CN103004105B - 用于上行链路多用户mimo mac支持的技术 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了一种无线站（STA），所述无线站包括可操作用于在无线网络中通信的收发机，其中该收发机适合于上行链路多用户多输入多输出（UL MU MIMO）媒体接入控制（MAC）支持。

Description

用于上行链路多用户MIMO MAC支持的技术
背景技术
使用上行链路（UL）多用户多输入多输出（MUMIMO）来增加基本服务集（BSS）的网络容量是有可能的。通过ULMUMIMO，准许多个STA同时地（在时间和频率中）对多天线接入点（AP）进行传送并且所得到的信号由AP的MIMO均衡器来分离。在前同步码（preamble）内将长训练字段（LTF）用于信道估计。通过ULMUMIMO，从不同STA发送的长训练字段（LTF）应当形成正交矩阵，使得AP能够区分它们。STA需要知道如何形成它们的前同步码，使得在AP能够区分来自不同STA的LTF的组合。使用上行链路（UL）多用户多输入多输出（MUMIMO）来增加基本服务集（BSS）的网络容量是可能的。
通过ULMUMIMO，准许多个STA同时地（在时间和频率中）对多天线AP进行传送并且所得到的信号由AP的MIMO均衡器来分离。在前同步码内将长训练字段（LTF）用于信道估计。通过ULMUMIMO，从不同STA发送的长训练字段（LTF）应当形成正交矩阵，使得AP能够区分它们。STA需要知道如何形成它们的前同步码，使得在AP能够区分来自不同STA的LTF的组合。
因此，存在对于改进ULMUMIMO技术的系统、装置和方法的强烈需要。
发明内容
本公开提供一种无线站（STA），包括：可操作用于在无线网络中通信的收发机，其中所述收发机适合于上行链路多用户多输入多输出（ULMUMIMO）媒体接入控制（MAC）支持；其中所述收发机还适合于与所述无线网络中的基本服务集（BSS）中的接入点（AP）通信，并且其中所述AP能够使用MAC信令来向所述BSS中的不同STA通知关于多播地址、流的总数、单独的调制编码方案（MCS）以及P矩阵的行。
本公开还提供一种方法，包括：操作无线网络中的收发机并且使所述收发机适合于在无线网络中通信，其中所述收发机适合于上行链路多用户多输入多输出（ULMUMIMO）媒体接入控制（MAC）支持；其中所述收发机还适合于与所述无线网络中的基本服务集（BSS）中的接入点（AP）通信，并且其中所述AP能够使用MAC信令来向所述BSS中的不同STA通知关于多播地址、流的总数、单独的调制编码方案（MCS）以及P矩阵的行。
本公开还提供一种接入点（AP），包括：适合于与无线网络中的无线站（STA）通信的收发机，所述STA适合于上行链路多用户多输入多输出（ULMUMIMO）媒体接入控制（MAC）支持；其中所述AP和所述STA之间的所述通信在所述无线网络中的基本服务集（BSS）内，并且其中所述AP能够使用MAC信令来向所述BSS中的不同STA通知关于多播地址、流的总数、单独的调制编码方案（MCS）以及P矩阵的行。
本公开还提供一种用于操作无线网络中的收发机的装置，包括：用于使所述收发机适合于上行链路多用户多输入多输出（ULMUMIMO）媒体接入控制（MAC）支持的部件；用于使所述收发机适合于与所述无线网络中的基本服务集（BSS）中的接入点（AP）通信的部件，其中所述AP能够使用MAC信令来向所述BSS中的不同STA通知关于多播地址、流的总数、单独的调制编码方案（MCS）以及P矩阵的行。
附图说明
在本说明书的结尾部分中特别指出并明确要求了视为本发明的主题。然而，与操作的方法和组织有关的本发明连同其目标、特征、以及优势可通过与附图一起阅读时参考以下的详细描述而被最好地理解，其中：
图1示出根据本发明的实施例的ULMUMIMO组动作帧的示例帧格式；以及
图2示出根据本发明的实施例的ULMUMIMO帧的示例帧格式。
