CN111434070A - 支持全双工通信的前导码结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种由网络节点执行的方法，所述网络节点同时发送和接收无线RF信号。所述方法包括：所述网络节点发送下行消息，所述下行消息包含前导码，所述前导码包括用于估计自干扰信道的信道估计信息；所述网络节点在发送所述下行消息时的初始时长内根据所述信道估计信息进行监测，并根据所述信道估计信息的接收部分估计自干扰信道；在接收上行消息并同时发送所述下行消息的其余部分时，使用所述估计到的自干扰信道来消除自干扰。

Description

支持全双工通信的前导码结构
相关申请
本申请要求2017年12月1日递交的发明名称为“支持全双工通信的前导码结构(Preamble Structure Supporting Full Duplex Communications)”的第62/593,539号美国临时专利申请以及2018年11月27日递交的发明名称为“支持全双工通信的前导码结构(Preamble Structure Supporting Full Duplex Communications)”的第16/200,913号美国专利申请的权益和优先权，这两个在先申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明一般涉及无线网络，在特定实施例中，涉及用于支持全双工通信的技术和机制。
背景技术
在一些通信网络中，接入点等网络设备可能具备全双工通信能力，而站点等其它网元可能不具备全双工能力。因此，需要提供各种方法和系统，使得具备全双工能力的设备在与不具备全双工能力的设备通信时能够利用全双工能力。这些方法可以适用于无线通信网络和系统中，这些无线通信网络和系统符合IEEE 802.11通信标准组中列出的一个或多个规范。
发明内容
在至少一些示例中，所公开的方法和系统支持异步全双工通信。根据第一示例性方面，提供一种由网络节点执行的方法，所述网络节点用于同时发送和接收无线RF信号。所述方法包括：所述网络节点发送下行消息，所述下行消息包含前导码，所述前导码包括信道估计信息；所述网络节点根据所述信道估计信息监测频率信道，并根据接收到的信道估计信息估计和消除所述频率信道中的自干扰信道；所述网络节点在一个时间段内通过所述频率信道接收上行消息，所述时间段与在所述信道估计信息之后传输一部分所述下行消息的时间重叠。
在所述第一示例性方面的一些示例性实施例中，所述网络节点通过与所述频率信道相同的频率信道发送所述下行消息。在其它示例性实施例中，所述网络节点通过与所述频率信道相邻的频率信道发送所述下行消息。
在所述第一示例性方面的示例性实施例中，通过所述频率信道中的第一空间流向第一无线站点发送所述下行消息，通过所述频率信道中的第二空间流从第二无线站点接收所述上行消息。
在所述第一示例性方面的示例性实施例中，所述下行消息使用一种帧结构，所述帧结构包括所述前导码和位于所述前导码之后的数据部分，所述信道估计信息位于所述前导码的足够靠前位置上，以使所述网络节点在发送所述数据部分之前估计所述自干扰信道。
在所述第一示例性方面的示例性实施例中，所述前导码包括自动检测信息，所述方法包括：根据所述信道估计信息之前的所述自动检测信息监测所述频率信道。
在所述第一示例性方面的示例性实施例中，所述前导码包括自动检测信息，所述前导码中的所述自动检测信息包括使用与所述前导码中的其它信息不同的调制方式进行编码的信息。在一些示例中，使用正交二进制相移键控对所述自动检测信息进行编码，使用二进制相移键控对所述其它信息进行编码。
在所述第一示例性方面的示例性实施例中，所述信道估计信息包括一个或多个长训练字段，所述一个或多个长训练字段分别填充有信道估计序列。在一些示例中，每个信道估计序列包括格雷(Golay)序列。
在所述第一示例性方面的示例性实施例中，所述前导码包括一组中间字段和位于所述中间字段之后的至少一个或多个附加长训练字段，所述中间字段不是位于所述信道估计信息之后的的长训练字段，所述一个或多个附加长训练字段包括信道估计序列，用于远程接收器进行信道估计。
根据第二示例性方面，描述了一种用于同时发送和接收无线RF信号的网络节点。所述网络节点用于：发送下行消息，所述下行消息包含前导码，所述前导码包括信道估计信息；根据所述信道估计信息监测频率信道；根据接收到的信道估计信息估计和消除所述频率信道中的自干扰信道；在一个时间段内通过所述频率信道接收上行消息，所述时间段与在所述信道估计信息之后传输一部分所述下行消息的时间重叠。在一些示例中，所述网络节点是无线局域网中的接入点。
根据第三个示例性方面，公开了一种方法，所述方法包括：站点通过频率信道从节点接收下行消息的至少初始部分，所述下行消息包括用于所述节点估计自干扰信道的信道估计信息；响应于接收所述初始部分，所述站点通过所述频率信道向所述节点发送上行消息。
根据第四示例性方面，提供了一种由网络节点执行的方法，所述网络节点同时发送和接收无线RF信号。该方法包括：所述网络节点发送下行消息，所述下行消息包含前导码，所述前导码包括用于估计自干扰信道的信道估计信息；所述网络节点在发送所述下行消息时的初始时长内根据所述信道估计信息进行监测，并根据所述信道估计信息的接收部分估计自干扰信道；在接收上行消息并同时发送所述下行消息的其余部分时，使用所述估计到的自干扰信道来消除自干扰。
