CN108702676B - 在无线帧中指示控制信息的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于在诸如IEEE 802.11兼容物理协议数据单元(physical protocol data unit，PPDU)等PPDU的报头中传输控制信息的方法、装置及系统。实施例包括为无线LAN通信指示EDMG PPDU中的控制特征。所述方法和系统可包括：对PPDU报头(例如，PHY报头)中的加扰初始化字段的至少一个比特位进行重载以传送控制信息，以及用于初始化加扰移位寄存器。因此，相同的报头位用于这两种目的。控制信息的示例包括：将在其它通信中使用的主信道、信道带宽或MIMO配置。

Description

在无线帧中指示控制信息的方法和装置
相关申请案交叉申请
本发明要求2016年5月11日递交的第62/334,749号美国临时专利申请案和2017年1月9日递交的第62/444,055号美国临时专利申请案的在先申请优先权，这两个在先申请的内容均以引用的方式并入本文本中。本发明还要求2017年4月5日递交的第15/480,044号美国专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容也以引用的方式并入本文本中。
技术领域
本发明涉及一种用于无线LAN无线站点(station，STA)间通信的装置、系统及方法。具体而言，本发明涉及一种在无线LAN帧中指示增强型定向多千兆位(enhanceddirectional multi-Gigabit，EDMG)特征的装置、系统及方法。
背景技术
随着支持更大带宽通信的无线LAN无线电收发器/调制解调器的引进，例如在EDMG通信中，存在支持在STA之间建立一系列信道的额外通信信道特征。伴随额外通信信道特征的是需要交换对应的额外控制信息以在其它选项中协调下列各项的选择从而为通信交换建立信道：主信道、静态/动态信道带宽、多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)配置类型，和/或发射分集设置。
交换额外控制信息的一种选项是将新的控制位添加到与额外通信信道特征对应的报头中。该选项的问题在于：其可能需要更长的控制报头，且发射装置和接收装置的复杂度均增加，因为额外控制位可能需要额外编码以对这些比特位进行错误保护，并且在与传统STA互通时可能会引起问题。交换额外控制信息的另一种选项是在控制尾(例如，参见编号为IEEE802.11-16/0105r0且名称为“将控制尾添加到控制模式PPDU(Adding controltrailer to controlmode PPDUs)”的IEEE文档，2016年1月17日，C.Cordeiro和A.Kasher，本文中称为IEEE802.11-16/0105r0。使用这种控制尾的困难在于，控制尾将额外冗余位添加到帧中的效率很低)中追加信息。按照当前的设想，使用控制尾的困难在于，控制尾将额外冗余位添加到帧中的效率很低。因此，需要一种支持高效交换额外控制信息同时仍然呈现后向兼容控制帧的系统和装置。在一方面，需要一种在不依赖于控制尾来携带额外控制信息的情况下传送该信息的后向兼容控制帧。
提供该背景信息以披露申请人认为可能与本发明相关的信息。既未必旨在承认也不应解释为，任何前述信息构成针对本发明的现有技术。
发明内容
根据本发明实施例，提供一种用于无线LAN无线站点(station，STA)间通信的装置、系统及方法。具体而言，本发明实施例涉及一种用于EDMG STA传输控制帧和EDMG单载波(single carrier，SC)及EDMG正交频分复用(orthogonal frequency divisionmultiplexing，OFDM)帧的装置、系统及方法，所述帧包括使用与传统站点(station，STA)后向兼容的帧结构的传统部分指示相关EDMG特征的信息。在一方面，本发明涉及一种用于EDMG STA通过包括使用帧的传统部分支持所述EDMG特征的额外信令同时保留支持传统STA解码所述帧的后向兼容性的方式传输和交换数据帧的装置、系统及方法。
根据本发明其它实施例，提供一种传输具有报头的物理层协议数据单元(physical layer protocol data unit，PPDU)的发射装置，所述报头具有加扰初始化字段。所述发射装置包括至少一个加扰初始化模块和一个加扰模块。所述加扰初始化模块用于：对所述加扰初始化字段的至少一个比特位进行重载以携带控制信息。所述加扰模块用于：基于通过所述加扰初始化字段传送的加扰初始化值对所述报头中的所述加扰初始化字段之后的内容和关联MAC帧或所述MAC帧的一部分进行加扰。在一方面，所述控制信息可指示以下各项中的至少一项：将由所述发射装置使用的主信道；将由所述发射装置使用的信道带宽；和将由所述发射装置使用的MIMO类型。所述加扰初始化模块可对所述加扰初始化字段的所有或部分比特位进行重载以携带所述控制信息。
根据本发明实施例，提供一种接收具有报头的物理层协议数据单元(physicallayer protocol data unit，PPDU)的接收装置，所述报头具有加扰初始化字段。所述接收装置包括至少一个解码模块和一个解扰模块。所述加扰数据提取模块用于：将所述加扰初始化字段的至少一个比特位解释为控制信息。所述解扰模块用于：基于所述加扰初始化字段的内容对所述PPDU或所述PPDU的一部分进行解扰。所述控制信息可指示以下各项中的至少一项：将由所述发射装置使用的主信道；将由所述发射装置使用的信道带宽；和将由所述发射装置使用的MIMO类型。
根据本发明实施例，提供一种传输具有报头的物理层协议数据单元(physicallayer protocol data unit，PPDU)的方法，所述报头具有加扰初始化字段。所述方法包括，具有加扰初始化模块和加扰模块的发射站点执行以下操作：使用所述加扰初始化模块对所述加扰初始化字段的至少一个比特位进行重载以携带控制信息。所述方法还包括：使用所述加扰模块基于通过所述加扰初始化字段传送的加扰初始化值对所述PPDU或所述PPDU的一部分进行加扰。所述控制信息可指示以下各项中的至少一项：将由所述发射装置使用的主信道；将由所述发射装置使用的信道带宽；和将由所述发射装置使用的MIMO类型。
根据本发明实施例，提供一种接收具有报头的PPDU的方法，所述报头具有加扰初始化字段。所述方法包括，具有加扰数据提取模块和解扰模块的接收装置执行以下操作：使用所述加扰数据提取模块将所述加扰初始化字段的至少一个比特位解释为控制信息；以及使用所述解扰模块基于所述加扰初始化字段的内容对所述PPDU或所述PPDU的一部分进行解扰。所述控制信息可指示以下各项中的至少一项：将由所述发射装置使用的主信道；将由所述发射装置使用的信道带宽；和将由所述发射装置使用的MIMO类型。
附图说明
进一步地，通过阅读以下结合附图所作的详细描述将容易了解本技术的特征和优势，附图中：
图1示出了根据本发明实施例的发射站点和接收站点。
图2A至图2C示出了根据本发明各实施例的数据传输方法。
图3A至图3C示出了根据本发明各实施例的数据接收方法。
图4示出了用于无线通信的传统802.11ad帧格式。
图5A、图5B和图5C分别示出了802.11ad中的控制模式、OFDM模式和单载波模式的示例报头格式。
图6是示出了加扰过程的方框图。
图7A示出了EDMG STA使用的现有技术信道化。
图7B示出了EDMG STA使用的现有技术信道化。
图8示出了提出的802.11ay PPDU。
图9示出了显示在使用控制PHY进行传输时加扰初始化字段与主信道带宽之间的关系的表。
图10示出了显示在使用控制PHY进行传输时加扰初始化字段与静态/动态带宽/信道带宽之间的关系的表。
图11示出了显示在使用EDMG SC PHY和EDMG OFDM PHY进行传输时加扰初始化字段与主信道带宽之间的关系的表。
图12示出了显示在使用EDMG SC/OFDM PHY进行传输时加扰初始化字段与静态/动态带宽/信道带宽之间的关系的表。
图13示出了显示在使用EDMG SC PHY和EDMG OFDM PHY进行传输时加扰初始化字段与MIMO之间的关系的表。
图14示出了显示使用EDMG SC PHY和EDMG OFDM PHY进行传输时加扰初始化字段与发射分集之间的关系的表。
图15示出了控制PHY报头中的信道带宽指示。
图16示出了控制PHY报头的位域B1、B2和B3中的信道BW字段定义。
图17示出了控制PHY报头中的信道带宽指示的实施例。
图18示出了控制PHY报头的位域B1、B2和B3中的信道BW字段定义的实施例。
图19示出了控制PHY报头的位域B1、B2和B3中的信道BW字段定义的另一实施例。
