CN108029041B - 无线通信装置和无线通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供无线通信装置,包括:发送信号生成单元,生成A‑PPDU,该A‑PPDU具有多个非传统信头以及多个非传统前置码,所述多个非传统信头记述了传统前置码、传统信头、对多个不同的STA的每一个分配的数据字段、与所述多个数据字段有关的各种信息;以及发送单元,通过无线来发送所述A‑PPDU。

Description

无线通信装置和无线通信方法
技术领域
本发明涉及连接发往不同的用户的物理层协议数据单位(PPDU:PLCP ProtocolData Unit,PLCP:Physical Layer Convergence Protocol(物理层会聚协议))的方法和发送已连接的PPDU的无线通信装置和无线通信方法。
背景技术
使用了毫米波段的无线通信,因不需要许可证等而引起人们的关注。IEEE802.11ad标准是由IEEE(美国电气通信学会)标准化的毫米波段的无线通信标准(参照非专利文献1)。
以IEEE802.11ad标准规定的技术可进行多吉比特的高速数字通信。此外,IEEE802.11ad标准补充和扩展IEEE802.11的MAC(媒体访问控制:Media Access Controladdress)层,具有与IEEE802.11 WLAN(wireless local area network;无线局域网)标准的向下兼容性。
而且,IEEE802.11ad标准支持在MAC层中,基础设施BSS(基本服务集:basicservice set)和PBSS(专用BSS)等的集中网络架构。这里,集中网络架构是,称为访问点(AP:access point(访问点))和专用BSS控制点(PCP)的中央协调器发送信标,使网络内的全部的站(STA:station)同步的网络构造。
此外,IEEE802.11ad标准,相比以2.4GHz或5GHz频带动作的另一IEEE802.11 WLAN标准,在更宽范围内利用波束成形并进行指向性通信。
IEEE802.11ad标准因使用2.16GHz的带宽而可以提供最大6.7Gbps的PHY(物理层)数据传输速度。而且,为了提高传输效率,在IEEE802.11ad标准的物理层中支持聚合PPDU(连接物理层协议数据单位,以下表述为“A-PPDU”)。A-PPDU通过在PPDU发送中不包含IFS(Interframe Spac;帧内空间)或前置码而连接二个以上的PPDU,可以减少开销并提高数据传输速度。
这样,IEEE802.11ad标准,因具有高速性和向下兼容性优良、支持集中网络架构、波束成形和A-PPDU等众多优点而备受瞩目。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:IEEE 802.11ad-2012P237 9.13a DMG A-PPDU operation
发明内容
然而,近年来的智能手机和平板终端那样的WLAN搭载设备的迅速普及,导致1个AP上连接的STA数的增加。这样的环境下,相比提高每1个STA的最大数据传输速度,更寻求如何有效灵活使用无线资源并使网络整体的传输效率提高的措施。
本发明的非限定性的实施例,提供可以在毫米波段无线通信中维持与IEEE802.11ad标准的向下兼容性,并使网络整体的数据传输速度提高的无线通信装置和无线通信方法。
本发明的一方式的无线通信装置包括:发送信号生成单元,生成连接物理层协议数据单位,所述连接物理层协议数据单位包含:具有向下标准兼容性的传统前置码;具有向下标准兼容性的传统信头;发往每个用户的1个以上的数据字段;记述了有关所述1个以上的数据字段的信息的没有向下标准兼容性的1个以上的非传统信头;以及发往每个所述用户的没有向下标准兼容性的1个以上的非传统前置码;以及发送单元,通过无线来发送所述连接物理层协议数据单位。
本发明的一方式的无线通信方法,包括以下步骤:生成连接物理层协议数据单位,所述连接物理层协议数据单位包含:具有向下标准兼容性的传统前置码;具有向下标准兼容性的传统信头;发往每个用户的1个以上的数据字段;记述了有关所述1个以上的数据字段的信息的没有向下标准兼容性的1个以上的非传统信头;以及发往每个所述用户的没有向下标准兼容性的1个以上的非传统前置码,通过无线发送所述连接物理层协议数据单位。
再者,这些概括性的并且具体的方式,可以通过装置、系统、方法、集成电路、计算机程序或记录介质方式实现,也可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序和记录介质的任意的组合来实现。
根据本发明,可以维持与IEEE802.11ad的向下兼容性(包含与IEEE802.11 WLAN的向下兼容性),并使网络整体的数据传输速度提高。
从说明书和附图中将清楚本发明的一方式中的更多的优点和效果。这些优点和/或效果可以由几个实施方式和说明书及附图所记载的特征来分别提供,不需要为了获得一个或一个以上的同一特征而提供全部特征。
附图说明
图1表示传统PPDU的格式的一例子。
图2表示传统信头的结构的一例子。
图3表示传统A-PPDU的格式的一例子。
图4表示传统装置的发送装置的结构的一例子。
图5表示实施方式1中的非传统MU A-PPDU的格式的一例子。
图6表示实施方式1中的非传统MU A-PPDU的传统信头的结构的一例子。
图7表示实施方式1中的非传统信头A的结构的一例子。
图8表示实施方式1中的非传统信头B的结构的一例子。
图9表示实施方式1中的非传统装置的发送装置的结构的一例子。
图10表示实施方式1中的非传统MU A-PPDU的格式的另一例子。
图11表示实施方式1中的非传统信头C的结构的一例子。
图12表示实施方式1中的非传统MU A-PPDU的格式的另一例子。
图13表示实施方式1中的非传统MU A-PPDU的格式的另一例子。
图14表示实施方式1中的非传统MU A-PPDU的格式的另一例子。
图15表示实施方式2中的非传统PPDU的格式的一例子。
图16表示实施方式2中的非传统MU A-PPDU的格式的一例子。
图17表示实施方式2中的非传统MU A-PPDU的传统信头的结构的一例子。
图18表示实施方式2中的非传统信头A的结构的一例子。
图19表示实施方式2中的非传统信头B的结构的一例子。
