CN114642061A

CN114642061A - 通信装置、通信方法和程序

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Publication number: CN114642061A
Application number: CN202080077239.2A
Authority: CN
Inventors: 辻丸勇树
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2019-11-08
Filing date: 2020-10-27
Publication date: 2022-06-17
Also published as: JP2024003113A; EP4057744A4; EP4057744A1; US20240163720A1; JP2021078010A; US11843973B2; WO2021090733A1; JP7379100B2; KR20220088447A; US20220264367A1

Abstract

能够进行符合IEEE 802.11标准的无线通信的通信装置包括：传输单元，所述传输单元被配置为传输具有物理层(PHY)的前导码和数据字段的无线帧。所述前导码包括传统短训练字段(L‑STF)、传统长训练字段(L‑LTF)、传统信号字段(L‑SIG)、极高吞吐量信号A字段(EHT‑SIG‑A)、EHT短训练字段(EHT‑STF)和EHT长训练字段(EHT‑LTF)。所述EHT‑SIG‑A包括在所述通信装置要使用320MHz频率带宽的情况下与前导码打孔有关的信息。

Description

通信装置、通信方法和程序

技术领域

本发明涉及一种进行无线通信的通信装置、通信方法和程序。

背景技术

近年来，无线局域网(下文中称为WLAN)技术已经实现了数据通信吞吐量提高，并且，目前正在积极进行各种技术开发。

IEEE 802.11系列标准被认为是包括IEEE 802.11a/b/g//n/ac/ax的WLAN通信标准之一。最新的标准IEEE 802.11ax采用正交频分多址(OFDMA)技术。这不仅实现了高达9.6千兆位/秒(Gbps)的高峰吞吐量，还实现了在拥塞情况下的传输速率提高(参见专利文献1)。IEEE 802.11be标准作为后续标准进行研究，旨在进一步提高吞吐量。

已经研究了将电波的频率带宽的最大值从传统的160MHz扩展到320MHz，作为实现IEEE 802.11be所期望的吞吐量提高的方法。

此外，已经研究了使用称为前导码打孔(Preamble Puncturing)的技术来有效地使用频带。如果某些目标频率带宽不适用，则该技术通过使用除不适用频率带宽之外的剩余频率带宽来进行通信。

引文列表

专利文献

PTL 1：美国专利申请公开No.2018-50133

发明内容

技术问题

如上所述，在IEEE 802.11be中，已经研究了将适用的频率带宽扩展到320MHz。然而，在作为传统无线局域网(LAN)标准的IEEE 802.11ax中，前导码打孔已经能够应用于高达160MHz的频率带宽。本发明针对在无线LAN通信中使用频率带宽大于160MHz的前导码打孔。

问题解决方案

鉴于上述情况，根据本发明的一个方面，提供一种能够进行符合IEEE802.11标准的无线通信的通信装置，所述通信装置包括传输单元，所述传输单元被配置为传输具有物理层(PHY)的前导码和数据字段的无线帧，其中所述前导码包括传统短训练字段(L-STF)、传统长训练字段(L-LTF)、传统信号字段(L-SIG)、极高吞吐量信号A字段(EHT-SIG-A)、极高吞吐量短训练字段(EHT-STF)和极高吞吐量长训练字段(EHT-LTF)，并且，其中所述EHT-SIG-A包括在所述通讯装置使用320MHz频率带宽的情况下与前导码打孔有关的信息。

发明的有益效果

本发明使得在无线LAN通信中也可以在比160MHz更宽的频率带宽中使用前导码打孔。

附图说明

[图1]图1图示了根据本示例性实施例的网络配置的示例。

[图2]图2图示了根据本示例性实施例的通信装置的硬件配置的示例。

[图3]图3图示了根据本示例性实施例在无线通信中使用的频带配置的示例。

[图4]图4图示了根据本示例性实施例的极高吞吐量(EHT)单用户(SU)物理层协议数据单元(PPDU)的物理层(PHY)帧结构的示例。

[图5]图5图示了根据本示例性实施例的EHT多用户(MU)PPDU的PHY帧结构的示例。

[图6]图6图示了根据本示例性实施例的EHT扩展范围(ER)PPDU的PHY帧结构的示例。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。

