CN103098402B - 在无线lan系统中收发mimo包的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在无线LAN系统中发送器发送多输入多输出（MIMO）包的方法。所述方法包括以下步骤：产生包括发送到一个或多个接收器中的各个接收器的至少一个空间流集的MIMO包，其中每个空间流集均基于两个编码方案中的一个而被编码；发送第一控制信息，所述第一控制信息包括MIMO指示符以及第一调制和编码方案（MCS）字段，其中所述MIMO指示符指示MIMO包用于单用户（SU）-MIMO还是多用户（MU）-MIMO，其中如果MIMO包用于SU-MIMO发送，则所述第一MCS字段指示用于MIMO包的MCS，如果MIMO包用于MU-MIMO发送，则所述第一MCS字段指示应用于每一个空间流集的编码方案；以及将MIMO包发送到至少一个接收器。所述两个编码方案是低密度奇偶校验（LDPC）编码方案和二进制卷积编码（BCC）方案。

Description

在无线LAN系统中收发MIMO包的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种无线局域网（WLAN）系统，更具体的讲，涉及一种由接入点（AP）和站点（STA）基于多输入多输出（MIMO）发送方案发送和接收包的方法。
背景技术
随着信息通信技术的进步，近来已经研发了多种无线通信技术。在所述多种无线通信技术中，无线局域网（WLAN）是这样一种技术：可通过使用便携式终端（例如，个人数字助理（PDA）、膝上型计算机、便携式多媒体播放器（PMP）等）在家或公司或者在提供特定服务的区域以无线方式进行互联网访问。
IEEE802.11n是相对最新引入以克服在被认为是WLAN中的缺点的有限数据速率的技术标准。IEEE802.11n被设计以提高网速和可靠性，并扩展无线网络的可操作距离。更具体地，IEEE802.11n支持高吞吐量（HT）（即，高达540Mbps以上的数据处理速率），并基于多输入多输出（MIMO）技术，所述MIMO技术使用发送器和接收器中的多个天线以最小化发送错误并优化数据速率。
随着WLAN的广泛使用和使用WLAN的应用的多样化，最近存在对新的WLAN系统的需求，以支持比IEEE802.11n所支持的数据处理速率高的吞吐量。支持非常高吞吐量（VHT）的下一代WLAN系统是IEEE802.11n的下一版本，并且是最近提出以支持MAC服务接入点（SAP）中的1Gbps以上的数据处理速率的IEEE802.11WLAN系统之一。
为了有效地利用无线信道，下一代WLAN系统支持多个非接入点（AP）站点（STA）同时接入信道的多用户-多输入多输出（MU-MIMO）发送。根据MU-MIMO，AP可将帧同时发送到一个或多个MIMO配对STA。
作为编码方案，在WLAN系统中提供了二进制卷积编码（BCC）和低密度奇偶校验（LDPC）编码。由于AP和STA之间的数据发送和接收在传统WLAN系统和支持高吞吐量的WLAN系统中具有一对一的关系，所以已经足够将与编码数据的编码方法相关的信息附于待发送的包。然而，由于AP可通过使用MU-MIMO发送方案将包同时发送到多个STA，所以下一代WLAN系统可具有待发送到每个STA的数据序列的不同的编码方案。
AP可具有不同的调制和编码方案（MCS），以根据对特定STA实现SU-MIMO发送的情况或者对多个STA实现MU-MIMO发送的情况以进行信号发送。在SU-MIMO发送的情况下，MCS索引被以信号发送到特定STA。然而，在MU-MIMO的情况下，各个MCS索引需要被以信号发送到多个MU-MIMO配对STA。因此，需要一种在考虑了在下一代WLAN系统中AP的MIMO发送方案以及发送目标STA的性能的情况下发送和接收包的方法。
发明内容
技术问题
本发明提供了一种在支持多用户（MU）-多输入多输出（MIMO）发送方案的无线局域网（WLAN）系统中发送和接收MIMO包的方法。
技术方案
在一方面，提供了一种在无线局域网（WLAN）系统中由发送器发送多输入多输出（MIMO）包的方法。所述方法包括以下步骤：产生包括分别被发送到至少一个接收器的至少一个空间流集的MIMO包，其中每个空间流集均基于两个编码方案中的一个编码方案而被编码；发送第一控制信息，所述第一控制信息包括MIMO指示符以及第一调制和编码方案（MCS）字段，其中MIMO指示符指示MIMO包用于单用户（SU）-MIMO还是用于多用户（MU）-MIMO，如果MIMO包用于SU-MIMO发送，则第一MCS字段指示用于MIMO包的MCS，如果MIMO包用于MU-MIMO发送，则第一MCS字段指示应用于各个空间流集的编码方案；以及将MIMO包发送到至少一个接收器。所述两个编码方案是低密度奇偶校验（LDPC）编码方案和二进制卷积编码（BCC）编码。
如果MIMO包用于MU-MIMO发送，则MIMO指示符可通过指示包括所述至少一个接收器的接收器组来指示MU-MIMO发送。
所述方法还可包括以下步骤：发送包括第二MCS字段的第二控制信息，其中如果MIMO包用于MU-MIMO发送，则第二MCS字段指示用于所述至少一个空间流集中的各个空间流集的MCS。
所述方法还可包括以下步骤：在发送了第一控制信息之后，并在发送第二控制信息之前，发送用于估计发送器和所述至少一个接收器之间的MIMO信道的训练序列。
第一控制信息还可包括指示所述至少一个空间流中的各个空间流中包括的空间流的数量的‘空间流的数量’子字段。