图20示出了当通过EDMG SC或EDMG OFDM模式进行传输时最后一个RSSI字段的比特位分配的定义。
图21示出了SU PPDU的EDMG-Header-A字段结构和定义。
图22示出了当通过EDMG SC和EDMG OFDM模式进行传输时DMG报头中的加扰初始化字段的定义的实施例。
图23示出了根据本发明实施例的装置。
应注意，在附图中，使用相似的标号表示相似的特征。
具体实施方式
下列非穷举列表中定义本文所使用的各个缩写。
接入点(Access Point，AP)
定向多千兆位(Directional Multi-Gigabit，DMG)
增强型定向多千兆位(Enhanced Directional Multi-Gigabit，EDMG)
正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)
个人基本服务集(Personal Basic Service Set，PBSS)
PBSS协调点(PBSS Coordinate Point，PCP)
物理层(Physical Layer，PHY)
物理层协议数据单元(Physical Layer Protocol Data Unit，PPDU)
物理层业务数据单元(Physical Layer Service Data Unit，PSDU)
单载波(Single Carrier，SC)
无线站点(wireless station，STA)，包括AP和非AP站点
很容易理解，例如在IEEE 802.11中使用的信号传送由发射站点设置并由接收站点解释的比特位序列。设置比特位可以指发射站点对待传输信号的配置，使得该比特位将(很有可能，且受噪声的影响)由接收站点解释为特定二进制值。一个比特位可以设置为‘0’或‘1’。接收站点解释比特位是指处理信号以试图确定发射站点所设置的比特位的预期值。可以通过本领域技术人员容易理解的多种方式执行信号的编码、调制、解调和解码以传送比特位序列。
如本文中所用，术语“重载”是指用于至少两个不同目的的相同数据(例如，通过信号传送的指定比特位)的配置和使用。例如，解释为IEEE 802.11帧的无线信号可以包括以两种不同方式解释和/或使用的部分。
本发明实施例涉及诸如帧报头的比特位等IEEE 802.11帧的一部分的重载，使得这些重载部分所传送的值同时用于加扰操作的初始化以及诸如传送其它控制信息等另一目的。更具体地，本发明实施例涉及携带IEEE 802.11帧(例如，IEEE 802.11ay控制帧或数据帧)的物理层协议数据单元(Physical Layer Protocol Data Unit，PPDU)中的加扰初始化字段的比特位的重载。该帧可以是指MAC层帧。在一些实施例中，这些比特位中的一些比特位在给定PPDU中重载，同时这些比特位中的其它比特位是通过随机或伪随机方式分配的值。因此，加扰初始化字段中携带的值的随机或伪随机属性可以至少部分保留。在其它实施例中，所有这些比特位在给定PPDU中重载。
在一些实施例中，比特位在所有适用PPDU中重载的程度相同。在其它实施例中，例如根据需要或根据时间表，重载比特位的数量可以随PPDU的不同而不同。应注意，加扰初始化字段可以是指通过PPDU传送的用于加扰初始化目的和另一目的的连续或非连续比特位的集合。具体而言，当在描述发射装置和接收装置的操作的文档中提及时，加扰初始化字段不一定必须以该特定名称命名。
具体而言，在一些或所有适用PPDU中(例如，在其报头的加扰初始化字段中)携带的数据位用来支持加扰和解扰操作，同时这些相同的数据位中的一些或所有数据位也用来传送其它控制信息。这个其它控制信息可以包括，但不一定局限于：用来支持EDMG特征(例如，信道捆绑特征和MIMO特征)的控制信息、将用于无线站点之间的通信的信道(例如，主信道)、信道(或PPDU)带宽、应采用静态带宽分配还是动态带宽分配的指示、将用于通信的一个或多个信道的特定集合(例如，信道分配或组成信道化的信道集合)、将用于通信的MIMO的类型、将在通信中使用的发射分集配置、正在传输的空间流的数量，或其组合。出于本发明的目的，SISO会被视为MIMO或发射分集的特例，其中采用一个发射天线和一个接收天线。
因此，在各实施例中，加扰初始化字段的一些或所有比特位用来(由发射STA设置并由接收STA解释)传送上文指定的控制信息，同时也用于例如IEEE 802.11标准的现有提出版本中规定的以及可能在该标准的未来版本中规定的，或者同等的标准化或非标准化(现有或未来)通信协议中规定或使用的加扰和解扰操作。
由于加扰初始化字段被设计为使用任意(例如，随机或伪随机)值进行操作，使用该字段来传送对另一目的(即，重载一些或所有适用PPDU中该字段的一些或所有比特位)有意义的数据预计对通信操作和后向兼容性影响有限。
通过只重载加扰初始化字段的一部分，和/或通过重载一些但并非所有适用PPDU中的加扰初始化字段，至少一般而言，可以保留加扰初始化字段的至少一些所需“随机”属性。此外，如果重载数据足够随机或伪随机，可以视为固有保留了加扰初始化字段的至少一些“随机”属性，至少根据某些标准可以这样认为。本领域技术人员容易理解潜在需要加扰初始化字段所传送的随机或伪随机值。
在一些实施例中，通过伪随机可变但发射站点和接收站点已知的方式设置和解释通过加扰初始化字段传送的重载比特位可以使重载比特位呈现伪随机属性。例如，至少为了实用目的，发射站点和接收站点可以访问被视为随机的或伪随机的已知比特位序列。比特位序列可以在初始化操作期间提供给站点，基于常见现象生成，或者从正在传输的帧的预定部分或在两个站点之间交换的不同消息中提取。由于每个重载比特位正由发射站点设置，因此该重载比特位可以与取自已知比特位序列的比特位进行异或运算。同样，由于每个重载比特位正由接收站点解释，因此该重载比特位可以与取自已知序列的相同比特位进行异或运算。可以按次序使用已知序列中的比特位。
由于加扰初始化字段的比特位用来(通过重载)传送其它数据(例如，控制信息)，在不一定依赖于控制尾来携带这种其它数据的情况下缓解对报头中的额外字段的需求并保持后向兼容性。
本发明实施例可以应用于用来传送加扰初始化值的各种帧。这种(例如，MAC层)帧的示例包括控制帧(请求发送(Request to Send，RTS)、允许发送(Clear to Send，CTS)、确认(Acknowledgement，ACK)帧等)和数据帧。
根据本发明一实施例并且参照图1，提供一种无线发射站点110，例如接入点(access point，AP)或非接入点(non-access point，非AP)无线站点。无线发射站点110包括至少一个加扰初始化模块112和加扰模块114。站点110还包括无线发射装置115。站点110也可包括纠错编码模块116，其可以例如对加扰数据进行操作。站点还可以包括部件，例如但不一定局限于，处理器120和计算机存储器122，或等效硬件。
加扰模块114用于对报头信息和数据帧进行加扰。加扰初始化模块112用于将控制信息140嵌入报头132所携带的加扰初始化字段134中。控制信息140可嵌入加扰初始化字段134的一部分136中，或者控制信息140可嵌入整个加扰初始化字段134中。报头132是将由站点110准备并进行无线传输的PHY数据协议单元(PHY protocol data unit，PPDU)130的一部分。加扰初始化模块112还用于将加扰初始化值(scrambler initialization value，SIV)142输送到加扰初始化字段134中。因此，对加扰初始化字段134进行重载以传送加扰初始化值142，该值也携带控制信息140。所以，加扰初始化值142可以包含控制信息140。
加扰模块114用于基于加扰初始化值142对帧进行加扰。执行加扰，使得接收PPDU130的接收装置通过基于通过加扰初始化字段134传送的加扰初始化值142进行解扰可以恢复加扰帧。
在各种实施例中，加扰和解扰操作基于相同的加扰初始化值进行操作以对报头和帧部分进行加扰，随后解扰；从这一意义上来说，加扰和解扰操作是对称的。在这种实施例中，加扰初始化模块112和加扰模块114可以共享信息，从而加扰模块114将基于包括在报头132中的相同加扰初始化值执行加扰。例如，加扰初始化模块112可以确定加扰初始化值142并将其传递到加扰模块114。接收PPDU 130，从而接收加扰初始化值(包括在报头132中)的无线接收站点随后可以基于该值对帧部分进行解扰。
根据本发明另一实施例并且还参照图1，提供一种无线接收站点150，例如AP或非AP无线站点。无线接收站点150包括加扰数据提取模块155、解扰模块160、无线接收装置165，以及其它可能的部件，例如但不一定局限于，纠错解码模块152、处理器170和计算机存储器172，或等效硬件。
