CN105659693A - 用于802.11网络的单载波调制 - Google Patents

用于802.11网络的单载波调制 Download PDF

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Abstract

一种方法包括在源设备处生成数据分组以供经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络进行传输。该方法还包括根据单载波调制方案来向目的地设备传送该数据分组的至少一部分。

Description

用于802.11网络的单载波调制
优先权要求
本申请要求共同拥有的于2013年11月7日提交的美国临时专利申请No.61/901,359、以及于2014年11月5日提交的美国非临时专利申请No.14/533,957的优先权，这两个申请的内容通过援引全部明确纳入于此。
领域
本公开一般涉及使用单载波调制方案来传递数据。
相关技术描述
技术进步已产生越来越小且越来越强大的计算设备。例如，当前存在各种各样的便携式个人计算设备，包括较小、轻量且易于由用户携带的无线计算设备，诸如便携式无线电话、个人数字助理(PDA)以及寻呼设备。更具体地，便携式无线电话(诸如蜂窝电话和网际协议(IP)电话)可通过无线网络来传达语音和数据分组。此外，许多此类无线电话包括被结合于此的其他类型的设备。例如，无线电话还可包括数码相机、数码摄像机、数字记录器以及音频文件播放器。同样，此类无线电话可处理可执行指令，包括可被用于访问因特网的软件应用，诸如web浏览器应用。由此，这些无线电话可包括显著的计算能力。
各种无线协议和标准可供无线电话和其他无线设备使用。例如，通常被称为“Wi-Fi”的电气和电子工程师协会(IEEE)802.11是标准化的无线局域网(WLAN)通信协议集合。在Wi-Fi协议中，从源设备到目的地设备的上行链路传输可消耗源设备处的相对较大量的功率。较高的发射功率可降低源设备的电池寿命。
发明内容
数据分组(例如，波形)可使用单载波调制方案(例如，单载波频分多址(SC-FDMA)调制方案)来传送以降低上行链路传输功耗并改进(例如，延长)客户端设备处的电池寿命。
为了将用于上行链路传输的单载波调制方案结合到Wi-Fi中，可使用各种物理层(PHY)参数和设计。本公开提供了供与无线通信(例如，IEEE802.11)系统联用的单载波上行链路传输。
在一特定实施例中，一种方法包括在源设备处生成数据分组以供经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络进行传输。该方法还包括根据单载波频分多址(SC-FDMA)调制方案来向目的地设备传送该数据分组的至少一部分。
在另一特定实施例中，一种装置包括源设备，该源设备能操作用于生成数据分组以供经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络进行传输。该源设备还能操作用于根据单载波频分多址(SC-FDMA)调制方案来向目的地设备传送该数据分组的至少一部分。
在另一特定实施例中，一种设备包括用于生成数据分组以供经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络进行传输的装置。该设备还包括用于根据单载波频分多址(SC-FDMA)调制方案来向目的地设备传送该数据分组的至少一部分的装置。
在另一特定实施例中，一种非瞬态计算机可读介质包括指令，这些指令在由处理器执行时使该处理器生成数据分组以供经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络进行传输。这些指令还可被执行以使该处理器根据单载波频分多址(SC-FDMA)调制方案来向目的地设备传送该数据分组的至少一部分。
在另一特定实施例中，一种方法包括在源设备处生成数据分组以供经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络进行上行链路传输。该方法还包括根据单载波调制方案来向目的地设备传送该数据分组的至少一部分。在源设备处经由IEEE802.11无线网络根据多载波调制方案来接收来自目的地设备的下行链路传输。
在另一特定实施例中，一种装置包括源设备，该源设备能操作用于生成数据分组以供经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络进行上行链路传输。该源设备还能操作用于根据单载波调制方案来向目的地设备传送该数据分组的至少一部分。在该源设备处经由IEEE802.11无线网络根据多载波调制方案来接收来自目的地设备的下行链路传输。
在另一特定实施例中，一种设备包括用于生成数据分组以供经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络进行上行链路传输的装置。该设备还包括用于根据单载波调制方案来向目的地设备传送该数据分组的至少一部分的装置。在该用于生成的装置处经由IEEE802.11无线网络根据多载波调制方案来接收来自目的地设备的下行链路传输。
在另一特定实施例中，一种非瞬态计算机可读介质包括指令，这些指令在由处理器执行时使该处理器生成数据分组以供经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络进行上行链路传输。这些指令还可被执行以使该处理器根据单载波调制方案来向目的地设备传送该数据分组的至少一部分。在处理器处经由IEEE802.11无线网络根据多载波调制方案来接收来自目的地设备的下行链路传输。
在另一特定实施例中，一种方法包括在目的地设备处根据单载波频分多址(SC-FDMA)调制方案来从源设备接收数据分组的至少一部分。该数据分组是经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络来接收的。该方法还包括处理该数据分组。
在另一特定实施例中，一种装置包括目的地设备，该目的地设备能操作用于根据单载波频分多址(SC-FDMA)调制方案来从源设备接收数据分组的至少一部分。该数据分组是经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络来接收的。目的地设备还能操作用于处理该数据分组。
在另一特定实施例中，一种设备包括用于根据单载波频分多址(SC-FDMA)调制方案来从源设备接收数据分组的至少一部分的装置。该数据分组是经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络来接收的。该设备还包括用于处理该数据分组的装置。