在另一方面，提供了一种无线设备。所述无线设备包括：收发器，其用于接收或发送MIMO包；以及处理器，其可操作地结合到收发器。所述处理器被配置为：产生包括分别被发送到至少一个接收器的至少一个空间流集的MIMO包，其中每个空间流集均基于两个编码方案中的一个编码方案而被编码；发送第一控制信息，所述第一控制信息包括MIMO指示符以及第一MCS字段，其中MIMO指示符指示MIMO包用于单用户（SU）-MIMO还是用于多用户（MU）-MIMO，如果MIMO包用于SU-MIMO发送，则第一MCS字段指示用于MIMO包的MCS，如果MIMO包用于MU-MIMO发送，则第一MCS字段指示应用于各个空间流集的编码方案；以及将MIMO包发送到至少一个接收器。所述两个编码方案是LDPC编码方案和BCC编码。
在另一方面，提供了一种在WLAN系统中由接收器对MIMO包进行解码的方法。所述方法包括以下步骤：接收MIMO指示符，所述MIMO指示符指示包括发送到至少一个接收器的至少一个空间流集的MIMO包用于MU-MIMO发送还是用于SU-MIMO发送，其中如果MIMO包用于MU-MIMO发送，则MIMO指示符通过指示MIMO包的接收器组来指示MU-MIMO发送；接收编码字段，其中所述编码字段指示应用于至少一个空间流集中的第一空间流集的编码方案；接收第一MCS字段，其中如果MIMO包用于SU-MIMO发送，则第一MCS字段指示用于MIMO包的MCS，如果MIMO包用于MU-MIMO发送，则第一MCS字段指示应用于所述至少一个空间流集中的除了第一空间流集之外的其余空间流集中的各个空间流集的编码方案；以及接收MIMO包。如果MIMO包用于MU-MIMO，则所述方法还包括以下步骤：确认接收器是否是接收器组的成员；以及如果接收器是接收器组的成员，则根据应用于由编码字段和第一MCS字段指示的多个编码方案中的接收器的空间流集的编码方案对MIMO包进行解码。
如果MIMO包用于SU-MIMO，则根据由编码字段指示的编码方案来对MIMO包进行解码。
有益效果
在发送和接收物理层汇聚过程（PLCP）协议数据单元（PPDU）的情况下，可通过解释PPDU中包括的控制信息来确认发送方案。接收站点（STA）可不同地解释根据发送方案另外提供的控制信息，并可通过根据支持的编码方案以及调制和编码方案（MCS）执行解码和解调来获得数据。
当多个多用户多输入多输出（MU-MIMO）配对STA具有不同的所支持的性能（例如，支持的编码方案等）时，发送PPDU的接入点（AP）可通过向STA提供根据PPDU发送方案而被不同地解释的控制信息来向各种类型的STA提供服务。这可提高无线局域网（WLAN）系统的性能。
附图说明
图1是示出可应用本发明实施方式的无线局域网（WLAN）系统的结构的示图。
图2示出电气和电子工程师协会IEEE802.11支持的WLAN系统的物理层结构。
图3示出可应用于本发明实施方式的物理层汇聚过程（PLCP）协议数据单元（PPDU）格式的示例。
图4是示出根据本发明实施方式的PPDU发送和接收方法的示例的流程图。
图5是示出根据本发明实施方式的基于多用户多输入多输出（MU-MIMO）发送方案的PPDU发送方法的流程图。
图6是根据本发明实施方式的基于单用户（SU）-MIMO发送方案的PPDU发送方法的流程图。
图7是示出可应用本发明实施方式的无线设备的框图。
具体实施方式
图1是示出可应用本发明实施方式的WLAN系统的构造的示图。
参照图1，WLAN系统包括一个或多个基本服务集（BSS）。BSS是可通过成功同步彼此通信的站点（STA）的集合。BSS不是指示特定区域的概念。
基础结构型（infrastructure）BSS包括一个或多个非APSTA（STA1、STA2、STA3、STA4和STA5）、提供分配服务的AP（接入点）和连接多个AP的分配系统（DS）。在基础结构型BSS中，AP管理BSS的非APSTA。
另一方面，独立BSS（IBSS）在对等模式（Ad-Hocmode）下操作。因为IBSS不包括AP，所以IBSS不具有用于执行管理功能的集中的管理实体。即，在IBSS中，以分布式方式管理非APSTA。在IBSS中，全部STA可由移动STA构成。因为全部STA都不允许接入DS，所以全部STA形成自包含网络。
STA是特定功能媒介，所述特定功能媒介包括满足电气和电子工程师协会（IEEE）802.11标准的媒介访问控制（MAC）和无线媒介物理层接口。以下，STA表示AP和非APSTA二者。
非APSTA为不是AP的STA。非APSTA还可被称为移动终端、无线装置、无线发送/接收单元（WTRU）、用户设备（UE）、移动站点（MS）、移动订户单元或仅为用户。为了便于说明，以下将非APSTA称为STA。
AP是通过用于与AP相关的STA的无线媒介来提供到DS的连接的功能实体。尽管原则上经由AP执行包括AP的基础结构型BSS中的STA之间的通信，但当设置了直接链路时，STA可执行直接通信。AP还被称为中央控制器、基站（BS）、节点-B、基本收发系统（BTS）、站点控制器等。
包括图1中示出的BSS的多个基础结构型BSS可通过使用DS互连。扩展服务集（ESS）是通过使用DS连接的多个BSS。ESS中包括的AP和/或STA可彼此通信。在相同的ESS中，STA可在执行无缝通信的同时从一个BSS移动到另一个BSS。
在基于IEEE802.11的WLAN系统中，媒介访问控制（MAC）的基本访问机制是带冲突避免的载波侦听多路访问（CSMA/CA）机制。CSMA/CA机制还被称为IEEE802.11MAC的分布式协调功能（DCF），并且基本采用“说前先听”访问机制。在这种类型的访问机制中，AP和/或STA在开始发送之前侦听无线信道或媒介。作为侦听的结果，如果确定媒介处于空闲状态，则通过使用该媒介来开始帧发送。否则，如果侦听到媒介处于占用状态，则AP和/或STA不开始其发送，但为媒介访问设置并等待延迟持续时间。
