CN106464469A - 无线通信系统中的发送和接收设备及方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种站(STA)设备在无线局域网(WLAN)系统中发送数据的方法。根据本发明的一个实施方式，用于发送数据的方法包括以下步骤：对发送数据进行FEC编码；对所述发送数据进行星座映射；将导频音插入到所述发送数据中；对所述发送数据执行离散傅里叶逆变换(IDFT)；以及对所述发送数据进行上变频并且将发送信号进行发送，其中，如果对所述发送信号应用正交频分多址(OFDMA)方案，则所述发送信号包括作为所述OFDMA方案的子载波分配的基础的至少一个音调单元。

Description

无线通信系统中的发送和接收设备及方法

技术领域

本发明涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及一种当在无线通信系统中使用OFDMA方案来执行信号处理时用于分配资源块的方法、一种用于针对分配的资源块部署导频信号的方法、以及执行这种方法的设备。

背景技术

Wi-Fi是使得装置能够在2.4GHz、5GHz或者60GHz的频带下接入因特网的无线局域网(WLAN)技术。

WLAN是基于电气与电子工程师协会(IEEE)802.11标准的。IEEE 802.11的无线下一代常务委员会(WNG SC)是在中长期负责下一代无线局域网(WLAN)的临时委员会。

IEEE 802.11n具有增加网络的速度和可靠性并且扩展无线网络的覆盖范围的目的。更具体地，IEEE 802.11n支持提供600Mbps的最大数据率的高吞吐量(HT)。此外，为了使传输错误最小化并且使数据率最佳化，IEEE 802.11n是基于在发送单元和接收单元的两端处使用多个天线的多输入多输出(MIMO)技术的。

由于激活了WLAN的传播并且使用WLAN的应用多样化，因此在支持极高吞吐量(VTH)的下一代WLAN系统中，IEEE 802.11ac已经被重新用作IEEE 802.11n WLAN系统的下一版本。IEEE 802.11ac支持通过80MHz带宽传输和/或更高带宽传输(例如，160MHz)的1Gbps或以上的数据率，并且主要在5GHz频带下操作。

近来，出现了对用于支持比由IEEE 802.11ac支持的数据率高的吞吐量的新WLAN系统的需求。

在被称作所谓的IEEE 802.11ax或者更高效率(HEW)WLAN的下一代WLAN任务组中主要讨论的IEEE 802.11ax的范围包括：1)在2.4GHz、5GHz等的频带下802.11物理(PHY)层和介质访问控制(MAC)层的改进，2)频谱效率和区域吞吐量的改进，3)实际室内和室外环境(诸如存在干扰源的环境、密集异构网络环境、以及存在高用户负载的环境等)的性能的改进。

在IEEE 802.11ax中主要考虑的场景是存在很多接入点(AP)和很多站STA的密集环境。在IEEE 802.11ax中，在这种情况下讨论频谱效率和区域吞吐量的改进。更具体地，对在现有WLAN中除了室内环境以外没有极力考虑的室外环境中的实质性能的改进存在兴趣。

在IEEE 802.11ax中，对诸如无线办公、智能家居、体育场馆、热点以及建筑物/公寓这样的场景存在极大兴趣。基于对应的场景讨论了存在很多AP和很多STA的密集环境中的系统性能的改进。

未来，在IEEE 802.11ax中期望将积极地讨论交叠基本服务集(OBSS)环境中的系统性能的改进、室外环境、蜂窝卸载等的改进，而不是在单个基本服务集(BSS)中的单个链路性能改进。这种IEEE 802.11ax的方向性意味着下一代WLAN将具有与移动通信的技术范围逐渐相似的技术范围。近来，当考虑移动通信与WLAN技术在小小区和直接对直接(D2D)通信范围中被一起讨论的情况时，期望将进一步激活基于IEEE 802.11ax的下一代WLAN和移动通信的技术和业务融合。

发明内容

技术问题

如上所述，积极地讨论了用于802.11ax系统(即，下一代无线LAN系统)的新的帧格式和数字学。

更具体地，为了提高系统的吞吐量或者为了增强室外环境中的符号间干扰(ISI)的鲁棒性，期望将应用与给定系统带宽中的现有FFT大小相比增加的FFT大小。此外，与增加的FFT大小一起还讨论了在现有802.11ac系统中提出的多用户发送方法到上行链路情况的扩展以及OFDMA发送方法的引入。

更具体地，现在积极地讨论了在OFDMA方案中要使用的音调(tone)计划。重点讨论了如何将给定的带宽划分成什么音调大小并进行使用。此外，用于针对每个音调大小来确定导频信号将被设置在哪个音调位置的方法也是重要的问题。

技术方案

本发明的实施方式提出了一种WLAN系统中的STA设备以及所述STA设备的数据发送方法。

在本发明的一个实施方式中，一种无线局域网(WLAN)系统中的站(STA)设备的数据发送方法包括以下步骤：对发送数据进行FEC编码；对所述发送数据进行星座(constellation)映射；将导频音插入到所述发送数据中；对所述发送数据执行离散傅里叶逆变换(IDFT)；以及对所述发送数据进行上变频并且将发送信号进行发送。如果对所述发送信号应用正交频分多址(OFDMA)方案，则所述发送信号可以包括作为所述OFDMA方案的子载波分配的基础的至少一个音调单元。

此外，在根据本发明的实施方式中的无线局域网(WLAN)系统中的站(STA)设备的数据发送方法中，所述至少一个音调单元可以包括26音调单元、52音调单元和242音调单元中的至少一个。

此外，在根据本发明的实施方式中的无线局域网(WLAN)系统中的站(STA)设备的数据发送方法中，所述26音调单元可以包括两个导频音，所述52音调单元可以包括四个导频音，并且所述242音调单元可以包括八个导频音。

此外，在根据本发明的实施方式中的无线局域网(WLAN)系统中的站(STA)设备的数据发送方法中，包括在所述26音调单元中的所述两个导频音可以被插入到所述26音调单元的第7音调和第20音调中。

此外，在根据本发明的实施方式中的无线局域网(WLAN)系统中的站(STA)设备的数据发送方法中，所述52音调单元的所述四个导频音可以被插入到所述52音调单元的第7音调、第20音调、第33音调和第46音调中。

此外，在根据本发明的实施方式中的无线局域网(WLAN)系统中的站(STA)设备的数据发送方法中，如果所述242音调单元包括一个26音调单元和四个52音调单元，则可以将所述26音调单元设置在所述242音调单元的中心处，并且可以将两个52音调单元分别设置在设置于所述中心处的所述26音调单元的两侧。

根据本发明的实施方式的一种WLAN系统中的STA设备可以执行上述数据发送方法。根据本发明的实施方式的WLAN系统中的STA备包括：FEC编码器，该FEC编码器被配置为对发送数据进行FEC编码；映射器，该映射器被配置为对所述发送数据进行星座映射；导频插入单元，该导频插入单元被配置为将导频音插入到所述发送数据中；离散傅里叶逆变换(IDFT)单元，该IDFT单元被配置为对所述发送数据执行IDFT；以及RF单元，该RF单元被配置为对所述发送数据进行上变频并且将发送信号进行发送。如果对所述发送信号应用正交频分多址(OFDMA)方案，则所述发送信号可以包括作为所述OFDMA方案的子载波分配的基础的至少一个音调单元。

有益效果

本发明的实施方式提出了这样的音调计划：该音调计划能够在当使用OFDMA方案时满足对称性的同时使与传统的802.11系统的兼容性最大化，并因此使传统的802.11系统的元件最大化。此外，提出了一种能够根据所提出的音调计划使对称性和等空间(equi-space)最大化的音调计划。

WLAN系统能够最大程度地重复利用传统系统配置或者在最小改变的情况下重复利用传统系统配置，并且还能够根据导频利用根据本发明的实施方式的音调计划的使用以及对应导频的数目和位置来优化时间/频率偏移估计性能。

在下面的实施方式中还描述了本发明的其它优点。

附图说明

图1是示出了可以应用本发明的实施方式的IEEE 802.11系统的示例的图。

图2是例示了可以应用本发明的实施方式的IEEE 802.11系统的层架构的配置的图。

图3例示了可以应用本发明的实施方式的无线通信系统中的非HT格式PPDU和HT格式PPDU。

图4例示了可以应用本发明的实施方式的无线通信系统中的VHT格式PPDU。

图5是例示了可以应用本发明的实施方式的无线通信系统中的用于对PPDU的格式进行分类的星座的图。

图6例示了可以应用本发明的实施方式的IEEE 802.11系统中的MAC帧的格式。

图7是例示了可以应用本发明的实施方式的无线通信系统中的MAC帧内的帧控制字段的图。

图8例示了图6的MAC帧中的HT控制字段的HT格式。

图9例示了可以应用本发明的实施方式的无线通信系统中的HT控制字段的VHT格式。

图10是例示了可以应用本发明的实施方式的无线通信系统中的公共上行链路建立过程的图。

图11是例示了可以应用本发明的实施方式的无线通信系统中的随机退避周期和帧发送过程的图。

图12是例示了可以应用本发明的实施方式的无线通信系统中的隐藏节点和暴露节点的图。

图13是例示了可以应用本发明的实施方式的无线通信系统中的RTS和CTS的图。

图14示出了根据本发明的实施方式的52音调大小的OFDMA音调单元。

图15示出了根据本发明的实施方式的108音调大小的OFDMA音调单元。

图16示出了根据本发明的实施方式的242音调大小的OFDMA音调单元。

图17示出了根据本发明的另一实施方式的242音调大小的OFDMA音调单元。

图18示出了根据本发明的实施方式的用于确定导频音的位置的方法。

图19示出了根据本发明的另一实施方式的用于确定导频音的位置的方法。

图20示出了根据本发明的另一实施方式的用于确定导频音的位置的方法。

图21示出了根据本发明的实施方式的STA设备。

图22是示出了根据本发明的实施方式的STA设备的一部分的细节图。

图23是例示了根据本发明的实施方式的STA的数据发送方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，参照附图来详细地描述本发明的一些实施方式。本文中要公开的详细描述连同附图一起被提供以描述本发明的示例性实施方式，并且不旨在描述可实现本发明的唯一实施方式。以下详细描述包括详细内容以提供对本发明的完整理解。然而，本领域技术人员将领会到的是，即使没有这样的详细内容，也可以实现本发明。

在一些情况下，为了避免使本发明的概念模糊，已知的结构和/或设备可以被省略，或者可以按照基于每个结构和/或设备的核心功能的框图的形式来例示。

此外，提供在以下描述中使用的特定术语以帮助理解本发明，并且在不脱离本发明的技术精神的情况下，这些特定术语可以被改变为其它形式。

以下技术可以用于各种无线通信系统，诸如码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)以及非正交多址(NOMA)。CDMA可以使用诸如通用陆地无线电接入(UTRA)或者CDMA2000这样的无线电技术来实现。TDMA可以使用诸如全球移动通信(GSM)/通用分组无线电服务(GPRS)/用于GSM演进的增强数据率(EDGE)这样的无线电技术来实现。OFDMA可以使用诸如电气和电子工程师协会(IEEE)802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20或者演进型UTRA(E-UTRA)这样的无线电技术来实现。UTRA是通用移动通信系统(UMTS)的一部分。第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)是使用演进型UMTS陆地无线电接入(E-UTRA)的演进型UMTS(E-UMTS)的一部分，并且3GPP LTE在下行链路中采用OFDMA而在上行链路中采用SC-FMDA。高级LTE(LTE-A)是3GPP LTE的演进。

本发明的实施方式可以由IEEE 802、3GPP和3GPP2(即，无线电接入系统)中的至少一个中公开的标准文献支持。也就是说，属于本发明的实施方式并且为了清楚地揭露本发明的技术精神而未描述的步骤或者部分可以由这些文献支持。此外，该文献中所公开的所有术语都可以通过标准文献来描述。

