具体实施方式
在上述实施例中,诸如无线局域网(WLAN)的接入点(AP)的无线网络设备向一个或者多个客户端站传输数据流。在一个实施例中,通过AP向客户端站传输的数据流包括允许客户端站进行描述通信信道对所传输的数据流的影响的信道估计(或者信道响应的估计)并且从而允许客户端站准确恢复所传输的信息的几个训练域。此外,在一些实施例中,客户端站按照一些形式(包括未压缩/压缩的方向向量、零空间向量等等)向AP传输回信道估计。在一些实施例中,在已知为显式波束成型的技术中,AP利用所接收的信道估计产生在客户端站天线的总体方向上具有一个或者多个波瓣或者束、在其他方向上具有通常降低的增益的天线增益图案(与通过全方向天线获得的增益相比较)。在其它实施例中,AP利用接收的信道估计用于不同的目的,诸如空间时间编码、对于空间复用的预编码等等。
在一些实施例中,诸如利用多输入多输出(MIMO)信道和/或正交频分复用(OFDM)的实施例,完整表征通信信道的信道估计数据(完整信道估计)的量很大。在例如利用多个发射和接收天线(即MIMO信道)的实施例中,完整信道估计包括与每一个发射和接收天线对相对应的子信道的估计。此外,在利用正交频分复用(OFDM)的实施例中,完整信道估计包括在每一个子载波频率处的信道估计。因此,为了降低从客户端站向AP传输的信道估计数据的量,在一些实施例中,客户端站仅传输完整信道估计数据的子集。例如,在利用基于OFDM的通信的一些实施例中,利用其中OFDM子载波被组合为组的子载波分组技术,并且仅与每一个组中的一个子载波相对应的信道估计数据被传输回到AP。在一些这样的实施例中,在接收到该子集时,AP14利用插值、复制或者另一适当的技术生成与剩余的子载波相对应的信道估计数据。
图1是根据实施例的示例无线局域网(WLAN)10的方框图。AP14包括耦合到网络接口16的主机处理器15。网络接口16包括介质访问控制(MAC)处理单元18和物理层(PHY)处理单元20。PHY处理单元20包括多个收发器21,并且所述收发器耦合到多个天线24。尽管图1中说明了三个收发器21和三个天线24,但是在其它实施例中AP14包括不同数量(例如1、2、4、5等等)的收发器21和天线24。在一个实施例中,MAC处理单元18和PHY处理单元20被配置以根据第一通信协议操作。该第一通信协议这里也被称为非常高吞吐量(VHT)协议。在另一实施例中,MAC处理单元18和PHY处理单元20也被配置以至少根据第二通信协议(例如IEEE802.11n标准、IEEE802.11g标准、IEEE802.11a标准等等)操作。
WLAN10包括多个客户端站25。尽管图1中说明了四个客户端站25,但是在其它场景和/或实施例中,WLAN10包括不同数量(例如1、2、3、5、6等等)的客户端站25。所述客户端站25的至少一个(例如客户端站25-1)被配置以至少根据第一通信协议操作。
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包括多个收发器30,并且收发器30耦合到多个天线34。尽管图1中说明了三个收发器30和三个天线34,但是在其它实施例中客户端站25-1包括不同数量(例如1、2、4、5等等)的收发器30和天线34。
在一个实施例中,客户端站25-2、25-3和25-4的一个或者全部具有与客户端站25-1相同或者类似的结构。在这些实施例中,与客户端站25-1具有相同或者类似构造的客户端站25具有相同或者不同数量的收发器和天线。例如,根据一个实施例,客户端站25-2仅具有两个收发器和两个天线。
在各种实施例中,AP14的PHY处理单元20被配置以生成按照第一通信协议的数据单元。一个或者多个收发器21被配置以经由一个或者多个天线24传输所生成的数据单元。类似地,一个或者多个收发器24被配置以经由一个或者多个天线24接收数据单元。根据一个实施例,AP14的PHY处理单元20被配置以处理按照第一通信协议的接收数据单元。
