CN104396158A - 支持多频宽的无线局域网系统的通信方法及装置 - Google Patents

支持多频宽的无线局域网系统的通信方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种支持多频宽的无线系统的通信方法及装置。根据一个实施例的广域无线局域网系统的通信方法包括以下步骤：支持多频宽(multi bandwidth)的网络的通信装置基于预先设定的频宽中信噪比最低的第1频宽，和大小为所述第1频宽2倍的第2频宽中的任何一个频宽，来生成基本帧；基于所述基本帧，来构成复制模式(duplication mode)帧；以及通过多个频带(band)来传输所述复制模式帧。

Description

支持多频宽的无线局域网系统的通信方法及装置
技术领域
以下技术涉及一种支持多频宽的无线局域网系统的通信方法及装置。
背景技术
无线局域网技术的发展方向大致具有三个方向。
第一个方向，作为用于提高传输速度的技术，是使用60GHz频带的无线局域网技术和使用5GHz频带的无线局域网技术。第二个方向，是相比现有的无线局域网技术，为了扩大覆盖范围，灵活使用1GHz以下的频率带的广域无线局域网技术。第三个方向，是用于减少无线局域网系统的连接设置时间的技术。
广域无线局域网技术支持多频宽(multi bandwidth)。支持多频宽的无线通信系统中需要有关支持多种频宽的终端都可接收，并都可覆盖接入点AP(Access Point)的通信半径的频宽复制(duplication)模式的定义。
发明内容
技术课题
本发明的实施例提供一种在广域无线局域网系统中，网络内的所有终端都可接收的复制模式帧的结构。
本发明的实施例提供一种在广域无线局域网系统中基于可使用的多个频宽中具最低信噪比的频宽，来生成复制模式帧的方法。
此外，本发明的实施例提供一种广域无线局域网系统中适用的复制模式帧结构以及传输方法。
本发明的实施例提供一种广域无线局域网系统的所有频宽和通信距离中可接收控制帧的通信方法及装置。
技术方案
根据一个实施例的广域无线局域网系统的通信方法，包括以下步骤：支持多频宽(multi bandwidth)的网络的通信装置基于预先设定的频宽中信噪比最低的第1频宽，和大小为所述第1频宽2倍的第2频宽中的任何一个频宽，来生成基本帧；基于所述基本帧，来构成复制模式帧(duplication mode)；以及通过多个频带(band)来传输所述复制模式帧。
根据一个实施例的广域无线局域网系统的通信装置，包括：基本帧生成单元，基于预先设定的频宽中信噪比最低的第1频宽，和大小为所述第1频宽2倍的第2频宽中的任何一个频宽，来生成基本帧；复制模式帧构成单元，基于所述基本帧，来构成复制模式(duplication mode)帧；和帧传输单元，通过多个频带(band)将所述复制模式帧传输至支持多频宽(multi bandwidth)的网络。
所述通信装置，可基于所述网络中的终端类型或至所述终端的距离，来选择所述第1频宽或所述第2频宽。
所述频宽的选择，可基于使用所述第1频宽的终端的个数、与所述通信装置的距离、以及所述通信装置的覆盖范围中的至少一个被执行。
所述网络中的终端，可将基于所述第1频宽生成的基本帧和基于所述第2频宽生成的基本帧全部解调。
所述复制模式帧，可包括基本帧和与所述基本帧相位不同的复制帧，且所述基本帧，可包括短训练区域(Short Training Field,STF)、长训练区域(LongTraining Field,LTF)、以及重复编码的信号区域。
传输所述复制模式帧的步骤，可包括以下步骤：通过第1频带来传输所述基本帧，同时通过第2频带来传输所述复制帧。
所述多频宽包括：1MHz、2MHz、4MHz、8MHz、和16MHz。
所述第1频宽的帧结构为多频宽的信息被省略的形态，且基于所述第1频宽生成的基本帧，其信号区域或服务区域中可包括所述多频宽的信息。
技术效果
根据本发明的实施例，在支持多频宽的广域无线局域网系统中，可将2MHz单位的复制模式和1MHz单位的复制模式的帧结构用于控制帧传输。
