CN105900511A - 利用最小OFDMA带宽单元进行高效Wi-Fi(HEW)通信的主站和方法 - Google Patents

利用最小OFDMA带宽单元进行高效Wi-Fi(HEW)通信的主站和方法 Download PDF

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Abstract

本文总地描述了用于在Wi‑Fi网络中根据高效Wi‑Fi(HEW)技术进行通信的主站和方法的实施例。在一些实施例中，主站被配置为在正交频分多址(OFDMA)控制时间段期间，通过使用天线，在包括一个或多个20MHz Wi‑Fi信道的带宽内使用多个最小OFDMA带宽单元来与经调度的站进行通信，其中在该OFDMA控制时间段期间，主站具有对无线介质的独占控制。每个最小OFDMA带宽单元可包括预定数目的子载波，这些子载波不包括信道的保护子载波，其中保护子载波被提供在带宽的带边缘处，保护子载波是除了每个最小OFDMA带宽单元的子载波之外的子载波。在一些实施例中，在20MHz信道内的最小OFDMA带宽单元之间不提供保护子载波。

Description

利用最小OFDMA带宽单元进行高效Wi-Fi(HEW)通信的主站和方法
优先权声明
本申请要求于2014年7月30日提交的美国专利申请No.14/447,254的优先权权益，该美国专利申请要求下面的美国专利申请的优先权权益：
2013年11月19日提交、序列号61/906,059，
2014年4月1日提交、序列号61/973,376，
2014年4月8日提交、序列号61/976,951，
2014年4月30日提交、序列号61/986,256，
2014年4月30日提交、序列号61/986,250，
2014年5月12日提交、序列号61/991,730，
2014年6月18日提交、序列号62/013,869，以及
2014年7月15日提交、序列号62/024,801，
所有这些申请通过引用以其整体结合于此。
技术领域
实施例涉及无线网络。一些实施例涉及无线局域网(WLAN)、Wi-Fi网络、和根据IEEE 802.11标准中的一个(例如，IEEE 802.11ac标准或IEEE 802.11ax SIG(称为DensiFi))进行操作的网络。一些实施例涉及高效无线或高效WLAN(HEW)通信。
背景技术
Wi-Fi通信已朝着不断增长的数据速率的方向演进(例如，从IEEE802.11a/g到IEEE 802.11n，再到IEEE 802.11ac)。即将到来的针对HEW的IEEE 802.11ax任务组是这些标准的下一步演进。HEW意图提供数据容量的增长，同时保持与传统系统的兼容性。存在对实现数据容量的增长的同时保持与传统系统的兼容性的一般需求。
附图说明
图1示出了根据一些实施例的HEW网络；
图2示出了配备有5MHz子信道的20MHz信道的子载波配置；
图3示出了针对20MHz、40MHz、80MHz和160MHz信道的子载波配置；
图4示出了根据一些实施例，配备有OFDMA最小带宽单元子信道的20MHz信道；
图5示出了根据一些实施例，配备有OFDMA最小带宽单元子信道的宽带信道；以及
图6示出了根据一些实施例的HEW通信设备。
具体实施方式
下面的描述和附图充分地说明了具体的实施例，从而使得本领域技术人员能够实施这些实施例。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电学的、过程和其他改变。一些实施例的部分和特征可被包括在其他实施例的部分和特征中或者可被其他实施例的部分和特征代替。权利要求中所陈述的实施例包括那些权利要求的全部可获得的等同物。
图1示出了根据一些实施例的HEW网络。HEW网络100可以包括主站(STA)102、多个HEW站104(即，HEW设备)以及多个传统站106(传统设备)。主站102可以被安排为根据IEEE 802.11标准中的一个或多个标准与HEW站104和传统站106进行通信。在一些实施例中，主站102可被安排为根据针对HEW的IEEE 802.11ax标准与HEW站104进行通信。在一些实施例中，主站102可以是接入点(AP)，但实施例的范围在该方面不受限制。
根据实施例，主站102可以包括物理层(PHY)和介质接入控制层(MAC)电路，MAC层电路被安排为竞争无线介质(例如，在竞争时间段期间)以在HEW控制时间段(即，传输机会(TXOP))期间接收对介质的独占控制。主站102可以在HEW控制时间段的开始处发送HEW主同步传输。在HEW控制时间段期间，HEW站104可以根据基于非竞争的经调度的多址技术与主站102进行通信。这不同于常规的Wi-Fi通信，在常规的Wi-Fi通信中，设备根据基于竞争的通信技术而不是非竞争的多址技术进行通信。在HEW控制时间段期间，传统站106可以抑制通信。在一些实施例中，主同步传输可被称为HEW控制和调度传输。