在各种实施例中,客户端设备25-1的PHY处理单元29被配置以生成按照第一通信协议的数据单元。一个或者多个收发器30被配置以经由一个或者多个天线34传输生成的数据单元。类似地,一个或者多个收发器30被配置以经由一个或者多个天线34接收数据单元。根据一个实施例,客户端设备25-1的PHY处理单元29被配置以处理按照第一通信协议的接收数据单元。
图2是根据一个实施例的AP14被配置以向客户端站25-1传输的示例数据单元250的图。在一个实施例中,客户端站25-1还被配置以向AP14传输具有图2的格式的数据单元。数据单元250包括前导码,其具有传统短训练域(L-STF)域252、传统长训练域(L-LTF)域254、传统信号域(L-SIG)域256、第一非常高吞吐量信号域(VHT-SIGA)258、非常高吞吐量短训练域(VHT-STF)262、N个非常高吞吐量长训练域(VHT-LTF)264,其中N为整数,以及第二非常高吞吐量信号域(VHT-SIGB)268。数据单元250还包括数据部分272。数据部分272包括服务比特和信息比特(未示出)。
在一个实施例中,数据单元250的VHT-LTF域264包括允许客户端站进行AP和客户端站之间的通信信道估计的训练数据。在各种实施例和/或场景中,包括在数据单元250中的VHT-LTF域的数量通常与经由其传输数据单元250的空间信道的数量相对应。然而在一些实施例中,至少在一些场景中,包括在数据单元250中的VHT-LTF域的数量超出经由其传输数据单元250的空间信道的数量。另外,根据一个实施例,在向客户端站传输每一个VHT-LTF训练域时,AP14向空间流应用不同的符号映射从而允许客户端站进行通信信道的完整多输入多输出(MIMO)信道估计。此外,在利用正交频分复用(OFDM)的实施例中,客户端站进行与每一个子载波音调相对应的信道估计。
图3A是根据其中数据单元250占用80MHz带宽信道的实施例包括在数据单元250中的OFDM符号350的频域图。在图3A的说明性实施例中,OFDM符号350包括256个音调(例如与256逆离散傅里叶变换(IDFT)的尺寸256相对应)。256个音调被从-128到+127进行编号并且包括保护音调、直流(DC)音调、数据音调和导频音调。六个最低频率音调和五个最高频率音调是保护音调。从-1到+1的三个音调是DC音调。在一个实施例中,剩余的242个音调被用作数据音调和导频音调。例如,在一个实施例中,242个音调中的八个用于导频音调,并且因此,在该实施例中,234个音调被用作数据音调。最高绝对值编号(即示例符号350中的±122)处的数据音调这里被称为“边缘音调”。训练信号域(例如图2中的VHT-LTF域264)中的数据音调这里被称为“训练数据音调”。
图3B是说明根据一个实施例OFDM符号350中的示例导频音调位置的图。如图3B所示,八个导频音调占据子载波编号{±103、±75、±39、±11}。在其它实施例中,八个导频音调占据其它适合的子载波编号。此外,在一些实施例中,OFDM符号350包括不同数量的导频音调,例如两个导频音调、四个导频音调、六个导频音调、十个导频音调或者任何其它适合数量的导频音调,并且导频音调位于OFDM符号350内任何适合的子载波编号处。
在一些实施例中,数据单元250占用与上述的80MHz带宽信道不同的信道。例如,在一些实施例和/或场景中,数据单元250占据20MHz信道、40MHz信道、160MHz信道或者任何其它适合的带宽信道。在这样的实施例中,包括在数据单元250中的OFDM符号包括不同数量的音调,并且因此与占用80MHz信道的数据单元相比较,不同数量的音调被保留用于导频音调。例如,在一个实施例中,20MHzOFDM符号包括位于子载波编号{±7,±21}处的四个导频音调。在一个实施例中,40MHzOFDM符号包括位于子载波编号{±11,±25,±53}处的六个导频音调。在利用20MHz或者40MHz信道的其它实施例中,利用与上面讨论不同的导频音调数量和/或不同的导频音调位置。在一个实施例中,对于160MHzOFDM符号,以所构成的80MHzOFDM符号中的导频音调数量和位置为基础选择导频音调的数量和导频音调位置。在其它实施例中,与对于80MHzOFDM符号指定的导频音调的数量和位置无关地选择对于160MHzOFDM符号的导频音调的数量和导频音调位置。