除了AP和/或STA直接侦听媒介的物理载波侦听之外，CSMA/CA机制还包括虚拟载波侦听。设计了虚拟载波侦听以补偿在媒介访问中会出现的问题（例如，隐藏节点问题）。针对虚拟载波侦听，WLAN系统的MAC使用网络分配矢量（NAV）。NAV是这样的值：该值由当前使用媒介或者具有使用媒介的权限的AP和/或STA发送到另一AP或另一STA，以指示在媒介返回到可用状态之前的剩余时间。因此，设置给NAV的值对应于为发送相应帧的AP和/或STA使用媒介而预留的时间段。
IEEE802.11MAC协议与DCF一起提高基于点协调功能（PCF）的混合协调功能（HCF），其中，接收AP或接收STA或者接收AP和接收STA二者通过使用DCF和基于轮询的同步访问方案周期性地轮询数据帧。HCF包括增强型分布式信道接入（EDCA）和HCF受控信道接入（HCCA），在所述EDCA中，供应商使用用于向多个用户提供数据帧的接入方案作为基于竞争的方案，所述HCCA采用使用轮询机制的基于无竞争信道接入方案。HCF包括用于改善WLAN的服务质量（QoS）的媒介接入机制，并可在竞争周期（CP）和无竞争周期（CFP）二者中发送QoS数据。
图2示出IEEE802.11支持的WLAN系统的物理层结构。
IEEE802.11PHY结构包括PHY层管理实体（PLME）、物理层汇聚过程（PLCP）子层210和物理媒介依赖（PMD）子层200。PLME与MAC层管理实体（MLME）协作提供PHY管理功能。位于MAC子层220和PMD子层200之间的PLCP子层210在MAC层的指示下将从MAC子层220接收的MAC协议数据单元（MPDU）传送到PMD子层200，或者将从PMD子层200接收的帧传送到MAC子层220。PMD子层200是PDCP子层的下层，并且用于使得能够通过无线媒介进行两个STA之间的PHY实体的发送和接收。由MAC子层220传送的MPDU在PLCP子层210中被称为物理服务数据单元（PSDU）。尽管MPDU与PSDU类似，但当传送汇聚了多个MPDU的汇聚MPDU（A-MPDU）时，单个MPDU和PSDU可彼此不同。
在从MAC子层220接收PSDU并将该PSDU传送到PMD子层200的处理中，PLCP子层210附有包括PHY收发器所需的信息的附加字段。在该情况下附于PSDU的附加字段可以是PLCP前导码、PLCP头、将卷积编码器重置为零状态所需的尾比特等。PLCP前导码用于使得接收器在PSDU被发送之前准备同步功能和天线分集。在PSDU中，数据字段可包括填充比特、包括用于初始化扰码器的比特序列的服务字段、以及通过对附有尾比特的比特序列编码所获得的编码序列。在这种情况下，可根据在接收PLCP协议数据单元（PPDU）的STA中支持的编码方案来选择二进制卷积编码（BCC）编码或低密度奇偶校验（LDPC）编码作为编码方案。PLCP头包括包含与待发送的PPDU有关的信息的字段，稍后将参照图3对此进行更详细地描述。
PLCP子层210通过将前面提到的字段附于PSDU来产生PPDU，并经由PMD子层将产生的PPDU发送到接收STA。接收STA接收PPDU，从PLCP前导码和PLCP头中获取数据恢复所需的信息，并恢复数据。
与传统WLAN系统不同，下一代WLAN系统需要较高的吞吐量。这被称为甚高吞吐量（VHT）。为此，下一代WLAN系统意图支持80MHz、邻接160MHz、非邻接160MHz带宽发送和/或更高的带宽发送。另外，针对更高的吞吐量提供了多用户-多输入多输出（MU-MIMO）发送方案。在下一代WLAN系统中，AP可将数据帧同时发送到至少一个或多个MU-MIMO配对STA。
回头参照图1，在附图中示出的WLAN系统中，AP10可将数据同时发送到包括与AP10相关的多个STA21、22、23、24和30之中的至少一个STA的STA组。可通过不同的空间流来发送将被发送到每个STA的数据。将被AP10发送的数据是在WLAN系统的物理层产生和发送的PPDU，或者是PPDU中包括的数据字段，并且可被称为帧。即，用于SU-MIMO和/或MU-MIMIO的PPDU中包括的数据字段可被称为MIMO包。在本发明的实施方式中假设STA121、STA222、STA323和STA424属于与AP10MU-MIMO配对的发送目标STA组。在这种情况下，由于没有向发送目标STA组的特定STA分配空间流，所以可不将数据发送到该特定STA。同时，尽管STAa30与AP相关，但假设STAa30是没有包括在发送目标STA组中的STA。
可向发送目标STA组分配标识符，以在WLAN系统中支持MU-MIMO发送，这种标识符被称为组标识符（ID）。AP将包括用于组ID分配的组定义信息的组ID管理帧发送到支持MU-MIMO发送的STA。因此，在PPDU发送之前向STA分配组ID。可向一个STA分配多个组ID。
下面的表1示出组ID管理帧中包括的信息元素。
[表1]
次序 信息
1 种类
2 VHT动作
3 从属（membership）状态
4 空间流位置
在种类字段和VHT动作字段中，帧对应于管理帧，并被配置为能够识别在支持MU-MIMO的下一代WLAN系统中使用的组ID管理帧。
如表1所示，组定义信息包括指示是否属于特定组ID的从属状态信息，如果属于特定组ID，则组定义信息包括空间流位置信息，所述空间流位置信息指示相应的STA的空间流集在基于MU-MIMO发送的全部空间流中所在的位置。