根据实施例，主同步传输可以包括多设备HEW前导码，其被安排为针对多个经调度的HEW站104用信号传输和标识数据字段。主站102还可被安排为在HEW控制时间段期间，向/从经调度的HEW站104发送(在下行方向上)和/或接收(在上行方向上)一个或多个数据字段。在这些实施例中，主站102可在多设备HEW前导码中包括训练字段，以允许每个经调度的HEW站104执行同步和初始信道评估。
根据一些实施例，HEW站104可以是经Wi-Fi或IEEE 802.11配置的站(STA)，其进一步被配置用于HEW操作(例如，根据IEEE802.11ax)。HEW站104可被配置为在HEW控制时间段期间，根据基于非竞争的多址技术(例如，经调度的正交频分多址(OFDMA)技术)与主站102进行通信，并且可被配置为接收和解码HEW帧的多设备HEW前导码。HEW站104还可被配置为在HEW控制时间段期间，对主站102接收到的指示数据字段进行解码。
根据一些实施例，主站102可被配置为在OFDMA控制时间段期间，在包括一个或多个信道的带宽内、使用多个最小OFDMA带宽单元与经调度的站104进行通信，其中在该OFDMA控制时间段期间，主站102具有对无线介质的独占控制。在这些实施例中，每个最小OFDMA带宽单元包括预定数目的子载波，这些子载波不包括信道的保护子载波。在这些实施例中，保护子载波被提供在带宽的带边缘处，并且保护子载波是除了每个最小OFDMA带宽单元的子载波之外的子载波。在这些实施例中，不需要在信道的最小OFDMA带宽单元之间提供保护子载波。这些实施例将在下文详细讨论。
本文所公开的实施例提供了针对向后兼容且可与传统Wi-Fi共存的HEW的OFDMA设计。这些实施例以尽可能大的程度适用于传统信道化。这些实施例提供了很好地与传统OFDM结构匹配的最小OFDMA带宽单元。除了下文详细讨论的新颖的OFDMA分配之外，本文所公开的实施例还提供与传统IEEE 802.11标准(包括传统IEEE 802.11ac标准)的共存性。高效WLAN学习小组(HEW SG)(现在被称为IEEE 802.11ax任务组)已经开始从802.11ac/ah所提出的标准来演进Wi-Fi。作为目标用例之一，该学习小组具有高密度部署场景，例如，体育场、热点以及蜂窝卸载。该新的小组中的主要用例针对密集部署和蜂窝卸载。本文所公开的最小OFDMA带宽单元分配提供了对称的子信道化，并且可提高整体系统频谱利用率，从而提高整体系统效率，特别是在这些目标用例场景中。
由于HEW中的一个主要用例是密集部署，其中很多设备试图以中等数据速率接入介质，因此可能需要允许更多同时接入的方法。当前IEEE802.11ac规范允许高达160MHz的带宽，其中具有八个同时的MIMO流。HEW的关注点在于使用粗管道(宽带宽)、利用OFDMA向很多设备提供接入。根据一些实施例，定义了与传统信道化匹配的最小OFDMA带宽单元。在802.11HEW之前，OFDMA未被用作Wi-Fi中的接入机制。本文所公开的实施例试图尽可能多地再利用基本物理层块，该基本物理层块被用于实现先前版本的IEEE 802.11Wi-Fi标准。
根据实施例，最小OFDMA带宽单元被配置为允许有效且可扩展的OFDMA配置。在一些实施例中，提供了4.375MHz的最小带宽大小。在这些实施例中，带宽分配可以这样的方式实现：该方式还允许其向后兼容传统设备，在传统设备中，所公开的子信道的波形将允许在传统设备的OFDMA传输的中间进行CCA检测(例如，符号时间可以对齐)。因此，提供了保护机制，从而使该方法比其他方法更具吸引力。
到目前为止，这些其他方法未解决带边缘的不对称性，在带边缘处提供保护音调以避免相邻干扰且限制频谱遮罩(mask)。本文所公开的定义用于子信道化的最小OFDMA带宽单元的实施例更为有效且提供了对称的频谱分配，并且提供了与11n/ac信道化的匹配以及与传统系统的向后兼容性。
图2示出了配备有5MHz子信道的20MHz信道的子载波配置。如图2所示，子载波总数是56，其中52个是数据子载波，4个是导频。对于20MHz信道，针对处于带中心的DC子载波而言，导频子载波可位于位置-21、-7、7和21。如图所示，在四个保护子载波204(左侧)处存在空子载波，并且在三个保护子载波204(右侧)处存在空子载波，以提供保护带。这些保护带被用于传统通信以限制对相邻信道的干扰等级，并且提供足够的边距以用于功率放大器退避和过滤。如图2所示，将20MHz信道分成5MHz带宽分配202导致了不对称，因为在两个边缘处的可用带宽小于中间带(即，不是每个5MHz分配的所有子载波均可用)。
图3示出了针对20MHz、40MHz、80MHz和160MHz信道的子载波配置。如图3所示，在40、80和160MHz信道中存在与针对图2中的5MHz分配所描述的类似的不对称性。对于40MHz、80MHz和160MHz信道，保护带可以更宽(例如，每个边缘上具有6个和5个子载波分配)。