图1图示了根据本示例性实施例的网络配置的示例。图1中的无线网络101包括接入点(下文中称为AP)102和多个站(下文中称为STA)103、104和105。例如，AP 102为符合IEEE 802.11标准的接入点并且包括符合Wi-Fi Direct标准的组拥有者(下文中称为GO)。当AP 102为GO时，多个站(STA103至105)也被称为客户端。

AP 102配置符合IEEE 802.11标准的无线网络101，并且传输包括无线网络的标识信息的信标。图1中包围无线网络101的虚线指示由AP 102传输的信号的覆盖范围。AP 102可与虚线内的STA 103、104和105通信。AP 102可以具有中继功能。

当AP 102接收到从STA传输的探测请求(Probe Request)消息时，作为响应，AP102传输探测响应消息。探测响应消息包括无线网络101的标识信息。无线网络101的标识信息的片段示例包括服务集标识符(下文中称为SSID)。

AP 102还根据符合IEEE 802.11be标准的无线通信方法与STA103至105通信。AP102通过预定的关联处理建立与STA 103至105的无线连接。

图1图示了网络的示例。例如，以下关于各种通信装置之间的位置关系的讨论适用于在大范围区域中包括多个通信装置的网络。

图2图示了作为根据本示例性实施例的通信装置的AP 102和STA 103至105中的每一者的硬件配置。根据本示例性实施例的AP 102不仅可以是诸如所谓的无线局域网(LAN)路由器的AP专用装置，还可以是诸如智能手机、照相机、打印机或投影仪的装置。STA 103至105也可以是诸如智能手机、照相机、打印机或投影仪的装置。一种通信装置可以具备AP功能和STA功能两者。

作为硬件配置的示例，AP 102和STA 103至105中的每一者包括存储单元201、控制单元202、功能单元203、输入单元204、输出单元205、通信单元206和天线207。

存储单元201包括至少一个只读存储器(ROM)和至少一个随机存取存储器(RAM)中的两者或任一者，所述至少一个只读存储器和所述至少一个随机存取存储器用于存储诸如进行各种操作(下文描述)的程序和用于无线通信的通信参数等各种信息。存储单元201可以包括存储器(ROM和RAM)和诸如软盘、硬盘、光盘、磁光(MO)盘、压缩光盘只读存储器(CD-ROM)、可录光盘(CD-R)、磁带、非易失性存储卡和数字多功能光盘(DVD)的存储介质。

控制单元202例如包括至少一个诸如中央处理单元(CPU)或微处理单元(MPU)的处理器、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)。CPU是中央处理单元(Central Processing Unit)的缩写，MPU是微处理单元(Micro ProcessingUnit)的缩写。控制单元202通过执行存储在存储单元201中的程序来控制整个装置。控制单元202可以通过存储在存储单元201中的程序和操作系统(OS)的协作来控制整个装置。

控制单元202控制功能单元203进行图像拍摄、打印、投影和其他预定处理。功能单元203是使AP 102或每个STA能够进行预定处理的硬件组件。例如，当AP 102或每个STA是照相机时，功能单元203是进行图像拍摄处理的成像单元。例如，当AP 102或每个STA是打印机时，功能单元203是进行打印处理的打印单元。例如，当AP 102或每个STA是投影仪时，功能单元203是进行投影处理的投影单元。由功能单元203处理的数据可以是存储在存储单元201中的数据，或者是通过经由通信单元206(下文描述)与其他AP或STA通信接收到的数据。

输入单元204接收来自用户的各种操作。输出单元205向用户输出各种类型的数据。由输出单元205输出的数据包括画面显示、扬声器的音频输出和振动输出中的至少一者。输入单元204和输出单元205可以实现为一个模块，诸如触摸面板。