将领会到，为了图示的简单和清楚，图中示出的要素不一定是按比例绘制的。例如，为了清楚起见，这些要素中的一些要素的尺寸相对于其它要素被夸大了。另外，在认为合适之处，已经在图之间重复了引用数字以指示对应或类似的要素。
具体实施方式
在下面详细的描述中，陈述了许多具体的细节以便提供本发明的透彻的理解。然而，本领域技术人员将理解到，可以在没有这些具体细节的情况下实行本发明。在其它情况下，没有详细描述公知的方法、规程（procedure）、组件和电路以免使本发明模糊。
尽管本发明的实施例在这个方面不受限制，但是利用例如诸如“处理”、“计算”、“演算”、“确定”、“建立”、“分析”、“校验”或诸如此类的术语的讨论可以指计算机、计算平台、计算系统或其它电子计算设备的一个或多个操作和/或一个或多个过程，所述的操作和/或过程操纵计算机的寄存器和/或存储器内的表示物理（例如，电子）量的数据和/或将所述数据变换为计算机的寄存器和/或存储器或可以存储执行操作和/或过程的指令的其它信息存储媒体内类似地表示为物理量的其它数据。
尽管本发明的实施例在这个方面不受限制，但是如本文使用的术语“复数（plurality）”和“复数个（aplurality）”可以包括例如“多个”或“两个或更多”。术语“复数”或“复数个”可贯穿本说明书用于描述两个或更多组件、设备、要素、单元、参数或诸如此类。例如，“复数个站”可包括两个或更多站。
本发明的实施例提供了使用媒体接入控制（MAC）信令向无线网络中操作的不同站（STA）通知关于多播地址、流的总数、单独的MCS以及P矩阵的行。在本发明的一实施例中，AP可以为各个STA确定流的总数、最大持续期以及最大调制编码方案（MCS）；可以定义ULMUMIMO组帧；以及可以在ULMUMIMO传送之前提供MAC信令规程。
AP从多个STA接收的ULMUMIMO传送内的流的信噪比（SNR）要求能够不同于单个STA的单个传送内的单个流的SNR要求。因为每个单独的STA不知道在相同的上行链路（UL）MUMIMO传送中将有多少个STA正在传送，所以AP必须确定在相同的ULMUMIMO传送中涉及的STA的数量、STA的ULMUMIMO传送的最大持续期以及每个STA的传送的流的最大数量（或某个等同选择，例如指示流的最大数量的MCS数量）。
AP经由接收的帧中的服务质量（QoS）控制字段得知在每个STA的缓冲的业务。在每个ULMUMIMO传送之前，AP将动作帧传送到具有缓冲的业务的多个STA。
现在转到到图1（概要地示为100），其示出根据本发明的实施例的ULMUMIMO组动作帧的示例帧格式，并且可包含指派到ULMUMIMO组的多播MAC地址105、ULMUMIMO传送内的流的总数110、ULMUMIMO传送中包含的A-MPDU的最大持续期115、组中的STA的关联ID（AID）120、140、组中的每个STA的MCS125、140、以及可选地包含流比特图字段130、150。注意到ULMUMIMO组中的所有STA需要知道ULMUMIMO传送的最大持续期，使得：1）它们能够将最大持续期放到L-SIG字段中；以及2）可选地它们能够提供填充比特来将较短分组填充直到最长的持续期。
看到图2（概要示为200），其是根据本发明的实施例的ULMUMIMO帧的示例帧格式的图示，并且可包含ULMUMIMO传送内的流的总数205、ULMUMIMO传送中包含的A-MPDU的最大持续期210、组中STA的关联ID（AID）215、230、组中的每个STA的MCS220、235以及可选地包含流比特图字段225、240。
每个前同步码包含一个或多个长训练字段。除了在其中传送的2的下一个幂数量的LTF的一些设计中之外，为每个空间流传送一个LTF。LTF序列乘以来自正交映射P矩阵的值（1或-1）。
