CN116134793A - 低功率室内帧格式 - Google Patents

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Abstract

对用于低功率室内(LPI)无线通信的物理层(PHY)协议数据单元(PPDU)进行编码和解码的方法和装置，PPDU包括前导码部分和有效载荷部分。前导码部分包括第一通用信号字段(U‑SIG)，第一U‑SIG包括关于PPDU的有效载荷部分的信息。前导码部分还包括第二U‑SIG，第二U‑SIG包括关于PPDU的有效载荷部分的相同信息。重复U‑SIG可以提高前导码部分检测的鲁棒性，并且还使得能够自动检测用于LPI通信的PPDU。

Description

低功率室内帧格式
相关申请交叉引用
本申请要求于2021年8月16日提交的申请号为17/403,521、发明名称为“低功率室内帧格式(LOW POWER INDOOR FRAME FORMAT)”的美国非临时专利申请以及要求于2020年8月24日提交的申请号为63/069,556、发明名称为“低功率室内帧格式(LOW POWER INDOORFRAME FORMAT)”的美国临时专利申请的权益和优先权，其内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及用于无线网络通信的方法和系统，更具体地，涉及低功率室内(LowPower Indoor，LPI)帧格式。
背景技术
电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and ElectronicsEngineer，IEEE)802.11是一组媒体接入控制(media access control，MAC)和物理层(PHY)规范标准，用于在Wi-Fi频段中实现无线局域网(wireless local area network，WLAN)通信。802.11标准经历了稳步发展，预计将持续增长，以满足由包括虚拟现实或增强现实、沉浸式游戏、远程办公和云计算的新兴应用驱动的对增强吞吐量、降低时延和抖动、更高可靠性以及提高能效的不断增长的需求。
IEEE 802.11任务组TGbe目前正在开发一项新协议，即IEEE 802.11be，这将是继IEEE802.11ax(IEEE标准802.11ax-2021)之后定义下一代Wi-Fi的下一个主要IEEE 802.11修订版。IEEE 802.11be(也称为极高吞吐量(Extremely High Throughput，EHT))预计支持至少30Gbps的数据速率，并可以使用高达320MHz的频谱带宽用于未经授权的操作，是IEEE802.11ax目前设想的最大160MHz带宽的两倍。802.11be的能力提高至少部分可归因于6GHz频段的释放，供未经许可使用。
使低功率室内(low-power indoor，LPI)设备能够在整个6GHz频段上工作，是6GHz进展成功的基础。由于它们的低功率和它们的室内操作，这些设备不需要自动频率协调(Automated Frequency Coordination，AFC)，并且可以在所有四个子带中工作，同时保护经许可的操作。
然而，6GHz频段的LPI AP和STA的有效各向同性辐射功率(EffectiveIsotropically Radiated Power，EIRP)功率谱密度(Power Spectral Density，PSD)要求远高于2.4GHz和5GHz频段的要求。例如，6GHz频段的LPI AP允许的最大EIRP PSD为5dBm/MHz，而5GHz频段的LPI AP允许的最大EIRP PSD为17dBm/MHz；6GHz频段的LPI STA允许的最大EIRP PSD为–1dBm/MHz，而5GHz频段的LPI STA允许的最大EIRP PSD为11dBm/MHz。因此，6GHz频段的LPI AP和STA比5GHz频段的LPI AP和STA的范围小(即大约四分之一)且覆盖范围更小(例如大约1/16)。
