CN108370302A - 用于在无线局域网（wlan）内提供资源信令的系统和方法 - Google Patents

用于在无线局域网（wlan）内提供资源信令的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本文中描述的实施例提供了一种用于无线局域网中具有减少的数据比特的资源单元信令的方法。在无线收发器处，数据帧可以被获得以用于传输。该数据帧包括符合无线局域网通信协议的第一前导码部分和第二前导码部分。当用于发送该数据帧的可用资源单元小于允许带宽时，第一前导码部分和第二前导码部分可以被配置有资源单元信令比特。当可用资源单元大于或等于允许带宽时，资源单元可以被虚拟地划分为多个信道。第一前导码部分和第二前导码部分中的至少一个可以被配置有表示在来自多个信道的信道上空间复用的用户的数目的第一数目的比特。

Description

用于在无线局域网(WLAN)内提供资源信令的系统和方法
相关申请的交叉引用
本公开要求享有于2015年12月15日提交的美国临时专利申请No.62/267,579的权益。
本公开还要求享有于2016年12月7日提交的美国非临时专利申请No.15/371,895的权益。
前述申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开涉及无线数据传输系统中的资源信令机制。例如，该系统可以包括实现IEEE 802.11标准的无线局域网(WLAN)，其可以被用于在室外部署、室外至室内通信以及设备至设备(P2P)网络中提供数据的无线传输。
背景技术
本文中提供的背景描述是为了总体上呈现本公开的上下文的目的。本申请的发明人的工作(就在本背景部分中描述的工作而言)以及在提交时可能不作为现有技术的描述的方面既不明示也不暗示地承认为相对于本公开的现有技术。
当在基础设施模式下操作时，无线局域网(WLAN)通常包括接入点(AP)和一个或多个客户站。这些WLAN以单播模式或多播模式操作。在单播模式下，AP一次向一个客户站发送信息。在多播模式下，相同的信息被同时发送给一组客户站。诸如电气和电子工程师协会(IEEE)802.11a、802.11b、802.11g和802.11n标准的WLAN标准的开发通过允许跨频率带宽的传输已经提高了数据吞吐量。在这样的实施方式中，一组客户站能够共享相同带宽以用于数据传输。例如，802.11ax标准采用正交频分多址接入(OFDMA)来支持相同带宽中的多个用户，并且每个用户利用占用频率上的数个子载波的资源单元(RU)来被调度。
需要资源分配机制来向每个客户端分配可用RU以用于向AP发送数据帧。例如，AP和/或客户站需要知道信道中的多少带宽被分配给特定用户。具体而言，当大量客户站共享利用低成本AP(例如，家庭使用)进行发送的传输信道时，现有资源分配信令机制就带宽利用而言可能是低效的。例如，现有资源分配信令机制要求利用数据帧发送的大量资源分配信令信息。用于信令的数据比特可能占用大量带宽，这降低了传输效率并使调度器复杂化。
发明内容
本文中描述的实施例提供了一种用于在无线局域网中提供具有减少的数据比特的资源单元信令的方法。在无线收发器处，数据帧可以被获得以用于传输。该数据帧包括符合无线局域网通信协议的第一前导码部分和第二前导码部分。当用于发送该数据帧的可用资源单元小于允许带宽时，第一前导码部分和第二前导码部分可以被配置有资源单元信令比特。当可用资源单元大于或等于允许带宽时，资源单元可以被虚拟地划分为多个信道。第一前导码部分和第二前导码部分中的至少一个可以被配置有表示在来自多个信道的信道上空间复用的用户的数目的第一数目的比特。包括经配置的第一前导码部分和经配置的第二前导码部分的数据帧然后可以被发送。
在一些实施方式中，允许带宽是20MHz。
在一些实施方式中，当资源单元等同于允许带宽的倍数时，多个信道的数目等同于倍数的值。
在一些实施方式中，当资源单元不等同于允许带宽的倍数时，多个信道的数目与大于并最接近资源单元除以允许带宽的值的整数值相等。
在一些实施方式中，第一前导码部分被配置有一串比特，来自该一串比特中的每个比特指示对应信道是否具有大于或等于允许带宽的资源单元。
在一些实施方式中，当对应信道具有大于或等于允许带宽的资源单元时，与对应信道相关联的第二前导码被配置为不具有第二数目的资源信令比特。