图4示出了根据一些实施例，配备有OFDMA最小带宽单元子信道的20MHz信道。为了避免针对图2和图3所描述的不对称性，本文所公开的实施例基于每个单元中的子载波数目来定义OFDMA带宽单元402。在一些实施例中，最小OFDMA带宽单元可以是14个子载波，在一些实施例中，使用与传统系统中所定义的相同的FFT大小，该最小OFDMA带宽单元可以等于14x 312.5KHz＝4.375MHz。特别地，为了实现传统共存，可使用相同的FFT大小，因此符号持续时间和保护间距将允许在传统设备106(图1)的OFDMA传输的任何部分期间进行CCA检测。这允许传统设备106在它们在OFDMA传输期间醒来的情况下，使用传统规范中所概述的相同机制来执行保护间距检测并推迟传输。因此，传统设备106将正确推迟实现传统共存。
在一些实施例中，如果决定增加FFT大小并因此改变符号持续时间和保护间距(例如，以支持室外信道)，则OFDMA带宽单元的子载波数目可随着FFT大小的增加而增加相同比例，同时4.375MHz的最小带宽分配可以保持不变。例如，针对20MHz操作，如果FFT大小从传统64点FFT增加到128点FFT，可存在具有减小的子载波间隔20MHz/128＝156.25KHz的14x 128/64＝28个子载波，从而最小OFDMA单元为28x子载波间隔＝4.375MHz。
下文中的表1根据一些实施例，总结了每个20、40、80和160MHz操作模式中的OFDMA子信道数目和子载波设计。如下文详细描述的，OFDMA子信道数目针对80MHz和160MHz分别增加到17和36(与5MHz被用作最小OFDMA单元时针对不对称子信道分配的16和32(分别针对80和160MHz)形成对比)。因此，本文所公开的实施例提供了具有最小OFDMA单元的对称OFDMA结构，其允许更多用户同时接入，从而更好地利用频谱。
表1
根据实施例，每个OFDMA子信道中的调制和编码方案(MCS)的映射被简化，因为这里所公开的OFDMA带宽单元是对称的。例如图2和图3中所示的不对称结构可能在任一边缘上的子信道与带中间的子信道中需要不同的MCS映射，因为它们将利用不同数目的子载波。
根据实施例，主站102可被配置为在OFDMA控制时间段期间，在包括一个或多个信道的带宽401内、使用多个最小OFDMA带宽单元402与经调度的站104进行通信，其中在该OFDMA控制时间段期间，主站102具有对无线介质的独占控制。每个最小OFDMA带宽单元402可包括预定数目的子载波，这些子载波不包括信道的保护子载波。在这些实施例中，保护子载波被提供在带宽401的带边缘404处。保护子载波可以是除了每个最小OFDMA带宽单元402的子载波之外的子载波，并且不需要在信道的最小OFDMA带宽单元402之间提供保护子载波。
在一些实施例中，表1中所标识的额外的空子载波可被用作保护子载波，并且可被提供在最小OFDMA带宽单元之间，但实施例的范围在该方面不受限制。这些实施例将放宽对被分配到最小OFDMA带宽单元的每个用户的频率精确性的要求，因为频率不精确可引起载波间干扰(ICI)。
在一些实施例中，对于利用64点FFT来处理20MHz信道的信号而言，每个最小OFDMA带宽单元402的数据和导频子载波的预定数目是14，其中子载波间隔是312.5KHz，并且每个最小OFDMA带宽单元402占据带宽4.375MHz。在这些实施例中，主站102可使用多个4.375MHz子信道与经调度的站104进行通信，其中每个4.375MHz子信道对应于一最小OFDMA带宽单元402。
在这些实施例中，可使用符合传统IEEE 802.11系统的子载波间隔(例如，312.5KHz)。针对每个最小OFDMA带宽单元402使用14个数据子载波提供了对称的带宽分配，因为不包括保护子载波。这与图2所示的作为不对称分配的5MHz带宽分配202不同，因为带边缘204处的5MHz带宽分配202A和202D将需要包括保护子载波(它们将不被使用)。因此，5MHz带宽分配202A和202D将利用比信道中心附近的5MHz带宽分配202B和202C更少的子载波。因而，带边缘204处的5MHz带宽分配202A和202D可能比信道中心附近的5MHz带宽分配202B和202C具有更低的数据处理容量(以及更低的MCS)。该不对称性可能导致实现复杂度增加以及其他不利因素。根据这些实施例，通过最小OFDMA带宽单元402提供了对称性，因为它们使用相同预定数目的子载波，并且没有子载波作为保护子载波。
图5示出了根据一些实施例，配备有OFDMA最小带宽单元子信道的宽带信道。在这些实施例中，主站102(图1)可被配置为在OFDMA控制时间段期间，在包括一个或多个信道的带宽501内、使用多个最小OFDMA带宽单元402与经调度的站104进行通信，其中在该OFDMA控制时间段期间，主站102具有对无线介质的独占控制。每个最小OFDMA带宽单元402包括预定数目的子载波，这些子载波不包括信道的保护子载波。在这些实施例中，宽带信道中的每个信道可以是20MHz信道，并且当信道是宽带信道501且包括两个或更多个相邻的20MHz信道时，在两个或更多个相邻的20MHz信道中的至少一些相邻的最小OFDMA带宽单元402之间不提供保护子载波，但实施例的范围在该方面不受限制。在一些其他实施例中，在带边缘404(图4)处，在每个相邻的20MHz信道之间可提供保护子载波。