通信单元206是所谓的控制符合IEEE 802.11标准系列的无线通信并控制互联网协议(IP)通信的无线LAN芯片。根据本示例性实施例，通信单元206可进行至少符合IEEE802.11be标准的通信处理。通信单元206是生成符合IEEE 802.11标准系列的物理层(PHY)协议数据单元(PPDU)的处理装置。另一选择是，通信单元206是接收并处理由其他装置生成的PPDU的处理装置。根据本示例性实施例的通信单元206生成或处理各种PPDU(下文描述)。通信单元206控制天线207传输和接收用于无线通信的无线通信信号。AP 102或每个STA经由通信单元206与其他通信装置传送诸如图像数据、文档数据和视频数据的内容。天线207的每个部件可接收子GHz频带(2.4、5和6GHz频带中的任一者)的信号。天线207可以物理包括两个或更多个天线以进行多输入多输出(MIMO)通信。

图3图示了根据本示例性实施例在无线通信中使用的频带配置。在用于无线LAN的2.4GHz频带中，20或40MHz的频率带宽适用。同样，在用于无线LAN的5GHz频带中，20、40、80或160MHz的频率带宽适用。

此外，根据本示例性实施例，5.925到7.125GHz的频带(所谓的6GHz频带)适用。在6GHz频带中，除20、40、80和160MHz的频率带宽之外，320MHz的带宽也适用。图3图示了频带配置的示例。除上述频带之外的频带可以适用，在5GHz的频带中，320MHz的带宽也可以适用。

图4至图6图示了根据本示例性实施例的符合IEEE 802.11be标准的无线帧(即，极高吞吐量(EHT)单用户(SU)物理层协议数据单元(PPDU)、EHT多用户(MU)PPDU和EHT扩展范围(ER)PPDU的帧格式)的示例。EHT是极高吞吐量(Extremely High Throughput)的缩写。这些PPDU包括物理层(PHY)的前导码部分、数据字段和包扩展部分。PPDU的前导码包括字段401到407(501到508或601到607)。介质访问控制(MAC)层和较高级层中的各种数据存储在数据字段408、509和608中。图4至图6图示了帧格式的示例。每个PPDU可以包括除以下字段之外的字段，并且某些字段可以省略。字段的顺序并不限于图4至图6中所示的顺序。

每个PPDU中包括的信息包括短训练字段(STF)、长训练字段(LTF)和信号字段(SIG)。

PPDU的头部包括与IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ax标准反向兼容的传统短训练字段(L-STF)401、传统长训练字段(L-LTF)402和传统信号(L-SIG)403。

L-STF 401用于进行PHY帧信号检测、自动增益控制(AGC)和时序检测。L-LTF 602用于高精度频率/时间同步、信道状态信息(CSI)获取等。L-SIG 403用于传输包括与通信速率和长度有关的信息的控制信息。

符合IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ax标准的传统设备能够对上述各种传统字段的数据进行解码。

图4中的EHT SU PPDU是用于单用户通信(AP 102与单个STA之间)的PPDU。EHT SUPPDU包括L-STF 401、L-LTF 02、L-SIG 403、重复传统信号(RL-SIG)404、极高吞吐量-信号-A(EHT-SIG-A)405、极高吞吐量-短训练字段(EHT-STF)406和极高吞吐量-长训练字段(EHT-LTF)407作为前导码。EHT SU PPDU还包括数据字段408和包扩展609。

图6中的EHT ER SU PPDU在AP 102与单个STA之间的通信中使用用于扩展范围(当扩展通信范围时)的PPDU。EHT ER PPDU包括L-STF 601、L-LTF 602、L-SIG 603、RL-SIG604、EHT-SIG-A 605、EHT-STF 606和EHT-LTF 607作为前导码。EHT ER SU PPDU还包括数据字段608和包扩展609。为了扩展通信范围，EHT ER SU PPDU与EHT SU PPDU的不同之处在于适用的MCS(调制方法和编码率)受到限制。