图20表示实施方式2中的非传统MU A-PPDU的发送方法的一例子。
图21表示实施方式2中的非传统MU A-PPDU的发送方法的另一例子。
图22表示实施方式2中的非传统MU A-PPDU的发送方法的另一例子。
图23表示实施方式2中的非传统MU A-PPDU的格式的另一例子。
图24表示实施方式2中的非传统信头C的结构的另一例子。
图25表示实施方式2中的非传统MU A-PPDU的格式的另一例子。
具体实施方式
以下,参照附图详细地说明本发明的实施方式。首先,说明在以本发明的实施方式作为前提的非专利文献1中记述的IEEE802.11ad标准的概要。再者,为了明确以IEEE802.11ad标准规定的技术和本发明的毫米波段无线通信技术之间的区别,在有关IEEE802.11ad标准的短语中,适当附加“传统”的文字。
(IEEE802.11ad标准的概要)
IEEE802.11ad标准可以通过2.16GHz的带宽,提供最大6.7Gbps的PHY(物理层)数据传输速度。
图1是表示传统PPDU的格式的一例子的图。如图1所示,传统PPDU 100具有传统STF101、传统CEF 102、传统信头103和数据字段104。再者,传统PPDU 100以具有由波束成形控制的指向性的波束来发送。
传统STF 101是用于分组检测、自动增益控制(AGC)、频率偏差估计、同步等的字段。
传统CEF 102是用于信道估计的字段。
传统信头103中有多个字段,在该多个字段中,记述与传统PPDU 100的细节有关的各种信息。有关传统信头103的结构的细节,将后述。
数据字段104包含物理层服务数据单位(以下记述为“PSDU:physical layerservice data unit”)的有效载荷数据。
图2是表示传统信头103的结构的一例子的图。如图2所示,传统信头103具有:扰频初始设定字段103a、MCS字段103b、长字段103c、附加PPDU字段103d、分组类型字段103e、训练长字段103f、聚合字段103g、波束跟踪请求字段103h、最后RSSI字段103i、周转字段103j、预约比特103k、HCS字段103l。
例如,传统信头103的长字段103c以八位字节数指定PSDU中的数据大小。此外,在紧接传统PPDU 100之后连接另一传统PPDU的情况下,即在使用A-PPDU的情况下,传统信头103的附加PPDU字段103d被设定为“1”。
图3是表示传统A-PPDU的格式的一例子的图。如图3所示,传统A-PPDU 200包含3个传统PPDU 209、210、211。传统A-PPDU 200的各传统PPDU 209、210、211分别包含传统信头203、205、207和数据字段204、206、208。而且,传统A-PPDU 200的开头(第1)的PPDU 209包含传统STF 201和传统CEF 202。传统A-PPDU 200不包含在发送的各PPDU之间的、帧间隔即IFS(Interframe Space;帧间空间)和前置码。
对应于IEEE802.11ad的无线通信装置(以下记述为“传统装置”),通过在作为发送对象的PSDU的有效载荷数据之前附加传统前置码(传统STF和传统CEF)和传统信头,而且反复连接传统信头和有效载荷数据,生成图3所示格式的传统A-PPDU 200。然后,传统装置对于生成的传统A-PPDU 200,进行扰频、信道编码、调制、变频和天线图案切换等的发送处理,从天线输出。
此外,由于被发送给1台STA,所以与图1的传统PPDU 100同样以具有通过波束成形控制的指向性的波束来发送传统A-PPDU 200。再者,在将传统A-PPDU 200顺序地发送到多个STA的情况下,对每个STA设置IFS来发送传统A-PPDU 200。
(传统装置的发送装置的结构)
图4是表示传统装置的发送装置的结构的一例子的框图。如图4所示,传统装置的发送装置800包括发送信号生成单元801、发送单元802、天线803、以及天线图案控制单元804。
发送信号生成单元801包含传统STF生成单元801a、传统CEF生成单元801b、传统信头生成单元801c以及连接单元801e。
传统STF生成单元801a生成传统STF,传统CEF生成单元801b生成传统CEF,传统信头生成单元801c生成传统信头。
连接单元801e通过连接传统STF、传统CEF、传统信头以及数据,生成传统A-PPDU200。
发送单元802对于传统A-PPDU 200进行扰频、信道编码、调制和变频等的发送处理。此外,发送单元802基于天线图案控制信号805,进行天线803的指向性切换处理。
天线803无线发送从发送单元802输出的传统A-PPDU 200。
为了控制发送单元802中的天线803的指向性切换,天线图案控制单元804输出天线图案控制信号805。
这样,传统装置的发送装置800对传统A-PPDU 200进行规定的发送处理及天线图案切换处理并发送。
(本发明的概要)
以下,说明本发明的毫米波段无线通信技术。本发明的毫米波段无线通信技术是,维持与IEEE802.11ad标准的向下兼容性,相比IEEE802.11ad用于使网络整体的数据传输速度提高的技术。为了明确与IEEE802.11ad标准的区别,在与本发明的毫米波段无线通信技术有关的短语中,适当附加“非传统”的文字。
本发明的毫米波段无线通信技术,通过将构成A-PPDU的各PPDU分配给多个不同的STA来发送而实现网络整体的数据传输速度的提高。
因此,本发明的毫米波段无线通信技术,定义将PPDU分配给多个不同的STA,将它们连接并发送的非传统多用户A-PPDU(以下记述为“非传统MU A-PPDU”)。
另一方面,与IEEE802.11ad的向下兼容性(包含与IEEE802.11 WLAN的向下兼容性),通过包括了传统前置码(传统STF 101和传统CEF 102)以及传统信头103的格式而实现。
(实施方式1)
图5是表示本实施方式中的非传统MU A-PPDU的格式的一例子的图。在图5中,3个非传统PPDU被连接。这里,各非传统PPDU分配给彼此不同的3台STA(例如,设为STA1、STA2、STA3)。如图5所示,非传统MU A-PPDU 300包含3个非传统PPDU 317、318、319。非传统MU A-PPDU 300的各非传统PPDU由非传统信头B、非传统STF(Short Training Field;短训练字段)、非传统CEF(Channel Estimation Field;信道估计字段)和数据字段构成。