为了使说明书更清楚，主要描述了3GPP LTE/LTE-A，但是本发明的技术特性不限于此。

一般系统

图1是示出了可以应用本发明的实施方式的IEEE 802.11系统的示例的图。

IEEE 802.11配置可以包括多个元件。可以通过元件之间的相互作用来提供支持用于更高层的透明站(STA)移动性的无线通信系统。基本服务集(BSS)可以与IEEE 802.11系统中的基本配置块对应。

图1例示了存在三个BSS(BSS 1至BSS 3)，并且两个STA(例如，在BSS 1中包括STA1和STA 2，在BSS 2中包括STA 3和STA 4，并且在BSS 3中包括STA 5和STA 6)被包括作为每个BSS的构件。

在图1中，指示BSS的椭圆可以被理解为指示对应BSS中包括的STA保持通信的覆盖区域。这样的区域可以被称作基本服务区域(BSA)。当STA移动到BSA之外时，STA不能在对应BSA内与其它STA直接通信。

在IEEE 802.11系统中，最基本类型的BSS是独立BSS(IBSS)。例如，IBSS可以具有仅包括两个STA的最小形式。此外，图1中的作为最简单形式并且省去了其它元件的BSS 3可以对应于IBSS的代表示例。如果STA能够彼此直接通信，则这种配置是可能的。此外，这种形式的LAN没有被预先设计和配置，但是可以在需要LAN时被配置。这可以被称作自组织网络(ad-hoc network)。

当STA被断电或接通或者STA进入或离开BSS区域时，BSS中的STA的成员资格可以动态地改变。为了成为BSS的成员，STA可以使用同步处理来加入BSS。为了接入基于BSS的配置的所有服务，STA需要与BSS相关联。这样的关联可以被动态地配置，并且可以包括分发系统服务(DSS)的使用。

在802.11系统中，直接STA至STA的距离会受到物理层(PHY)性能的限制。在任何情况下，这种距离的限制可以是充分的，但是可以根据需要要求相距更长的距离的STA之间的通信。为了支持扩展的覆盖范围，可以配置分发系统(DS)。

DS是指BSS互连的配置。更具体地，BSS可以作为包括替换图1中的独立BSS的多个BSS在内的扩展形式的网络的元件而存在。

DS是逻辑概念，并且可以由分发系统介质(DSM)的特性来指定。在IEEE 802.11标准中，逻辑上划分了无线介质(WM)和分发系统介质(DSM)。每种逻辑介质被用于不同的目的，并且由不同的元件使用。在IEEE 802.11标准的定义中，这些介质不限于相同的介质，并且也可以不限于不同的介质。IEEE 802.11系统的配置(即，DS配置或者另一网络配置)的灵活性可以被描述，因为如上所述多个介质在逻辑上不同。也就是说，IEEE 802.11系统配置可以按照各种方式来实现，并且对应的系统配置可以由每种实现示例的物理特性独立地指定。

DS能够通过提供多个BSS的无缝融合并且提供对于处理到目的地的地址所需要的逻辑服务来支持移动装置。

AP是指使得关联的STA能够通过WM接入DS并且具有STA功能的实体。BSS与DS之间的数据的移动能够通过AP来执行。例如，图1的STA 2和STA 3中的每一个都具有STA的功能，并且提供使得关联的STA(例如，STA 1和STA 4)能够接入DS的功能。此外，所有的AP基本上与STA对应，并因此所有的AP都是能够被寻址的实体。由AP针对在WM上的通信而使用的地址与由AP针对在DSM上的通信而使用的地址可以不需要一定相同。

从与AP关联的STA中的一个发送到该AP的STA地址的数据可以一直由非受控端口接收，并且由IEEE 802.1X端口接入实体处理。此外，当受控端口经过认证时，可以将发送数据(或者帧)递送到DS。

具有任意大小和复杂性的无线网络可以包括DS和BSS。在IEEE 802.11系统中，这种方法的网络被称作扩展服务集(ESS)网络。ESS可以与连接到单个DS的BSS的集合对应。然而，ESS不包括DS。ESS网络的特点在于ESS网络看起来像逻辑链路控制(LLC)层中的IBSS网络。ESS中包括的STA可以彼此通信。移动STA可以按照对LLC层透明的方式从一个BSS移动到另一BBS(在同一ESS内)。

在IEEE 802.11系统中，不假定图1中的BSS的相对物理位置，并且下面的形式全部都是可能的。

更具体地，BSS可以部分地交叠，这具有通常用于提供连续的覆盖范围的形式。此外，BBS可以不被物理地连接，并且逻辑上不限制BSS之间的距离。此外，BSS可以位于相同的物理位置，并且可以用于提供冗余。此外，一个(或者一个或更多个)IBSS或ESS网络可以作为一个或更多个ESS网络物理地存在于相同的空间中。这可以与以下情况下的ESS网络形式对应：自组织网络在存在ESS网络的位置处操作的情况、由不同的组织配置物理地交叠的IEEE 802.11网络的情况、或者在同一位置处需要两种或更多种不同的接入和安全策略的情况。

在WLAN系统中，STA是根据IEEE 802.11的介质访问控制(MAC)/PHY规则操作的设备。除非STA的功能不是个别地与AP的功能不同，否则STA可以包括AP STA和非AP STA。在这种情况下，假定在STA与AP之间执行通信，那么STA可以被解释为是非AP STA。在图1的示例中，STA 1、STA 4、STA 5和STA 6对应于非AP STA，并且STA 2和STA 3对应于AP STA。

非AP STA与由用户直接操纵的诸如笔记本计算机或者移动电话这样的设备对应。在下面的描述中，可以将非AP STA称作无线装置、终端、用户设备(UE)、移动站(MS)、移动终端、无线终端、无线发送/接收单元(WTRU)、网络接口装置、机器类型通信(MTC)装置、机器对机器(M2M)装置等。

此外，AP在其它无线通信领域中是与基站(BS)、node-B、演进型Node-B(e-NB)、基站收发系统(BTS)、毫微微BS等对应的概念。

在下文中，在该说明书中，下行链路(DL)意指从AP到非AP STA的通信。上行链路(UL)意指从非AP STA到AP的通信。在DL中，发送器可以是AP的部件，而接收器可以是非APSTA的部件。在UL中，发送器可以是非AP STA的部件，而接收器可以是AP的部件。

图2是例示了可以应用本发明的实施方式的IEEE 802.11系统的层架构的配置的图。

参照图2，IEEE 802.11系统的层架构可以包括MAC子层和PHY子层。

PHY子层可以被划分为物理层汇聚过程(PLCP)实体和物理介质相关(PMD)实体。在这种情况下，PLCP实体用于将MAC子层与数据帧连接，并且PMD实体用于向两个或更多个STA以无线方式发送数据以及从两个或更多STA以无线方式接收数据。

MAC子层和PHY子层可以包括相应的管理实体，所述管理实体可以分别被称作MAC子层管理实体(MLME)和PHY子层管理实体(PLME)。这些管理实体通过操作层管理功能来提供层管理服务接口。MLME连接到PLME，并且可以执行MAC子层的管理操作。同样地，PLME也连接到MLME，并且可以执行PHY子层的管理操作。

为了提供精确的MAC操作，可以在每个STA中存在站管理实体(SME)。SME是独立于每个层的管理实体，并且从MLME和PLME收集基于层的状态信息或者设置层特定参数的值。SME可以替换公共系统管理实体来执行这种功能，并且可以实现标准管理协议。

MLME、PLME和SME可以使用基于原语的各种方法来彼此相互作用。更具体地，XX-GET.request原语被用于请求管理信息库(MIB)属性的值。如果状态是“成功”，则XX-GET.confirm原语返回对应的MIB属性的值，并且指示状态字段中的错误并返回其它情况的值。XX-SET.request原语被用于做出请求，使得指定的MIB属性被设置为给定值。如果MIB属性是指特定操作，则这种请求要求执行所述特定操作。此外，XX-SET.confirm原语意指如果状态是“成功”，则指定的MIB属性已经被设置为请求的值。在其它情况下，XX-SET.confirm原语指示状态字段是错误情况。如果MIB属性是指特定操作，则该原语可以确认对应的操作已经被执行。

每个子层中的操作被简单描述如下。

MAC子层通过将MAC报头和帧校验序列(FCS)附接到从更高层(例如，LLC层)接收的MAC服务数据单元(MSDU)或者MSDU的片段来生成一个或更多个MAC协议数据单元(MPDU)。所生成的MPDU被递送到PHY子层。

如果使用聚合MSDU(A-MSDU)方案，则多个MSDU可以被聚合到单个聚合MSDU(A-MSDU)中。可以在MAC更高层中执行MSDU聚合操作。A-MSDU作为单个MPDU(如果没有被分割)被递送到PHY子层。

PHY子层通过将包括用于PHY收发器的信息在内的附加字段附接到从MAC子层接收的物理服务数据单元(PSDU)来生成物理协议数据单元(PPDU)。PPDU通过无线介质来发送。

PSDU已经由PHY子层从MAC子层接收，并且MPDU已经从MAC子层发送到PHY子层。因此，PSDU基本上与MPDU相同。

如果使用聚合MPDU(A-MPDU)方案，则多个MPDU(在这种情况下，每个MPDU可以承载A-MSDU)可以被聚合在单个A-MPDU中。MPDU聚合操作可以在MAC更低层中执行。A-MPDU可以包括各种类型MPDU(例如，QoS数据、确认(ACK)以及块ACK(BlockAck))的聚合。PHY子层从MAC子层接收A-MPDU，即，单个PSDU。也就是说，PSDU包括多个MPDU。因此，A-MPDU在单个PPDU内通过无线介质来发送。

物理协议数据单元(PPDU)格式

PPDU意指在物理层中生成的数据块。下面基于可应用本发明的实施方式的IEEE802.11a WLAN系统来描述PPDU格式。

图3例示了可以应用本发明的实施方式的无线通信系统中的非HT格式PPDU和HT格式PPDU。

图3(a)例示了用于支持IEEE 802.11a/g系统的非HT格式PPDU。非HT PPDU也可以被称作传统PPDU。

参照图3(a)，非HT格式PPDU被配置为包括：传统格式前导码，该传统格式前导码，其包括传统(或者非HT)短训练字段(L-STF)、传统(或者非HT)长训练字段(L-LTF)和传统(或者非HT)信号(L-SIG)字段；以及数据字段。

L-STF可以包括短训练正交频分复用符号(OFDM)。L-STF可以被用于帧定时捕获、自动增益控制(AGC)、分集检测、以及粗调频率/时间同步。

L-LTF可以包括长训练OFDM符号。L-LTF可以被用于精细频率/时间同步和信道估计。

L-SIG字段可以被用于发送用于数据字段的解调和解码的控制信息。L-SIG字段可以包括关于数据率和数据长度的信息。

图3(b)例示了用于支持IEEE 802.11n系统和IEEE 802.11a/g系统二者的HT混合格式PPDU。

参照图3(b)，HT混合格式PPDU被配置为包括：传统格式前导码，其包括L-STF、L-LTF和L-SIG字段；HT格式前导码，其包括HT信号(HT-SIG)字段、HT短训练字段(HT-STF)和HT长训练字段(HT-LTF)；以及数据字段。

L-STF、L-LTF和L-SIG字段是指用于向后兼容的传统字段，并且与从L-STF到L-SIG字段的非HT格式相同的格式。虽然L-STA接收了HT混合PPDU，但是L-STA可以通过L-STF、L-LTF和L-SIG来解释数据字段。在这种情况下，L-LTF还可以包括用于将由HT-STA执行的信道估计的信息，以接收HT混合PPDU并且对L-SIG字段和HT-SIG字段进行解调。

HT-STA可以使用在传统字段之后的HT-SIG字段来知晓HT混合格式PPDU，并且可以基于HT混合格式PPDU对数据字段进行解码。

HT-LTF可以被用于信道估计以对数据字段进行解调。IEEE 802.11n支持单个用户多输入多输出(SU-MIMO)，并且因此可以包括用于针对在多个空间流中发送的每个数据字段的信道估计的多个HT-LTF。