根据一些实施例,取决于OFDM符号索引和空间流索引而利用不同的导频音调值。即,在这些实施例中,导频音调被限定为多流音调。在2010年7月29日递交的发明名称为“MethodsandApparatusforWLANTransmission”的美国专利申请第12/846,681号中描述了在一些这样的实施例中利用的各种示例传输信道以及导频音调映射和值,这里以引用的方式结合该申请的全部内容。
再次参照图2,在一个实施例中,如上面讨论的,每一个VHT-LTF域264包括与OFDM符号的每一个子载波频率相对应的训练数据,允许客户端站25-1确定对于每一个音调的完整MIMO信道估计。另一方面,在一些实施例中,为了通过消除或者降低与AP和客户端站之间的频率漂移相关联的误差来改善信道估计的准确度,VHT-LTF域中的一些音调被用作允许在训练域的接收期间跟踪频率和/或相位的导频音调。然而,为了实现以导频音调为基础的频率和/或相位跟踪,客户端站通常要求了解表征AP和客户端站之间的通信信道的信道响应。在MIMO信道的情况下,因此需要了解完整MIMO信道估计以用于准确的频率和/或相位跟踪。然而,完整的MIMO信道估计通常不能够被确定,直到在客户端站处接收了包括在数据单元中的全部训练域(例如图2的数据单元250中的全部VHT-LTF域264)。
因此,在一些实施例中包括在训练信号域OFDM符号中的导频音调是“单个流”导频音调,即,这些导频音调的值仅以OFDM符号索引为基础被限定,并且与空间流索引无关。在这些实施例中,因此,客户端站确定导频音调的多输入单输出(MISO)信道估计,并且使用该MISO信道估计执行相位和/或频率跟踪。结果,在这样的实施例中,客户端站不能够获得对于与训练信号域中的导频音调位置相对应的OFDM子载波的MIMO信道估计。
如上面讨论的,在一些实施例中,客户端站确定与每一个OFDM子载波相对应的信道估计数据并且将所述信道估计数据的至少一部分反馈到AP。理想上,反馈数据包括与OFDM符号中的每一个音调相对应的信道估计。然而在一些实施例中,例如由于宽的信道带宽和/或大量的空间流,在一些情况下传输对于每一个子载波的信道数据不现实和/或降低性能。例如,根据一个实施例,在相对快速变化的通信信道的情况下,传输对于每一个子载波的信道估计数据所要求的时间量超出其间这些信道估计有效的时间量。因此,为了降低反馈的量,在一些实施例中,客户端站25-1传输仅与子载波的子集相对应的信道估计数据。例如,根据一个实施例,客户端站25-1反馈回与一组多个相邻音调中的一个音调相对应的信道估计数据。对于信道估计数据被反馈回到AP14的音调这里被称为“反馈音调”。类似地,信道数据没有被反馈回到AP14的音调这里也被称为“非反馈音调”。
在下面描述的其中客户端站不能够确定与训练域OFDM符号(例如图2中的VHT-LTF264)的导频音调相对应的完整MIMO信道估计的实施例中,与导频音调相对应的信道数据不被传输回到AP14。即,在这些实施例中,反馈音调不包括与导频音调位置相对应的子载波编号。另一方面,为了简化接收器和/或发射器实现,在一些实施例中,反馈音调包括边缘音调和/或与OFDM符号中的DC音调相邻的音调。