在另一特定实施例中，一种非瞬态计算机可读介质包括指令，这些指令在由处理器执行时使该处理器根据单载波频分多址(SC-FDMA)调制方案来从源设备接收数据分组的至少一部分。该数据分组是经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络来接收的。这些指令还可被执行以使该处理器处理该数据分组。
在另一特定实施例中，一种方法包括在目的地设备处接收来自源设备的上行链路传输。该上行链路传输包括根据单载波调制方案来接收的数据分组的至少一部分。该数据分组是经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络来接收的。该方法还包括处理该数据分组。来自目的地设备的下行链路传输是根据多载波调制方案经由IEEE802.11无线网络传送的。
在另一特定实施例中，一种装置包括目的地设备，该目的地设备能操作用于接收来自源设备的上行链路传输。该上行链路传输包括根据单载波调制方案来接收的数据分组的至少一部分。该数据分组是经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络来接收的。目的地设备还能操作用于处理该数据分组。来自目的地设备的下行链路传输是根据多载波调制方案经由IEEE802.11无线网络传送的。
在另一特定实施例中，一种设备包括用于接收来自源设备的上行链路传输的装置。该上行链路传输包括根据单载波调制方案来接收的数据分组的至少一部分。该数据分组是经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络来接收的。该设备还包括用于处理该数据分组的装置。来自该用于处理的装置的下行链路传输是根据多载波调制方案经由IEEE802.11无线网络传送的。
在另一特定实施例中，一种非瞬态计算机可读介质包括指令，这些指令在由处理器执行时使该处理器接收来自源设备的上行链路传输。该上行链路传输包括根据单载波调制方案来接收的数据分组的至少一部分。该数据分组是经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络来接收的。这些指令还可被执行以使该处理器处理该数据分组。来自处理器的下行链路传输是根据多载波调制方案经由IEEE802.11无线网络传送的。
由所公开的实施例中的至少一个实施例提供的一个特定优势是在上行链路传输期间通过将单载波调制方案实现到电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络上的上行链路传输中来降低功耗并改进峰均功率比(PAPR)。本公开的其他方面、优点和特征将在阅读了整个申请后变得明了，整个申请包括下述章节：附图简述、详细描述以及权利要求。
附图简述
图1是包括能操作用于使用单载波调制方案来在无线网络上传送数据分组的设备的系统的特定解说性实施例的框图；
图2描绘了单载波调制方案中所使用的副载波映射的特定解说性实施例；
图3描绘了根据单载波调制方案来生成的数据分组的特定解说性实施例；
图4是根据单载波调制方案的源设备和目的地设备的特定实施例；
图5描绘了用于使用单载波调制方案来在电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络上传达数据的方法的特定实施例；
图6描绘了用于使用单载波调制方案来在IEEE802.11无线网络上传达数据的方法的其他特定实施例；以及
图7是能操作用于支持本文公开的一个或多个方法、系统、装置和/或计算机可读介质的各种实施例的无线设备的图示。
详细描述
参照图1，示出了包括能操作用于使用单载波调制方案来在无线网络上传送数据分组的设备的系统100的特定解说性实施例。系统100包括被配置成经由无线网络150与目的地设备122进行无线通信的第一源设备102和第二源设备116。
在一特定实施例中，无线网络150是电气和电子工程师协会(IEEE)802.11类型的无线网络(例如，Wi-Fi网络)。例如，无线网络150可根据IEEE802.11标准来操作。在一解说性实施例中，无线网络150是802.11高效率WLAN(HEW)网络。在一特定实施例中，无线网络150支持单址和/或多址通信。例如，无线网络150可支持第一数据分组140(例如，第一波形)从第一源设备102到目的地设备122的上行链路传输。在另一示例中，无线网络150可支持多个数据分组(例如，第一数据分组140和第二数据分组142)从多个源设备(例如，第一和第二源设备102、116)到目的地设备122的上行链路传输。
无线网络150可支持根据单载波调制方案的从源设备102、116到目的地设备122的上行链路传输。例如，第一数据分组140和第二数据分组142可根据单载波频分多址(SC-FDMA)调制方案来传送，如本文进一步描述的。无线网络150还可支持根据多载波调制方案的从目的地设备122到源设备102、116的下行链路传输。例如，第三数据分组144可以根据多载波调制方案(例如，OFDM)从目的地设备122传送到第一源设备102。如本文所使用的，无线网络150可支持根据IEEE802.11a、802.11n或者802.11ac标准中的一个或多个标准的传输。
在该解说性实施例中，第一和第二数据分组140、142解说了上行链路传输。例如，源设备102、116可以是被配置成生成和传送第一和第二数据分组140、142的移动电话，而目的地设备122可以是被配置成从源设备102、116接收第一和第二数据分组140、142的接入点(AP)或其他设备(例如，基本服务集(BSS)的协调器)。第一源设备102包括处理器104(例如，中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、网络处理单元(NPU)等)、存储器106(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等)以及被配置成经由无线网络150发送和接收数据的无线接口110。在一特定实施例中，无线接口110可包括被配置成在传输之前放大第一数据分组140的各个分量的功率放大器114。在一特定实施例中，功率放大器114可以是非线性功率放大器(例如，“C”类功率放大器或“E”类功率放大器)。存储器106可存储由分组生成器108用来生成第一数据分组140的数据分组参数112(例如，SC-FDMA参数，包括副载波参数、调制码元映射参数等)。在一特定实施例中，分组生成器108被配置成生成单址分组以及多址分组。