HT-LTF可以包括用于针对空间流的信道估计的数据HT-LTF以及附加地用于全信道探测的扩展HT-LTF。因此，多个HT-LTF可以等于或者大于发送的空间流的数目。

在HT混合格式PPDU中，L-STF、L-LTF和L-SIG字段被首先发送，使得L-STA能够接收L-STF、L-LTF和L-SIG字段并且获得数据。此后，HT-SIG字段被发送用于对针对HT-STA发送的数据进行解调和解码。

在直到HT-SIG字段没有执行波束成形的情况下发送L-STF、L-LTF和L-SIG字段，使得L-STA和HT-STA能够接收对应的PPDU并且获得数据。在随后发送的HT-STF、HT-LTF和数据字段中，通过预编码发送无线电信号。在这种情况下，发送HT-STF，使得通过执行预编码接收对应PPDU的STA可以考虑其电力随着预编码而改变的部分，并且多个HT-LTF和数据字段被随后发送。

图3(c)例示了用于仅支持IEEE 802.11n系统的HT绿色字段格式PPDU(HT-GF格式PPDU)。

参照图3(c)，HT-GF格式PPDU包括HT-GF-STF、HT-LTF1、HT-SIG字段、多个HT-LTF2、以及数据字段。

HT-GF-STF被用于帧定时捕获和AGC。

HT-LTF1被用于信道估计。

HT-SIG字段被用于对数据字段进行解调和解码。

HT-LTF2被用于信道估计对数据字段进行解调。同样地，HT-STA使用SU-MIMO。因此，可以配置多个HT-LTF2，这是因为信道估计对在多个空间流中发送的每个数据字段来说是必需的。

像HT混合PPDU的HT-LTF一样，多个HT-LTF2可以包括多个数据HT-LTF和多个扩展HT-LTF。

在图3(a)至图3(c)中，数据字段是有效载荷，并且可以包括服务字段、加扰的PSDU(PSDU)字段、尾部比特、以及填充比特。数据字段的所有比特被加扰。

图3(d)例示了数据字段中包括的服务字段。服务字段具有16比特。这16比特被指派No.0至No.15，并且从No.0比特开始被顺序地发送。No.0比特至No.6比特被设置为0，并且被用于使接收级内的解扰器同步。

IEEE 802.11ac WLAN系统支持多个STA同时接入信道以高效地使用无线电信道的DL多用户多输入多输出(MU-MIMO)方法的发送。根据MU-MIMO发送方法，AP可以向已经经历了MIMO配对的一个或更多个STA同时发送分组。

下行链路多用户发送(DL MU发送)意指AP使用一个或更多个天线来通过相同的时间资源向多个非AP STA发送PPDU的技术。

在下文中，MU PPDU意指针对一个或更多个STA使用MU-MIMO技术或者OFDMA技术来递送一个或更多个PSDU的PPDU。此外，SU PPDU意指具有仅能够递送一个PSDU或者不具有PSDU的格式的PPDU。

对于MU-MIMO发送，发送到STA的控制信息的大小可以相对地大于802.11n控制信息的大小。为支持MU-MIMO而附加地需要的控制信息可以包括指示由每个STA接收的空间流的数目的信息，并且与发送到每个STA的数据的调制和编码有关的信息可以与例如控制信息对应。

因此，当执行MU-MIMO发送以同时向多个STA提供数据服务时，所发送的控制信息的大小可以根据接收控制信息的STA的数目而增加。

为了高效地发送大小如上所述地增加的控制信息，对于MU-MIMO发送所需要的多条控制信息可以被划分成两种类型的控制信息：对于所有STA共同需要的一般控制信息以及对于特定STA单独需要的专用控制信息，并且可以被发送。

图4例示了可以应用本发明的实施方式的无线通信系统中的VHT格式PPDU。

图4(a)例示了用于支持IEEE 802.11ac系统的VHT格式PPDU。

参照图4(a)，VHT格式PPDU被配置为包括：传统格式前导码，其包括L-STF、L-LTF和L-SIG字段；VHT格式前导码，其包括VHT信号A(VHT-SIG-A)字段、VHT短训练字段(VHT-STF)、VHT长训练字段(VHT-LTF)、以及VHT信号B(VHT-SIG-B)字段；以及数据字段。

L-STF、L-LTF和L-SIG字段是指用于向后兼容的传统字段，并且与非HT格式相同的格式。在这种情况下，L-LTF还可以包括用于将被执行以对L-SIG字段和VHT-SIG-A字段进行解调的信道估计的信息。

L-STF、L-LTF、L-SIG字段和VHT-SIG-A字段可以在20MHz信道单元中被重复并且发送。例如，当通过4个20MHz信道(即，80MHz带宽)发送PPDU时，L-STF、L-LTF、L-SIG字段和VHT-SIG-A字段可以在每个20MHz信道中被重复并且发送。

VHT-STA可以使用在传统字段之后的VHT-SIG-A字段来知晓VHT格式PPDU，并且可以基于VHT-SIG-A字段对数据字段进行解码。

在VHT格式PPDU中，L-STF、L-LTF和L-SIG字段被首先发送，使得甚至L-STA能够接收VHT格式PPDU并且获得数据。此后，VHT-SIG-A字段被发送用于对针对VHT-STA发送的数据进行解调和解码。

VHT-SIG-A字段是用于发送为与AP进行MIMO配对的VHT STA所共用的控制信息的字段，并且包括用于解释所接收的VHT格式PPDU的控制信息。

VHT-SIG-A字段可以包括VHT-SIG-A1字段和VHT-SIG-A2字段。

VHT-SIG-A1字段可以包括与使用的信道带宽(BW)有关的信息、与是否应用空时块编码(STBC)有关的信息、用于指示MU-MIMO中的一组分组的STA的组标识符(ID)、与使用的流的数目(空时流(NSTS)/部分关联标识符(AID)的数目)有关的信息、以及发送省电禁止信息。在这种情况下，组ID意指被指派给目标发送STA组以支持MU-MIMO发送的标识符，并且可以指示本MIMO发送方法是MU-MIMO还是SU-MIMO。

VHT-SIG-A2字段可以包括与是否使用短保护间隔(GI)有关的信息、前向纠错(FEC)信息、与用于单个用户的调制和编码方案(MCS)有关的信息、与用于多个用户的信道解码的类型有关的信息、波束成形相关信息、用于循环冗余校验(CRC)的冗余比特、以及卷积解码器的尾部比特等。

VHT-STF被用于提高MIMO发送中的AGC估计性能。

VHT-LTF被用于VHT-STA估计MIMO信道。由于VHT WLAN系统支持MU-MIMO，因此VHT-LTF可以依据用来发送PDU的空间流的数目来配置。此外，如果支持全部信道探测，则VHT-LTF的数目可以增加。

VHT-SIG-B字段包括专用控制信息，该专用控制信息对多个MU-MIMO配对的VHT-STA来说是必需的，以接收PPDU并且获得数据。因此，仅当VHT-SIG-A字段中包括的公共控制信息指示接收的PPDU用于MU-MIMO发送时，VHT-STA可以被设计为对VHT-SIG-B字段进行解码。相比之下，如果公共控制信息指示接收的PPDU用于单个VHT-STA(包括SU-MIMO)，则STA可以被设计为不对VHT-SIG-B字段进行解码。

VHT-SIG-B字段可以包括用于每个VHT-STA的调制、编码和速率匹配的信息。VHT-SIG-B字段的大小可以与用于PPDU发送或者来自MIMO发送类型(MU-MIMO或SU-MIMO)的信道带宽不同。

在支持MU-MIMO的系统中，为了向与AP配对的STA发送具有相同大小的PPDU，可以在VHT-SIG-A字段中包括指示形成PPDU的数据字段的比特的大小的信息和/或形成特定字段的比特流的大小的信息。

在这种情况下，L-SIG字段可以被用于有效地使用PPDU格式。包括在L-SIG字段中并且被发送以使得具有相同尺寸的PPDU被发送给所有的STA的长度字段和速率字段可以被用于提供需要的信息。在这种情况下，因为MAC协议数据单元(MPDU)和/或聚合MAC PDU(A-MPDU)是基于MAC层的字节(或者8个字节)被设置的，所以在物理层中会需要附加的填充。

在图4中，数据字段是有效载荷，并且可以包括服务字段、加扰的PSDU、尾部比特以及填充比特。

因为PPDU的多个格式被混合并且如上所述地使用，所以STA需要确定接收的PPDU的格式。

在这种情况下，确定PPDU(或者PPDU格式)的含义可以是不同的。例如，确定PPDU的含义可以包括确定接收的PPDU是否是能够由STA解码(或者解释)的PPDU。此外，确定PPDU的含义可以包括确定接收的PPDU是否是能够由STA支持的PPDU。此外，确定PPDU的含义可以包括确定经由接收的PPDU发送的信息是哪一种信息。

将参照图5更详细地描述。

图5是例示了可以应用本发明的实施方式的无线通信系统中的用于对PPDU的格式进行分类的星座的图。

图5(a)例示了包括在非HT格式PPDU中的L-SIG字段的星座，图5(b)例示了用于HT混合格式PPDU检测的相位旋转，并且图5(c)例示了用于VHT格式PPDU检测的相位旋转。

为了确定非HT格式PPDU、HT-GF格式PPDU、HT混合格式PPDU和VHT格式PPDU，STA使用L-SIG字段以及在L-SIG字段之后发送的OFDM符号的星座的相位。也就是说，STA可以基于所接收的PPDU的L-SIG字段和/或在L-SIG字段之后发送的OFDM符号的星座的相位来确定PPDU格式。

参照图5(a)，二进制相移键控(BPSK)被用作形成L-SIG字段的OFDM符号。

首先，为了确定HT-GF格式PPDU，当在所接收的PPDU中检测到第一SIG字段时，STA确定检测到的SIG字段是否是L-SIG字段。也就是说，STA尝试基于诸如图5(a)的示例这样的星座来进行解码。当解码失败时，STA可以确定对应PPDU不是HT-GF格式PPDU。

接下来，为了确定非HT格式PPDU、HT混合格式PPDU和VHT格式PPDU，可以使用在L-SIG字段之后发送的OFDM符号的星座的相位。也就是说，用于对在L-SIG字段之后发送的OFDM符号进行调制的方法可以不同。STA可以基于用于所接收的PPDU的L-SIG字段之后的字段的调制方法来确定PPDU格式。

参照图5(b)，为了确定HT混合格式PPDU，可以使用HT混合格式PPDU中的在L-SIG字段之后发送的两个OFDM符号的相位。

更具体地，与HT混合格式PPDU中的在L-SIG字段之后发送的HT-SIG字段对应的OFDM符号#1和OFDM符号#2的相位被逆时针旋转90度。也就是说，正交二进制相移键控(QBPSK)被用作用于对OFDM符号#1和OFDM符号#2进行调制的方法。QBPSK星座可以是其相位已经基于BPSK星座逆时针旋转90度的星座。

STA尝试基于诸如图5(b)的示例这样的星座对与所接收的PPDU的在L-SIG字段之后发送的HT-SIG字段对应的第一OFDM符号和第二OFDM符号进行解码。如果解码成功，则STA确定对应的PPDU是HT格式PPDU。

接下来，为了确定非HT格式PPDU和VHT格式PPDU，可以使用在L-SIG字段之后发送的OFDM符号的星座的相位。

参照图5(c)，为了确定VHT格式PPDU，可以使用VHT格式PPDU中的在L-SIG字段之后发送的两个OFDM符号的相位。

更具体地，在VHT格式PPDU中的与L-SIG字段之后的VHT-SIG-A字段对应的OFDM符号#1的相位不旋转，但是OFDM符号#2的相位被逆时针旋转90度。也就是说，BPSK用作用于OFDM符号#1的调制方法，而QBPSK用作用于OFDM符号#2的调制方法。