根据本发明的实施例，可进行动态的频宽分配，并可实现支持更大的覆盖范围的广域无线局域网系统结构。
根据本发明的实施例的复制模式帧结构和复制模式帧传输方法，可适用于支持更大覆盖范围的广域无线局域网系统。
附图说明
图1是用于说明广域无线局域网系统的多频宽的示图。
图2是用于说明根据一个实施例的基本频带选择方法。
图3是用于说明广域无线局域网系统的多频宽中第1频宽的帧结构的示图。
图4是用于说明广域无线局域网系统的多频宽中第2频宽的帧结构的示图。
图5a、5b是用于说明根据一个实施例的复制模式帧的结构的示图。
图6a-6c是用于说明根据另一个实施例的复制模式帧的结构的示图。
图7a、7b是用于说明根据又另一个实施例的复制模式帧的结构的示图。
图8示出根据一个实施例的广域无线局域网系统的通信装置的结构。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。
图1是用于说明广域无线局域网系统的多频宽的示图。
广域无线局域网系统，例如，IEEE 802.11ah标准中所定义的无线局域网系统可支持多频宽。多频宽可包括信噪比最低的第1频宽和大小为所述第1频宽2倍的第2频宽。在这种情况下，第1频宽的值为1MHz。
参照图1，多频宽可包括1MHz频宽110、2MHz频宽120、4MHz频宽130、8MHz频宽140、和16MHz频宽150。广域无线局域网系统的频率带可以是1GHz以下。
因此，可表示为“多频宽可包括1MHz、2MHz、4MHz、8MHz、和16MHz”。
因此，图1的频率下限值161可以是700～920[MHz]之间的值，频率上限值163可以是750～930[MHz]之间的值。
如图1中所示出的，1MHz频宽110，跨整个信道被分配，且剩下的频宽120、130、140、150可在整个信道的一部分区间中被分配。
例如，16MHz频宽150可在图1的参照符号165中频率上限值163之间被分配。参照图1，2MHz频宽120分配有8个信道，且4MHz频宽130分配有4个信道，且8MHz频宽140分配有2个信道。但是，图1中所示出的信道分配仅为示例，且信道的个数和频率带可通过多种方法被构成。
在本说明书中，将频宽值为1MHz110的传输模式称为1MHz模式，与此相同，将频宽值为2MHz120的传输模式称为2MHz模式。
1MHz模式是维持正交频分复用OFDM(Othogonal Frequency DivisionMultiplexing)标志结构同时具有32个副载波的传输模式。在这种情况下，由于1MHz模式利用频率区域重复(repetition)传输方式，因此，频宽中传输率最低。但是，1MHz模式信噪比较低，是可将信号传输至最远距离的模式。
此外，在使用1GHz以下的频率带的广域无线局域网系统中，终端必须可全部接收1MHz模式中传输的信号和2MHz模式中传输的信号。
虽然在使用5GHz频带的无线局域网技术的情况下提出一种用于动态频宽分配的帧结构。但是，使用5GHz频带的无线局域网技术的数据包结构，较难按原样适用于使用1GHz以下的频率带的广域无线局域网系统。因此，需要一种适合于1GHz以下的频率带的帧结构。
图2是用于说明根据一个实施例的基本频带选择方法。
参照图2，通信装置210可以是接入点AP(Access Point)或基站。通信装置210的覆盖范围211内存在STA1 220和STA2 230。在这种情况下，STA1 220和STA2 230分别是，可全部接收1MHz模式中传输的信号和2MHz模式中传输的信号并进行解调的终端。
当通信装置210使用2MHz模式来传输信号时，STA1 220虽然可接收信号，但STA2 230可能无法接收信号。
此外，1MHz模式，其信号的传输距离最长。因此，当通信装置210使用1MHz模式来传输信号时，STA2 230也可接收信号。
因此，需要一种将2MHz作为基本频宽来使用的复制模式(duplicationmode)，并还需要一种将1MHz作为基本频宽来使用的复制模式。
在这种情况下，可将复制模式中传输的帧称为复制模式帧。对于复制模式帧，以下参照图3至图7进行详细说明。
