHT-混合PLCP帧不同之处在于从VHT-STF到VHTSIG-A的字段被预编码并且发射。

图20是示出本发明提出的VHT-混合PLCP帧格式的又一个示例的框图。

参照图20，用于遗留STA的训练字段和信号字段和用于VHT STA的信号字段VHT-SIG被全方向地发射。接着，字段VHT-STF到数据字段经历SDMA预编码并且发射。在此，VHT-SIG字段包括用于对接收STA接收的数据进行解调制和解码的控制信息。

图21是示出本发明提出的VHT-混合-GF PLCP帧格式的示例的框图。

在仅仅由IEEE 802.11n HT STA和VHT STA构成WLAN系统的情况下或者在不需要考虑非HT STA的情况下，图21的VHT-混合-GF PLCP格式有效。在VHT-混合-GF PLCP帧中，因为不需要考虑非HT STA，所以不发射L-STF、L-LTF和L-SIG。然而，首先发射HT-GF-STF、HT-LTF1和HT-SIG从而HT STA可识别PLCP帧。接着，发射数据字段和用于VHT STA的VHTSIG和VHT-LTF。

在图21的VHT-混合-GF PLCP帧中，紧接着HT-SIG和VHT-SIG之后发射VHT-LTF和数据字段而没有设置VHT-STF，因为全部字段预编码并且将经预编码的值应用于全部字段。

图22是示出本发明提出的VHT-混合-GF PLCP帧格式的另一个示例的框图。

不同于在图21的示例中，直至VHT-SIG的字段被全方向地发射，从而BSS内的全部HT STA和VHT STA可接收HT-SIG和VHT-SIG。VHT-SIG之后的字段被预编码并且发射。也就是说，首先发射VHT-STF，接着发射VHT-LTF和数据帧。

图23是示出本发明提出的VHT-混合-GF PLCP帧格式的又一个示例的框图。

在图23的VHT-混合-GF PLCP帧中，全方向地发射HT-GF-STF、HT-LTF1、HT-SIG和VHTSIG-A，并且按照VHT-STF、VHT-LTF 1、VHTSIG-B、VHT-LTF和数据字段的次序顺序地发射全部随后字段。在此，可以不附加地发射VHTSIG-A，并且可在VHTSIG-B中发射用于数据解调制和解码的参数。在此情况下，可重使用在HT-SIG中发射的子字段的信息。接收STA可基于VHTSIG-B的信息对数据字段进行解调制和解码。此外，可以按照需要省略图23的PLCP帧格式的字段中的一些，并且图24和图25示出其示例。

图24和图25示出格式，在每个格式中省略了图23的示例中的VHT-STF或者VHT-LTF1，并且示出可以根据STA的实现方式修改的VHT-混合-GF PLCP帧格式的示例。

图26示出VHT-混合-PLCP帧格式的一个示例以及根据本发明的实施方式的VHT-混合-PLCP帧的发射。

VHT-混合-PLCP帧2610包括用于遗留STA的TF(训练字段)和SIG(可被遗留STA识别)用于VHT STA的TF和SIG、以及数据字段。作为用于遗留STA的TF和SIG的示例，图26的VHT-混合-PLCP帧2610包括L-STF(非HT短训练字段)2612、L-LTF(非HT长训练字段)2614、L-SIG(非HT信号字段)2616和HT-SIG(HT信号字段)2618。

L-STF 2612用于帧时序获取和AGC(自动增益控制)汇聚。L-LTF 2614用于信道估计，该信道估计用于对L-SIG 2616和数据进行解调制。L-SIG 2616包括用于对随后数据进行解调制和解码的信息。HT-SIG 2618是用于HT STA的SIG字段并且可以包括在L-SIG 2616中并且被发射。L-STF 2612、L-LTF 2614和L-SIG 2616在其它字段之前发射，从而遗留STA可识别它们并且可知道正在使用的信道。

根据本发明的实施方式的VHT-混合-PLCP帧2610包括用于VHT STA的VHT-STF 2622、VHT-LTF1 2624、两个VHT-SIG(即，VHTSIG-A 2630和VHTSIG-B2640)和VHT-LTFs 2650-1，...，2650-L。VHTSIG-A2630包括关于随后发射的字段的共用信息和PLCP帧。VHTSIG-B 2640可以包括针对将被发射数据的每个目标STA个性化的信息。