一些替换实施例可使用不同的FFT大小，并且可提供更小的最小OFDMA带宽单元。例如，对于利用256点FFT来处理20MHz信道而言，每个最小OFDMA带宽单元402的数据和导频子载波的预定数目可以是十四。在这些实施例中，每个最小OFDMA带宽单元可占据1.09375MHz的带宽。在这些实施例中，十六个最小OFDMA带宽单元可占据20MHz信道而不是图4中所示的四个最小OFDMA带宽单元。在使用更大FFT大小(例如，针对20MHz信道为128、256或512)的这些实施例中，子载波可占据更小的带宽(即，带宽可按FFT点数增大的比例缩小(即，针对128点FFT为128/64、针对256点FFT为256/64、针对512点FFT为512/64))。例如，对于256点FFT，子载波可占据4.375/(256/64)＝1.09375MHz。不同的FFT大小也可用于宽带信道。
在一些实施例中，可提供更大的最小OFDMA带宽单元。例如，对于利用64点FFT来处理20MHz信道的信号而言，每个最小OFDMA带宽单元的数据和导频子载波的预定数目是二十八(28)，其中子载波间隔是312.5KHz。在这些实施例中，每个最小OFDMA带宽单元可占据8.75MHz的带宽。在这些实施例中，两个最小OFDMA带宽单元可占据20MHz信道，而非图4所示的四个最小OFDMA。
在一些实施例中，对于利用128点FFT来处理20MHz信道的信号而言，每个最小OFDMA带宽单元的数据和导频子载波的预定数目是二十八(28)，其中子载波间隔是156.25KHz。在这些实施例中，每个最小OFDMA带宽单元可占据4.375MHz的带宽。在这些示例性实施例中，四个最小OFDMA带宽单元(每个具有28个子载波)可占据20MHz信道。这些实施例例如可以被用于支持室外信道，但实施例的范围在该方面不受限制。
在一些实施例中，每个信道可以是包括四个最小OFDMA带宽单元402的20MHz信道，并且在OFDMA控制时间段期间由主站102用于与经调度的站104通信的信道包括一个或多个相邻的20MHz信道。在一些实施例中，对于在OFDMA控制时间段期间使用包括单个20MHz信道的信道(即，具有20MHz带宽)与经调度的站104通信而言，单个20MHz信道可为总共56个数据子载波还有DC子载波和位于带边缘404处的7个保护子载波提供四个最小OFDMA带宽单元402(参见表1)。在图4所示的示例中，一个带边缘可具有三个保护子载波，而另一个带边缘可具有四个保护子载波。在图4所示的示例中，在信道的最小OFDMA带宽单元402之间不提供保护子载波。
在一些实施例中，对于在OFDMA控制时间段期间使用包括两个或更多个相邻的20MHz信道的信道(例如，对于40MHz、80MHz和160MHz的带宽)与经调度的站104通信而言，主站102可以分配两个或更多个相邻的20MHz信道的最小OFDMA带宽单元402，而其间没有保护子载波，但实施例的范围在该方面不受限制，因为保护子载波可在带边缘404处被提供在每个20MHz信道之间。在这些实施例中的一些实施例中，因为OFDMA通信中固有的频谱对齐(即OFDMA信号可在功率、频率和时间上对齐)，可能不需要在两个或更多个相邻20MHz信道的最小OFDMA带宽单元402之间提供保护子载波。这不同于每个20MHz信道内的传统IEEE 802.11通信。在这些实施例中，相邻信道中的先前作为保护子载波的子载波可被用于传输数据。
在一些实施例中，对于在OFDMA控制时间段期间使用带宽为40MHz、包括两个连续或相邻的20MHz信道的宽带带宽501(例如，宽带信道)与经调度的站104通信而言，主站102可以为总共112个数据和导频子载波、DC子载波和在带边缘504处的七(7)个保护子载波分配多达八个最小OFDMA带宽单元402(每个具有十四(14)个子载波)(参见表1)。这些实施例可使用64点FFT。当使用256点FFT时，分配数目可至少放大256/64的比例。在图5所示的示例中，宽带带宽501的一个带边缘可具有三个保护子载波，而另一带边缘可具有四个保护子载波。在这些40MHz实施例中，当在40MHz宽带信道的相邻20MHz信道之间不提供保护子载波时，可以存在若干(例如八个)未使用的额外的或空子载波。在一些实施例中，额外的或空子载波可被用作最小OFDMA带宽单元之间的保护子载波，以放宽诸如每个用户设备中的本地振荡器精度之类的硬件实现。
在一些实施例中，额外的空子载波可被添加到40MHz的两个带边缘处的保护子载波、被分配在两个20MHz子信道之间、被分配在最小OFDMA单元之间、和/或被分配在DC附近(例如，以减轻对DC偏移的要求)。