附图说明
现在将通过示例参考示出本发明示例性实施例的附图，其中：
图1为示例性无线通信网络的示意图；
图2为非对称全双工通信的示意图；
图3为根据一个示例性实施例的帧的示意图；
图4为图3中帧的RL-SIG字段的示意图；
图5为根据另一个示例性实施例的另一帧的示意图；
图6为根据示例性实施例的图1中网络的各个节点执行动作的流程图；
图7为处理系统的方框图；
图8为收发器的方框图。
在不同的附图中可以使用类似的参考数字来表示类似的组件。
具体实施方式
下文将详细论述本发明实施例的制作和使用。然而，应理解，本文所揭示的概念可以在多种具体上下文中实施，且所论述的具体实施例仅作为说明。
图1示出了通信网络100的一个示例。本文描述的系统和方法的示例性实施例可以应用于通信网络100中。网络100包括接入点AP 104，AP 104的覆盖区域服务于多个无线站点STA-1 106(1)、STA-2 106(2)(一般称为STA 106)。在至少一些示例中，网络100可以是无线局域网(wireless local area network，WLAN)，例如包括Wi-Fi网络等。
本文使用的术语“接入点(access point，AP)”是指任何用于在网络中提供无线接入的组件(或组件的集合)，例如，演进型基站(evolved NodeB，eNB)、宏小区、毫微微蜂窝基站、分发节点、Wi-Fi AP或者其它支持无线的设备。例如，AP可以根据长期演进(Long TermEvolution，LTE)、增强型LTE(LTE advanced，LTE-A)、高速帧接入(High Speed FrameAccess，HSPA)、Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac/ad、其它802.11协议等一种或多种无线通信协议提供无线接入。本文使用的术语“站点(station，STA)”是指任何能够与接入点建立无线连接的组件(或组件的集合)，例如，客户端节点(client node，CN)、用户设备(userequipment，UE)、移动站、物联网(internet of things，IoT)设备、其它无线使能设备。
在图1的示例中，AP 104能够与STA-1 106(1)建立下行连接无线信道108，并通过下行连接无线信道108向STA-1 106(1)发送RF信号下行消息。AP 104还能够与STA-2 106(2)建立上行连接无线信道110，并通过上行连接无线信道110从STA-2 106(2)接收RF信号上行消息。在示出的实施例中，AP 104具备全双工(full duplex，FD)能力，这意味着AP 104能够使用相同的频率信道同时发送和接收RF信号。在图1的示例中，STA-1 106(1)和STA-2106(2)不一定具备FD能力，这意味着STA-1 106(1)和STA-2 106(2)不一定能够使用相同的频率信道同时发送和接收RF信号。在一些示例中，对于某个频率信道，在任意的某个时间内，STA-1 106(1)可能仅具备接收能力，STA-2 106(2)可能仅具备发送能力。在一些示例中，STA-1 106(1)和STA-2 106(2)中一个或两者都可能具备半双工(half duplex，HD)能力。HD使STA能够使用某个频率信道既发送又接收RF信号，但不能同时发送和接收RF信号。
示例性实施例旨在实现AP 104与站点STA-1 106(1)、STA-2 106(2)之间的非对称全双工(asymmetric full duplex，AFD)通信。在AFD通信的一个示例中，AP 104能够同时分别与STA-1 106(1)和STA-2 106(2)建立下行连接信道108和上行连接信道110。在至少一些示例中，无线连接信道108和110可以分别是在重叠时间段内使用相同或相邻频谱的空间流，从而对AP 104产生了潜在的自干扰信道112。因此，在示例性实施例中，无线连接信道108和110使用相同的频率信道，从而在频率信道中造成了潜在的自干扰。本发明描述了用于消除AFD通信过程中产生的自干扰的方法和系统。
图2示出了根据一个示例性实施例的通过下行无线连接信道108和上行无线连接信道110进行的AFD通信。在AFD通信过程中，AP 104通过下行无线连接信道108向STA-1 106(1)发送下行消息200，并通过上行无线连接信道110从STA-2 106(2)接收上行消息202。如上所述，在示例性实施例中，下行消息200和上行消息202在重叠时间段To内重叠。为了减少自干扰，AP 104将AFD信息204添加到消息200的前导码中，AFD信息204使得AP 104估计自干扰信道112。在时长Te内发送AFD信息204，该时长在STA-2 106(2)通过上行无线连接信道110发送上行消息202之前。在时长Te内，AP 104根据AFD信息204中包含的信道估计信息来监测上行无线连接信道110，然后根据该信道估计信息估计自干扰信道112。接着，AP 104使用估计到的自干扰信道信息来消除AP 104在重叠时间段To内在上行无线连接信道110上从STA-2接收上行消息202时可能会产生的自干扰。