如本文所使用的，“副载波”可表示可被调制以用于传达数据的信号的频率或频率集合(例如，频率范围)。副载波可被替换地称为频调。“副载波”因此可以是频域单元，且一分组可跨越多个副载波。与副载波形成对比，“码元”可以是时域单元，且一分组可跨越(例如，包括)多个码元，每一码元具有特定历时。无线分组因此可被形象化为跨越频率范围(例如，副载波)和时间段(例如，码元)的二维结构，如参照图3解说的。
作为示例，无线设备可经由20兆赫兹(MHz)无线信道(例如，具有20MHz频带的信道)传送分组。副载波的子集可被认为是“可用的”并且其余副载波可被认为是“不可用的”(例如，可以是保护副载波、直流(DC)副载波等)。例如，为了生成用于具有52个数据副载波和4个导频副载波的20MHz无线信道的SC-FDMA波形，无线设备可以对时域数据应用(例如，执行)52点离散傅里叶变换(DFT)以便将时域数据变换成频域数据。无线设备可将频域数据映射到52个数据副载波。无线设备还可将4个导频副载波、1个DC副载波和7个保护副载波插入到SC-FDMA波形中以生成在频域中具有64个副载波的SC-FDMA波形。应注意，上述信道频带、变换和副载波计划是为了例示。在替换实施例中，可使用不同的信道频带(例如，40MHz、80MHz等)、不同的变换(108点DFT、234点DFT等)和/或不同的副载波计划。
在一特定实施例中，数据分组参数112可由分组生成器108在生成第一数据分组140期间用来确定对要传送的数据的副载波分配、调制码元映射参数和/或码率(例如，二进制相移键控(BPSK)速率、正交相移键控(QPSK)速率等)。第二源设备116可包括与第一源设备102相似的组件，并且第二源设备116可按与第一源设备102基本上相似的方式操作以生成第二数据分组142。
分组生成器108可使用数据分组参数112来生成第一数据分组140的至少一部分以供根据单载波调制方案经由无线网络150进行传输。如参照图3所解释的，可生成第一数据分组140的数据字段部分以供根据单载波调制方案进行传输。在一特定实施例中，单载波调制方案可对应于SC-FDMA调制方案。例如，分组生成器108可以对第一数据分组140中的第一多个数据码元执行变换操作以生成对应于第一多个数据码元的变换系数。
在一特定实施例中，分组生成器108可以对第一多个数据码元执行DFT操作以生成对应于第一多个数据码元的第一DFT系数。例如，分组生成器108可将第一多个数据码元从时域数据码元变换成频域数据码元。与第一DFT系数相关联的第一副载波可携带每一频域数据码元达码元周期的一部分(例如，1/N)。例如，每一频域码元可以按提高的传输速率(例如，传输速率的N倍)顺序地在第一副载波上传送，以实现SC-FDMA调制。
以基本上相似的方式，一个或多个附加源设备也可生成一个或多个附加数据分组以供根据单载波调制方案(例如，SC-FDMA调制方案)经由无线网络150进行传输。在该解说性实施例中，第二源设备116可以对第二数据分组142中的第二多个数据码元执行DFT操作以生成对应于第二多个数据码元的第二DFT系数。与第二DFT系数相关联的第二副载波可以按提高的传输速率顺序地携带每一个频域数据码元以实现SC-FDMA调制。
无线接口110可经由无线网络150向目的地设备122传送第一数据分组140，并且第二源设备116可经由无线网络150向目的地设备122传送第二数据分组142。第一数据分组140的至少一部分可通过第一副载波传送，而第二数据分组142的至少一部分可通过第二副载波传送。
在一特定实施例中，来自第一源设备102的传输(例如，第一数据分组140)可被局部化在特定(连续)频带内，而来自第二源设备116的传输(例如，第二数据分组142)可被局部化在不与该特定频带交叠的其他频带内。例如，参照图2，示出了单载波调制方案中所使用的副载波映射的特定解说性实施例。来自图1的第一源设备102的传输(例如，第一数据分组140)针对纯色(白色)图案来引用，而来自图1的第二源设备116的传输(例如，第二数据分组142)针对条纹图案来引用。
在局部式模式中，来自第一源设备102的传输可被局部化在第一频带内。例如，第一频带可包括第一副载波202(例如，图1中的被用于根据SC-FDMA调制方案来传送第一多个数据码元的第一副载波)以及第三副载波204(例如，被用于从第一源设备102传送数据的另一副载波)。来自第二源设备116的传输可被局部化在第二频带内。例如，第二频带可包括第二副载波206(例如，图1中的被用于根据SC-FDMA调制方案来传送第二多个数据码元的第二副载波)以及第四副载波208(例如，被用于从第二源设备116传送数据的另一副载波)。第一和第二频带可以是连续的非交叠频带。
将来自第一源设备102的传输局部化在连续频带(例如，第一频带)内并且将来自第二源设备116的传输局部化在非交叠的连续频带(例如，第二频带)内可提高图1的系统100的吞吐量。例如，局部式模式可使得第一频带能够被指派给第一源设备102且第二频带能够被指派给第二源设备116。
在另一特定实施例中，来自第一源设备102的传输和来自第二源设备116的传输可以是分布式的。例如，图2中所描绘的分布式模式解说了来自第一源设备102的传输和来自第二源设备116的传输可以分布(例如，交织)在非连贯副载波处。在可用带宽上交织来自第一和第二源设备102、116的传输可导致具有零振幅的未使用副载波。
与局部式模式相比，交织副载波可改进(例如，降低)传输的峰均功率比(PAPR)。例如，在缺少脉冲形状滤波的情况下，与局部化副载波相比，交织副载波可降低PAPR。作为非限制性示例，使用QPSK的交织式SC-FDMA调制方案的PAPR比正交频分复用(OFDM)调制方案的PAPR低约10分贝(dB)，而使用QPSK的局部式SC-FDMA调制方案的PAPR比OFDM调制方案的PAPR低约3dB。使用16正交振幅调制(QAM)，交织式SC-FDMA调制方案和局部式SC-FDMA调制方案的PAPR分别比OFDM调制方案的PAPR低约7dB和2dB。
在生成第一数据分组140时，图1的分组生成器108可生成指示第一数据分组140在上行链路传输期间利用单载波调制方案的前置码。例如，每一个数据分组140、142可包括指示上行链路传输正利用单载波调制方案(例如，SC-FDMA调制方案)的前置码。参照图3，示出了根据单载波调制方案来生成的数据分组的特定解说性实施例300、350。第一实施例300可对应于混合模式(MM)上行链路数据分组格式，而第二实施例350可对应于生地(GF)上行链路数据分组格式。每一个实施例300、350都可包括来自多个用户(例如，用户1和用户2)的传输数据。在一特定实施例中，用户1可以与图1的第一源设备102相关联，而用户2可以与图1的第二源设备116相关联。