如表1和表2中所示，EHT SU PPDU和EHT ER SU PPDU中包括的EHT-SIG-A 405和EHT-SIG-A 605包括与接收PPDU所需的EHT-SIG-A1和EHT-SIG-A2有关的信息。

根据本示例性实施例，与要使用的频率带宽和前导码打孔有关的信息由EHT-SIG-A1的带宽字段指示。例如，带宽字段的值0指示使用20MHz带宽，值1指示使用40MHz带宽，值2指示使用80MHz带宽，值3指示使用160MHz带宽，并且值4指示使用320MHz带宽。这些值指示将不使用前导码打孔模式。带宽字段的值5指示在80MHz前导码打孔中仅对次要(secondary)20MHz进行打孔。经过打孔的频带意味着将不使用该频带。带宽字段的值6指示在80MHz前导码打孔中对次要40MHz的两个20MHz中的任一者进行打孔。带宽字段的值7指示在160(或80+80)MHz前导码打孔中仅对次要20MHz进行打孔。带宽字段的值8指示在160(或80+80)MHz前导码打孔中对除主要(primary)40MHz之外的至少一个20MHz进行打孔。带宽字段的值9指示在320MHz前导码打孔中仅对次要20MHz进行打孔。带宽字段的值10指示在320MHz前导码打孔中对次要40MHz的两个20MHz中的任一者进行打孔。带宽字段的值11指示在320MHz前导码打孔中对除主要80MHz之外的至少一个20MHz进行打孔。为指示这些信息，向EHT-SIG-A1的带宽字段分配至少4比特位(bit)。带宽字段的值与经过打孔的频带的分配之间的上述对应关系被视为示例。只要与320MHz带宽有关，上述分配之外的分配均适用。每个字段的名称、数位位置和大小不限于表1和表2中所示的值。类似的信息可以用不同的字段名称、顺序和大小来存储。

[表1]

表1

[表2]

表1(接上)

[表3]

表2

[表4]

表2(接上)

图5中的EHT MU PPDU是用于多用户通信(AP与多个STA之间)的PPDU。EHT MU PPDU包括L-STF 501、L-LTF 502、L-SIG 503、RL-SIG 504、EHT-SIG-A505、EHT-SIG-B 506、EHT-STF 507和EHT-LTF 507作为前导码。EHT MU PPDU还包括数据字段508和包扩展509。

如表3和表4中所示，EHT-SIG-A 505包括与接收PPDU所需的EHT-SIG-A1和EHT-SIG-A2有关的信息。

根据本示例性实施例，与要使用的频率带宽和前导码打孔有关的信息由EHT-SIG-A1的带宽字段指示。例如，带宽字段的值0指示使用20MHz带宽，值1指示使用40MHz带宽，值2指示使用80MHz带宽，值3指示使用160MHz带宽，并且值4指示使用320MHz带宽。这些值指示将不使用前导码打孔模式。带宽字段的值5指示在80MHz前导码打孔中仅对次要20MHz进行打孔。经过打孔的频带意味着将不使用该频带。带宽字段的值6指示在80MHz前导码打孔中对次要40MHz的两个20MHz中的任一者进行打孔。带宽字段的值7指示在160(或80+80)MHz前导码打孔中仅对次要20MHz进行打孔。带宽字段的值8指示在160(或80+80)MHz前导码打孔中对除主要40MHz之外的至少一个20MHz进行打孔。带宽字段的值9指示在320MHz前导码打孔中仅对次要20MHz进行打孔。带宽字段的值10指示在320MHz前导码打孔中对次要40MHz的两个20MHz中的一者进行打孔。带宽字段的值11指示在320MHz前导码打孔中对除主80MHz之外的至少一个20MHz进行打孔。为指示这些信息，向EHT-SIG-A1的带宽字段分配至少4比特位。带宽字段的值与经过打孔的频带的分配之间的上述对应关系被视为示例。只要与320MHz带宽有关，上述分配之外的分配均适用。每个字段的名称、数位位置和大小不限于表1和表2中所示的值。类似的信息可以用不同的字段名称、顺序和大小来存储。