在根据本发明的实施方式的发射帧的方法中，首先发射VHT-混合-PLCP帧2610，接着发射N个GF-PLCP帧2690-1到2690-N。VHT-混合-PLCP帧2610包括关于VHT-混合-PLCP帧2610和N个VHT GF-PLCP帧2690-1到2690-N的发射时间信息。不作为发射目标STA的遗留STA和VHT STA可通过VHT-混合-PLCP帧2610知道正在使用的信道，并且基于VHT-混合-PLCP帧2610中包括的发射时间信息在该信道被使用的时间期间设定NAV并且推迟信道接入。为此，VHT-混合-PLCP帧2610中的VHTSIG-A 2630之前的字段被发射而不用SCMA预编码，从而可被包括遗留STA的全部STA识别，并且仅仅VHTSIG-A 2630之后的字段经历SDMA预编码并且发射。

不作为发射目标STA的遗留STA和VHT STA可以不识别在VHT-混合-PLCP帧2610之后发射的N个GF-PLCP帧2690-1到2690-N，但是可以基于VHT-混合-PLCP帧2610中包括的发射时间信息在发射VHT-混合-PLCP帧2610和N个GF-PLCP帧2690-1到2690-N的全部时间期间设定NAV并且推迟信道接入。因此，可防止故障。

图27是示出根据本发明的实施方式的VHT-GF-PLCP帧格式的框图。

VHT-GF-PLCP帧2700包括VHT-GF-STF 2710、VHT-LTF 12720、VHT-SIG字段(即，VHTSIG-A 2730和VHTSIG-B 2740)、N个VHT-LTFs 2750-1、...、2750-N和数据字段DATA。在图27的示例中，连续发射VHTSIG-A 2730和VHTSIG-B 2740，但是仅仅是示例性的。VHTSIG-B 2740可以在VHTSIG-A 2730之后立即发射或者可以在VHTSIG-A 2730之后发射。在根据本发明的VHT-GF-PLCP帧2700中，VHT-GF-STF 2710、VHT-LTF1 2720和VHTSIG-A 2730被全方向地发射，从而全部VHT STA可收听它们。VHTSIG-B 2740和随后发射的数据可经历SDMA预编码和波束成形接着被发射。VHTSIG-A 2730包括关于随后的SDMA发射的共用信息。例如，VHTSIG-A 2730可以包括关于SDMA发射持续时间的共用信息，从而第三STA(即，非发射目标STA)可以在SDMA发射持续时间期间设定NAV。VHTSIG-B 2740具有在其中设定的参数值或者包括向每个发射目标STA进行SDMA发射所使用的参数值。例如，可以设定MCS索引、信道带宽、空间流的数量等，并且MCS索引、信道带宽、空间流的数量可以按照STA包括在VHTSIG-B 2740中，接着被发射。

VHTSIG-B 2740和随后发射的数据可经历SDMA预编码和波束成形接着被发射。因此，第三STA(即，不是发射目标STA)不接收VHTSIG-B 2740字段和随后发射的数据，但是可通过接收直至VHTSIG1 2730为止的字段来识别对应的前导码。

在单用户(SU)-MIMO中，GF-PLCP帧可以使用一个VHTSIG。这是因为由于在SU-MIMO中不进行SDMA发射，所以不产生诸如去往不同STA的PLCP帧之间的冲突或者干扰的问题。为了在SU-MIMO和MU-MIMO中标识GF-PLCP帧，VHTSIG-A 2730和VHTSIG-B 2740中可包括指示发射类型的类型子字段。在类型子字段的配置值指示使用SU-MIMO方法的发射的情况下，仅仅使用一个VHTSIG字段。在类型子字段的配置值指示使用MU-MIMO方法的发射的情况下，使用两个VHTSIG(即，VHTSIG1和VHTSIG2)。如上所述，两个VHTSIG中的VHTSIG1用于检测和识别全方向发射并且被BSS内的STA发射的PLCP帧的前导码。此外，两个VHTSIG中的VHTSIG2具有关于针对去往各个发射目标STA的空间流的MCS索引值、信道宽度和空间流的数量等的信息。