接收站点150(通过无线接收装置165)接收传输的PPDU 130。加扰数据提取模块155用于将接收到的报头132中的加扰初始化字段134的一部分136解释为控制信息140。加扰数据提取模块155可对接收到的报头数据进行操作，例如在纠错解码模块152进行纠错解码之后进行操作。如上所述，一部分136对应于加扰初始化字段134的至少一个比特位，并且可以对应于部分或所有加扰初始化字段134。加扰数据提取模块155还用于将加扰初始化字段134的(整个)内容解释为加扰初始化值142。加扰数据提取模块155可以将加扰初始化值142传递到解扰模块160。解扰模块160用于基于该加扰初始化值对接收到的PPDU 130的一部分进行解扰。
应注意，由于干扰、噪声等，接收站点150看到的PPDU 130的内容可以不同于发射站点110提供的PPDU的内容。在一些实施例中，通过加扰初始化字段传送的控制信息通过纠错编码进行保护以缓解干扰和噪声的影响。
加扰初始化模块、加扰模块、加扰数据提取模块、解扰模块等部件，以及纠错编解码模块等其它部件可以包括本领域技术人员容易理解的电路，例如用于接收数据、处理数据，并且以预定方式提供处理后数据的集成电路。部件可以是高速数字电路，例如专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)。在一些实施例中，部件可以由执行计算机程序指令的处理器来实施。发射装置和接收装置包括本领域技术人员容易理解的射频部件。
图2A、图2B和图2C示出了根据本发明可能重叠实施例的帧/PPDU传输方法。图2A示出了根据本发明一实施例的无线发射站点传输帧/PPDU的方法200。方法200包括：接收205将在PPDU的报头中的加扰初始化字段中传送的控制信息。该方法还包括：生成210加扰初始化值(scrambler initialization value，SIV)，该值包括控制信息，还可包括一个或多个随机或伪随机比特位。因此，SIV的一个或多个预定比特位位置使用指示控制信息的比特位进行重载。SIV的一些或所有比特位可以使用控制信息进行重载。该方法还包括：将SIV嵌入215位于PPDU报头中的加扰初始化字段中。嵌入可以执行为PPDU生成的一部分，即，提供将由PPDU传输的信息的指定类型。SIV的生成和嵌入可以由加扰初始化模块执行。该方法还包括：使用加扰模块基于SIV对与帧关联的PPDU的一部分进行加扰220。嵌入215和加扰220不一定按所示次序顺序发生。无线发射站点接着传输225帧(和PPDU)。传输可以包括信道编码、调制等各种步骤。
图2B示出了根据本发明另一实施例的无线发射站点传输PPDU的方法230。PPDU包括具有加扰初始化字段的报头。该方法包括：使用加扰初始化模块对加扰初始化字段的至少一个比特位进行重载235以携带控制信息。该方法还包括：使用加扰模块基于将由加扰初始化字段传送的加扰初始化值对PPDU或PPDU的一部分进行加扰240。在各实施例中，控制信息指示以下各项中的至少一项：将由发射装置使用的主信道；将由发射装置使用的信道宽度(即，带宽)；和将由发射装置使用的MIMO类型。
此处，应注意，基于加扰初始化字段的内容进行的加扰不一定要求加扰模块自身在加扰操作期间读取报头中的加扰初始化字段(确实，PPDU在加扰之前可能还未完全构建好)。相反地，加扰初始化值可由发射STA生成，并且可供加扰模块使用并且可包括在PPDU报头中。也就是说，基于(也)包含或将包含在将传输到接收站点的加扰初始化字段中的加扰初始化值执行加扰。
图2C示出了根据本发明另一实施例的为无线局域网(local area network，LAN)通信指示EDMG PPDU中的控制特征的方法260。该方法由例如无线发射站点实施。该方法可选地包括：为无线LAN通信选择265至少一种传输控制设置。传输控制设置可以是，例如，诸如以下等控制信息：将由发射装置使用的主信道；将由发射装置使用的信道宽度；和/或将用于无线LAN通信的MIMO类型。该方法包括：将至少一种选择的或预定的传输控制设置嵌入270物理层(physical layer，PHY)报头的加扰初始化字段的至少一个比特位中。该方法还包括：例如通过使用加扰初始化字段的所述至少一个比特位来初始化加扰移位寄存器，基于加扰初始化字段的内容对PHY报头和附带数据进行加扰275。该方法还包括：对加扰PHY报头和附带数据进行差错控制编码并传输280到预期接收设备。
图3A、图3B和图3C示出了根据本发明可能重叠实施例的帧/PPDU接收方法。图3A示出了根据本发明一实施例的无线接收站点接收PPDU的方法302。方法302包括：在接收305帧/PPDU之后，检测307与接收到的PPDU对应的加扰初始化字段中传送的加扰初始化值(scrambler initialization value，SIV)。该方法还包括：根据将SIV的某些比特位映射到诸如主信道、信道带宽和/或MIMO类型的指示等某些预定类型控制信息的预定解释，将SIV的一些或所有比特位解释310为控制信息。检测307和解释310可以由加扰数据提取模块执行。该方法还包括：使用解扰模块基于SIV对接收到的PPDU的一部分进行解扰315。解释310和解扰315不一定按所示次序顺序执行。
图3B示出了根据本发明另一实施例的无线接收站点接收帧/PPDU的方法330。帧包括具有加扰初始化字段的报头。该方法包括：检测335加扰初始化字段的至少一个比特位，并将所述至少一个比特位解释为控制信息。该方法还包括：基于加扰初始化字段的内容(即，基于其中包含的加扰初始化值)对PPDU的至少一部分进行解扰340。在各实施例中，控制信息指示以下各项中的至少一项：将由发射装置使用的主信道；将由发射装置使用的信道宽度(带宽)；和将由发射装置使用的MIMO类型。
图3C示出了根据本发明另一实施例的为无线LAN通信指示EDMG帧中的控制特征的方法360。该方法由例如无线接收站点实施，无线接收站点可以是EMDG帧的预期接收者。该方法包括：接收365加扰和编码(例如，信道编码)传输。该方法还包括：对加扰和编码传输进行解码370。该方法还包括：通过读取解码传输中包含的PHY报头的加扰初始化字段的至少一个比特位来获取375控制信息。获取到的控制信息可对应于EDMG无线LAN通信中的至少一个控制特征。接收到的控制信息可以是主信道、信道宽度，和/或MIMO类型。该方法还包括：例如通过使用加扰初始化字段的至少一个比特位来初始化解扰移位寄存器，基于加扰初始化字段的内容对解码传输进行解扰380。该方法还包括：使用控制信息和解码、解扰传输进行385无线LAN通信。
本发明涉及一种用于包括AP和非AP站点的无线站点(station，STA)间通信的装置、系统和方法。参照图4，示出了示例现有技术帧格式。示例现有技术帧格式是802.11ad中使用的格式，如名称如下的IEEE计算机协会文档的第21节所述：“IEEE信息技术标准—系统间通信和信息交换；局域网和城域网—特定要求，第11部分：无线LAN媒体访问控制(MediumAccess Control，MAC)和物理层(Physical Layer，PHY)规范，修正案3：60GHz频段内超高吞吐量的增强功能(Enhancements for Very High Throughput in the 60GHz Band)”，IEEEStd.802.11ad-2012，2012年12月28日(本文称为802.11ad)。在图4中，PPDU 10由五个字段组成：短训练字段(Short Training Field，STF)12、信道估计(Channel Estimation，CE)字段14、报头字段16、数据字段18，以及自动增益控制(Automatic Gain Control，AGC)和接收/传输训练(Receive/Transmit Training，TRN-R/T)字段20。会认识到，为了清楚起见，本发明附图所示的帧和子帧已格式化并且未按比例指示每个字段的大小。在一些情况下，字段的大小基于参考文本的长度，因此不表示每个字段内包含的比特位的数量。注意，在一些文献资料中，STF 12、CE字段14、报头字段16可使用大写的“L”作为前缀，指示这些是“传统”定义的字段(例如，L报头)。为了简单和清晰起见，申请人在本发明中不采用这个术语。
STF 12用于同步和区分控制PHY和非控制PHY。CE字段14用于信道估计。可选地，CE字段14可用于区分单载波(single carrier，SC)PHY和OFDM PHY。报头字段16由以下组成或包括：定义待传输的物理层协议数据单元(Physical Layer Protocol Data Unit，PPDU)的细节的若干字段。数据字段18由以下组成或包括：待加扰、编码和调制的物理层业务数据单元(Physical Layer Service Data Unit，PSDU)的净荷数据。AGC和TRN-R/T子字段20用于波束优化和波束跟踪。