STA尝试基于诸如图5(c)的示例这样的星座对与所接收的PPDU的在L-SIG字段之后发送的VHT-SIG字段对应的第一OFDM符号和第二OFDM符号进行解码。如果解码成功，则STA可以确定对应的PPDU是VHT格式PPDU。

相反，如果解码失败，则STA可以确定对应的PPDU是非HT格式PPDU。

MAC帧格式

图6例示了用于可以应用本发明的实施方式的IEEE 802.11系统的MAC帧的格式。

参照图6，MAC帧(即，MPDU)包括MAC报头、帧主体和帧校验序列(FCS)。

MAC报头被限定为包括帧控制字段、持续时间/ID字段、地址1字段、地址2字段、地址3字段、序列控制字段、地址4字段、QoS控制字段和HT控制字段在内的区域。

帧控制字段包括与对应MAC帧的特性有关的信息。随后更详细地描述帧控制字段。

持续时间/ID字段可以被实现为具有根据对应MAC帧的类型和子类型而不同的值。

如果对应MAC帧的类型和子类型是用于省电(PS)操作的PS轮询帧，则持续时间/ID字段可以被配置为包括已经发送该帧的STA的关联标识符(AID)。在其它情况下，持续时间/ID字段可以被配置为具有根据对应MAC帧的类型和子类型的特定持续时间值。此外，如果帧是聚合MPDU(A-MPDU)格式中包括的MPDU，则MAC报头中包括的持续时间/ID字段可以被配置为具有相同的值。

地址1字段至地址4字段被用于指示BSSID、源地址(SA)、目的地地址(DA)、指示发送STA的地址的发送地址(TA)、以及指示接收STA的地址的接收地址(RA)。

被实现为TA字段的地址字段可以被设置为带宽信令TA值。在这种情况下，TA字段可以指示对应MAC帧包括加扰序列中的附加信息。虽然带宽信令TA可以被表示为发送对应MAC帧的STA的MAC地址，但是该MAC地址中包括的单个/组比特可以被设置为特定值(例如，“1”)。

序列控制字段被配置为包括序列号和片段号。序列号可以指示被指派到对应MAC帧的序列号。片段号可以指示对应MAC帧的每个片段的数目。

QoS控制字段包括与QoS有关的信息。如果QoS控制字段指示子类型子字段中的QoS数据帧，则可以包括QoS控制字段。

HT控制字段包括与HT和/或VHT发送/接收方案有关的控制信息。HT控制字段被包括在控制包装(wrapper)帧中。此外，HT控制字段存在于管理帧和具有1的顺序子字段值的QoS数据帧中。

帧主体被限定为MAC有效载荷。将要在更高层中发送的数据被放置在帧主体中。帧主体具有变化的尺寸。例如，MPDU的最大尺寸可以是11454个八位字节，并且PPDU的最大尺寸可以是5.484ms。

FCS被限定为MAC页脚，并且用于MAC帧的错误搜索。

前三个字段(即，帧控制字段、持续时间/ID字段和地址1字段)和最后一个字段(即，FCS字段)形成最小帧格式，并且存在于所有的帧中。剩余的字段可以仅以特定帧类型存在。

图7是例示了可以应用本发明的实施方式的无线通信系统中的MAC帧内的帧控制字段的图。

参照图7，帧控制字段包括协议版本子字段、类型子字段、子类型子字段、至DS子字段、来自DS子字段、更多片段子字段、重试子字段、功率管理子字段、更多数据子字段、受保护帧子字段和顺序子字段。

协议版本子字段可以指示应用于对应MAC帧的WLAN协议的版本。

类型子字段和子类型子字段可以被配置为指示标识对应MAC帧的功能的信息。

MAC帧的类型可以包括三种帧类型：管理帧、控制帧和数据帧。

此外，每种帧类型可以被划分为子类型。

例如，控制帧可以包括请求发送(RTS)帧、清除发送(CTS)帧、确认(ACK)帧、PS轮询帧、无争用(CF)结束帧、CF-结束+CF-ACK帧、块确认(ACK)请求(BAR)帧、块确认(ACK)(BA)帧、控制包装(控制+HT控制)帧、VHT空数据分组通告(NDPA)帧和波束成形报告轮询帧。

管理帧可以包括信标帧、通告业务指示消息(ATIM)帧、解除关联帧、关联请求/响应帧、重新关联请求/响应帧、探测请求/响应帧、认证帧、解除认证帧、动作帧、动作无ACK帧和定时广告帧。

至DS子字段和来自DS子字段可以包括对包括在对应MAC帧的报头中的地址1字段至地址4字段进行解释为所需要的信息。在控制帧的情况下，至DS子字段和来自DS子字段都被设置为“0”。在管理帧的情况下，至DS子字段和来自DS子字段可以在对应帧是QoS管理帧(QMF)的情况下被依次设置为“1”和“0”，并且可以在对应帧不是QMF的情况下被依次设置为“0”和“0”。

更多片段子字段可以指示是否存在要在对应的MAC帧之后发送的片段。更多片段子字段可以在存在当前MSDU或MMPDU的另一个片段的情况下被设置为“1”，并且可以在不存在当前MSDU或MMPDU的另一个片段的情况下被设置为“0”。

重试子字段可以指示对应的MAC帧是否基于前一MAC帧的重传。重试子字段可以在对应的MAC帧基于前一MAC帧的重传的情况下被设置为“1”，并且可以在对应的MAC帧不基于前一MAC帧的重传的情况下被设置为“0”。

功率管理子字段可以指示STA的功率管理模式。如果功率管理子字段的值为“1”，则其可以指示STA应当切换到省电模式。

更多数据子字段可以指示是否存在要附加发送的MAC帧。更多数据子字段在存在要附加发送的MAC帧的情况下可以被设置为“1”，并且可以在不存在要附加发送的MAC帧的情况下被设置为“0”。

受保护帧子字段可以指示帧主体字段是否已经被加密。受保护帧子字段可以在帧主体字段包括由密码封装算法处理的信息的情况下被设置为“1”，并且可以在帧主体字段不包括由密码封装算法处理的信息的情况下被设置为“0”。

包括在前述字段中的每一个中的多条信息可以符合IEEE 802.11系统的定义。此外，前述字段中的每一个与可以被包括在MAC帧中的字段的示例对应，但是本发明不限于此。也就是说，前述字段中的每一个可以用另一字段替换或者还可以包括附加字段，并且可以实际上不包括所有的字段。

图8例示了图6的MAC帧中的HT控制字段的HT格式。

参照图8，HT控制字段可以包括VHT子字段、HT控制中间子字段、AC约束子字段、以及反方向授权(RDG)/更多PPDU子字段。

VHT子字段指示HT控制字段是具有用于VHT(VHT＝1)的HT控制字段的格式还是具有用于HT(VHT＝0)的HT控制字段的格式。在图8中，假定HT控制字段是用于VHT(即，VHT＝1)的HT控制字段。用于VHT的HT控制字段可以被称作VHT控制字段。

HT控制中间子字段可以被实现为根据VHT子字段的指示而不同的格式。随后将详细地描述HT控制中间子字段。

AC约束子字段指示反方向(RD)数据帧的映射的接入类别(AC)是否被限制于单个AC。

RDG/更多PPDU子字段可以根据对应的字段是由RD发起方还是RD响应方发送来不同地解释。

假定对应字段由RD发起方发送，那么如果存在RDG，则RDG/更多PPDU子字段被设置为“1”，并且如果不存在RDG，则RDG/更多PPDU子字段被设置为“0”。假定对应字段由RD响应方发送，那么如果包括对应子字段的PPDU是由RD响应方发送的最后一个子帧，则RDG/更多PPDU子字段被设置为“1”，并且如果另一PPDU被发送，则RDG/更多PPDU子字段被设置为“0”。

用于HT的HT控制字段的HT控制中间子字段可以包括链路自适应子字段、校准位置子字段、校准序列子字段、预留子字段、信道状态信息(CSI)/引导子字段、HT空数据分组(NDP)通告子字段和预留子字段。

链路自适应子字段可以包括训练请求(TRQ)子字段、调制和编码方案(MCS)请求或天线选择指示(ASEL)(MAI)子字段、MCS反馈序列标识符(MFSI)子字段、以及MCS反馈和天线选择命令/数据(MFB/ASELC)子字段。

TRQ子字段可以在从响应者请求发送探测PPDU的情况下被设置为“1”，并且可以在没有从响应者请求发送探测PPDU的情况下被设置为“0”。

如果MAI子字段被设置为14，则其指示ASEL指示，并且MFB/ASELC子字段被解释为天线选择命令/数据。否则，MAI子字段指示MCS请求，并且MFB/ASELC子字段被解释为MCS反馈。

如果MAI子字段指示MCS请求(MRQ)，则MAI子字段被解释为包括MCS请求(MRQ)和MRQ序列标识符(MSI)。MRQ子字段可以在请求MCS反馈的情况下被设置为“1”，并且可以在没有请求MCS反馈的情况下被设置为“0”。当MRQ子字段是“1”时，MSI子字段包括用于指定MCS反馈请求的序列号。当MRQ子字段是“0”时，MSI子字段被设置为预留位。

前述子字段中的每一个与可以被包括在HT控制字段中的子字段的示例对应，并且可以用另一子字段替换或者还可以包括附加子字段。

图9例示了可以应用本发明的实施方式的无线通信系统中的HT控制字段的VHT格式。

参照图9，HT控制字段可以包括VHT子字段、HT控制中间子字段、AC约束子字段和反方向授权(RDG)/更多PPDU子字段。

在图9中，假定了用于VHT(即，VHT＝1)的HT控制字段并对其进行了描述。用于VHT的HT控制字段可以被表示为VHT控制字段。

AC约束子字段和RDG/更多PPDU子字段的描述与参照图8描述的相同，因此被省略。

如上所述，HT控制中间子字段可以被实现为根据VHT子字段的指示而不同的格式。

用于VHT的HT控制字段的HT控制中间子字段可以包括预留比特子字段、调制和编码方案(MCS)反馈请求(MRQ)子字段、MRQ序列标识符(MSI)/空时块编码(STBC)子字段、MCS反馈序列标识符(MFSI)/组ID的最低有效位(LSB)(GID-L)子字段、MCS反馈(MFB)子字段、组ID的最高有限位(MSB)(GID-H)子字段、编码类型子字段、反馈发送类型(FB Tx类型)子字段、以及未经请求的MFB子字段。

此外，MFB子字段可以包括VHT-MCS子字段、带宽(BW)子字段、信噪比(SNR)子字段和VHT空时流(NUM_STS)子字段的数目。

NUM_STS子字段指示推荐的空间流的数目。VHT-MCS子字段指示推荐的MCS。BW子字段指示与推荐的WCS有关的带宽信息。SNR子字段指示数据子载波和空间流的平均SNR值。

前述字段中的每一个中包含的信息可以符合IEEE 802.11系统的定义。此外，前述字段中的每一个与可以被包括在MAC帧中的帧的示例对应，并且不限于此。也就是说，前述字段中的每一个可以用另一字段替换或者还可以包括附加字段，并且可以实际上不包括所有字段。

链路建立过程

图10是例示了可以应用本发明的实施方式的无线通信系统中的公共上行链路建立过程的图。

为了建立与网络的链路并且发送/接收数据，首先，STA可以经历用于发现网络的扫描过程、认证过程、关联过程等。这种链路建立过程也可以被称为会话发起过程或会话建立过程。此外，链路建立过程的扫描、认证和关联过程可以被统称为关联过程。

在WLAN中，扫描过程包括被动扫描过程和主动扫描过程。

图10(a)例示了根据被动扫描的链路建立过程，并且图10(b)例示了根据主动扫描的链路建立过程。

如图10(a)所示，被动扫描过程是通过由AP周期性地广播的信标帧来执行的。信标帧是IEEE 802.11中的管理帧之一，并且提供存在无线网络的通知。信标帧被周期性地(例如，以100毫秒的间隔)广播，使得执行扫描的非AP STA发现无线网络并且参与该无线网络。关于当前网络的信息(例如，关于BSS的信息)被承载在信标帧上。