在示例性实施例中，下行消息200，特别是AFD信息204，还用于允许接收器(例如，AP 104或其它接收器设备)将下行消息200和包括上行消息202的其它消息进行区分。在一些示例中，AFD信息204使接收器能够自动检测到消息200是包括AFD信息204的下行消息(例如，AFD兼容消息)，而不是其它消息。例如，AFD信息204可以使站点等接收设备能够确定下行消息200是AFD兼容消息，而不是符合不同协议或标准的消息帧。
在示例性实施例中，STA-2 106(2)用于针对可能发给其它STA 106的下行消息200监测网络100，并至少对这些消息中包含的AFD信息204进行部分解码。STA-2 106(2)可以根据解码后的AFD信息204执行动作，包括确定发送上行消息202的起始时间(例如，在时长Te结束时)，等等。
这里将描述用于将AFD信息204添加到消息200中的可能结构和协议的示例。在示例性实施例中，下行消息200和上行消息202采用帧格式。在示例性实施例中，消息200和202的帧格式以包括IEEE 802.11ax等一个或多个IEEE 802.11指定的帧格式为基础，并向后兼容包括IEEE 802.11ax等一个或多个IEEE 802.11指定的帧格式。如本领域所知，物理层汇聚协议(Physical Layer Convergence Procedure，PLCP)协议数据单元(PLCP ProtocolData Unit，PPDU)是指在网络的物理(PHY)层上发送的数据单元。PPDU是包括地址信息、协议控制信息和/或用户数据等信息的结构化数据单元。
图3为下行消息200可以使用的帧300的示意图。在一个示例性实施例中，帧300具有PPDU的格式。帧300与IEEE 802.11ax PPDU的结构类似，此时，帧300包括具有向后兼容性的传统前导码302，后跟前导码304，然后是数据字段312。前导码304包括物理层(PHY)PLCP报头。帧300与IEEE 802.11ax PPDU结构的不同之处在于，帧300的前导码304包括经修改的RL-SIG字段306以及一组AFD长训练字段(LTF1至LTFk)308，IEEE 802.11ax PPDU中不包括这些字段。AFD LTF1至LTFk字段在本文一般还称为AFD LTF字段308。经修改的RL-SIG字段306和AFD LTF字段308共同组成上文结合图1和图2提到的AFD信息204。将AFD信息204添加到前导码304的靠前位置上使得接收器(包括AP 104，等等)在接收帧300时快速访问AFD信息204。
如上所述，在一些示例中，AFD信息204包括使接收器能够自动检测到下行消息200是AFD消息的信息。在示例性实施例中，帧300的经修改的RL-SIG字段306包括实现自动检测的信息。图4示出了RL-SIG字段306的一个示例。RL-SIG字段306的长度为24比特，RL-SIG字段306重复前面紧跟的传统前导码302的L-SIG字段中包含的信息。如图4所示，RL-SIG字段306包括4比特的速率子字段、1比特的保留子字段、12比特的长度子字段(用于指示帧500的长度，不包括传统前导码302)、1比特的奇偶校验子字段和6比特的尾部子字段。在示例性实施例中，使用与前导码304中的其它字段不同的调制方式对RL-SIG字段306进行编码，以指示帧300是AFD消息。在一个特定示例中，使用正交二进制相移键控(quadrature binaryphase shift keying，QBPSK)对RL-SIG字段306的24比特进行编码，而使用二进制相移键控(binary phase shift keying，BPSK)对前导码304的其余字段中包含的其它比特以及传统前导码302中包含的比特进行编码。应理解，QBPSK调制导致符号相对于BPSK调制符号异相旋转90度。相应地，在一个示例性实施例中，将用于发送RL-SIG字段306的比特的信号进行旋转，以指示帧300为AFD消息。需要说明的是，在802.11ax信号中，RL-SIG字段中的信号相对于相邻字段不旋转，因此，旋转后的RL-SIG字段306使得接收器区分帧300和802.11ax帧。
在一个可选实施例中，可以以不同方式修改RL-SIG字段306以实现自动检测。如图4的代码和速率关系表402所示，L-SIG字段的速率子字段通常包括4比特的代码，以指示(signal)在帧的有效载荷部分(例如，数据字段312)中发送数据的速率。在示例性实施例中，将不是有效速率代码的预定4比特的代码(例如，0000)添加在RL-SIG字段306的速率子字段中，以指示帧300是AFD消息。在一些示例中，RL-SIG字段306中可以使用预定比特代码和旋转信号的组合，以指示帧300是AFD消息。
在一些示例性实施例中，经修改的RL-SIG字段306可以用于将下行消息200和上行消息202区分开来。例如，下行消息200和上行消息202都可以使用帧300的格式，但是RL-SIG字段306仅针对下行消息200进行旋转(例如，进行QBPSK调制)，而不针对上行消息202进行旋转(例如，进行BPSK调制)。