报头字段16的实际组成随具体传输模态而变化。例如，报头字段16的三个示例为用于控制PHY、OFDM PHY和SC PHY的报头字段。用于控制PHY、OFDM PHY和SC PHY的报头字段分别是指包括传输期间使用的以便接收装置执行控制PHY PPDU、OFDM PHYPPDU和SC PHYPPDU的正确接收的字段。参照图5A，示出了用于控制PHY的报头字段16a。更多相关细节可以在例如802.11ad的第21.4节中找到。如图所示，控制PHY报头字段16a包括1位预留字段32、4位加扰初始化字段34、10位长度字段36、1位报文类型字段38、5位训练长度字段40、1位翻转字段42、2位预留字段44和16位报头检查序列(Header Check Sequence，HCS)字段46。
参照图5B，示出了用于OFDM PHY的报头字段16b。更多相关细节可以在例如802.11ad的第21.5节中找到。如图所示，OFDM PHY报头字段16b包括7位加扰初始化字段50、5位调制编码方案(Modulation and Coding Scheme，MCS)字段52、18位长度字段54、1位额外PPDU字段56、1位报文类型字段58、5位训练长度字段60、1位聚合字段62、1位波束跟踪请求字段64、1位音调配对类型字段66、1位动态音调配对(Dynamic Tone Pairing，DTP)指示字段68、4位最后一个接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator，RSSI)字段70、1位翻转字段72、2位预留字段74和16位报头检查序列(Header Check Sequence，HCS)字段76。
参照图5C，示出了用于单载波PHY的报头字段16c。更多相关细节可以在例如802.11ad的第21.6节中找到。如图所示，单载波PHY报头字段16c包括7位加扰初始化字段80、5位调制编码方案(Modulation and Coding Scheme，MCS)字段82、18位长度字段84、1位额外PPDU字段86、1位报文类型字段88、5位训练长度字段90、1位聚合字段92、1位波束跟踪请求字段94、4位最后一个接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator，RSSI)字段100、1位翻转字段102、4位预留字段104和16位报头检查序列(Header CheckSequence，HCS)字段106。
准备传输时，发射设备使用从加扰初始化字段中获取的加扰初始化值对PPDU中的在报文的加扰初始化字段之后的所有比特位执行加扰操作，除了AGC和TRN-R/T字段20中的比特位。加扰操作重新排列比特位或者更新报头和数据字段的比特位模式以对数据流进行白化，即，使数据流从发射装置的角度看是随机的。参照图5A，基于加扰初始化比特位，即使用加扰初始化字段34的比特位B1至B4，即报头字段16a的比特位B1至B4，进行初始化的加扰移位寄存器的比特位x1、x2、x3、x4以及设置为‘1’的比特位x5、x6、x7，对比特位B4之后的所有比特位进行加扰。参照图5B和图5C，基于加扰初始化字段50、80的比特位B0至B6，即报头字段16b或16c的比特位B0至B6，中包含的值，对比特位B6之后的所有比特位进行加扰。为了参考，对报头字段的比特位编号，从“B0”开始按序编号。
通过加扰进行数据白化的常用技术是通过采用种子值的伪随机数生成器馈送数据。在802.11ad PHY(例如，如802.11ad的第21节所述)的情况下，例如，已选择加扰模块以进行以下运算：将每个比特位依次与由给定加扰初始化状态下的多项式S(x)＝x7+x4+1生成的长度为127的周期序列进行异或。逐一放置PLCP报头比特位，图5B和图5C所示的SC和OFDM情况下的前七个比特位和图5A所示的控制PHY情况下的前五个比特位除外。在图5B和图5C所示的情况下，比特位B7放置在第一位。在图5A所示的情况下，比特位B5放置在第一位。PSDU的八位字节以及填充位放置在比特流中，其中每个八位字节的第0位(最低位(leastsignificant bit，LSB))放置在第一位，每个八位字节的第7位(最高位(most significantbit，MSB))放置在最后一位。
在每个PPDU中，发射装置为加扰模块选择非零种子值(图5A所示的控制PHY情况下为比特位x1至x4，图5B和图5C所示的SC PHY和OFDM PHY情况下为比特位x1至x7)。802.11ad标准提出通过伪随机方式选择种子值。分别在PLCP报头16a、16b和16c的加扰初始化字段34、50和80中输入种子值。随后，将PPDU的数据字段18中的每个数据位与加扰输出进行异或(x4异或x7)，并且加扰内容移位一次。
针对移位寄存器用于实施的一实施例，在图6中图形化地示出了操作。在控制PHY情况(参见5A)的上下文中，基于4位加扰初始化字段34定义加扰操作。在该情况下，通过将4位加扰初始化字段34(还有PLCP报头16a)的比特位B1、B2、B3和B4的比特位值插入到图6所示的加扰移位寄存器300的比特位x1、x2、x3和x4中，并且通过将比特位x5、x6和x7设置为‘1’来初始化加扰移位寄存器300。加扰操作随后可以以下操作进行：输入从比特位B5开始的报头比特位，继续输入报头16a的剩余比特位，并且在输入最后一个比特位B39之后，继续输入数据字段18的比特位直到所有比特位均已处理完毕或者达到另一合适的停止条件。
在OFDM PHY和SC PHY情况(参见图5B和图5C)的上下文中，基于7位加扰初始化字段50、80定义加扰操作。在该情况下，通过将7位加扰初始化字段50、80(还有PLCP报头16b或16c)的比特位B0、B1、B2、B3、B4、B5和B6的比特位值插入到图6所示的加扰移位寄存器300的比特位x1、x2、x3、x4、x5、x6和x7中来初始化加扰移位寄存器300。加扰操作随后可以以下操作进行：输入从比特位B7开始的报头比特位，继续输入报头16a的剩余比特位，并且在输入最后一个比特位B63之后，继续输入数据字段18的比特位直到所有比特位均已处理完毕或者达到另一合适的停止条件。
提出的IEEE 802.11ay标准(当前形式)包括以下特征：EDMG STA能够确定其接收的任何EDMG PPDU的主信道和占用带宽。为了实现与传统STA的后向兼容性，每个EDMGPPDU的报头可以由传统STA进行解码以检测报头中的长度和MCS。然而，在这种约束下，EDMG STA帧可能还必须包括支持EDMG特征(例如，信道捆绑&MIMO)所需的额外信令。这样引起了限制，因为控制报头中没有足够的预留比特位来容纳这个额外信令，并且请求发送(Requestto Send，RTS)、DMG允许发送(Clear to Send，CTS)中也没有足够的预留比特位可用于带宽信令。
因此，本文认识到现有技术的一个技术问题，其中很难将所有必要数据有效地包括到适用的IEEE 802.11ay兼容帧中同时保留数据帧的后向兼容性。导致该困难的部分原因是，相对于传送所有所需报头信息所需要的比特位数量，帧报头中的比特位的数量有限。本发明实施例旨在解决这种问题。具体而言，如上所述，本发明实施例涉及使用传输消息(例如，IEEE802.11帧)的某些比特位(例如，加扰初始化字段的比特位)来传送用于加扰/解扰操作以及用于一个或多个其它目的的数据。
参照图7a和图7b，示出了EDMG STA所使用的现有技术信道化(IEEE802.11/15-1358-09-00ay-specification-framework-for-tgay)。特定设备使用信道的的能力还取决于地方监管法规以及802.11ay标准规定的任何额外规则。在以下示例中将在下文提及图7b所示的信道化。
参照图8，示出了当前在802.11ay中提出的EDMG物理层汇聚协议(Physical LayerConvergence Protocol，PLCP)协议数据单元(PLCP protocol data unit，PPDU)400以供参考。在EDMG PPDU 400的上下文中，L报头406等同于报头字段16。
