CN103999392A - 用于在无线局域网(wlan)中自动检测数据单元的物理层(phy)模式的方法和装置 - Google Patents

Abstract

在一种用于生成物理层(PHY)数据单元以用于经由通信信道来发射的方法中，当该数据单元将在正常模式中被发射时，生成该数据单元以包括第一长训练字段。当该数据单元将在低带宽模式中被发射时，生成该数据单元以包括第二长训练字段。第一训练字段和第二训练字段被配置使得接收设备能够自动检测该数据单元是否对应于低带宽模式或正常模式。

Description

用于在无线局域网(WLAN)中自动检测数据单元的物理层(PHY)模式的方法和装置

相关申请的交叉引用

本公开内容要求于2011年11月2日提交的美国临时专利申请No.61/554,872的权益，该申请的公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容一般性地涉及通信网络，并且更特别地，涉及远程低功率无线局域网络。

背景技术

本文所提供的背景技术描述是为了一般性地呈现本公开内容的背景的目的。目前命名的发明人的工作，到在这个背景技术章节中所描述的程度，以及在提交时可能在其他方面还不够格作为现有技术的该描述的各方面，既不明确地也不隐含地被承认作为针对本公开内容的现有技术。

当操作在基础设施模式中时，无线局域网(WLAN)典型地包括接入点(AP)和一个或多个客户站。WLAN在过去的十年里已经迅速地演进。诸如电气和电子工程师协会(IEEE)802.11a、802.11b、802.11g、和802.11n标准的WLAN标准的发展已经改进了单用户峰值数据吞吐量。例如，IEEE802.11b标准指定了每秒11兆比特(Mbps)的单用户峰值吞吐量，IEEE802.11a和802.11g标准指定了54Mbps的单用户峰值吞吐量，802.11n标准指定了600Mbps的单用户峰值吞吐量，以及IEEE802.11ac标准指定了在每秒吉比特(Gbps)范围中的单用户峰值吞吐量。

关于两个新标准(IEEE802.11ah和IEEE802.11af)的工作已经开始，它们中的每个都将指定低于1GHz频率的无线网络操作。低频通信信道一般特征是相比于在更高频率处的发射有更好的传播质量和延伸的传播范围。在过去，低于1GHz的范围还没有被用于无线通信网络，因为这样的频率被预留用于其他应用(例如，许可的TV频带、无线电频带、等等)。在低于1GHz的范围内存在少数频带在仍然保持未许可，而在不同的地理区域中有不同的特定未许可频率。IEEE802.11ah标准将指定在可用的未许可的低于1GHz频带中的无线操作。IEEE802.11af标准将指定在TV空白空间(TVWS)中的无线操作，即在低于1GHz频带中的未使用的TV信道。

发明内容

在一个实施例中，一种用于生成物理层(PHY)数据单元以用于经由通信信道来发射的方法包括：当该数据单元将在正常模式中被发射时生成该数据单元以包括第一长训练字段，以及当该数据单元将在低带宽模式中被发射时生成该数据单元以包括第二长训练字段。第一训练字段和第二训练字段被配置使得接收设备能够自动检测该数据单元是否对应于低带宽模式或正常模式。

在其他实施例中，该方法包括下列元素中的一个或多个元素的任意组合。

生成该数据单元以包括第一长训练字段包括：使用具有第一组正交频分复用(OFDM)信号音的第一信号音映射图，其中该第一组OFDM信号音包括：i)第一组数据音，和ii)第一组导频音。

生成该数据单元以包括第二训练字段包括：利用具有第二组OFDM信号音的第二信号音映射图，其中该第二组OFDM信号音包括：i)第二组数据音和ii)第二组导频音。

第一训练字段和第二训练字段被配置为，当使用第一信号音映射图和第二信号音映射图内的一组所考虑的重叠信号音来执行互相关时具有低的互相关值。

该组所考虑的重叠信号音排除以下各项中的一项或多项：i)第一组导频音，ii)第二组导频音，iii)在第一组数据音中的一个或多个数据音，以及iv)在第二组数据音中的一个或多个数据音。

第一组OFDM信号音进一步包括第一组置零信号音。

第二组OFDM信号音进一步包括第二组置零信号音。

该组所考虑的重叠信号音包括以下各项中的一项或多项：i)在第一组置零信号音中的一个或多个置零信号音和)在第二组置零信号音中的一个或多个置零信号音。

该组所考虑的重叠信号音包括偶数个信号音。

在另一个实施例中，一种用于生成物理层(PHY)数据单元以用于经由通信信道来发射的装置包括：网络接口，被配置为当该数据单元将在低带宽模式中被发射时生成该数据单元以包括第一长训练字段，以及当该数据单元将在正常模式中被发射时生成该数据单元以包括第二长训练字段。第一训练字段和第二训练字段被配置使得接收设备能够自动检测该数据单元是否对应于低带宽模式或正常模式。

在其他实施例中，该装置包括下列特征中的一个或多个特征的任意组合。

该网络接口被配置为：生成该数据单元以包括第一长训练字段包括使用具有第一组正交频分复用(OFDM)信号音的第一信号音映射图，其中第一组OFDM信号音包括：i)第一组数据音，和ii)第一组导频音。

该网络接口被配置为：生成该数据单元以包括第二训练字段包括利用具有第二组OFDM信号音的第二信号音映射图，其中第二组OFDM信号音包括：i)第二组数据音和ii)第二组导频音。

第一训练字段和第二训练字段被配置为，当使用第一信号音映射图和第二信号音映射图内的一组所考虑的重叠信号音来执行互相关时具有低的互相关值。

该组所考虑的重叠信号音排除以下各项中的一项或多项：i)第一组导频音，ii)第二组导频音，iii)在第一组数据音中的一个或多个数据音，以及iv)在第二组数据音中的一个或多个数据音。

第一组OFDM信号音进一步包括第一组置零信号音。

第二组OFDM信号音进一步包括第二组置零信号音。

该组所考虑的重叠信号音包括以下各项中的一项或多项：i)在第一组置零信号音中的一个或多个置零信号音和)在第二组置零信号音中的一个或多个置零信号音。

该组所考虑的重叠信号音包括偶数个信号音。

在又另一个实施例中，一种方法包括：接收数据单元，其中该数据单元包括以下各项中的一项：i)根据第一长训练序列所调制的第一长训练字段或i)根据第二训练序列所调制的第二训练字段。该方法还包括：检测该数据单元是否包括第一训练字段或第二训练字段。该方法进一步包括：响应于检测到该数据单元包括第一训练字段，确定该数据单元对应于正常模式数据单元；以及响应于检测到该数据单元包括第二训练字段，确定该数据单元对应于低带宽模式数据单元。

在其他实施例中，该方法包括下列元素中的一个或多个元素的任意组合。

根据具有第一组正交频分复用(OFDM)信号音的第一信号音映射图来调制第一长训练字段，其中第一组OFDM信号音包括：i)第一组数据音，和ii)第一组导频音。

根据具有第二组OFDM信号音的第二信号音映射图来调制第二训练字段，其中第二组OFDM信号音包括：i)第二组数据音和ii)第二组导频音。

检测该数据单元是否包括第一训练字段或第二训练字段包括：使用第一信号音映射图和第二信号音映射图内的一组所考虑的重叠信号音来执行互相关。

该组所考虑的重叠信号音排除以下各项中的一项或多项：i)第一组导频音，ii)第二组导频音，iii)在第一组数据音中的一个或多个数据音，以及iv)在第二组数据音中的一个或多个数据音。

第一组OFDM信号音进一步包括第一组置零信号音。

第二组OFDM信号音进一步包括第二组置零信号音。

该组所考虑的重叠信号音包括以下各项中的一项或多项：i)在第一组置零信号音中的一个或多个置零信号音和)在第二组置零信号音中的一个或多个置零信号音。

该组所考虑的重叠信号音包括偶数个信号音。

在还有另一个实施例中，一种装置包括：网络接口，被配置为接收数据单元，其中该数据单元包括以下各项中的一项：i)根据第一长训练序列所调制的第一长训练字段或i)根据第二训练序列所调制的第二训练字段。该网络接口还被配置为，检测该数据单元是否包括第一训练字段或第二训练字段。该网络接口进一步被配置为：响应于检测到该数据单元包括第一训练字段，确定该数据单元对应于正常模式数据单元；以及响应于检测到该数据单元包括第二训练字段，确定该数据单元对应于低带宽模式数据单元。

在其他实施例中，该装置包括下列元素中的一个或多个元素的任意组合。

根据具有第一组正交频分复用(OFDM)信号音的第一信号音映射图来调制第一长训练字段，其中第一组OFDM信号音包括：i)第一组数据音，以及ii)第一组导频音。

根据具有第二组OFDM信号音的第二信号音映射图来调制第二训练字段，其中第二组OFDM信号音包括：i)第二组数据音和ii)第二组导频音。

该网络接口被配置为，通过使用第一信号音映射图和第二信号音映射图内的一组所考虑的重叠信号音来执行互相关，来检测数据单元是否包括第一训练字段或第二训练字段。

该组所考虑的重叠信号音排除以下各项中的一项或多项：i)第一组导频音，ii)第二组导频音，iii)在第一组数据音中的一个或多个数据音，以及iv)在第二组数据音中的一个或多个数据音。