如上所述，帧300中包含的AFD信息204包括AFD LTF1至LTFk字段308。在示例性实施例中，AFD LTF字段308的数目(k)对应于AP 104需要确定可能自干扰信道所对应的空间流的数目。例如，空间流的数目可以等于AP 104接收传入消息正在使用的定向天线的数目。在示例性实施例中，AFD LTF字段308分别填充有潜在接收器已知的相应信道估计序列(在图1的示例中，潜在接收器包括AP 104、STA-1 106(1)和STA-2 106(2))。例如，AFD-LTF字段308可以填充有格雷(Golay)序列，例如，802.11标准中列出的用于信道估计的的格雷序列。在AP 104的示例中，在通过分配给下行无线连接信道108的AP天线向STA-1 106(1)发送帧300之后，AP 104可以通过分配给上行无线连接信道110的另一AP天线来接收帧300。AP 104可以对接收到的AFD LTF1字段308进行解码，然后将接收到的序列与对应存储的序列相关联以估计自干扰信道112。然后，AP 104可以使用该信息在重叠时间段To内针对上行消息200/下行消息202消除自干扰信道112。
在一些示例性实施例中，AFD LTF字段308还可以用于估计除自干扰信道以外的信道。例如，STA-1 106(1)可以使用接收到的AFD LTF1字段308中包含的序列来估计下行无线连接信道108。在至少一些示例性实施例中，AFD LTF字段308的两用性可以省略前导码304的末尾处可能包含的后面的空间流特定LTF字段310中的一个或多个。
图5为根据另一示例性实施例的下行消息200和上行消息202可以使用的另一帧500的图。除帧500包括代替RL-SIG字段306的签名符号(Sig Sym)506之外，帧500与上文描述的帧300相同。签名符号506的可能格式的示例在以下文档中进行了描述：IEEE 802.11-15/0643，“Autodetection with Signature Symbol(使用签名符号进行自动检测)”。帧中的签名符号用作版本号，以指示接收到的帧的类型。在一个示例性实施例中，签名符号506是单个OFDM符号(64FFT，8μs的保护间隔)，该OFDM符号添加在位于传统前导码302的L-SIG字段之后的前导码304的起始处。使用组成签名序列的一组S比特(例如，10比特到12比特)对签名符号506进行编码。S比特的签名序列用于对帧500进行分类，以进行自动检测。例如，对于下行消息200，可以一个签名序列来形成帧500中包含的签名符号506，对于上行消息202，可以使用不同的签名序列来形成帧500中包含的签名符号506。这时，接收器可以根据签名符号506将接收到的消息归类为上行消息或下行消息。在一些示例中，用于形成帧500中包含的签名符号506的签名序列可以用于将AFD兼容消息与对应于其它协议或标准的其它消息区分开来。
图6为根据一个示例性实施例的AP 104、STA-1 106(1)和STA-2 106(2)为了实现图2所示的AFD通信分别执行动作的流程图。现在将描述AP 104执行的动作。如图6所示，当AP 104有数据向STA-1 106(1)发送时，AP 104准备AFD下行消息200(步骤602)，包括在前导码304的起始处提供AFD信息204的内容。然后，AP 104开始通过下行无线连接信道108上的空间流以帧300(或500)的形式发送AFD下行消息200(步骤604)。AFD下行消息200的发送时间长达时长Te+To。时长Te包括发送AFD信息204所需的时间，AFD信息204嵌入在帧的前导码304的起始处(如上所述，AFD信息204作为帧的前导码304的一部分包含在内)。在帧300的情况下，AFD信息204包括能够自动检测帧300并可以用于将帧300归类为AFD下行消息200的经修改的RL-SIG字段306。此时，RL-SIG字段506包括的信息可以是旋转信号(例如，相对于BPSK调制比特的QBPSK调制比特)或者作为预定代码(例如，无效速率代码)或者作为两者的组合。在帧500的情况下，AFD信息204包括位于前导码304的起始处的签名符号506，签名符号506已经使用签名序列进行编码以能够自动检测帧500，并可以用于将帧500归类为AFD下行消息200。在帧300和帧500的情况下，AFD信息204还包括足够多的AFD-LTF字段308，以使AP 104能够估计自干扰信道112。
在时长Te内，AP 104根据任何接收到的AFD-LTF字段308通过上行无线连接信道110针对AFD信息204进行监测(步骤606)。然后，AP 104能够估计和取消自干扰信道112(步骤608)。如上所述，在示例性实施例中，上行无线连接信道110与下行无线连接信道108使用相同的频率信道。由于发生在帧的前导码304靠前位置上，在时长Te内估计自干扰信道112使AP 104能够在接收AFD上行消息之前估计和消除频率信道内的自干扰。