在一些实施例中，对于在OFDMA控制时间段期间使用带宽为80MHz、包括四个连续20MHz信道的宽带信道与经调度的站104通信而言，主站102可以为总共多达238个数据和导频子载波、1个DC子载波和在带边缘504处的七(7)个保护子载波分配多达十七(17)个最小OFDMA带宽单元(每个具有十四(14)个子载波)(参见表1)。这些实施例可使用64点FFT。当使用256点FFT时，分配数目可至少放大256/64的比例。在提供多达17个最小OFDMA带宽单元502的这些80MHz实施例中，当在80MHz宽带信道中的相邻20MHz信道之间不提供保护子载波时，可能存在若干(例如，十个)未使用的额外的或空子载波。在一些实施例中，额外的或空子载波可被用作最小OFDMA带宽单元之间的保护子载波。在这些80MHz实施例中，通过消除相邻20MHz信道之间的保护子载波，可分配额外的最小OFDMA带宽单元(即，17个最小OFDMA带宽单元(每个具有14个子载波)，而非16个最小OFDMA带宽单元)。注意，消除各个20MHz之间的7个保护子载波将产生3x7＝21个额外的空子载波。80MHz信道在每个带边缘分别具有6个和5个保护子载波，而不是针对20MHz的4个和3个保护子载波，并且在DC处和附近具有3个空子载波。这些空子载波的结构变化可提供额外的最小OFDMA单元和额外的空子载波，如表1所示。
在一些实施例中，对于在OFDMA控制时间段期间使用带宽为160MHz、包括八个连续的20MHz信道的宽带信道与经调度的站104通信而言，主站102可以为总共多达504个数据和导频子载波、1个DC子载波和在带边缘504处的7个保护子载波分配多达三十六(36)个最小OFDMA带宽单元(每个具有十四(14)个子载波)。这些实施例可使用64点FFT。当使用256点FFT时，分配数目可至少放大256/64的比例。在这些160MHz实施例中，常规上将被提供在相邻20MHz信道之间的保护子载波中的全部或大多数可被用于通信。在这些160MHz实施例中，通过消除相邻20MHz信道之间的保护子载波，可分配若干(例如，多达四个)额外的最小OFDMA带宽单元(即，多达36个最小OFDMA带宽单元(每个具有14个子载波)，而非32个最小OFDMA带宽单元)。
在一些实施例中，主站102可被配置用于在OFDMA控制时间段期间使用带宽为160MHz、包括两个非连续80MHz宽带信道(即，80+80MHz信道)的宽带信道来与经调度的站104通信。对于80+80MHz信道中的每个80MHz宽带信道，主站102可以为总共多达238个数据和导频子载波、1个DC子载波和在带边缘504处的七(7)个保护子载波分配多达十七(17)个最小OFDMA带宽单元(每个具有十四(14)个子载波)。在使用具有160MHz宽带的宽带信道(包括两个非连续80MHz宽带信道(即，80+80MHz宽带信道))的这些实施例中，每个80MHz信道可包括四个连续20MHz信道。在这些实施例中，空子载波可被分配在每个80MHz信道的带边缘上。因此，可分配少于160MHz连续带宽信道的36个分配。例如，这36个分配中至少一个分配的子载波可备用于保护带和空子载波。在利用160MHz带宽的一些实施例中，可使用三十五(35)个最小OFDMA带宽单元，并且额外的空子载波(可被用于另一最小OFDMA带宽单元)可被用于最小OFDMA带宽单元之间的空子载波。
在一些实施例中，主站可基于最小OFDMA带宽单元402来向经调度的站104分配带宽，以用于在控制时间段期间与主站进行通信。经调度的站104可以是高效无线(HEW)站104(即，IEEE 802.11ax)，并且主站102可以是接入点，该接入点被配置用于与HEW站104进行HEW通信，以及被配置用于与传统站106进行传统通信(例如，IEEE 802.11ac)。在这些实施例中，在OFDMA控制时间段期间，主站102可根据基于非竞争的多址技术(例如，经调度的OFDMA和/或空分多址(SDMA)技术)、使用最小OFDMA带宽单元来与经调度的HEW站104通信。在OFDMA控制时间段以外，主站可被配置为根据基于竞争的通信技术(传统IEEE802.11、CSMA/CA)来与包括传统站106的站进行通信。
在一些实施例中，最小OFDMA带宽单元402可被配置为在控制时间段内是时间和频率复用的。在控制时间段期间，可根据上行链路SDMA技术、使用OFDMA从经调度的站104接收分组，或者可根据下行链路复用技术、使用OFDMA向经调度的站104发送分组。在一些实施例中，在控制时间段期间，可根据上行链路SDMA技术、使用OFDMA从经调度的站104接收分组，但实施例的范围在该方面不受限制。
在一些实施例中，主站102可在控制时间段的初始部分期间，发送包括多设备前导码的主同步传输，该多设备前导码被安排为用信号传输和标识针对多个经调度站104的数据字段。主同步传输可标识最小OFDMA带宽单元402的参数，以供经调度站104用于在控制时间段期间与主站102通信。在控制时间段期间的通信使用最小OFDMA带宽单元402。在一些实施例中，经调度的站104可被分配不止一个最小OFDMA带宽单元402，因为最小OFDMA带宽单元402是可被分配的最小带宽量。