如上所述，符合IEEE 802.11be标准的EHT SU PPDU、EHT ER SU PPDU和EHT MUPPDU能够通过指定超过160MHz的频带来实现前导码打孔。在上述描述中，对于EHT SUPPDU、EHT ER SU PPDU和EHT MU PPDU，与带宽字段有关的信息相同。但是，带宽字段的值与经过打孔的频带的分配之间的对应关系在SU PPDU与MU PPDU之间可能不同。例如，当MUPPDU(多用户通信)进行前导码打孔时，可以以20MHz为单位针对每个频宽将通信频带分配给不同的用户(STA)。例如，在MU PPDU(多用户通信)的情况下，经过打孔的频带的数量可以大于SU PPDU(单用户通信)情况下经过打孔的频带数量，并且可以定义带宽字段的对应值。与单用户通信相比，这能够提高多用户通信中使用频带的自由度。

[表5]

表3

[表6]

表3(接上)

[表7]

表4

(变型例)

在上述示例中，与前导码打孔有关的信息由EHT-SIG-A1的带宽字段指示。然后，向EHT-SIG-A1的带宽字段分配4比特位，来指示何时使用320MHz频率带宽的信息。在下面的示例中，向EHT-SIG-A1的带宽字段分配3比特位，单独增加EHT-SIG-A3字段，并且这些字段指示与前导码打孔有关的信息。

EHT-SIG-A1的带宽字段的值0指示使用20MHz频率带宽。EHT-SIG-A1的带宽字段的值1指示使用40MHz频率带宽。EHT-SIG-A1的带宽字段的值2指示使用80MHz频率带宽。EHT-SIG-A1的带宽字段的值3指示使用160MHz频率带宽。EHT-SIG-A1的带宽字段的值4指示使用320MHz频率带宽。EHT-SIG-A1的带宽字段的值0到4指示不进行前导码打孔。EHT-SIG-A1的带宽字段的值5指示使用80MHz频率带宽并且进行前导码打孔。EHT-SIG-A1的带宽字段的值6指示使用160MHz频率带宽并且进行前导码打孔。EHT-SIG-A1的带宽字段的值7指示使用320MHz频率带宽并且进行前导码打孔。此外，在EHT-SIG-A1的带宽字段的值为5到7的情况下，表5中所示的EHT-SIG-A3将包括在EHT-PPDU中。图5中每个字段的名称、数位位置和大小被视为示例。只要指示了类似的信息，就可以使用不同的名称、位置和大小。

表5中所示的EHT-SIG-A3包括前导码打孔字段，所述前导码打孔字段指示经过前导码打孔的频率带宽。表5中的前导码打孔字段具有16比特的长度，并且从数位位置B0开始依序与20MHz带宽相关联。当使用20MHz频带时，将对应的数位设置为0。否则，即要进行打孔，将对应的数位设置为1。每个数位的0和1的定义可以颠倒。更具体地，在表5中，要使用的频带以位图格式表示。

例如，当使用80MHz的频率带宽并且仅对次要20MHz进行打孔时，EHT-SIG-A1的带宽字段的值为5。针对EHT-SIG-A3的前导码打孔字段，仅将B1位设置为1，而将其他位设置为0。位图可以根据EHT-SIG-A1的带宽字段指定的频率带宽具有可变长度。更具体地，位图的长度对于80MHz频率带宽可以是4位，对于160MHz频率带宽可以是8位，而对于320MHz频率带宽可以是16位。在这种情况下，对于由EHT-SIG-A1的带宽字段指定的频率带宽，过多的高阶位可能未被使用或者被保留。

[表8]