而且,非传统MU A-PPDU 300的第1(开头)的非传统PPDU 317包含非传统信头Ba305、非传统STFa 308、非传统CEFa 309、以及数据a310,同时包含传统STF 301、传统CEF302、传统信头303和非传统信头A304。
再者,第2非传统PPDU 318是包含非传统信头Bb 306、非传统STFb 311、非传统CEFb 312以及数据b313的结构,第3非传统PPDU 319是包含非传统信头Bc307、非传统STFc314、非传统CEFc 315以及数据c316的结构,不包含传统STF、传统CEF、传统信头和非传统信头A。
再者,与传统A-PPDU同样,在非传统MU A-PPDU 300中的各非传统PPDU之间不包含帧间隔即IFS,但也可以设定IFS。
传统STF 301与传统PPDU 100中的传统STF 101为同样的结构,是用于基于非传统MU A-PPDU的全部目的地STA的分组检测、自动增益控制(AGC)、频率偏差估计、以及同步的至少一个的字段。
传统CEF 302与传统PPDU 100中的传统CEF 102为同样的结构,是用于基于非传统MU A-PPDU的全部目的地STA的信道估计的字段。
传统信头303具有多个字段,记述与非传统MU A-PPDU 300的细节有关的各种信息。有关传统信头303的结构的细节,将后述。
非传统信头A304包含构成非传统MU A-PPDU 300的各非传统PPDU的目的地信息。有关非传统信头A 304的结构的细节,将后述。
非传统信头B305、306、307包含与构成非传统MU A-PPDU 300的各非传统PPDU有关的各种信息。有关非传统信头B305、306、307的结构的细节,将后述。
非传统STF 308、311、314是用于基于各非传统PPDU的目的地STA的AGC的再调整和再同步的字段。非传统STF308、311、314的长度可以短于传统STF 301的长度。
非传统CEF 309、312、315是用于基于各非传统PPDU的目的地STA的信道再估计的字段。
数据字段310、313、316由每个目的地STA的PSDU的有效载荷数据构成。
图6是表示本实施方式中的非传统MU A-PPDU 300的传统信头303的格式的一例子的图。如图6所示,传统信头303具有扰频初始设定字段303a、MCS字段303b、长字段303c、附加PPDU字段303d、分组类型字段303e、训练长字段303f、聚合字段303g、波束跟踪请求字段303h、最后RSSI字段303i、周转字段303j、目的地类型字段303m、预约比特303k、HCS字段303l。
目的地类型字段303m是用于非传统装置区别非传统A-PPDU的目的地为单个用户(1个STA)还是多用户(多个STA)的字段。目的地类型字段303m在聚合字段303g被设定为“1”的情况下有效,例如,目的地类型字段303m在非传统A-PPDU的目的地为单个用户的情况下被设定为“0”,在为多用户的情况下被设定为“1”。
因此,在聚合字段303g和目的地类型字段303m两者被设定为“1”的情况下,存在图5所示的非传统信头A304、3个非传统信头B305、306、307、3个非传统STF 308、311、314、3个非传统CEF 309、312、315。
再者,目的地类型字段303m利用传统信头103的预约比特103k的一部分,所以维持与IEEE802.11ad标准的向下兼容性。再者,在非传统A-PPDU的目的地为单个用户的情况下,非传统A-PPDU的格式与传统A-PPDU的格式相同。
图7是表示本实施方式中的非传统信头A的结构的一例子的图。如图7所示,非传统信头A304具有非传统MU A-PPDU 300的目的地即全部的STA的目的地信息字段304a、304b、304c和HCS(Header Check Sequence;信头检查序列)字段304d。
这里,目的地信息,例如是目的地STA的MAC地址和AID(Association Identifier;关联标示符)。再者,构成非传统MU A-PPDU 300的PPDU的配置顺序与非传统信头A304的目的地信息的配置顺序相同。
图8是表示本实施方式中的非传统信头B的结构的一例子的图。如图8所示,非传统信头B305、306、307具有:指示在分配给各个目的地STA的数据字段中使用的MCS的MCS字段305a、以八位字节数表示分配给各个目的地STA的数据字段的大小的长字段305b、以及HCS字段305c。再者,非传统MU A-PPDU 300中,非传统信头B305、306、307的配置顺序与非传统信头A304的目的地信息的配置顺序相同。
这里,说明发送非传统MU A-PPDU的天线的指向性。在图5中,从非传统MU A-PPDU300的传统STF 301至非传统信头Bc307,以具有达到非传统MU A-PPDU 300的目的地即全部的STA的指向性的第4波束发送。
另一方面,从非传统STFa 308至数据a310,以具有控制为朝向STA1的指向性的第1波束发送,从非传统STFb 311至数据b313,以具有控制为朝向STA2的指向性的第2波束发送,从非传统STFc 314至数据c316,以具有控制为朝向STA3的指向性的第3波束发送。再者,第4波束的指向性比第1波束至第3波束的指向性低。
本发明的对应于毫米波段无线通信技术的无线通信装置(以下表述为“非传统装置”)在分配给作为发送对象的多个STA的各PSDU的有效载荷之前附加非传统前置码(非传统STF和非传统CEF),不空出作为IFS的帧间隙地连接,而且,通过附加与传统前置码(传统STF和传统CEF)、传统信头、各PSDU对应的非传统信头A和非传统信头B,生成图5所示的非传统MU A-PPDU 300。
然后,非传统装置对于非传统MU A-PPDU 300,进行包含扰频、信道编码、调制、变频和天线图案切换的发送处理,从天线输出。
(非传统装置的发送装置的结构)
图9是表示非传统装置的发送装置的结构的一例子的框图。如图9所示,非传统装置的发送装置900包括发送信号生成单元901、发送单元902、天线903、天线图案控制单元904、目的地控制单元905。