图3是用于说明广域无线局域网系统的多频宽中第1频宽的帧结构的示图。
图4是用于说明广域无线局域网系统的多频宽中第2频宽的帧结构的示图。
在这种情况下，第1频宽为1MHz，且第2频宽为2MHz。
参照图3，1MHz模式帧包括短训练区域(Short Training Field,STF)310、长训练区域320(Long Training Field,LTF)、和重复编码的信号区域(repetitioncoded SIG field)330。
此外，2MHz模式帧的SIG区域410，包括长度信息9比特、调制编码格式MCS(Modulation and Coding Scheme)信息4比特、频宽信息2比特，总共具有48比特的信息。1MHz模式帧的SIG区域330作为频宽信息被省略的结构，包括36比特的信息。
利用1MHz模式帧及2MHz模式帧来构成复制模式帧的方式十分多样化。
首先参照图5a、5b以及图6a-6c，来说明基于2MHz模式帧来构成复制模式帧的方式。然后参照图7，来说明基于1MHz模式帧来构成复制模式帧的方式。
图5a、5b是用于说明根据一个实施例的复制模式帧的结构的示图。
图5a示出4MHz复制模式帧。
在这种情况下，4MHz复制模式帧可包括基本帧510、与基本帧510相位相差90°的复制帧520。参照图5，复制模式帧的传输，是以DC tone为中心，相同的帧相位被90°转换，通过两个频带被传输。
即，传输复制模式帧的过程可包括：通过第1频带来传输基本帧，同时，通过第2频带来传输所述复制帧。
因此，接收复制模式帧的接收端只接收第1频带和第2频带中任何一个频带中所接收的帧，也可执行解调(demodulation)。
如图5a中所示出的，基本帧510与图4中示出的2MHz模式帧可具有相同的结构。因此，基本帧510可包括短训练区域(STF)、长训练区域(LTF)、和SIG区域。
图5b示出8MHz复制模式帧。
8MHz复制模式帧可包括基本帧510、与基本帧510相位相差180°的3个复制帧530。
8MHz复制模式帧所包括的4个帧可通过互不相同的4个频带被同时传输。
因此，接收复制模式帧的接收端只接收通过互不相同的4个频带所传输的帧中的任何一个帧，也可执行解调或检测(detection)。
虽然没有在图5a、5b中被示出，但16MHz复制模式帧具有8MHz复制模式帧在频率轴上被重复2次的结构。
图5a、5b中示出的复制模式帧结构，也可在请求发送RTS(Request ToSend)和数据部分没有的“空数据包NDP(Null Data Packet)类型的短CTS(ClearTo Send)消息传输”中被使用。
图6a-6c示出NDP类型的短CTS消息的复制模式帧的结构。
图6a是2MHz模式NDP类型的短CTS消息的帧结构。
图6b是以2MHz频宽为基础构成的4MHz复制NDP类型的短CTS消息的帧结构。
图6c是以2MHz频宽为基础构成的8MHz复制NDP类型的短CTS消息的帧结构。
在图6a-6c的示例中，SIG中包含的信息可根据NDP类型的短CTS消息中所包含的信息而有所不同。例如，SIG中包含的信息可总共由48比特构成，其中包括显示使用的频宽的2比特。
以2MHz频宽为基础，利用复制模式帧，可收发类似RTS和CTS的控制信息。在这种情况下，虽然类似图2的STA2 230不能接收2MHz模式信号，但是可接收1MHz模式信号的终端，由于不能接收控制信息，可能会无法进行通信。
因此，需要利用1MHz模式中所使用的帧结构，来构成复制模式帧。
图7a、7b是用于说明根据又另一个实施例的复制模式帧的结构的示图。
图7a示出2MHz复制模式帧。
在这种情况下，2MHz复制模式帧可包括基本帧710、与基本帧710相位相差90°的复制帧720。参照图7，复制模式帧的传输，是以DC tone为中心，相同的帧相位被90°转换，通过两个频带被传输。
即，传输复制模式帧的过程可包括：通过第3频带来传输基本帧，同时，通过第4频带来传输所述复制帧。
因此，接收复制模式帧的接收端只接收第3频带和第4频带中任何一个频带中所接收的帧，也可执行解调(demodulation)。