在一些实施方式中，与对应信道相关联的第二前导码被配置有表示在对应信道上空间复用的用户的数目的第一数目的比特。
在一些实施方式中，与对应信道相关联的第二前导码被配置有表示在对应信道上使用的音调的数目的第三数目的比特。
在一些实施方式中，第一数目的比特具有比第二数目的比特更少的比特。
在一些实施方式中，第一数目的比特和第三数目的比特的组合具有比第二数目的比特更少的比特。
本文中描述的一些实施例提供了一种用于在无线局域网中提供具有减少的数据比特的资源单元信令的系统。该系统包括无线收发器和控制电路。无线收发器被配置为获得用于传输的数据帧，该数据帧包括符合无线局域网通信协议的第一前导码部分和第二前导码部分。控制电路被配置为当用于发送数据帧的可用资源单元小于允许带宽时，利用资源单元信令比特来配置第一前导码部分和第二前导码部分。控制电路进一步被配置为当可用资源单元大于或等于允许带宽时，将资源单元虚拟地划分为多个信道，并且利用表示在来自多个信道的信道上空间复用的用户的数目的第一数目的比特来配置第一前导码部分和第二前导码部分中的至少一个。包括经配置的第一前导码部分和经配置的第二前导码部分的数据帧被无线收发器发送到无线信道。
附图说明
在结合附图考虑以下详细描述时，本公开的另外的特征、其性质和各种优点将变得显而易见，其中相同的附图标记始终指代相同的部分，并且在附图中：
图1为根据本文描述的一些实施例的前导码传输机制能够在其内操作的示例无线WLAN 100的框图；
图2提供了根据本文描述的一些实施例的示出用于大于20MHz的RU的资源分配信令的示例的示例框图；
图3提供了根据本文描述的一些实施例的示出用于具有减少的信令比特的大于20MHz的RU的资源分配信令的示例的示例框图；
图4提供了根据本文描述的一些实施例的示出准备和发送具有用于大于20MHz的RU的具有减少的信令比特的前导码的数据帧的方面的示例逻辑流程图；以及
图5提供了根据本文描述的一些实施例的示出发送具有用于大于允许带宽的RU的具有减少的信令比特的前导码的数据帧的方面的另一示例逻辑流程图500。
具体实施方式
本公开描述了用于在802.11(例如，802.11ax)无线网络内为大资源单元(RUs)提供资源分配信令的方法和系统。当RU大于允许带宽(例如，20MHz)时，具有比常规RU信令字段更短比特长度的数据字段可以被使用。该更短的数据字段可以包括表示在该RU中空间复用的STA的数目的数据比特。附加的RU信令比特可以不被使用。这样，RU信令要求较小数目的比特用于数据帧，并且因此通信效率能够被提高。
例如，数据帧可以包括高效率(HE)前导码部分，高效率(HE)前导码部分包括高效率(HE)信号字段A(SIGA)和HE信号字段B(HE-SIGB)的。具体而言，HE-SIGB字段被用来指示每个站的RU信令，例如，信道(例如，20MHz)中的多少带宽被分配给每个客户站。为了提高效率，如果带宽大于或等于40MHz，两个HE-SIGB字段可以被用于传输。每个HE-SIGB字段默认覆盖用于一半带宽的信令。
在一些实施例中，公共块在每个HE-SIGB内被发送以承载资源分配信令。例如，每242个音调(20MHz)可以使用8个比特。因此，对于80MHz，在每个HE-SIGB字段中的每个公共块中可以使用16个比特。又如，242个音调(20MHz)、484个音调(40MHz)、996个音调(80MHz)和996×2个音调(160MHz)的RU可以被使用。对于大于20MHz的RU，RU信令信息可以被两个HE-SIGB字段的两个公共块传送。另外，当RU大于20MHz的“基本”带宽时，无线接入点(AP)仍然可以通过将较大的RU视为多个20MHz的子RU来选择进行RU调度。在这种情况下，8比特的RU信令可以被用于20MHz的每个子RU的HE-SIGB字段的公共块承载，这是不必要的开销。而且，对于下行链路(DL)多用户(MU)多输入多输出(MIMO)系统而言，RU信令可以在每个HE-SIGB上重复，并且因此可以占用大量数据比特，这可能是不必要和低效的。