第一组OFDM信号音进一步包括第一组置零信号音。

第二组OFDM信号音进一步包括第二组置零信号音。

该组所考虑的重叠信号音包括以下各项中的一项或多项：i)在第一组置零信号音中的一个或多个置零信号音和)在第二组置零信号音中的一个或多个置零信号音。

该组所考虑的重叠信号音包括偶数个信号音。

附图说明

图1是根据一个实施例的示例无线局域网(WLAN)的框图；

图2是根据一个实施例的用于生成正常模式数据单元的示例物理层(PHY)处理单元的发射部分的框图；

图3A和图3B是根据一个实施例的示例正常模式数据单元和示例低带宽数据单元的示图；

图4A和4B是根据一个实施例的分别图示了正常模式数据单元的前导部分和低带宽模式数据单元的前导部分的示图。

图5是根据一个实施例的图示了被用来在前导字段内调制符号的示例调制技术的示图。

图6A和6B是根据一个实施例的分别对应于正常模式数据单元和低带宽模式数据单元的示例正交频分复用(OFDM)信号音映射图的示图。

图7是根据一个实施例的用于生成数据单元的示例方法700的流程图；

图8是根据一个实施例的用于自动检测数据单元的PHY模式的示例方法800的流程图。

具体实施方式

在下面所描述的实施例中，无线网络设备(诸如无线局域网(WLAN)的接入点(AP))向一个或多个客户站发射数据流。AP被配置为根据至少第一通信协议与客户站一起操作。第一通信协议定义了低于1GHz的频率范围中的操作，并且通常被用于需要具有相对低的数据速率的远程无线通信的应用。第一通信协议(例如，IEEE802.11af或IEEE802.11ah)在本文中被称为“远程”通信协议。在一些实施例中，AP还被配置为根据一个或多个其他通信协议与客户站通信，该一个或多个其他通信协议定义了一般更高频率范围中的操作，并且通常被用于具有更高数据速率的较近程通信。更高频率通信协议(例如，IEEE802.11a、IEEE802.11n、和/或IEEE802.11ac)共同在本文中称为“近程”通信协议。在一些实施例中，符合远程通信协议的物理层(PHY)数据单元(“远程数据单元”)与符合近程通信协议的数据单元(“近程数据单元”)相同或相似，但是使用更低的时钟速率被生成。为了这个目的，在一个实施例中，AP工作在适合于近程操作的时钟速率，并且降时频(down-clocking)被用来生成时钟以用于低于1GHz的操作。作为结果，在这个实施例中，远程数据单元保持了近程数据单元的物理层格式，但是在更长的时间段中被发射。

除了由远程通信协议所指定的这种“正常模式”之外，在一些实施例中，远程通信协议还指定了与针对正常模式所指定的最低带宽和数据速率相比而具有减少的带宽和数据速率的“低带宽模式”。因为较低的数据速率，低带宽模式进一步延伸了通信范围并且一般改进了接收器灵敏度。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的数据单元(例如，以用于正常模式数据单元的相同比率被降时频)。例如，在一个实施例中，正常模式数据单元和低带宽模式数据单元两者的正交频分复用(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、等等，并且低带宽模式对应于仅1MHz数据单元。在另一个实施例中，低带宽模式同样包括对应于具有不同带宽(例如，1MHz、0.5MHz、等等)的数据单元的多个子模式。

低带宽模式的功能可能取决于该模式被利用的区域。例如，在美国的IEEE802.11ah系统的一个实施例中，其中相对大量的频谱在低于1GHz范围中是可用的，正常模式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”。在一个实施例中，例如，AP使用该控制模式用于信号信标或关联过程，和/或用于发射波束形成训练操作。作为另一个示例，在较少频谱在低于1GHz范围中可用(例如，欧洲或日本)的通信系统的实施例中，低带宽模式用作正常模式的扩展而不是控制模式。

图1是根据一个实施例的示例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包括媒体接入控制(MAC)处理单元18和物理层(PHY)处理单元20。PHY处理单元20包括多个收发器21，并且收发器21耦合到多个天线24。虽然在图1中图示了三个收发器21以及三个天线24，但是在其他实施例中AP14能够包括不同数目(例如，1、2、4、5、等等)的收发器21和天线24。

WLAN10包括多个客户站25。虽然在图1中图示了四个客户站25，但是在各种场景和实施例中WLAN10能够包括不同数目(例如，1、2、3、5、6、等等)的客户站25。客户站25中的至少一个客户站(例如，客户站25-1)被配置为至少根据远程通信协议来操作。在一些实施例中，客户站25中的至少一个客户站(例如，客户站25-4)是被配置为至少根据近程通信协议中的一个或多个来操作的近程客户站。

客户站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包括多个收发器30，并且收发器30耦合到多个天线34。虽然在图1中图示了三个收发器30以及三个天线34，但是在其他实施例中客户站25-1能够包括不同数目(例如，1、2、4、5、等等)的收发器30和天线34。

在一些实施例中，客户站25-2、25-3、以及25-4中的一个客户站、一些客户站、或者全部客户站具有与客户站25-1相同或相似的结构。在这些实施例中，具有与客户站25-1相同或相似结构的客户站25具有相同或不同数目的收发器和天线。例如，根据一个实施例，客户站25-2仅具有两个收发器和两个天线(未示出)。

在各种实施例中，AP14的PHY处理单元20被配置为生成符合远程通信协议并且具有下文所描述的格式的数据单元。(多个)收发器21被配置为经由(多个)天线24来发射所生成的数据单元。类似地，(多个)收发器21被配置为经由(多个)天线24来接收数据单元。根据各种实施例，AP14的PHY处理单元20还被配置为处理符合远程通信协议并且具有下文所描述的格式的所接收的数据单元。

在各种实施例中，客户设备25-1的PHY处理单元29被配置为生成符合远程通信协议并且具有下文所描述的格式的数据单元。(多个)收发器30被配置为经由(多个)天线34来发射所生成的数据单元。类似地，(多个)收发器30被配置为经由(多个)天线34来接收数据单元。根据各种实施例，客户设备25-1的PHY处理单元29还被配置为处理符合远程通信协议并且具有下文所描述的格式的所接收的数据单元。

在一些实施例中，AP14被配置为以双频带配置来操作。在这样的实施例中，AP14能够在近程操作模式和远程操作模式之间切换。根据一个这样的实施例，当操作在近程模式中时，AP14发射并且接收符合近程通信协议中的一个或多个近程通信协议的数据单元。当操作在远程模式中时，AP14发射并且接收符合远程通信协议的数据单元。类似地，根据一些实施例，客户站25-1能够双频带操作。在这些实施例中，客户站25-1能够在近程操作模式和远程操作模式之间切换。在其他实施例中，AP14和/或客户站25-1是双频带设备，该双频带设备能够在由远程通信协议为远程操作所定义的不同低频带之间切换。在又另一个实施例中，AP14和/或客户站25-1是被配置为仅在一个远程频带中操作的单频带设备。

在还有其他的实施例中，客户站25-1是能够在具有不同的对应PHY模式的不同区域中操作的双模式设备。例如，在一个这样的实施例中，客户站25-1被配置为当在第一区域中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。在一个实施例中，通过在发射器和接收器的低带宽模式和正常模式基带信号处理之间切换，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，在发射器处的频谱屏蔽要求、在接收器处的相邻信道干扰要求、等等)，客户站25-1能够在不同区域中在正常模式和低带宽模式之间切换。然而，在一个实施例中，当在低带宽模式和正常模式之间切换时，诸如时钟速率的硬件设置没有改变。

在一个示例实施例中，客户站25-1是双模式设备，该双模式设备利用在美国的正常模式PHY(例如，对于2MHz和更宽的信道)和在欧洲和/或日本的低带宽模式(例如，对于1MHz信道)。在这个实施例中，相同的时钟速率全球使用，而不同的离散傅立叶逆变换(IDFT)大小被利用以生成不同带宽的信号(例如，对于2MHz或更宽带宽的美国信道的64点或更大的IDFT，以及对于1MHz欧洲/日本信道的32点IDFT)。在这些实施例中的一些实施例中，低带宽模式还被用于在美国的控制PHY。

在另一个示例实施例中，客户站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)。在这个实施例中，相同的时钟速率全球使用，而不同的IDFT大小被用来生成不同带宽的信号(例如，对于2MHz或更宽带宽的美国信道的64点或更大的IDFT，以及对于1MHz美国控制模式信号和1MHz欧洲/日本信道两者的32点IDFT)。