第一实施例300包括旧式前置码。例如，第一实施例300可包括第一旧式短训练字段(L-STF)310、第一旧式长训练字段(L-LTF)312以及第一旧式信号字段(L-SIG)314。第一L-STF310、第一L-LTF312和第一L-SIG314可以与用户1相关联。另外，第一实施例300包括第二L-STF330、第二L-LTF332和第二L-SIG334。第二L-STF330、第二L-LTF332和第二L-SIG312可以与用户2相关联。旧式前置码可以向目的地设备(例如，图1的目的地设备122)指示第一实施例300的至少一部分是根据SC-FDMA模式来传送的。例如，SC-FDMA模式指示可经由旧式前置码通过在L-STF310、330、L-LTF312、332和/或L-SIG314、334中填充SC-FDMA模式指示来传送。替换地，SC-FDMA模式指示可通过在前“触发”帧来传送。例如，触发帧(例如，数据分组)可以在由第一实施例300解说的数据分组之前被传送给目的地设备122。触发帧可包括指示由第一实施例300解说的数据分组的至少一部分是根据SC-FDMA模式来传送的SC-FDMA模式指示。旧式前置码可根据OFDM调制方案来传送以防止接入无线网络(例如，图1的无线网络150)的其他源设备在与该数据分组(例如，由第一实施例300解说的数据分组)相关联的载波频率上进行传送。
第一实施例300还包括高效率(HE)前置码。例如，第一实施例300可包括第一HE短训练字段(HE-STF)316、第一HE长训练字段(HE-LTF1)318、第N个HE长训练字段(HE-LTFn)320以及第一HE信号字段(HE-SIG)322。第一HE-STF316、第一HE-LTF1318、第N个HE-LTFn320和第一HE-SIG322可以与用户1相关联。另外，用户2可传送HE前置码数据(例如，HE-STF336、HE-LTF1338、HE-LTFn340、HE-SIG342)。HE前置码数据可根据由旧式前置码中的SC-FDMA模式指示所指示的SC-FDMA模式来传送。尽管第一实施例300包括HE信号字段(HE-SIG)322、342，但在其他实施例中，数据分组可以不包括HE信号字段(HE-SIG)322、342。在一特定实施例中，数据分组可在旧式信号字段(L-SIG)314、334与HE短训练字段(HE-STF)316、336之间包括HE-SIG码元。HE-SIG码元可以向HEW设备指示该分组是802.11a分组还是802.11ac分组(例如，稳健分类)。HE-SIG码元还可指示该分组是否是上行链路分组和/或与该分组相关联的BSS以用于介质重用。
第一实施例300还可包括第一数据字段324和第二数据字段344。第一数据字段324可对应于同用户1相关联的上行链路数据码元，而第二数据字段344可对应于同用户2相关联的上行链路数据码元。第一数据字段324和第二数据字段344中的数据码元可根据如参照图1描述的SC-FDMA调制方案来传送。
第二实施例350包括高效率(HE)前置码。例如，第二实施例350可包括第一HE-STF366、第一HE-LTF1368、第N个HE-LTFn370和第一HE-SIG372。第一HE-STF366、第一HE-LTF1368、第N个HE-LTFn370和第一HE-SIG372可以与用户1相关联。另外，用户2可传送HE前置码数据(例如，HE-STF386、HE-LTF1388、HE-LTFn390、HE-SIG392)。HE前置码数据可根据SC-FDMA模式来传送。替换地，可以在由第二实施例350解说的数据分组之前传送触发帧(例如，数据分组)。触发帧可包括指示由第二实施例350解说的数据分组的至少一部分是根据SC-FDMA模式来传送的SC-FDMA模式指示。
第二实施例350还可包括第一数据字段374和第二数据字段394。第一数据字段374可对应于同用户1相关联的上行链路数据码元，而第二数据字段394可对应于同用户2相关联的上行链路数据码元。第一数据字段374和第二数据字段394中的数据码元可根据如参照图1描述的SC-FDMA调制方案来传送。
MM上行链路数据分组格式(例如，第一实施例300)可包括旧式前置码(例如，根据OFDM调制方案来传送的前置码)，以使得与单载波调制方案不兼容的其他源设备(例如，旧式设备)能够标识特定信道(例如，20MHz信道、40MHz信道、80MHz信道等)正被第一源设备102和第二源设备116利用并且延迟该特定信道上的传输达特定历时(例如，数据分组的历时)。GF上行链路数据分组格式(例如，第二实施例350)可以在其他源设备与单载波调制方案兼容且容易理解(即，能够检测并处理)HE前置码时使用。
回头参照图1，目的地设备122可包括第二处理器124、第二存储器126和第二无线接口130。第二无线接口130可以能操作用于分别从第一和第二源设备102、116接收第一数据分组140和第二数据分组142。例如，第二无线接口130可以能操作用于经由无线网络150接收数据分组140、142。如参照图4所描述的，目的地设备122可以能操作用于根据单载波调制方案来处理数据分组140、142。
图1的系统100可通过根据单载波调制方案(例如，SC-FDMA调制方案)分别传送第一和第二数据分组140、142来降低上行链路传输的功耗并改进第一和第二源设备112、116处的电池寿命。例如，SC-FDMA上行链路传输可具有相比于正交频分多址(OFDMA)和OFDM上行链路传输降低的PAPR，因为SC-FDMA上行链路传输中的码元使用DFT操作来进行预处理。
如参照系统100描述的使用单载波调制方案的上行链路传输还可减少针对功率放大器114的设计约束。较低的PAPR可提高无线接口110(例如，发射机)处的功率放大器114的效率。例如，在功率放大器114饱和操作时，功效是相对较高的。较低的PAPR允许功率放大器114的操作接近饱和，而较高的PAPR可要求功率放大器114的操作点“退避”到较低的信号畸变，由此降低了效率。单载波信号可由具有相比于同线性放大器相关联的畸变减少的畸变的非线性功率放大器(例如，“C”类功率放大器或“E”类功率放大器)来放大。非线性功率放大器在直流(DC)功耗方面可比线性功率放大器更高效。例如，非线性功率放大器对于给定输出可具有降低的功耗，这可导致增加的电池寿命。作为非限制性示例，与使用OFDM方案相对比，使用单载波调制方案来向目的地设备122传送数据分组140、142可使源设备102、116处的功耗降低最多达48％。