本文中描述的一些实施例提供一种用于具有大于20MHz的RU的RU信令的HE-SIGA和HE-SIGB结构。当RU是20MHz的倍数时(例如，242/484/996/996×2个音调)，HE-SIGB字段中的8-比特RU信令字段可以被表示在该RU中复用的客户端STA的数目的更短的字段代替。HE-SIGA字段可以具有针对相应信道的对应比特以指示与相应信道相关联的HE-SIGB是否跳过8比特RU信令字段。这样，在MU MIMO系统中当HE-SIGB字段可以被重复发送时，RU信令开销可以被减少。
图1为根据本文描述的一些实施例的前导码传输机制能够在其内操作的示例无线WLAN 100的框图。无线AP 110(接入点)包括主处理器105(主控制电路)，主处理器105可以被配置为处理或辅助诸如调制/解调、编码/解码、加密/解密等的数据操作。例如，主处理器105可以被配置为准备和发送具有如图3所示而配置的HE-SIGA和HE-SIGB比特的前导码的数据帧，或执行图4所示的工作流程。
网络接口设备107被耦合到主处理器105，其被配置为与外部网络接口。该网络接口设备107包括介质访问控制(MAC)处理单元108和物理层(PHY)处理单元109。该PHY处理单元109包括多个收发器111，并且收发器111被耦合到多个天线112。
WLAN 100包括多个客户站120a-c。尽管在图1中示出了三个客户站120a-c，但是在各种场景和实施例中WLAN 100可以包括不同数目(例如，1、2、3、5、6等)的客户端站120a-c。每个客户站(例如，120a-c)可以具有与AP 110(接入点)的结构相似的结构。例如，客户站120c可以包括被耦合到网络接口设备127的主处理器125(主控制电路)。网络接口设备127包括MAC处理单元128和PHY处理单元129。PHY处理单元129包括多个收发器131，并且收发器131被耦合到多个天线132以从无线通信信道接收数据或向无线通信信道发送数据。
客户端站120a-c中的两个或更多个可以被配置为接收诸如包括802.11数据帧130的数据，其可以同时被AP 110(接入点)发送。另外，客户站120a-c中的两个或更多个可以被配置为向AP 110(接入点)发送数据，使得AP 110接收该数据。
图2提供了根据本文描述的一些实施例的示出用于大于20MHz的RU的资源分配信令的示例的示例框图。
当大于20MHz的RU(例如，484-音调和996-音调RU)被分配时，该RU可以被用于MU-MIMO，因此多个STA在该RU上被空间复用。大RU可以在概念上被看作N(N>1)个20MHz的信道，并且然后资源分配可以被执行为分配多个可用的20MHz信道。对于每个20MHz“信道”，指示大RU的资源信令字段以及用于在该大RU上调度的STAs的RU配置字段的子集可以被使用。
例如，空间复用的客户站可以被均匀地分布到每个“信道”中。在一种实施方式中，每个“信道”可以包含连续数目的STA。备选地，每个信道可以以循环方式包含一个STA。
在另一实施方式中，所有STA可以在每个“信道”中被复制。
在另一实施方式中，每个“信道”中的STA可以被动态地分割，并且每个“信道”中的STA的数目可以被反映在公共字段(或者特定于信道的公共字段)中，或者在SIGA中。
例如，如图2所示，对于要在具有空间复用的五个STA的40MHz(484个音调)处承载数据的RU，该RU可以被认为是两个20MHz信道202a-b。用于STA#1、STA#2和STA#3的用户配置字段可以被用于第一信道202a的RU信令，并且用于STA#4和STA#5的用户配置字段可以被用于第二20MHz信道202b的RU信令。
当RU信令字段被使用时，各自用于信道202a-b的HE-SIGB的公共块203a-b可以分别承载用于484-音调的RU的资源分配信令信息。
图3提供了根据本文描述的一些实施例的示出用于具有减少的信令比特的大于20MHz的RU的资源分配信令的示例的示例框图。用于带宽的联合RU信令可以被包含在每个SIGB公共(或者特定于信道的公共)字段中。当RU是20MHz的倍数时(例如，242/484/996/996×2个音调)，RU信令可以被表示在该RU中空间复用的STA的数目的更短的字段代替，例如，STA的数目可能是短得多的数目，并且可能需要更小数目的比特来表示。附加比特可被用于指示从242个音调到996×2个音调的RU大小。从RU信令开/关切换的附加比特可以被使用。这两个比特的子字段可以在HE-SIG字段或HE-SIGB字段中。