在一些实施例中，不论生成最小带宽正常模式数据单元或低带宽模式数据单元，诸如客户站25-1的设备都使用相同大小的IDFT(在恒定的时钟速率)。例如，在一个实施例中，64点IDFT被用来生成2MHz正常模式数据单元和1MHz低带宽模式数据单元两者，而在后者情况中适当的信号音被置零。在用于这些实施例的一些场景中，当在PHY模式之间改变时滤波器不需要在运行时被改变，同时仍然满足对于更宽(例如，2MHz)信道的频谱屏蔽要求。在其他场景中，所发射的低带宽模式信号需要满足更严格的、更低的带宽频谱屏蔽，即使使用对应于更宽带宽的IDFT大小来发射。

图2是根据一个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的发射部分的框图。参考图1，在一个实施例中，AP14的PHY处理单元20和客户站25-1的PHY处理单元29每个都与PHY处理单元100相似或相同。根据一个实施例，PHY处理单元100包括加扰器102，加扰器102一般加扰信息比特流以减少一或零的长序列的出现。编码器解析器104耦合到加扰器102。编码器解析器208将信息比特流解复用成为与一个或多个FEC编码器106相对应的一个或多个编码器输入流。

尽管在图2中示出了两个FEC编码器106，但是在各种其他实施例和/或场景中，不同数目的FEC编码器被包括，和/或不同数目的FEC编码器并行操作。例如，根据一个实施例，PHY处理单元100包括四个FEC编码器106，并且取决于特定的调制和编码方案(MCS)、带宽、以及空间流的数目，FEC编码器106中的一个、两个、三个、或四个FEC编码器同时操作。每个FEC编码器106编码对应的输入流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)。在另一个实施例中，每个FEC编码器106包括由穿刺块(puncturing block)所跟随的BCC。在另一个实施例中，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将一个或多个编码流解析成为一个或多个空间流(例如，在图2中所示出的示例PHY处理单元100中的四个流)以用于分离交织并且映射到星座点/符号中。在一个实施例中，流解析器108根据IEEE802.11n通信协议来操作，使得下列等式被满足：

$s=\max \{1,\frac{N_{\mathrm{BPSCS}}}{2}\}$                    等式1

其中s是在针对N_SS个空间流中的每个空间流的星座点中被指配给单个轴的编码比特的数目，并且其中N_BPSCS是每子载波的比特数目。在一个实施例中，对于每个FEC编码器106(不论BCC或LDPC)，s个编码比特的连续块以轮询方式被指配给不同的空间流。在一些实施例中，该组FEC编码器106包括两个或更多的BCC编码器，各个FEC编码器106的输出以交替的方式被用于每个轮询周期，即初始地来自第一FEC编码器106的S个比特被馈送到N_SS个空间流中，然后来自第二FEC编码器106的S个比特被馈送到N_SS个空间流中，等等，其中：

S＝N_SSxs                                 等式2

对应于N_SS个空间流中的每个空间流，交织器110交织空间流的比特(即，改变比特的顺序)以防止相邻有噪声的比特的长序列进入在接收器处的解码器。更具体地，交织器110将相邻的编码比特映射到频域中或时域中的非相邻的位置。在一个实施例中，交织器110根据IEEE802.11n通信协议来操作(即，在每个数据流中的两个频率置换，以及用以在不同流上周期性地不同地移位比特的第三置换)，除了参数N_col、N_row、和N_rot(即，分别是列数、行数、和频率旋转参数)是基于远程、正常模式数据单元的带宽的合适值。

同样对应于每个空间流，星座映射器112将比特的交织序列映射到与OFDM符号的不同子载波/信号音相对应的星座点。更具体地，在一个实施例中，对于每个空间流，星座映射器112将长度log₂(M)的每个比特序列转化为M个星座点中的一个星座点。星座映射器112取决于被利用的MCS来处置不同数目的星座点。在一个实施例中，星座映射器112是处置M＝2、4、16、64、256、和1024的正交幅度调制(QAM)映射器。在其他实施例中，星座映射器112处置对应于M的不同调制方案，M等于来自集合{2，4，16，64，256，1024}的至少两个值的不同子集。

在一个实施例中，空间时间块编码(STBC)单元114接收对应于一个或多个空间流的星座点，并且将空间流扩散到一个数目(N_STS)的空间时间流。在一些实施例中，STBC单元114被省略。循环移位分集(CSD)单元116被耦合到STBC单元114。CSD单元116将循环移位插入到空间时间流中的除了一个空间时间流以外的所有空间时间流中(如果多于一个空间时间流)以防止非有意的波束形成。为了解释的简单性，对CSD单元116的输入被称为空间时间流，即使在STBC单元114被省略的实施例中。

空间映射单元120将N_STS个空间时间流映射到N_TX个发射链。在各种实施例中，空间映射包括以下各项中的一项或多项：1)直接映射，其中来自每个空间时间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，其中来自所有空间时间流的星座点矢量经由矩阵乘法被扩展以产生对发射链的输入；以及3)波束形成，其中来自所有空间时间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的每个输出对应于发射链，并且空间映射单元120的每个输出由IDFT计算单元122(例如，快速傅立叶逆变换(IFFT)计算单元)操作，IDFT计算单元122将星座点的块转换为时域信号。IDFT单元122的输出被提供给GI插入和加窗单元124，GI插入和加窗单元124为OFDM符号预先考虑保护间隔(GI)部分(在一个实施例中其是OFDM符号的圆形延伸)，并且平滑OFDM符号的边缘以增加频谱延迟。GI插入和加窗单元124的输出被提供给模拟和射频(RF)单元126，模拟和射频单元126将信号转换为模拟信号并且将信号上变频为用于发射的RF频率。在各种实施例和/或场景中，这些信号在2MHz、4MHz、8MHz、或16MHz带宽信道(例如，分别对应于在单元122处的64、128、256、或512点IDFT，并且利用无论IDFT大小都是恒定的时钟速率)中被发射。在其他实施例中，其他合适的信道带宽(和/或IDFT大小)被利用。在2012年1月6日提交的并且名称为“Physical Layer Frame Format forLong Range WLAN”的美国专利申请No.13/359,336中更详细地讨论了对应于正常模式的远程数据单元，该申请在此通过引用以其整体并入本文。

具有支持延伸范围通信的灵敏度增益，低带宽模式通信一般比正常模式通信更加稳健。例如，在其中正常模式利用64点IDFT(例如，对于2MHz带宽信号)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，低带宽模式提供了大约3dB的灵敏度增益。作为另一个示例，在其中正常模式利用64点IDFT(例如，对于2MHz带宽信号)来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，低带宽模式提供了大约6dB的灵敏度增益。此外，在一些实施例中，低带宽模式将比特的冗余或重复引入到该数据单元的至少一些字段中以进一步减少数据速率。例如，在各种实施例和/或场景中，低带宽模式根据下面所描述的一个或多个重复和编码方案将冗余引入到低带宽模式数据单元的数据部分和/或信号字段中。在其中低带宽模式包括2x个比特重复的实施例中，例如，可以得到进一步的3dB灵敏度增益。更进一步地，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或者根据低于正常模式的最低数据速率MCS的MCS来生成OFDM符号，以提高灵敏度。作为示例，在一个实施例中，根据从一组MCS所选择的特定MCS来生成正常模式中的数据单元，该组MCS诸如MCS0(1/2的二进制相移键控(BPSK)调制和编码速率)到MCS9(5/6的正交幅度调制(QAM)和编码速率)，较高阶MCS对应于较高数据速率。在一个这样的实施例中，使用由MCS0所定义的调制和编码来生成低带宽模式数据单元。在一个备选实施例中，MCS0被预留仅用于低带宽模式数据单元，并且不能被用于正常模式数据单元。

在一些实施例中，由AP14和/或由客户站25所采用来生成低带宽数据单元的PHY处理单元，对应于与图2的PHY处理单元100相同的硬件，但是取决于正常模式还是低带宽模式数据单元被生成，在硬件中利用不同的信号处理操作。在一些这样的实施例中，当生成低带宽数据单元时，PHY处理单元100的某些组件的各种参数被改变。例如，在一个实施例中，用于上面的等式1和2的相关参数(例如，N_BPSCS和N_SS)被改变以匹配低带宽模式系统参数(例如，如果仅一个空间流被准许用于低带宽模式数据单元则N_SS＝1)。进一步地，在一些实施例中，当生成低带宽数据单元时，交织器110的参数N_col、N_row和N_rot基于低带宽数据单元的带宽而改变为合适值。在一些实施例中，在将这些比特映射到星座符号之前，PHY处理单元利用BCC编码比特的重复来生成低带宽模式数据单元。在名称为“LowBandwidth PHY for WLAN”的美国专利申请No.13/494,505中描述了在一些实施例中被用于生成低带宽数据单元的PHY处理单元的各种具体示例，该申请在此以其整体并入本文。