为了获得关于网络的信息，非AP STA在被动地移动到信道的同时等待接收信标帧。已经接收到信标帧的非AP STA可以存储与包括在所接收的信标帧中的网络有关的信息，可以移动到下一个信道，并且可以使用相同的方法在下一个信道中执行扫描。当非APSTA接收到信标帧并且获得关于网络的信息时，对应信道中的扫描过程完成。

被动扫描过程的优点在于：总体开销小，这是因为如果如上所述非AP STA仅必须接收信标帧而不必发送另一个帧，则完成被动扫描过程。然而，被动扫描过程的缺点在于：非AP STA执行扫描所花费的时间与发送信标帧的时期成比例地增加。

相比之下，在诸如图10(b)的主动扫描程序这样的主动扫描程序中，为了发现附近存在什么AP，非AP STA在主动移动到信道的同时广播探测请求帧，并且从已经接收到探测请求帧的所有AP请求网络信息。

已经接收到探测请求帧的响应者等待随机时间以防止帧冲突，在探测响应帧上承载网络信息，并且将探测响应帧发送到对应的非AP STA。已经接收到探测响应帧的非APSTA可以存储包括在所接收的探测响应帧中的网络相关信息，可以移动到下一个信道，并且可以使用相同的方法执行扫描。当非AP STA接收到探测响应帧并且获得网络信息时，扫描过程完成。

主动扫描过程的优点在于与被动扫描过程相比能够快速地完成扫描，但是因为需要附加的帧序列，所以增加了总体网络开销。

已经完成扫描过程的非AP STA基于它自己的标准来选择网络，并且与对应的AP一起执行认证过程。

认证过程是通过非AP STA向AP发送认证请求帧的处理以及AP响应于该认证请求帧而向非AP STA发送认证响应帧的处理(即，通过双向握手)来执行的。

认证请求/响应帧中所使用的认证帧与管理帧对应。

认证帧可以包含关于认证算法编号、认证事务序列号、状态码、挑战文本、鲁棒安全网络(RSN)、有限循环群等的信息。这种信息与可以被包括在认证请求/响应帧中的多条信息中的一些的示例对应，并且可以用另一条信息替换或者还可以包含附加信息。

非AP STA可以向AP发送认证请求帧。AP可以基于包括在所接收的认证请求帧中的信息来确定是否允许对非AP STA的认证。AP可以通过认证响应帧向非AP STA提供认证处理的结果。

非AP STA和AP通过认证过程执行相互认证，然后建立关联。

关联处理是通过非AP STA向AP发送关联请求帧的处理以及AP响应于该关联请求帧而向非AP STA发送关联响应帧的处理(即，通过双向握手)来执行的。

关联请求帧可以包含与非AP STA的各种能力相关的信息、以及关于信标监听间隔、服务集标识符(SSID)、支持的速率、支持的信道、RSN、移动性域、支持的操作类别、业务指示图(TIM)广播请求、互通服务能力等。

AP基于所述信息来确定是否能够支持非AP STA。在确定之后，AP将与是否已经接受关联请求、接受或拒绝关联请求的理由以及AP的能力信息有关的信息包括在关联响应帧中，并且将该关联响应帧发送到非AP STA。

关联响应帧可以包含与各种能力相关的信息、以及诸如状态码、关联ID(AID)、支持的速率、增强型分布信道接入(EDCA)参数集、所接收的信道功率指示符(RCPI)、所接收的信号噪声指示符(RSNI)、移动性域、超时间隔(或关联恢复时间)、交叠BSS扫描参数、TIM广播响应、服务质量(QoS)映射等这样的信息。

可以被包括在前述关联请求/响应帧中的多条信息与示例对应，并且可以用其它多条信息替换或者还可以包含附加信息。

当非AP STA和AP成功地建立关联时，执行正常的发送/接收。相反，如果未成功地建立与AP的关联，则非AP STA可以基于对应的理由再次尝试关联过程或者尝试与另一AP的关联。

介质访问机制

在IEEE 802.11中，因为通信在共享无线介质中被执行，所以通信与有线信道环境的通信基本上不同。

在有线信道环境中，通信基于载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)是可能的。例如，当信号由发送级一次发送时，因为在信道环境中不存在大的改变，所以信号在没有经历大的信号衰减的情况下被发送直到接收级。在这种情况下，当检测到两个或更多个信号之间的冲突时，检测是可能的。原因在于由接收级检测的电力立即变得比由发送级发送的电力高。然而，在无线电信道环境中，由于各种因素(例如，信号衰减根据距离是极大的或者可能产生即时深衰落)影响信道，因此发送级不能精确地执行关于信号是已经被接收级正确地发送还是已经产生冲突的载波侦听。

因此，在根据IEEE 802.11的WLAN系统中，具有冲突避免的载波侦听多路访问(CSMA/CA)机制已经作为MAC的基本访问机制被引入。CAMA/CA机制也被称作IEEE802.11MAC的分布式协调功能(DCF)，并且基本上采用“先听后讲”访问机制。根据这种类型的访问机制，AP和/或STA在发送之前执行用于在特定时间间隔(例如，DCF帧间空间(DIFS))内感测无线电信道或者介质的空闲信道评估(CCA)。如果作为感测的结果，介质被确定为空闲状态，则AP和/或STA开始通过对应的介质发送帧。相反，如果作为感测的结果，介质被确定为繁忙状态(或者已占用状态)，则AP和/或STA不开始它们的发送，除了假定多个STA已经等待以使用对应介质的DIFS之外，可以等待用于介质访问的延迟时间(例如，随机退避周期)，然后可以尝试帧发送。

假定存在尝试发送帧的多个STA，则它们将等待不同的时间，这是因为STA随机地具有不同的退避周期值并且将尝试帧发送。在这种情况下，能够通过应用随机退避周期使冲突最小化。

此外，IEEE 802.11MAC协议提供了混合协调功能(HCF)。HCF是基于DCF和点协调功能(PCF)的。PCF是基于轮询的同步访问方法，并且是指用于定期执行轮询以使得所有接收AP和/或STA能够接收数据帧的方法。此外，HCF包括增强型分布式信道接入(EDCA)和HCF控制的信道接入(HCCA)。在EDCA中，供应商执行用于在竞争的基础上向多个用户提供数据帧的接入方法。在HCCA中，使用了利用轮询机制的基于非竞争的信道接入方法。此外，HCF包括用于改进WLAN的服务质量(QoS)的介质访问机制，并且可以在竞争周期(CP)和无竞争周期(CFP)二者中发送QoS数据。

图11是例示了可以应用本发明的实施方式的无线通信系统中的随机退避周期和帧发送过程的图。

当特定介质从已占用(或者繁忙)状态切换到空闲状态时，多个STA可以尝试发送数据(或者帧)。在这种情况下，作为用于使冲突最小化的方案，每个STA可以选择随机退避计数，可以等待与所选择的退避计数对应的时隙时间，并且可以尝试发送。随机退避计数具有伪随机整数值，并且可以被确定为0至竞争窗口(CW)范围中的均匀分布的值中的一个。在这种情况下，CW是CW参数值。在CW参数中，假定CW_min为初始值。如果发送失败(例如，如果没有接收到用于发送的帧的ACK)，则CW_min可以具有两倍值。如果CW参数变为CW_max，则它可以保持CW_max值，直到数据发送成功为止，并且可以尝试数据发送。如果数据发送成功，则CW参数被重置为CW_min值。CW、CW_min和CW_max值可以被设置为2ⁿ-1(其中，n＝0,1,2,...)。

当开始随机退避处理时，STA基于确定的退避计数值对退避时隙进行倒计时，并且在倒计时期间继续监测介质。当介质被监测为繁忙状态时，STA停止倒计时并且等待。当介质变为空闲状态时，STA重新开始倒计时。

在图11的示例中，当要在STA 3的MAC中发送的分组到达时，STA 3可以通过DIFS来检查介质处于空闲状态，并且可以直接发送帧。

剩余的STA监测介质处于繁忙状态并且等待。与此同时，可以产生将由STA 1、STA2和STA 5中的每一个发送的数据。当介质被监测为空闲状态时，每个STA等待DIFS，并且基于每个选择的随机退避计数值来对退避时隙进行倒计时。

图11的示例示出了STA 2选择了最小退避计数值并且STA 1选择了最大退避计数值。也就是说，图11例示了在STA 2结束退避计数并且开始帧发送的时间点处，STA 5的剩余退避时间比STA 1的剩余退避时间短。

在STA 2占用了介质的同时，STA 1和STA 5停止倒计时并且等待。当由STA的介质占用结束并且介质再次变为空闲状态时，STA 1和STA 5中的每一个等待DIFS并且重新开始退避计时。也就是说，STA 1和STA 5中的每一个可以在对与剩余的退避时间对应的剩余的退避时隙进行倒计时之后开始帧发送。因为STA 5具有比STA 1短的剩余的退避时间，所以STA 5开始帧发送。

在STA 2占用了介质的同时，可以产生要由STA 4发送的数据。在这种情况下，从STA 4的角度来看，当介质变为空闲状态时，STA 4等待DIFS，并且对与其选择的随机退避计数值对应的退避时隙进行倒计时。

图11示出了STA 5的剩余的退避时间与STA 4的随机退避计数值一致的示例。在这种情况下，可能在STA 4与STA 5之间发生冲突。当产生冲突时，STA 4和STA 5二者都不接收ACK，因此数据发送失败。在这种情况下，STA 4和STA 5中的每一个将其CW值翻倍，选择随机退避计数值，并且对退避时隙进行倒计时。

在介质由于STA 4和STA 5的发送而处于繁忙状态的同时，STA 1等待。当介质变为空闲状态时，STA 1可以等待DIFS，并且在经过剩余退避时间之后开始帧发送。

除了AP和/或STA直接侦听介质的物理载波侦听以外，CSMA/CA机制还包括虚拟载波侦听。

虚拟载波侦听是用于补充可能在介质访问方面产生的问题(诸如隐藏节点问题)。对于虚拟载波侦听，WLAN系统的MAC使用网络分配向量(NAV)。NAV是由现在使用介质或者具有使用介质的权限的AP和/或STA指示的值，以向另一AP和/或STA通知在介质变为可用状态之前的剩余时间。因此，设置为NAV的值与介质被预留为由发送对应帧的AP和/或STA使用的周期对应。接收NAV值的STA在对应的周期期间被禁止访问介质。NAV可以基于例如帧的MAC报头的持续时间字段的值来设置。

此外，为了降低冲突概率，已经引入了鲁棒冲突检测机制。下面将参照图12和图13来对此进行描述。实际的载波侦听范围和发送范围可以相同，但是假定它们相同是为了便于描述。

图12是例示了可以应用本发明的实施方式的无线通信系统中的隐藏节点和暴露节点的图。

图12(a)例示了隐藏节点，并且示出了STA A和STA B彼此通信并且STA C具有要发送的信息的示例。更具体地，STA A向STA B发送信息，但是当STA C在向STA B发送数据之前执行载波侦听时，可以确定介质处于空闲状态。其理由是在STA C的位置处可能侦听不到STA A的发送(即，占用的介质)。在这种情况下，因为STA B同时从STA A和STA C接收到信息，所以产生冲突。在这种情况下，STA A可以被称为STA C的隐藏节点。

图12(b)例示了暴露节点，并且示出了在STA B向STA A发送数据的同时STA C具有要发送给STA D的信息的示例。在这种情况下，如果STA C执行载波侦听，则它可以确定介质由于STA B的发送已经被占用。因此，虽然STA C具有要发送到STA D的信息，但是因为介质被侦听为繁忙状态，所以STA C必须等待直到介质变为空闲状态为止。然而，由于STA A在STA C的发送范围之外，因此从STA A的立场来看，STA C的发送和STA B的发送可以彼此不冲突。结果，STA C不必等待直到STA B停止发送。在这种情况下，STA C可以被称为STA B的暴露节点。