在时长Te之后，在重叠时间段To内，AP 104通过上行无线连接信道110从STA-2106(2)接收AFD上行消息202(步骤610)，同时AP 104继续通过下行无线连接信道108向STA-1 106(1)发送AFD下行消息200的其余部分(步骤604)。在重叠时间段To内，AP 104使用估计到的自干扰信道信息来消除上行无线连接信道110中可能由于发送下行消息202已经产生的干扰。
在一些示例性实施例中，AP 104发送至少传统前导码302和用于自动检测的AFD信息204的一部分(例如，帧300的R-SIG字段306和帧500的签名符号506)作为全向信号，而至少一个数据字段312使用针对信道108的定向波束成形信号进行发送。在一些示例性实施例中，AP 204发送传统前导码302和用于自动检测的AFD信息204的一部分(例如，帧300的R-SIG字段306和帧500的签名符号506)作为全向信号，而至少一些AFD-LTF字段308使用针对信道108的定向波束成形信号进行发送。在一些示例性实施例中，AP 204使用针对信道108的定向波束成形信号发送整个下行消息200。
在一些示例中，AP 104还可以使用接收到的AFD-LTF字段308来估计自干扰信道112，以便AP 104在重叠时间段To之后进行发送。此外，在当前重叠时间段To内估计自干扰信道112也可以根据AP 104已知的其它信息，包括从之前下行消息200的AFD-LTF字段308接收到的信息，等等。
现在将描述STA-1 106(1)执行的动作。在时长Te+To内，STA-1 106(1)通过下行无线连接信道108接收AFD下行消息200(步骤702)并解码。在一些示例中，STA-1 106(1)可以使用一个或多个AFD-LTF字段308来估计下行无线连接信道108。在一些示例中，STA-1 106(1)可以仅使用AFD-LTF字段308来估计下行无线连接信道108，而在一些示例中，STA-1 106(1)可以使用AFD-LTF字段308结合位于前导码304靠后位置的训练字段来估计下行无线连接信道108。
在一些示例中，AP 104可以将AFD下行消息200预先通知给STA-1 106(1)，例如，通过预先接收到的请求发送(request to send，RTS)消息。
现在将描述STA-2 106(2)执行的动作。在一个示例性实施例中，STA-2 106(2)有在时长Te之前排队向AP 104下发的上行消息202，并正在等待来自AP 104的触发消息以开始发送。在时长Te+To内，STA-2 106(2)接收并解码AFD下行消息200中包含的至少一部分AFD信息204(步骤802)，并确认传入消息是AFD兼容消息。在使用帧300发送下行消息200的情况下，STA-2 106(2)用于检测经修改的RL-SIG字段506，从而使STA 106(2)能够将下行消息200归类为AFD下行消息200。类似地，在使用帧300发送下行消息200的情况下，STA-2 106(2)用于检测签名符号506并将下行消息200归类为AFD下行消息200。STA-2 106(2)使用接收到的AFD信息204作为触发条件，然后从重叠时间段To开始在上行无线连接信道110上向AP 104发送AFD上行消息202(步骤804)。在示例性实施例中，在发送上行消息202之前，STA-2 106(2)从检测AFD信息204时其等待预定延迟时间段，从而使AP 104有足够时间来估计自干扰信道112。在一些示例中，AP 104可以将信息嵌入到AFD信息204中，AFD信息204指示STA-2 106(2)在发送上行消息202之前接收AFD信息204之后需要延迟的时间段。
因此，应理解，上文描述的示例性实施例提供了一种能够实现异步全双工通信的帧结构。此时，帧300和500分别包括前导码部分312和位于前导码部分312之后的数据部分312，其中，前导码部分304包括信道估计信息(例如，AFD信息204中的AFD LTF 308)，以使发送帧300或500的节点(例如，AP 104)能够估计由于发送帧300或500在节点处产生的自干扰信道(例如，自干扰信道112)。在帧300和500中，信道估计信息包括一个或多个长训练字段LTF 308，长训练字段LTF 308分别填充有信道估计序列，例如，可以是格雷序列。
在所描述的实施例中，帧300和500的前导码部分304还可以包括一组中间字段(例如，SIG-A1、SIG-A2、SIG-B)和位于中间字段之后的至少一个或多个附加长训练字段(例如，LTF 310)，这些中间字段不是位于信道估计信息之后的长训练字段(例如，AFD LTF 308)，一个或多个附加长训练字段(例如，LTF 310)包括信道估计序列，用于远程接收器(例如，STA-1 106(1))进行信道估计。
在示例性实施例中，将信道估计信息(例如，AFD LTF 308)添加到前导码部分304的足够靠前位置上，从而使得节点(例如，AP 104)在发送数据部分312之前估计自干扰信道(例如，自干扰信道112)。
在示例性实施例中，前导码部分304包括自动检测信息或分类信息(例如，RL-SIG字段306或签名符号506)，从而使接收器能够指示帧300和500为一种包括信道估计信息(例如，AFD LTF 308)的帧。帧300和500分别包括传统前导码302，并且自动检测信息紧跟在传统前导码302之后。