参照图4，示出了根据单载波调制方案的源设备401和目的地设备421的特定实施例。源设备401可对应于图1的第一源设备102或图1的第二源设备116。目的地设备421可对应于图1的目的地设备122。源设备401可包括调制码元映射模块402、第一变换模块404、副载波映射模块406、第一逆变换模块408、循环前缀模块410、并串(P/S)转换器和数模转换器(DAC)模块412、以及射频(RF)调制模块414。
调制码元映射模块402可被配置成将数据码元(例如，输入二进制位)变换成对应于调制格式的复数集合。例如，复数可对应于二进制相移键控(BPSK)格式、正交相移键控(QPSK)格式、16正交振幅调制(QAM)格式、64-QAM格式、或其任何组合。调制格式可基于信噪比水平和接收机(例如，图1的目的地设备122)的解码能力。该复数集合可被提供给第一变换模块404。
第一变换模块404可将该复数集合分组成具有N个数据码元的块，其中对于20MHzSC-FDMA波形，N等于52，对于40MHzSC-FDMA波形，N等于108，或者对于80MHzSC-FDMA波形，N等于234。第一变换模块404可被配置成对数据码元执行N点变换操作以便将信号从时域转换到频域。例如，第一变换模块404可以对20MHzSC-FDMA波形执行52点变换操作，对40MHzSC-FDMA波形执行108点变换操作，对80MHzSC-FDMA波形执行234点变换操作，等等。在一特定实施例中，第一变换模块404可以是DFT变换模块并且可以对码元执行N点DFT变换操作以便将数据码元从时域转换到频域。频域数据码元可被提供给副载波映射模块406。
副载波映射模块406可被配置成将频域数据码元映射到具有N个副载波的子集。副载波映射模块406可将DFT复数值(例如，频域码元)指派为所选副载波(例如，N个副载波)的振幅。SC-FDMA波形还可包括导频副载波、DC副载波和保护副载波。例如，SC-FDMA波形可包括总共M个副载波，其中M>N。在一特定实施例中，SC-FDMA波形可以是具有64个副载波(例如，M＝64)的20MHz波形。在该特定实施例中，52个副载波可携带频域数据码元(例如，N＝52)，4个副载波可以是导频副载波，1个副载波可以是DC副载波，且7个副载波可以是保护副载波。副载波映射模块406可根据如参照图2描述的分布式模式或局部式模式来映射频域码元。第一逆变换模块408可以对M个副载波执行M点逆变换操作以生成M个副载波的时域采样。例如，第一逆变换模块408可以对M个副载波执行逆DFT(IDFT)变换操作以生成M个副载波的时域采样。时域采样可被提供给循环前缀模块410。
循环前缀模块410可被配置成复制时域采样的一部分以生成循环前缀。循环前缀的长度可基于信道延迟扩展且可能长于信道响应的长度。P/S转换器和DAC模块412可被配置成串行化时域采样并将串行化的时域采样从数字域转换到模拟域(例如，模拟信号)。RF调制模块414可被配置成将模拟信号调制到射频。例如，RF调制模块414可输出图1的第一数据分组140。在一特定实施例中，每一个模块402－414都可包括可由图1的处理器104、图1的分组生成器108、或其任何组合执行的指令。在另一特定实施例中，每一个模块402-414可包括专用或共享硬件(例如，电路系统)、能操作用于执行功能的处理器、或其任何组合。
目的地设备421可被配置成以相反次序执行分组生成器108(例如，发射机)的逆操作。例如，目的地设备421可包括RF解调模块416、模数转换器(ADC)和串并(S/P)转换器模块418、循环前缀移除器模块420、第二变换模块422、副载波解映射模块424、均衡器426和检测器428。
RF解调模块416可接收RF调制模块414的输出(例如，接收第一数据分组140)，并且可被配置成将射频信号解调到基带频率。ADC和S/P转换器模块418可被配置成将基带信号从模拟域转换到数字域并且并行化基带信号。循环前缀移除器模块420可被配置成移除由循环前缀模块410生成的循环前缀。第二变换模块422可被配置成对其余时域码元执行N点变换操作以便将信号从时域转换到频域。例如，第二变换模块422可执行64点变换操作、256点变换操作、1024点变换操作等。在一特定实施例中，第二变换模块422可以是DFT变换模块并且可以对码元执行N点DFT变换操作以便将码元从时域转换到频域。频域码元可被提供给副载波解映射模块424。副载波解映射模块424可被配置成将频域码元(例如，DFT复数值)指派为所选副载波的振幅和相位。均衡器426可被配置成对振幅执行均衡操作，并且检测器428可被配置成检测数据码元。
参照图5，示出了用于使用单载波调制方案来在IEEE802.11无线网络上传达数据的方法500、510的特定实施例。第一方法500可使用图1的第一源设备102、图1的第二源设备116、图4的源设备401、或其任何组合来执行。第二方法510可使用图1的目的地设备122、图4的目的地设备421、或其任何组合来执行。
第一方法500包括在502，在源设备处生成数据分组以供经由IEEE802.11无线网络进行传输。例如，在图1中，第一源设备102可生成第一数据分组140以供经由无线网络150进行传输。第一数据分组140可以按如参照图4的源设备401描述的类似方式生成。在504，可根据SC-FDMA调制方案来向目的地设备传送该数据分组的至少一部分。例如，在图1中，第一源设备102可根据SC-FDMA调制方案来传送第一数据分组140的数据字段部分(例如，图3的数据字段340)。
第二方法510包括在512，在目的地设备处根据SC-FDMA调制方案从源设备接收数据分组的至少一部分。例如，在图1中，目的地设备122可根据SC-FDMA调制方案从第一源设备102接收第一数据分组140的数据字段部分(例如，图3的数据字段340)。第一数据分组140可通过无线网络150(例如，IEEE无线网络)来接收。在514，可处理该数据分组。例如，在图1中，目的地设备122可以处理第一数据分组140。在一特定实施例中，目的地设备122可以按如参照图4的目的地设备421描述的类似方式来处理第一数据分组140。
