发明内容
在一个实施例中,一种方法包括:生成与第一物理层(PHY)模式相对应的第一数据单元。生成第一数据单元包括对第一多个信息比特进行前向纠错(FEC)编码,将FEC编码的第一多个信息比特映射成第一多个星座符号,以及生成第一多个正交频分复用(OFDM)符号以包括第一多个星座符号。第一多个OFDM符号(i)利用第一信号音间隔,并且(ii)包括共同跨第一带宽的第一数目的非零信号音。该方法还包括生成与第二PHY模式相对应的第二数据单元。生成第二数据单元包括对第二多个信息比特进行FEC编码,对FEC编码的第二多个信息比特进行块编码,将块编码的第二多个信息比特映射成第二多个星座符号,以及生成第二多个OFDM符号以包括第二多个星座符号。第二多个OFDM符号(i)利用第一信号音间隔,并且(ii)包括共同跨第二带宽的第二数目的非零信号音。非零信号音所述第二数目小于非零信号音的第一数目,并且第二带宽小于第一带宽。
在其他实施例中,该方法还包括下述特征中的一个或多个。
对FEC编码的第二多个信息比特进行块编码包括将第二多个信息比特划分成n个信息比特的块,并且使每个n个信息比特的块重复m次以生成m*n个信息比特。
生成第二数据单元还包括使m*n个信息比特交织。
第二数目的非零信号音不多于第一数目的非零信号音的一半,并且第二带宽不大于第一带宽的一半。
生成第一多个OFDM符号包括利用64点离散傅立叶反变换(IDFT),并且生成第二多个OFDM符号包括(i)利用64点IDFT并且将得到的信号音的至少一半清零,或者(ii)利用32点IDFT。
对第一多个信息比特进行FEC编码根据从多个调制和编码方案(MCS)中选择的第一MCS来执行,其中,多个MCS与多个相关吞吐量水平相对应,将FEC编码的第一多个信息比特映射成第一多个星座符号是根据第一MCS来执行的,对第二多个信息比特进行FEC编码根据第二MCS来执行,其中,第二MCS与相关吞吐量水平相对应,该相关的吞吐量水平低于或等于多个相关吞吐量水平中的最低相关吞吐量水平,并且将FEC编码的第二多个信息比特映射成第二多个星座符号是根据第二MCS来执行的。
第一多个信息比特的至少一部分与第一数据单元的数据部分相对应,并且第二多个信息比特的至少一部分与第二数据单元的数据部分相对应。
第一多个信息比特的另一部分与第一数据单元的前导的信号字段相对应,并且第二多个信息比特的另一部分与第二数据单元的前导的信号字段相对应。
对第一多个信息比特进行FEC编码包括对第一多个信息比特进行二进制卷积编码器(BCC)编码,并且对第二多个信息比特进行FEC编码包括对第二多个信息比特进行BCC编码。
对第一多个信息比特进行FEC编码包括对第一多个信息比特进行低密度奇偶校验(LDPC)编码,并且对第二多个信息比特进行FEC编码包括对第二多个信息比特进行LDPC编码。
第二多个星座符号与第一多个星座符号不同。
在另一实施例中,一种装置包括配置成生成与第一PHY模式相对应的第一数据单元的网络接口。该网络接口被配置成至少部分地通过下述操作来生成第一数据单元:对第一多个信息比特进行FEC编码、将FEC编码的第一多个信息比特映射成第一多个星座的符号、以及生成第一多个OFDM符号以包括第一多个星座符号。第一多个OFDM符号(i)利用第一信号音间隔,并且(ii)包括共同跨第一带宽的第一数目的非零信号音。网络接口还被配置成生成与第二PHY模式相对应的第二数据单元。网络接口被配置成至少部分地通过下述操作来生成第二数据单元:对第二多个信息比特进行FEC编码、对FEC编码的第二多个信息比特进行块编码、将块编码的第二多个信息比特映射成第二多个星座符号、以及生成第二多个OFDM符号以包括第二多个星座符号。第二多个OFDM符号(i)利用第一信号音间隔,并且(ii)包括共同跨第二带宽的第二数目的非零信号音。非零信号音的第二数目小于非零信号音的第一数目,并且第二带宽小于第一带宽。
在其他实施例中,该装置还包括下述特征中的一个或多个。
网络接口被配置成至少通过下述操作来对FEC编码的第二多个信息比特进行块编码:将第二多个信息比特划分成n个信息比特的块、以及使每个n个信息比特的块重复m次,以生成m*N个信息比特。
网络接口进一步被配置成通过使m*n个信息比特交织来生成第二数据单元。
第二数目的非零信号音不多于第一数目的非零信号音的一半,并且第二带宽不大于第一带宽的一半。
网络接口被配置成至少通过下述操作来生成第一多个OFDM符号:利用64点离散傅立叶反变换(IDFT),并且生成第二多个OFDM符号包括(i)利用64点IDFT并且将得到的信号音的至少一半清零,或者(ii)利用32点IDFT。
网络接口被配置成,根据从多个调制和编码方案(MCS)中选择的第一MCS来对第一多个信息比特进行FEC编码,其中,多个MCS与多个相关吞吐量水平相对应,根据第一MCS来将FEC编码的第一多个信息比特映射成第一多个星座符号,根据第二MCS来对第二多个信息比特进行FEC编码,其中,第二MCS与相关吞吐量水平相对应,该相关吞吐量水平低于或等于多个相关吞吐量水平中的最低相关吞吐量水平,并且根据第二MCS来将FEC编码的第二多个信息比特映射成第二多个星座符号。
第一多个信息比特的至少一部分与第一数据单元的数据部分相对应,并且第二多个信息比特的至少一部分与第二数据单元的数据部分相对应。
第一多个信息比特的另一部分与第一数据单元的前导的信号字段相对应,并且第二多个信息比特的另一部分与第二数据单元的前导的信号字段相对应。
网络接口被配置成,至少通过对第一多个信息比特进行二进制卷积编码器(BCC)编码来对第一多个信息比特进行FEC编码,并且至少通过对第二多个信息比特进行BCC编码来对第二多个信息比特进行FEC编码。
网络接口被配置成,至少通过对第一多个信息比特进行低密度奇偶校验(LDPC)编码来对第一多个信息比特进行FEC编码,并且至少通过对第二多个信息比特进行LDPC编码来对第二多个信息比特进行FEC编码。
第二多个星座符号与第一多个星座符号不同。
在另一实施例中,一种方法包括:生成与第一PHY模式相对应的第一数据单元。生成第一数据单元包括根据从多个调制和编码方案(MCS)中选择的第一MCS来对第一多个信息比特进行FEC编码。多个MCS与多个相关吞吐量水平相对应。第一多个信息比特的一部分与第一数据单元的数据部分相对应,并且第一多个信息比特的另一部分与第一数据单元的前导的信号字段相对应。生成第一数据单元还包括根据第一MCS来将FEC编码的第一多个信息比特映射成第一多个星座符号,并且生成第一多个OFDM符号以包括第一多个星座的符号。第一多个OFDM符号(i)利用第一信号音间隔,并且(ii)包括共同跨第一带宽的第一数目的非零信号音。该方法还包括生成与第二PHY模式相对应的第二数据单元。生成第二数据单元包括根据第二MCS来对第二多个信息比特进行FEC编码。第二MCS与相关吞吐量水平相对应,该相关吞吐量水平低于或等于多个相关吞吐量水平中的最低相关吞吐量水平。第二多个信息比特的一部分与第二数据单元的数据部分相对应,并且第二多个信息比特的另一部分与所述第二数据单元的前导的信号字段相对应。生成第二数据单元还包括将FEC编码的第二多个信息比特划分成n个信息比特的块,使每个n个信息比特的块重复2次,以生成2*n个信息比特、根据第二MCS来将划分和重复的第二多个信息比特映射成第二多个星座符号、以及生成第二多个OFDM符号以包括多个第二星座符号。第二多个OFDM符号(i)利用第一信号音间隔,并且(ii)包括共同跨第二带宽的第二数目的非零信号音。第二数目的非零信号音不多于第一数目的非零信号音的一半,并且第二带宽不大于第一带宽的一半。
在其他实施例中,该方法还包括下述特征中的一个或多个。
生成第一多个OFDM符号包括利用64点离散傅立叶反变换(IDFT),并且生成第二多个OFDM符号包括(i)利用64点IDFT并且将得到的信号音的至少一半清零,或者(ii)利用32点IDFT。
对第一多个信息比特进行FEC编码包括对第一多个信息比特进行二进制卷积编码器(BCC)编码,并且对第二多个信息比特进行FEC编码包括对第二多个信息比特进行BCC编码。
在另一实施例中,一种装置包括配置成生成与第一PHY模式相对应的第一数据单元的网络接口。该网络接口被配置成至少部分地通过根据从多个调制和编码方案(MCS)中选择的第一MCS对第一多个信息比特进行FEC编码来生成第一数据单元。该多个MCS与多个相关吞吐量水平相对应。第一多个信息比特的一部分与第一数据单元的数据部分相对应,并且第一多个信息比特的另一部分与第一数据单元的前导的信号字段相对应。该网络接口进一步被配置成至少部分地通过下述操作来生成第一数据单元:根据第一MCS来将FEC编码的第一多个信息比特映射成第一多个星座符号,以及生成第一多个OFDM符号以包括第一多个星座符号。第一多个OFDM符号(i)利用第一信号音间隔,并且(ii)包括共同跨第一带宽的第一数目的非零信号音。该网络接口进一步被配置成生成与第二PHY模式相对应的第二数据单元。该网络接口被配置成至少部分地通过根据第二MCS对第二多个信息比特进行FEC编码来生成第二数据单元。第二MCS与相关吞吐量水平相对应,该相关吞吐量水平低于或等于多个相关吞吐量水平中的最低相关吞吐量水平。第二多个信息比特的一部分与第二数据单元的数据部分相对应,并且第二多个信息比特的另一部分与所述第二数据单元的前导的信号字段相对应。该网络接口进一步被配置成至少部分地通过下述操作来生成第二数据单元:将FEC编码的第二多个信息比特划分成n个信息比特的块、使每个n个信息比特的块重复2次以生成2*n个信息比特、根据第二MCS来将划分和重复的第二多个信息比特映射成第二多个星座符号、以及生成第二多个OFDM符号以包括第二多个星座符号。第二多个OFDM符号(i)利用第一信号音间隔,并且(ii)包括共同跨第二带宽的第二数目的非零信号音。第二数目的非零信号音不多于第一数目的非零信号音的一半,并且第二带宽不大于第一带宽的一半。
在其他实施例中,该装置还包括以下一个或多个下述特征。
网络接口被配置成至少部分地通过下述步骤来生成第一多个OFDN符号:利用64点离散傅立叶反变换(IDFT),并且至少通过(i)利用64点IDFT并且将得到的信号音的至少一半清零,或者(ii)利用32点IDFT,来生成第二多个OFDM符号。
网络接口被配置成至少通过对第一多个信息比特进行二进制卷积编码器(BCC)编码来对第一多个信息比特进行FEC编码,以及至少通过对第二多个信息比特进行BCC编码来对第二多个信息比特进行FEC编码。
在另一个实施例中,一种方法包括:生成对应于第一物理层(PHY)模式的第一数据单元的第一前导。生成第一前导包括:生成具有第一持续时间并且包括重复的第一序列的第一短训练字段(STF),在第一STF之后生成第一长训练字段(LTF),以及在第一LTF之后生成第一信号(SIG)字段。第一SIG字段提供用于解释第一数据单元的信息,并且包括根据第一调制技术调制的第一正交频分复用(OFDM)符号以向接收机指示第一数据单元与第一PHY模式相对应。第一OFDM符号(i)在第一LTF开始之后的第一时间间隔开始,并且(ii)在第一LTF开始之后的第二时间间隔的结束。该方法还包括生成对应于第二PHY模式的第二数据单元的第二前导,该第二PHY模式不同于第一PHY模式。生成第二前导包括:生成具有大于第一持续时间的第二持续时间并且包括与重复的第一序列不同的重复的第二个序列的第二STF。重复的第二序列的周期等于重复的第一序列的时段。生成第二前导还包括在第二STF之后生成第二LTF。第二LTF包括根据与所述第一调制技术不同的第二调制技术调制的第二OFDM符号以向接收机指示第二数据单元与第二PHY模式相对应,并且至少部分地占用第二前导中的位置,该位置(i)在第二LTF开始之后的第三时间间隔开始,并且(ii)在第二LTF开始之后的第四时间间隔结束。第三时间间隔等于第一时间间隔,并且第四时间间隔等于第二时间间隔。
在其他实施例中,该方法还包括下述特征中的一个或多个。
第一调制技术是(i)二进制相移键控(BPSK)以及(ii)四元二进制相移键控(QBPSK)中的一个,并且第二调制技术是(i)BPSK以及(ii)QBPSK中的另一个。
第二OFDM符号在第二LTF开始之后的第三时间间隔开始,并且在第二LTF开始之后的第四时间间隔结束。
生成第一前导还包括:在第一SIG字段之后生成第二SIG字段,其中,第二SIG字段包括根据下述中的任何一个所调制的第三OFDM符号:(i)第三调制技术,用于向接收机指示第一数据单元是单用户数据单元、或(ii)与第三调制技术不同的第四调制技术,用于向接收机指示第一数据单元是多用户数据单元。
第三调制技术是(i)二进制相移键控(BPSK)以及(ii)四元二进制相移键控(QBPSK)中的一个,并且第四调制技术是其(i)的BPSK以及(ii)QBPSK中的另一个。
第一前导包括紧接在第一OFDM符号之前的第一保护间隔,并且第二前导包括紧接在第二OFDM符号之前的第二保护间隔。
第一保护间隔的持续时间等于第二保护间隔的持续时间。
在另一实施例中,一种装置包括配置成生成与第一物理层(PHY)模式相对应的第一数据单元的第一前导的网络接口。网络接口被配置成至少部分地通过下述操作来生成第一前导:生成具有第一持续时间并且包括重复的第一序列的第一STF,在第一STF之后生成第一LTF,以及在第一LTF之后生成第一SIG字段。第一SIG字段提供用于解释第一数据单元的信息,并且包括根据第一调制技术调制的第一正交频分复用(OFDM)符号以向接收机指示第一数据单元与第一PHY模式相对应。第一OFDM符号(i)在第一LTF开始之后的第一时间间隔开始,并且(ii)在第一LTF开始之后的第二时间间隔结束。网络接口进一步被配置成生成与不同于第一PHY模式的第二PHY模式相对应的第二数据单元的第二前导。网络接口被配置成至少部分地通过下述操作来生成第二前导:生成具有大于第一持续时间的第二持续时间并且包括与重复的第一序列不同的重复的第二个序列的第二STF。重复的第二序列的周期等于重复的第一序列的周期。网络接口被进一步配置成至少部分地通过在第二STF之后生成第二LTF来生成第二前导。第二LTF包括根据与所述第一调制技术不同的第二调制技术调制的第二OFDM符号以向接收机指示第二数据单元与第二PHY模式相对应,并且至少部分地占用第二前导中的位置,该位置(i)在第二LTF开始之后的第三时间间隔开始,并且(ii)在第二LTF开始之后的第四时间间隔结束。第三时间间隔等于第一时间间隔,并且第四时间间隔等于第二时间间隔。
在其他实施例中,该装置还包括下述特征中的一个或多个。
第一调制技术是(i)二进制相移键控(BPSK)以及(ii)四元二进制相移键控(QBPSK)中的一个,并且第二调制技术是(i)BPSK以及(ii)QBPSK中的另一个。
第二OFDM符号在第二LTF开始之后的第三时间间隔开始,并且在第二LTF开始之后的第四时间间隔结束。