在一些实施方式中，HE-SIGA字段301可以具有表示相应信道具有“无RU信令”的比特，并且HE-SIGB字段302可以具有表示“音调的数目”304和“STA的数目”305的比特。表示“音调的数目”304和“STA的数目”305的比特是用于HE-SIGB-1字段和HE-SIGB-2字段的公共(特定于信道)字段。
例如，242-音调的RU可以利用复用的三个STA来被调度，如图3中的相应示例所示。在303处，比特“1”指示对应的信道(例如，在303处“XX1X”指示四个信道中的第三信道)具有242-音调或更大的RU，并且RU信令在HE-SIGB字段中被跳过。HE-SIGB字段302还可以包括用于来自多个用户的用户配置信息306a-c的比特。
在备选实施方式中(图3中未示出)，表示“无RU信令”的比特和表示“音调的数目”的比特可以被包括在HE-SIGA字段中，并且SIGB字段仅包括表示“STA的数目”的比特。在另一实施方式中，表示“无RU信令”、“音调的数目”和“STA的数目”比特的所有比特可以被包括在HE-SIGA字段中。
“无RU信令”子字段303可以针对每个信道被设置为一个比特。或者子字段303可以针对每个SIGB被设置为一个比特，并且当“无RU信令”子字段303被设置时，可以针对由相应HE-SIGA字段301覆盖的每个信道跳过所有的资源分配信号。备选地，“无RU信令”子字段303可以针对所有HE-SIGA字段或HE-SIGB字段被设置为一个比特(如果信道的并行HE-SIGB字段被使用)，并且当它被设置时，可以针对每个信道跳过所有的资源分配信令。
因此，在相应示例中，在图2中的RU信令方法下，每242个音调(20MHz)通常可以使用用于RU信令的8个比特。但是使用图3所示的信令方法，需要具有更少比特的更短字段，例如，包括表示三个客户STA的两个比特和表示RU大小(例如，音调的数目)的三个比特的五个比特。
当“无RU信令”子字段303(即，RU信令减少)被使用时，在一个RU中被空间复用的用户/STA的数目也可以被减少。例如，如果每个RU最多四个用户能够被空间复用，则用于“STA的数目”的两个比特305可以被使用。
应注意的是，RU信令减少可以仅针对40MHz倍数的RU(例如，484/996/996×2个RU)被开启。或者备选地，RU信令减少可以仅当RU是全部带宽(例如，针对20MHz带宽的242-音调RU或针对40MHz带宽的484-音调RU)时被关闭。
图4提供了根据本文描述的一些实施例的示出准备和发送具有用于大于20MHz的RU的具有减少的信令比特的前导码的数据帧的方面的示例逻辑流程图。在401处，信道信息(例如，用于传输的总带宽)、RU信息(例如，RU的大小等)和用户信息(例如，客户STA的数目等)可以在无线收发器处在准备和传输数据帧之前被获得。
在402处，无线收发器可以确定RU是否大于20MHz。如果RU是大于20MHz的大单元，则RU可以被虚拟地划分为N个信道，其中数目N可以进一步在405和411处被定义。在404处，空间复用的STA被分配到每个信道中。或者，如果在402处RU不大于20MHz，则HE-SIGA字段和HE-SIGB字段可以在410处利用标准RU调度比特被配置以用于传输。
在405处，确定RU是否具有20MHz的倍数的大小，例如40MHz、60MHz、80MHz、160MHz等。如果RU不是20MHz的倍数，例如RU具有50MHz、70MHz等的大小，则在411处，信道的数目N可以是向上舍入的数字。例如，对于50MHz的RU，三个信道可以被使用；对于70MHz的RU，四个信道可以被使用。在406处，数个比特可以在HE-SIGB字段或HE-SIGA字段中被配置为表示相应信道的STA的数目。在407处，附加比特可以在HE-SIGB字段中被用于指示RU大小。在408处，附加比特可以例如在HE-SIGA字段中被用于表示RU信令是开启还是关闭的。在409，具有在406-408处配置的HE-SIGA字段和HE-SIGB字段的数据帧可以被发送。