在802.11ac[5,Sec 17.3.5.5]的情况下，在数据字段的上下文中使用加扰操作。在数据字段中的加扰操作中，数据字段中的业务字段由16个比特位组成，包括7个加扰初始化比特位和9个预留业务比特位，所有这些比特位都设置为‘0’。当非HT中的信道带宽不存在时，加扰初始状态使用伪随机非零值进行设置。当非HT中的信道带宽存在时，加扰模块使用加扰序列B0到B6进行初始化。当非HT中的信道带宽等于CBW20时，比特位B0至B4将设置为非零伪随机值，而比特位B5、B6指示信道带宽。如果非HT中的信道带宽等于CBW20时，比特位B0至B3将设置为4位伪随机非零整数；如果非HT中的动态带宽等于静态时，比特位B0至B3将为4位伪随机整数。
当前针对IEEE 802.11ay标准提出的方法包括固定18字节信息长度的控制尾字段，该字段包括在数据字段18之前(例如，参见IEEE 802.11-16/0105r0，“将控制尾添加到控制模式PPDU(Adding control trailer to control mode PPDUs)”)。可分配报头字段16中的预留比特位来指示存在控制尾。尽管由于开销成本，在控制信息由很少比特位指示时，最好避免使用控制尾。
本发明实施例涉及对加扰初始化字段34、50、80中的至少一个比特位进行重载以携带控制信息，而不是通过伪随机方式设置。在一方面，控制信息可标识主信道。在一方面，控制信息可标识信道带宽。在一方面，控制信息可指示MIMO类型。在一方面，控制信息可包括主信道标识、信道带宽和MIMO类型中的两个或更多的组合。在一方面，重载加扰初始化字段34、50、80中的至少一个比特位以携带控制信息，并且随机或伪随机设置加扰初始化字段34、50、80中的至少一个比特位。
现将描述本发明的若干示例实施例。应认识到，这些示例实施例可以通过多种方式变化或组合。例如，用来传送控制信息的比特位，以及比特位值和控制信息(例如，信道带宽和/或静态/动态带宽模式)之间的映射可以变化。发射站点和接收站点先验地获知比特位值和控制信息之间的映射，这样可以在这两个站点之间传送控制信息。
示例1—控制PHY：主信道/信道带宽
如图9所示，可构建示例控制PHY以通过对控制PHY PPDU的报头字段16a中的加扰初始化字段34进行重载以指示主信道和信道带宽中的每一个。在示例1中，假设主信道存在五个选项：(i)传输PPDU的信道；(ii)信道#1；(iii)信道#2；(iv)信道#3；和(v)信道#4。还假设存在4个可用带宽选项：(a)2.16GHz；(b)4.32GHz；(c)6.48GHz；和(d)8.64GHz。
对加扰初始化字段34(以及报头字段16a)的比特位B1、B2、B3和B4进行重载以包括图9所示表中列出的值，这些值对应于为该PPDU所选择的与图7A对应的主信道、信道带宽和信道编号。也就是说，根据图9所示的表，将加扰初始化字段34的比特位B1至B4设置为对应于所需信道和带宽选择的值。在加扰操作中，如先前情况一样，即如参照图6所述，将比特位B1、B2、B3和B4而非伪随机数字输入到加扰移位寄存器300的比特位x1、x2、x3和x4中，并且将比特位x5、x6和x7分别设置为‘1’。图9的最右列指示图7A中定义的信道编号。
示例2—控制PHY：802.11ay中的静态/动态带宽操作
如图10所示，可构建示例控制PHY以通过对控制PHY EDMG PPDU的报头字段16a中的加扰初始化字段34进行重载以指示静态/动态信道带宽设置和信道带宽中的每一个。在示例2中，比特位B3用来指示信道带宽设置是静态的还是动态的。在假设存在4个可用带宽选项的前提下，比特位B1和B2用于指示所选信道带宽：(a)2.16GHz；(b)4.32GHz；(c)6.48GHz；和(d)8.64GHz。
在信道带宽设置是动态的情况下，可以扩展信道带宽以包括可用信道。例如，如果两个2.16GHz信道空闲，则可以通过4.32GHz进行传输；如果三个2.16GHz信道空闲，则可以通过6.48GHz进行传输；如果四个2.16GHz信道空闲，则可以通过8.64GHz进行传输。在动态信道带宽设置中，带宽可以在包括端值在内的2.16GHz与指定最大信道带宽之间自动变化。带宽限制为2.16GHz的倍数。根据图10的最右侧两列，最大信道带宽通过比特位B1和B2进行设置。
在信道带宽设置是静态的情况下，带宽可以设置为4.32GHz、6.48GHz或8.64GHz中的一个。如果宽带信道内的2.16GHz辅助信道不可用，则发射装置可以在主信道上重启发射流程。在静态信道带宽设置中，带宽固定为指定值，并且不随可用性变化。
信道带宽可通过选择其中一个可用带宽(例如，在该情况下为2.16GHz、4.32GHz、6.48GHz或8.64GHz)来指示。
对加扰初始化字段34的比特位B1、B2和B3进行重载以包括图10所示表中列出的值，这些值对应于为该PPDU所选择的静态/动态信道带宽设置和信道带宽。在加扰操作中，如先前情况一样，将比特位B1、B2和B3而非伪随机数字输入到加扰移位寄存器300的比特位x1、x2和x3中，伪随机地选择比特位B4且将其输入到加扰移位寄存器300的比特位x4中，并且将比特位x5、x6和x7分别设置为‘1’。
换言之，在示例2中，根据图10所示的表设置和/或解释加扰初始化字段的比特位B1和B2以传送以下内容：信道带宽为2.16GHz的倍数，介于2.16GHz与8.64GHz之间，包含端值在内。当通过比特位B1和B2指示的信道带宽为4.32GHz或更大时，根据图10所示的表设置和/或解释加扰初始化字段的比特位B3以传送信道带宽设置是静态的(当B3＝‘0’)或动态的(当B3＝‘1’)。当通过比特位B1和B2指示的信道带宽为2.16GHz时，信道带宽是静态的还是动态的这个问题不相干，因为两种设置都会产生相同的行为。在该情况下，比特位B3的值可以任意地，例如随机或伪随机地，设置为‘1’或‘0’。B3的这种随机或伪随机设置可以提升加扰的“白化”，因为B3也是加扰初始化字段的一部分。
示例3—SC PHY和OFDM PHY：主信道/信道带宽
如图11所示，可构建示例SC PHY和OFDM PHY格式以通过对SC PHY/OFDM PHY EDMGPPDU的报头字段16b、16c中的加扰初始化字段50、80进行重载以指示主信道和信道带宽中的每一个。在示例3中，假设主信道存在四个选项：(i)信道#1；(ii)信道#2；(iii)信道#3；和(iv)信道#4。还假设存在4个可用带宽选项：(a)2.16GHz；(b)4.32GHz；(c)6.48GHz；和(d)8.64GHz。
对加扰初始化字段50、80的(因此报头字段16b或16c的)比特位B0、B1、B2和B3进行重载以包括图11所示表中列出的值，这些值对应于为该PPDU所选择的主信道和信道带宽。也就是说，根据图11所示的表，将加扰初始化字段50、80的比特位B0至B3设置为对应于所需信道和带宽选择的值。在加扰操作中，如先前情况一样，即如参照图6所述，将比特位B0、B1、B2和B3而非伪随机数字输入到加扰移位寄存器300的比特位x1、x2、x3和x4中，并且可分别伪随机设置加扰比特位x5、x6和x7。图11的最右列指示图7A中定义的信道编号。
示例4—SC PHY和OFDM PHY：802.11ay中的静态/动态带宽操作
如图12所示，可构建示例SC PHY和OFDM PHY格式以通过对OFDM PHY EDMG PPDU的报头字段16b中的加扰初始化字段50以及SC PHY EDMG PPDU的报头字段16c中的加扰初始化字段80进行重载以指示静态/动态信道带宽设置和信道带宽中的每一个。在示例4中，比特位B2用来指示信道带宽设置是静态的还是动态的。比特位B0和B1用来基于假设存在4个可用带宽选项，指示所选信道带宽：(a)2.16GHz；(b)4.32GHz；(c)6.48GHz；和(d)8.64GHz。
在信道带宽设置是动态的情况下，可以扩展信道带宽以包括可用信道。例如，如果两个2.16GHz信道空闲，则可以通过4.32GHz进行传输；如果三个2.16GHz信道空闲，则可以通过6.48GHz进行传输；如果四个2.16GHz信道空闲，则可以通过8.64GHz进行传输。在动态信道带宽设置中，带宽可以在包括端值在内的2.16GHz与指定最大信道带宽之间自动变化。带宽限制为2.16GHz的倍数。根据图12的最右侧两列，最大信道带宽通过比特位B0和B1进行设置。
在信道带宽设置是静态的情况下，带宽可以设置为4.32GHz、6.48GHz或8.64GHz中的一个。如果宽带信道内的2.16GHz辅助信道不可用，则发射装置可以在主信道上重启发射流程。在静态信道带宽设置中，带宽固定为指定值，并且不随可用性变化。
信道带宽可通过选择其中一个可用带宽(例如，在该情况下为2.16GHz、4.32GHz、6.48GHz或8.64GHz)来指示。