网络接口被配置成,作为生成第一前导的一部分,在第一SIG字段之后生成第二SIG字段,其中,第二SIG字段包括根据(i)第三调制技术调制的第三OFDM符号,用于向接收机指示第一数据单元是单用户数据单元或包括根据(ii)与第三调制技术不同的第四调制技术调制的第三OFDM符号,用于向接收机指示第一数据单元是多用户数据单元。
第三调制技术是(i)二进制相移键控(BPSK)以及(ii)四元二进制相移键控(QBPSK)中的一个,并且第四调制技术是其(i)的BPSK以及(ii)QBPSK中的另一个。
网络接口被配置成,作为生成第一前导的一部分,包括紧接在第一OFDM符号之前的第一保护间隔,并且作为生成第二前导的一部分,包括紧接在第二OFDM符号之前的第二保护间隔。
第一保护间隔的持续时间等于第二保护间隔的持续时间。
在另一实施例中,一种方法包括:生成与第一PHY模式相对应的第一数据单元的第一前导。生成第一前导包括:生成第一LTF,并且在第一LTF之后生成第一SIG字段。第一SIG字段提供用于解释第一数据单元的信息,并且包括根据第一调制技术调制的第一OFDM符号以向接收机指示第一数据单元与第一PHY模式相对应。第一OFDM符号(i)在第一LTF开始之后的第一时间间隔开始,并且(ii)在第一LTF开始之后的第二时间间隔的结束。生成第一前导还包括在第一SIG字段之后生成第二DIG字段。第二SIG字段提供用于解释第一数据单元的信息,并且包括根据(i)第二调制技术调制的第二OFDM符号,用于向接收机指示第一数据单元是单用户数据单元或包括根据(ii)与第二调制技术不同的第三调制技术调制的第二OFDM符号,用于向接收机指示第一数据单元是多用户数据单元。该方法还包括生成与不同于第一PHY模式的第二PHY模式相对应的第二数据单元的第二前导。生成第二前导包括生成第二LTF。第二LTF包括根据与第一调制技术不同的第四调制技术调制的第三OFDM符号以向接收机指示第二数据单元与第二PHY模式相对应,并且至少部分地占用第二前导中的位置,该位置(i)在第二LTF开始之后的第三时间间隔开始,并且(ii)在第二LTF开始之后的第四时间间隔结束。第三时间间隔等于第一时间间隔,并且第四时间间隔等于第二时间间隔。
在其他实施例中,所述方法还包括下述特征中的一个或多个。
第一调制技术是(i)二进制相移键控(BPSK)以及(ii)四元二进制相移键控(QBPSK)中的一个,并且第四调制技术是(i)BPSK以及(ii)QBPSK中的另一个,并且第二调制技术是(i)BPSK以及(ii)QBPSK中的一个,并且第二调制技术是(i)BPSK以及(ii)QBPSK中的另一个。
第三OFDM符号在第二LTF开始之后的第三时间间隔开始,并且在第二LTF开始之后的第四时间间隔结束。
在另一实施例中,一种装置包括配置成生成与第一物理层(PHY)模式相对应的第一数据单元的第一前导的网络接口。网络接口被配置成至少部分地通过生成第一LTF并且在第一LTF之后生成第一SIG字段来生成第一前导。第一SIG字段提供用于解释第一数据单元的信息,并且包括根据第一调制技术调制的OFDM符号以向接收机指示第一数据单元与第一PHY模式相对应。第一OFDM符号(i)在第一LTF开始之后的第一时间间隔开始,并且(ii)在第一LTF开始之后的第二时间间隔的结束。网络接口进一步被配置成至少部分地通过在第一SIG字段之后生成第二SIG字段来生成第一前导。第二SIG字段提供用于解释第一数据单元的信息,并且包括根据(i)第二调制技术调制的第二OFDM符号,用于向接收机指示第一数据单元是单用户数据单元,或包括根据(ii)与第二调制技术不同的第三调制技术调制的第二OFDM符号,用于向接收机指示第一数据单元是多用户数据单元。网络接口还被配置成生成与不同于第一PHY模式的第二PHY模式相对应的第二数据单元的第二前导。网络接口被配置成至少部分地通过生成第二LTF来生成第二前导。第二LTF包括根据与第一调制技术不同的第四调制技术调制的第三OFDM符号以向接收机指示第二数据单元与第二PHY模式相对应,并且至少部分地占用第二前导中的位置,该位置(i)在第二LTF开始之后的第三时间间隔开始,并且(ii)在第二LTF开始之后的第四时间间隔结束。第三时间间隔等于第一时间间隔,并且第四时间间隔等于第二时间间隔。
在其他实施例中,该装置还包括下述特征中的一个或多个。
第一调制技术是(i)二进制相移键控(BPSK)以及(ii)四元二进制相移键控(QBPSK)中的一个,并且第四调制技术是(i)BPSK以及(ii)QBPSK中的另一个,并且第二调制技术是(i)BPSK以及(ii)QBPSK中的一个,并且第二调制技术是(i)BPSK以及(ii)QBPSK中的另一个。
第三OFDM符号在第二LTF开始之后的第三时间间隔开始,并且在第二LTF开始之后的第四时间间隔结束。
在另一实施例中,一种在通信系统中生成符合第一物理层(PHY)模式的数据单元和符合与第一PHY模式不同的第二PHY模式的数据单元,并且促使该数据单元被传输的方法,其中,该通信系统利用多个信道来传输符合所述第一PHY模式的数据单元,并且其中,多个信道的每个信道具有第一带宽,该方法包括:生成符合第一PHY模式的第一数据单元。生成第一数据单元包括:生成第一正交频分复用(OFDM)符号序列。该方法还包括使得第一数据单元经由多个信道的一个信道来进行传输,并且生成符合第二PHY模式的第二数据单元。生成第二数据单元包括:生成第二OFDM符号序列。第二OFDM符号序列的至少一部分包括下述中的一个:(i)比下边缘保护信号音更多的上边缘保护信号音、或者(ii)比上边缘保护信号音更多的下边缘保护信号音。该方法还包括确定用于传输第二数据单元的频带。该频带具有等于第一带宽除以整数n的第二带宽,其中n≥2。确定用于传输第二数据单元的频带包括排除下述中的一个:(i)当第二OFDM符号序列的一部分包括比下边缘保护信号音更多的上边缘保护信号音时,多个信道中的一个或多个信道中的每一个信道的最低子带、或(ii)当第二OFDM符号序列的一部分包括比上边缘保护信号音更多的下边缘保护信号音时,多个信道中的一个或多个信道中的每一个信道的最高子带。多个信道的每个信道的每个子带具有第二带宽。该方法还包括使得经由所确定的频带传输第二数据单元。
在其他实施例中,该方法还包括下述特征中的一个或多个。
整数n等于2。
生成第一个序列的OFDM符号包括利用64点快速傅里叶反变换(IDFT),并且生成第二OFDM符号序列包括利用32点IDFT。
生成第一个序列的OFDM符号包括利用一个64点快速傅立叶反变换(IDFT),并且生成第二OFDM符号序列包括利用64点IDFT并使其中所生成的信号音的总数的至少一半被设置为等于零。
生成第一个序列的OFDM符号包括利用第一时钟速率,并且生成第二OFDM符号序列包括利用第一时钟速率。
第一PHY模式与第一数据吞吐量相对应,并且第二PHY模式与低于第一数据吞吐量的第二数据吞吐量相对应。
第二OFDM符号序列的一部分包括第二OFDM符号序列的数据部分。
第二OFDM符号序列的一部分包括比上边缘保护信号音更多的下边缘保护信号音,并且确定用于传输第二数据单元的频带包括排除多个信道中的一个或多个信道的最高子带。
该多个信道中的一个或多个信道包括多个信道中的所有信道。
在另一实施例中,一种装置包括网络接口,该网络接口被配置成至少部分地通过生成第一OFDM符号序列来生成符合第一PHY模式的第一数据,使得经由每一个都具有第一带宽的多个信道中的一个信道来传输第一数据单元,以及至少部分地通过生成第二OFDM符号序列来生成符合不同于第一PHY模式的第二PHY模式的第二数据单元。第二OFDM符号序列的至少一部分包括下述中的一个:(i)比下边缘保护信号音更多的上边缘保护信号音、或者(ii)比上边缘保护信号音更多的下边缘保护信号音。网络接口还被配置成确定用于传输第二数据单元的频带。该频带具有等于第一带宽除以整数n的第二带宽,其中n≥2。网络接口被配置成至少部分地通过排除下述中的一个来确定用于传输第二数据单元的频带:(i)当第二OFDM符号序列的一部分包括比下边缘保护信号音更多的上边缘保护信号音时,多个信道中的一个或多个信道中的每一个信道的最低子带、或(ii)当第二OFDM符号序列的一部分包括比上边缘保护信号音更多的下边缘保护信号音时,多个信道中的一个或多个信道中的每一个信道的最高子带。多个信道的每个信道的每个子带具有第二带宽。网络接口还被配置成使得经由所确定的频带传输第二数据单元。
在其他实施例中,该装置还包括下述特征中的一个或多个。
整数n等于2。
网络接口被配置成至少部分地通过利用64点快速傅里叶反变换(IDFT)来生成第一个序列的OFDM符号,并且至少部分地通过利用32点IDFT来生成第二OFDM符号序列。
网络接口被配置成至少部分的通过利用一个64点快速傅立叶反变换(IDFT)来生成第一个序列的OFDM符号,并且至少部分的通过利用64点IDFT来生成第二OFDM符号序列并使其中所生成的信号音的总数的至少一半被设置为等于零。
网络接口被配置成至少部分的利用第一时钟速率来生成第一个序列的OFDM符号,并且至少部分的利用第一时钟速率来生成第二OFDM符号序列。
第一PHY模式与第一数据吞吐量相对应,并且第二PHY模式与不低于于第一数据吞吐量的第二数据吞吐量相对应。
第二OFDM符号序列的一部分包括第二OFDM符号序列的数据部分。
第二OFDM符号序列的一部分包括比上边缘保护信号音更多的下边缘保护信号音,并且该网络接口被配置为至少部分的通过排除多个信道中的一个或多个信道的最高子带确定用于传输第二数据单元的频带。
该多个信道中的一个或多个信道包括多个信道中的所有信道。
在另一实施例中,一种在通信系统中生成符合第一物理层(PHY)模式的数据单元和符合不同于第一PHY模式的第二PHY模式的数据单元、并且促使该数据单元被传输的方法,其中,该通信系统利用多个信道用于来传输符合所述第一PHY模式的数据单元,并且其中多个信道的每个信道具有第一带宽,该方法包括:生成符合第一PHY模式的第一数据单元。生成第一数据单元包括:利用时钟速率来生成第一OFDM符号序列。该方法还包括使得第一数据单元经由多个信道的一个信道来进行传输,并且生成符合第二PHY模式的第二数据单元。生成第二数据单元包括:利用时钟速率来生成第二OFDM符号序列。第二OFDM符号序列的至少数据部分包括比上边缘保护信号音更多的下边缘保护信号音。该方法还包括确定用于传输第二数据单元的频带。该频带具有等于第一带宽的一半的第二带宽。确定用于传输第二数据单元的频带包括排除多个信道中的一个或多个信道中每个信道的上边带。该方法还包括使得第二数据单元经由所确定的频带来进行传输。
在另一实施例中,一种装置包括网络接口,该网络接口被配置成至少部分的通过利用时钟速率生成第一OFDM符号序列来生成符合第一PHY模式的第一数据单元,使得第一数据单元经由其中每个信道均具有第一带宽的多个信道中的一个信道来进行传输,并且至少部分的通过利用时钟速率生成第二OFDM符号序列来生成符合不同于第一PHY模式的第二PHY模式的第二数据单元。第二OFDM符号序列的至少数据部分包括比上边缘保护信号音更多的下边缘保护信号音。网络接口还配置成确定用于传输第二数据单元的频带。该频带具有等于第一带宽的一半的第二带宽。网络接口被配置成通过排除多个信道中的一个或多个信道中每个信道的上边带来确定用于传输第二数据单元的频带。该网络接口还被配置成使得第二数据单元经由所确定的频带来进行传输。
具体实施方式
在下述实施例中,诸如无线局域网(WLAN)的接入点(AP)的无线网络设备将数据流传输到一个或多个客户端站。该AP被配置成根据至少一个第一通信协议来与客户端站进行操作。第一通信协议定义了在1GHz以下的频率范围中的操作,并且通常用于需要以相对低的数据速率进行长距离无线通信的应用。第一通信协议(例如,IEEE802.11af或IEEE802.11ah)这里被称为“长距离”通信协议。在一些实施例中,AP还配置成根据一个或多个其他通信协议与客户端站进行通信,该一个或多个其他通信协议定义了在通常较高的频率范围中的操作,并且通常用于以较高数据速率进行较近距离的通信。较高频率的通信协议(例如,IEEE802.11a、IEEE802.11n和/或IEEE802.11ac)在这里统称为“短距离”通信协议。在一些实施例中,符合长距离通信协议的物理层(PHY)数据单元(“长距离数据单元”)与符合短距离通信协议的数据单元(“短距离数据单元”)相同或类似,但是使用较低的时钟速率来生成的。为此,在实施例中,AP以适用于短距离操作的时钟速率来进行操作,并且进行时钟下调(donw-clocking)以生成要用于1GHz以下操作的时钟。结果,在该实施例中,长距离数据单元保持短距离数据单元的物理层格式,但是在较长的时间段中进行传输。
除了由长距离通信协议规定的这一“正常模式”,在一些实施例中,长距离通信协议还规定“低带宽模式”,该模式与针对正常模式规定的最低带宽和数据速率相比具有降低的带宽和数据速率。由于较低的数据速率,低带宽模式进一步扩展通信范围,并且通常提高接收机灵敏度。利用与对应于正常模式的数据单元相同的时钟速率来生成对应于低带宽模式数据单元(例如,由用于正常模式数据单元的相同比率来进行时钟下调)。在实施例中,例如,正常模式和低带宽模式数据单元的正交频分复用(OFDM)符号都具有相同的子载波/信号音间隔和OFDM符号持续时间。在一些实施例中,正常模式和/或低带宽模式包括多个PHY子模式。在一个实施例中,例如,正常模式包括对应于2MHz数据单元的第一子模式、对应于4MHz数据单元的第二子模式等,并且低带宽模式仅对应于1MHz数据单元。在另一实施例中,低带宽模式还包括对应于具有不同带宽(例如,1MHz、0.5MHz等)的数据单元的多个子模式。
低带宽模式的功能可以取决于利用该模式的区域。例如,在美国的IEEE802.11ah系统的一个实施例中,其中在1GHz以下的频率中有相对大量的频谱可用,正常模式的通信利用具有至少最小带宽(例如,2MHz或2.5MHz等)的信道,并且低带宽模式用作具有甚至更小带宽(例如,1MHz、或1.25MHz等)的“控制模式”。在实施例中,例如AP使用控制模式用于信标信号或关联过程、和/或用于传输波束成型训练操作。又如,在通信系统的一个实施例中,其中在1GHz以下的频率中有较少频谱可用(例如,欧洲或日本),低带宽模式用作正常模式的扩展,而不是控制模式。
图1是根据实施例的包括AP14的示例WLAN10的框图。AP14包括耦合到网络接口16的主机处理器15。网络接口16包括媒体访问控制(MAC)处理单元18和物理层(PHY)处理单元20。PHY处理单元20包括多个收发信机21,并且收发信机21耦合到多个天线24。虽然图1中图示了三个收发信机21以及三个天线24,但是在其他实施例中,AP14可以包括不同数目(例如,1个、2个、4个、5个等)的收发信机21和天线24。
WLAN10还包括多个客户端站25。虽然在图1中图示了4个客户端站25,但是在各种场景和实施例中,WLAN10可以包括不同数目(例如,1个、2个、3个、5个、6个等)的客户端站25。客户端站25中的至少一个(例如,客户端站25-1)被配置成至少根据长距离通信协议来进行操作。在一些实施例中,客户端站25中的至少一个(例如,客户端站25-4)是配置成至少根据短距离通信协议中的一个或多个短距离通信协议进行操作的短距离客户端站。