图5提供了根据本文描述的一些实施例的示出发送具有用于大于允许带宽的RU的具有减少的信令比特的前导码的数据帧的方面的另一示例逻辑流程图500。在502处，用数据帧可以在无线收发器处被获得以用于传输。该数据帧可以符合WLAN通信协议，诸如IEEE802.11ax标准。该数据帧可以包括诸如HE-SIGA字段(例如，参见图3中的字段301)的第一前导码部分和诸如HE-SIGB字段(例如，参见图3中的字段302)的第二前导码部分。
在504处，当用于发送数据帧的可用RU小于允许带宽(例如，20MHz)时，第一前导码部分和第二前导码部分可以被配置有资源单元信令比特。
在506处，当用于发送数据帧的可用RU大于或等于允许带宽(例如，20MHz)时，RU可以被虚拟地划分为多个20MHz的信道。第一前导码部分和第二前导码部分中的至少一个可以被配置有表示在该信道上空间复用的用户的数目的数个比特。
在508处，包括经配置的第一前导码部分和经配置的第二前导码部分的数据帧可以被发送。
尽管本说明书包含许多特性，但这些特性不应被解释为对可以要求保护的范围的限制，而是作为该主题的特定实施方式的描述。在本说明书中在分离的实施方式的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合实现。相反，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以在多个实现中单独地或以任何合适的子组合来实现。此外，虽然特征可以在上面被描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或多个特征可以在一些情况下从该组合中删除，并且所要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变化。
虽然在附图中以特定顺序描述了操作，但是这不应被理解为要求以所示的特定顺序或按顺序执行这样的操作，或者执行所有示出的操作，以实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，在上面描述的方面中的各种系统组件的分离不应该被理解为在所有方面都要求这种分离，并且应该理解，所描述的程序组件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中或者封装到多个软件产品中。
驻留在计算机可读介质上的合适的计算机程序代码可以被提供用于执行与执行如本文所描述的过程相关的一个或多个功能。本文中使用的术语“计算机可读介质”指代提供或参与向计算设备的处理器(例如，BLE设备106a-b、接收服务器105或者本文中描述的设备的任何其他处理器)提供用于执行的指令的任何非暂态或暂态介质。这样的介质可以采取许多形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质包括例如光盘、磁盘或光磁盘，或集成电路存储器，诸如闪存。易失性介质包括动态随机存取存储器(DRAM)，其通常构成主存储器。计算机可读介质的通用形式包括例如软盘、可折叠盘、硬盘、磁带、任何其它磁介质、CD-ROM、DVD、任何其他光介质、打孔卡、纸带、具有孔图案的任何其他物理介质，RAM、PROM、EPROM或EEPROM(电子可擦除可编程只读存储器)、FLASH-EEPROM、任何其他存储器芯片或盒、或计算机能够从其中读取的任何其他非暂态介质。
已经根据特定方面描述了本说明书的主题，但是其他方面能够被实现并且在以下权利要求的范围内。例如，权利要求中记载的动作可以以不同的顺序执行并且仍然实现期望的结果。作为一个示例，附图中描绘的过程不一定要求所示的特定顺序或连续顺序来实现期望的结果。在某些实现中，多任务和并行处理可以是有利的。其他变化在以下权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种用于在无线局域网中提供具有减少的数据比特的资源单元信令的方法，所述方法包括：
在无线收发器处获得用于传输的数据帧，所述数据帧包括符合无线局域网通信协议的第一前导码部分和第二前导码部分；
当用于发送所述数据帧的可用资源单元小于允许带宽时：
利用资源单元信令比特来配置所述第一前导码部分和所述第二前导码部分；
当所述可用资源单元大于或等于所述允许带宽时：
将所述资源单元虚拟地划分为多个信道；以及