目的地控制单元905输出对非传统MU A-PPDU 300的目的地进行控制的目的地控制信号906。这里,目的地控制信号,例如是目的地STA的数、目的地STA的MAC地址、目的地STA的AID、目的地STA的发送顺序、目的地STA的切换定时(构成非传统MU A-PPDU的各非传统PPDU的边界)。
发送信号生成单元901包括:传统STF生成单元901a、传统CEF生成单元901b、传统信头生成单元901c、非传统信头A生成单元901d、非传统信头B生成单元901e、非传统STF生成单元901f、非传统CEF生成单元901g以及连接单元901i。
在发送信号生成单元901中,根据目的地控制信号906,传统STF生成单元901a生成传统STF,传统CEF生成单元901b生成传统CEF,传统信头生成单元901c生成传统信头,非传统信头A生成单元901d生成非传统信头A,非传统信头B生成单元901e生成非传统信头B,非传统STF生成单元901f生成非传统STF,非传统CEF生成单元901g生成非传统CEF。
连接单元901i根据目的地控制信号906,通过连接传统STF、传统CEF、传统信头、非传统信头A、非传统信头B、非传统STF、非传统CEF、以及数据,生成非传统MU A-PPDU 300。
发送单元902对于非传统MU A-PPDU 300进行包含扰频、信道编码、调制及变频的发送处理。此外,发送单元902基于天线图案控制信号907,进行天线903的指向性切换处理。
天线903无线发送从发送单元902输出的非传统MU A-PPDU 300。
为了在发送单元902中对每个目的地STA切换天线903的指向性,天线图案控制单元904基于目的地控制信号906生成天线图案控制信号907。
这样,非传统装置的发送装置900对非传统MU A-PPDU进行规定的发送处理及对应于目的地的天线图案切换处理并发送。
(非传统MU A-PPDU的变形例)
图10~图14是表示本实施方式中的非传统MU A-PPDU的格式的另一例子的图。
图10所示的非传统MU A-PPDU 400,在取代非传统信头A304和非传统信头B305、306、307而具有非传统信头C401、402、403方面,与图5所示的非传统MU A-PPDU不同。
这里,如图11所示,非传统信头C是将非传统信头A和非传统信头B汇集为一个的结构。
在图10中,从传统STF 301至非传统信头Cc403,以具有到达非传统MU A-PPDU 400的目的地即全部的STA的指向性的第4波束发送。另一方面,从非传统STFa 308至数据a310,以具有控制为朝向STA1的指向性的第1波束发送,从非传统STFb 311至数据b313,以具有控制为朝向STA2的指向性的第2波束发送,从非传统STFc 314至数据c315,以具有控制为朝向STA3的指向性的第3波束发送。第4波束的指向性比第1波束至第3波束的指向性低。
图11是表示非传统信头C401、402、403的结构的一例子的图。如图11所示,非传统信头C401、402、403具有目的地信息字段401a、MCS字段401b、长字段401c、HCS字段401d。
图12所示的非传统MU A-PPDU 500,在非传统信头B配置在分配给各个目的地STA的非传统CEF和数据字段之间的方面,与图5的非传统MU A-PPDU 300不同。
在图12中,非传统MU A-PPDU 500的各字段的发送中使用的波束与图5所示的波束相同,但如前述那样非传统信头B的位置不同,所以与发送图5所示的非传统MU A-PPDU 300的情况相比,需要频繁地切换波束。
图13所示的非传统MU A-PPDU 600与图12所示的非传统MU A-PPDU 500是相同的结构,但在非传统信头B的发送中使用的波束不同。在发送非传统MU A-PPDU 600的情况下,发送装置不使用第4波束发送非传统信头B,所以记述了各非传统PPDU的数据大小的非传统信头B不到达各自的目的地STA以外的目的地STA。因此,其他目的地STA需要以非传统STF进行再分组检测。
图14所示的非传统MU A-PPDU 700,在非传统信头B配置在紧接分配给各个目的地STA的非传统STF之前的方面,与图5的非传统MU A-PPDU 300不同。
再者,在图14中,非传统MU A-PPDU 700的各字段的发送中使用的波束与图5所示的波束相同,而在非传统MU A-PPDU 700中,如前述那样非传统信头B的位置不同,所以与发送图5所示的非传统MU A-PPDU 300的情况相比,需要频繁地切换波束。
再者,各目的地STA不进行基于非传统STF的再同步而接收非传统信头B,非传统信头B的HCS差错的几率有可能比图5的非传统MU A-PPDU 300高。
如以上,本实施方式的无线通信装置可以生成并发送非传统MU A-PPDU。因此,本实施方式的无线通信装置可以维持与IEEE802.11ad标准的向下兼容性,而且,对每个目的地STA在非传统PPDU间不设置IFS,此外,使用比传统前置码短的非传统前置码,所以与将传统A-PPDU依次发送到多个不同的STA的情况相比,可以提高网络整体中的数据传输速度。
(实施方式2)
在本实施方式中,说明生成并发送与实施方式1不同的结构的非传统MU A-PPDU的无线通信装置。再者,说明与实施方式1不同的部分,对于重复的部分,省略说明。
图15是表示本实施方式中的非传统PPDU的格式的一例子的图。如图15所示,非传统PPDU 1000具有传统STF 501、传统CEF 502、传统信头503、非传统信头A504、非传统STF505、非传统CEF 506、非传统信头B507和数据字段508。
传统STF 501与传统PPDU 100中的传统STF 101同样,是用于分组检测、自动增益控制(AGC)、频率偏差估计、以及同步的至少一个的字段。
传统CEF 502与传统PPDU 100中的传统CEF 102同样,是用于信道估计的字段。
传统信头503与传统PPDU 100中的传统信头103是几乎相同的结构,但被追加了用于区别传统PPDU和非传统PPDU的字段等。有关传统信头503的结构的细节,将后述。
在非传统信头A504和非传统信头B507中,记述与非传统PPDU 1000的细节有关的各种信息。有关非传统信头A504和非传统信头B507的结构的细节,将后述。
在使用信道绑定技术和MIMO技术时,非传统STF 505是用于AGC的再调整和再同步的字段,而在本实施方式中的非传统MU A-PPDU中,还被用于基于各非传统PPDU的目的地STA的AGC的再调整和再同步。非传统STF 505的长度可以短于传统STF 501的长度。