客户端站25-1包括耦合到网络接口27的主机处理器26。网络接口27包括MAC处理单元28和PHY处理单元29。PHY处理单元29包括多个收发信机30,并且收发信机30耦合到多个天线34。虽然图1中图示了三个收发信机30以及三个天线34,但是在其他实施例中,客户端站25-1可以包括不同数目(例如,1个、2个、4个、5个等)的收发信机30和天线34。
在一些实施例中,客户端站25-2、25-3和25-4中的一个、一些或全部具有与客户端站25-1相同或类似的结构。在这些实施例中,与客户端站25-1结构相同或类似的客户端站25具有相同或不同数目的收发信机和天线。根据一个实施例,例如,客户端站25-2仅具有两个收发信机和两个天线。
在各种实施例中,AP14的PHY处理单元20被配置成生成符合长距离通信协议并且具有下文中描述的格式的数据单元。(多个)收发信机21被配置成经由(多个)天线24传输所生成的数据单元。类似地,(多个)收发信机24被配置成经由(多个)天线24接收数据单元。根据各种实施例,AP14的PHY处理单元20还被配置成处理接收到的符合长距离通信协议并且具有下文中描述的格式的数据单元。
在各种实施例中,客户端设备25-1的PHY处理单元29被配置成生成符合长距离通信协议并且具有下文中描述的格式的数据单元。(多个)收发信机30被配置成经由(多个)天线34传输所生成的数据单元。类似地,(多个)收发信机30被配置成经由(多个)天线34接收数据单元。根据各种实施例,客户端设备25-1的PHY处理单元29还被配置成处理接收到的符合长距离通信协议并且具有下文中描述的格式的数据单元。
在一些实施例中,AP14被配置成以双频带配置进行操作。在这样的实施例中,AP14能够在短距离模式操作和长距离模式操作之间进行切换。根据一个这样的实施例,当以短距离模式进行操作时,AP14传输和接收符合短距离通信协议中的一个或多个短距离通信协议的数据单元。当以长距离模式进行操作时,AP14传输和接收符合长距离通信协议的数据单元。类似地,根据一些实施例,客户端站25-1能够进行双频带操作。在这些实施例中,客户端站25-1能够在短距离模式操作和长距离模式操作之间进行切换。在其他实施例中,AP14和/或客户端站25-1是双频带设备,该双频带设备能够在由长距离通信协议针对长距离操作所定义的不同的低频带之间进行切换。在又一实施例中,AP14和/或客户端站25-1是配置成仅在一个长距离频带中进行操作的单频带设备。
在又一其他实施例中,客户端站25-1是双模式设备,该双模式设备能够在不同的区域中以不同的相应PHY模式进行操作。例如,在一个这样的实施例中,客户端站25-1被配置,当在第一区域中进行操作时利用正常模式PHY,并且当在第二区域(例如,具有较少可用频谱的区域)中操作时利用低带宽模式PHY。在实施例中,客户端站25-1可以通过下述操作在不同的区域中在正常模式和低带宽模式之间进行切换:切换发射机和接收机的低带宽模式和正常模式基带信号处理,以及切换数字和模拟滤波器以满足适用于每个模式的要求(例如,在发射机处的频谱掩蔽要求、在接收机处的邻道干扰要求等)。然而,在实施例中,当在低带宽模式和正常模式之间进行切换时不改变诸如时钟速率的硬件设置。
在一个示例实施例中,客户端站25-1是双模式设备,该双模式设备在美国利用正常模式PHY(例如,对于2MHz和更宽的信道)而在欧洲和/或日本利用低带宽模式(例如,对于1MHz信道)。在该实施例中,全球使用相同的时钟速率,其中不同的离散傅立叶逆变换(IDFT)大小被用于生成不同带宽的信号(例如,64点或更大IDFT用于2MHz或更宽的带宽的美国信道,并且32点IDFT用于1MHz的欧洲/日本信道)。在这些实施例中的一些实施例中,低带宽模式在美国也用于控制PHY。
在另一实施例中,客户端站25-1是双模式设备,该双模式设备在美国利用正常模式PHY(例如,对于2MHz和更宽的信道)和低带宽模式PHY(例如,对于具有1MHz带宽的控制模式信号),并且在欧洲和/或日本仅利用低带宽模式PHY(例如,对于1MHz信道)。在该实施例中,全球使用相同的时钟速率,其中不同的IDFT大小用于生成不同带宽的信号(例如,64点或更大IDFT用于2MHz或更宽的带宽的美国信道,并且32点IDFT用于1MHz的美国控制模式信号和1MHz的欧洲/日本信道这两者)。
在一些实施例中,不论生成最小带宽的正常模式数据单元还是低带宽模式数据单元,诸如客户端站25-1的设备都使用相同大小的IDFT(以恒定的时钟速率)。例如,在一个实施例中,64点IDFT用于生成2MHz正常模式数据单元和1MHz的低带宽模式数据单元这两者,其中在后者的情况下,适当的信号音被清零。在这些实施例的一些场景下,当在PHY模式之间改变,同时仍然满足更宽(例如,2MHz)信道的频谱掩蔽要求时,滤波器不需要被立即改变。在其他情况下,即使使用与更宽的带宽相对应的IDFT大小来进行传输,所传输的低带宽模式信号也需要满足更严格的较低带宽频谱掩蔽。
图2是根据实施例的用于生成正常模式数据单元的示例PHY处理单元100的传输部分的框图。参考图1,在一个实施例中,AP14的PHY处理单元20和客户端站25-1的PHY处理单元29每一个都与PHY处理单元100类似或相同。根据实施例,PHY处理单元100包括加扰器102,该加扰器102通常对信息比特流进行加扰以减少长序列的1或0的出现。编码器解析器104耦合到加扰器102。该编码器解析器208将信息比特流解复用成对应于一个或多个FEC编码器106的一个或多个编码器输入流。
尽管在图2中示出了2个FEC编码器106,但是在各种其他实施例和/或情况中,可以包括不同数目的FEC编码器,并且/或者不同数目的FEC编码器并行操作。例如,根据一个实施例,PHY处理单元100包括4个FEC编码器106,并且FEC编码器106中的一个、两个、三个或四个根据具体的调制和编码方案(MCS)、带宽和空间流的数目来同时进行操作。每个FEC编码器106对相应的输入流进行编码,以生成相应的编码流。在一个实施例中,每个FEC编码器106包括二进制卷积编码器(BCC)。在另一实施例中,每个FEC106编码器包括之后跟随打孔块的BCC。在另一实施例中,每个FEC编码器106包括低密度奇偶校验(LDPC)编码器。
流解析器108将一个或多个编码的流解析成一个或多个空间流(例如,在图2中所示的示例PHY处理单元100中的四个数据流),以用于独立交织和映射成星座点/符号。在一个实施例中,流解析器108根据IEEE802.11n通信协议来进行操作,使得满足下述等式:
等式1
其中s是针对Nss个空间流中的每一个空间流指派给星座点中的单个轴的编码比特的数目,并且其中NBPSCS是每子载波的比特数目。在实施例中,对于每个FEC编码器106(不论BCC还是LDPC),s个编码比特的连续块以循环方式被指派给不同的空间流。在FEC编码器106集合包括两个或更多个BCC编码器的一些实施例中,对于每个循环周期,以交替的方式使用各个FEC编码器106的输出,即,最初来自第一FEC编码器106的S比特被馈送到Nss个空间流中,然后来自第二FEC编码器106的S比特被馈送到Nss个空间流等,其中:
S=Nssx S 2
与Nss个空间流中的每一个相对应地,交织器110交织空间流的比特(即,改变比特的顺序),以防止长序列的相邻噪声比特进入接收机处的解码器。更具体地,交织器110将相邻的编码比特映射到在频域中或时域中的不相邻的位置。在实施例中,交织器110根据IEEE802.11n通信协议来进行操作(即,每个数据流中两次频率排列,和第三次排列用于在不同的流上不同地循环移位比特),除了参数Ncol、Nrow和Nrot(即,分别地,列的数目、行的数目以及频率旋转参数)是基于长距离、正常模式数据单元的带宽适当的值。
还与每个空间流相对应地,星座映射器112将交织的比特序列映射成与OFDM符号的不同子载波/信号音相对应的星座点。更具体地,在实施例中,对于每个空间流,星座映射器112将每个长度为log2(M)的比特序列转换成M个星座点中的一个。星座映射器112根据利用的MCS来处理不同数目的星座点。在实施例中,星座映射器112是正交幅度调制(QAM)映射器,其处理M=2、4、16、64、256和1024。在其他实施例中,星座映射器112处理与来自集合{2,4,16,64,256,1024}中的至少两个值的M个同等的不同子集相对应的不同调制方案。
在实施例中,空-时块编码(STBC)单元114接收与一个或多个空间流相对应的星座点,并且将空间流扩展为多个(NSTS)空-时流。在一些实施例中,STBC单元114被省略。循环移位分集(CSD)单元116耦合到STBC单元114。CSD单元116将循环移位插入到除了一个空-时流以外的所有空-时流中(在多于一个空-时流的情况下),以防止意外的波束形成。为了便于说明,即使在STBC单元114被省略的实施例中,对CSD单元116的输入也被称为空-时流。
空间映射单元120将NSTS个空-时流映射成NTX个发射链。在各种实施方式中,空间映射包括下述中的一个或多个:1)直接映射,其中来自每个空-时流的星座点被直接映射到发射链上(即,一对一映射);2)空间扩展,其中来自所有空-时流的星座点的矢量经由矩阵乘法扩展,以产生对发射链的输入;以及3)波束成型,其中来自所有空-时流的星座点的每个矢量乘以导向矢量的矩阵,以产生对发射链的输入。空间映射单元120的每个输出与发射链相对应,并且空间映射单元120的每个输出由IDFT计算单元122(例如,快速傅立叶反变换(IFFT)运算单元)来运算,其将星座点的块转换成时域信号。IDFT单元122的输出被提供给GI插入和窗口单元124,该单元在OFDM符号之前添加保护间隔(GI)部分,这在实施例中是OFDM符号的循环扩展,并且平滑OFDM符号的边缘以增加频谱延迟。GI插入和窗口单元124的输出被提供给模拟和射频(RF)单元126,该模拟和射频(RF)单元126将信号转换为模拟信号并且将信号上变频到RF频率以供传输。在各种实施例和/或场景中,信号在2MHz、4MHz、8MHz或16MHz带宽的信道(例如,分别对应于单元122处的64点、128点、256点或512点IDFT,并且利用不论IDFT大小如何都是恒定的时钟速率)中被传输。在其他实施例中,其他适当的信道带宽(和/或IDFT大小)被利用。在2012年1月6日提交的并且标题为“Physical Layer Frame Format for LongRange WLAN”的美国专利申请No.13/359,336中具体地讨论了与正常模式相对应的长距离数据单元,其全部内容通过引用合并于此。
低带宽模式通信通常比正常模式通信更加鲁棒,具有灵敏度增益,该灵敏度增益支持扩展范围的通信。例如,在其中正常模式利用64点IDFT(例如,对于2MHz带宽的信号)来生成正常模式数据单元,并且其中低带宽模式利用32点IDFT(例如,对于1MHz带宽信号)来生成低带宽模式数据单元的实施例中,低带宽模式提供约3dB的灵敏度增益。又如,在其中正常模式利用64点IDFT(例如,对于2MHz带宽的信号)以生成正常模式数据单元,并且其中低带宽模式利用16点IDFT(例如,对于0.5MHz带宽的信号)来生成低带宽模式数据单元的实施例中,低带宽模式提供约6dB的灵敏度增益。此外,在一些实施例中,低带宽模式将冗余或重复比特引入数据单元的至少一些字段,以进一步降低数据速率。例如,在各种实施例和/或场景中,根据下述一个或多个重复和编码方案,低带宽模式将冗余引入低带宽模式数据单元的数据部分和/或信号字段。例如,在其中低带宽模式包括2x重复比特的实施例中,可以获得另外的3dB的灵敏度增益。更进一步,在一些实施例中,低带宽模式通过根据正常模式的最低数据速率MCS或者根据比正常模式的最低数据速率MCS更低的MCS生成OFDM符号来提高灵敏度。例如,在实施例中,根据从一组MCS、诸如MCS0(二进制相移键控(BPSK)调制和1/2的编码速率)到MCS9(正交幅度调制(QAM)和5/6的编码速率)中选择的特定的MCS来生成正常模式下的数据单元,其中高阶MCS对应于较高的数据速率。在一个这样的实施例中,使用由MCS0定义的调制和编码来生成低带宽模式数据单元。在替代实施例中,MCS0被保留仅用于低带宽模式数据单元,而不能被用于正常模式数据单元。
图3-5是根据各种实施例的用于生成低带宽模式数据单元的示例PHY处理单元的传输部分的框图。参考图1,在各种实施例中,AP14的PHY处理单元和客户端站25-1的PHY处理单元29中的每一个都与图3-5中所示的PHY处理单元中的任何一个相同。在一些实施例中,图3-5中的PHY处理单元对应于与图2的PHY处理单元100相同的硬件,但是根据是生成正常模式数据单元还是生成低带宽模式数据单元而在硬件内利用不同的信号处理操作。
在实施例中,图3的PHY处理单元150包括类似于图2的加扰器102的加扰器152。加扰器152耦合到一个或多个FEC编码器154,该编码器154在实施例中类似于图2的FEC编码器106。在PHY处理单元150包括两个或更多个FEC编码器154的实施例中,类似于图2的编码器解析器104的编码器解析器(未示出)被耦合在加扰器152和FEC编码器154之间。
流解析器158耦合到FEC编码器154的输出。在实施例中,流解析器158类似于图2的流解析器108(例如,满足以上等式1和2),除了以上等式1和2的相关参数(例如,NBPSCS和NSS)匹配低带宽模式系统参数(例如,如果对低带宽模式数据单元仅允许一个空间流,则NSS=1)。流解析器158耦合到交织器160。在实施例中,交织器160类似于图2的交织器110,除了参数Ncol、Nrow和Nrot是基于低带宽数据单元的带宽的适当的值。例如,在其中最低带宽正常模式数据单元是使用64点IDFT生成的2MHz数据单元,并且其中低带宽模式数据单元是使用32点IDFT生成的1Mhz数据单元并且具有24个OFDM数据信号音的各种实施例中,下述三个选项中之一被实施:
1)Ncol=12,Nrow=2×NBPSCS 等式3
2)Ncol=8,Nrow=3×NBPSCS 等式4
3)Ncol=6,Nrow=4×NBPSCS 等式5
并且Nrot是{2,3,4,5,6,7,8}中的一个。例如,在一个具体实施方式中,等式4被满足并且Nrot=2。又如,在其中最低带宽正常模式数据单元是使用64点IDFT生成的2MHz数据单元,并且其中低带宽模式数据单元是使用16点IDFT生成的0.5MHz数据单元并且具有12个OFDM数据信号音的各种实施例中,下述两个选项中之一被实施:
1)Ncol=6,Nrow=2×NBPSCS 等式6
2)Ncol=4,Nrow=3×NBPSCS 等式7
并且Nrot是[2,3,4,5]中的一个。