如图7a中所示出的，基本帧710与图3中示出的1MHz模式帧可具有相同的结构。因此，基本帧710可包括短训练区域(STF)、长训练区域(LTF)、和SIG区域。
如图3中所示出的，1MHz模式帧的SIG区域可以是频宽信息被省略的结构。
当以1MHz频宽为基础来构成复制模式帧时，需要插入用于定义频宽的信息。例如，可在被定义为SIG的4比特中使用一部分比特来插入频宽的信息。在这种情况下，频宽的信息可以是图7示出的示例中有关利用频率轴的哪个频带的信息。此外，可使用位于服务区域的扰频器比特的下位一部分比特，来定义频宽的信息。
为了将频宽区分成1、2、4、8、16[MHz]来进行定义需要3比特。
因此，第1频宽的帧结构可以是多频宽的信息被省略的形态，且基于所述第1频宽所生成的基本帧，其信号区域或服务区域中可包括所述多频宽的信息。
图7b示出4MHz复制模式帧。
4MHz复制模式帧可包括基本帧710、与基本帧710相位相差180°的3个复制帧730。
与图6a-6c中所示出的相似，以1MHz频宽为基本单位可生成NDP类型的短CTS消息。在这种情况下，NDP类型的短CTS消息可以是图7中“LTF2”之后的没有区域的状态。
图8示出根据一个实施例的广域无线局域网系统的通信装置的结构。
参照图8，通信装置800包括基本帧生成单元810、复制模式帧构成单元820、和帧传输单元830。此外，通信装置800可进一步包括控制单元840。
基本帧生成单元810可基于预先设定的频宽中信噪比最低的第1频宽，和大小为所述第1频宽2倍的第2频宽中的任何一个频宽，来生成基本帧。
基本帧生成单元810可基于网络中的终端类型或至所述终端的距离，来选择所述第1频宽或所述第2频宽。例如，基本帧生成单元810可基于使用第1频宽的终端的个数、与所述通信装置的距离、以及所述通信装置的覆盖范围中的至少一个，来选择频宽。
复制模式帧构成单元820可基于基本帧来构成复制模式(duplication mode)帧。
帧传输单元830可通过多个频带(band)，将所述复制模式帧传输至支持多频宽(multi bandwidth)的网络中。
帧传输单元830可通过第1频带来传输基本帧，同时，通过第2频带来传输所述复制帧。
通信装置800可基于网络中的终端类型以及至所述终端的距离，来选择所述第1频宽或所述第2频宽。在这种情况下，终端的类型可分为仅接收1MHz模式信号的终端，或仅接收2MHz模式信号的终端。
控制单元840可包括至少一个处理器，用来控制通信装置800的整个运作。
控制单元840通过与网络内的终端发信号来收集至终端的距离信息，并可接收上位装置至终端的距离信息。此外，控制单元840可决定以1MHz频宽为基本单位来传输复制模式帧，还是以2MHz频宽为基本单位来传输复制模式帧。
例如，控制单元840可基于收集的信息来控制通信装置800，当使用1MHz频宽的终端为预先设定的个数以上，或是存在多个比预先设定的距离更远的终端时，将1MHz频宽作为基本单位来传输复制模式帧。
此外，信元覆盖范围比预先设定的值小时，控制单元840可控制通信装置800，将2MHz频宽作为基本单位来传输复制模式帧。在这种情况下，将2MHz频宽作为基本单位来传输复制模式帧时，控制帧的air time减少，并可提高网络的整体效率。
根据实施例的方法可通过多种计算机手段以可执行的程序指令形态被记录在计算机可读媒体中。该媒体计算机可读媒体可包括独立的或结合的程序指令、数据文件、数据结构等。该媒体中记录的程序指令可为了本发明被专门设计和创建，或为计算机软件技术人员熟知而应用。计算机可读媒体的例子包括：磁媒体(magnetic media)，如硬盘、软盘和磁带；光学媒体(opticalmedia)，如CD ROM、DVD；磁光媒体(magneto-optical media)，如光盘(flopticaldisk)；和专门配置为存储和执行程序指令的硬件装置，如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)等。程序指令的例子，既包括由编译器产生的机器代码，也包括使用解释程序并可通过计算机被执行的高级语言代码。为执行本发明的运作，所述硬件装置可被配置为以一个以上软件模来运作，反之亦然。