在一个说明性的示例中（并非以限制的方式），三个STA在一个ULMUMIMO传送中正在同时传送。AP确定每个STA能够使用的MCS；例如，前两个STA传送一个空间流并且第三STA传送两个空间流。在这种情况下，将P矩阵的第一行指派到STA1，将第二行指派到STA2，以及将最后两行指派到STA3。当接收到ULMUMIMO组帧时，STA基于流的总数将知道使用了哪个P矩阵并且基于其指派的MCS和在它前面指派到STA的MCS将知道使用了该P矩阵的哪个行或哪些行。
AID的顺序对应于P矩阵中指派的行的连续顺序。可选的流比特图字段能够用于直接地向STA通知关于P矩阵中的哪些行可应用于那个STA。流比特图字段的长度是P矩阵的最大维的长度。当接收到流比特图字段时，STA不需要基于在它前面指派到STA的MCS来演算它需要使用的行。相反，直接地指示指派到该STA的行。在一个实施例中，以单播方式将ULMUMIMO组动作帧传送到ULMUMIMO组中的每个STA。在这种情况下，在ULMUMIMO传送之前，AP将CF-Poll帧传送到所述多播地址。当接收到CF-Poll帧时，属于ULMUMIMO组的所有STA将开始传送。AP将基于ULMUMIMO组动作帧中包括的信息来处理来自所有STA的前同步码。在另一实施例中，ULMUMIMO组帧是广播帧。接收该帧并看到该帧中指示的它们的AID的所有的STA将发送回它们的数据帧。
现在转到图3，在300示出了本发明的另一实施例，该实施例提供包括与移动设备（325或330）相关联的收发机的系统，所述收发机可操作以在可以位于特定区域或建筑物335的无线网络340中通信。所述移动设备可以用相关联的收发机与接入点315通信，所述接入点315可以经由例如T-l线路310连接到互联网305。AP和STA可正在作为相同基本服务集（BSS）320的一部分来操作。与AP和STA相关联的收发机可以根据上面概述的技术来操作。
本发明的又一实施例提供一种编码有计算机可运行指令的计算机可读媒体，所述计算机可运行指令在被访问时，导致机器执行操作，所述操作包括操作无线网络中的收发机，所述收发机适合于上行链路多用户多输入多输出（ULMUMIMO）媒体接入控制（MAC）支持。计算机可读媒体可进一步实现上面陈述的技术。
尽管本文已经描述并示出了本发明的某些特征，但本领域技术人员可以想到很多修改、替换、改变以及等同。因此，要理解，所附的权利要求旨在覆盖落入本发明的真正精神内的所有此类修改和改变。

Claims (17)

1.一种无线站STA，包括：
可操作用于在无线网络中通信的收发机，其中所述收发机适合于上行链路多用户多输入多输出ULMUMIMO媒体接入控制MAC支持；
其中所述收发机还适合于与所述无线网络中的基本服务集BSS中的接入点AP通信，并且其中所述AP能够使用MAC信令来向所述BSS中的不同STA通知关于多播地址、流的总数、单独的调制编码方案MCS以及P矩阵的行。
2.如权利要求1所述的无线站，其中以单播方式将ULMUMIMO组动作帧传送到ULMUMIMO组中的每个STA，并且其中在ULMUMIMO传送之前，所述AP将CF-Poll帧传送到多播地址，并且当接收到所述CF-Poll帧时，属于所述ULMUMIMO组的所有STA将开始传送，并且其中所述AP将基于所述ULMUMIMO组动作帧中包括的信息来处理来自所有STA的前同步码。
3.如权利要求2所述的无线站，其中所述ULMUMIMO组帧是广播帧，并且接收到帧并看到所述帧中指示的它们的AID的所有STA将发送回它们的数据帧。
4.如权利要求1所述的无线站，其中所述无线网络符合电气与电子工程师协会（IEEE）802.11标准。
5.如权利要求2所述的无线站，其中所述AP经由接收的帧中的QoS控制字段得知在每个STA的缓冲的业务，并且在每个ULMUMIMO传送之前，所述AP将所述动作帧传送到具有缓冲的业务的多个STA。
6.如权利要求5所述的无线站，其中所述动作帧包含指派到所述ULMUMIMO组的多播MAC地址、ULMUMIMO传送内的流的总数、所述ULMUMIMO传送中包含的A-MPDU的最大持续期、所述组中STA的关联ID、所述组中每个STA的MCS、以及可选地包含流比特图字段。