图13是例示了可以应用本发明的实施方式的无线通信系统中的RTS和CTS的图。

在诸如图12所示的示例性情况这样的示例性情况下，为了高效地使用冲突避免机制，可以使用诸如请求发送(RTS)和清除发送(CTS)这样的短信令分组。两个STA之间的RTS/CTS使得周围的STA能够执行监听。因此，周围的STA可以考虑这两个STA是否将在它们之间发送信息。

AP和/或STA可以执行用于交换请求发送(RTS)帧和清除发送(CTS)帧的过程，以提供它们将访问介质的通知。RTS帧和CTS帧包含这样的信息：该信息指示如果支持大量数据帧发送和肯定应答(ACK)，则要求发送/接收ACK帧的无线介质已经被预留以被访问的时间区段(temporal section)。从尝试发送帧的AP和/或STA接收到RTS帧或者接收到由将被发送帧的STA发送的CTS帧的另一STA可以被配置为在由RTS/CTS帧中包含的信息指示的时间区段期间不访问介质。这可以通过在时间间隔期间设置NAV来实现。

图13(a)示出了用于解决隐藏节点问题的方法的示例。假定STA A和STA C都尝试向STA B发送数据。当STA A向STA B发送RTS时，STA B向STA A和该STA A周围的STA C二者发送CTS。结果，STA C等待直到STA A和STA B的数据发送结束为止，因此能够避免冲突。

图13(b)示出了用于解决暴露节点问题的方法的示例。尽管STA C通过监听STA A与STA B之间的RTS/CTS发送来向另一个STA(例如，STA D)发送数据，但是STA C可以确定将不会产生冲突。也就是说，STA B向周围所有的STA发送RTS，并且仅向具有实际要发送的数据的STA A发送CTS。由于STA C仅接收到RTS，但是尚未接收到STA A的CTS，因此可以知晓STA A在STC C的载波侦听之外。

HE系统

下面描述下一代WLAN系统。下一代WLAN系统是下一代Wi-Fi系统。例如，IEEE802.11ax可以被描述为这种下一代Wi-Fi系统的实施方式。在本说明书中，以下下一代WLAN系统被称为高效(HE)系统。HE系统的帧、PPDU等可以被称为HE帧、HE PPDU、HE-SIG字段、HE-STF、HE-LTF等。

诸如前述VOT系统这样的现有WLAN系统的描述可以被应用于下面关于HE系统没有进一步描述的内容。例如，前述VHT-SIG A字段、VHT-STF、VHT-LTF和VHT-SIG-B字段的描述可以被应用于HE-SIG A字段、HE-STF、HE-LTF和HE-SIG-B字段。所提出的HE系统的HE帧、前导码等可以被用于其它无线通信或蜂窝系统中。HE STA可以是如上所述的非AP STA或APSTA。在以下说明书中，尽管描述了STA，但是这样的STA设备可以指示HE STA设备。

HE-SIG A字段包含被发送到共同接收PPDU的STA的公共控制信息。HE-SIG A字段可以在一个至三个OFDM符号中进行发送。HE-SIG A字段可以以20MHz为单位进行复制，并且可以包含相同的信息。此外，HE-SIG-A字段提供与系统的整个带宽有关的信息的通知。在一个实施方式中，HE-SIG A字段可以包含带宽信息、组ID信息、流信息、UL指示信息、保护间隔(GI)指示信息、分配信息和发送功率信息中的至少一个。

HE-SIG B字段可以包含针对每个STA接收其数据(例如，PSDU)所必需的用户特定信息。HE-SIG B字段可以在一个或两个OFDM符号中进行发送。例如，HE-SIG B字段可以包含与对应PSDU的调制和编码方案(MCS)以及对应PSDU的长度有关的信息。

此外，在HE系统中，比现有WLAN系统的FFT大小大四倍的FFT大小将被用于平均吞吐量增加和室外鲁棒发送。如果应用了4x FFT方案，则已经应用4x FFT方案的符号的符号间隔变为四倍。如果使用了4x FFT大小，则因为在不断使用整个带宽并且使用了1/4倍的子载波间距的实施方式中子载波之间的间隔变为1/4，所以一个符号的间隔可以变为四倍。

此外，1x FFT大小(即，4x FFT大小的基础)可以是VHT系统(IEEE 802.11ac)的FFT大小。因此，1x FFT大小(即，4x FFT大小的基础)可以与传统前导码部分(L-STF、L-LTF和L-SIG字段)的FFT大小对应。用于1x FFT的一个前导码的间隔可以由添加了3.2μs的IDFT/DFT间隔和GI符号的间隔的间隔表示。用于1x FFT的一个前导码的间隔可以在长GI间隔的情况下为4μs(3.2+0.8)，并且可以在短GI间隔的情况下为3.6μs(3.2+0,4)。数据部分的符号间隔为3.2μs。因此，如果在HE系统中应用4x FFT方案，则一个符号间隔可以是12.8μs。另选地，数据部分的符号间隔可以由12.8μs表示，即，IDFT/DFT间隔的四倍。

在HE系统中，可以使用正交频分多址(OFDMA)方案，以同时向多个STA发送更多数据以及从多个STA接收更多数据。OFDMA是OFDM数字调制方案的多用户版本。OFDMA方案指示如下的方法：在该方法中，根据OFDM方案的多个载波(即，子载波)不是由一个用户专有地拥有，而是子载波的子集被分配给多个用户中的每一个并且由每个用户使用。OFDMA中所使用的子载波(即，子载波)可以被称为音调。以下提出这样的音调计划：这些音调将被分配在什么单元中，并且在这种情况下，如何针对每个音调大小的分配来设置导频信号。

在802.11ac系统的情况下，可以使用20MHz、40MHz、80MHz或160MHz(80MHz+80MHz)带宽来发送信号。在这种情况下，插入到子载波中的导频音的数目和位置如下。

在20MHz带宽发送的情况下，插入四个导频音，并且这四个导频音可以被设置在索引{-21,-7,7,21}处。在40MHz带宽发送的情况下，插入6个导频音，并且这6个导频音可以被设置在索引{-53,-25,-11,11,25,53}处。在80MHz带宽发送的情况下，插入八个导频音，并且这八个导频音可以被设置在索引{-103,-75,-39,-11,11,39,75,103}处。此外，在160MHz带宽发送的情况下，插入16个导频音，并且这16个导频音可以被设置在索引{-231,-203,-167,-139,-117,-89,-53,-25,25,53,89,117,139,167,203,231}处。

如果应用4x FFT大小和OFDMA，则在没有任何改变的情况下难以应用802.11ac系统的导频的部署。在下文中，提出了由于应用4x FFT大小而增加的音调以多个音调单元为单位被分配供OFDMA使用以及导频结构针对每个音调单元最大程度地满足对称性的导频位置。

首先，在本发明的实施方式中，限定了要在OFDMA中使用的基本单元的音调大小以及要在对应单元中使用的导频的数目。提出了将26个音调大小的块、52个音调大小的块、108个音调大小的块和242个音调大小的块作为基本单元。

1)26音调单元

如果使用OFDMA，则提出使用26个音调大小的子块作为子载波分配的最小单位。26个音调与现有802.11系统的1MHz中使用的音调的数目相同，并且因此可以通过考虑系统兼容性来将26音调单元设计为包括两个导频音。

2)52音调单元

如果使用OFDMA，则提出使用52个音调大小的子块(即，两个26音调单元的总和)作为子载波分配的单位。52个音调与现有802.11系统的20MHz中使用的音调的数目相同，并且因此可以通过考虑系统兼容性来将52音调单元设计为包括四个导频音。

3)108音调单元

如果使用OFDMA，则提出使用108个音调大小的子块(即，四个26音调单元与四个剩余音调的总和)作为子载波分配的单位。108音调单元可以被设计为包括6个导频音。在这种情况下，其优点在于：能够在稍微改变的情况下使用现有802.11系统的40MHz交织器。

4)242音调单元

如果使用OFDMA，则提出使用242个音调大小的子块(即，9个26音调单元和8个剩余音调的总和)作为子载波分配的单位。242个音调与现有802.11系统的80MHz中使用的音调的数目相同，并且因此可以通过考虑系统兼容性来将242音调单元设计为包括八个导频音。

下面描述如果使用前述OFDMA子块，则能够满足导频位置的对称性的音调计划将。音调计划可以指示OFDMA子块和导频音的部署。此外，OFDMA子块是用于通过OFDMA分配音调的单元，并且也可以称为音调单元。

图14示出了根据本发明的实施方式的52个音调大小的OFDMA音调单元。

52音调单元包括两个26音调单元。因此，52音调单元总是满足导频音基于DC(即，中心频率)的对称性。

图15示出了根据本发明的实施方式的108个音调大小的OFDMA音调单元。

108音调单元包括两个52音调单元和四个剩余音调。音调单元可以包括两个26音调单元，但是52音调单元满足如图14所示的对称性。因此，为了方便起见，基本上描述了52音调单元。

如图15所示，在108音调单元中，需要设置两个52音调单元和四个剩余音调，以满足基于中心频率的对称性。

在一个实施方式中，如图15(a)所示，可以在中心频率侧设置两个52音调单元，并且可以在中心频率的两侧中的每一侧设置两个剩余音调。在另一个实施方式中，如图15(b)所示，可以在两侧设置两个52音调单元，并且可以在中心处设置四个剩余音调。在另一个实施方式中，如图15(c)所示，可以在中心处设置两个剩余音调，可以分别在两侧设置两个剩余音调，并且可以在所述两个剩余音调之间设置52音调单元。

图16示出了根据本发明的实施方式的242个音调大小的OFDMA音调单元。

242音调单元可以包括两个108音调单元和一个26音调单元。在这种情况下，如图16所示，为了满足对称性，可以将26音调单元设置在中心处，并且可以将两个108音调单元设置在26音调单元的两侧。

此外，242音调单元可以包括四个52音调单元、一个26音调和八个剩余音调，或者可以包括九个26音调单元和八个剩余音调。在图17中示出了使用52音调单元或26音调单元来配置242音调单元的示例。

图17示出了根据本发明的另一实施方式的242个音调大小的OFDMA音调单元。

图17示出了用于配置242音调单元的方法。在图17(a)至图17(c)中，使用两个108音调单元和一个26音调单元的配置与图16中示出的配置相同。图17(a)至图17(c)是用于使用52音调单元或26音调单元来配置242音调单元的方法，并且示出了能够满足对称性的方法。

如果如图17(a)所示地使用52音调单元或25音调单元，则两个剩余音调可以被分别设置在两侧，并且可以分别设置在以26音调单元为中心的两侧。这样的配置与图15(a)的108音调单元的配置被用在图16的配置中的实施方式对应。

如图17(b)所示，四个剩余音调可以被设置在以26个音调为中心的两侧的52音调单元或两个26音调单元之间。这样的配置与图15(b)的108音调单元的配置被用在图16的配置中的实施方式对应。

如图17(c)所示，剩余音调可以分别设置在两侧，可以在以26音调单元为中心的两侧设置一个剩余音调，可以在设置在以26音调单元为中心的两侧的52音调单元之间设置两个剩余音调，并且可以在两个26音调单元之间设置两个剩余音调。这样的配置与图15(c)的108音调单元的配置被用在图16的配置中的实施方式对应。

根据前述的音调计划，下面描述根据导频音的前述数目的导频音的位置。导频音的位置被描述为索引。为了描述，针对每个音调大小的音调索引与下表的音调索引相同。在表1中，索引指示相对位置关系，并且索引号本身不具有唯一值。例如， 个索引中的2号可对应于个索引中的1号。

[表1]