在帧300的情况下，将自动检测信息添加在信号字段(RL-SIG字段306)中，该信号字段至少包括传统前导码302的最后字段(L-SIG)中的信息的部分副本，使用与前导码304的后面符号不同的调制方式来调制信号字段(RL-SIG字段306)。在一些示例中，RL-SIG字段306的自动检测信息进行QBPSK调制。在一些示例中，自动检测信息包括RL-SIG字段306中的预定代码，例如，无效或未用速率代码。
在帧500的情况下，自动检测信息嵌入在签名符号506中。签名符号506可以是使用提供自动检测信息的签名比特进行调制的OFDM符号。
在示例性实施例中，STA-1 106(1)可以从节点(例如，AP 104)接收下行消息200，其中，下行消息200包括信道估计信息(例如，AFD LTF 308)，以便节点(AP 104)估计自干扰信道(例如，自干扰信道112)；STA-1 106(1)可以根据信道估计信息为下行消息200的其余部分估计下行信道。
在示例性实施例中，STA-2 106(2)可以从节点(例如，AP 104)接收下行消息200的至少初始部分(例如，AFD信息204)，其中，下行消息包括信道估计信息(例如，LTF 308)，以便节点(AP 104)估计自干扰信道(例如，自干扰信道112)，从而触发STA-2 106(2)响应于接收初始部分(例如，AFD信息204)，向节点(例如，AP 104)发送上行消息202。
在一些示例中，STA-2 106(2)可以使用帧300和500之一的格式来发送AFD上行消息202，在这种情况下，对AFD信息204进行编码，以指示AFD上行消息202不是AFD下行消息。
因此，在至少一些示例中，上文描述的系统和方法可以用于减少网络节点在异步全双工通信时产生的自干扰。根据一个示例性实施例，描述了一种用于网络节点的方法，所述网络节点用于同时发送和接收无线RF信号。所述方法包括：所述网络节点通过下行信道发送下行消息，所述下行消息包含前导码，所述前导码包括用于估计自干扰信道的信道估计信息；所述网络节点在发送所述下行消息时的初始时长内根据所述信道估计信息进行监测，并根据所述信道估计信息的接收部分估计自干扰信道；在接收上行消息并同时发送所述下行消息的其余部分时，使用所述估计到的自干扰信道来消除自干扰。在一些示例中，将自动检测信息添加到所述前导码中，而在一些示例中，所述自动发现信息触发另一节点发送所述上行消息。在一些示例中，一种接入点用于执行所述方法。在示例性实施例中，所述下行信道和上行信道均使用相同的频率信道。
根据示例性实施例，描述了一种实现异步全双工通信的帧结构。所述帧结构包括前导码部分和位于前导码部分之后的数据部分，其中，所述前导码部分包括信道估计信息，以使发送所述帧结构的节点能够估计由于发送所述帧结构在所述节点处产生的自干扰信道。在一些示例中，所述信道估计信息包括一个或多个长训练字段，所述一个或多个长训练字段分别填充有信道估计序列。每个信道估计序列可以包括格雷序列，等等。
在一些示例性实施例中，所述帧结构的所述前导码部分包括一组中间字段和位于所述中间字段之后的至少一个或多个附加长训练字段，所述中间字段不是位于所述信道估计信息之后的长训练字段，所述一个或多个附加长训练字段包括信道估计序列，用于远程接收器进行信道估计。
在所述帧结构的示例性实施例中，将所述帧结构的所述信道估计信息添加在所述前导码部分的足够靠前位置上，以使所述节点在发送所述数据部分之前估计所述自干扰信道。
在所述帧结构的一些示例中，所述前导码部分包括自动检测信息，从而使接收器能够指示所述帧结构是包括所述信道估计信息的帧结构。
在所述帧结构的一些示例中，所述帧结构包括传统前导码，并且所述自动检测信息紧跟在所述传统前导码之后。在一些示例中，将所述自动检测信息添加在信号字段中，所述信号字段至少包括所述传统前导码的最后字段中的信息的部分副本，使用与所述前导码部分的后面符号不同的调制方式来调制所述信号字段。在一些示例中，所述自动检测信息进行QBPSK调制。
在所述帧结构的一些示例中，所述自动检测信息包括预定代码。
在所述帧结构的一些示例中，所述自动检测信息嵌入在签名符号中。在一些示例中，所述签名符号为使用提供所述自动检测信息的签名比特进行调制的OFDM符号。
根据一些示例性实施例，提供了一种方法，所述方法包括：站点从节点接收下行消息，所述下行消息包括用于所述节点估计自干扰信道的信道估计信息。针对所述下行消息的其余部分，所述站点根据所述信道估计信息估计下行信道。
根据一些示例性实施例，提供了一种方法，所述方法包括：站点从节点接收下行消息的至少初始部分，所述下行消息包括用于所述节点估计自干扰信道的信道估计信息；响应于接收所述初始部分，所述站点向所述节点发送上行消息。