图4是表示根据其中客户端站25-1利用不同的子载波分组向AP14传输回信道估计数据的各种实施例和/或场景对于20MHz信道的示例反馈音调映射的表。在利用具有一个音调分组(Ng=1)的实施例中,例如反馈音调包括全部训练数据音调,并且排除与训练域导频音调位置相对应的音调。另一方面,在利用具有两个音调分组(Ng=2)的实施例中,客户端站25-1反馈回仅与30个音调相对应的信道数据(例如与在表中的适当行中表明的子载波编号相对应)。类似地,在利用具有四个音调分组(Ng=4)的实施例中,客户端站25-1反馈回仅与16个音调相对应的信道数据(例如与表中适当的行中表明的子载波编号相对应)。与利用具有一个音调分组(Ng=1)的示例实施例类似,在利用具有两个和四个音调分组的示例实施例中,反馈音调不包括与导频音调位置相对应的子载波编号。此外,在图4的实施例中,对于四个音调分组情况(Ng=4)的反馈音调仅包括对于两个音调分组情况(Ng=2)的反馈音调的子集(即,对于四个音调分组情况(Ng=4)的反馈音调不包括没有包括在对于两个音调分组情况(Ng=2)的反馈音调中的任何音调)。
图5是表示根据各种其它实施例和/或场景对于20MHz信道的另一示例反馈音调映射的表。图5的表与图4的表类似,除了在图5的表中在每一个音调分组(即Ng=1,Ng=2,Ng=4)中位于下和上边带的反馈音调关于彼此对称。与在上面关于图4描述的实施例相同,在图5的实施例中,不反馈回与导频音调位置相对应的信道估计数据。
图6是表示根据其中客户端站25-1利用不同的子载波分组以向AP14传输回信道估计数据的各种实施例和/或场景对于40MHz信道的示例反馈音调映射的表。如在图6中说明的,在利用具有一个音调分组(Ng=1)的实施例中,与上面讨论的20MHz信道的情况类似,反馈音调包括全部训练数据音调,并且排除与导频音调位置相对应的音调。在根据图6利用具有两个音调分组(Ng=2)的实施例中,客户端站反馈回与58个音调相对应的信道估计数据(例如在表中的合适行中表明的编号)。类似地,在利用具有四个音调分组(Ng=4)的实施例中,客户端站反馈回与30个音调相对应的信道估计数据(例如在表中适当的行中表明的编号)。与具有一个音调分组(Ng=1)的情况类似,在利用具有两个和四个音调分组的实施例中,反馈音调不包括与导频音调位置相对应的子载波编号。此外,与图4的实施例类似,在图6的实施例中,对于四个音调分组情况(Ng=4)的反馈音调仅包括对于两个音调分组情况(Ng=2)的反馈音调的子集(即,对于四个音调分组情况(Ng=4)的反馈音调不包括没有被包括在对于两个音调分组情况(Ng=2)的反馈音调的任何音调)。
图7是表示根据一些实施例和/或场景对于80MHz和160MHz信道的示例反馈音调映射的表。在对于80MHz信道利用具有一个音调分组(Ng=1)的实施例中,与上面描述的20MHz和40MHz情况类似,反馈音调包括全部训练数据音调,并且排除与导频音调位置相对应的音调。在对于80MHz信道利用具有两个音调分组(Ng=2)的实施例中,客户端站反馈回与118个音调相对应的信道估计数据(例如在表中适当的行中表明的编号)。类似地,在对于80MHz信道利用具有四个音调分组(Ng=4)的实施例中,客户端站反馈回与62个音调相对应的信道数据(例如在表中适当的行中表明的编号)。在对于160MHz利用上面的音调分组的实施例中,在表中表明的反馈载波编号与所构成的80MHz信道相对应。此外,在一些实施例中,对于四个音调分组情况(Ng=4)的反馈音调仅包括对于两个音调分组情况(Ng=2)的反馈音调的子集(即,对于四个音调分组情况(Ng=4)的反馈音调不包括没有被包括在对于两个音调分组情况(Ng=2)的反馈音调中的任何音调)。
图8是表示根据一些其它实施例和/或场景对于80MHz和160MHz信道的另一示例反馈音调映射的表。图8的表与图7的表类似,除了在利用图8的音调映射的实施例中边缘音调和导频音调从反馈音调子集排除。因此,图8的表表明对于80MHz信道对于具有一个音调分组的232个反馈音调,对于80MHz信道对于具有两个音调分组的116个反馈音调,以及对于80MHz信道对于具有四个音调分组的58个反馈音调。与图7类似,在对于160MHz信道利用上面的音调分组的实施例中,在表中表明的反馈载波编号与所构成的80MHz信道相对应。