图28示出根据本发明的实施方式的PLCP帧格式的示例。

图28的PLCP帧具有VHT-混合帧格式并且包括用于遗留STA的字段L-STF、L-LTF、L-SIG和HT-SIG。字段L-STF、L-LTF、L-SIG和HT-SIG具有与以上描述相同的功能。

图28示出一个示例，其中AP使用MU-MIMO方法向两个STA STA1和STA2发射5个空间流，第一个STA STA1接收3个空间流，并且第二个STA STA2接收2个空间流。在此，STA(即，MU-MIMO发射的目标)的数量和向这些STA发射的空间流的数量仅仅是示例性的，但是本发明不限于此。

图28的PLCP帧包括多个VHTSIG字段(例如，VHTSIG1和VHTSIG2)，每个VHTSIG字段包括关于STA(即，MU-MIMO发射的目标)的控制信息。也就是说，VHTSIG字段的数量可等于或者大于STA(即，MU-MIMO发射的目标)的数量。

在图28的示例中，字段VHTSIG1包括关于STA1(即，MU-MIMO发射的目标)的控制信息，字段VHTSIG2包括关于STA2(即，MU-MIMO发射的目标)的控制信息。

分配给每个STA的VHTSIG字段可以由诸如VHTSIG1和VHTSIGN的多个VHTSIG字段组成。例如，IEEE 802.11n标准的HT-SIG字段可以包括分别在两个OFDM符号中发射的两个HT-SIG。可以通过使用MU-MIMO空间复用的STA的数量和空间复用的流的数量的函数来表示要发射的VHTSIG字段的OFDM符号的数量。

在图28的示例中，例示了两个VHTSIG字段，但是随着STA(即，MU-MIMO发射的目标)的数量增加，发射VHTSIG字段的持续时间增加。如果发射八个流的AP通过MU-MIMO与八个1Rx-STA一起工作，则必须连续发射八个VHTSIG字段(即，VHTSIG1到VHTSIG8)。

在此情况下，需要层索引指示，该层索引指示通知哪个流将被STA(即，MU-MIMO发射的目标)接收。为此，VHTSIG字段可包括指示比特，该指示比特指示用于STA(即，多个MU-MIMO发射目标)中的特定一个的控制信息。

LTF经历代码复用并且同时通过多个空间流发射。为了提供LTF正交性，可以改变发射的LTF的数量，因而在图28的示例中用LTFx表示。

向VHTSIG字段添加针对关于每个STA的控制信息的唯一标识信号的方法，或者针对VHTSIG字段的CRC奇偶比特对标识STA的标识值进行比特模式掩蔽(即，对奇偶比特进行异或)的方法可以用作指示针对每个STA(即，多个MU-MIMO发射目标)的可以包括VHTSIG字段的控制信息包含在哪里的方法。在此情况下，标识值或者信号可以是目标STA的MAC地址或者相关联的ID。

直至VHTSIG字段使用的循环移位可不同于随后使用的循环移位。VHTSIG字段之后发射的字段经历预编码和波束成形接着被发射。

图29示出根据本发明的一种实施方式的PLCP帧格式的另一个示例。图29的PLCP帧格式具有VHT GF PLCP格式并且基本上与图28的相同。然而，由于不需要考虑遗留STA，可以省略用于遗留STA的字段(例如，L-STF、L-LTF、L-SIG、和HT-SIG)，并且全部字段可以经历波束成形并且发射。

图30和图31示出根据本发明的一种实施方式的PLCP帧格式的又一个示例。

图30示出VHT-混合PLCP帧格式，图31示出VHT GF PLCP帧格式。

在图30的PLCP帧中，用于遗留STA的字段(即，L-STF、L-LTF、L-SIG和HT-SIG)被全方向地发射。接着，从VHTSIG字段开始的随后字段，每个字段包括关于STA的控制信息，可针对每个STA经历波束成形接着发射。因此，在图30的VHT-混合PLCP帧格式中，在发射其中将AGC增益考虑在内的每个字段VHT-STF之后，发射VHTSIG字段。也就是说，不连续发射字段HT-SIG和字段VHTSIG。