图3A是根据一个实施例的AP14被配置为经由正交频域复用(OFDM)调制来向客户站25-4发射的示例正常模式数据单元300的示图。在一个实施例中，根据一个实施例，客户站25-4还被配置为将数据单元300发射至AP14。正常模式数据单元300是符合近程协议的数据单元的降时频版本。对于图3中所示出的特定实施例，正常模式数据单元300是使用“绿色字段(Greenfield)”(而不是混合模式)前导的IEEE802.11n数据单元的降时频版本。在其他实施例中，正常模式数据单元300是符合另一种近程协议的数据单元的降时频版本。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300对应于最低的正常模式信道带宽(例如，利用64点IDFT的2MHz)，并且包括短训练字段(STF)302、第一长训练字段(LTF1)304、信号(SIG)字段306、剩余LTF308(例如，每个空间流的一个附加LTF)、以及极高吞吐量数据(VHTDATA)部分310。一般而言，STF302被用于分组检测、初始同步、以及自动增益控制等，LTF304被用于信道估计和精细同步，并且SIG字段306被用来运载数据单元300的某些物理层(PHY)参数，例如，诸如信号带宽(例如，对于数据单元300的2MHz)、调制类型、以及被用来发射该数据单元的编码速率。

在一些实施例中，对于更高带宽的正常模式数据单元，STF、LTF、以及SIG字段在多个子频带中的每个子频带中被复制，每个子频带具有等于最低正常模式信道带宽的带宽。例如，在一个实施例中，更高带宽(例如，4MHz、8MHz、16MHz等)的数据单元在每个2MHz频带中将STF302、LTF304、308、以及SIG字段306作为前导复制到该数据单元的数据部分310，并且数据部分310占据了没有频率复制的全部(例如，4MHz、8MHz、16MHz等)带宽。在一个实施例中，检测正常模式数据单元300的接收器能够基于在SIG字段306中的带宽信息来确定数据单元的带宽。

图3B是根据一个实施例的示例低带宽模式数据单元350的前导的示图。使用与正常模式数据单元300相同的时钟速率来生成低带宽模式数据单元350，但利用较小大小的IDFT以减少带宽。例如，在其中正常模式数据单元300对应于分别使用64和128点IDFT生成的2MHz或4MHz带宽的一个实施例中，低带宽模式数据单元350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300，低带宽模式数据单元350包括STF352、LTF1 354、SIG字段356、以及剩余LTF358(例如，每个空间流的一个附加LTF，如果多于一个空间流被用于低带宽模式数据单元)。STF352、LTF354、358和SIG356组成数据单元350的前导部分。在一些实施例中，低带宽模式数据单元350的前导内的各个字段以各种方式与在正常模式数据单元300中的对应字段不同。一般而言，在各种实施例中，在美国专利申请No.13/366,064中所描述的低速率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350还包括具有与数据单元350的前导相同的带宽的数据部分360。

在一些实施例中，低带宽模式数据单元350的前导内的各个字段以各种方式与在正常模式数据单元300中的对应字段不同。例如，在一些实施例中，低带宽数据单元350的各个字段更长，并且因此与正常模式数据单元300的对应字段相比占据更多的OFDM符号。例如，在一个实施例中，与正常模式数据单元300的STF训练字段302中所包括的短训练序列的数目相比，低带宽数据单元350的STF训练字段352包括更大数目的短训练序列(STS)。在一个实施例中，额外的STF序列被添加到低带宽数据单元中以改进接收设备的能力，以在一般与低带宽数据单元的更远程发射相关联的更低信噪比(SNR)下检测低带宽数据单元。作为一个具体的示例，在一个实施例中，正常模式数据单元300的STF字段302占用两个OFDM符号，并且低带宽数据单元350的STF字段402占用四个OFDM符号。进一步地，在一些实施例中，STF352的功率电平相对于数据单元350的其余部分被提升了合适的量(例如，3dB)。功率提升进一步促进了在接收器处的对数据单元350的检测。在一个实施例中，根据一个实施例，功率提升(例如，3dB功率提升)由发射设备仅应用于以最低数据速率(诸如MCS0重复2)被调制的低带宽模式数据单元的STF，其对应于BPSK调制、单个流、并且具有比特重复块，并且不应用于正常模式数据单元的STF和/或未使用比特重复调制的低带宽模式数据单元的STF。

在一个实施例中，数据单元350的SIG字段356更长并且与正常模式数据单元300的SIG字段306相比包括更大数目的OFDM符号。在一个实施例中，SIG字段306占用两个OFDM符号，并且SIG字段356占用更高数目(例如，4、5、6等)的OFDM符号。在一个实施例中，使用比特或块重复(例如，重复2)来调制SIG字段356，而正常模式数据单元300的SIG字段306不包括重复。在一个实施例中，不管数据部分360的调制和编码，使用最低阶MCS以及x2重复(MCS0重复2)来生成SIG字段356。

根据一个实施例，低带宽数据单元350的LTF1字段354与正常模式数据单元300的LTF1字段304相比更长。例如，在一个实施例中，与在LTF1字段304中所包括的LTS重复数相比，LTF1字段354包括更大数目的低训练序列(LTS)重复。图4A和图4B是根据一个实施例的分别图示了在正常模式数据单元和低带宽模式数据单元中所包括的前导部分400和前导部分420的示图。在一个实施例中，前导部分400对应于图3A中的LTF1字段304和SIG字段306的第一OFDM符号，并且前导部分420对应于图3B中的LTF1字段354的头三个OFDM符号。前导部分400包括双保护间隔(DGI)402、在第一长训练字段(LTF1)中的两个长训练符号(LTS)404、保护间隔(GI)406、以及信号字段(SIG1)408的第一OFDM符号404。第一OFDM符号字段408开始于LTF1开端(即，LTF1内的DGI402的开端)之后的时间间隔430。前导部分420类似地包括DGI422、LTF1中的两个LTS424、以及保护间隔(GI)426。然而，前导部分420的LTF1包括比正常模式数据单元的前导部分400更大数目的长训练符号。例如，在一个实施例中，第二前导部分420的LTF1包括四个长训练符号。在一个实施例中，LTS424-2之后的每个长训练符号的前面是保护间隔。例如，如在图4B的示例实施例中所看到的，保护间隔426分别分离第三和第四LTS424-2和424-3。通过包括保护间隔426，第三LTS424-3相对于前导部分420的LTF1的开端的位置与SIG1字段408相对于前导部分400的LTF1的开端的位置相同(即，每个都开始于对应的LTF1的开端之后的时间间隔430)。此外，在一个实施例中，利用与第三LTS454-3不同的调制技术来调制SIG1 408。例如，在不同的实施例中，SIG1字段408被四进制二进制相移键控(QBPSK)调制并且第三LTS424-3被二进制相移键控(BPSK)调制，或者反之亦然。

在一些实施例中，接收设备利用在对应于某个时间段(例如在传入的数据单元中所确定的定时参考之后的时间段)的符号位置处的OFDM符号的调制，来确定或自动检测传入的数据单元的PHY模式。例如，接收器确定该定时参考是在STF字段和数据单元的LTF字段之间的边界。因此，与在SIG1字段708或第三LTS724-3之前的所接收的数据单元同步的接收设备，能够检测在SIG1(如果是正常模式数据单元)或第三LTS(如果是低带宽模式数据单元)的位置处正在被使用的调制技术，并且相应地确定PHY模式。图5图示了BPSK调制星座500和QBPSK调制星座550。如在图5中所看到的，针对QBPSK的该组两个星座符号关于针对BPSK的该组两个星座符号旋转90度。

附加地或备选地，在一个实施例中，接收设备基于传入的数据单元的长训练字段(例如，在图3A的LTF1 304中，图3B的LTF1 354中)中所包括的LTF序列，来确定传入的数据单元的PHY模式。为了这个目的，在一个实施例中，在低带宽模式数据单元中所使用的长训练序列被设计为与在正常模式带宽数据单元中所使用的长训练序列不同，例如与在正常模式带宽数据单元中所使用的长训练序列正交或者具有适当的低相关性。更具体地，在一个实施例中，如下的长训练序列值被设计使得低带宽数据单元中的这些信号音与正常带宽数据单元中的对应信号音的互相关导致了零或另一个合适低的相关值(例如，1)的相关值，该长训练序列值调制与正常带宽数据单元中对应的OFDM信号音重叠(“重叠信号音”)的低带宽数据单元中的OFDM信号音的至少一部分。