由于一个AP管理多个组ID，所以提供给一个STA的从属状态信息需要指示STA是否属于由AP管理的每一个组ID。因此，从属状态信息可存在于指示是否属于每一个组ID的数组格式的子字段。由于空间流位置信息指示每一个组ID的位置，所以针对每一个组ID，空间流位置信息可存在于指示由STA占用的空间流集的位置的数组格式的子字段中。
当AP通过使用MU-MIMO发送方案将PPDU发送到多个STA时，AP通过将指示组ID的信息作为控制信息插入到PPDU中来发送PPDU。当STA接收PPDU时，STA确认组ID字段，并因此确认该STA是否为发送目标STA组的成员STA。如果确认该STA是发送目标STA组的成员，则STA可确定将被发送到STA的空间流集在全部空间流中所处的位置。由于PPDU包括指示分配给接收STA的空间流的数量的信息，所以STA可通过搜索分配给STA的空间流来接收数据。
在WLAN系统中，STA可支持不同性能。STA可具有不同的信道带宽性能。STA可以是不支持MIMO发送方案的STA、支持单用户（SU）-MIMO发送方案的STA以及支持SU/MU-MIMO发送方案的STA。另外，支持的编码/解码方案可根据STA的类型而不同。在WLAN系统中，二进制卷积编码（BCC）方案是必须被支持的编码方案，而低密度奇偶校验（LDPC）方案是选择性支持的方案。因此，STA可仅支持BCC编码，或者可支持BCC编码和LDPC编码二者。
当AP将PPDU发送到STA时，AP通过包括用于解释PPDU的信号信息来发送PPDU。用于解释PPDU的控制信息的示例可包括用于发送PPDU的信道带宽、指示PPDU的发送目标STA或STA组的信息、关于发送方案的信息、和MCS信息。当发送PPDU时，AP可执行到一个STA的SU-MIMO发送，或者可执行到至少一个STA的MU-MIMO发送。在SU-MIMO发送的情况下，当包括一个编码方案作为PPDU的信号信息时，STA可对PPDU进行解码。另一方面，由于在MU-MIMO发送情况下每个STA可支持不同的编码方案，所以需要报告分别用于每个STA的编码方案。因此，需要这样一种发送/接收方法，在该发送/接收方法中，AP可根据发送方法通过包括与每个STA的编码方案相关的信息来发送PPDU，当接收PPDU时，STA可解释PPDU，并根据已知编码方案执行解码。
图3示出可应用于本发明实施方式的PPDU格式的示例。
参照图3，PPDU300包括L-STF字段310、L-LTF字段320、L-SIG字段330、VHF-SIGA字段340、VHT-STF字段350、VHT-LTF字段360、VHT-SIGB字段370和数据字段380。
构成PHY的PLCP子层通过向PPDU添加必要信息来将从MAC层传送的PSDU转换成数据字段380，通过添加多个字段（例如，L-STF字段310、L-LTF字段320、L-SIG字段330、VHF-SIGA字段340、VHT-STF字段350、VHT-LTF字段360、VHT-SIGB字段370等）来产生PPDU300，并通过构成PHY的物理媒介依赖（PMD）子层将PPDU300传送到一个或多个STA。
L-STF310用于帧时序获取、自动增益控制（AGC）收敛、粗糙频率获取等。
L-LTF字段320用于针对L-SIG字段330和VHF-SIGA字段340的解调的信道估计。
当L-STA接收PPDU300并解释PPDU300以获取数据时使用L-SIG字段330。
VHF-SIGA字段340是与由接收PPDU的STA所获取的公共控制信息有关的字段，并包括用于解释接收到的PPDU300的控制信息（或信号信息）。VHF-SIGA字段340包括用于PPDU发送的信道带宽信息、指示SU-MIMO或MU-MIMO作为PPDU发送方案的信息，如果发送方案是MU-MIMO，则VHF-SIGA字段340包括指示与APMU-MIMO配对的多个STA的发送目标STA组、与分配给发送目标STA组中包括的每个STA的空间流相关的信息、与是否使用空间时间块编码（CTBC）有关的标识符信息、与发送目标STA的短保护间隔（GI）有关的信息和与发送器和接收器之间的信道有关的调制和编码方案（MCS）信息。
指示MIMO发送方案的信息和指示发送目标STA组的信息可被实现为一条MIMO指示信息，例如，可被实现为组ID。组ID可被设置为具有特定范围的值。该范围内的特定值指示SU-MIMO发送方案，其他值可用作当使用MU-MIMO发送方案发送PPDU300时相应发送目标STA组的标识符。
VHT-STF350用于改善在MIMO发送中AGC估计的性能。
当STA估计MIMO信道时，使用VHT-LTF360。由于下一代WLAN系统支持MU-MIMO，所以可通过发送PPDU300的空间流的数量来构造VHT-LTF字段360。另外，当支持并执行全信道探测时，VHT-LTF的数量可增加。
VHT-SIGB字段370包括当多个MIMO配对STA接收PPDU300以获取数据时所需的专用控制信息。因此，可按如下方式设置STA：仅当VHT-SIGB字段370中包括的公共控制信息指示通过使用MU-MIMO发送来发送当前接收的PPDU300时，才对VHT-SIGB字段370进行解码。相反，可按如下方式设置STA：当公共控制信息指示当前接收的PPDU300用于单个STA（包括SU-MIMO）时，不对VHT-SIGB字段370进行解码。
VHT-SIGB字段370包括与各个STA的调制、编码和率匹配有关的信息。VHT-SIGB字段370的大小可根据MIMO发送方法（MU-MIMO或SU-MIMO）和用于PPDU发送的信道带宽而不同。