图5的方法500、510可通过根据单载波调制方案(例如，SC-FDMA调制方案)传送数据分组来降低上行链路传输的功耗并改进客户端设备处的电池寿命。例如，SC-FDMA上行链路传输可具有相比于OFDMA和OFDM上行链路传输降低的PAPR，因为SC-FDMA上行链路传输中的码元使用DFT操作作了预处理。使用如参照图5的方法500、510描述的单载波调制方案的上行链路传输还可减少针对功率放大器(诸如图1的功率放大器114)的设计约束。
参照图6，示出了用于使用单载波调制方案来在IEEE802.11无线网络上传达数据的方法600、610的其他特定实施例。第一方法600可使用图1的第一源设备102、图1的第二源设备116、图4的源设备401、或其任何组合来执行。第二方法610可使用图1的目的地设备122、图4的目的地设备421、或其任何组合来执行。
第一方法600包括在602，在源设备处生成数据分组以供经由IEEE802.11无线网络进行上行链路传输。例如，在图1中，第一源设备102可生成第一数据分组140以供经由无线网络150进行上行链路传输。第一数据分组140可以按如参照图4的源设备401描述的类似方式生成。在604，可根据单载波调制方案来向目的地设备传送该数据分组的至少一部分。例如，在图1中，第一源设备102可根据单载波调制方案来传送第一数据分组140的数据字段部分(例如，图3的数据字段340)。来自目的地设备122的下行链路传输可经由无线网络根据多载波调制方案来接收。例如，第三数据分组144可以根据多载波调制方案(诸如OFDM)从目的地设备122传送到第一源设备102。
第二方法610包括在612，在目的地设备处接收来自源设备的上行链路传输。例如，在图1中，目的地设备122可从第一源设备102接收第一数据分组140。第一数据分组140的至少一部分(例如，图3的数据字段340)可根据单载波调制方案来接收。第一数据分组140可通过无线网络150(例如，IEEE无线网络)来接收。在614，可处理该数据分组。例如，在图1中，目的地设备122可以处理第一数据分组140。在一特定实施例中，目的地设备122可以按如参照图4的目的地设备421描述的类似方式处理第一数据分组140。来自目的地设备122的下行链路传输可根据多载波调制方案经由无线网络传送。例如，第三数据分组144可以根据多载波调制方案(例如，OFDM)从目的地设备122传送到第一源设备102。
图6的方法600、610可通过根据单载波调制方案(例如，SC-FDMA调制方案)传送数据分组来降低上行链路传输的功耗并改进客户端设备处的电池寿命。例如，SC-FDMA上行链路传输可具有相比于OFDMA和OFDM上行链路传输降低的PAPR，因为SC-FDMA上行链路传输中的码元使用DFT操作作了预处理。使用如参照图6的方法600、610描述的单载波调制方案的上行链路传输还可减少针对功率放大器(诸如图1的功率放大器114)的设计约束。
参照图7，描绘了无线通信设备的特定解说性实施例的框图并将其一般地标示为700。设备700包括耦合到存储器732的处理器710(诸如，数字信号处理器)。在一解说性实施例中，设备700可以是图1的第一源设备102、图1的第二源设备116、图1的目的地设备122、图4的源设备401、或图4的目的地设备421。
处理器710可被配置成执行存储在存储器732中的软件760(例如，一条或多条指令的程序)。另外地或替换地，处理器710可被配置成实现存储在无线接口740(例如，IEEE802.11无线接口)的存储器780中的一条或多条指令，如本文进一步描述的。在一特定实施例中，处理器710可被配置成根据图5-6的方法500、510、600、610中的一个或多个方法来操作。在一特定实施例中，处理器710可对应于图1的处理器104或124，并且存储器732可对应于图1的存储器106或126。
无线接口740可耦合到处理器710以及天线742，以使得经由天线742和无线接口740接收到的无线数据可被提供给处理器710。例如，无线接口740可包括或对应于图1的无线接口110、130。无线接口740可包括存储器780和控制器772。存储器780可包括数据分组参数782(例如，图1的数据分组参数112)。在一特定实施例中，无线接口740还可包括分别用于上行链路和下行链路通信的调制器786和解调器788，并且可包括图4的模块402-414中的一个或多个模块、图4的模块416-428中的一个或多个模块、或其任何组合。
控制器722可被配置成与处理器710对接以执行存储在存储器780中的一条或多条指令。控制器722还可被配置成与处理器710对接以执行调制器786和/或解调器788。另外地或替换地，控制器722可包括被配置成执行存储在存储器780中的一条或多条指令的处理器。
编码器/解码器(CODEC)734也可耦合至处理器710。扬声器736和话筒738可耦合至CODEC734。显示控制器726可耦合至处理器710和显示器728。在一特定实施例中，可将处理器710、显示控制器726、存储器732、CODEC734、以及无线接口740包括在系统级封装或片上系统设备722中。在特定实施例中，输入设备730和电源744被耦合至片上系统设备722。此外，在特定实施例中，如图7中所解说的，显示器设备728、输入设备730、扬声器736、话筒738、天线742和电源744在片上系统设备722的外部。然而，显示器设备728、输入设备730、扬声器736、话筒738、天线742、和电源744中的每一者可耦合至片上系统设备722的一个或多个组件，诸如一个或多个接口或控制器。
结合所描述的实施例，第一设备包括用于生成数据分组以供经由IEEE802.11无线网络进行传输的装置。例如，用于生成数据分组的装置可包括图1的第一源设备102、图1的处理器104、图1的存储器106、图1的分组生成器108、图1的无线接口110、图1的功率放大器114、图1的第二源设备116、图4的源设备401、图4的调制码元映射模块402、图4的第一变换模块404、图4的副载波映射模块406、图4的第一逆变换模块408、图4的循环前缀模块410、图4的P/S转换器和DAC模块412、图4的RF调制模块414、图7的无线接口740、被编程为执行图7的指令760的处理器710、用于生成数据分组的一个或多个其他设备、电路、模块或指令，或者其任何组合。
第一设备还包括用于根据单载波频分多址(SC-FDMA)调制方案来向目的地设备传送该数据分组的至少一部分的装置。例如，用于传送该数据分组的一部分的装置可包括图1的第一源设备102、图1的无线接口110、图1的源设备401、图7的无线接口740、被编程为执行图7的指令760的处理器710、用于传送该数据分组的一部分的一个或多个其他设备、电路、模块或指令，或者其任何组合。