图6A和6B是根据一个实施例的对应于正常模式和低带宽模式数据单元的示例信号音映射图600、650的示图。在一个实施例中，信号音映射图600对应于图3A的正常模式数据单元300中的OFDM信号音，并且信号音映射图650对应于图3B的低带宽数据单元350中的OFDM信号音。首先参考图6A，信号音映射图600对应于使用64点IDFT所生成的2MHz正常模式数据单元。信号音映射图600包括编为索引-32到31的64个OFDM信号音。在该64个OFDM信号音中，两组(置零)信号音602对应于防护信号音，并且中心(置零)信号音604用作DC信号音。剩余两组信号音606包括对应于数据和导频音的编为索引-28到-1和1到28的56个信号音。在一个实施例中，OFDM映射图600包括位于信号音索引[+/-7和+/-31]的四个导频音。在其他实施例中，信号音映射图600包括其他合适数目的导频音和/或包括在其他合适信号音位置的导频音。

现在参考图6B，信号音映射图650对应于使用32点IDFT所生成的1MHz低带宽模式数据单元。信号音映射图650包括编为索引-16到15的32个OFDM信号音。在该32个OFDM信号音中，两组(置零)信号音652对应防护信号音，并且中心(置零)信号音654用作DC信号音。剩余的编为索引-13到-1和1到13的两组信号音656对应于数据和导频音。在一个实施例中，符号映射图650包括位于信号音索引[+/-7]的两个导频音。在其他实施例中，信号音映射图650包括另一合适数目的导频音和/或包括在其他合适信号音位置的导频音。

在一个实施例中，低带宽数据单元在基于正常模式数据单元所定义的通信信道的子频带中被发射。作为示例，1MHz低带宽数据单元在针对2MHz正常模式发射所定义的通信信道的下边带(LSB)或上边带(USB)上被发射。在这个实施例中，信号音映射图650被移动到正常模式信道的下边带或上边带。因此，在这个实施例中，通过从图6B中所指示的信号音索引中减去或加上16，信号音映射图650中的每个信号音被映射到正常模式信道的下边带中的对应位置。因此，在一个实施例中，在信号音映射图650中的数据和导频音656被映射到信号音索引[-29：-3]，而置零DC信号音被映射到信号音索引-16。类似地，在其中低带宽数据单元在正常模式通信信道的上边带中被发射的实施例中，在信号音映射图650中的数据和导频音656被映射到跨越[3：28]的信号音索引，而置零DC信号音被映射到信号音索引16。

在一些实施例中，多流数据单元的LTF1字段中的导频音是单流导频音。在一些实施例中，单流导频音允许接收器在已经接收到所有长训练字段之前执行相位跟踪。

参考图3A&3B，在一个实施例中，正常模式数据单元300的LTF字段304、308的OFDM数据和导频音和/或低带宽数据单元354、358的LTF字段根据等式3被映射到多个空间流：

$[{\mathrm{HTLTF}1}_k,{\mathrm{HTLTF}2}_k,...,{\mathrm{HTLTFN}}_k]=Q_k{D}_{\mathrm{CSD}}^{\left(k\right)}{A}_{\mathrm{HTLTF}}^k{\mathrm{LTF}}_k$

$A_{\mathrm{HTLTF}}^k=\left\{\begin{array}{c}{R}_{\mathrm{HTLTF}},\mathrm{ifk}\∈K_{\mathrm{Pilot}}\\ P_{\mathrm{HTLTF}},\mathrm{otherwise}\end{array}\right.$                               等式3

其中下标k表示信号音索引，Q是空间映射矩阵，D_CSD是对角矩阵，其具有表示时域中的循环移位的对角元素，A_HTLTF是用于长训练字段的映射矩阵，并且LTF_k是第k个信号音的长训练字段值。继续参考等式3，K_pilot表示对应于导频音的一组信号音索引，并且P_HTLHF是用于将长训练字段数据音映射到多个空间流的映射矩阵。作为示例，根据一个实施例，用于将LTF数据音映射到空间流的P_HTLHF被定义为：

$P_{\mathrm{HTLTF}}=\left[\begin{array}{cccc}1& -1& 1& 1\\ 1& 1& -1& 1\\ 1& 1& 1& -1\\ -1& 1& 1& 1\end{array}\right]$                  等式4

在一个实施例中，如果将使用少于四个空间流来发射数据单元，则等式4中的映射矩阵的子集被用于映射LTF数据音(例如，用于具有两个LTF的两个空间流的2x2子集矩阵，用于具有四个LTF的三个空间流的3x4子集矩阵，等等)。进一步地，R_HTLFT矩阵是用于LTF导频音的映射矩阵，其在不同的实施例中被不同地定义。在一个实施例中，R_HTLFT矩阵由下式给出：

[R_HTLTF]_m，n＝[P_HLLTF]_m，n，1≤m，n≤N_HTLTF                等式5

因此，在这个实施例中，使用空间流映射矩阵P的第一列将正常模式数据单元300的L LTF字段304、308中的所有导频音和/或低带宽数据单元354、358的LTF字段映射到多个空间流。进一步地，在这个实施例中，正常模式数据单元300的数据部分310中的导频音和/或低带宽数据单元350的数据部分360如等式6中所示出的被映射：

$x_{k_{\mathrm{pilot}}}\left(n\right)=Q_{k_{\mathrm{pilot}}}{D}_{\mathrm{CSD}}^{\left(k_{\mathrm{pilot}}\right)}{\left[P_{\mathrm{HTLTF}}\right]}_{*1}{p}_{k_{\mathrm{polot}}}\left(n\right)$                   等式6

其中n是符号索引。也就是说，在这种情况中，使用信号音映射矩阵P的第一列也将数据部分中的导频音映射到多个空间流。

在另一个实施例中，R_HTLFT矩阵如IEEE802.11ac标准中所定义，由下式给出：

[R_HTLTF]_m，n＝[_PHTLTF]_1，m，1≤m，n≤N_HTLTF            等式7

相应地，在这个实施例中，使用空间流映射矩阵P的第一行将正常模式数据单元300的L LTF字段304、308中的所有导频音和/或低带宽数据单元354、358的LTF字段映射到多个空间流。进一步地，在这个实施例中，数据单元1000的数据部分1016中的导频音如等式6中所示出的被映射：

$x_{k_{\mathrm{pilot}}}\left(n\right)=Q_{k_{\mathrm{pilot}}}{D}_{\mathrm{CSD}}^{\left(k_{\mathrm{pilot}}\right)}\left[\begin{array}{c}1\\ 1\\ .\\ .\\ .\\ 1\end{array}\right]p_{k_{\mathrm{pilot}}}\left(n\right)$                      等式6

其中n是符号索引。也就是说，在这种情况中，使用信号音映射矩阵P的第一行也将数据部分中的导频音映射到多个空间流。

在一个实施例中，接收设备响应于检测到LTF序列来确定数据单元的PHY模式，根据该LTF序列，当考虑了正常模式数据单元和低带宽数据单元的发射的重叠频带中的LTF1字段中的某个数目的信号音的时候，该数据单元的LTF1字段被调制。例如，参考图6B，当根据信号音映射图650所生成的低带宽数据单元在2MHz通信信道的下边带中被发射时，信号音规划650的数据和导频音656被映射到信号音索引-29到-3。现在参考图6A，在2MHz通信信道的下边带中的2MHz数据单元的数据和导频音606对应于信号音索引-28到1。在这种情况中，在2MHz正常模式数据单元和1MHz低带宽数据单元中的一组重叠数据和导频音包括编为索引[-27：-15，-15到-3]的25个信号音。类似地，在一个实施例中，当低带宽数据单元在2MHz通信信道的上边带中被发射时，信号音规划650的数据和导频音656被映射到信号音索引[3：29]。如在图6A中所看到的，在2MHz通信信道的上边带中的2MHz数据单元的数据和导频音606对应于信号音索引[1：28]。在这种情况中，2MHz正常模式数据单元和1MHz低带宽数据单元中的一组重叠数据和导频音包括编为索引[3：15，17至28]的25个信号音。在其他实施例中，取决于被用于正常模式和用于低带宽模式数据单元的特定信号音规划，重叠音组包括其他数目的总计重叠信号音和/或在其他信号音索引位置处的重叠信号音。

由于低带宽数据单元通常在对应于较宽带宽数据单元的、信道的子频带中被发射，其中被用于发射低带宽数据单元的特定子频带由接收器先验地知道(例如，因为由发射器和该接收器之间的MAC级交换所建立)，所以通过考虑在低带宽数据单元和正常带宽数据单元中的该组重叠信号音中的OFDM信号音中的一些或全部OFDM信号音，并且确定两个可能的LTF序列中的哪一个对应于传入的数据单元中所考虑的信号音，接收器能够自动检测传入的数据单元的PHY模式。更具体地，在一个实施例中，使用在该组重叠信号音中的所考虑的信号音，接收设备通过执行传入的数据单元的所考虑的OFDM信号音与这两个可能的LTF序列中的每个LTF序列的互相关，来确定对应于传入的数据单元的LTF序列。