数据字段380包括意图发送到STA的数据。数据字段380包括：服务字段，用于对MAC层的MAC协议数据单元（MPDU）被传送到的PLCP服务数据单元（PSDU）和扰码器进行初始化的服务字段；尾字段，包括将卷积编码器重置为零状态所需的比特序列；和填充比特，用于对数据字段的长度归一化。
在包括具有与可支持的编码方案相关的不同性能的STA的WLAN系统中，AP需要针对应用于PPDU的编码方案执行信号发送，以使发送目标STA可通过PPDU接收正常地获得数据。当通过使用SU-MIMO发送方案发送PPDU时，应用的编码方案可被包括在包括控制信息的VHT-SIGB字段或VHT-SIGA字段中。然而，在用于将PPDU发送到多个STA的MU-MIMO发送方案中，AP需要向每个STA提供关于编码方案的信息。这种发送和接收方法可如图4所示而被实现。
图4是示出根据本发明实施方式的PPDU发送和接收方法的示例的流程图。这里假设，在具有图1的结构的WLAN系统中，STA121、STA222、STA323和STA424包括在MU-MIMO发送目标STA组中，STA121和STA222支持BCC/LDPC编码方案二者，STA323和STA424仅支持BCC编码方案。
参照图4，尽管没有显示，AP10根据图3的PPDU格式将前导码和VHT-SIGA字段发送到MU-MIMO配对的STA21、22、23和24。随后，AP10将VHT-SIGB字段410发送到STA21、22、23和24中的各个STA（步骤S410）。由于通过波束成形来发送VHT-SIGB字段410，所以VHT-SIGB字段411、412、413和414分别被发送到STA21、22、23和24。随后，AP10将数据字段420发送到STA21、22、23和24中的各个STA（步骤S420）。
当AP10通过使用MU-MIMO发送方案发送PPDU时，AP10可通过包括具有编码指示信息的编码子字段410a来发送PPDU。在这种情况下，编码子字段410a是比特字段，并且当使用BCC编码时可被设置为‘0’，当使用LDPC编码时可被设置为‘1’。当编码子字段410a被包括在包括用于各个STA的专用控制信息的VHT-SIGB字段410中时，AP10可以信号发送用于多个MU-MIMO配对STA中的各个STA的编码信息。然而，作为指示编码方案的方法，以按相反方式来使用比特值。
如果发送到STA121和STA222的VHT-SIGB字段411和412中包括的编码子字段411a和412a被设置为‘0’，则STA121和STA222通过根据BCC编码对发送到STA121和STA222的数据字段421和422执行BCC解码来获得数据，如果编码子字段411a和412a被设置为‘1’，则STA121和STA222通过根据LDPC编码对数据字段421和422执行LDPC解码来获得数据。如果发送到STA323和STA424的VHT-SIGB字段413和414中包括的编码子字段413a和414a被设置为‘0’，则STA323和STA424通过根据BCC编码对发送到STA323和STA424的数据字段423和424执行BCC解码来获得数据。如果编码子字段413a和414a被设置为‘1’，则这可被忽略，并且可执行BCC解码。然而，由于AP10可获得关于通过与STA相关的处理相关的STA的性能的信息，所以可按如下方式设置编码子字段值：针对支持BCC编码的STA23和24指示BCC编码，针对支持LDPC编码的STA21和22指示LDPC编码。
根据图4的实施方式，AP10可向每个STA指示编码方案。然而，由于仅可在通过解释VHT-SIGB字段410来确认编码子字段410a的值之后才对数据字段进行解码，所以可能出现潜在问题。为了解决该潜在问题，可提出PPDU发送方法，在该PPDU发送方法中，指示使用的编码方案的编码子字段被包括在VHT-SIGA字段中。
图5是示出根据本发明实施方式的基于MU-MIMO发送方案的PPDU发送方法的流程图。AP将PPDU发送到多个MU-MIMO配对STA。
参照图5，AP10将VHT-SIGA字段510发送到STA121、STA222、STA323和STA4。VHT-SIGA字段510包括：组ID子字段511，其包括组ID作为MIMO指示符；空间流子字段512，其包括指示发送到由组ID指示的STA组中包括的STA的空间流的数量的信息；编码子字段513，其指示数据字段530中包括的编码PSDU的编码方案；和MCS子字段514，其指示AP10和STA之间的信道的MCS索引，或者指示PSDU的编码方案。
组ID子字段511可被设置为指示包括STA121、STA222、STA323和STA424的STA组的值。在这种情况下，组ID意指由AP10发送的PPDU对应于通过使用MU-MIMO发送方案而发送的MU-MIMOPPDU。更具体地讲，组ID可被设置为0至63范围内的值。在这种情况下，值0至63用于指示通过使用SU-MIMO来发送PPDU。由于值1至62指示特定STA组，所以这些值意指通过使用MU-MIMO来发送PPDU。
空间流子字段512指示分配给由组ID子字段511中的组ID指示的STA组中的各个STA的空间流的数量。可如下设置空间流子字段512：通过对每一个STA分配3比特来用0至4指示空间流的数量。当空间流的数量是0时，意指没有将被发送到相应STA的数据。