对加扰初始化字段50和80的比特位B0、B1和B2进行重载以包括图12所示表中列出的值，这些值对应于为该PPDU所选择的静态/动态信道带宽设置和信道带宽。在加扰操作中，将比特位B0、B1和B2而非伪随机数字输入到加扰移位寄存器300的比特位x1、x2和x3中，伪随机地选择比特位B3至B6且将其输入到加扰移位寄存器300的比特位x4至x7中。此外，通常，该示例可以限制将控制特征应用于控制帧以及应用于EDMG SC和EDMG OFDM帧。
换言之，在示例4中，根据图12所示的表设置和/或解释加扰初始化字段的比特位B1和B0以传送以下内容：信道带宽为2.16GHz的倍数，介于2.16GHz与8.64GHz之间，包含端值在内。当通过比特位B1和B0指示的信道带宽为4.32GHz或更大时，根据图12所示的表设置和/或解释加扰初始化字段的比特位B2以传送信道带宽设置是静态的(当B2＝‘0’)或动态的(当B2＝‘1’)。当通过比特位B1和B0指示的信道带宽为2.16GHz时，信道带宽是静态的还是动态的这个问题不相干，因为两种设置都会产生相同的行为。在该情况下，比特位B2的值可以任意地，例如随机或伪随机地，设置为‘1’或‘0’。B2的这种随机或伪随机设置可以提升加扰的“白化”，因为B2也是加扰初始化字段的一部分。
示例5—SC PHY和OFDM PHY：MIMO&发射分集
作为提供有关所用信道带宽和/或信道的信息的补充方案或替代方案，加扰初始化字段50、80可用来传送其它控制信息。在该情况下，其它控制信息包括MIMO设置或发射分集设置。由于为了进行说明，示例3、4使用了加扰初始化字段50、80的比特位B0、B1、B2(在示例3的情况下还有B3)，示例5将其它控制信息编码到B4和B5中以说明以下示例：可同时在加扰初始化字段50、80内指示主信道、信道带宽，以及MIMO或发射分集。因此，在一些实施例中，示例5同时与示例3或4实施。会认识到，这些示例中提供的特定比特位或比特位次序是为了说明，也可以设想其它组合和次序。此外，MIMO设置或发射分集设置等控制信息可以通过比特位重载指示，无需也指示主信道和/或信道带宽设置。
如图13所示，在MIMO的情况下，例如，(加扰初始化字段50或80的，因此还有报头字段16b或16c的)比特位B4和B5可用来指示所需MIMO设置，而比特位B6(在比特位B5之后)可任意地，例如伪随机地，选择或者可选择用来传送其它控制信息。图13所示为比特位B4和B5与MIMO设置之间的映射。比特位B0、B1、B2和B3可伪随机地选择，或者可用来传送其它控制信息。随后，重载加扰初始化字段50、80的比特位可用来对如上所述的加扰移位寄存器进行初始化。
因此，通过合适地设置比特位B4和B5的值，可以传送待使用的MIMO设置(或其缺失)的指示。所示指示包括单输入单输出(Single Input Single Output，SISO)操作的指示，以及2x2、3x3和4x4MIMO操作的指示。NxN MIMO操作是指本领域技术人员容易理解的利用N个发射天线和N个接收天线的操作。SISO操作是指使用1个发射天线和1个接收天线进行的操作。
图14示出了加扰初始化字段50或80(因此还有报头16b或16c)的比特位B4和B5与对应MIMO发射分集设置控制信息之间的替代性映射。因此，通过合适地设置比特位B4和B5的值，可以传送待使用的一种发射分集(或其缺失)的指示。所示指示包括SISO操作的指示、2x1发射分集操作的指示，以及4x1发射分集操作的指示。Nx1发射分集操作是指本领域技术人员容易理解的利用N个发射天线和1个接收天线的操作。
如图14所示，在发射分集的情况下，例如，比特位B4和B5可用来指示发射分集设置，而比特位B6可任意地，例如伪随机地，选择或者可选择用来传送其它控制信息。比特位B0、B1、B2和B3可伪随机地选择，或者可用来传送其它控制信息。随后，重载加扰初始化字段50、80的比特位可用来对如上所述的加扰移位寄存器进行初始化。此外，通常，该示例可以限制将控制特征应用于控制帧以及应用于EDMG SC和EDMG OFDM帧。
在一些实施例中，比特位之间的映射是解释为指示(例如，图13中的)MIMO设置还是解释为(例如，图14中的)发射分集设置可以取决于发射站点和接收站点已知的操作上下文。操作上下文可以先验地获知，或者例如使用加扰初始化字段的另一重载比特位在发射站点与接收站点之间传送。
示例6—控制PHY报头中的信道带宽
参照图15，根据本发明一实施例，示出了控制PHY报头中的信道带宽指示的示例定义。在所示定义中，加扰初始化字段用于控制模式PPDU。图15中的示例加扰初始化字段具有L报头字段的预留比特位22和23，这两个比特位均设置为‘1’。图8所示为L报头字段406。即，图5A所示(且对应于预留字段44)的控制PHY报头字段16a的比特位B22和B23均设置为‘1’。在图15和以下描述中，比特位编号B1至B4是指控制PHY报头的比特位(例如，针对图5A所示的比特位编号)。带括号的比特位编号(B0)至(B3)是指从B0开始的比特位的替代性编号，例如加扰初始化字段本身的比特位的编号。在加扰操作中，当比特位B1和B2为‘0’且预留比特位B3和B4时，指示存在控制尾。当比特位B1为‘0’，B2为‘1’且预留B3和B4时，指示存在EDMG-Header-A字段，EDMG-Header-A字段意味着PPDU是EDMG控制模式PPDU。当比特位B1为‘1’且PPDU包括RTS或DMG CTS帧时，信道BW字段指示PPDU的带宽。否则，预留信道BW字段。即，将控制PHY报头字段16a的比特位B1和B2均设置为‘0’用来指示存在控制尾，将比特位B1设置为‘0’且将比特位B2设置为‘1’用来指示存在EDMG-Header-A字段。在任一情况下，预留控制PHY报头字段16a的比特位B3和B4。此外，将控制PHY报头字段16a的比特位B1设置为‘1’，此外，当与控制PHY报头关联的PPDU包含RTS或(DMG)CTS帧时，控制PHY报头字段16a的比特位B2至B4用来指示PPDU的带宽。应注意，在一些实施例中，根据图15所示的原则，可以类似地定义图5B所示的OFDM PHY报头的加扰初始化字段或图5C所示的SCPHY报头的加扰初始化字段。
在图15和图17中，第一行最右列的参考文献[1]是指以下IEEE文档的一个版本：“P802.11ayTM/D0.3；10信息技术标准草案；系统间通信和信息交换—局域网和城域网—特定要求—第11部分：无线LAN媒体访问控制(Medium Access Control，MAC)和物理层(Physical Layer，PHY)规范，修正案7：45GHz以上免许可频段中的操作的增强吞吐量(Enhanced throughput for operation in license-exempt bands above 45GHz)”，IEEE计算机协会，2017年3月。
参照图16，示出了如上所述的位域B1、B2和B3中(即，通过这些位域指示)的信道BW字段的示例定义。在该定义中，假设组成所需信道化的信道有四种选项：(i)N；(ii)N+1；(iii)N+2；(iv)N+3。如图15所示，N是传输PPDU的最低信道编号的值。还假设存在四个可用带宽选项：(a)2.16GHz；(b)4.32GHz；(c)6.48GHz；和(d)8.64GHz。信道BW字段值与这些选项相互关联。例如，如果2.16GHz是所需信道带宽，则信道BW字段值将设置为零，并且从N到N+3的所有信道将可用，独立于其它信道。如果4.32GHz是所需信道带宽，若N为偶数，则信道BW字段值设置为‘1’；若N为奇数，则设置为2。信道N和N+1，或者信道N+2和N+3，可以用于信道化。图16中的信道BW字段值是0至5之间的数值，该数值使用3位二进制表示编码到信道BW字段中。
如图17所示，示出了根据本发明的PHY报头(例如，控制PHY报头)中的信道带宽指示的定义的一实施例。
在图17和以下描述中，比特位编号B1至B4是指控制PHY报头的比特位(例如，针对图5A所示的比特位编号)。带括号的比特位编号(B0)至(B3)是指从B0开始的比特位的替代性编号，例如加扰初始化字段本身的比特位的编号。在加扰操作中，比特位B1和B2为‘0’且比特位B3和B4是伪随机的指示存在控制尾。比特位B1为‘0’，B2为‘1’且B3和B4是伪随机的指示存在EDMG-Header-A字段，EDMG-Header-A字段意味着PPDU是EDMG控制模式PPDU。也就是说，将B1和B2设置为‘1’指示存在控制尾；将B1设置为‘0’且将B2设置为‘1’指示存在EDMG-Header-Field。在任一情况下，可以伪随机地设置B3和B4。当比特位B1为‘1’且PPDU包括RTS或DMG CTS帧时，信道BW字段指示PPDU的带宽。否则，伪随机地设置(或者，可替代地预留)信道BW字段。如图18或图16所设置的一样对信道BW字段进行定义，其中N是传输PPDU的最低信道编号的值。使用控制模式的IEEE 802.11ay L报头中的加扰初始化字段的方法与IEEE 802.11ad后向兼容。应注意，在一些实施例中，根据图17所示的原则，可以类似地定义图5B所示的OFDM PHY报头的加扰初始化字段或图5C所示的SC PHY报头的加扰初始化字段。