在图28和图29中的不同于交叠格式的VHTSIG字段支持MU-MIMO的情况下，VHTSIG字段的发射持续时间不根据STA的数量改变。此外，如果AP针对每个STA(即，多个MU-MIMO发射目标)适当地进行波束成形(例如，使用块对角化方案)，则对应的STA不与其它STA干扰，因为该对应的STA仅仅可识别自己的流而不考虑流的总数量。因此，每个STA不知道它是根据MU-MIMO方法操作，并且认为它是使用小数量的空间流根据SU-MIMO方法工作。

图30和图31示出其中AP将两个STA(即，STA1和STA2)配对用于MU-MIMO的示例。STA1接收3个流并且接收用于信道测量的4个VHT-LTF。STA2接收2个流并且接收用于信道测量的2个VHT-LTF。

在此情况下，可用算式4到算式6表示LTF映射矩阵P。

算式4示出当测量2个LTF时可使用的LTF映射矩阵的一个示例，算式5示出当测量3个LTF时可使用的LTF映射矩阵的一个示例，以及算式6示出当测量4个LTF时可使用的LTF映射矩阵的一个示例。

[算式4]

P = [\begin{matrix} 1 & - 1 \\ 1 & 1 \end{matrix}]

[算式5]

P = [\begin{matrix} 1 & - 1 & 1 & 1 \\ 1 & 1 & - 1 & 1 \\ 1 & 1 & 1 & - 1 \end{matrix}]

[算式6]

P = [\begin{matrix} 1 & - 1 & 1 & 1 \\ 1 & 1 & - 1 & 1 \\ 1 & 1 & 1 & - 1 \\ - 1 & 1 & 1 & 1 \end{matrix}]

图31示出VHT GF PLCP帧格式的一个示例。在此帧格式中，在图30的示例中省略了作为非交叠部分的用于遗留STA的字段。此外，由于全部字段经过预编码和波束成形接着被发射，因此可以省略用于控制AGC增益的VHT STF字段的发射。

在图30和图31的示例中，如果AP可发射5个或者更多个流，则可发射针对STA的波束而不彼此干扰。然而，如果STA的RX(即，多个MU-MIMO发射目标)的总数大于可接收的流的数量，则因为波束不适当地形成，所以可产生性能损失。例如，假定当AP发射4个流时，STA1具有3个Rx天线并且STA2具有2个Rx天线。假定为了向每个STA发射2个流，AP形成波束，STA1经历这种性能损失。

在此，性能损失可由各种因素造成。当进行被AP使用的干扰迫零波束成形时，因为有限字长度精度的限制和信道系数估计误差，将不能没有干扰地向每个STA发射发射信号。在此，有限字长度精度问题是指因为当在当前的无线调制解调器中将信号信息量化为数字数据时的信息损耗而出现的问题。此外，在存在空间干扰泄漏的状态中，可能通过由相同序列构成的针对不同STA的LTF错误地进行信道估计。因此，因为数据解调制不正常进行，可产生性能损失。

另外，尽管从不同STA引入了干扰，但是如果针对不同STA的流的LTF指示包括在其自己的VHTSIG字段中(或者针对其自己的LTF的指示包括在VHTSIG字段中)，则可使用适当的接收机(例如，MMSE接收机)消除干扰。如上所述，提出将针对除了自己STA的不同STA的LTF指示包括在VHTSIG字段中的方法。

此外，为了在因为针对不同的STA的信号而不同的STA之间发生干扰的状态中提高信道估计的性能，提出通过针对STA的加扰向LTF发射不同序列和其它信号(例如，STF和SHTSIG)的方法。

作为具体实施方式，可使用STA的关联ID产生加扰代码。在此情况下，针对STA的加扰不必每个STA都不同，并且STA对于通过MU-MIMO方法配对并且同时空间复用的加扰信号仅仅必须具有不同的标识分类即可。

该方法可应用于通过交叠构建的全部方案。因此，如果交叠方案包括在随后提出的全部PLCP帧格式之内，则可按照需要在VHTSIG字段中包括永久指示而不用特别提出，并且字段LTF、STF和SIG的组合可以被加扰。

交叠方案有利之处在于可维持适当的开销，因为字段VHTSIG的符号持续时间不根据STA的数量改变。非交叠方案有利之处在于可使用在针对MU-MIMO配对的STA可知道向其分配的流的假设下发射的全部VHT-LTF来检测必要的空间流。因此，提出PLCP帧格式，其中通过最佳地使用这些优点，使用交叠方案发射VHTSIG，并且使用非交叠方案发射VHT-LTF。