为了允许接收设备基于数据单元的LTF1字段准确地确定该数据单元的PHY模式，LTF序列值被设计使得：与和正常模式数据单元中的OFDM信号音相重叠的OFDM信号音中的至少一些OFDM信号音相对应的LTF序列值导致了被用来调制正常带宽数据单元的LTIF1字段(例如，图3A的LTF1字段304)的LTF序列与被用来调制低带宽数据单元的LTF1字段(例如，图3A的LTF1字段304)的LTF序列之间的零或低的互相关。在一个实施例中，用于正常模式数据单元的LTF序列值被设计使得在具有更高带宽的正常模式数据单元中的序列值与被用于在更高带宽数据单元中重叠信号音的值是相同的。例如，在这个实施例中，被用来在2MHz数据单元和4MHz数据单元中调制对应的重叠信号音的LTF值是相同的。作为示例，在一个实施例中，在2MHz正常模式数据单元中的LTF导频记号由下式给出：

    等式7

其中LTF_left对应于编为索引-26到-1的OFDM信号音的导频记号，并且LTF_right对应于编为索引1到26的OFDM信号音的导频记号。在一个实施例中，与2MHz正常模式数据单元中的OFDM信号音LTF_left和LTF_right相重叠的更宽带宽数据单元的OFDM信号音，与和被用在2MHz正常模式数据单元中的LTF_left和LTF_right中的LTF导频记号相对应的LFT导频记号一起被调制。例如，在一个实施例中，4MHz正常模式数据单元中的LTF导频记号由下式给出：

    等式8

在一个实施例中，与正常模式数据单元的OFDM符号的低部分中的OFDM信号音相对应的特定LTF序列值(例如，图6A中的信号音-32至0)与该OFDM符号的上部分中的对应信号音的LTF序列值(例如，图6A中的信号音0到32)不相同。例如，在一个实施例中，在关于其正常模式数据单元被降时频(例如，如在IEEE802.11n标准或IEEE802.11ac标准中所指定)的近程通信协议中，正常模式数据单元利用为对应数据单元带宽所指定的LTF序列，其中在通信信道的下边带中对应于OFDM信号音的LTF序列值一般不被设计为与该信道的上边带中调制对应OFDM信号音的LTF序列值相同。然而，在一个实施例中，不管正常模式信道的上边带或下边带是否被用于发射低带宽数据单元(即，不管低带宽信道放置在更高带宽正常模式信道内)，相同的LTF序列被用于该低带宽数据单元。在这个实施例中，低带宽LTF序列被设计使得该序列与和更宽带宽LTF序列的下边带和上边带两者相对应的所考虑的OFDM信号音是正交的或者具有低相关性。在另一个实施例中，为了促进与正常模式通信信道中的上下边带两者正交或者具有低相关性的单个低带宽LTF序列的设计，用于正常模式数据单元的LTF序列被设计使得在上下边带中调制对应OFDM信号音的LTS值是相同的。

采用数学术语，根据一个实施例，在低带宽模式LTF序列与正常模式LTF序列之间的互相关由下式给出：

$\left\{\begin{array}{c}{S}_{\mathrm{lowBW}\_K_{\mathrm{OVLP}\_\mathrm{lowBW}}}\·S_{\mathrm{nor}\max \_\mathrm{LSB}\_K_{\mathrm{OVLP}}}={\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{LSB}}\\ S_{\mathrm{lowBW}\_K_{\mathrm{OVLP}\_\mathrm{lowBW}}}\·S_{\mathrm{normal}\_\mathrm{LSB}\_K_{\mathrm{OVLP}}}={\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{USB}}\end{array}\right.$                  等式9

其中是当低带宽数据单元在正常模式信道的下边带中被发射时对应于所考虑的OFDM信号音的LTF值的行矢量，是当低带宽数据单元在正常模式信道的上边带中被发射时对应于所考虑的OFDM信号音的LTF值的行矢量。一般而言，如本文中所使用的，K_{OVLP_lowBW}指代与低带宽模式数据单元中所考虑的OFDM信号音相对应的信号音索引，K_{OVLP_LSB}指代与正常模式数据单元的下边带中的所考虑的OFDM信号音相对应的信号音索引，并且K_{OVLP_LSB}指代与正常模式数据单元的上边带中的所考虑的OFDM信号音相对应的信号音索引。

由接收器考虑用于自动检测数据单元的PHY模式的特定OFDM信号音在不同实施例中是不同的。例如，在一个实施例中，该组所考虑的OFDM信号音包括所有的重叠OFDM信号音。在另一个实施例中，与正常模式和/或低带宽数据单元中的导频音相对应的信号音索引被排除在该组所考虑的OFDM信号音之外。除了排除这些导频音之外或者替代排除这些导频音，在一些实施例中，正常模式和/或低带宽信号音映射图中的重叠数据音中的一些重叠数据音被排除在该组所考虑的OFDM信号音之外。在一些实施例中，一些OFDM信号音被排除在考虑之外，使得该组所考虑的重叠信号音包括偶数个信号音。例如，根据一个实施例，参考图6A和6B的信号音映射图，重叠的25个信号音中的仅24个被考虑。作为示例，正常模式数据单元中的信号音索引-28和28被排除在考虑之外。因此，在这个实施例中，一共24个重叠信号音被考虑。在另一个实施例中，除了排除与信号音索引-28和+28相对应的数据音之外，低带宽OFDM符号信号音规划中的两个导频音也被排除在外。因此，在这个实施例中，22个重叠信号音被考虑。作为又另一个示例，在另一个实施例中，除了排除低带宽模式信号音规划中的导频音以及在+/-28信号音索引处的数据音之外，正常2MHz OFDM符号的每个子频带中的两个导频音也被排除，在该情况中，20个重叠信号音被考虑。备选地，在另一个实施例中，该组所考虑的重叠信号音包括除了重叠数据和导频音之外还有一个或多个附加的信号音。例如，在一个实施例中，数据单元中的该组所考虑的重叠信号音在对应的信号音规划中包括置零信号音中的一个或多个，例如防护信号音。例如，在一个这样的实施例中，2MHz信号音映射图600(图6A)中的置零信号音在信号音索引+/-29处。

在一些实施例中，从该组所考虑的重叠信号音中包含或排除导频音取决于单个流导频音或多流导频音是否正在被利用。一般而言，当执行互相关时，正常模式与低带宽模式LTF序列之间的互相关高度取决于所考虑的相邻信号音之间的信号音连续性。作为结果，在一些实施例中，如果单流导频音被利用，并且使用与用于映射相邻数据音的值不同的映射值来将导频音映射到特定空间时间流，在一个实施例中，则该导频音被排除在该组所考虑的重叠信号音之外。在其中基于数据单元的LTF1字段来执行自动相关，并且使用第一列P矩阵来将单个流导频映射到多个空间时间流的实施例中，如上面关于等式xx所讨论的，使用相同的映射值来将LTF1字段中的数据和导频音映射到多个空间时间流。因此，在这种情况中，导频音不需要被排除在外。类似地，如果多流导频音被利用，则使用与被用于映射相邻数据音的值相同的映射值来总是将导频音映射到特定的空间时间流，并且导频音不需要被排除在该组所考虑的重叠信号音之外。然而，在一些实施例中，不需要被排除在该组所考虑的重叠信号音之外的导频音中的一些或全部导频音却由于为了其他原因而被排除。

在其中在正常模式和/或低带宽模式数据单元的LTF1字段中没有利用单个流导频音的示例性实施例中，在正常模式和低带宽模式数据单元两者中的所有重叠的导频和数据音被包括在该组所考虑的重叠信号音中。在其中LTF1字段包括单个流导频音的另一个实施例中，导频音中的一些或所有导频音不被包括在该组所考虑的重叠信号音中。例如，在一个实施例中，正常模式带宽信号音映射图中的导频音被排除在该组所考虑的重叠信号音之外。在这种情况中，在一个实施例中，在1MHz低带宽数据单元和2MHz正常模式数据单元之间的该组重叠数据音包括在信号音索引[-12：8，-6：1，1：6，8：12]处的信号音。在另一个实施例中，低带宽信号音规划和正常模式信号音规划两者中的导频音被排除在该组所考虑的重叠信号音之外。在这种情况中，在其中1MHz LTF1字段中的导频音位于信号音索引[+/-7]处(被映射到正常模式通信信道的下边带或上边带)，并且2MHz LTF1字段中的导频音位于信号音索引[+/-7和+/-21]处的示例实施例中，该组重叠信号音包括信号音索引[-12：-8，-6，-4：-1，1：6，8，10：12](被映射到正常模式通信信道的下边带或上边带)。另一方面，在其中使用P矩阵的第一行来将LTF1中的单个流导频音映射到多个空间时间流的实施例中，在至少一些情形中(例如，当使用四个空间流时)，使用与被用于该LTF1字段的数据音的映射值不同的映射值来将这些导频音映射到多个空间时间流。在这种情况中，在一个实施例，低带宽信号音映射图和正常模式信号音映射图两者中的导频音被排除在该组所考虑的重叠信号音之外。在一个这样的实施例中，该组重叠信号音包括信号音索引[-12：-8，-6，-4：-1，1：6，8，10：12](被映射到正常模式通信信道的下边带或上边带)。