结合所描述的实施例，第二设备包括用于生成数据分组以供经由IEEE802.11无线网络进行上行链路传输的装置。例如，用于生成数据分组的装置可包括图1的第一源设备102、图1的处理器104、图1的存储器106、图1的分组生成器108、图1的无线接口110、图1的功率放大器114、图1的第二源设备116、图4的源设备401、图4的调制码元映射模块402、图4的第一变换模块404、图4的副载波映射模块406、图4的第一逆变换模块408、图4的循环前缀模块410、图4的P/S转换器和DAC模块412、图4的RF调制模块414、图7的无线接口740、被编程为执行图7的指令760的处理器710、用于生成数据分组的一个或多个其他设备、电路、模块或指令，或者其任何组合。
第二设备还包括用于根据单载波调制方案来向目的地设备传送该数据分组的至少一部分的装置。例如，用于传送该数据分组的一部分的装置可包括图1的第一源设备102、图1的无线接口110、图1的源设备401、图7的无线接口740、被编程为执行图7的指令760的处理器710、用于传送该数据分组的一部分的一个或多个其他设备、电路、模块或指令，或者其任何组合。在该实施例中，来自目的地设备的下行链路传输可经由IEEE802.11无线网络根据多载波调制方案来接收。
结合所描述的实施例，第三设备包括用于根据SC-FDMA调制方案来从源设备接收数据分组的至少一部分的装置。该数据分组是经由IEEE802.11无线网络来接收的。例如，用于接收该数据分组的装置可包括图1的目的地设备122、图1的无线接口130、图4的目的地设备421、图7的无线接口740、被编程为执行图7的指令760的处理器710、用于接收该数据分组的一部分的一个或多个其他设备、电路、模块或指令，或者其任何组合。
第三设备还包括用于处理该数据分组的装置。例如，用于处理该数据分组的装置可包括图1的目的地设备122、图1的处理器124、图1的存储器126、图4的目的地设备421、图4的RF解调模块416、图4的ADC和S/P转换器模块418、图4的循环前缀移除器模块420、图4的第二变换模块422、图4的副载波解映射模块424、图4的均衡器426、图4的检测器428、图7的无线接口740、被编程为执行图7的指令760的处理器710、用于处理数据分组的一个或多个其他设备、电路、模块或指令，或者其任何组合。
结合所描述的实施例，第四设备包括用于接收来自源设备的上行链路传输的装置。在该实施例中，上行链路传输包括根据单载波调制方案来接收的数据分组的至少一部分。该数据分组是经由IEEE802.11无线网络来接收的。例如，用于接收上行链路传输的装置可包括图1的目的地设备122、图1的无线接口130、图4的目的地设备421、图7的无线接口740、被编程为执行图7的指令760的处理器710、用于接收上行链路传输的一个或多个其他设备、电路、模块或指令，或者其任何组合。
第四设备还包括用于处理该数据分组的装置。例如，用于处理该数据分组的装置可包括图1的目的地设备122、图1的处理器124、图1的存储器126、图4的目的地设备421、图4的RF解调模块416、图4的ADC和S/P转换器模块418、图4的循环前缀移除器模块420、图4的第二变换模块422、图4的副载波解映射模块424、图4的均衡器426、图4的检测器428、图7的无线接口740、被编程为执行图7的指令760的处理器710、用于处理数据分组的一个或多个其他设备、电路、模块或指令，或者其任何组合。在该实施例中，下行链路传输是根据多载波调制方案经由IEEE802.11无线网络来传送的。
技术人员将进一步领会，结合本文所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑框、配置、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、由处理器执行的计算机软件、或这两者的组合。各种解说性组件、框、配置、模块、电路、和步骤已经在上文以其功能性的形式作了一般化描述。此类功能性是被实现为硬件还是处理器可执行指令取决于具体应用和加诸于整体系统的设计约束。技术人员可针对每种特定应用以不同方式来实现所描述的功能性，但此类实现决策不应被解读为致使脱离本发明的范围。
结合本文所公开的实施例描述的方法或算法的各个步骤可直接用硬件、由处理器执行的软件模块或两者的组合来实现。软件模块可驻留在随机存取存储器(RAM)、闪存、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM)、电可擦式可编程只读存储器(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动盘、压缩盘只读存储器(CD-ROM)、或本领域中所知的任何其他形式的非瞬态存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读和写信息。替换地，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在专用集成电路(ASIC)中。ASIC可驻留在计算设备或用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在计算设备或用户终端中。
提供前面对所公开的实施例的描述是为了使本领域技术人员皆能制作或使用所公开的实施例。对这些实施例的各种修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的，并且本文中定义的原理可被应用于其他实施例而不会脱离本公开的范围。因此，本公开并非旨在被限定于本文中示出的实施例，而是应被授予与如由所附权利要求定义的原理和新颖性特征一致的最广的可能范围。

Claims (30)

1.一种方法，包括：
在源设备处生成数据分组以供经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络进行传输；以及