应注意，在图17中，当比特位B1为‘0’时，通过伪随机方式为比特位B3和B4分配值。因此，由(控制PHY报头16a的)比特位B3和B4传送的加扰初始化值的至少一部分伪随机地分配有值。这样倾向于提供加扰操作的随机化或“白化”，这是加扰的预期特征。
示例7—信道BW字段
参照图18，示出了根据本发明一实施例的PHY报头字段(例如，控制PHY报头字段或另一种PHY报头字段)的加扰初始化字段的位域B1、B2和B3中的信道BW字段的示例定义。在该示例定义中，假设EDMG信道化中只存在(或者考虑)信道1至信道4。本领域技术人员容易理解这些编号信道在EDMG信道化的上下文中的定义。这些信道的信道BW为2.16GHz，即都为2.16GHz。
当信道BW字段值为零时，所需信道带宽为2.16GHz，其中分配有信道1、2、3或4，即这些信道中的任何一个信道可以用于PPDU传输。当信道BW字段值为1时，所需信道带宽为4.32GHz，其中分配有信道1-2、信道2-3或信道3-4。如本文所用，用短横线“-”分隔开的一系列信道指示这一系列信道是捆绑的。当信道BW字段值为2时，所需信道带宽为6.48GHz，其中分配有信道1-3或信道2-4。当信道BW字段值为3时，所需信道带宽为8.64GHz，其中分配有信道1-4。信道BW字段值等于4指示具有带宽2.16GHz和2.16GHz的两个信道的载波聚合，其中，这两个信道是相邻的，即分配有信道1&信道2、信道2&信道3或信道3&信道4。信道BW字段值等于5指示具有带宽2.16GHz和2.16GHz的两个信道的载波聚合，其中，这两个信道由一个信道隔开，即分配有信道1&信道3或信道2&信道4。信道BW字段值等于6指示具有带宽4.32GHz和4.32GHz的两个信道的载波聚合，其中，这两个信道是相邻信道，即分配有信道1-2&信道3-4。当信道BW字段值为7时，预留所需信道带宽，并且不存在信道分配。也就是说，信道BW字段值7预留，并且不与信道带宽或信道分配关联。图18中的信道BW字段值是0至7之间的数值，该数值使用通过PHY报头字段的比特位B1、B2和B3表达的3位二进制表示编码到信道BW字段中。
示例8—信道BW字段
参照图19，示出了根据本发明一实施例的PHY报头字段(例如，控制PHY报头字段或另一种PHY报头字段)的加扰初始化字段的位域B1、B2和B3中的信道BW字段的示例定义。在该示例定义中，假设EDMG信道化中只存在(或者考虑)信道1至信道6。这些信道的信道BW为2.16GHz。
当信道BW字段值为0时，所需信道带宽为2.16GHz，其中分配有信道1、2、3、4、5或6。当信道BW字段值为1时，所需信道带宽为4.32GHz，其中分配有信道1-2、信道2-3、信道3-4、信道4-5，或信道5-6。当信道BW字段值为2时，所需信道带宽为6.48GHz，其中分配有信道1-3、信道2-4、信道3-5，或信道4-6。当信道BW字段值为3时，所需信道带宽为8.64GHz，其中分配有信道1-4、信道2-5，或信道3-6。信道BW字段值等于4指示具有带宽2.16GHz和2.16GHz的两个信道的载波聚合，其中，这两个信道是相邻的，即分配有信道1&信道2、信道2&信道3、信道3&信道4、信道4&信道5，或信道5&信道6。信道BW字段值等于5指示具有带宽2.16GHz和2.16GHz的两个信道的载波聚合，其中，这两个信道由一个信道隔开，即分配有信道1&信道3、信道2&信道4、信道3&信道5，或信道4&信道6。信道BW信字段值等于6指示具有带宽4.32GHz和4.32GHz的两个捆绑信道的载波聚合，其中，这两个信道是相邻的，即分配有信道1-2&信道3-4、信道2-3&信道4-5，或信道3-4&信道5-6。信道BW字段值等于7指示具有带宽4.32GHz和4.32GHz的两个捆绑信道的载波聚合，其中，这两个信道由一个信道隔开，即分配有信道1-2&信道4-5，或信道2-3&信道5-6。图18中的信道BW字段值是0至7之间的数值，该数值使用通过PHY报头字段的比特位B1、B2和B3表达的3位二进制表示编码到信道BW字段中。
示例9—EDMG SC和EDMG OFDM模式的L报头中的MIMO配置指示
类似于IEEE 802.11ay规范框架文档(Specification Framework Document，SFD)中定义的L报头中的带宽指示，多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)配置最好也在EDMG SC或EDMG OFDM模式的(即，针对EDMG SC或EDMG OFDM模式的)L报头中指示。这对于例如接收装置具有足够时间为MIMO接收准备RF电路可能是所需的。因此，本发明实施例提供例如重载到加扰初始化字段的一个或多个比特位或携带加扰初始化值的其它比特位中的MIMO配置信息。
参考图20，示出了使用EDMG SC或EDMG OFDM模式传输时最后一个RSSI字段的比特位分配的示例定义。在该定义中，“IsSISO”字段仅指示PPDU是不含具体MIMO配置的单流或多流PPDU。最后一个RSSI字段分别在图5B和5C中示为字段70和100。应强调，图20中的比特位编号“B0”至“B3”是指最后一个RSSI字段自身的比特位编号，而不是指整个报头的比特位编号。即，图20中的“B0”可对应于图5B中的“B41”或图5C中的“B39”。图20中的参考文献[1]还是指IEEE文档“P802.11ayTM/D0.3；10信息技术标准草案；系统间通信和信息交换—局域网和城域网—特定要求—第11部分：无线LAN媒体访问控制(Medium Access Control，MAC)和物理层(Physical Layer，PHY)规范，修正案7：45GHz以上免许可频段中的操作的增强吞吐量(Enhanced throughput for operation in license-exempt bands above 45GHz)”，IEEE计算机协会，2017年3月。
参照图21，示出了单用户(Single User，SU)PPDU的示例现有技术EDMG-Header-A字段结构和定义。在该图示中，在EDMG-Header-A中，“SS的数量”字段指示在PPDU中传输的空间流的数量，其对于MIMO指示而言可能会太迟。
如图22所示，示出了根据本发明一实施例的EDMG SC和EDMG OFDM模式的L报头中的MIMO配置指示。在该实施例中，比特位B0、B1、B2、B3和B4随机或伪随机地分配有值。比特位B5、B6和B7指示空间流(spatial stream，SS)的数量。比特位B5、B6和B7的值加1指示在PPDU中传输的SS的数量。比特位B0至B7是指L报头的比特位，L报头表示加扰初始化字段。这些比特位用来指示在对应PPDU的数据部分中使用的空间流的数量。因此，通过加扰初始化字段传送的控制信息，或者使用指示加扰初始化值的比特位重载的控制信息，可以包括指示正在例如PPDU中传输的空间流的数量。此外，通常，该示例可以限制将控制特征应用于控制帧以及应用于EDMG SC和EDMG OFDM帧。
图23是可用于实施本文所公开的设备和方法的计算系统2300的方框图。特定设备可利用所有所示的组件或所述组件的仅一子集，且设备之间的集成程度可能不同。此外，设备可包含组件的多个实例，例如多个处理单元、处理器、存储器、发射装置、接收装置等。计算系统2300包括处理单元2302。处理单元2302通常包括中央处理器(central processingunit，CPU)2314、总线2320和存储器2308，可选地还可包括大容量存储设备2304、视频适配器2310和I/O接口2312(以虚线示出)。
CPU 2314可包括任意类型的电子数据处理器。存储器2308可包括任意类型的非瞬时性系统存储器，例如静态随机存取存储器(static random access memory，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)、同步DRAM(synchronous DRAM，SDRAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)或其组合。在一实施例中，存储器2308可包括在开机时使用的ROM以及在执行程序时使用的程序和数据存储的DRAM。总线2320可以是任意类型的若干总线架构中的一个或多个，包含存储总线或存储控制器、外设总线或视频总线。