单元	26音调单元	52音调单元	108音调单元	242音调单元
					索引	1～26	1～52	1～108	1～242

此外，假定每个音调单元中所使用的导频音的位置与26音调单元对齐。

首先，在26音调单元中，导频音的位置被确定为{7,20}，即，在从802.11ah 1MHz的导频位置将保护部分和DC排除的情况下的位置。{7,20}满足26个音调内的对称性。如果左音调和右音调被划分为两个13个音调，则{7,20}是位于中心处的音调索引并且满足等间隔条件。

在52音调单元中，导频音的位置可以使用26音调单元的位置而被确定为{7,20,33,46}。从等间距的角度来看，该位置也具有对称性和良好的性能。

26音调单元和52音调单元的位置可以被指示为{a,27-a}和{a,27-a,26+a,53-a}。“a”是1和13之间的整数。下面描述根据参照108音调单元和242音调单元描述的导频音的音调配置和数目的导频音的位置。

图18示出了根据本发明的实施方式的用于确定导频音的位置的方法。

图18示出了使用诸如图15(a)和图17(a)所示的音调计划这样的音调计划的示例，并且示出了用于108音调单元和242音调单元的导频音的候选索引。

1)108音调单元的导频音的位置

如上所述，26音调单元的导频音的位置是{7,20}(或者{a,27-a})。因此，如图18所示，9、22、35、48、61、74、87和100(或者2+a、29-a、28+a、55-a、54+a、81-a、80+a和107-a)中的6个可以被选择并且用作108音调单元中的导频音的位置。在这种情况下，如果9和100、22和87、35和74、以及48和61(或者2+a和107-a、29-a和80+a、28+a和81-a以及55-a和54+a)被一起配对使用，则获得更好的对称性能。因此，四组{9,22,35,74,87,100}、{9,22,48,61,87,100}、{9,35,48,61,74,100}和{22,35,48,61,74,87}中的一组可以被确定为108音调单元中的导频音的位置。这可以被表示为诸如{2+a,29-a,28+a,81-a,80+a,107-a}、{2+a,29-a,55-a,54+a,80+a,107-a}、{2+a,28+a,55-a,54+a,81-a,107-a}和{29-a,28+a,55-a,54+a,81-a,80+a}这样的四个组。

此外，可以确定从等间隔的角度针对108音调单元优化的值“a”。如果108音调单元除以6(即，导频的数目)，则得到18。在18音调单元中，如果导频被设置在中心处，即，在第九或第十音调中，则从等间距的角度来看，性能可能最好。提出了用于从最小距离的角度使用2+a、29-a和55-a的导频音以及导频音对(54+a、80+a、107-a)的方法。在这种情况下，“2+a”需要变为接近9或10的值，“29-a”需要变为接近27或28的值，并且“55-a”需要变为接近45或46的值。也就是说，可以使用满足以下式1的值“a”来确定具有最佳性能的导频位置。

[式1]

min(abs(9-(2+a)),abs(10-(2+a)))+min(abs(27-(29-a)),abs(28-(29-a)))+min(abs(45-(55-a)),abs(46-(55-a)))

满足式1的值“a”被确定为7或8。可以通过考虑26音调单元和52音调单元的等间距性能而提出将7作为值“a”。在这样的实施方式中，导频音的位置可以被确定为{9,22,48,61,87,100}。

2)242音调单元的导频音的位置

如上所述，26音调单元的导频音的位置是{7,20}(或者{a,27-a})。因此，如图18所示，9、22、35、48、61、74、87、100、115、128、143、156、169、182、195、208、221和234(或者2+a、29-a、28+a、55-a、54+a、81-a、80+a、107-a、108+a、135-a、136+a、163-a、162+a、189-a、188+a、215-a、214+a和241-a)中的8个可以被选择并且被用作242音调单元中的导频音的位置。在这种情况下，如果9和234、22和221、35和208、48和195、61和182、74和169、87和156、100和143以及115和128(或者2+a和241-a、29-a和214+a、28+a和215-a、55-a和188+a、54+a和189-a、81-a和162+a、80+a和163-a、107-a和136+a以及108+a和135-a)被一起配对使用，则获得更好的对称性能。这些对可以被分别表示为p1、p2、...、p9。当9对中的4对被无冗余地挑选时可得到的所有的情况可以被确定为242音调单元的导频音的位置。

此外，可以确定从等间隔的角度针对242音调单元优化的值“a”。如果242音调单元除以8(即，导频的数目)，则得到约30。假定剩余的两个音调被设置在两端。因此，在30个音调单元中，如果导频被设置在中心处，即，在第十五或第十六音调中，则从等间隔的角度来看，性能可能最好。在这种情况下，第一个和最后一个是31个音调块，并且导频仅需要被设置在这种块的第十六个音调中。提出了用于从最小距离的角度使用29-a、55-a、81-a和107-a的导频音以及导频音对的方法。在这种情况下，“29-a”需要变为接近16的值，“55-a”需要变为接近46或47的值，“81-a”需要变为接近76或77的值，并且“107-a”需要变为接近106或107的值。也就是说，可以使用满足以下式2的值“a”来确定具有最佳性能的导频位置。

[式2]

abs(16-(29-a)+min(abs(46-(55-a)),abs(47-(55-a)))+min(abs(76-(81-a)),abs(77-(81-a)))+min(abs(106-(107-a)),abs(107-(107-a)))

使式2最小化的值“a”被确定为5至8中的一个，并且通过考虑26音调单元、52音调单元和108音调单元的等间隔性能而提出将7作为值“a”。在这样的实施方式中，导频音的位置可以被确定为{22,48,74,100,143,169,195,221}。

图19示出了根据本发明的另一实施方式的用于确定导频音的位置的方法。

图19示出了使用诸如图15(b)和图17(b)的音调计划这样的音调计划的示例，并且示出了用于108音调单元和242音调单元的导频音的候选索引。

1)108音调单元的导频音的位置

如上所述，26音调单元的导频音的位置是{7,20}(或者{a,27-a})。因此，如图19所示，7、20、33、46、63、76、89和102(或者a、27-a、26+a、53-a、56+a、83-a、82+a和109-a)中的6个可以被选择并且用作108音调单元中的导频音的位置。在这种情况下，如果7和102、20和89、33和76以及46和63(或者a和109-a、27-a和82+a、26+a和83-a以及53-a和56+a)被一起配对使用，则获得更好的对称性能。因此，108音调单元中的导频音的位置可以被确定为四组{7,20,33,76,89,102}、{7,20,46,63,89,102}、{7,33,46,63,76,102}和{20,33,46,63,76,89}中的一组。所述四组可以被表示为诸如{a,27-a,26+a,83-a,82+a,109-a}、{a,27-a,53-a,56+a,82+a,109-a}、{a,26+a,53-a,56+a,83-a,109-a}和{27-a,26+a,53-a,56+a,83-a,82+a}这样的四组。

此外，可以确定从等间隔的角度针对108音调单元优化的值“a”。如果108音调单元除以6(即，导频的数目)，则得到约18。在18音调单元中，如果导频被设置在中心处，即，在第九音调或第十音调中，则从等间隔的角度来看，性能可能最好。提出了用于从最小距离的角度使用a、26+a和53-a的导频音以及导频音对的方法。在这种情况下，“a”需要变为接近9或10的值，“26+a”需要变为接近27或28的值，并且“53-a”需要变为接近45或46的值。也就是说，可以使用满足以下式3的值“a”来确定具有最佳性能的导频位置。

[式3]

min(abs(9-a),abs(10-a))+min(abs(27-(26+a)),abs(28-(26+a)))+min(abs(45-(53-a)),abs(46-(53-a)))

使式3最小的值“a”被确定为7或8，并且通过考虑26音调单元和52音调单元的等间隔性能而提出将7作为值“a”。在这样的实施方式中，导频音的位置可以被确定为{7,33,46,63,76,102}。

2)242音调单元的导频音的位置

如上所述，26音调单元的导频音的位置是{7,20}(或者{a,27-a})。因此，如图19所示，7、20、33、46、63、76、89、102、115、128、141、154、167、180、197、210、223和236(或者a、27-a、26+a、53-a、56+a、83-a、82+a、109-a、108+a、135-a、134+a、161-a、160+a、187-a、190+a、217-a、216+a和243-a)中的8个可以被选择并用作242音调单元的导频音的位置。在这种情况下，如果7和236、20和223、33和210、46和197、63和180、76和167、89和154、102和141以及115和128(或者a和243-a、27-a和216+a、26+a和217-a、53-a和190+a、56+a和187-a、83-a和160+a、82+a和161-a、109-a和134+a以及108+a和135-a)被一起配对使用，则获得更好的对称性能。这些对可以被分别表示为p1、p2、...、p9。当9对中的4对被无冗余地挑选时可得到的所有情况可以被确定为242音调单元的导频音的位置。

此外，可以确定从等间隔的角度针对242音调单元优化的值“a”。如果242音调单位除以8(即，导频的数目)，则得到约30。假定剩余的两个音调被设置在两端。因此，如果导频被设置在30音调单元的中心处，即，在第15音调或第16音调中，则从等间隔的角度来看，性能可能最好。然而，第一个和最后一个是31个音调块，并且因此导频只需要被设置在该块的第16音调处。提出了用于从最小距离的角度使用27-a、53-a、83-a和109-a的导频音以及导频音对的方法。在这种情况下，“27-a”需要变为接近16的值，“53-a”需要变为接近46或47的值，“83-a”需要变为接近76或77的值，并且“109-a”需要变为接近106或107的值。也就是说，可以使用满足以下式4的值“a”来确定具有最佳性能的导频位置。

[式4]

abs(16-(29-a)+min(abs(46-(55-a)),abs(47-(55-a)))+min(abs(76-(81-a)),abs(77-(81-a)))+min(abs(106-(107-a)),abs(107-(107-a)))

使式4最小的值“a”被确定为6或7，并且通过考虑26音调单元、52音调单元和108音调单元的等间隔性能而提出将7作为值“a”。在这样的实施方式中，导频音的位置可以被确定为{20,46,76,102,141,167,197,223}。

图20示出了根据本发明的另一实施方式的用于确定导频音的位置的方法。

图20示出了使用诸如图15(c)和图17(c)中的导频音这样的导频音的示例，并且示出了用于108音调单元和242音调单元的导频音的候选索引。

1)108音调单元的导频音的位置

如上所述，26音调单元的导频音的位置是{7,20}(或者{a,27-a})。因此，如图20所示，8、21、34、47、62、75、88和101(或1+a、28-a、27+a、54-a、55+a、82-a，81+a和108-a)中的6个可以被选择并用作108音调单元中的导频音的位置。在这种情况下，如果8和101、21和88、34和75以及47和62(或者1+a和108-a、28-a和81+a、27+a和82-a以及54-a和55+a)被一起配对使用，则获得更好的对称性能。因此，四组{8,21,34,75,88,101}、{8,21,47,62,88,101}、{8,34,47,62,75,101}和{21,34,47,62,75,88}中的一组可以被确定为108音调单元中的导频音的位置。所述四组可以被表示为诸如{1+a,28-a,27+a,82-a,81+a,108-a}、{1+a,28-a,54-a,55+a,81+a,108-a}、{1+a,27+a,54-a,55+a,82-a,108-a}和{28-a,27+a,54-a,55+a,82-a,81+a}这样的四组。

此外，可以确定从等间隔的角度针对108音调单元优化的值“a”。如果108音调单元除以6(即，导频数目)，则得到18。因此，如果导频被设置在18音调单元的中心处，即，在第9音调或第10音调中，则从等间距的角度来看，性能可能最好。提出了用于从最小距离的角度使用1+a、28-a(或者27+a)和54-a的导频音以及导频音对的方法。在这种情况下，“1+a”需要变为接近9或10的值，“28-a”需要变为接近27的值，“27+a”需要变为接近28的值，并且“54-a”需要变为接近45或46的值。也就是说，可以使用满足以下式5的值“a”来确定具有最佳性能的导频位置。