图7为用于执行本文描述的方法的实施性处理系统2600的框图。处理系统2600可以安装在主机设备中，包括AP等网络分发节点或STA等客户端节点，等等。如图所示，处理系统2600包括处理器2602、存储器2604和接口2606至2610，它们可以(或可以不)如图7所示设置。处理器2602可以是用于执行计算和/或其它处理相关任务的任何组件或组件的集合，存储器2604可以是用于存储由处理器2602执行的编程和/或指令的任何组件或组件的集合。在一个实施例中，存储器2604包括非瞬时性计算机可读介质。接口2606、2608和2610可以是使得处理系统2600与其它设备/组件和/或用户通信的任何组件或组件的集合。例如，接口2606、2608和2610中的一个或多个可以用于将数据、控制或管理消息从处理器2602传送到安装在主机设备和/或远程设备上的应用程序。又例如，接口2606、2608、2610中的一个或多个可以用于允许用户或用户设备(例如，个人计算机(personal computer，PC)等)与处理系统2600交互/通信。处理系统2600可以包括图7中未示出的其它组件，例如，长期存储器(例如，非易失性存储器等)。
在一些实施例中，处理系统2600包含在正在接入电信网络或者作为电信网络一部分的网络设备中。在一个示例中，处理系统2600位于无线电信网络中的网络侧设备中，例如，基站、中继站、调度器、控制器、网关、路由器、应用服务器、接入点或者电信网络中的任何其它设备。在其它实施例中，处理系统2600位于接入无线或有线电信网络的用户侧设备中，例如，移动站、用户设备(user equipment，UE)、个人计算机(personal computer，PC)、平板电脑、可穿戴通信设备(例如，智能手表等)、物联网设备或者用于接入电信网络的任何其它设备。
在一些实施例中，接口2606、2608和2610中的一个或多个将处理系统2600连接到收发器，该收发器用于通过电信网络发送和接收信令。图8为用于通过电信网络发送和接收信令的收发器2700的框图。收发器2700可以安装在主机设备中。如图所示，收发器2700包括网络侧接口2702、一个或多个耦合器2704、发射器2706、接收器2708、信号处理器2710和设备侧接口2712。网络侧接口2702可以包括适于通过无线或有线电信网络发送或接收信令的任何组件或组件的集合。耦合器2704可以包括用于促进通过网络侧接口2702进行双向通信的任何组件或组件的集合。发射器2706可以包括用于将基带信号转换为适合通过网络侧接口2702进行发送的调制载波信号的任何组件或组件(例如，上变频器、功率放大器等)的集合。接收器2708可以包括用于将通过网络侧接口2702接收的载波信号转换为基带信号的任何组件或组件(例如，下变频器、低噪声放大器等)的集合。信号处理器2710可以包括用于将基带信号转换为适合通过设备侧接口2712进行通信的数据信号或者将数据信号转换为数据信号的任何组件或组件的集合。设备侧接口2712可以包括用于在信号处理器2710和主机设备内的组件(例如，处理系统2600、局域网(local area network，LAN)端口等)之间传送数据信号的任何组件或组件的集合。
收发器2700可以通过任何类型的通信介质发送和接收信令。在一些实施例中，收发器2700通过无线介质发送和接收信令。例如，收发器2700可以是用于按照蜂窝协议(例如，长期演进(long-term evolution，LTE)等)、无线局域网(wireless local areanetwork，WLAN)协议(例如，Wi-Fi 802.11协议族中的一个或多个协议等)等无线电信协议或者任何其它类型的无线协议(例如，蓝牙、近场通信(near field communication，NFC)等)进行通信的无线收发器。在这些实施例中，网络侧接口2702包括一个或多个天线/辐射单元。例如，网络侧接口2702可以包括单个天线、多个独立天线或用于单输入多输出(single input multiple output，SIMO)、多输入单输出(multiple input singleoutput，MISO)、多输入多输出(multiple input multiple output，MIMO)等多层通信的多天线阵。在收发器2700构成AP 104的一部分的示例性实施例中，网络侧接口2702包括多个天线，从而实现FD MIMO通信，其中使用不同的天线分别发送和接收下行消息200和上行消息202，如上文结合图6所述。在其它实施例中，收发器2700通过有线介质发送和接收信令，有线介质包括双绞电缆、同轴电缆、光纤等。特定处理系统和/或收发器可以使用所示的所有组件，或所述组件的仅一子集，并且设备之间的集成度可能不同。
尽管进行了详细的描述，但应理解，可在不脱离由所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下，对本文做出各种改变、替代和更改。此外，本发明的范围不希望限于本文中所描述的特定实施例，所属领域的一般技术人员将从本发明中容易理解到，目前存在的或以后将开发的过程、机器、制造、物质成分、构件、方法或步骤可以执行与本文所述对应实施例大致相同的功能或实现与本文所述对应实施例大致相同的效果。相应地，所附权利要求范围旨在包括这些流程、机器、制造、物质成分、构件、方法或步骤。
可以对所描述的实施例进行某些调整和修改。因此，上文论述的实施例被认为是示意性的而非限制性的。

Claims (20)

1.一种由网络节点执行的方法，所述网络节点用于同时发送和接收无线RF信号，其特征在于，所述方法包括：
所述网络节点发送下行消息，所述下行消息包含前导码，所述前导码包括信道估计信息；