相应于每个空间流,星座映射器162将交织的比特序列映射成与OFDM符号的不同子载波/信号音相对应的星座点。在实施例中,星座映射器162类似于图2的星座映射器112。
除了或代替上述任何MCS限制(例如,低带宽模式数据单元只被允许使用最低MCS等),在各种实施例中,对于低带宽模式数据单元所允许的MCS是满足下述等式的MCS:
NCBPS/NES=m 等式8
NDBPS/NES=n 等式9
mod(NCBPS/NES,DR)=0 等式10
R=NR/DR 等式11
其中NCBPS是每符号的编码比特的数目,NDBPS是每符号的未编码比特的数目,NES是BCC编码器的数目,m和n是整数,R是编码速率,并且DR是编码速率的分母(即,如果R=1/2则DR=2,如果R=2/3则DR=3,如果R=3/4则DR=4,并且如果R=5/6则DR=5)。在实施例中,对于低带宽模式数据单元,NES总是等于1(即,在低带宽模式中使用的一个空间流和一个BCC编码器)。在其他实施例中,对于低带宽模式数据单元,NES是大于1的适当的数。
在实施例中,STBC单元164(例如,类似于图2的STBC单元114)接收对应于一个或多个空间流的星座点并且将该空间流扩展成多个空-时流。多个CSD单元166(例如,类似于图2的CSD单元116)被耦合到STBC单元164,其进而被耦合到空间映射单元170(例如,类似于图2的空间映射单元120)。空间映射单元170的每个输出对应于发射链,并且空间映射单元120的每个输出由IDFT单元172来运算。在实施例中,IDFT单元172类似于图2的IDFT单元122,并且使用与IDFT单元122相同的时钟速率,但是使用比正常模式数据单元更小的大小的IDFT。例如,在其中使用64点或更大IDFT来生成正常模式数据单元的一个实施例中,使用32点IDFT来生成低带宽模式数据单元。在使用64点或更大IDFT来生成正常模式数据单元的替代实施例中,使用16点IDFT来生成低带宽模式数据单元。在其中使用的64点或更大IDFT来生成正常模式数据单元的另一替代实施例中,根据在低带宽模式中选择了两个PHY子模式中的哪一个子模式来使用16点或32点IDFT生成低带宽模式数据单元。
IDFT单元172的输出被提供给GI插入和窗口单元174(例如,类似于图2的GI插入和窗口单元124),并且GI插入和窗口单元172的输出被提供给模拟和RF单元176(例如,类似于图2的模拟和RF单元126)。在一个实施例中,然后在低带宽模式频带中传输所生成的低带宽模式数据单元。在正常模式传输利用2MHz和更大的带宽(例如,4MHz、8MHz等)信道的一个实施例中,用于低带宽模式传输的频带是1MHz。在其他这样的实施例中,利用0.5MHz或小于最小正常模式信道带宽的另一适当带宽。
尽管图3的示例PHY处理单元150包括多个空间流(每个交织器160和星座映射器162各一个),但是在其他实施例中,低带宽模式仅利用单个空间流。例如,低带宽模式被限制为一个MCS(例如,上述MCS0),在该MCS中只有一个空间流被利用。在这些实施例中的一些实施例中,流解析器158被省略或不被使用。此外,在一些实施例中,STBC单元164和/或CSD单元166被省略。此外,在FEC编码器154是LDPC编码器而不是BCC编码器的一个实施例中,交织器160被省略。在实施例中,相同的LDPC奇偶校验矩阵和用于正常模式的参数也可以用于低带宽模式,并且打孔/缩短/填充过程利用对应于低带宽模式的NCBPS和NDBPS(分别是每符号的编码数据比特的数目以及每符号的未编码数据比特的数目)的值。在一些实施例中,在低带宽模式中使用的填充过程对应于在2012年2月3日提交的并且标题为“Control ModePHY for WLAN”的美国专利申请No.13/366,064中描述的任何这样的过程,其全部公开内容通过引用合并于此。
图4和图5图示了在使用重复以减低数据速率并且提高接收机灵敏度的实施例中用于生成低带宽模式数据单元的示例PHY处理单元的传输部分。为了便于说明,某些单元在图4和图5中没有被示出,虽然该单元在一些实施例中被包括。例如,在各种实施例中,PHY处理单元中的每一个包括加扰器,使得输入到图4和图5中描绘的发射流的信息比特是加扰的比特。在一些实施例中,低带宽模式仅在BPSK调制和/或单个空-时流的情况下使用图4或图5的重复,并且在其他情况下不使用重复(例如,如在图3的示例PHY处理单元150中)。
图4图示了示例PHY处理单元200在将比特映射成星座符号之前利用BCC编码比特的重复来生成低带宽模式数据单元的实施例。BCC编码器204接受信息比特,并且将BCC编码比特输出到块编码器206。在各种实施例中,块编码器206提供比特级重复(例如,对于2x重复[b1b1,b2b2,...])或块级重复(例如,对于具有块大小12的2x重复[b1...b12,b1...b12,b13...b24,b13...b24,...])。在一个示例实施例中,使用2x重复(速率1/2的块编码)。在另一示例实施例中,使用4x重复(速率1/4的块编码)。块编码器206的输出耦合到比特反转单元210,该比特反转单元210改变选择比特的符号或极性(例如,每隔一个比特),以减少所生成的OFDM信号的峰均功率比(PAPR)。在一些实施例中,比特反转单元210不被包括在PHY处理单元200中。
比特反转单元210的输出(或如果单元210被省略,则块编码器206的输出)耦合到BCC交织器212。在实施例中,BCC交织器212类似于图3的交织器160。在一些实施例中,BCC交织器212不被包括在PHY处理单元200中。BCC交织器212的输出(或如果BCC交织器212被省略,则比特反转单元210或块编码器206的输出)耦合到星座映射器214。在实施例中,星座映射器214类似于图2的星座映射器112。由星座映射器214利用以生成低带宽模式数据单元的星座大小由MCS模式来确定,如上所述,该MCS模式在一些实施例中是用于正常模式数据单元的最低MCS(或比最低的MCS更低的MCS)。
星座映射器214的输出耦合到IDFT单元216。在实施例中,IDFT单元216类似于图3的IDFT单元图172(例如,与用于正常模式数据单元的64点或更大的IDFT相比,使用32点或16点IDFT)。在一些实施例中,IDFT单元216的输出耦合到CSD单元218。在PHY处理单元200进行操作以生成用于经由多个发射链传输的低带宽模式数据单元的实施例或情况中,CSD单元218将循环移位插入到除了一个发射链之外的全部发射链中以防止不期望的波束成型。在其他实施例中,CSD单元218被省略。CSD单元218的输出(或如果CSD单元218被省略,则IDFT单元216的输出)耦合到GI插入和窗口单元220,并且GI插入和窗口单元220的输出端耦合到模拟和RF单元222。在各种实施例和/或场景中,然后在1MHz或0.5MHz的带宽信道中(例如,分别对应于在单元216处的32点或16点IDFT)传输所生成的低带宽模式数据单元。在其他实施例中,利用小于最小正常模式信道带宽的一个或多个其他适当的(对应于其他IDFT大小)信道带宽。
在更特定的示例实施例中,当IDFT单元216使用32点IDFT来针对低带宽模式数据单元生成具有24个数据信号音的OFDM符号时,BCC编码器204是1/2速率的BCC编码器,其每OFDM符号接收6个信息比特并且每OFDM符号生成12个比特,块编码器206是速率1/2(2x重复)块编码器,其使用块级重复每OFDM符号输出24个比特,该24个输出比特被使用常规BCC交织器交织,并且星座映射单元214利用BPSK调制技术。
在一个替代实施例中,在图4的发射流中,块编码器206在BCC编码器204之前(即比特的重复在BCC编码之前发生),并且比特反转单元210被省略。在另一替代实施例中,块编码器206替代地耦合到星座映射器214的输出(即,用于星座点的重复),并且比特反转单元210被省略。在这些后者实施例中的一些实施例中,相移单元(图4中未示出)耦合到块编码器206输出以降低OFDM信号的峰均功率比,并且相移单元的输出耦合到IDFT单元216。如果在实施例中不包括相移单元,则块编码器206的输出替代地耦合到IDFT单元216。在各种实施例中,处理单元200被配置成使用利用美国专利申请No.13/366,064中描述的任何重复技术。
图5是根据实施例的用于生成低带宽模式数据单元的另一示例PHY处理单元350的传输部分的框图。通常,图5中所示的各种单元类似于图4中的相同的单元。然而,与图4的示例实施例不同,耦合到块编码器354的BCC编码器352还利用LDPC编码,并且流解析器356、STBC单元360和空间映射单元362被包括在PHY处理单元350中以支持多个空间流和空-时流。此外,在实施例中,除了CSD单元364,在空-时流中的每一个空-时流上在STBC单元360之后还利用第二组CSD单元366。在实施例中,只有传输多于一个的空-时流时,才应用第二组CSD单元,以便于减少在短训练字段(主要用于设置接收机处的自动增益控制(AGC)增益)期间的不期望的波束成型。在其他实施例中,CSD单元366被省略。此外,在一些实施例中,比特反转单元370和/或BCC交织器372被省略。此外,在一些实施例中,当传输多于一个的空-时流时,仅应用块编码器354和比特反转单元370。
在更特定的示例实施例中,当IDFT单元374使用32点IDFT来针对低带宽模式数据单元生成具有24个数据信号音的OFDM符号时,BCC/LDPC编码器352是速率1/2BCC/LDPC编码器,其每OFDM符号输出12xNSS个比特(其中,NSS是空间流的数目),块编码器354是速率1/2(2x重复)块编码器,其使用块级重复,每OFDM符号输出24×NSS个比特,并且每个星座映射器376使用BPSK调制。
在一个替代实施例中,比特重复发生在流解析器356之后(即,在每个空间流中)而不是在流解析器356之前。例如,在实施例中,块编码器354以及(如果存在的话)比特反转单元370被包括在每个空间流中,耦合在流解析器356和相应的BCC交织器372之间。如在其中比特重复发生在流解析器356之前的实施例中,在一些实施例中在逐个比特的基础上应用比特重复,并且在其他实施例中在块级的基础上。
图6是根据实施例的用于生成分别对应于第一和第二PHY模式,的第一和第二数据单元的示例方法400的流程图。在实施例中,第一PHY模式是长距离通信协议的正常模式,并且第二PHY模式是长距离通信协议的低带宽模式。例如,在实施例中,第二PHY模式是控制模式。替代地,第二PHY模式仅提供超过第一PHY模式的范围扩展。在各种实施例中,方法400由AP14的网络接口16和/或图1的客户端站25-1的网络接口27来实现。
通常,与第一PHY模式相对应的第一数据单元在框402处生成,并且与第二PHY模式相对应的第二数据单元在框404处生成。首先,参考框402,第一多个信息比特在框410处进行FEC编码。例如,在一个实施例中,对第一信息比特进行BCC编码。又如,在实施例中,对第一信息比特进行LDPC编码。在一些实施例中,第一多个信息比特的至少一部分与生成的第一数据单元的数据部分相对应。此外,在一些实施例中,第一多个信息比特的其他部分与生成的第一数据单元的前导的信号字段相对应。
在框412中,FEC编码的第一信息比特被映射成第一多个星座符号。进行映射的FEC编码的比特的数目比在FEC编码之前的信息比特的数目大一个因数,该因数与在框410处使用的编码速率相关。例如,如果在框410处使用R=1/2BCC编码,则针对在框410处操作的每个信息比特产生2个FEC编码的第一信息比特(并且在框412处进行操作)。在实施例中,在框412处的星座映射类似于由图2的星座映射器112所执行的映射。第一多个星座符号对应于针对每个OFDM子载波所采用的具体调制技术。例如,在利用BPSK调制的实施例中,第一多个星座符号仅由+1和-1组成。
在框414处,生成第一OFDM符号以包括在框412处产生的第一星座符号。第一OFDM符号中的每一个利用第一信号音间隔,并且包括共同跨第一带宽的第一数目的非零信号音。在第一数据单元是长距离数据单元的一个实施例中,例如,根据IEEE802.11n或IEEE802.11ac标准来布置非零信号音(数据和导频信号音),但是其中通过时钟下调比率来确定较小的信号音间隔。
接下来参考框404,第二多个信息比特是在框416处进行FEC编码。在实施例中,框416类似于框410。在一些实施例中,第二多个信息比特的至少一部分对应于生成的第二数据单元的数据部分。此外,在一些实施例中,第二多个信息比特的其他部分对应于生成的第二数据单元的前导的信号字段。
在框420处,对FEC编码的第二信息进行块编码。在各种示例实施例中,使用2x重复(速率1/2块编码)或4x重复(速率1/4块编码)。在一个实施例中,在框420处的块编码提供比特级的重复(例如,对于2x重复[b1b1,b2b2,...])。在另一实施例中,框420处的块编码提供块级的重复。在该后者实施例中,框420包括将第二信息比特划分成n个信息比特的块,并且使每个n个信息比特的块重复m次,以生成m*n个信息比特。例如,如果m=2(2x重复)并且n=12,则产生比特序列[b1...b12,b1...b12,b13...b24,b13...b24,...]。在一些实施例中,框420还包括使生成的m*n个信息比特交织。
在框422处,块编码的第二信息比特被映射成第二多个星座符号。在实施例中,框422类似于框412。在各种实施例中,框422处的星座映射类似于由图4的星座映射器214或图5的星座映射器376执行的映射。第二多个星座符号对应于针对每个OFDM子载波所采用的具体调制技术。例如,在利用BPSK调制的实施例中,第二多个星座符号仅由+1和-1组成。在一些实施例和/或场景中,在框422处利用的第二多个星座符号与在框412处利用的第一多个星座符号相同(即,调制类型相同)。在其他实施例和/或场景中,在框422处利用的S第二多个星座符号与在框412处利用的第一多个星座符号不同(例如,框422使用具有较小星座符号集合的调制类型)。
在框424处,生成第二OFDM符号以包括在框422处产生的第二星座符号。第二OFDM符号中的每一个利用第二信号音间隔,并且包括共同跨第二带宽的第二数目的非零信号音。第二信号音间隔与在框414处生成的第一OFDM符号的第一信号音间隔相同(即在框414和424处使用相同的时钟速率)。第二数目的非零信号音小于在框414处生成的第一OFDM符号中的第一个数目的非零信号音。第二OFDM符号的非零信号音共同跨越小于第一OFDM符号的第一带宽的第二带宽。
在一些实施例中,在框422处生成的OFDM符号中的非零信号音的数目不大于在框414处生成的OFDM符号中的非零信号音的数目的一半,并且第二带宽不大于第一带宽的一半。例如,在其中第二数据单元带宽是第一数据单元带宽的一半的一个实施例中,生成第一OFDM符号包括利用64点IDFT,并且生成第二OFDM符号包括利用64点IDFT并且使得到的信号音的至少一半清零,或者利用32点IDFT。以下结合图7A和图7B示出和讨论示例信号音映射。