如上所示，本发明虽然已参照有限的实施例和附图进行了说明，但是本发明并不局限于所述实施例，在本发明所属领域中具备通常知识的人均可以从此记载中进行各种修改和变形。例如，说明的技术通过说明的方法以不同的顺序被执行，和/或说明的系统、结构、装置、电路等的构成要素以其他形态被结合或组合，或是以其他构成要素或同等物来替代或置换，也可获得合适的效果。
因此，本发明的范围不受说明的实施例的局限或定义，而是由后附的权利要求范围以及权利要求范围等同内容定义。

Claims (16)

1.一种广域无线局域网系统的通信方法，包括以下步骤：
支持多频宽的网络的通信装置基于预先设定的频宽中信噪比最低的第1频宽，和大小为所述第1频宽2倍的第2频宽中的任何一个频宽，来生成基本帧；
基于所述基本帧，来构成复制模式帧；以及
通过多个频带来传输所述复制模式帧。
2.如权利要求1所述的广域无线局域网系统的通信方法，其中，所述通信装置，基于所述网络中的终端类型或至所述终端的距离，来选择所述第1频宽或所述第2频宽。
3.如权利要求2所述的广域无线局域网系统的通信方法，其中，所述频宽的选择，基于使用所述第1频宽的终端的个数、与所述通信装置的距离、以及所述通信装置的覆盖范围中的至少一个被执行。
4.如权利要求1所述的广域无线局域网系统的通信方法，其中，所述网络中的终端，将基于所述第1频宽生成的基本帧和基于所述第2频宽生成的基本帧全部解调。
5.如权利要求1所述的广域无线局域网系统的通信方法，其中，所述复制模式帧，包括基本帧和与所述基本帧相位不同的复制帧，且所述基本帧，包括短训练区域、长训练区域、以及重复编码的信号区域。
6.如权利要求5所述的广域无线局域网系统的通信方法，其中，传输所述复制模式帧的步骤，包括以下步骤：
通过第1频带来传输所述基本帧，同时通过第2频带来传输所述复制帧。
7.如权利要求1所述的广域无线局域网系统的通信方法，其中，所述多频宽包括：1MHz、2MHz、4MHz、8MHz、和16MHz。
8.如权利要求1所述的广域无线局域网系统的通信方法，其中，所述第1频宽的帧结构为多频宽的信息被省略的形态，且基于所述第1频宽生成的基本帧，其信号区域或服务区域中包括所述多频宽的信息。
9.一种广域无线局域网系统的通信装置，包括：
基本帧生成单元，基于预先设定的频宽中信噪比最低的第1频宽，和大小为所述第1频宽2倍的第2频宽中的任何一个频宽，来生成基本帧；
复制模式帧构成单元，基于所述基本帧，来构成复制模式帧；和
帧传输单元，通过多个频带将所述复制模式帧传输至支持多频宽的网络。
10.如权利要求9所述的广域无线局域网系统的通信装置，其中，所述基本帧生成单元，基于所述网络中的终端类型或至所述终端的距离，来选择所述第1频宽或所述第2频宽。
11.如权利要求10所述的广域无线局域网系统的通信装置，其中，所述基本帧生成单元，基于使用所述第1频宽的终端的个数、与所述通信装置的距离、以及所述通信装置的覆盖范围中的至少一个，来选择频宽。
12.如权利要求9所述的广域无线局域网系统的通信装置，其中，所述网络中的终端，将基于所述第1频宽生成的基本帧和基于所述第2频宽生成的基本帧全部解调。
13.如权利要求9所述的广域无线局域网系统的通信装置，其中，所述复制模式帧，包括基本帧和与所述基本帧相位不同的复制帧，且所述基本帧，包括短训练区域、长训练区域、以及重复编码的信号区域。
14.如权利要求13所述的广域无线局域网系统的通信装置，其中，所述帧传输单元，通过第1频带来传输所述基本帧，同时通过第2频带来传输所述复制帧。
15.如权利要求9所述的广域无线局域网系统的通信装置，其中，所述多频宽包括：1MHz、2MHz、4MHz、8MHz、和16MHz。
16.如权利要求9所述的广域无线局域网系统的通信装置，其中，所述第1频宽的帧结构为多频宽的信息被省略的形态，且所述基本帧生成单元，将所述多频宽的信息插入至基于所述第1频宽生成的基本帧的信号区域或服务区域中。
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