图9是根据一个实施例用于从接收器向发射器传输信道估计数据的示例方法900的流程图。参照图1,在一个实施例中,通过网络接口16实现方法900。例如,在一个这样的实施例中,PHY处理单元20被配置以实现方法900。根据另一实施例,MAC处理单元18也被配置以至少实现方法900的一部分。继续参照图1,在再一实施例中,通过网络接口27(例如PHY处理单元29和/或MAC处理单元28)实现方法900。在其它实施例中,通过其它适合的网络接口实现方法900。
在方框904处,接收器从发射器接收多个训练信号域。在一个实施例中,训练信号域是图2中的VHT-LTF域264。根据一个实施例,在方框904处接收的每一个训练域包括诸如图3A的OFDM符号350的一个或者多个OFDM符号。OFDM符号的音调至少包括训练数据音调和导频音调。根据一个实施例,导频音调位于图3B中说明的位置。在其它实施例中,使用不同数量的导频音调和/或不同的导频音调位置。
在方框908处,接收器确定与在方框904处接收的OFDM符号中的训练数据音调和导频音调相对应的信道估计数据。在一个实施例中,与训练数据音调相对应的信道估计数据与MIMO信道估计相对应,而与导频音调相对应的信道估计数据与MISO信道估计相对应。
在方框912处,接收器向发射器传输回仅与OFDM符号音调的子集相对应的信道估计数据,或者使用仅与OFDM符号音调的子集相对应的信道估计数据生成的数据。在一个实施例中,所述子集排除全部导频音调。即,在该实施例中,被传输回到发射器的信道估计数据排除MISO信道估计数据。在一些实施例中,在方框912处,与OFDM符号中两个相邻数据/导频音调的每一组中的一个音调相对应的信道估计数据或者与OFDM符号中四个相邻数据/导频音调的每一组中的一个音调相对应的信道数据被传输回到发射器。在一些示例实施例中,在方框912处传输回到发射器的信道估计数据或者使用信道估计数据生成的数据与在图4-8中说明的编号位置相对应。在一个实施例中,使用信道估计数据生成的数据是用于沿接收器的方向导向来自发射器的信号的方向向量形式。在另一实施例中,使用信道估计数据生成的数据是跨越信道估计数据的零空间的向量形式。
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实现上述的各种方框、操作和技术的至少一些。在利用执行软件或者固件指令的处理器实现时,所述软件或者固件指令可以被存储在诸如磁盘、光盘或者其它存储介质上的任何计算机可读存储器中、RAM或者ROM或者闪存、处理器、硬盘驱动、光盘驱动、磁带驱动等等中。同样,可以经由任何已知或者期望的传送方法向用户或者系统传送软件或者固件指令,例如在计算机可读盘或者其它可传输的计算机存储机制上或者经由通信介质。通信介质典型地体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或者调制数据信号中的其它数据,诸如载波或者其它传输机制。术语“调制数据信号”意味着具有一个或者多个按照这样的方式被设置或者改变以编码信号中的信息其特性的信号。作为示例而非限制的方式,通信介质包括诸如有线网络或者直接线路连接的有线介质以及诸如声学、射频、红外的无线介质和其它无线介质。因而,可以经由诸如电话线、DSL线路、电缆电视线路、光纤线路、无线通信信道、互联网等等的通信信道(被看作与经由可传输的存储介质提供这样的软件相同或者可相互改变)向用户或者系统传送软件或者固件指令。所述软件或者固件指令可以包括在通过处理器执行时使所述处理器执行各种行为的机器可读指令。
在被实现为硬件时,所述硬件可以包括分立部件、集成电路、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)等等中的一个或者多个。
尽管参照旨在仅是说明性而非限制本发明的具体示例描述了本发明,但是在不偏离本发明范围的情况下可以对所公开的实施例做出改变、添加和/或删除。