当组ID子字段511被设置为指示通过使用MU-MIMO执行发送的值时，编码子字段513和MCS子字段514被设置为指示PSDU的编码方案的值。通过使用MU-MIMO发送的PPDU包括想要被分别发送到多个STA的数据字段531、532和533。分别包括在数据字段531、532和533中的编码数据序列可使用不同的编码方案。即，通过使用BCC编码方案来对发送到仅支持BCC编码的STA的数据序列进行编码，而可通过使用LDPC编码方案来对发送到支持BCC/LDPC编码方案二者的STA的数据序列进行编码。因此，与意图发送到各个STA的数据字段中包括的编码数据序列的编码方案相关的信息需要被发送到各个发送目标STA。为此，编码子字段513可被配置为指示应用于待发送到STA121的数据字段531的编码方案，MCS子字段514可被配置为指示应用于待发送到STA222、STA323和STA424的各个数据字段532和533的编码方案。没有分配空间流的STA424可被配置为指示STA424支持的编码方案中的任何一个编码方案，或者可被配置为当LDPC编码被支持时指示LDPC编码。即，当编码子字段513和MCS子字段514中包括的值是‘0’时，可指示BCC编码，当编码子字段513和MCS子字段514中包括的值为‘1’时，可指示LDPC编码，这意指可以以位图格式指示用于各个STA的编码方案。
AP10通过使用分配给STA21、22和23中的各个STA的空间流来发送VHT-SIGB字段520（步骤S520）。VHT-SIGB字段520可包括指示将被发送到发送目标STA的PSDU的长度的信息和用于AP10与STA21、22和23中的各个STA之间的信道的MCS索引信息。随后，AP10将数据字段531、532和533分别发送到STA21、22和23（步骤S530）。根据MU-MIMO发送方案通过波束成形来发送VHT-SIGB字段520和数据字段530。
通过使用从AP10发送的VHT-SIGA字段510的组ID子字段511的组ID，STA21、22、23和24可知道它们是否是发送目标STA以及是否通过使用MU-MIMO来发送PPDU。STA121、STA222和STA323可使用空间流子字段512来确认分配给它们的空间流的数量。当空间流的数量是0时，STA424可知道没有数据被发送到STA424。另外，通过在PPDU发送之前接收组ID管理帧，STA21、22、23和24可知道它们是否属于特定组ID，并且可知道它们的与特定组ID相关的空间流集位置信息。因此，STA21、22、23和24可接收PPDU，并可知道哪个空间流分配给它们。
由于通过使用MU-MIMO发送PPDU，所以STA121、STA222和STA323解释编码子字段513和MCS子字段514作为指示数据字段的编码方案的信息。因此，根据由编码子字段513指示的编码方案，STA121可通过对使用与编码方案相应的解码方案和VHT-SIGB字段520中包括的MCS索引信息而发送的数据字段531进行解码来获得数据。STA222和STA323可通过根据由MCS子字段514指示的编码方案对发送的数据字段532和533进行解码来获得数据。
在图5的PPDU发送和接收方法中，VHT-SIGB字段520和数据字段530被波束成形，然后通过空间流被发送到各个STA。因此，在VHT-SIGA字段发送（步骤S510）和VHT-SIGB字段发送（步骤S520）之间，AP10可发送包括用于AP10与多个MU-MIMO配对STA21、22、23和24之间的信道估计的训练序列的长训练字段（LTF）。
同时，当通过使用SU-MIMO发送PPDU时，AP足以将一个编码方案报告给一个接收STA。以下将参照图6对此进行详细描述。
图6是根据本发明实施方式的基于SU-MIMO发送方案的PPDU发送方法的流程图。AP将PPDU发送到特定STA。
参照图6，AP10将VHT-SIGA字段610发送到STAa30（步骤S610）。VHT-SIGA字段610包括组ID子字段611、空间流子字段612、编码子字段613和MCS子字段614，与图5中示出的类似。然而，当通过使用SU-MIMO发送PPDU时，在前面提到子字段中设置的比特序列值或比特值可以被以不同于图5的实施方式的方式来解释。
组ID子字段611可被设置为指示通过使用SU-MIMO发送方案发送PPDU的值。例如，组ID子字段611可被配置为指示0至63中的任何一个。通过解释VHT-SIGA字段中包括的组ID子字段611的值，STAa30可知道通过使用SU-MIMO发送PPDU。
空间流子字段612指示被分配用于将PPDU发送到STAa30的空间流的数量。在图5的MU-MIMO发送的情况下，该字段可被解释为指示分配给多个STA中的各个STA的空间流的数量。另一方面，在SU-MIMO发送的情况下，该字段被配置为指示被分配给发送目标STA的空间流的数量，剩余比特可被配置为指示发送目标STA的部分AID。部分AID可被设置为作为当STAa30与AP10相关时分配的标识信息的AID的比特流的一部分，并且可被设置为9个最低有效位（LSB）或9个最高有效位（MSB）。可选地，可通过使用AID对部分AID设置新的比特序列。
当空间流子字段612被设置为指示SU-MIMO发送的值时，编码子字段613被设置为指示PSDU的编码方案的值。在SU-MIMO发送的情况下，发送目标STA的数量是1，因此，当产生PPDU时应用一个编码方案。因此，AP10配置编码子字段613以指示BCC编码或LDPC编码。
当通过使用SU-MIMO发送PPDU时，针对AP10和STAa30之间的信道，一条MCS索引信息足够。因此，MCS索引信息通过被包括在VHT-SIGA字段610（而不是VHT-SIGB字段620）的MCS子字段614中被发送。