根据单载波频分多址(SC-FDMA)调制方案来向目的地设备传送所述数据分组的至少一部分。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输对应于上行链路传输。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传送所述数据分组的至少一部分包括在第一多个副载波上传送所述数据分组的所述至少一部分，其中所述第一多个副载波中的每一个副载波被分配给所述源设备。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，一个或多个附加副载波被分配给一个或多个附加源设备。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一多个副载波中的副载波与所述一个或多个附加副载波中的副载波交织。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一多个副载波中的每一个副载波在特定频带内，并且其中所述一个或多个附加副载波在不与所述特定频带交叠的一个或多个其他频带内。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据分组的前置码包括旧式短训练字段、旧式长训练字段以及旧式信号字段。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述旧式短训练字段是根据正交频分复用(OFDM)方案来传送的，以防止附加源设备在与所述数据分组相关联的载波频率上传送。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据分组的前置码包括高效率短训练字段、高效率长训练字段以及高效率信号字段。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成所述数据分组包括：
对数据码元执行变换操作以生成变换系数；以及
将每一个变换系数映射到副载波。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述变换操作对应于离散傅里叶变换(DFT)操作。
12.一种装置，包括：
存储器；以及
耦合至所述存储器的处理器，所述处理器能操作用于：
生成数据分组以供经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络进行传输；以及
根据单载波频分多址(SC-FDMA)调制方案来向目的地设备传送所述数据分组的至少一部分，
其中所述存储器和所述处理器被包括在源设备中。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述传输对应于上行链路传输。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述处理器能操作用于在第一多个副载波上传送所述数据分组的所述至少一部分，其中所述第一多个副载波中的每一个副载波被分配给所述源设备。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，一个或多个附加副载波被分配给一个或多个附加源设备。
16.一种方法，包括：
在源设备处生成数据分组以供经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络进行上行链路传输；以及
根据单载波调制方案来向目的地设备传送所述数据分组的至少一部分，其中来自所述目的地设备的下行链路传输是在所述源设备处经由所述IEEE802.11无线网络根据多载波调制方案来接收的。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述单载波调制方案对应于单载波频分多址(SC-FDMA)调制方案。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，传送所述数据分组的至少一部分包括在第一多个副载波上传送所述数据分组的所述至少一部分，其中所述第一多个副载波中的每一个副载波被分配给所述源设备。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，一个或多个附加副载波被分配给一个或多个附加源设备。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一多个副载波中的副载波与所述一个或多个附加副载波中的副载波交织。
21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一多个副载波中的每一个副载波在特定频带内，并且其中所述一个或多个附加副载波在不与所述特定频带交叠的一个或多个其他频带内。
22.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述数据分组的前置码包括旧式短训练字段、旧式长训练字段以及旧式信号字段。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述旧式短训练字段是根据正交频分复用(OFDM)方案来传送的，以防止附加源设备在与所述数据分组相关联的载波频率上传送。
24.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述数据分组的前置码包括高效率短训练字段、高效率长训练字段以及高效率信号字段。
25.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述生成所述数据分组包括：
对数据码元执行变换操作以生成变换系数；以及
将每一个变换系数映射到副载波。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述变换操作对应于离散傅里叶变换(DFT)操作。
27.一种装置，包括：
存储器；以及
耦合至所述存储器的处理器，所述处理器能操作用于：
生成数据分组以供经由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络进行上行链路传输；以及
根据单载波调制方案来向目的地设备传送所述数据分组的至少一部分，其中所述存储器和所述处理器被包括在源设备中，并且其中来自所述目的地设备的下行链路传输是在所述源设备处经由所述IEEE802.11无线网络根据多载波调制方案来接收的。
28.如权利要求27所述的装置，其特征在于，所述单载波调制方案对应于单载波频分多址(SC-FDMA)调制方案。
29.如权利要求27所述的装置，其特征在于，所述处理器能操作用于在第一多个副载波上传送所述数据分组的所述至少一部分，其中所述第一多个副载波中的每一个副载波被分配给所述源设备。
30.如权利要求29所述的装置，其特征在于，一个或多个附加副载波被分配给一个或多个附加源设备。
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