在一些实施例中,使用小于或等于可以用于生成第一数据单元的最低MCS的MCS来生成第二数据单元。例如,在实施例中,在框410处的FEC编码根据从与多个相关吞吐量水平相对应的多个MCS中选择的第一MCS来执行,在框412处的映射根据第一MCS来执行,在框416处的FEC编码根据第二MCS来执行,该第二MCS与低于或等于多个相关吞吐量水平的最低相关吞吐量水平的相关吞吐量水平相对应,并且在框422处的映射根据第二MCS执行。
在各种实施例中,方法400包括在图6中未示出的其他框。在一个实施例中,例如,第一信息比特在框410处的FEC编码之前进行加扰,并且第二信息比特在框416处的FEC编码之前进行加扰。
图7A和图7B是根据两个实施例的与低带宽模式数据单元相对应的示例OFDM符号信号音映射450、470的图。更具体地,在实施例中,信号音映射450、470与低带宽模式数据单元相对应,其中正常模式数据与使用64点或更大(例如,128点、256点和/或512点)IDFT生成的时钟下调的IEEE802.11n或IEEE802.11ac数据单元相对应。在实施例中,信号音映射450、470对应于由图3的PHY处理图单元150、图4的PHY处理单元200、或图5的PHY处理单元350生成的数据单元和/或在图6的方法400的框404中生成的第二PHY模式数据单元。
图7A中的第一示例信号音映射450对应于使用32点IDFT生成的低带宽模式OFDM符号的信号音映射。在总共32个信号音中,两个非零信号音集合452对应于数据和导频信号音,中心(清零)信号音454用作DC信号音,并且两个信号音集合458用作(清零的)保护信号音。在正常模式OFDM符号的64个信号音共同跨越2MHz带宽的一个实施例中,信号音映射450的32个信号音共同跨越1MHz带宽。因此,信号音映射450的非零信号音452-1和452-2共同跨越略小于由64点IDFT正常模式OFDM符号的非零信号音所共同跨越的带宽。
在一个实施例中,非零信号音452包括仅24个数据信号音(例如,下边带信号音452-1中的12个数据信号音和上边带信号音452-2中的12个数据信号音)以及仅两个导频信号音(例如,+7索引处的一个导频信号音和-7索引处的一个导频信号音),下边缘保护信号音458-1仅包括三个信号音,并且上边缘保护信号音458-2仅包括两个信号音。在一些实施例中,非零信号音452由18、20、22、24或26个数据信号音中的任何一个以及两个或四个导频信号音中的任何一个来组成,并且保护信号音458由3个或5个保护信号音中的任何一个组成。在各种不同的实施例中,比上边缘相比,更多保护信号音458被包括在信号音映射450的下边缘上,或反之亦然。而且,在各种不同的实施例中,两个或四个导频信号音位于信号音映射450内的任何位置集合处。在一些实施例中,信号音映射450包括多于一个的DC频信号音454。
图7B中的第二示例信号音映射470对应于使用16点IDFT生成的低带宽模式OFDM符号的信号音映射。在总共16个信号音中,两个非零信号音集合472对应于数据和导频信号音,中心(清零)信号音474用作DC信号音,并且两个信号音集合478用作(清零)保护信号音。在正常模式OFDM符号的64个信号音共同跨越2MHz带宽的一个示例实施例中,信号音映射470的16个信号音共同跨越0.5MHz带宽。因此,在实施例中,信号音映射470的非零信号音472-1和472-2共同跨越略小于由正常模式OFDM符号的非零信号音所共同跨越的带宽的四分之一的带宽。
在一个实施例中,非零信号音472仅包括12个数据信号音(例如,下边带的信号音472-1中的6个数据信号音以及上边带的信号音472-2中的6个数据信号音)以及仅一个导频信号音,下边缘保护信号音478-1仅包括一个信号音,并且上边缘保护信号音478-2仅包括一个信号音。在一些实施例中,非零信号音472由11或12个数据信号音中的任何一个以及一个或两个导频信号音中的任何一个组成,并且保护信号音478仅由2个保护信号音组成。在各种不同的实施例中,该一个或两个导频信号音位于信号音映射470内的任何位置集合处。在一些实施例中,信号音映射470包括多于一个的DC信号音474。
图8是根据实施例的具有不同带宽的示例正常模式的数据单元500、520的图。正常模式数据单元500,520是符合短距离协议的数据单元的时钟下调版本。对于图8中所示的特定实施例,正常模式数据单元500、520是使用“绿地”(而不是混合模式)前导的IEEE802.11n数据单元的时钟下调版本。在其他实施例中,正常模式数据单元500、520是符合其他短距离协议的数据单元的时间下调版本。在美国专利申请No.13/359,336中描述了根据各种实施例的正常模式数据单元的不同示例。
正常模式数据单元500对应于最低正常模式信道带宽(例如,利用64点IDFT的2MHz),并且包括短训练字段(STF)502、第一长训练字段(LTF1)504、第一信号(SIG1)字段506-1、第二信号(SIG2)字段506-2、其余LTF510(例如,每空间流1个其他LTF)以及非常高吞吐量的数据(VHTDATA)部分512。通常,例如,STF502用于分组检测、初始同步和自动增益控制等,LTFS504用于信道估计和精细同步,并且SIG字段506用于承载数据单元200的某些物理层(PHY)参数,诸如信号带宽(例如,用于数据单元500的2MHz)、调制类型以及用于传输数据单元的编码速率。
对于更高带宽的正常模式数据单元,在多个子带的每一个中重复STF、LTF和SIG字段,每个子带具有等于最低正常模式信道带宽的带宽。例如,其中数据单元500是最小带宽的正常模式数据单元并且具有2MHz带宽,数据单元520在每个2MHz频带中重复STF522、LTF524、530和SIG字段526作为数据部分532的前导,并且数据部分532占据全部(4MHz)的带宽而没有频率重复。在实施例中,检测正常模式数据单元500或520的接收机能够基于SIG字段506和/或SIG字段526中的带宽信息来确定数据单元的带宽。
图9是根据实施例的示例低带宽模式数据单元540的前导的图。低带宽模式数据单元540使用与正常模式数据单元500、520相同的时钟速率生成,但是利用较小大小的IDFT来减小带宽。例如,在正常模式数据单元500和520分别对应于2和4MHz带宽(使用64点和128点IDFT生成)的实施例中,低带宽模式数据单元540具有1MHz带宽,并且使用32点IDFT来生成。类似于正常模式数据单元500,低带宽模式数据单元540包括STF542、LTF1544、SIG1字段546-1、SIG2字段546-2以及其余的LTF550(例如,如果多于一个的空间流用于低带宽模式数据单元,则每空间流一个附加LTF)。然而,在实施例中,低带宽模式数据单元540还包括附加SIG字段。此外,在一些实施例中,低带宽模式数据单元540的前导部分内的各个字段以各种方式不同于正常模式数据单元500、520的相应字段,如在下面进一步参考图10-15详细说明的。通常,在各种实施例中,在美国申请No.366,064中描述的低速率PHY前导中的任何一个被用于低带宽模式数据单元,但是与正常模式数据单元相比具有减小的带宽。在一些实施例中,低带宽模式数据单元540还包括具有与数据单元540的前导相同带宽的数据部分(未示出)。
在替代实施例中,图8中所示的正常模式数据单元500的SIG字段506(并且在实施例中,更宽带宽的正常模式数据单元520的SIG字段526)跨正常模式信道的子带被重复,其中每个子带等于低带宽模式数据单元的带宽。在实施例中,例如,2MHz的正常模式数据单元包括在两个1MHz的子带中重复的SIG字段,以类似于针对正常模式数据单元520所示出的类似的方式。在实施例中,其他字段(例如,STF、LTF和数据)不跨信道带宽重复。在本实施例中,每个重复的SIG字段具有与低带宽模式数据单元中的SIG字段相同的格式。此外,在该实施例中,附加OFDM符号被包括在SIG字段中。在实施例中,例如,如果在64点IDFT正常模式SIG字段包括两个OFDM符号,则具有两个重复的32点IDFT SIG字段的正常模式SIG字段包括4个OFDM符号。在一个实施例中,“带宽字段”被包括在SIG字段中,该SIG字段处于对32点和64点IDFT信号共同使用的子带中。此外,在实施例中,在两个子带上使用移相器,以降低SIF字段的PAPR。在实施例中,重复的SIG字段前的LTF包括每个子带中的导频信号音,该导频信号音与低带宽模式LTF的重叠导频信号音相同。
在低带宽模式数据单元540的STF542由接收机用于各种用途,包括自动增益控制(AGC)。接收机测量在STF542期间的数据单元540的功率水平,并且相应地设置AGC增益目标以减小接收到的信号的剩余部分的削波。然而,在一个实施例中,STF542的功率水平相对于数据单元540的其余部分被提高。例如,在一个实施例中,功率被提高了3dB。在其他实施例中,使用其他适当水平的功率提高。功率提高促进对数据单元540在接收机处的检测。此外,使STF542的功率提高适当量往往不会导致显著削波,因为STF542通常包括较少的非零信号音,并因此具有比数据单元540的剩余部分更低的PAPR。
在实施例中,功率提升(例如,3分贝功率提升)仅由传输设备应用于低带宽模式数据单元的STF,而不应用于正常模式的数据单元的STF。在另一实施例中,功率提升(例如,3dB功率提升)仅由传输设备应用于以最低数据速率调制(在实施例中,例如,BPSK调制、单个流、并且具有如图4或图5中示出的比特重复块)的低带宽模式数据单元的STF,并且不应用于正常模式数据单元的STF和/或没有使用比特重复调制的低带宽模式数据单元的STF。尽管当接收具有功率提高的STF的低带宽模式数据单元时增加的平均发射功率水平能够导致接收机降低AGC增益,但是由于低带宽模式信号(例如,使用最低MCS的具有2x或4x重复等的信号)与正常模式信号相比的鲁棒本质,在模拟-数字转换器(ADC)处增加的量化误差通常是可容忍。
图10和图11分别描述了根据不同实施例的图8和图9中示出的数据单元的与正常模式和低带宽模式前导相对应的示例正常模式和低带宽模式STF。更具体地,图10和图11的正常模式STF对应于图8的STF502、522,并且图10和图11的低带宽模式STF对应于图9的STF542。
首先参考图10,示例正常模式STF600包括重复第一序列(S)602,而示例低带宽模式STF610包括重复与第一序列不同的第二序列(S1)612。第一序列602和第二序列612具有相同的序列持续时间/周期,但是在STF600中的第一序列602的重复次数小于在STF610中的第二序列612的重复次数。例如,在实施例中,第一序列602在STF600中被重复10次,而第二序列612在STF610中被重复多于10次(即,低带宽模式STF610具有比正常模式STF600更长的总持续时间)。在另一实施例中,第一序列602被重复与第二序列612相同的次数(例如,各10次),使得STF600和STF610具有相同的总持续时间。
在实施例中,正常模式STF600与IEEE802.11n标准中定义的STF相同。在实施例中,例如,在STF600包括序列602的10次重复,其中每个OFDM符号5个序列,并且其中每个OFDM符号在频域中每4个信号音有一个非零信号音(除了清零的DC信号音)。在实施例中,为了实现与STF600相同的序列周期,STF610利用与STF600相同的非零信号音的间隔(例如,每四个信号音一个非零值,除了清零的DC信号音)。例如,在实施例中,低带宽模式STF610(当使用32点IDFT生成)的OFDM符号仅对信号音+/-12、+/-8和+/-4包括非零值。在一些实施例中,这些信号音中的非零值是不相等或交替的(即,在频域中不是周期性的)的任何值。例如,在实施例中,6个信号音值p(i)是[p(-12),p(-8),p(-4),p(4),p(8),p(12)]=a[sqrt(2),1+j,sqrt(2)*j,sqrt(2),1-j,-1-j],其中i是信号音索引,并且a是缩放因子。
在一些实施例中,利用与最小带宽正常模式数据单元相同的IDFT大小来生成低带宽模式数据单元,但是其中额外的未使用的信号音被清零。例如,在使用至少64点IDFT生成正常模式数据单元的实施例中,也使用64点IDFT来生成低带宽模式数据单元,但是其中信号音中的一个未使用的边带被清零。在这些实施例中,根据这些子带中的哪些子带被用于低带宽模式数据单元,将如上所述的STF610的信号音映射被移动到下边带(信号音-32至-1)或到上边带(信号音0到31)。例如,如果使用下边带,则上述位于索引+/-12、+/-8、+/-4处的非零信号音替代地位于索引-28、-24、-20、-12、-8和-4处。
在一些实施例中,STF610的OFDM符号中的一些附加信号音被打孔(清零)。在各种实施例中,在上述的6个非零信号音的1个和4个之间的信号音被打孔。例如,在使用32点IDFT来生成低带宽模式数据单元的实施例中,+/-12索引信号音被打孔,使得在+/-8和+/-4还保持四个信号音。又如,在使用32点IDFT来生成低带宽模式数据单元的另一实施例中,+/-8索引信号音被打孔,使得在+/-12和+/-4还保持四个信号音。又如,在使用32点IDFT来生成低带宽模式数据单元的又一实施例中,-12索引信号音被打孔,使得在+12、+/-8和+/-4还保持5个信号音。通过以这些或其他方式在信号音中的1个和4个之间的信号音打孔,STF600中的第一序列602保持相对于STF610中的第二序列612的周期的周期性(例如,具有是STF610中的第二序列612的整数倍的周期)。
在替代实施例中,第二序列612的每隔一个序列的符号被反转(例如,[S1一S1S1一S1]),使得低带宽模式STF610的有效周期等于正常模式STF600的第一序列602的周期的两倍(即,在STF610中等于[S1一S1]的序列S2具有STF600中的序列602的的两倍的持续时间/周期)。在本实施例中,正常模式STF600具有与在IEEE802.11n和IEEE802.11ac标准中定义的相同的STF信号音设计,其中非零信号音处于+/-24、+/-20、+/-16、+/-12、+/-8和+/-4:
S-26,26=aqrt(1/2){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} 等式12
在本实施例中,低带宽模式STF610将S-26,26截断为在以上等式12中的索引[-13,13]内的信号音值,并且将该索引内的非零信号音向右或向左移位两个信号音(并且还可选地,插入一个新的非零值以代替移位的零DC信号音),以实现重复S1/-S1模式。因此,如果信号音向右移位是2个信号音,则32点IDFT产生的非零信号音处于-10、-6、-2、6和10(5个非零信号音),或者如果插入新的信号音,则处于-10、-6、-2、2、6和10(6个非零信号音)。如果该信号音被替代地向左移位2个信号音,则由32点IDFT产生的非零信号音处于-10、-6、2、6和10(5个非零信号音),或者如果插入新的信号音,则处于-10、-6、-2、2、6和10(6非零信号音)。如果包括新插入的信号音的话,任何适当的值都可以用于新插入的信号音。此外,在各种替代实施例中,任何其他适当的非零值可以被用于代替等式12中示出的非零值。