一般而言，当奇数个信号音被包括在该组所考虑的重叠信号音中时，不能达到零互相关值。在一些实施例中，具有或不具有导频音的排除，一个1MHz LTF1数据音被排除在该组所考虑的信号音之外，如果该组所考虑的信号音将已经包括了奇数个信号音而没有这个排除，使得偶数个重叠信号音被考虑。在另一个实施例中，信号音映射图600的每个子频带中的一个2MHz LTF1置零信号音(例如，信号音索引+/-29)被包括在该组所考虑的信号音中，如果该组所考虑的信号音将已经包括了奇数个信号音而没有这种包括，使得偶数个重叠信号音被考虑。

在各种实施例和/或场景中，在其中执行自动相关的更宽的正常模式信道的特定子信道取决于由WLAN10所利用的信道化。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信号带宽被定义，而低带宽模式信号(例如，在一个实施例中，控制模式信号)在那些通信道内的一个或多个频带中被发射。例如，在一个实施例中，媒体接入控制(MAC)协议在其上操作的信道化对应于被用来发射正常模式信号的一组信道。在一个更具体的示例实施例中，其中正常模式信号在2MHz、4MHz、8MHz、或16MHz带宽中被发射(例如，对应于使用64点、128点、256点、或512点IDFT所生成的数据单元)，所定义的信道是2MHz、4MHz、8MHz、或16MHz信道，并且具有1MHz带宽的低带宽模式信号(例如，对应于使用32点IDFT所生成的数据单元)在2MHz信道之一内的1MHz频带中被发射。例如，在一个实施例中，主2MHz信道被定义，并且1MHz低带宽数据单元在主2MHz信道的固定边带中被发射，诸如在主2MHz信道的LSB中或USB中。在这种情况中，接收设备通过考虑在主2MHz通信信道的LSB或USB内的某些重叠信号音，以自动检测数据单元的PHY模式。

备选地，在另一个实施例中，WLAN的通信信道(例如，图1的WLAN10)基于低带宽信号的最低带宽被定义。例如，在其中低带宽信号的最低带宽为1MHz的实施例中，1MHz主信道被定义。在这个实施例中，更宽带宽的正常模式数据单元在包括主1MHz信道的2MHz信道中被发射。例如，2MHz信号在具有作为2MHz信道的LSB或USB的1MHz主信道的通信信道中被发射。在这种情况中，接收设备通过考虑在主1MHz通信信道内的某些重叠信号音以自动检测数据单元的PHY模式。

在一些实施例中，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，接收器基于在该频带中所检测的该信号(或信号部分)以自动检测PHY模式，其中该频带的位置对该接收器先验地是已知的。例如，在一个实施例中，接收器知道低带宽模式(例如，控制模式)信号将仅在正常模式信道的下边带中被发射。因此，在这个实施例中，为了自动检测PHY模式(例如，基于STF差异等)的目的，接收器仅观察该信道的下边带中的信号。相反地，在一个实施例中，接收器基于信号字段(例如，如在IEEE802.11n和IEEE802.11ac中所使用的HTSIG字段)来检测不同的正常模式数据单元(例如，2MHz、4MHz、8MHz等)的带宽。

在一些实施例中，具有不平衡数目的防护信号音(即，如在图6B的示例信号音映射图650中，防护信号音在上/下频带边缘处比在下/上频带边缘处更多)的低带宽模式信号可以在如下的频带中被发射，该频带在低频带数据单元在其中被发射的通信信道的边缘处放置了更小数目的防护信号音。为了增加在该信道的(多个)边缘处的防护信号音的数目，低带宽模式信号(或者它的一个或多个频域副本)的信号音在一些实施例中被反转或移位。根据一些实施例，在美国专利申请No.13/494,505中描述了被用来增加在通信信道的(多个)边缘处的防护信号音的数目的反转和移位器信号音规划。

在一些实施例中，当利用信号音映射图反转或移位时，被用来调制低带宽数据单元的LTF1字段的LTF的序列值保持与当没有信号音移位或反转被利用时被用来调制LTF1字段的LTF序列值相同。在这种情况中，不管针对低带宽数据单元的信道放置，利用共同的低带宽LTF序列。在一些这样的实施例中，在正常模式中所使用的LTF序列值不利用定义在对应近程通信协议(例如，IEEE-802.11n标准)中的LTF值序列。更确切地，在一些这样的实施例中，在正常模式中将被使用的新LTF序列被定义，以确保在正常模式中所使用的LTF序列与在低带宽模式中所使用的LTF序列之间的适当低的互相关值(当使用一组所考虑的重叠信号音来执行互相关时)被获得，而不管正在被使用的信道放置。在一个实施例中，然而，在正常模式中所使用的LTF序列值利用定义在对应近程通信协议(例如，IEEE-802.11n标准)中的LTF值序列，并且低带宽LTF值被设计使得在正常模式中所使用的LTF序列与在低带宽模式中所使用的LTF序列之间的适当低的互相关值(当使用一组所考虑的重叠信号音来执行互相关时)被获得，而不管正在被使用的信道放置。

图7是根据一个实施例的用于生成数据单元的示例方法700的流程图。参考图1，在一个实施例中，方法700由网络接口16来实施。例如，在一个这样的实施例中，PHY处理单元20被配置为实施方法700。根据另一个实施例，MAC处理18还被配置为实施方法700的至少一部分。继续参考图1，在又另一个实施例中，方法700由网络接口27(例如，PHY处理单元29和/或MAC处理单元28)来实施。在其他实施例中，方法700由其他合适的网络接口来实施。

在块702处，将在正常模式中被发射的数据单元被生成以包括第一长训练字段。例如，根据一个实施例，生成图3A的数据单元300。在另一个实施例中，生成另一种合适的数据单元。在一个实施例中，在块702处所生成的数据单元包括LTF1字段304。

在块704处，将在低带宽模式中被发射的数据单元被生成以包括第二长训练字段。例如，根据一个实施例，生成图3B的数据单元350。在另一个实施例中，生成另一种合适的数据单元。在一个实施例中，在块704处所生成的数据单元包括LTF1字段354。

在一个实施例中，在决702处所生成的数据单元中所包括的第一训练字段和在块704处所生成的第二长训练字段被配置使得接收设备能够基于该数据单元中所包括的长训练字段(例如，LTF1)来自动检测该数据单元是否是在块702处所生成的正常模式数据单元或者在块704处所生成的低带宽数据单元。在一个实施例中，根据第一信号音映射图来生成第一长训练字段，并且根据第二信号音映射图来生成第二长训练字段。例如，根据一个实施例，根据图6A的信号音映射图600来生成第一训练字段，并且根据图6B的信号音映射图650来生成第二训练字段。在其他实施例中，根据其他合适的信号音映射图来调制第一训练字段和/或第二训练字段。在任何情况中，被用来在第一信号音映射图和第二调映射图中调制一组重叠信号音的LTF序列值被配置为，当使用该组重叠信号音来执行互相关时，产生适当低的互相关值。

图8是根据一个实施例的用于自动检测数据单元的PHY模式的示例方法800的流程图。参考图1，在一个实施例中，方法800由网络接口16来实施。例如，在一个这样的实施例中，PHY处理单元20被配置为实施方法800。根据另一个实施例，MAC处理18还被配置为实施方法800的至少一部分。继续参考图1，在又另一个实施例中，方法800由网络接口27(例如，PHY处理单元29和/或MAC处理单元28)来实施。在其他实施例中，方法700由其他合适的网络接口来实施。

在块802处，数据单元被接收。该数据单元包括以下各项中的一项：i)根据第一长训练序列所调制的第一长训练字段或ii)根据第二长训练序列所调制的第二长训练字段。作为示例，在一个实施例中，在块802处，图3A的数据单元300被接收或者图350的数据单元350被接收。当该数据单元是数据单元300时，则该数据单元包括根据第一LTF序列所调制的LTF1 304。另一方面，当所接收的数据单元是数据单元350时，则该数据单元包括根据第二LTF序列所调制的LTF1。在其他实施例中，具有第一长训练字段或第二长训练字段的另一个合适的数据单元在块802处被接收。

在块804处，检测该数据单元是否包括第一训练字段或第二训练字段。例如，在一个实施例中，使用如下的频率范围中的一组所考虑的重叠信号音来执行长训练字段的一个或多个OFDM符号与第一LTF序列和第二LTF序列的互相关，在该频率范围中被用于发射正常模式数据单元的信道与被用于发射低带宽数据单元的信道相重叠。在这个实施例中，通过检测这两个互相关中的哪一个产生较高的结果来执行在块804处的检测。

在块806处，响应于检测到该数据单元包括第一长训练字段，确定该数据单元对应于正常模式数据单元。可替换地，在块806处，响应于检测到该数据单元包括第二长训练字段，确定该数据单元对应于低带宽数据单元。