AP10将VHT-SIGB字段620发送到STAa30（步骤S620），并发送数据字段（步骤S630）。VHT-SIGB字段可包括指示待发送到STAa30的数据字段中包括的PSDU的长度的信息。
通过使用设置给从AP10发送的VHT-SIGA字段610的组ID子字段611的值，STAa30可知道不是使用MU-MIMO而是使用SU-MIMO来发送PPDU。在这种情况下，STAa30可知道空间流子字段612包括指示分配给STAa30的空间流的数量的信息以及指示部分AID的信息（而不是指示分配给多个STA中的各个STA的空间流的数量的信息），因此可解释比特序列。
STAa30可知道应用于来自MCS子字段614的数据字段和来自编码子字段613的MCS索引信息的编码方案，通过使用该信息，可通过对数据字段执行解码和解调来获得数据。
如图5和图6所示，PPDU的一个接收STA（或多个接收STA）可通过使用VHT-SIGA字段510或610的组ID来确认发送方案是MU-MIMO还是SU-MIMO，之后可通过不同地解释在后续子字段中设置的值来获得数据。
下面的表2示出了指示应用于本发明实施方式的VHT-SIGA字段中包括的信息的VHT-SIGA字段格式的示例。VHT-SIGA字段可被划分成VHT-SIGA1字段和VHT-SIGA2字段。可通过相应的OFDM符号来发送VHT-SIGA1字段和VHT-SIGA2。下面的表2可对应于可应用于本发明实施方式的图3的PPDU格式中包括的VHT-SIGA字段的示例。
[表2]
除了VHT-SIGA字段中包括指示应用的编码方案的编码子字段的图5和图6的PPDU发送和接收方法，在VHT-SIGA字段中可包括指示编码方案的比特子字段。1比特大小的编码子字段可按这样的方式被包括在VHT-SIGA字段中：当字段被设置为‘0’时，指示BCC编码，当字段被设置为‘1’时，指示LDPC编码。
当全部MU-MIMO配对STA支持BCC编码时，AP通过将VHT-SIGA字段的编码子字段值设置为‘0’来发送PPDU。在这种情况下，发送的数据字段的各个PSDU通过BCC编码而被发送。当全部MU-MIMO配对STA支持BCC和LDPC编码时，AP可通过将VHT-SIGA字段的编码子字段值设置为‘1’来发送PPDU。在这种情况下，发送数据字段的各个PSDU通过LDPC编码而被发送。
当一些MU-MIMO配对STA支持BCC编码并且一些MU-MIMO配对STA支持BCC/LDPC编码二者时，AP可通过将VHT-SIGA字段的编码子字段设置为‘1’来发送PPDU。然而，根据依据发送目标STA可支持的编码方案的相应的编码方案执行编码来发送数据字段的PSDU。在这种情况下，支持BCC/LDPC编码的STA可根据LDPC编码对数据字段进行解码。然而，仅支持BCC编码的STA可根据BCC编码对数据字段进行解码而忽略编码子字段的值。
根据以上参照附图描述的PPDU发送方法，AP可通过MU-MIMO发送方案针对支持不同编码方案的STA每个使用不同的编码方案来发送PPDU，并且MU-MIMO配对STA可确认适当的解码方案，然后可通过执行解码来获得数据。
图7是示出可应用本发明实施方式的无线设备的框图。无线设备可以是AP或STA。
无线设备700包括处理器710、存储器720和收发器730。收发器730发送和/或接收无线信号，并实现IEEE802.11PHY层。处理器710可操作地耦接到收发器730，并实现802.11MAC和PHY层。处理器710可被配置为产生在本发明中提出的PPDU格式，并发送PPDU格式。此外，处理器710可被配置为通过接收发送的PPDU并解释PPDU中包括的字段数据来获取控制信息，并通过使用控制信息来获取数据。处理器710可被配置为实现参照图2至图6描述的本发明的上面提到的实施方式。
处理器710和/或收发器730可包括专用集成电路（ASIC）、单独芯片集、逻辑电路和/或数据处理单元。存储器720可包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、闪存、存储卡、存储介质和/或其他等同存储装置。当以软件实现本发明的实施方式时，可用用于执行上面提到的功能的模块（即，处理、功能等）来实现上面提到的方法。所述模块可被存储在存储器720中，并可被处理器710执行。存储器720可位于处理器710内部或外部，并可通过使用各种已经手段耦接到处理器710。
尽管已参照本发明的示例性实施方式示出和描述了本发明，但本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可在这里在形式和细节方面做出各种改变。

Claims (15)

1.一种在无线局域网系统中发送多输入多输出MIMO包的方法，所述方法由发送器执行，并且所述方法包括以下步骤：
产生MIMO包和第一控制信息，其中所述MIMO包包括至少一个空间流集；以及
将所述MIMO包和所述第一控制信息发送到至少一个接收器；
其中所述第一控制信息包括第一字段，所述第一字段指示所述MIMO包是单用户SU-MIMO包还是多用户MU-MIMO包，并且
其中所述第一控制信息包括第二字段，
如果所述MIMO包是SU-MIMO包，则所述第二字段指示用于所述MIMO包的调制和编码方案MCS，并且
如果所述MIMO包是MU-MIMO包，则所述第二字段指示应用于所述至少一个空间流集中的各个空间流集的编码方案。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述编码方案包括以下编码方案中的至少一个：