接下来参考图11,示例正常模式STF650包括重复第一序列(S)652,而示例低带宽模式STF660包括重复与第一序列652不同的第二序列(S1)662。第二序列662具有为第一序列652的序列持续时间/周期的一半的序列周期/持续时间,并且STF660中的第二序列662的重复次数大于STF650中的第一序列652的重复次数的两倍。例如,在实施例中,在STF650中第一序列652被重复10次,而在STF660中第二序列662被重复多于20次(即,低带宽模式STF660具有比正常模式STF650更长的总持续时间)。在另一实施例中,第二序列662被重复第一序列652的次数的正好两倍(例如,分别为20次和10次),使得STF660和STF650具有相同的总持续时间。
在实施例中,正常模式STF650与IEEE802.11n标准中定义的STF相同。例如,在实施例中,STF650包括10次重复序列652,其中每OFDM符号5个序列652,并且其中每个OFDM符号在频域中具有每4个信号音一个非零信号音(除了清零DC信号音)。在实施例中,为了实现STF650的序列周期性的一半,STF660利用STF600的非零信号音的间隔的两倍(例如,每八个信号音一个非零值,除了清零的DC信号音)。例如,在实施例中,低带宽模式STF660(当使用32点IDFT生成时)的OFDM符号仅包括对两个信号音(+/-8)的非零值。在一些实施例中,这些信号音中的非零值都是满足准则p(-8)!=p(8)和p(-8)!=-p(8)的任何值。例如,在实施例中,两个信号音值p(i)是[p(-8),p(8)]=a[sqrt(2),1+j],其中i是信号音索引并且a是缩放因子。
在其中使用至少64点IDFT生成正常模式数据单元,并且其中还使用64点IDFT生成低带宽模式数据单元只是其中信号音的一个未使用的边带被清零的实施例中,根据那些子带中的哪些子带被用于低带宽模式数据单元,上述STF660的信号音映射被移位到下边带(信号音-32至-1)或上边带(信号音0到31)。例如,如果使用下边带,则上述位于索引+/-8的非零信号音替代地位于索引-24和-8。如果使用上边带,
则非零信号音替代地位于索引+8和+24处。
在替代实施例中,第二序列662中的每隔一个序列的符号被反转(例如,[S1-S1S1-S1...]),使得低带宽模式STF660的有效周期等于正常模式STF650的第一序列652的周期(即,在STF660中等于[S1-S1]的序列S2具有与STF660中的序列662相同的持续时间/周期)。在本实施例中,仅信号音+/-12和+/-4具有非零值。注意,在信号音+/-8被打孔的特定情况下,本实施例对应于上述参考图10描述的打孔实施例中的一个。在一些实施例中,信号音的非零值是不相等或交替的任何值(即,在频域中不是周期的)。例如,在实施例中,4个信号音值p(i)是[p(-12),p(-4),p(4),p(12)]=a[-1-j,-1-j,1+j,-1-j],其中i是信号音索引并且a是缩放因子。在使用64点IDFT生成低带宽模式数据单元但是其中信号音的一个未使用的边带被清零的实施例中,该信号音映射向下或向上移位16个信号音。例如,如果使用下边带,则上述位于索引+/-12和+/-4处的非零信号音替代地位于索引-28、-20、-12和-4处。
不同的设计可以用于正常模式STF(例如,图10STF602或图11的STF652)的信号音映射,如以下在实施例的各集合中所述。可以理解,下述实施例集合的一些实施例集合可以与下述某些其他实施例集合在范围上重叠,和/或可以与在图10和图11中所示的某些正常模式STF在范围上重叠。
在一个实施例集合中,并且不论利用上述哪个低带宽模式STF,正常模式不从IEEE802.11a/n STF改变,即,非零值仅处于64点IDFT的信号音+/-24、+/-20、+/-16、+/-12、+/-8和+/-4。任何适当的值用于非零信号音,使得信号音的非零值不相等或交替(即,在频域中不是周期性的)。替代地,在实施例中,索引+/-28处的信号音也具有非零值。在上述实施例的任何一个中,对非零信号音使用任何适当的值,使得该信号音的非零值不相等或交替(即,在频域中不是周期性的)。
在另一实施例集合中,其中根据以上参考图11描述的实施例中的任何一个来布置低带宽模式STF信号音(例如,非零信号音处于+/-8或非零信号音处于+/4和+/-12),正常模式STF信号音规划与低带宽模式STF信号音规划互补。在这些实施例中,正常模式STF包括处于64点IDFT的+/-24、+/-20、+/-16、+/-12、+/-8和+/-4处的非零信号音,除了将与低带宽模式STF信号音对准的信号音(如果在64点IDFT信号音集合的每个边带中重复)被清零。例如,在其中低带宽模式仅包括处于32点IDFT信号音的+/-8处的非零值(其转换为64点IDFT信号音的索引+/-24和+/-12)的上述实施例中,正常模式STF包括仅处于索引+/-20、+/-16、+/-8和+/-4处的非零值。又如,在其中上述低带宽模式仅包括处于32点IDFT信号音的+/-12和+/-4处的非零值(其转换为64点ID FT信号音的索引+/-28、+/-20、+/-12以及+/-4)的上述实施例中,正常模式STF包括仅处于索引+/-24、+/-16和+/-8处的非零值。这些互补设计提供了在正常模式和低带宽模式STF之间的分离。因此,由于不重叠的信号音导致的最小交叉触发,接收机更容易能够通过运行正常模式STF序列的一个周期和低带宽模式STF序列的一个周期的互相关来基于STF自动检测PHY模式。
在又一组实施例中,以任何适当的方式结合低带宽模式STF来设计正常模式STF信号音,使得正常模式和低带宽模式STF都具有相同的序列周期性和相同的STF持续时间(即,在STF中的相同数目的OFDM)。满足这些准则的上述正常模式STF实施例中的任何一个以及低带宽模式STF实施例中的任何一个都被包括该实施例集合中。这些实施例包括正常模式STF,该正常模式STF具有在与低带宽模式STF的信号音相同、部分重叠或互补的的索引处的非零信号音(如果低带宽模式STF在正常模式信号音集合中的下边带和上边带中重复)。例如,在实施例中,正常模式(64点IDFT)STF仅包括处于索引+/-24、+/-20、+/-16、+/-12、+/-8和+/-4处的非零信号音,而低带宽模式(32点IDFT)STF仅包括处于+/-12、+/-8和+/-4处的非零信号音。在该示例实施例中,信号音仅部分重叠,但是产生了具有相同周期性的STF序列。又如,在实施例中,信号音是互补的(如上所述),并且正常模式STF持续时间大于低带宽模式STF持续时间。
在这些实施例中的一些实施例中,因为正常模式和低带宽模式STF在时域中具有相同的周期性和持续时间,所以接收设备不在STF期间自动检测PHY模式,而是替代地执行统一的STF处理。在这些实施例中,接收机替代地在LTF和/或SIG字段期间执行PHY模式的自动检测,如下讨论的。
替代地,在实施例中,正常模式STF和低带宽模式STF具有不同的持续时间。例如,在实施例中,正常模式(64点IDFT)STF包括仅处于索引+/-24、+/-20、+/-16、+/-12、+/-8和+/-4处的非零信号音,低带宽模式(32点IDFT)STF包括仅处于索引+/-12、+/-8和+/-4处的非零信号音(即,正常模式和低带宽模式STF具有相同的周期性),而低带宽模式STF具有比正常模式STF更长的持续时间(例如图10中所示)。
再次参考图10和图11,在实施例中,接收设备包括对应于第一序列602或652和第二序列612或662的互相关器,以自动地检测接收的数据单元的PHY模式,即检测接收到的数据单元是正常模式数据单元还是低带宽模式数据单元。在另一实施例中,其中正常模式和低带宽模式STF具有不同(更大或更小)的重复序列的周期,接收设备通过确定哪个周期被使用来自动检测接收的数据单元的PHY模式。在又一实施例中,接收设备通过检测信道内的一个或多个子带中存在或不存在能量来自动检测接收的数据单元的PHY模式。例如,在其中正常模式的STF600占用2MHz信道,并且其中低带宽模式STF610占用在2MHz信道内被接收设备已知的位置处的1MHz子带的一个实施例中,如果STF信号能量在整个2MHz信道上被检测到,则接收机确定接收到的数据单元是正常模式数据单元,并且如果STF信号能量仅在已知1MHz子带中被检测到,则接收机确定接收到的数据单元是低带宽模式数据单元。
在其他实施例中,接收到的数据单元的STF不用于自动检测PHY模式。图12-17图示了当PHY模式的自动检测不基于STF而是替代的基于第二前导部分(例如,基于LTF和/或SIG字段)时所利用的前导设计和方法流程图。在其他实施例中,根据下述设计和/或方法中的任何一个基于第二前导部分的PHY模式自动检测被与根据以上参考图10和图11描述的设计和/或方法中的任何一个基于STF的PHY模式自动检测结合使用。
图12是根据实施例的正常模式数据单元的示例第二前导部分700和低带宽模式数据单元的示例第二前导部分720的图。在一个实施例中,第二前导部分700对应于图8中的正常模式数据单元500的LTF1504和SIG1506-1,并且第二前导部分720对应于图9的低带宽模式数据单元540的LTF1544的至少一部分。在各种实施例中,第二前导部分700被包括与上述参考图10和图11讨论的正常模式STF中的任何一个相同的前导中,并且第二前导部分720被包括与上述参考图10和图11讨论的低带宽模式STF中的任何相应一个相同的前导中。例如,在一个实施例中,第二前导部分700在图10的STF600之后,并且第二前导部分720在图10的STF610之后。
第二前导部分700包括双保护间隔(DGI)702、在第一长训练字段(LTF1)中的两个长训练符号(LTS)704、保护间隔(GI)706以及第一信号字段(SIG1)708。SIG1字段708的第一OFDM符号在LTF1开始(即,LTF1内DGI702的开始)之后的时间间隔730开始。第二前导部分720类似地包括DGI722、LTF1中的两个LTS724以及保护间隔(GI)726。然而,第二前导部分720的LTF1包括比正常模式数据单元的第二前导部分700更大数目的长训练符号。例如,在实施例中,第二前导部分720的LTF1包括四个长训练符号。在一个实施例中,LTS724-2之后的每个长训练符号的前面有保护间隔。例如,如在图12的示例实施例中所示,保护间隔726分别分隔第三和第四LTS724-2和724-3。通过包括保护间隔726,第三LTS724-3相对于前导部分720的LTF1的开始的位置与SIG1字段708相对于前导部分700的LTF1的开始的位置相同(即,每个在相应的LTF1的开始之后的时间间隔730开始)。此外,在实施例中,用与第三LTS724-3不同的调制技术来调制SIG1字段708。例如,在各种实施例中,SIG1字段708是四元二进制相移键控(QBPSK)调制的,并且第三LTS724-3是二进制相移键控(BPSK)调制的,或者反之亦然。因此,在SIG1字段708或第三LTS724-3之前与接收的数据单元同步的接收设备可以检测在SIG1(如果是正常模式数据单元)的位置处或第三LTS(如果是低带宽模式数据单元)处使用的调制技术,并且相应地确定PHY模式。图13图示了BPSK调制星座750和QBPSK调制星座760。如图13中所示,用于QBPSK的两个星座符号的集合相对于用于BPSK的2个星座符号的集合被旋转了90度。
图14根据实施例的用于生成与第一PHY模式相对应的第一数据单元的第一前导和与第二PHY模式相对应的第二数据单元的第二前导的示例方法的流程图,该第二PHY模式不同于第一PHY模式。在实施例中,第一PHY模式是长距离通信协议的正常模式,并且第二PHY模式是长距离通信协议的低带宽模式。例如,在一个实施例中,第二PHY模式是控制模式。替代地,第二PHY模式仅提供超过第一PHY模式的范围扩展。在各种实施例中,该方法800由图1的AP14的网络接口16和/或客户端站25-1的网络接口27来实现。
通常,对应于第一PHY模式的第一数据单元在图14的框802处生成,并且对应于第二PHY模式的第二数据单元在图14的框804处生成。首先,参考框802,在框810处生成第一数据单元的STF。在框812处生成STF之后的LTF,并且在框814处生成的LTF之后的SIG字段。在一些实施例中,在框802处生成的前导还包括额外的字段(例如,额外的LTF、SIG字段等)。在框810处生成的STF包括重复第一序列。在各种实施例中,STF类似于图10的STF600或者图11的STF650。在实施例中,在框812处生成的LTF包括多个OFDM符号(例如,两个OFDM符号)。在框814处生成的SIG字段提供用于解释第一数据单元的信息,诸如信号带宽、调制类型和/或编码速率。此外,SIG字段包括第一OFDM符号,该第一OFDM符号根据第一调制技术来调制以向接收机指示第一数据单元对应于第一PHY模式。第一OFDM符号在框812处生成的LTF开始之后的时间间隔的T1开始,并且在框812处生成的LTF开始之后的时间间隔T2结束。
接下来参考框804,在框820处生成第二数据单元的STF,并且在框822处生成STF之后的LTF。在一些实施例中,在框804处生成的前导还包括额外的字段(例如,额外的LTF、SIG字段等)。STF具有比在框810处生成的STF的持续时间更长的持续时间,并且包括与在框810处生成的STF中的重复第一序列不同的重复第二序列。此外,重复第二序列的周期等于所述第一重复序列的周期。在框822处生成的LTF包括根据第二调制技术调制的第二OFDM符号,该第二调制技术与调制在框814处生成SIG字段的第一OFDM符号所使用的第一调制技术不同。第二调制技术向接收机指示第二数据单元对应于第二PHY模式。在实施例中,方法800的第一调制技术是BPSK调制和QBPSK调制中的一个,并且方法800的第二调制技术是BPSK调制和QBPSK调制中的另一个。框822处生成的第二数据单元LTF包括比在框812处生成第一数据单元LTF更多的长训练符号(OFDM符号)。在其中第一数据单元LTF包括两个OFDM符号的一个实施例中,例如,第二数据单元LTF包括4个OFDM符号。第二OFDM符号至少部分地占用第二前导中的位置,该第二前导在框822处生成的LTF开始之后的时间间隔T1开始并且在框822处生成的LTF开始之后的时间间隔T2之后结束。在一个实施例中,第二个OFDM符号在框822处生成的LTF开始之后的时间间隔T1开始并且在框822处生成的LTF开始之后的时间间隔T2之后结束。在一些实施例中,第二OFDM符号是在图12的前导部分720中的长训练符号724-3(即,在LTF中的两个前面的长训练符号之后的长训练符号)。通过协调第一数据单元前导内的第一OFDM符号(例如,相对于第一数据单元前导的LTF的开始)的定时并且类似地协调第二数据单元前导内的第二OFDM符号(例如,相对于第二数据单元前导的LTF的开始)的定时,具有定时的先验知识的接收设备可以检测在相关时间段期间使用的调制类型以确定接收到的数据单元的PHY模式。