利用表示在来自多个信道的信道上空间复用的用户的数目的第一数目的比特来配置所述第一前导码部分和所述第二前导码部分中的至少一个；以及
发送包括经配置的所述第一前导码部分和经配置的所述第二前导码部分的所述数据帧。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述允许带宽是20MHz。
3.根据权利要求1所述的方法，其中当所述资源单元等同于所述允许带宽的倍数时，所述多个信道的数目等同于所述倍数的值。
4.根据权利要求1所述的方法，其中
当所述资源单元不等同于所述允许带宽的倍数时，所述多个信道的数目与大于并最接近所述资源单元除以所述允许带宽的值的整数值相等。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一前导码部分被配置有一串比特，来自所述一串比特的每个比特指示对应信道是否具有大于或等于所述允许带宽的资源单元。
6.根据权利要求5所述的方法，其中当所述对应信道具有大于或等于所述允许带宽的资源单元时，与所述对应信道相关联的所述第二前导码被配置为不具有第二数目的资源信令比特。
7.根据权利要求6所述的方法，其中与所述对应信道相关联的所述第二前导码被配置有表示在所述对应信道上空间复用的所述用户的数目的所述第一数目的比特。
8.根据权利要求7所述的方法，其中与所述对应信道相关联的所述第二前导码被配置有表示在所述对应信道上使用的音调的数目的第三数目的比特。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一数目的比特具有比所述第二数目的比特更少的比特。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一数目的比特与所述第三数目的比特的组合具有比所述第二数目的比特更少的比特。
11.一种用于在无线局域网中提供具有减少的数据比特的资源单元信令的系统，所述系统包括：
无线收发器，被配置为获得用于传输的数据帧，所述数据帧包括符合无线局域网通信协议的第一前导码部分和第二前导码部分；和
控制电路，被配置为：
当用于发送所述数据帧的可用资源单元小于允许带宽时：
利用资源单元信令比特来配置所述第一前导码部分和所述第二前导码部分；
当所述可用资源单元大于或等于所述允许带宽时：
将资源单元虚拟地划分为多个信道；以及
利用表示在来自多个信道的信道上空间复用的用户的数目的第一数目的比特来配置所述第一前导码部分和所述第二前导码部分中的至少一个；
其中包括经配置的所述第一前导码部分和经配置的所述第二前导码部分的所述数据帧被所述无线收发器发送到无线信道。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述允许带宽是20MHz。
13.根据权利要求11所述的系统，其中当所述资源单元等同于所述允许带宽的倍数时，所述多个信道的数目等同于所述倍数的值。
14.根据权利要求11所述的系统，其中当所述资源单元不等同于所述允许带宽的倍数时，所述多个信道的数目与大于并最接近所述资源单元除以所述允许带宽的值的整数值相等。
15.根据权利要求11所述的系统，其中所述第一前导码部分被配置有一串比特，来自所述一串比特的每个比特指示对应信道是否具有大于或等于所述允许带宽的资源单元。
16.根据权利要求11所述的系统，其中当所述对应信道具有大于或等于所述允许带宽的资源单元时，与所述对应信道相关联的所述第二前导码被配置为不具有第二数目的资源信令比特。
17.根据权利要求16所述的系统，其中与所述对应信道相关联的所述第二前导码被配置有表示在所述对应信道上空间复用的所述用户的数目的所述第一数目的比特。
18.根据权利要求17所述的系统，其中与所述对应信道相关联的所述第二前导码被配置有表示在所述对应信道上使用的音调的数目的第三数目的比特。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述第一数目的比特具有比所述第二数目的比特更少的比特。
20.根据权利要求18所述的系统，其中所述第一数目的比特与所述第三数目的比特的组合具有比所述第二数目的比特更少的比特。
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