在这些实施例中的一些实施例中，一点额外的功率放大器(PA)退避和过滤可有助于跨所有带宽一致地限定在带边缘404(图4)和504(图5)上的保护带为1250KHz(左侧4个空子载波，右侧3个空子载波)。在一些替换实施例中，额外的空子载波可被分配以提供与图3所示的传统分配类似的额外的保护带。一些实施例可能针对80MHz信道仅使用17个可能的子信道中的16个子信道(或36个可能的子信道中的35个子信道)，或针对160MHz信道仅使用36个可能的子信道中的35个子信道，以空出一个OFDMA单元用作14个额外的空子载波。在40、80和160MHz宽带信道中，额外的空子载波的可用性可在设计中提供灵活性。如前所述，额外的空子载波可被分配作为保护或者可被分配在DC周围以放宽对DC偏移消除的要求。额外的空子载波还可被分配在OFDMA单元之间以放宽对振荡器精度的要求。
图6根据一些实施例示出了HEW通信设备。HEW设备600可以是HEW兼容设备，其可被安排为与一个或多个其他HEW设备(例如，HEW站104(图1)或主站102(图1))以及传统设备进行通信。HEW设备600可适用于作为主站102(图1)或HEW站104(图1)进行操作。根据实施例，HEW设备600可以包括硬件处理电路等，该硬件处理电路可以包括物理层(PHY)电路602和介质接入控制层电路(MAC)604。PHY 602和MAC 604可以是HEW兼容层，并且还可以与一个或多个传统IEEE 802.11标准兼容。PHY 602可以被安排为发送HEW帧(诸如，HEW帧(图4))。HEW设备600还可以包括被配置为执行本文所描述的各种操作的其他处理电路606和存储器608。
根据一些实施例，MAC 604可以被安排为在竞争时间段期间竞争无线介质，以在HEW控制时间段内接收对介质的控制并且配置HEW帧。PHY 602可以被安排为如上所讨论的发送HEW帧。PHY 602还可以被安排为从HEW站接收HEW帧。MAC 604还可以被安排为通过PHY 602来执行发送和接收操作。PHY 602可以包括用于调制/解调制、上变频/下变频、过滤、放大等的电路。在一些实施例中，处理电路606可以包括一个或多个处理器。在一些实施例中，两个或更多个天线可以被耦合至物理层电路以被安排为发送和接收信号，包括对HEW帧的传输。存储器608可以存储信息，该信息用于配置处理电路606来执行用于配置和发送HEW帧以及执行本文所描述的各种操作的操作。
在一些实施例中，HEW设备600可以被配置为使用OFDM通信信号通过多载波通信信道进行通信。在一些实施例中，HEW设备600可被配置为根据特定通信标准(例如，电气和电子工程师协会(IEEE)标准，包括IEEE 802.11-2012、802.11n-2009和/或802.11ac-2013标准和/或包括提议的HEW标准在内的针对WLAN的提议规范)来接收信号，但本发明的范围在该方面不受限制，因为它们还可以适用于根据其他技术和标准来发送和/或接收通信。在一些其他实施例中，HEW设备600可以被配置为接收使用一个或多个其他调制技术发送的信号，其中上述一个或多个其他调制技术例如可以是扩频调制(例如，直接序列码分多址(DS-CDMA)和/或跳频码分多址(FH-CDMA))、时分多路复用(TDM)调制和/或频分多路复用(FDM)调制，但实施例的范围在该方面不受限制。
在一些实施例中，HEW设备600可以是便携式无线通信设备的一部分，便携式无线通信设备例如是个人数字助理(PDA)、具有无线通信功能的膝上型计算机或便携式计算机、web平板、无线电话或智能电话、无线耳机、寻呼机、即时消息传递设备、数字相机、接入点、电视、医疗设备(例如，心率监测器、血压监测器等)或可以无线地接收和/或发送信息的其他设备。在一些实施例中，HEW设备600可以包括如下各项中的一项或多项：键盘、显示器、非易失性存储器端口、多种天线、图形处理器、应用处理器、扬声器以及其他移动设备元件。显示器可以是包括触摸屏的LCD屏幕。
HEW设备600的天线可以包括一个或多个定向或全向天线，例如包括偶极天线、单极天线、贴片天线、环形天线、微带天线或适用于传输RF信号的其他类型的天线。在一些多输入多输出(MIMO)实施例中，天线可以被有效地分离，以利用可以在每个天线和发送站的天线之间产生的空间分集和不同信道特性。
尽管HEW设备600被示出为具有数个分离的功能性元件，但是这些功能性元件中的一个或多个可以被组合并且可以通过软件配置元件(例如，包括数字信号处理器(DSP)的处理元件)和/或其他硬件元件的组合来实现。例如，一些元件可以包括一个或多个微处理器、DSP、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、射频集成电路(RFIC)以及各种至少用于执行本文所描述的功能的硬件和逻辑电路的组合。在一些实施例中，HEW设备600的功能性元件可以指在一个或多个处理元件上操作的一个或多个处理。
实施例可以被实现于硬件、固件和软件中的一者或者其组合中。实施例还可以被实现为存储于计算机可读存储设备上的指令，这些指令可被至少一个处理器读取并运行以执行本文所描述的操作。计算机可读存储设备可以包括用于以机器(例如，计算机)可读形式存储信息的任意非暂态机制。例如，计算机可读存储设备可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备以及其他存储设备和介质。一些实施例可以包括一个或多个处理器，并且可以被配置有存储在计算机可读存储设备上的指令。