在使用信道绑定技术和MIMO技术时,非传统CEF 506是用于信道再估计的字段,而在本实施方式中的非传统MU A-PPDU中,还被用于基于各非传统PPDU的目的地STA的信道估计。
数据字段508包含PSDU的有效载荷数据。
图16是表示本实施方式中的非传统MU A-PPDU的格式的一例子的图。图16中,3个非传统PPDU被连接。这里,各非传统PPDU被分配给彼此不同的3台STA(例如,设为STA1、STA2、STA3)。如图16所示,非传统MU A-PPDU 300-1包含3个非传统PPDU 517、518、519。非传统MU A-PPDU 300-1的各非传统PPDU由非传统信头B、非传统STF(Short TrainingField;短训练字段)、非传统CEF(Channel Estimation Field;信道估计字段)和数据字段构成。
而且,非传统MU A-PPDU 300-1的第1(开头)的非传统PPDU 517包含非传统信头Ba510、非传统STFa 520、非传统CEFa 509、以及数据a310,同时包含传统STF 301、传统CEF302、传统信头503和非传统信头A504。
再者,第2非传统PPDU 518和第3非传统PPDU 519不包含传统STF、传统CEF、传统信头和非传统信头A。
再者,与传统A-PPDU同样,在非传统MU A-PPDU 300-1中的各非传统PPDU之间不包含帧间隔即IFS,但也可以设定IFS。
传统STF 301与传统PPDU 100中的传统STF 101是同样的结构,是用于基于非传统MU A-PPDU的全部目的地STA的分组检测、自动增益控制(AGC)、频率偏差估计、以及同步的至少一个的字段。
传统CEF 302与传统PPDU 100中的传统CEF 102是同样的结构,是用于基于非传统MU A-PPDU的全部目的地STA的信道估计的字段。
传统信头503与图15的传统信头503是相同的结构。
非传统信头A504与图15的非传统信头A504是相同的结构,包含构成非传统MU A-PPDU 300-1的各非传统PPDU的目的地信息。有关非传统信头A 504的结构的细节,将后述。
非传统信头B510、513、516与图15的非传统信头B507是相同的结构,包含与构成非传统MU A-PPDU 300-1的各非传统PPDU有关的各种信息。有关非传统信头B510、513、516的结构的细节,将后述。
非传统STF 520、511、514与图15的非传统STF 505是相同的结构,是用于基于各非传统PPDU的目的地STA的AGC的再调整和再同步的字段。非传统STF 520、511、514的长度可以短于传统STF 301的长度。
非传统CEF 509、512、515与图15的非传统CEF 506是相同的结构,是用于基于各非传统PPDU的目的地STA的信道再估计的字段。
数据字段310、313、316由每个目的地STA的PSDU的有效载荷数据构成。
图17是表示本实施方式中的非传统MU A-PPDU 300-1的传统信头503的格式的一例子的图。如图17所示,对于图6的传统信头303,传统信头503在周转字段303j的后段追加非传统指示字段503n。
再者,除去非传统指示字段503n、目的地类型字段503m的字段的作用,与传统PPDU100中的传统信头103相同,所以省略这里的说明。
非传统指示字段503n是用于指定各PPDU是传统PPDU还是非传统PPDU的字段。例如,在非传统指示字段503n为“0”的情况下是传统PPDU,在为“1”的情况下是非传统PPDU。
目的地类型字段503m是用于指定连接的非传统PPDU的目的地是单个用户(1台STA)还是多用户(多台STA)的字段。目的地类型字段503m在非传统指示字段503n被设定为“1”的情况下有效,例如,目的地类型字段503m在连接的非传统PPDU的目的地为单个用户的情况下被设定为“0”,在为多用户情况下被设定为“1”。
因此,在构成图16所示的非传统MU A-PPDU 300-1的情况下,将非传统指示字段503n设定为“1”,将目的地类型字段503m设定为“1”。
此外,传统装置不能接收及解调非传统MU A-PPDU 300-1,所以为了对于传统装置来说,非传统MU A-PPDU 300-1被视为传统PPDU 100,附加PPDU字段303d被设定为“0”。因此,对于有无非传统PPDU的连接,由后述的非传统信头B指定。
再者,非传统指示字段503n和目的地类型字段503m利用传统信头103的预约比特103k的一部分,所以维持与IEEE802.11ad标准的向下兼容性。
图18是表示本实施方式中的非传统信头A的结构的另一例子的图。非传统信头A504是对于图7的非传统信头A304追加了BW字段504e的结构。
BW字段504e是指定在非传统PPDU 517、518、519中使用的信道的带宽的字段,用于进行信道绑定的情况。
再者,也可将目的地类型字段503m取代传统信头503而配置在非传统信头A504的开头。
图19是表示本实施方式2中的非传统信头B的结构的另一例子的图。图19所示的非传统信头B510、513、516是,对于图8的非传统信头B305、306、307,追加了表示连接了非传统PPDU的附加非传统PPDU字段505d的结构。
图19的非传统信头B510、513、516具有:指示在分配给非传统PPDU 517、518、519的目的地STA的数据字段中使用的MCS的MCS字段305a;以八位字节数表示分配给各个目的地STA的数据字段的大小的长字段305b;表示连接了非传统PPDU的附加非传统PPDU字段505d;以及HCS字段305c。
在构成图16所示的非传统MU A-PPDU 300-1的情况下,非传统信头Ba510、非传统信头Bb513的附加非传统PPDU字段505d被设定为“1”,但最后的非传统信头Bc 516的附加非传统PPDU字段505d被设定为“0”。再者,在非传统MU A-PPDU 300-1中,非传统信头B510、513、516的配置顺序与非传统信头A304的目的地信息的配置顺序相同。
这里,说明非传统MU A-PPDU 300-1中的非传统PPDU 1000的连接数。在IEEE802.11ad中,传统A-PPDU 200的信道占有期间被确定为不能超过2毫秒。