在一些实施例中,在框814生成的SIG字段的第一OFDM符号之前紧接保护间隔,例如,如在图12中示出的前导部分700,并且在框822中生成的LTF字段的第二OFDM符号之前紧接另一保护间隔,例如,如在图12中示出的前导部分720。在一个这样的实施例中,两个保护间隔具有相同的持续时间。
在一些实施例中,方法800还包括(在用于生成第一前导的框802内,)在框814处生成的SIG字段之后生成第二SIG字段。第二SIG字段包括第三OFDM符号,该第三OFDM符号根据第三调制技术调制以向接收机指示第一数据单元是单用户数据单元或该第三OFDM符号根据与第三调制技术不同的第四调制技术调制以向接收机指示第一数据单元是多用户数据单元。在一个实施例中,第三调制技术是BPSK和QBPSK中的一个,并且第四调制技术是BPSK和QBPSK中的另一个。
图15是根据实施例的正常模式数据单元的另一示例第二前导部分850和低带宽模式数据单元的另一示例第二前导部分870的图。在实施例中,第二前导部分850、870与图12的第二前导部分700、730相同,除了低带宽模式前导部分720的第三长训练符号OFDM724-3被SIG字段878替换之外。因此,不论接收的数据单元是正常模式还是低带宽模式数据单元,PHY模式都由在第一SIG字段中的调制技术(例如,QBPSK或BPSK)指示。
图16是根据实施例的正常模式单用户数据单元的示例第二前导部分900和正常模式多用户数据单元的示例第二前导部分920的图。在一个实施例中,第二前导部分900、920中的每一个都对应于图8中的正常模式数据单元500的LTF1504、SIG1506-1和SIG2506-2。在各种实施例中,第二前导部分900、920中的每一个都被包括与以上参考图10和图11讨论的正常模式STF中的任何一个相同的前导中。例如,在一个实施例中,第二前导部分900或920(根据数据单元是否是单用户还是多用户)在图10的STF600之后。
在实施例中,正常模式单用户数据单元的第二前导部分900包括双保护间隔902、长训练符号904、保护间隔906和第一SIG字段908-1,分别类似于图12中第二前导部分700的双保护间隔702、长训练符号704、保护间隔706和第一SIG字段708。如图12中的第二前导部分700,第一SIG字段908-1的调制类型向接收机指示数据单元的PHY模式(即,在所示实施例中,QBPSK调制用于指示正常模式数据单元)。第二前导部分900额外地包括在第一SIG字段908-1之后的第二保护间隔910,以及在保护间隔910之后的第二SIG字段908-2。第二SIG字段908-2使用调制技术来进行调制,该调制技术指示具有前导部分900的数据单元是单用户还是多用户数据单元。在图16中所示的示例实施例中,第二SIG字段908-2是QBPSK调制的,以指示前导部分900是单用户数据单元。
正常模式多用户数据单元的第二前导部分920类似地包括双保护间隔922、长训练符号924、保护间隔926和第一SIG字段928-1。再次,第一SIG字段928-1的调制类型用于指示数据单元的PHY模式(即,在所示的实施例中,QBPSK调制用于指示正常模式数据单元),并且第二SIG字段928-2的调制类型用于指示具有前导部分920的数据单元是单用户还是多用户数据单元。在图16中所示的示例实施例中,第二SIG字段928-2是BPSK调制的,以指示前导部分920是多用户数据单元。在其他实施例中,在第二SIG字段中的BPSK调制指示单用户数据单元,并且在第二SIG字段中的QBPSK调制指示多用户数据单元。在其他实施例中,在第二SIG字段中使用任何其他适当的调制技术来区分单用户和多用户数据单元。
在替代实施例中,第二SIG字段之后的SIG字段的调制类型用于指示数据单元是单用户还是多用户。尽管在图16中仅示出了正常模式数据单元,但是在一些实施例中,正常模式和低带宽模式数据单元均可以是单用户或多用户数据单元。例如,在一个实施例中,低带宽模式数据单元的第一SIG字段的调制类型用于指示低带宽数据单元是单用户还是多用户。例如,在其中低带宽模式数据单元的第一SIG字段的调制类型被用于指示PHY模式的实施例中,第二SIG字段的调制类型用于指示数据单元是单用户还是多用户。在其他实施例中,不允许低带宽模式数据单元是多用户数据单元。
在另一实施例中,通过正常模式数据单元的(和/或低带宽模式数据单元的,如果允许是多用户的话)SIG字段中的特殊“SU/MU比特”来向接收机指示数据单元是单用户还是多用户。在实施例中,SU/MU比特处于数据单元的第一SIG字段(例如,2个SIG字段)中。在这些实施例中的一些实施例中,多用户数据单元包括在第二SIG字段之后的扩展长度的多用户STF(MUSTF),这向接收机提供提供了更多时间以在解码多用户数据单元的SIG字段之后调整自动增益控制。在一些实施例中,多用户数据单元是所谓的“长前导数据单元”,其使用类似于IEEE802.11n混合模式前导的前导结构,并且单用户数据单元是“短前导数据单元”,其使用类似于IEEE802.11n绿地前导的(较短)前导。
图17是根据实施例的用于生成与第一PHY模式相对应的第一数据单元的第一前导和与第二PHY模式相对应的第二数据单元的第二前导的另一示例方法的流程图,该第二PHY模式不同于第一PHY模式。在实施例中,第一PHY模式是长距离通信协议的正常模式,并且第二PHY模式是长距离通信协议的低带宽模式。例如,在一个实施例中,第二PHY模式是控制模式。替代地,第二PHY模式仅提供超过第一PHY模式的范围延伸。在各种实施例中,方法1000由图1的AP14的网络接口16和/或客户端站25-1的网络接口27来实现。
通常,对应于第一PHY模式的第一数据单元在方法部分1002处生成,并且对应于第二PHY模式的第二数据单元在方法部分1004处生成。首先,参考方法部分1002,在框1010处生成第一数据单元的LTF。在框1012处生成LTF之后的第一SIG字段,并且在框1014处生成第一SIG字段之后的第二SIG字段。在一些实施例中,在框1002处生成的前导还包括额外的字段(例如,STF、额外的LTF、额外的SIG字段等)。在实施例中,在框10110处生成的LTF包括多个OFDM符号(例如,两个OFDM符号)。例如,分别在框1012和1014处生成的第一和第二SIG字段中的每一个提供用于解释第一数据单元的信息,诸如信号带宽、调制类型和/或编码速率。第一SIG字段包括第一OFDM符号,该第一OFDM符号根据第一调制技术来调制以向接收机指示第一数据单元对应于第一PHY模式。第一OFDM符号在框1010处生成的LTF开始之后的时间间隔的T1开始,并且在框1010处生成的LTF开始之后的时间间隔T2结束。第二SIG字段包括第二OFDM符号,该第二OFDM符号根据第二调制技术调制以向接收机指示第一数据单元是单用户数据单元或该第二OFDM符号根据与第二调制技术不同的第三调制技术调制以向接收机指示第一数据单元是多用户数据单元。
接下来参考方法部分1004,在框1020处生成第二数据单元的LTF。在一些实施例中,在方法部分1004处生成的前导还包括额外的字段(例如,STF、额外的LTF、SIG字段等)。LTF包括根据第四调制技术调制的第三OFDM符号,该第四调制技术与用于调制在框1014处生成的SIG字段的第一OFDM符号的第一调制技术不同。第四调制技术向接收机指示第二数据单元对应于第二PHY模式。第三OFDM符号至少部分地占用第二前导中的位置,该第二前导在框1020处生成的LTF开始之后的时间间隔T1开始并且在框1020处生成的LTF开始之后的时间间隔T2之后结束。在一个实施例中,第三OFDM符号在框1020处生成的LTF开始之后的时间间隔T1开始并且在框1020处生成的LTF开始之后的时间间隔T2之后结束。类似于图14的方法800,协调第一数据单元前导内的第一OFDM符号(例如,相对于第一数据单元前导的LTF的开始)的定时以及类似地协调第二数据单元前导内的第三OFDM符号(例如,相对于第二数据单元前导的LTF的开始)的定时允许具有定时的先验知识的接收设备检测调制类型并且确定接收到的数据单元的PHY模式。
在实施例中,方法1000的第一调制技术是BPSK调制和QBPSK调制中的一个,并且方法1000的第四调制技术是BPSK调制和QBPSK调制中的另一个。此外,在实施例中,方法1000的第二调制技术是BPSK调制和QBPSK调制中的一个,并且方法1000的第三调制技术是BPSK调制和QBPSK调制中的另一个。
根据不同实施例以上参考图12-17描述的第二前导部分的长训练符号(LTS)被以各种方式定义。在一个实施例中,LTF1544中的每个LTS在IEEE802.11n标准中定义,即其中+1或-1以任意顺序。此外,
在实施例中,正常模式(例如,64点ID FT)的信号音LTS具有与在低带宽模式(例如,32点IDFT)LTS在64点IDFT的上边带和下边带中的每一个中重复的情况下导致的的相应信号音相同的值。在本实施例中,没有被重复的32点IDFT占用的其余信号音(例如,四个额外信号音,如果正常模式LTS具有56个数据/导频信号音并且低带宽模式LTS具有26个数据/导频信号音)被以其他适当的值填充。该设计提供了频域自动检测的便利(在实施例中,总是在32点IDFT半频带中执行,即使信号是64点或更大的IDFT信号)。在一些实施例中,为了降低PAPR,正常模式信号包括跨LTS的上边带中的所有信号音或跨LTS的下边带中的所有信号音的相移(例如,90度)。此外,如果作为低带宽模式信号在频域中跨正常模式信道带宽重复的结果(如下面参考图22和23)任何信号音被重新路由,则以类似的方式调整相应的LTS的信号音。
在一些实施例中,WLAN(例如,图1的WLAN10)的通信信道仅基于正常模式的信号带宽来定义,而低带宽模式信号(例如,在实施例中,控制模式信号)在这些通信信道内的一个或多个频带中进行传输。例如,在实施例中,在其上媒体访问控制(MAC)协议进行操作的信道化对应于用于传输正常模式的一组信道。在更具体的示例实施例中,其中正常模式的信号在2MHz、4MHz、8MHz或16MHz带宽(例如,对应于使用64点、128点、256点或512点IDFT生成的数据单元)中传输,定义的信道是2MHz、4MHz、8MHz或16MHz信道,并具有1MHz的低带宽模式信号(例如,对应于使用32点IDFT生成的数据单元)在2MHz信道内1MHz的频带中进行传输。在下面参考图18-23的讨论中,为了便于说明,并且除非另有说明,正常模式数据单元将被假定为是使用64点IDFT作为最低IDFT的大小生成的数据单元,对应于最小2MHz信道带宽。然而,在其他实施例中,最小IDFT大小和/或带宽可以是另一适当的值,其中各种其他系统参数(例如,低带宽模式带宽和IDFT的大小)被相应地缩放或以其他方式修改。
以下参考图18-21来描述正常模式信道内的低带宽模式信号的频带的各种布置。在图18-21的每个附图中,信道1100用于传输正常模式数据单元。在实施例中,每个信道1100具有等于普通模式信号的2MHz最小带宽的带宽。虽然在图18-21中的每一个附图中示出了3个信道1100,但是在其他实施例中利用1个、2个、4个或大于4个的信道1100。此外,在一些实施例中,信道1100中的两个或更多个可以通过任何组合准则或规则而被组合以形成复合信道(例如,4MHz、8MHz等)。尽管在图18-21中关于第二信道1100-2示出了频带布置,但是其他场景可能涉及信道1100-1、1100-3或者任何其他适当的信道1100内的布置。
图18是根据实施例的用于在通信信道1100-2内传输低带宽模式信号1104的频带的示例布置的图。在一个实施例中,低带宽模式信号1104是1MHz宽的32点IDFT信号(或具有适当信号音被清零的的64点IDFT信号),其包括具有图7A的信号音映射450的OFDM符号(例如,在数据单元的数据、SIG和/或LTF部分中)。在另一实施例中,低带宽模式信号1104是0.5MHz宽的16点IDFT信号(或具有适当信号音被清零的的64点IDFT信号),其包括具有图7B的信号音映射470的OFDM符号。在其他实施例中,低带宽模式信号1104使用另一适当的IDFT大小来生成并且占用小于2MHz的另一适当带宽。
在图18中所示的实施例和场景中,在固定于信道110-2的中心处的频带中传输低带宽模式信号1104。更一般地,在实施例中,MAC层操作(例如,在各种实施例中,由图1的MAC处理单元18和/或MAC处理单元28实现的)要求在低带宽模式信号1104在通信信道1100中的任何一个通信信道中心的频带中进行传输。通过将频带置于信道1100中一个信道的中心,与其他信道1100的干扰通常被降低。
图19是根据实施例的用于在通信信道1100-2内传输低带宽模式信号1106的频带的另一示例布置的图。信号1106-1在对应于信道1100-2的下边带的频带中传输,并且信号1106-1的副本(即信号1106-2)同时在对应于信道1100-2的上边带的频带中传输。在实施例中,每个低带宽模式信号1106是1MHz宽的信号,其包括具有图7A的信号音映射450的OFDM符号(例如,在数据单元的数据、SIG和/或LTF部分中)。在各种实施例中,使用两个32点IDFT或使用一个64点IDFT来生成信号1106-1和1106-2的组合。在其中信号包括具有图7A的信号音映射450的OFDM符号的实施例中,在信道1100-2的下边缘处包括三个保护信号音,而在信道1100-2的上边缘处仅包括两个保护信号音。在另一实施例中,每个低带宽模式信号1106替代地是0.5MHz宽的信号,其包括具有图7B的信号音映射470的OFDM符号,并且在信道1100-24内传输信号1106的四个副本。在各种实施例中,使用四个16点IDFT或使用一个64点IDFT来生成四个信号1106的组合。在又一实施例中,每个低带宽模式信号1106是0.5MHz宽的信号,其包括具有图7B的信号音映射470的OFDM符号,并且在信道1100-2内仅传输信号1106的两个副本。在一个这样的实施例中,0.5MHz信号的两个副本位于信道1100-2内的中心的1MHz频带内,以最小化与其他信道的干扰。
通常,在多个频带中包括低带宽模式信号1106的复制的实施例提供频率分集。例如,接收设备可以执行复制信号1106的频域合并/平均。此外,在一些实施例中,在低带宽模式信号1106的副本中应用相移(例如,对于4x频率重复[1-1-1-1],或者对于2x频率重复[1j])以减小PAPR。