摘要被提供为遵守37C.F.R 1.72(b)节，该节要求摘要允许读者确定本技术公开的性质和主旨。摘要的递交应理解为它将不被用于限制或解释权利要求的范围或意义。下面的权利要求因此被合并到详细的描述中，其中每项权利要求独立作为单独的实施例。

Claims (23)

1.一种主站，该主站包括硬件处理电路并且被配置为在Wi-Fi网络中通信，该硬件处理电路包括物理层电路和介质接入控制层电路并且被配置为：
在正交频分多址(OFDMA)控制时间段期间，在包括一个或多个信道的带宽内使用多个最小OFDMA带宽单元与经调度的站进行通信，其中在该OFDMA控制时间段期间，所述主站具有对无线介质的独占控制，
其中每一个最小OFDMA带宽单元包括预定数目的子载波，这些子载波不包括所述信道的保护子载波。
2.如权利要求1所述的主站，其中所述保护子载波被提供在所述带宽的带边缘处，所述保护子载波是除了每一个最小OFDMA带宽单元的子载波之外的子载波，并且
其中在信道的所述最小OFDMA带宽单元之间不提供所述保护子载波。
3.如权利要求1所述的主站，其中每一个信道是20MHz信道，并且
其中当所述信道是宽带信道并且包括两个或更多个相邻的20MHz信道时，在所述两个或更多个相邻的20MHz信道的相邻最小OFDMA带宽单元之间不提供所述保护子载波。
4.如权利要求3所述的主站，其中对于利用64点FFT来处理20MHz信道的信号而言，每一个最小OFDMA带宽单元的数据和导频子载波的预定数目是十四(14)，其中子载波间隔是312.5KHz，并且
其中每一个最小OFDMA带宽单元占据4.375MHz的带宽。
5.如权利要求3所述的主站，其中对于利用256点FFT来处理20MHz信道而言，每一个最小OFDMA带宽单元的数据和导频子载波的预定数目是十四(14)，并且
其中每一个最小OFDMA带宽单元占据1.09375MHz的带宽。
6.如权利要求4所述的主站，其中每一个信道是包括四个最小OFDMA带宽单元的20MHz信道，
其中在所述OFDMA控制时间段期间，由所述主站用于与所述经调度的站进行通信的信道包括一个或多个相邻的20MHz信道，
其中对于在所述OFDMA控制时间段期间使用包括单个20MHz信道的信道与所述经调度的站进行通信而言，所述单个20MHz信道被配置为针对总共56个数据子载波还有DC子载波和位于所述带边缘处的七(7)个保护子载波提供四个最小OFDMA带宽单元。
7.如权利要求6所述的主站，其中对于在所述OFDMA控制时间段期间使用包括两个或更多个相邻的20MHz信道的宽带信道与所述经调度的站进行通信而言，所述主站被配置为分配所述两个或更多个相邻的20MHz信道的最小OFDMA带宽单元，而在这些最小OFDMA带宽单元之间没有所述保护子载波。
8.如权利要求7所述的主站，其中对于在所述OFDMA控制时间段期间使用带宽为40MHz、包括两个连续的20MHz信道的宽带带宽与所述经调度的站进行通信而言，所述主站被配置为针对总共112个数据和导频子载波、DC子载波和在所述带边缘处的七(7)个保护子载波分配多达八个最小OFDMA带宽单元，其中每一个最小OFDMA带宽单元具有十四(14)个子载波。
9.如权利要求8所述的主站，其中对于在所述OFDMA控制时间段期间使用带宽为80MHz、包括四个连续的20MHz信道的宽带信道与所述经调度的站进行通信而言，所述主站被配置为针对总共多达238个数据和导频子载波、1个DC子载波和在所述带边缘处的七(7)个保护子载波分配多达十七(17)个最小OFDMA带宽单元，其中每一个最小OFDMA带宽单元具有十四(14)个子载波。
10.如权利要求9所述的主站，其中对于在所述OFDMA控制时间段期间使用带宽为160MHz、包括八个连续的20MHz信道的宽带信道与所述经调度的站进行通信而言，所述主站被配置为针对总共多达若干个数据和导频子载波、DC子载波和在所述带边缘处的七(7)个保护子载波分配多达三十六(36)个最小OFDMA带宽单元，其中每一个最小OFDMA带宽单元具有十四(14)个子载波。
11.如权利要求9所述的主站，其中对于在所述OFDMA控制时间段期间使用带宽为160MHz、包括两个非连续的80MHz宽带信道的宽带信道来与所述经调度的站进行通信而言，
其中对于每一个80MHz宽带信道，所述主站被配置为针对总共多达238个数据和导频子载波、DC子载波和在所述带边缘处的七(7)个保护子载波分配多达十七(17)个最小OFDMA带宽单元，其中每一个最小OFDMA带宽单元具有十四(14)个子载波。
12.如权利要求2所述的主站，其中所述主站被配置为基于所述最小OFDMA带宽单元来向所述经调度的站分配带宽，以用于在所述控制时间段期间与所述主站进行通信，
其中所述经调度的站是高效无线(HEW)站，并且所述主站是被配置用于与所述HEW站进行HEW通信并且被配置用于与传统站进行传统通信的接入点，
其中所述最小OFDMA带宽单元能被配置为在所述控制时间段内是时间和频率复用的，并且