例如,在连接PSDU的长度为4096八位字节的PPDU并以MCS2发送的情况下,最大可以连接46个传统PPDU。同样地,如果假定非传统MU A-PPDU 300-1的信道占有期间也不能超过2毫秒,则在连接长度4096八位字节的非传统PPDU 1000,以MCS2发送的情况下,非传统PPDU 1000的最大连接数为46个以下。
再者,传统A-PPDU 200中的传统PPDU的连接数,在传统A-PPDU 200的发送开始时刻未确定。因此,在最后传统PPDU的发送前追加了新的传统PPDU的情况下,每次可以连接传统PPDU。即,传统A-PPDU的信道占有期间在每次连接传统PPDU时被延长。
对非传统MU A-PPDU 300-1也可以适用同样的连接方法。但是,传统装置可以接收及解调传统信头,而不能接收及解调非传统信头B 507,所以难以知道在非传统MU A-PPDU 300-1中是否重新连接非传统PPDU 1000、占有期间是否被延长。因此,非传统AP产生的非传统MU A-PPDU 300-1与传统装置的发送数据有可能发生冲突。
作为使传统装置知道非传统MU A-PPDU 300-1的信道占有期间的方法,有以下的方法。图20是表示非传统MU A-PPDU的发送方法的一例子的图。横轴表示时间。
例如,在图20中,非传统AP从在非传统MU A-PPDU 300-1的发送开始时刻已知的非传统PPDU 1000的PSDU长度、非传统PPDU 1000的连接数,计算非传统MU A-PPDU 300-1的初始信道占有期间,基于初始信道占有期间设定传统信头503的MCS字段、长字段,发送非传统MU A-PPDU 300-1。
首先,传统装置根据非传统MU A-PPDU 300-1的传统信头503的MCS字段303b和长字段303c计算初始信道占有期间,在计算的初始信道占有期间内,等待发送。
接着,在非传统MU A-PPDU 300-1的发送后重新连接非传统PPDU 1000,在非传统MU A-PPDU 300-1的连接追加后的信道占有期间长于初始信道占有期间的情况下,传统装置在初始信道占有期间的结束后执行以IEEE802.11ad确定的CCA(Clear ChannelAssessment;清除信道评估),评价信道的状态。
接着,CCA的结果,在信道开放的情况下,传统装置发送数据。再者,非传统AP以指向性受控制的波束发送非传统MU A-PPDU的数据字段。
因此,有可能在传统装置进行的CCA中未被检测到,有非传统AP产生的发送和传统装置产生的发送共存的情况,但留有非传统AP产生的非传统MU A-PPDU和传统装置产生的发送数据冲突的可能性。
作为另一方法,图21及图22中表示非传统MU A-PPDU的发送方法的另一例子。
在图21中,非传统AP在2毫秒以下的范围内设定非传统MU A-PPDU 300-1的信道占有期间(以下记述为“信道预约期间”),基于信道预约期间,设定传统信头503的MCS字段303b和长字段303c,发送非传统MU A-PPDU 300-1。
在超过信道预约期间的情况下,非传统AP不连接(追加)新的非传统PPDU 1000。
此外,如图22所示,在没有新连接的非传统PPDU 1000的情况下,即使未达到信道预约期间,非传统AP也结束非传统MU A-PPDU 300-1的发送。
传统装置根据非传统MU A-PPDU 300-1的传统信头503的MCS字段303b和长字段303c计算信道预约期间,在计算的信道预约期间内,等待发送。
接着,在信道预约期间结束后,进行CCA,在信道开放的情况下,传统装置可以发送数据。这样的话,可以防止非传统AP产生的非传统MU A-PPDU 300-1和传统装置的发送数据之间的冲突。
再者,在图20中,在非传统AP的发送结束前,传统装置发送CCA,所以信道空闲的几率低。因此,传统装置的CCA期间有可能延长。相对于此,在图21、图22中,在非传统AP的发送结束后,传统装置发送CCA,所以信道空闲的几率高。因此,可以缩短传统装置的CCA期间的可能性高,可以削减CCA造成的传统装置的功耗。
(非传统MU A-PPDU的变形例)
图23是表示非传统MU A-PPDU的格式的另一例子的图。图23是对于图10所示的非传统MU A-PPDU 400,适用了图15的非传统PPDU 1000的格式。图23所示的非传统MU A-PPDU400-1,在取代非传统信头A504和非传统信头B510、513、516而具有非传统信头C401-1、402-1、403-1方面与图16所示的非传统MU A-PPDU 300-1不同。
这里,如图24所示,非传统信头C401-1、402-1、403-1是将非传统信头A504和非传统信头B510、513、516汇集为一个的结构。
图24是表示非传统信头C401-1、402-1、403-1的结构的一例子的图。图24所示,非传统信头C401-1、402-1、403-1,相对于图11的非传统信头C401、402、403,在长字段401c的后段追加了附加(Additional)非传统PPDU字段401e。
通过追加附加(Additional)非传统PPDU字段401e,图24与图16同样,即使在连接非传统PPDU 1000,延长了占有期间的情况下,可以避免非传统AP产生的非传统MU A-PPDU300-1和传统装置的发送数据发生冲突。
图25是表示非传统MU A-PPDU的格式的另一例子的图。
因非传统MU A-PPDU的数据字段的长度而在整个长时间内不接收信号的情况下,非传统STA有可能不同步。图25所示的非传统MU A-PPDU 300-2是对应于不同步的非传统MU A-PPDU格式的一例子。在非传统MU A-PPDU 300-2中,将构成非传统PPDU的字段在目的地不同的非传统PPDU间进行交织,对每个数据320一边高速地切换波束一边发送。
AP及STA在IEEE802.11ad的单载波PHY中以将448码元的数据和64码元的保护间隔设为组的512码元的SC块为单位进行传输,在OFDM PHY中以512OFDM码元为单位进行传输。因此,对于数据320,进行以SC块为单位、或以OFDM码元为单位的交织。通过这样一来,信号均等地到达全部的目的地STA,可以防止不同步。