大容量存储器2304可包括任意类型的非瞬时性存储设备，用于存储数据、程序和其它信息以及使数据、程序和其它信息可通过总线2320访问。大容量存储器2304可包括，例如一个或多个固态驱动器、硬盘驱动器、磁盘驱动器或光盘驱动器。
视频适配器2310和I/O接口2312提供可选接口以将外部输入和输出设备耦合至处理单元102。输入和输出设备的示例包括耦合至视频适配器2310的显示器2318和耦合至I/O接口2312的触屏等I/O设备2316。其它设备可耦合至处理单元2302，以及可使用额外或少量接口。例如，串行接口，例如通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)(未示出)可用于为外部设备提供接口。
处理单元2302还可包括一个或多个网络接口2306以接入一个或多个网络2322，网络接口2306可包括有线链路，例如以太网电缆，和/或无线链路。网络接口2306允许处理单元2302通过网络2322与远程实体通信。例如，网络接口2306可通过一个或多个发射装置/发射天线和一个或多个接收装置/接收天线提供无线通信。在一实施例中，处理单元2302耦合至局域网或广域网进行数据处理并与其它处理单元、互联网、远程存储设施等远程设备通信。
通过前述实施例的描述，本发明可以仅仅使用硬件来实施，或者可以使用软件在硬件平台来实施。基于这种理解，本发明的技术方案可通过软件产品的形式体现。软件产品可存储在非易失性或非瞬时性存储介质中，非易失性或非瞬时性存储介质可以是只读光盘(compact disk read-only memory，CD-ROM)、USB闪存盘、ROM、持久RAM或其它非易失性存储介质。软件产品包括使无线连接计算设备能够执行本发明实施例中提供的方法的多个指令。软件产品可包括使计算机设备能够执行根据本发明实施例的用于配置或编程数字逻辑装置的操作的多个指令。
在本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请都指示本发明所属领域的技术人员的技术水平，并通过引用的方式并入本文本中，其程度如同明确地且单独地指示每篇单独的出版物、专利或专利申请通过引用的方式并入。
尽管已经参考本发明的特定特征和实施例描述了本发明，但是明显地，在不脱离本发明的情况下可以对本发明进行各种修改和组合。说明书和附图仅被视为所附权利要求书所定义的本发明的说明并且考虑落于本说明书的范围内的任何和所有修改、变体、组合或均等物。

Claims (21)

1.一种传输具有报头的物理层协议数据单元(physical layer protocol data unit，PPDU)的发射装置，所述报头具有加扰初始化字段，其特征在于，所述发射装置包括：
加扰初始化模块，用于对所述加扰初始化字段的至少一个比特位进行重载以携带控制信息，所述控制信息用于指示将由所述发射装置使用的一个或多个信道的集合；以及
加扰模块，用于基于通过所述加扰初始化字段传送的加扰初始化值对所述报头中的所述加扰初始化字段之后的内容和关联MAC帧或所述MAC帧的一部分进行加扰。
2.根据权利要求1所述的发射装置，其特征在于，所述控制信息还指示以下各项中的至少一项：将由所述发射装置使用的主信道；将由所述发射装置使用的信道带宽；和将由所述发射装置使用的MIMO类型。
3.根据权利要求1所述的发射装置，其特征在于，所述加扰模块用于：通过接收所述帧的接收装置可以基于所述加扰初始化字段的内容对所述帧的所述一部分进行解扰的这样一种方式对所述MAC帧或所述MAC帧的所述一部分进行加扰。
4.根据权利要求1所述的发射装置，其特征在于，所述加扰初始化模块对所述加扰初始化字段的部分比特位进行重载以携带所述控制信息。
5.根据权利要求1所述的发射装置，其特征在于，所述加扰初始化模块对所述加扰初始化字段的所有比特位进行重载以携带所述控制信息。
6.根据权利要求1所述的发射装置，其特征在于，所述控制信息还指示以下各项中的至少一项：用来支持EDMG特征的控制信息；将采用静态带宽分配还是动态带宽分配的指示；将在通信中使用的发射分集配置；以及正在传输的空间流的数量。
7.一种接收具有报头的物理层协议数据单元(physical layer protocol data unit，PPDU)的接收装置，所述报头具有加扰初始化字段，其特征在于，所述接收装置包括：
加扰数据提取模块，用于将所述加扰初始化字段的至少一个比特位解释为控制信息，所述控制信息用于指示将由发射装置使用的一个或多个信道的集合；以及
解扰模块，用于基于所述加扰初始化字段的内容对所述PPDU或所述PPDU的一部分进行解扰。
8.根据权利要求7所述的接收装置，其特征在于，所述控制信息还指示以下各项中的至少一项：将由所述发射装置使用的主信道；将由所述发射装置使用的信道带宽；和将由所述发射装置使用的MIMO类型。
9.根据权利要求7所述的接收装置，其特征在于，将所述加扰初始化字段的部分比特位解释为携带所述控制信息。
10.根据权利要求7所述的接收装置，其特征在于，将所述加扰初始化字段的所有比特位解释为携带所述控制信息。
11.根据权利要求7所述的接收装置，其特征在于，所述控制信息还指示以下各项中的至少一项：用来支持EDMG特征的控制信息；将采用静态带宽分配还是动态带宽分配的指示；将在通信中使用的发射分集配置；以及正在传输的空间流的数量。
12.一种传输具有报头的物理层协议数据单元(physical layer protocol dataunit，PPDU)的方法，所述报头具有加扰初始化字段，其特征在于，所述方法包括，具有一个加扰初始化模块和一个加扰模块的发射站点执行以下操作：
使用所述加扰初始化模块对所述加扰初始化字段的至少一个比特位进行重载以携带控制信息，所述控制信息用于指示将由所述发射站点使用的一个或多个信道的集合；以及
使用所述加扰模块基于通过所述加扰初始化字段传送的加扰初始化值对所述PPDU或所述PPDU的一部分进行加扰。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述控制信息还指示以下各项中的至少一项：将由所述发射装置使用的主信道；将由所述发射装置使用的信道带宽；和将由所述发射装置使用的MIMO类型。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，通过接收所述PPDU的接收装置可以基于所述加扰初始化字段的内容对所述PPDU的所述一部分进行解扰的这样一种方式对所述PPDU的所述一部分进行加扰。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，对所述加扰初始化字段的部分比特位进行重载以携带所述控制信息。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，对所述加扰初始化字段的所有比特位进行重载以携带所述控制信息。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述控制信息还指示以下各项中的至少一项：用来支持EDMG特征的控制信息；将采用静态带宽分配还是动态带宽分配的指示；将在通信中使用的发射分集配置；以及正在传输的空间流的数量。
18.一种接收具有报头的PPDU的方法，所述报头具有加扰初始化字段，其特征在于，所述方法包括，具有一个解码模块和一个解扰模块的接收装置执行以下操作：
使用所述加扰数据提取模块将所述加扰初始化字段的至少一个比特位解释为控制信息，所述控制信息用于指示将由发射装置使用的一个或多个信道的集合；以及
使用所述解扰模块基于所述加扰初始化字段的内容对所述PPDU或所述PPDU的一部分进行解扰。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述控制信息还指示以下各项中的至少一项：将由所述发射装置使用的主信道；将由所述发射装置使用的信道带宽；和将由所述发射装置使用的MIMO类型。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，将所述加扰初始化字段的部分比特位解释为携带所述控制信息。
21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，将所述加扰初始化字段的所有比特位解释为携带所述控制信息。
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