所述网络节点根据所述信道估计信息监测频率信道，并根据接收到的信道估计信息估计和消除所述频率信道中的自干扰信道；
所述网络节点在一个时间段内通过所述频率信道接收上行消息，所述时间段与在所述信道估计信息之后传输一部分所述下行消息的时间重叠。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络节点通过与所述频率信道相同的频率信道发送所述下行消息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述网络节点通过与所述频率信道相邻的频率信道发送所述下行消息。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，通过所述频率信道中的第一空间流向第一无线站点发送所述下行消息，通过所述频率信道中的第二空间流从第二无线站点接收所述上行消息。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述下行消息使用一种帧结构，所述帧结构包括所述前导码和位于所述前导码之后的数据部分，所述信道估计信息位于所述前导码的足够靠前位置上，以使所述网络节点在发送所述数据部分之前估计所述自干扰信道。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述前导码包括自动检测信息，所述方法包括：根据所述信道估计信息之前的所述自动检测信息监测所述频率信道。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述前导码包括自动检测信息，所述前导码中的所述自动检测信息包括使用与所述前导码中的其它信息不同的调制方式进行编码的信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，使用正交二进制相移键控对所述自动检测信息进行编码，使用二进制相移键控对所述其它信息进行编码。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述信道估计信息包括一个或多个长训练字段，所述一个或多个长训练字段分别填充有信道估计序列。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，每个信道估计序列包括格雷(Golay)序列。
11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述前导码包括一组中间字段和位于所述中间字段之后的至少一个或多个附加长训练字段，所述中间字段不是位于所述信道估计信息之后的长训练字段，所述一个或多个附加长训练字段包括信道估计序列，用于远程接收器进行信道估计。
12.一种用于同时发送和接收无线RF信号的网络节点，其特征在于，所述网络节点用于：
发送下行消息，所述下行消息包含前导码，所述前导码包括信道估计信息；
根据所述信道估计信息监测频率信道；
根据接收到的信道估计信息估计和消除所述频率信道中的自干扰信道；
在一个时间段内通过所述频率信道接收上行消息，所述时间段与在所述信道估计信息之后传输一部分所述下行消息的时间重叠。
13.根据权利要求12所述的网络节点，其特征在于，所述网络节点用于通过与所述频率信道相同的频率信道发送所述下行消息。
14.根据权利要求12至13中任一项所述的网络节点，其特征在于，所述网络节点用于通过与所述频率信道相邻的频率信道发送所述下行消息。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的网络节点，其特征在于，所述网络节点用于通过所述频率信道中的第一空间流向第一无线站点发送所述下行消息，通过所述频率信道中的第二空间流从第二无线站点接收所述上行消息。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的网络节点，其特征在于，所述网络节点用于对所述下行消息使用帧结构，所述帧结构包括所述前导码和位于所述前导码之后的数据部分，所述信道估计信息位于所述前导码的足够靠前位置上，以使所述网络节点在发送所述数据部分之前估计所述自干扰信道。
17.根据权利要求16所述的网络节点，其特征在于，所述网络节点用于将自动检测信息添加到所述前导码中并放置在所述信道估计信息之前，所述网络节点用于根据所述自动检测信息监测所述频率信道。
18.根据权利要求16所述的网络节点，其特征在于，所述网络节点用于将自动检测信息添加到所述前导码中，所述前导码中的所述自动检测信息包括使用与所述前导码中的其它信息不同的调制方式进行编码的信息。
19.根据权利要求12至18中任一项所述的网络节点，其特征在于，所述网络节点是无线局域网中的接入点。
20.一种方法，其特征在于，所述方法包括：
站点通过频率信道从节点接收下行消息的至少初始部分，所述下行消息包括用于所述节点估计自干扰信道的信道估计信息；
响应于接收所述初始部分，所述站点通过所述频率信道向所述节点发送上行消息。
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