这里,说明第1波束、第2波束、第3波束的切换周期。IEEE802.11ad的单载波PHY中的码元速率被规定为1.76Gsymbol/sec。此外,AP及STA的发送接收器的频率容许误差相对于基准频率被规定为±20ppm,所以发送接收器间的频率偏差最大为±40ppm。
若定时偏移1/2码元以上,则不同步,所以在发送接收器间有40ppm的频率偏差,在约7微秒内(未接收期间)没有接收信号的情况下,AP将发生不同步。
通过将未接收期间除以用户数(目的地STA数),求波束的切换周期。例如,若将用户数假定为3,则波束的切换周期为约2.4微秒。即,在图25中,AP通过将在数据a#1至数据a#2为止的间隔设为约7微秒,以各数据的约2.4微秒以下的间隔来发送,各目的地STA可以避免不同步。
如以上,本实施方式的无线通信装置可以生成并发送非传统MU A-PPDU。因此,本实施方式的无线通信装置可以维持与IEEE802.11ad标准的向下兼容性,而且,对每个目的地STA在非传统PPDU间不设置IFS、此外,使用比传统前置码短的非传统前置码,所以与将传统A-PPDU顺序发送到多个不同的STA的情况相比,可以提高网络整体中的数据传输速度。
作为本发明的实施方式的各种形式,包含以下形式。
第1发明的无线通信装置包括:发送信号生成单元,生成连接物理层协议数据单位,所述连接物理层协议数据单位包含:具有向下标准兼容性的传统前置码;具有向下标准兼容性的传统信头;发往每个用户的1个以上的数据字段;记述了有关所述1个以上的数据字段的信息的没有向下标准兼容性的1个以上的非传统信头;以及发往每个所述用户的没有向下标准兼容性的1个以上的非传统前置码;以及发送单元,通过无线来发送所述连接物理层协议数据单位。
第2发明的无线通信装置是上述第1发明的无线通信装置,所述1个以上的非传统信头分别包含所述各数据字段的目的地信息、和与所述各数据字段的数据大小有关的信息,所述发送信号生成单元生成以所述传统前置码、所述传统信头、所述1个以上的非传统信头的顺序连接,而且对每个所述用户,以所述各用户的非传统前置码和所述各用户的数据字段的顺序连接的所述连接物理层协议数据单位。
第3发明的无线通信装置是上述第1发明的无线通信装置,所述1个以上的非传统信头包含第1非传统信头和1个以上的第2非传统信头,所述第1非传统信头包含所述各数据字段的目的地信息,所述第2非传统信头包含与所述各数据字段的数据大小有关的信息。
第4发明的无线通信装置是上述第3发明的无线通信装置,所述发送信号生成单元生成以所述传统前置码、所述传统信头、所述第1非传统信头、所述1个以上的第2非传统信头的顺序连接,而且对每个所述用户,以所述各用户的非传统前置码和所述各用户的数据字段的顺序连接的所述连接物理层协议数据单位。
第5发明的无线通信装置是上述第3发明的无线通信装置,所述发送信号生成单元生成以所述传统前置码、所述传统信头、和所述第1非传统信头的顺序连接,而且对每个所述用户,以所述各用户的非传统前置码、所述各用户的第2非传统信头、和所述各用户的数据字段的顺序连接的所述连接物理层协议数据单位。
第6发明的无线通信装置是上述第3发明的无线通信装置,所述发送信号生成单元生成以所述传统前置码、所述传统信头、和所述第1非传统信头的顺序连接,而且对每个所述用户,以所述各用户的第2非传统信头、所述各用户的非传统前置码、和所述各用户的数据字段的顺序连接的所述连接物理层协议数据单位。
第7发明的无线通信装置是上述第2发明的无线通信装置,所述发送单元使用具有第1指向性的波束发送所述传统前置码、所述传统信头、和所述1个以上的非传统信头,使用对每个所述用户不同的、具有比所述第1指向性高的第2指向性的波束发送所述各用户的非传统前置码和所述各用户的数据字段。
第8发明的无线通信装置是上述第4发明的无线通信装置,所述发送单元使用具有第1指向性的波束发送所述传统前置码、所述传统信头、第1非传统信头及所述第2非传统信头,使用对每个所述用户不同的、具有比所述第1指向性高的第2指向性的波束发送所述各用户的非传统前置码和所述各用户的数据字段。
第9发明的无线通信装置是上述第5或第6发明的无线通信装置,所述发送单元使用具有第1指向性的波束发送所述传统前置码、所述传统信头、第1非传统信头及所述第2非传统信头,使用对每个所述用户不同的、具有比所述第1指向性高的第2指向性的波束发送所述各用户的非传统前置码和所述各用户的数据字段。
第10发明的无线通信装置是上述第5发明的无线通信装置,所述发送单元使用具有第1指向性的波束发送所述传统前置码、所述传统信头、及所述第1非传统信头,使用对每个所述用户不同的、具有比所述第1指向性高的第2指向性的波束发送所述各用户的第2非传统信头、所述各用户的非传统前置码和所述各用户的数据字段。
第11发明的无线通信装置是上述第4发明的无线通信装置,所述发送信号生成单元在发往第1用户的所述第2非传统信头的后段,连接发往第2用户的所述第2非传统信头,在所述发往第1用户的非传统前置码和所述发往第1用户的数据字段的后段中,连接所述发往第2用户的非传统前置码和所述发往第2用户的数据字段。
第12发明的无线通信方法,包括以下步骤:生成连接物理层协议数据单位,所述连接物理层协议数据单位包含:具有向下标准兼容性的传统前置码;具有向下标准兼容性的传统信头;发往每个用户的1个以上的数据字段;记述了有关所述1个以上的数据字段的信息的没有向下标准兼容性的1个以上的非传统信头;以及发往每个所述用户的没有向下标准兼容性的1个以上的非传统前置码;通过无线发送所述连接物理层协议数据单位。
以上,一边参照附图一边说明了各种实施方式,但不言而喻,本发明不限定于这样的例子。只要是本领域技术人员,在权利要求书所记载的范畴内,显然可设想各种变更例或修正例,并认可它们当然属于本发明的技术范围。此外,在不脱离发明的宗旨的范围中,也可以将上述实施方式中的各构成要素任意地组合。
上述各实施方式中,通过用硬件构成的例子说明了本发明,但本发明即使在与硬件的协同中用软件也可实现。
此外,用于上述实施方式的说明中的各功能块通常被作为具有输入端子和输出端子的集成电路即LSI来实现。集成电路控制上述实施方式的说明中的各功能块,也可以包括输入和输出。它们既可以被单独地集成为单芯片,也可以包含各功能块的一部分或全部地被集成为单芯片。这里,设为了LSI,但根据集成程度,有时也被称为IC、系统LSI、超大LSI(Super LSI)、或特大LSI(Ultra LSI)。