其中在所述控制时间段期间：
根据上行链路SDMA技术、使用OFDMA从所述经调度的站接收分组，或者
根据下行链路复用技术、使用OFDMA向所述经调度的站发送分组，
其中所述主站还被配置为：
在所述控制时间段的初始部分期间，发送包括多设备前导码的主同步传输，该多设备前导码被安排为用信号传输和标识针对所述多个经调度的站的数据字段，
其中所述主同步传输标识所述最小OFDMA带宽单元的参数，以供所述经调度的站用于在所述控制时间段期间与所述主站进行通信，并且
其中在所述控制时间段期间的通信使用所述最小OFDMA带宽单元。
13.如权利要求1所述的主站，其中所述保护子载波被提供在所述带宽的带边缘处，所述保护子载波是除了每一个最小OFDMA带宽单元的子载波之外的子载波，并且
其中额外的子载波被提供在信道的所述最小OFDMA带宽单元之间。
14.一种由主站执行的、用于在Wi-Fi网络中通信的方法，该方法包括：
在正交频分多址(OFDMA)控制时间段期间，在包括一个或多个信道的带宽内使用多个最小OFDMA带宽单元与经调度的站进行通信，其中在该OFDMA控制时间段期间，所述主站具有对无线介质的独占控制，
其中每一个最小OFDMA带宽单元包括预定数目的子载波，这些子载波不包括所述信道的保护子载波。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述保护子载波被提供在所述带宽的带边缘处，所述保护子载波是除了每一个最小OFDMA带宽单元的子载波之外的子载波，并且
其中在信道的所述最小OFDMA带宽单元之间不提供所述保护子载波。
16.如权利要求14所述的方法，其中每一个信道是20MHz信道，并且
其中当所述信道是宽带信道并且包括两个或更多个相邻的20MHz信道时，在所述两个或更多个相邻的20MHz信道的相邻最小OFDMA带宽单元之间不提供所述保护子载波。
17.如权利要求16所述的方法，其中对于利用64点FFT来处理20MHz信道的信号而言，每一个最小OFDMA带宽单元的数据和导频子载波的预定数目是十四(14)，其中子载波间隔是312.5KHz，并且
其中每一个最小OFDMA带宽单元占据4.375MHz的带宽。
18.一种非暂态计算机可读存储介质，其存储指令以供一个或多个处理器执行，从而执行由主站执行的、用于在Wi-Fi网络中通信的操作，所述操作将所述主站配置为：
在正交频分多址(OFDMA)控制时间段期间，在包括一个或多个信道的带宽内使用多个最小OFDMA带宽单元与经调度的站进行通信，其中在该OFDMA控制时间段期间，所述主站具有对无线介质的独占控制，
其中每一个最小OFDMA带宽单元包括预定数目的子载波，这些子载波不包括所述信道的保护子载波。
19.如权利要求18所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述保护子载波被提供在所述带宽的带边缘处，所述保护子载波是除了每一个最小OFDMA带宽单元的子载波之外的子载波，并且
其中在20MHz信道内的所述最小OFDMA带宽单元之间不提供所述保护子载波。
20.如权利要求19所述的非暂态计算机可读存储介质，其中对于利用64点FFT来处理20MHz信道的信号而言，每一个最小OFDMA带宽单元的数据和导频子载波的预定数目是十四(14)，其中子载波间隔是312.5KHz，并且
其中每一个最小OFDMA带宽单元占据4.375MHz的带宽。
21.一种主站，包括：
一个或多个无线电设备；
存储器；
物理层电路和介质接入控制层电路，所述主站被配置用于根据高效Wi-Fi(HEW)技术在Wi-Fi网络中进行通信，该电路被配置为：
在正交频分多址(OFDMA)控制时间段期间，通过使用天线，在包括一个或多个20MHz Wi-Fi信道的带宽内使用多个最小OFDMA带宽单元来与经调度的站进行通信，其中在该OFDMA控制时间段期间，所述主站具有对无线介质的独占控制，
其中每一个最小OFDMA带宽单元包括预定数目的子载波，这些子载波不包括所述信道的保护子载波，其中所述保护子载波被提供在所述带宽的带边缘处，所述保护子载波是除了每一个最小OFDMA带宽单元的子载波之外的子载波，
其中在20MHz信道内的所述最小OFDMA带宽单元之间不提供所述保护子载波，
其中对于利用64点FFT来处理每一个20MHz信道的信号而言，每一个最小OFDMA带宽单元的数据和导频子载波的预定数目是十四(14)，其中子载波间隔是312.5KHz，并且
其中每一个最小OFDMA带宽单元占据4.375MHz带宽。
22.如权利要求21所述的主站，其中对于在所述OFDMA控制时间段期间使用包括两个或更多个相邻的20MHz信道的宽带信道与经调度的站进行通信而言，所述主站被配置为分配所述两个或更多个相邻的20MHz信道的最小OFDMA带宽单元，而在这些最小OFDMA带宽单元之间没有所述保护子载波。
23.如权利要求22所述的主站，还包括被耦合至所述一个或多个无线电设备的一个或多个天线。
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