图20是根据实施例的用于在通信信道1100-2内传输低带宽模式信号1110的频带的另一示例布置的图。在一个实施例中,低带宽模式信号1100是1MHz宽的32点IDFT信号(或具有适当信号音被清零的的64点IDFT信号),其包括具有图7A的信号音映射450的OFDM符号(例如,在数据单元的数据、SIG和/或LTF部分中)。在图20中所示的实施例和场景中,在固定于信道1100-2的下边带中的频带中传输低带宽模式信号1100。更一般地,在其中低带宽模式信号1110包括具有比上边缘保护信号音(例如,图7A的信号音映射450)更多的下边缘保护信号音的实施例中,MAC层操作(例如,在各种实施例中,由图1的MAC处理单元18和/或MAC处理单元28实现的)不允许低带宽模式信号1110在通信信道1100的任何一个的上边带中传输。以该方式,通常可以降低与其他信道的干扰,并且也可以放宽对过滤器设计的要求。在其他实施例中,其中低带宽模式信号1110信号音映射替代地具有比下边缘保护信号音更多的上边缘保护信号音时,MAC层操作不允许低带宽模式信号1110在通信信道1100的任何一个的下边带内传输。
在其中低带宽模式频带被限制于正常模式信道的特定(下或上)边带的一些实施例中,接收机基于在频带中检测到的信号(或信号部分)来自动检测PHY模式,其中频带位置是接收机已知的。例如,在实施例中,接收机知道低带宽模式(例如,控制模式)信号将仅在正常模式信道的下边带中传输。因此,在该实施例中,为了自动检测PHY模式(例如,基于STF差异等)的目的,接收机仅在信道的下边带中观察信号。相反,在实施例中,接收机基于信号字段(例如,如在IEEE802.11n中和IEEE802.11ac中使用的HTSIG字段)来检测不同正常模式数据单元(例如,2MHz、4MHz、8MHz等)的带宽。
图21根据实施例的用于在通信信道1100-2内传输低带宽模式信号1112的频带的另一示例布置的图。在一个实施例中,低带宽模式信号1112是0.5MHz宽的16点IDFT信号(或具有适当信号音被清零的64点IDFT信号),其包括具有图7B的信号音映射470的OFDM符号(例如,在数据单元的数据、SIG和/或LTF部分中)。在图21所示的实施例和场景中,在固定于信道1100-2内的4个0.5MHz子带的次低子带中的频带中传输低带宽模式信号1112。更一般地,在实施例中,MAC层操作(例如,在各种实施例中,由图1的MAC处理单元18和/或MAC处理单元28实现的)不容许低带宽模式信号1112在通信信道1100中的任何一个通信信道的最上子带或最下子带中传输。以该方式,通常可以降低与其他信道的干扰。
在以上参考图18-21所描述的一些实施例中,具有不平衡数目的保护信号音的低带宽模式信号(即,在上/下频带边缘处有比下/上频带边缘处更多的保护信号音,如图7A的示例信号音映射450)可以在将较小数目的保护信号音置于通信信道1100-2的一个边缘处的频带中传输。例如,参考图19中所示的频带布置,并且在其中两个低带宽模式信号1106-1和1106-2均使用图7A的信号音映射450的实施例中,低带宽模式信号1106-2在信道1100-2的上边缘处仅提供两个保护信号音(与信号1106-1在信道1100-2的下边缘处提供的三个保护信号音相比)。又如,如果在图20中的低带宽模式信号1110在位于信道1100-2的上边带而不是下边带中的频带中传输(再次,对于其中信号1110使用图7A的信号音映射450的情况),低带宽模式信号1110在信道1100-2的上边缘仅提供两个保护信号音。
为了增加在信道1100-2的边缘处的保护信号音的数目,在一些实施例中,低带宽模式信号(或其一个或多个频域复本)的信号音被反转或移位。图22A-22C是根据各种实施例的分别与低带宽模式信号相对应的示例常规、反转和移位的信号音映射1150、1160和1170。图22A-22C对应于其中低带宽模式信号的常规信号音映射是图7A的信号音映射450的情况下的常规和重新路由(反转或移位)的信号音映射。因此,具有数据和导频信号音1152、DC信号音1154和保护信号音1158的“常规”信号音映射1150与具有数据和导频信号音452、DC信号音454以及保护音458的图7A的信号音映射450相同。
信号音映射1160包括相同数目(与常规信号音映射1150相比)的数据和导频音1162、DC信号音1164以及保护信号音1168,但有具有两个下边缘保护信号音1168-1和三上边缘保护信号音1168-2,而不是相反。在该实施例中,在频带边缘处的保护信号音的号的反转通过反转映射1150的所有非零信号音来实现,即,使得映射1150中的索引-1至-13处的信号音替代地分别映射成映射1160中的索引+1至+13,并且使得映射1150中的索引+1至+13处的信号音替代地分别映射成映射1160中的索引-1至-13。
信号音映射1170也包括相同数目(与常规信号音映射1150相比)的数据和导频音1172、DC信号音1174以及保护信号音1178,但有具有两个下边缘保护信号音1178-1和三上边缘保护信号音1178-2。在该实施例中,保护信号音的号的反转通过使映射1150的所有非零信号音向左移位一个信号音来实现(除了索引+1处的信号音,其向左移位2个信号音以避免DC信号音)。因此,映射1150中的索引1处的信号音替代地被映射成映射1170中的索引-1,映射1150中的索引-1至-13处的信号音替代地分别映射成映射1170中的所有-2至-14,并且在映射1150中的索引+2至+13处的信号音分别替代地被映射成在映射1170中的索引+1至+12。
图23A和图23B分别是根据实施例的每一个都与低带宽模式信号相对应的示例常规和移位信号音映射1250和1260的图。然而,与图22A和图22C的常规和移位的信号音映射1150和1170不同,信号音映射1250和1260对应于其中低带宽模式信号在固定于正常模式64点IDFT信号信道(例如,图20的实施例)的下边带的频带中传输的实施例。因此,示出的信号音索引对应于64点IDFT信号信道的下边带的-32至0的索引,而不是32点IDFT信号频带的-15到+16索引或-16到+15索引。
如图22A和图22C,图23A和图23B的实施例对应于在低带宽模式信号的常规信号音映射是图7A的信号音映射450的情况下的常规和移位的信号音映射。因此,具有数据和导频信号音1252、DC信号音1254和保护信号音1258的“常规”信号音映射1250与具有数据和导频音452、DC信号音454和保护信号音458的图7A的信号音映射450相同,除了映射1250与64点IDFT信号信道的下边带的索引对准以外。
信号音映射1260包括相同数目(与常规信号音映射1250相比)的数据和导频信号音1262、DC信号音1264以及保护信号音1268,但是具有四个而不是三个下边带保护信号音1268-1。在本实施例中,通过将映射1250的所有非零信号音向右移位一个信号音来实现更大数目的下边缘保护信号音,即,使得映射1250中的索引-3至-15处的信号音替代地分别映射成映射1260中的索引-2至-15,并且使得映射1250中的索引-17至-29处的信号音分别替代地映射成映射1260中的索引-16至-28。在其他实施例中,常规信号音映射1250的信号音替代地向右移位大于1的不同的适当数目以提供甚至更多的下边缘保护信号音。在其他实施例中,例如,其中低带宽模式信号在位于信道1100-2的上边带而不是下边带中的频带中传输时,信号音替代地向左移位一个或多个索引。
在一些实施例中,低带宽模式信号(或其一个或多个频域的复本)的信号音重新路由(反转和/或移位)如图22A-22C或图23A和图23B中被利用,但是低带宽模式信号(或副本)的STF部分的信号音不变,即不反转、移位或以其他方式重新路由。以该方式,STF序列的周期得以保持。
图24是根据实施例的用于生成符合第一和第二PHY模式的第一和第二数据单元并且促使其被传输的示例方法1400的流程图。在实施例中,第一PHY模式是长距离通信协议的正常模式,并且第二PHY模式是长距离通信协议的低带宽模式。例如,在一个实施例中,第二PHY模式是控制模式。替代地,第二PHY模式仅提供超过第一PHY模式的范围扩展。在一些实施例中,第一PHY模式对应于大于对应于第二PHY模式的数据吞吐量的数据吞吐量。该方法1400在具有用于传输符合第一(例如,正常)PHY模式的数据单元的多个信道的通信系统中(例如,图1的WLAN)中实现。在一些实施例中,通信系统还利用额外的复合信道(通过聚合多个信道中的两个或更多个信道而形成)以传输符合第一PHY模式的数据单元。在实施例中,方法1400由图1的AP14的网络接口16和/或客户端站25-1的网络接口27来实现。
在框1402处,至少部分地通过生成第一OFDM符号序列来生成符合所述第一PHY模式的第一数据单元。在一个实施例中,第一OFDM符号序列至少部分地通过利用64点IDFT来生成。在框1404处,在框1402处生成的第一数据单元被促使经由多个信道中的第一信道来传输。例如,在实施例中,在实现方法1400的网络接口内的PHY处理单元向射频(RF)发射链提供对应于第一数据单元的OFDM信号。
在框1406处,至少部分地通过生成第二OFDM符号序列来生成符合第二PHY模式的第二数据单元。在一个实施例中,第二OFDM符号序列的至少一部分(例如,数据部分、数据和SIG字段部分、数据、LTF和SIG字段的部分等)包括比下边缘保护信号音更多的上边缘保护信号音。在另一实施例中,第二OFDM符号序列中的至少一部分包括比上边缘保护信号音更多的下边缘保护信号音。在一个实施例中,第二OFDM符号序列至少部分地通过利用32点IDFT来生成。在另一个实施例中,第二OFDM符号序列至少部分地通过利用64点IDFT来生成,其中将生成的信号音的总数的至少一半设置为等于0。在实施例中,使用用于生成第一OFDM符号序列的相同时钟速率来生成第二OFDM符号序列。
在框1410处,确定用于传输第二数据单元的频带。频带具有等于多个信道中的每个信道的带宽除以大于或等于2的整数n的带宽。在一个实施例中,整数n等于2(例如,每个信道具有2MHz的带宽,并且所确定的频带中具有1MHz带宽)。在第二OFDM符号序列的一部分包括比下边缘保护信号音更多的上部边缘保护信号音的实施例中,在框1410处确定频带包括排除多个信道中的一个或多个信道中的每一个信道的最低子带(例如,在多个信道中的所有信道中)。替代地,在第二OFDM符号序列的一部分包括比上边缘保护信号音更多的下边缘保护信号音的实施例中,在框1410处确定频带包括排除多个信道中的一个或多个信道中的每一个信道的最高子带(例如,在多个信道中的所有信道中)。在任何情况下,每个“子带”都具有与在框1410确定的频带的带宽相等的带宽(即,信道带宽除以整数n)。因此,频带被置于信道内,使得具有最低数目的保护信号音的第二PHY模式数据单元的边缘不与信道边缘对准。
在框1412处,第二数据单元被促使经由在框1410处确定的频带来传输。例如,在实施例中,在实现方法1400的网络接口内的PHY处理单元向RF发射链提供提供对应于第二数据单元的OFDM信号。
虽然图18-24涉及基于正常模式数据单元带宽的信道化,但是在一些实施例中,更低带宽区域(例如,欧洲、日本等)被基于低带宽模式数据单元信道化。在这些实施例中,信道带宽等于低带宽模式数据单元(例如,1MHz)的带宽,并且正常模式数据单元(例如,2MHz或更高)在通过聚合较窄信道而形成的复合信道中被传输。
在一个更具体的示例实施例中,双模式装置(例如,图1中的客户端站25-1),当在低带宽区域中使用时,基于对应于低带宽模式PHY的32点IDFT的1MHz带宽进行信道化。在一些这样的实施例中,在低带宽区域还允许使用相同时钟速率的64点IDFT(2MHz)正常模式数据单元。2MHz信道通过聚合1MHz信道中的一个或多个1MHz信道来形成,其中,各种复合2MHz信道之间没有重叠。在这样的区域中的2MHz基本服务集(BSS),低带宽模式1MHz的信号可以存在于2MHz的复合信道的下边带或上边带,取决于在具体情况中哪个边带对应于1MHz主信道。
在一个这样的实施方式和场景中,128点、256点和512点IDFT信号(对应于4MHz、8MHz和16MHz的信号)被禁止,即使该双模设备被配置成在其他区域支持这些较宽频带正常模式信号。在其他这样的实施例中,128点、256点和/或512点IDFT信号被允许。此外,在一些实施例中,低带宽模式信号被允许比更宽的带宽区域更多的MCS。在该实施例和场景中的接收机基于该复合2MHz的信道的下边带还是上边带对应于主1MHz的信道的先验知识来自动检测接收到的数据单元是否是64点IDFT的32点(1MHz或2MHz的)信号(例如,使用STF、LTF和/或SIG字段)。在128点、256点和/或512点IDFT信号被允许的实施例中,哪个带宽的信号被接收的的自动检测是基于SIG字段(例如,在IEEE802.11n和IEEE802.11ac标准中的HTSIG字段)。在实施例中,对应于主信道并且位于在2MHz复合信道的边带中的32点IDFT信号如果需要可以利用图22或23的信号音重新路由技术以增加在2MHz的复合信道的一个或两个边缘处的保护频带的数目。
上述各种块、操作和技术中的至少一些可以利用硬件、执行固件指令的处理器、执行软件指令的处理器或者其任意组合来实现。当利用执行软件或固件指令的处理器实现时,该软件或固件指令可以被存储在任何计算机可读存储器中,诸如磁盘、光盘或其他存储介质上、RAM或ROM或闪存、处理器、硬盘驱动器、光盘驱动器磁带驱动器等中。类似地,该软件或固件指令可以经由任何已知或期望的递送方法或经由通信介质被递送到用户或系统,已知或期望的递送方法包括例如计算机可读磁盘或其他可移动的计算机存储机制。通信介质通常体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或在调制的数据信号中的其他数据,诸如载波或其他传送机制。术语“调制的数据信号”指具有其特性集合中的一个或多个的信号或被以一种方式改变从而在信号中编码信息的信号。通过示例而非限制性的方式,通信介质包括诸如有线网络或直连连接的有线介质,以及诸如声学、射频、红外的无线介质和其他无线介质。因此,该软件或固件指令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、因特网等被递送到用户或系统(这被视作是与经由可移动的存储介质提供这样的软件相同或可交换的)。软件或固件指令可以包括机器可读指令,当由处理器执行时,使得处理器执行各种动作。
当以硬件实现时,硬件可以包括分立组件、集成电路、专用集成电路(ASIC)等中的一个或多个。
虽然已经参考具体实施例描述了本发明,具体实施例旨在说明性而非限制本发明,在不背离权利要求书的范围的情况下,可以对所公开的实施例进行改变、添加和/或删除。