上面所描述的各种块、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、或者它们的任意组合来实施。当利用执行软件或固件指令的处理器来实施时，这些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。同样地，这些软件或固件指令可以经由任何已知或期望的递送方法包括，例如，计算机可读盘或其他可运输的计算机存储机构或者经由通信介质而被递送给用户或系统。通信介质通常具体化为计算机可读指令、数据结构、程序模块或在经调制的数据信号(诸如载波或其他运输机制)中的其他数据。术语“经调制的数据信号”意味着如下的信号，该信号使其特性中的一个或多个特性以便于将该信号中的信息编码的方式被设置或改变。通过示例并且非限制的方式，通信介质包括有线介质(诸如有线网络或直接有线连接)，以及无线介质(诸如声学、射频、红外和其他无线介质)。因此，这些软件或固件指令可以经由诸如电话线路、DSL线路、有线电视线路、光纤线路、无线通信信道、因特网等的通信信道(其被视为与经由可运输的存储介质来提供这样的软件是相同的或者可互换的)而被递送给用户或系统。这些软件或固件指令可以包括机器可读指令，这些机器可读指令当由处理器执行时，使得处理器执行各种行动。

当在硬件中被实施时，该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。

尽管已经参考具体的示例描述了本发明，但是这些示例意图仅为说明性的并且不是对本发明限制，不偏离权利要求书的范围，对所公开的实施例可以做出改变、添加和/或删除。

Claims (20)

1.一种用于生成物理层(PHY)数据单元以用于经由通信信道来发射的方法，所述方法包括：

当所述数据单元将在正常模式中被发射时，生成所述数据单元以包括第一长训练字段；以及

当所述数据单元将在低带宽模式中被发射时，生成所述数据单元以包括第二长训练字段，

其中所述第一训练字段和所述第二训练字段被配置使得接收设备能够自动检测所述数据单元是否对应于所述低带宽模式或所述正常模式。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

生成所述数据单元以包括所述第一长训练字段包括：使用具有第一组正交频分复用(OFDM)信号音的第一信号音映射图，其中所述第一组OFDM信号音包括：i)第一组数据音，和ii)第一组导频音；

生成所述数据单元以包括所述第二训练字段包括：利用具有第二组OFDM信号音的第二信号音映射图，其中所述第二组OFDM信号音包括：i)第二组数据音和ii)第二组导频音；以及

所述第一训练字段和所述第二训练字段被配置为，当使用所述第一信号音映射图和所述第二信号音映射图内的一组所考虑的重叠信号音来执行互相关时具有低的互相关值。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述一组所考虑的重叠信号音排除以下各项中的一项或多项：i)所述第一组导频音，ii)所述第二组导频音，iii)在所述第一组数据音中的一个或多个数据音，以及iv)在所述第二组数据音中的一个或多个数据音。

4.根据权利要求2所述的方法，其中：

所述第一组OFDM信号音进一步包括第一组置零信号音；

所述第二组OFDM信号音进一步包括第二组置零信号音；并且

所述一组所考虑的重叠信号音包括以下各项中的一项或多项：i)在所述第一组置零信号音中的一个或多个置零信号音和)在所述第二组置零信号音中的一个或多个置零信号音。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述一组所考虑的重叠信号音包括偶数个信号音。

6.一种用于生成物理层(PHY)数据单元以用于经由通信信道来发射的装置，所述装置包括：

网络接口，被配置为

当所述数据单元将在低带宽模式中被发射时，生成所述数据单元以包括第一长训练字段，以及

当所述数据单元将在正常模式中被发射时，生成所述数据单元以包括第二长训练字段，

其中所述第一训练字段和所述第二训练字段被配置使得接收设备能够自动检测所述数据单元是否对应于所述低带宽模式或所述正常模式。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述网络接口被配置为：

生成所述数据单元以包括所述第一长训练字段包括：使用具有第一组正交频分复用(OFDM)信号音的第一信号音映射图，其中所述第一组OFDM信号音包括：i)第一组数据音，和ii)第一组导频音；

生成所述数据单元以包括所述第二训练字段包括：利用具有第二组OFDM信号音的第二信号音映射图，其中所述第二组OFDM信号音包括：i)第二组数据音和ii)第二组导频音；并且其中

所述第一训练字段和所述第二训练字段配置为，当使用所述第一信号音映射图和所述第二信号音映射图内的一组所考虑的重叠信号音来执行互相关时具有低的互相关值。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述一组所考虑的重叠信号音排除以下各项中的一项或多项：i)所述第一组导频音，ii)所述第二组导频音，iii)在所述第一组数据音中的一个或多个数据音，以及iv)在所述第二组数据音中的一个或多个数据音。

9.根据权利要求7所述的装置，其中：

所述第一组OFDM信号音进一步包括第一组置零信号音；

所述第二组OFDM信号音进一步包括第二组置零信号音；以及

所述一组所考虑的重叠信号音包括以下各项中的一项或多项：i)在所述第一组置零信号音中的一个或多个置零信号音和)在所述第二组置零信号音中的一个或多个置零信号音。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述一组所考虑的重叠信号音包括偶数个信号音。

11.一种方法，包括：

接收数据单元，其中所述数据单元包括以下各项中的一项：i)根据第一长训练序列所调制的第一长训练字段或i)根据第二训练序列所调制的第二训练字段；

检测所述数据单元是否包括所述第一训练字段或所述第二训练字段；

响应于检测到所述数据单元包括所述第一训练字段，确定所述数据单元对应于正常模式数据单元；以及

响应于检测到所述数据单元包括所述第二训练字段，确定所述数据单元对应于低带宽模式数据单元。

12.根据权利要求11所述的方法，其中：

根据具有第一组正交频分复用(OFDM)信号音的第一信号音映射图来调制所述第一长训练字段，其中所述第一组OFDM信号音包括：i)第一组数据音，和ii)第一组导频音；

根据具有第二组OFDM信号音的第二信号音映射图来调制所述第二训练字段，其中所述第二组OFDM信号音包括：i)第二组数据音和ii)第二组导频音；并且

检测所述数据单元是否包括所述第一训练字段或所述第二训练字段包括：使用所述第一信号音映射图和所述第二信号音映射图内的一组所考虑的重叠信号音来执行互相关。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述一组所考虑的重叠信号音排除以下各项中的一项或多项：i)所述第一组导频音，ii)所述第二组导频音，iii)在所述第一组数据音中的一个或多个数据音，以及iv)在第二组数据音中的一个或多个数据音。

14.根据权利要求12所述的方法，其中：

所述第一组OFDM信号音进一步包括第一组置零信号音；

所述第二组OFDM信号音进一步包括第二组置零信号音；以及

所述一组所考虑的重叠信号音包括以下各项中的一项或多项：i)在所述第一组置零信号音中的一个或多个置零信号音和)在所述第二组置零信号音中的一个或多个置零信号音。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述一组所考虑的重叠信号音包括偶数个信号音。

16.一种装置，包括：

网络接口，被配置为

接收数据单元，其中所述数据单元包括以下各项中的一项：i)根据第一长训练序列所调制的第一长训练字段或i)根据第二训练序列所调制的第二训练字段，

检测所述数据单元是否包括所述第一训练字段或所述第二训练字段，

响应于检测到所述数据单元包括所述第一训练字段，确定所述数据单元对应于正常模式数据单元，以及

响应于检测到所述数据单元包括所述第二训练字段，确定所述数据单元对应于低带宽模式数据单元。

17.根据权利要求16所述的装置，其中：

根据具有第一组正交频分复用(OFDM)信号音的第一信号音映射图来调制所述第一长训练字段，其中所述第一组OFDM信号音包括：i)第一组数据音，以及ii)第一组导频音；

根据具有第二组OFDM信号音的第二信号音映射图来调制所述第二训练字段，其中所述第二组OFDM信号音包括：i)第二组数据音和ii)第二组导频音；以及

所述网络接口被配置为，至少通过使用所述第一信号音映射图和所述第二信号音映射图内的一组所考虑的重叠信号音来执行互相关，来检测所述数据单元是否包括所述第一训练字段或所述第二训练字段。

18.根据权利要求16所述的装置，其中所述一组所考虑的重叠信号音排除以下各项中的一项或多项：i)所述第一组导频音，ii)所述第二组导频音，iii)在所述第一组数据音中的一个或多个数据音，以及iv)在第二组数据音中的一个或多个数据音。

19.根据权利要求16所述的装置，其中：

所述第一组OFDM信号音进一步包括第一组置零信号音；

所述第二组OFDM信号音进一步包括第二组置零信号音；以及

所述一组所考虑的重叠信号音包括以下各项中的一项或多项：i)在所述第一组置零信号音中的一个或多个置零信号音和)在所述第二组置零信号音中的一个或多个置零信号音。

20.根据权利要求16所述的装置，其中所述一组所考虑的重叠信号音包括偶数个信号音。