7.一种用于上行链路多用户MIMOMAC支持的方法，包括：
操作无线网络中的收发机并且使所述收发机适合于在无线网络中通信，其中所述收发机适合于上行链路多用户多输入多输出ULMUMIMO媒体接入控制MAC支持；
其中所述收发机还适合于与所述无线网络中的基本服务集BSS中的接入点AP通信，并且其中所述AP能够使用MAC信令来向所述BSS中的不同STA通知关于多播地址、流的总数、单独的调制编码方案MCS以及P矩阵的行。
8.如权利要求7所述的方法，其中以单播方式将ULMUMIMO组动作帧传送到ULMUMIMO组中的每个STA，并且其中在ULMUMIMO传送之前，所述AP将CF-Poll帧传送到多播地址，并且当接收到所述CF-Poll帧时，属于所述ULMUMIMO组的所有STA将开始传送，并且其中所述AP将基于所述ULMUMIMO组动作帧中包括的信息来处理来自所有STA的前同步码。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述ULMUMIMO组帧是广播帧，并且接收帧并看到所述帧中指示的它们的权限标识（AID）的所有STA将发送回它们的数据帧。
10.如权利要求7所述的方法，其中所述无线网络符合电气与电子工程师协会（IEEE）802.11标准。
11.如权利要求8所述的方法，其中所述AP经由接收的帧中的QoS控制字段得知在每个STA的缓冲的业务，并且在每个ULMUMIMO传送之前，所述AP将所述动作帧传送到具有缓冲的业务的多个STA。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述动作帧包含指派到所述ULMUMIMO组的多播MAC地址、ULMUMIMO传送内的流的总数、所述ULMUMIMO传送中包含的A-MPDU的最大持续期、所述组中的STA的关联ID、所述组中的每个STA的MCS、以及可选地包含流比特图字段。
13.一种接入点AP，包括：
适合于与无线网络中的无线站STA通信的收发机，所述STA适合于上行链路多用户多输入多输出ULMUMIMO媒体接入控制MAC支持；
其中所述AP和所述STA之间的所述通信在所述无线网络中的基本服务集BSS内，并且其中所述收发机能够使用MAC信令来向所述BSS中的不同STA通知关于多播地址、流的总数、单独的调制编码方案MCS以及P矩阵的行。
14.如权利要求13所述的AP，其中以单播方式将ULMUMIMO组动作帧传送到ULMUMIMO组中的每个STA，并且其中在ULMUMIMO传送之前，所述AP将CF-Poll帧传送到多播地址，并且当接收到所述CF-Poll帧时，属于所述ULMUMIMO组的所有STA将开始传送，并且其中所述AP将基于所述ULMUMIMO组动作帧中包括的信息来处理来自所有STA的前同步码。
15.如权利要求14所述的AP，其中所述ULMUMIMO组帧是广播帧，并且接收帧并看到所述帧中指示的它们的权限标识（AID）的所有STA将发送回它们的数据帧。
16.一种用于操作无线网络中的收发机的装置，包括：
用于使所述收发机适合于上行链路多用户多输入多输出ULMUMIMO媒体接入控制MAC支持的部件；
用于使所述收发机适合于与所述无线网络中的基本服务集BSS中的接入点AP通信的部件，其中所述AP能够使用MAC信令来向所述BSS中的不同STA通知关于多播地址、流的总数、单独的调制编码方案MCS以及P矩阵的行。
17.如权利要求16所述的装置，其中以单播方式将ULMUMIMO组动作帧传送到ULMUMIMO组中的每个STA，并且其中在ULMUMIMO传送之前，所述AP将CF-Poll帧传送到多播地址，并且当接收到所述CF-Poll帧时，属于所述ULMUMIMO组的所有STA将开始传送，并且其中所述AP将基于所述ULMUMIMO组动作帧中包括的信息来处理来自所有STA的前同步码。
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