图32到图35示出PCLP帧格式的示例，其中使用交叠方案发射VHTSIG并且使用非交叠方案发射VHT-LTF。图32和图33例示这样的情况，其中当乘到VHTSIG的波束成形矩阵不同于乘到VHT-LFT的波束成形矩阵时，在VHT-LTF之前要求用于控制AGC增益的VHT-STF。图34和图35示出这样的情况，其中VHTSIG和VHT-LTF经历使用相同的波束成形矩阵的波束成形并且发射，其中在发射VHT-LTF之前不需要发射VHT-STF。图32和图34示出VHT-混合PLCP帧格式的示例，图33和图35示出VHT GF PLCP帧格式的示例。

在图32到图35的示例中，假定在接收STA检测到VHTSIG字段之前，一个RX天线打开。接收STA可通过使用VHT-LTF测量VHTSIG字段并且读取VHTSIG字段知道关于其自身的流以及关于流的总数的信息。另外，由于在VHTSIG字段读取之前假定一个天线，可以不使用随着RX的数量增加而可获得的分集增益。

图36和图37示出其中被引入了VHTSIG字段的PLCP帧格式。

图36示出VHT-混合PLCP帧格式的一个示例，图37示出VHT GF PLCP帧格式的一个示例。

图36和图37的PLCP帧包括VHTSIGc字段，该VHTSIGc字段包括共用控制信息。VHTSIGc字段是共用VHTSIG字段，并且包括关于STA1和STA2的共用控制信息。VHTSIGc字段被全方向地发射，从而全部STA可获取关于VHTSIGc字段的信息。VHTSIGc字段包括向全部STA共同通知的信息，诸如关于向每个STA分配的流和流的总数的信息，并且该信息通过VHTSIGc发射到每个STA。字段VHTSIGc和VHT-LTF使用非交叠方案发射。接着，使用交叠方案发射VHTSIG1和VHTSIG2，每个字段包括关于每个STA的个性化的控制信息。

在上述多个实施方式中，当使用交叠方案配置字段并且同时向STA发射时，从STA的角度为了正常操作并且识别为SU-MIMO，必须在每个STA的方向上良好地形成波束。换句话说，由于其它STA中的LTF不用作干扰，所以对应的STA不需要将是否存在其它STA考虑在内。

然而，如果由于一些原因产生了与其它STA的干扰，可能不容易区分向其分配的自身的字段和向其它STA分配的字段。例如，在图32到图35的PLCP帧格式的情况下，三个VHT-LTF与VHT-LTF交叠了P矩阵并且发射到STA1，并且两个VHT-LTF与VHT-LTF交叠了p矩阵并且发射到STA2。在此情况下，在仅仅支持SU-MIMO的802.11n系统中，LTF-OFDM符号被赋予由{-1，1}组成的固定模式。因此，STA1的VHT-LTF和STA2的VHT-LTF具有相同模式的OFDM符号。如果形成了理想波束，则STA1中必须识别三个VHT-LTF，并且STA2中必须识别两个VHT-LTF。然而，由于一些原因，可在STA1中检测到STA2的VHT-LTF。例如，可在STA1中识别全部五个VHT-LTF。在这种情况下，从STA1的角度，如果不支持特别指示方法，则不存在选出通过干扰接收的VHT-LTF的方法。为了解决这个问题，提出了STA从其它VHT-LTF区分其自身的VHT-LTF的方法。

根据本发明的实施方式，为了支持MU-MIMO，加扰代码可应用于向STA发射的诸如LTF和VHTSIG的字段。在此情况下，STA中使用的序列可彼此正交，或者应至少具有良好的相关(correlation)特性。此外，尽管STA接收作为干扰的针对其它STA的LTF或者VHTSIG，但是STA可从针对其它STA的LTF或者VHTSIG区分自身的LTF或者VHTSIG。因此，存在干扰抑制效果。当加扰序列被初始化时，可使用可被STAID代替的ID(例如，关联ID(AID))、或者STAID、或者STA临时编号等。在采用STA临时编号的方法被使用的情况下，STA可被编号，并且可使用编号后的值来对加扰序列进行初始化接着应用于交叠字段。