表5

作为又一变型例，代替表5中的示例，经过前导码打孔的频带可以如下指示。更具体地，EHT-SIG-A3的前导码打孔字段的值0指示使用所有频率带宽，即不进行前导码打孔。EHT-SIG-A3的前导码打孔字段的值1指示对最低频率带宽20MHz进行打孔。EHT-SIG-A3的前导码打孔字段的值2指示对从最低的20Hz到40MHz频率带宽的20MHz进行打孔。EHT-SIG-A3的前导码打孔字段的值3指示对从最低40Hz到60MHz频率带宽的20MHz进行打孔。EHT-SIG-A3的前导码打孔字段的值可以如上定义。然而，上述示例可以是其他方法。

如上所述，根据本示例性实施例和每个变型例，即使将320MHz频率带宽用于无线LAN通信，也可以适当地进行前导码打孔。AP 102或每个STA可在无线LAN的PPDU帧中生成EHT-SIG-A字段，以进行适当的前导码打孔。通过在AP 102与每个STA之间传送这些PPDU帧，可在AP 102与每个STA之间的无线LAN通信中适当地进行前导码打孔。

(其他实施例)

本发明也可在用于实现根据上述示例性实施例的功能中的至少一个功能的程序经由网络或存储介质提供给系统或装置并且所述系统或装置的计算机中的至少一个处理器读取并执行所述程序时实现。此外，本发明还可通过实现至少一种功能的电路(例如，专用集成电路(ASIC))来实现。

本发明并不限于以上实施例，并且可在本发明的精神和范围内进行各种变化和变型。因此，为了公开本发明的范围，给出随附的权利要求。

本申请要求于2019年11月8日提交的日本专利申请No.2019-203513的优先权，该申请的全部内容通过引用方式并入本文中。

Claims

1.一种能够进行符合IEEE 802.11标准的无线通信的通信装置，所述通信装置包括：传输单元，所述传输单元被配置为传输具有物理层(PHY)的前导码和数据字段的无线帧，

其中，所述前导码包括传统短训练字段(L-STF)、传统长训练字段(L-LTF)、传统信号字段(L-SIG)、极高吞吐量信号A字段(EHT-SIG-A)、极高吞吐量短训练字段(EHT-STF)和极高吞吐量长训练字段(EHT-LTF)，并且

其中，所述EHT-SIG-A包括在所述通信装置要使用320MHz频率带宽的情况下与前导码打孔有关的信息。

2.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述EHT-SIG-A指示与所述通信装置要使用的频率带宽有关的信息和在使用所述频率带宽的情况下与经过前导码打孔的频带有关的信息，作为一个子字段的值。

3.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述EHT-SIG-A指示与所述通信装置要使用的所述频率带宽有关的信息和在使用所述频率带宽的情况下与经过前导码打孔的频带有关的信息，作为不同子字段的值。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的通信装置，其中，所述无线帧包括EHT单用户(SU)物理层协议数据单元(PPDU)和EHT多用户(MU)PPDU。

5.一种能够进行符合IEEE 802.11标准的无线通信的通信装置，所述通信装置包括：接收单元，所述接收单元被配置为接收具有物理层(PHY)的前导码和数据字段的无线帧，

其中，所述前导码包括传统短训练字段(L-STF)、传统长训练字段(L-LTF)、传统信号字段(L-SIG)、极高吞吐量信号A字段(EHT-SIG-A)、EHT短训练字段(EHT-STF)和EHT长训练字段(EHT-LTF)，并且

6.一种处理装置，所述处理装置包括：生成单元，所述生成单元被配置为生成具有物理层(PHY)的前导码和数据字段的无线帧，

其中，所述EHT-SIG-A包括在符合IEEE 802.11标准的无线通信中要使用320MHz频率带宽的情况下与前导码打孔有关的信息。

7.一种用于进行符合IEEE 802.11标准的无线通信的通信方法，所述通信方法包括：传输具有物理层(PHY)的前导码和数据字段的无线帧，

8.一种用于进行符合IEEE 802.11标准的无线通信的通信方法，所述通信方法包括：接收具有物理层(PHY)的前导码和数据字段的无线帧，

9.一种程序，所述程序使计算机作为根据权利要求1至5中任一项所述的通信装置进行操作。