此外,集成电路的方法不限于LSI,也可以用专用电路或通用处理器来实现。此外,也可以使用可在LSI制造后编程的FPGA(Field Programmable Gate Array:现场可编程门阵列),或者使用可重构LSI内部的电路单元的连接、设定的可重构处理器(ReconfigurableProcessor)。
而且,随着半导体技术的进步或随之派生的其它技术,如果出现能够替代LSI的集成电路化的技术,当然可利用该技术进行功能块的集成化。还存在着适用生物技术等的可能性。
工业实用性
作为可以在毫米波段无线通信中维持与IEEE802.11ad的向下兼容性,使网络整体的传输速度提高的无线通信装置和无线通信方法,本发明是有用的。
标号说明
800 传统装置的发送装置
801,901 发送信号生成单元
801a,901a 传统STF生成单元
801b,901b 传统CEF生成单元
801c,901c 传统信头生成单元
802,902 发送单元
803,903 天线
804,904 天线图案控制单元
900 非传统装置的发送装置
901d 非传统信头A生成单元
901e 非传统信头B生成单元
901f 非传统STF生成单元
901g 非传统CEF生成单元
905 目的地控制单元

Claims (12)

1.无线通信装置,包括:
发送信号生成单元,生成被发往多个用户的、包含开头PPDU和接着所述开头PPDU的1个以上的后续PPDU的多用户连接物理层协议数据单位,即MU A-PPDU;以及
发送单元,通过无线来发送所述MU A-PPDU,
所述开头PPDU包含具有向下标准兼容性的传统前置码和具有向下标准兼容性的传统信头,
所述开头PPDU以及所述1个以上的后续PPDU的每一个包含:分别对应地发往所述多个用户的没有向下标准兼容性的非传统前置码、分别对应地发往所述多个用户的数据字段、以及没有向下标准兼容性且包含与所述开头PPDU以及所述1个以上的后续PPDU中的一个对应的信息的1个以上的非传统信头,
所述非传统信头包含各所述数据字段的目的地信息,在所述MU A-PPDU中,所述非传统前置码以及所述数据字段通过波束而被发送,所述波束具有对于所述数据字段被发往的用户而被控制的、不同的指向性。
2.如权利要求1所述的无线通信装置,
所述非传统信头分别包含所述各数据字段的目的地信息、和与所述各数据字段的数据大小有关的信息,
所述发送信号生成单元生成以所述传统前置码、所述传统信头、所述1个以上的非传统信头的顺序连接,而且对每个所述用户,以所述各用户的非传统前置码和所述各用户的数据字段的顺序连接的所述MU A-PPDU。
3.如权利要求1所述的无线通信装置,
所述非传统信头包含第1非传统信头和1个以上的第2非传统信头,所述第1非传统信头包含所述各数据字段的目的地信息,所述第2非传统信头包含与所述各数据字段的数据大小有关的信息。
4.如权利要求3所述的无线通信装置,
所述发送信号生成单元生成以所述传统前置码、所述传统信头、所述第1非传统信头、所述1个以上的第2非传统信头的顺序连接,而且对每个所述用户,以所述各用户的非传统前置码和所述各用户的数据字段的顺序连接的所述MU A-PPDU。
5.如权利要求3所述的无线通信装置,
所述发送信号生成单元
生成以所述传统前置码、所述传统信头、和所述第1非传统信头的顺序连接,而且对每个所述用户,以所述各用户的非传统前置码、所述各用户的第2非传统信头、和所述各用户的数据字段的顺序连接的所述MU A-PPDU。
6.如权利要求3所述的无线通信装置,
所述发送信号生成单元
生成以所述传统前置码、所述传统信头、和所述第1非传统信头的顺序连接,而且对每个所述用户,以所述各用户的第2非传统信头、所述各用户的非传统前置码、和所述各用户的数据字段的顺序连接的所述MU A-PPDU。
7.如权利要求2所述的无线通信装置,
所述发送单元
使用具有第1指向性的波束发送所述传统前置码、所述传统信头、和所述1个以上的非传统信头,
使用对每个所述用户不同的、具有比所述第1指向性高的第2指向性的波束发送所述各用户的非传统前置码和所述各用户的数据字段。
8.如权利要求4所述的无线通信装置,
所述发送单元
使用具有第1指向性的波束发送所述传统前置码、所述传统信头、第1非传统信头及所述第2非传统信头,
使用对每个所述用户不同的、具有比所述第1指向性高的第2指向性的波束发送所述各用户的非传统前置码和所述各用户的数据字段。
9.如权利要求5或6所述的无线通信装置,
所述发送单元
使用具有第1指向性的波束发送所述传统前置码、所述传统信头、第1非传统信头及所述第2非传统信头,
使用对每个所述用户不同的、具有比所述第1指向性高的第2指向性的波束发送所述各用户的非传统前置码和所述各用户的数据字段。
10.如权利要求5所述的无线通信装置,
所述发送单元
使用具有第1指向性的波束发送所述传统前置码、所述传统信头、及所述第1非传统信头,
使用对每个所述用户不同的、具有比所述第1指向性高的第2指向性的波束发送所述各用户的第2非传统信头、所述各用户的非传统前置码和所述各用户的数据字段。
11.如权利要求4所述的无线通信装置,
所述发送信号生成单元
在发往第1用户的所述第2非传统信头的后段,连接发往第2用户的所述第2非传统信头,
在所述发往第1用户的非传统前置码和所述发往第1用户的数据字段的后段中,连接所述发往第2用户的非传统前置码和所述发往第2用户的数据字段。
12.无线通信方法,包括以下步骤:
生成被发往多个用户的、包含开头PPDU和接着所述开头PPDU的1个以上的后续PPDU的多用户连接物理层协议数据单位,即MU A-PPDU;以及
通过无线发送所述MU A-PPDU,
其中,
所述开头PPDU包含具有向下标准兼容性的传统前置码和具有向下标准兼容性的传统信头,
所述开头PPDU以及所述1个以上的后续PPDU的每一个包含:分别对应地发往所述多个用户的没有向下标准兼容性的非传统前置码、分别对应地发往所述多个用户的数据字段、以及没有向下标准兼容性且包含与所述开头PPDU以及所述1个以上的后续PPDU中的一个对应的信息的1个以上的非传统信头,
所述非传统信头包含各所述数据字段的目的地信息,在所述MU A-PPDU中,所述非传统前置码以及所述数据字段通过波束而被发送,所述波束具有对于所述数据字段被发往的用户而被控制的、不同的指向性。
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