二进制卷积编码BCC编码方案，以及
低密度奇偶校验LDPC编码方案。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述方法还包括以下步骤：
发送第二控制信息，所述第二控制信息包括第三字段，如果所述MIMO包是MU-MIMO包，则所述第三字段指示用于所述至少一个空间流集中的各个空间流集的MCS，并且/或者
发送用于估计所述发送器和所述至少一个接收器之间的MIMO信道的训练序列，
其中所述训练序列在所述第一控制信息和所述第二控制信息之间被发送。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一控制信息还包括第四字段，所述第四字段指示所述至少一个空间流集中的各个空间流集中包括的空间流的数量。
5.一种被配置为在无线局域网系统中发送多输入多输出MIMO包的装置，所述装置包括：
发送器；以及
处理器，其可操作地连接至所述发送器，并被配置为：
产生MIMO包和第一控制信息，其中所述MIMO包包括至少一个空间流集；以及
指示所述发送器将所述MIMO包和所述第一控制信息发送到至少一个接收器；
其中所述第一控制信息包括第一字段，所述第一字段指示所述MIMO包是单用户SU-MIMO包还是多用户MU-MIMO包，并且
其中所述第一控制信息包括第二字段，
如果所述MIMO包是SU-MIMO包，则所述第二字段指示用于MIMO包的调制和编码方案MCS，并且
如果所述MIMO包是MU-MIMO包，则所述第二字段指示应用于所述至少一个空间流集中的各个空间流集的编码方案。
6.如权利要求5所述的装置，其中所述编码方案包括以下编码方案中的至少一个：
二进制卷积编码BCC编码方案，以及
低密度奇偶校验LDPC编码方案。
7.如权利要求5或6所述的装置，其中所述处理器还被配置为：
指示所述发送器发送第二控制信息，所述第二控制信息包括第三字段，如果所述MIMO包是MU-MIMO包，则所述第三字段指示用于所述至少一个空间流集中的各个空间流集的MCS，并且/或者
指示所述发送器发送用于估计所述发送器和所述至少一个接收器之间的MIMO信道的训练序列，
其中所述训练序列在所述第一控制信息和所述第二控制信息之间被发送。
8.如权利要求5所述的装置，其中所述第一控制信息还包括第四字段，所述第四字段指示所述至少一个空间流集中的各个空间流集中包括的空间流的数量。
9.一种在无线局域网系统中接收多输入多输出MIMO包的方法，所述方法由接收器执行，并且所述方法包括以下步骤：
从发送器接收MIMO包和第一控制信息，所述MIMO包包括至少一个空间流集；
其中所述第一控制信息包括第一字段，所述第一字段指示所述MIMO包是单用户SU-MIMO包还是多用户MU-MIMO包，并且
其中所述第一控制信息包括第二字段，
如果所述MIMO包是SU-MIMO包，则所述第二字段指示用于所述MIMO包的调制和编码方案MCS，并且
如果所述MIMO包是MU-MIMO包，则所述第二字段指示应用于所述至少一个空间流集中的各个空间流集的编码方案。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述编码方案包括以下编码方案中的至少一个：
二进制卷积编码BCC编码方案，以及
低密度奇偶校验LDPC编码方案。
11.如权利要求9或10所述的方法，其中所述方法还包括以下步骤：
接收第二控制信息，所述第二控制信息包括第三字段，如果所述MIMO包是MU-MIMO包，则所述第三字段指示用于所述至少一个空间流集中的各个空间流集的MCS，并且/或者
接收用于估计所述发送器和所述接收器之间的MIMO信道的训练序列，
其中所述训练序列在所述第一控制信息和所述第二控制信息之间被接收。
12.如权利要求9所述的方法，其中所述第一控制信息还包括第四字段，所述第四字段指示所述至少一个空间流集中的各个空间流集中包括的空间流的数量。
13.一种被配置为在无线局域网系统中接收多输入多输出MIMO包的装置，所述装置包括：
接收器；以及
处理器，其可操作地连接至所述接收器；
其中所述接收器被配置为：
从发送器接收MIMO包和第一控制信息，所述MIMO包包括至少一个空间流集；
其中所述第一控制信息包括第一字段，所述第一字段指示所述MIMO包是单用户SU-MIMO包还是多用户MU-MIMO包，并且
其中所述第一控制信息包括第二字段，
如果所述MIMO包是SU-MIMO包，则所述第二字段指示用于所述MIMO包的调制和编码方案MCS，并且
如果所述MIMO包是MU-MIMO包，则所述第二字段指示应用于所述至少一个空间流集中的各个空间流集的编码方案。
14.如权利要求13所述的装置，其中所述第一控制信息还包括第四字段，所述第四字段指示所述至少一个空间流集中包括的空间流的数量，并且/或者其中所述编码方案包括以下编码方案中的至少一个：
二进制卷积编码BCC编码方案，以及
低密度奇偶校验LDPC编码方案。
15.如权利要求13或14所述的装置，其中所述接收器还被配置为：
接收第二控制信息，所述第二控制信息包括第三字段，如果所述MIMO包是MU-MIMO包，则所述第三字段指示用于所述至少一个空间流集中的各个空间流集的MCS，并且/或者
接收用于估计所述发送器和所述接收器之间的MIMO信道的训练序列，
其中所述训练序列在所述第一控制信息和所述第二控制信息之间被接收。
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