[式5]

min(abs(9-(1+a)),abs(10-(1+a)))+abs(27-(28-a))+min(abs(45-(54-a)),abs(46-(54-a)))

使式5最小的值“a”被确定为8，并且还具有接近7的结果。因此，通过考虑26音调单元和52音调单元的等间隔性能而提出将7或8作为值“a”。

2)242音调单元的导频音的位置

如上所述，26音调单元的导频音的位置是{7,20}(或者{a,27-a})。因此，如图20所示，8、21、34、47、62、75、88、101、115、128、142、155、168、181、196、209、222和235(或者1+a、28-a、27+a、54-a、55+a、82-a、81+a、108-a、108+a、135-a、135+a、162-a、161+a、188-a、189+a、216-a、215+a和242-a)中的8个可以被选择并用作242音调单元中的导频音的位置。在这种情况下，如果8和235、21和222、34和209、47和196、62和181、75和168、88和155、101和142以及115和128(或者1+a和242-a、28-a和215+a、27+a和216-a、54-a和189+a、55+a和188-a、82-a和161+a、81+a和162-a、108-a和135+a以及108+a和135-a)被一起配对使用，则获得更好的对称性能。这些对可以被分别表示为p1、p2、...、p9。当9对中的4对被无冗余地挑选时可得到的所有情况可以被确定为242音调单元的导频音的位置。

此外，可以确定从等间隔的角度针对242音调单元优化的值“a”。如果242音调单位除以8(即，导频的数目)，则得到约30。假定剩余的两个音调被设置在两端。因此，如果导频被设置在30音调单元的中心处，即，在第15音调或第16音调中，则从等间隔的角度来看，性能可能最好。然而，第一个和最后一个是31个音调块，并且导频只需要被设置在该块的第16音调处。提出了用于从最小距离的角度使用28-a、54-a、82-a和108-a的导频音和导频音对的方法。在这种情况下，“28-a”需要变为接近16的值，“54-a”需要变为接近46或47的值，“82-a”需要变为接近76或77的值，并且“108-a”需要变为接近106或107的值。也就是说，可以使用满足式6的值“a”来确定具有最佳性能的导频位置。

[式6]

abs(16-(28-a)+min(abs(46-(54-a)),abs(47-(54-a)))+min(abs(76-(82-a)),abs(77-(82-a)))+min(abs(106-(108-a)),abs(107-(108-a)))

使式6最小的值“a”被确定为6或7，并且通过考虑26音调单元、52音调单元和108音调单元的等间隔性能而提出将7作为值“a”。在这样的实施方式中，导频音的位置可以被确定为{21,47,75,101,142,168,196,222}。

图21是根据本发明的实施方式的每个STA设备的框图。

参照图21，STA设备可以包括存储器21010、处理器21020和RF单元21030。此外，如上所述，STA设备是HE STA设备，并且可以是AP STA或非AP STA。

RF单元21030连接到处理器21020，并且可以发送/接收无线电信号。RF单元21030可以将从处理器接收的数据上变频到发送/接收频带，并且可以发送信号。

处理器21020连接到RF单元21030，并且可以根据IEEE 802.11系统来实现物理层和/或MAC层。处理器21020可以被配置为执行根据本发明的基于附图和描述的各个实施方式的操作。此外，用于实现根据本发明的前述各个实施方式的STA的操作的模块可以被存储在存储器21010中，并且可以由处理器21020执行。

存储器21010连接到处理器21020，并且存储用于驱动处理器21020的各种信息。存储器21010可以被包括在处理器21020中或者可以被安装在处理器21020的外部，并且可以通过已知手段连接到处理器21020。

此外，STA设备可以包括单个天线或多个天线。可以实现图21的STA设备的详细配置，使得本发明的各个实施方式中所描述的内容被独立应用，或者所述各个实施方式中的两个或更多个被同时应用。

图22是根据本发明的实施方式的STA设备的进一步细节图。

参照图22，STA设备包括前向纠错(FCE)编码器22010、映射器22020、导频插入单元22030、IDFT单元22040和模拟/RF单元22050。在图22中，FEC编码器22010、映射器22020、导频插入单元22030和IDFT单元22040可以被包括在图22的处理器21020中。模拟/RF单元22050可以与图22的RF单元21030对应。图22的STA设备可以执行HE STA的前述操作。

FCE编码器22010可以根据预定编码方法对数据比特进行编码，并且输出经编码的数据比特。在这种情况下，FEC编码器22010可以使用卷积编码器、turbo编码器或低密度奇偶校验(LDPC)编码器被实现为纠错编码器。FEC编码器22010可以作为卷积编码器来执行二进制卷积码(BCC)编码。

映射器22020可以执行星座映射。换句话说，映射器22020可以根据预定调制方法来对数据比特进行调制，并且输出调制符号(即，星座点)。也就是说，经编码的数据比特可以通过映射器22020被划分为比特块。每个比特块可以被映射到表示根据具有幅值和相位的星座点的位置的调制符号。映射器22020的调制方案不受限制，并且可以使用m相移键控(m-PSK)或m-正交幅值调制(m-QAM)作为调制方案。

导频插入单元22030可以将导频插入到发送数据中。换句话说，导频插入单元22030可以基于如上述结合图14至图20的实施方式所确定的数目和位置来将导频音插入到子载波中。

IDFT单元22040可以对数据执行IDFT。换句话说，IDFT单元22040可以对映射器22020所输出的调制符号执行IFFT或IDFT，并且可以在时域中输出OFDM符号数据。

模拟/RF单元22050可以对复合基带波形进行上变频，并且可以发送RF信号。换句话说，模拟/RF单元22050可以对在基带中处理后的数据/信号进行上变频并且可以将发送信号进行发送，并且也可以称为RF单元。

图23是例示了根据本发明的实施方式的STA的数据发送方法的流程图。

如参照图22的STA设备所述地执行图23的流程图中所包括的步骤。在步骤S23010，STA可以使用FEC编码器对发送数据进行FEC编码。此外，在步骤S23020，STA可以使用映射器对发送数据进行星座映射。此外，在步骤S23030，STA可以使用导频插入单元将导频音插入到发送数据中。此外，在步骤S23040，STA可以使用IDFT单元对发送数据进行IDFT处理或IFFT处理。此外，在步骤S23050，STA可以使用模拟/RF单元对发送数据进行上变频，并且将发送信号进行发送。

在本说明书中，如上所述，如果STA使用OFDMA方案，则STA可以向至少一个用户分配发送信号中所包括的多个子载波。在这种情况下，STA不是随机地分配多个子载波，而是可以通过考虑信号处理的效率和性能以预定的音调单元为单位来分配多个子载波。更具体地，能够使用传统802.11系统的音调的数目作为预定音调单元中所包括的音调的数目在最大程度上减小系统复杂性。为了确保足够的子载波，STA可以使用比传统802.11系统的FFT大小大四倍的FFT大小。

如上所述，音调单元(即，用于分配OFDMA方案的子载波的基础)包括26音调单元、52音调单元、108音调单元和242音调单元。STA可以使用所述音调单元中的至少一个或者所述音调单元的组合来分配子载波。

可以通过考虑与传统802.11系统的兼容性和系统复杂性来确定插入到每个音调单元中的导频音的数目。如上所述，26音调单元可以包括两个导频音，52音调单元可以包括四个导频音，108音调单元可以包括六个导频音，并且242音调单元可以包括八个导频音。

通过考虑系统性能来确定音调计划和导频音的位置，使得它们满足包括在信号中的导频音的对称性和等间隔。音调计划和导频音的位置与参照图14至图20描述的相同。例如，如果26音调单元被用于OFDMA，则STA可以将导频音插入到26音调单元的第七音调和第二十音调中。对于另一个示例，如果使用52音调单元，则STA可以将导频音插入到52音调单元的第七音调、第二十音调、第三十三音调和第四十六音调中。在音调计划的情况下，52音调单元可以包括两个26音调单元，108音调单元可以包括两个52音调单元和四个剩余音调，并且52音调单元和剩余音调的位置与如上所述的相同。242音调单元可以包括一个26音调单元和四个52音调单元。在这种情况下，26音调单元可以被设置在中心处，并且两个52音调单元可以被分别设置在26音调单元的两侧。

本领域技术人员将理解的是，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下以各种方式改变和修改本发明。因此，本发明旨在包括由所附的权利要求及其等同物提供的所有改变和修改。

在本说明书中，已经描述了所述设备和所述方法二者，并且所述设备和所述方法二者的描述可以相互补充并进行应用。

用于实施发明的模式

已经按照用于实现本发明的示例性形式描述了各个实施方式。

工业实用性

虽然已经基于将根据本发明的实施方式的无线通信系统中的数据发送/接收方法应用到IEEE 802.11系统的示例描述了所述数据发送/接收方法，但是它们也可以被应用到除了IEEE 802.11系统以外的各种无线通信系统。

Claims (12)

1.一种无线局域网(WLAN)系统中的站(STA)设备的数据发送方法，该数据发送方法包括以下步骤：

对发送数据进行FEC编码；

对所述发送数据进行星座映射；

将导频音插入到所述发送数据中；

对所述发送数据执行离散傅里叶逆变换(IDFT)；以及

对所述发送数据进行上变频并且将发送信号进行发送，

其中，如果对所述发送信号应用正交频分多址(OFDMA)方案，则所述发送信号包括作为所述OFDMA方案的子载波分配的基础的至少一个音调单元。

2.根据权利要求1所述的数据发送方法，其中，所述至少一个音调单元包括26音调单元、52音调单元和242音调单元中的至少一个。

3.根据权利要求2所述的数据发送方法，其中，

所述26音调单元包括两个导频音，

所述52音调单元包括四个导频音，并且

所述242音调单元包括八个导频音。

4.根据权利要求3所述的数据发送方法，其中，包括在所述26音调单元中的所述两个导频音被插入到所述26音调单元的第7音调和第20音调中。

5.根据权利要求3所述的数据发送方法，其中，所述52音调单元的所述四个导频音被插入到所述52音调单元的第7音调、第20音调、第33音调和第46音调中。

6.根据权利要求2所述的数据发送方法，其中，如果所述242音调单元包括一个26音调单元和四个52音调单元，则将所述26音调单元设置在所述242音调单元的中心处，并且将两个所述52音调单元分别设置在处于所述中心处的所述26音调单元的两侧。

7.一种无线局域网(WLAN)系统中的站(STA)设备，该STA设备包括：

FEC编码器，该FEC编码器被配置为对发送数据进行FEC编码；

映射器，该映射器被配置为对所述发送数据进行星座映射；

导频插入单元，该导频插入单元被配置为将导频音插入到所述发送数据中；

离散傅里叶逆变换(IDFT)单元，该IDFT单元被配置为对所述发送数据执行IDFT；以及

RF单元，该RF单元被配置为对所述发送数据进行上变频并且将发送信号进行发送，

其中，如果对所述发送信号应用正交频分多址(OFDMA)方案，则所述发送信号包括作为所述OFDMA方案的子载波分配的基础的至少一个音调单元。

8.根据权利要求7所述的STA设备，其中，所述至少一个音调单元包括26音调单元、52音调单元和242音调单元中的至少一个。

9.根据权利要求8所述的STA设备，其中，

所述26音调单元包括两个导频音，

所述52音调单元包括四个导频音，并且

所述242音调单元包括八个导频音。

10.根据权利要求9所述的STA设备，其中，包括在所述26音调单元中的所述两个导频音被插入到所述26音调单元的第7音调和第20音调中。

11.根据权利要求9所述的STA设备，其中，所述52音调单元的所述四个导频音被插入到所述52音调单元的第7音调、第20音调、第33音调和第46音调中。

12.根据权利要求8所述的STA设备，其中，如果所述242音调单元包括一个26音调单元和四个52音调单元，则将所述26音调单元设置在所述242音调单元的中心处，并且将两个所述52音调单元分别设置在处于所述中心处的所述26音调单元的两侧。