图38是示出其中实现本发明的实施方式的无线电设备的另一个示例的框图。无线电设备3800可以是AP或者非AP站点。

无线电设备3800包括处理器3810、存储器3820、和收发机3830。收发机3830发射和接收无线电信号，并且在其中实现IEEE 802.11的物理层。收发机3830支持通过多个天线的MIMO发射。处理器3810耦合到收发机3830并且被配置为实现IEEE802.11的MAC层和物理层。当处理器3810按照上述方法处理发射台的操作时，无线电设备3800变为发射台。当处理器3810按照上述方法处理接收台的操作时，无线电设备3800变为接收台。

在处理器3810中实现的发射台的PLCP子层中，基于上述PLCP帧格式将PLCP前导码添加到被MAC层发射的PSDU，接着发射到处理器3810或者在收发机3830中实现的PMD子层。在PMD子层中，使用多天线系统，基于针对上述PLCP帧格式的每个字段的发射方法，通过收发机3830发射PLCP帧。在接收台的处理器3810中实现的接收台的PLCP子层中，基于上述PLCP帧格式去除PLCP前导码，并且PSDU发射到在接收台的处理器3810中实现的MAC层。

处理器3810或者收发机3830或者两者可包括专用集成电路(ASIC)、其它芯片组、逻辑电路和/或数据处理器。存储器3820可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存存储器、存储卡、存储介质和/或其它存储装置。当在软件中实现上述实施方式时，可使用用于进行上述功能的模块(或者处理或者功能)实现上述方案。该模块可存储在存储器3820中并且被处理器3810执行。存储器3820可设置在处理器3810外部并且使用多种已知途径耦合到处理器3810。

尽管结合被认为是当前实际的示例性实施方式描述了本发明，应理解的是本发明不限于所公开的实施方式，相反地旨在覆盖包括在所附的实质和范围内的各种修改和等同排列。

Claims

1.一种在无线局域网(WLAN)系统中发射控制信息的方法，所述方法包括以下步骤：通过循环移位延迟分集波束成形发射第一控制信息，以及发射第二控制信息，其中所述第一控制信息包括使所述第二控制信息的多个目标站点的每个接收所述第二控制信息而必要的信息，以及所述第二控制信息被波束成形并且发射到所述多个目标站点。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一控制信息还包括关于向所述多个目标站点发射空间复用的空分多址(SDMA)数据而花费的发射时间的信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二控制信息包括关于所述多个目标站点的每个的控制信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述关于所述多个目标站点的每个的控制信息包括调制和编码方案(MCS)信息、信道带宽信息、关于空间流的数量的信息和发射功率信息中的至少一个。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，通过第一帧发射所述第一控制信息和所述第二控制信息，并且所述第二控制信息包括关于在所述第一帧之后发射一个或者更多个第二帧而花费的发射时间的信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，被分配以发射所述第一控制信息的每个正交频分复用OFDM符号的子载波的数量小于被分配以发射所述第二控制信息的每个OFDM符号的子载波的数量。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，被分配以发射公共控制信息的OFDM符号的数量大于被分配以发射针对STA的控制信息的OFDM符号的数量。

8.根据权利要求7所述的方法，所述方法还包括：通过所述公共控制信息之前的OFDM符号发射用于信道估计的第一长训练字段LTF，所述信道估计用于接收公共控制信息。

9.根据权利要求7所述的方法，所述方法还包括：通过所述公共控制信息和所述针对STA的控制信息之间的OFDM符号发射用于信道估计的第二长训练字段，所述信道估计用于接收所述针对STA的控制信息。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二长训练字段和针对STA的控制信息使用相同的预编码矩阵经历波束成形。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一控制信息和所述第二控制信息应用于不同的循环移位。

12.一种无线电设备，所述无线电设备包括：处理器；以及收发机，所述收发机在功能上耦合到所述处理器并且被配置为发射和接收帧，其中所述处理器通过循环移位延迟分集波束成形来发射第一控制信息，并且被配置为发射第二控制信息，所述第一控制信息包括使所述第二控制信息的多个目标站点的每个接收所述第二控制信息而必要的信息，以及所述第二控制信息被波束成形并且发射到所述多个目标站点。