作为回应，提出了一种新的宽带宽(bandwidth，BW)LPI长距离(long range，LR)PPDU，以改善上述范围和覆盖问题。具体来说，已经提出了一种复制(duplication，DUP)模式，用于通过加强LPI帧的有效载荷部分的可靠检测来扩展LPI Wi-Fi系统在6GHz频段中的传输范围，如下文更详细地描述。然而，所建议的DUP模式仅针对LPI帧的有效载荷部分而定义，并且传输重要控制信号所在的前导码部分保持不变。因此，出现了前导码部分比有效载荷部分的检测更不可靠的问题，在某些情况下，尽管有效载荷是可检测的，但传输帧可能由于前导码部分的故障而失败。此外，LPI帧指示符被编码到前导码中，并且可能需要由接收器组合以识别传入的LPI帧，而不可能自动检测。
因此，希望提供一种LPI帧格式，其可以提供与LPI帧的有效载荷部分相同或更鲁棒的前导码，并且可以允许LPI帧的自动检测。
发明内容
本公开内容的示例实施方式提供了一种LPI帧格式，该LPI帧格式具有比有效载荷的鲁棒性更强的前导码，并且能够使得接收器自动检测LPI帧。
在一些方面中，本公开内容描述了一种对用于低功率室内(low power indoor，LPI)无线通信的物理层(physical，PHY)协议数据单元(PHY protocol data unit，PPDU)进行编码的方法，所述方法包括：对所述PPDU的前导码部分进行编码，其中，所述编码还包括：对第一通用信号字段(universal signal field，U-SIG)进行编码，其中，所述第一U-SIG包括关于所述PPDU的有效载荷部分的一个或更多个信息比特；对至少第二U-SIG进行编码，所述第二U-SIG包括关于所述PPDU的有效载荷部分的相同的一个或更多个信息比特。
在上述任何方面中，对所述第一U-SIG进行编码之后可以对所述第二U-SIG进行编码。
上述任何方面还可以包括：除了所述第一U-SIG和所述第二U-SIG之外，还对多个U-SIG进行编码，其中，所述多个U-SIG中的每个U-SIG包括关于所述PPDU的有效载荷部分的相同的一个或更多个信息比特。
上述任何方面还可以包括：将双子载波调制(Dual sub-Carrier Modulation，DCM)应用于所述第二U-SIG。
上述任何方面还可以包括：将逐位交织器方案应用于所述第二U-SIG。
在上述任何方面中，利用码率大于0.5的调制编码方案(modulation and codingscheme，MCS)对所述第一U-SIG和所述第二U-SIG进行编码，所述方法还包括：对所述第一U-SIG采用第一二进制卷积码(binary convolution code，BCC)打孔模式；对所述第二U-SIG采用第二BCC打孔模式，其中，所述第二BCC打孔模式与所述第一BCC打孔模式不同。
在上述任何方面中，所述LPI无线通信可以被定义用于扩展范围操作模式。
在上述任何方面中，所述扩展范围操作模式可以被定义用于MCS0的MCS方案，所述MCS0的MCS方案使用具有用于单个站点(station，STA)的80MHz、160MHz和320MHz带宽之一的非打孔信道中的单个空间流。
在一些其它方面中，本公开内容描述了一种接入点(access point，AP)的装置，所述装置包括非暂态存储器存储单元以及可操作地耦接到所述非暂态存储器存储单元的处理单元，所述处理单元被配置成：对用于低功率室内(low power indoor，LPI)无线通信的所述PPDU的前导码部分进行编码，其中，所述PPDU的前导码部分包括：第一通用信号字段(universal signal field，U-SIG)，所述第一U-SIG包括关于所述PPDU的有效载荷部分的一个或更多个信息比特；至少第二U-SIG，所述第二U-SIG包括关于所述PPDU的有效载荷部分的相同的一个或更多个信息比特；以及传输所编码的PPDU。
在上述装置方面中的任何方面中，除了所述第一U-SIG和所述第二U-SIG之外，所述前导码部分还可以包括多个U-SIG，其中，所述多个U-SIG中的每个U-SIG包括关于所述PPDU的有效载荷部分的相同的一个或更多个信息比特。
在上述装置方面中的任何方面中，所述处理单元可以将DCM方案应用于所述第二U-SIG。
在上述装置方面中的任何方面中，所述处理单元可以将逐位交织器方案应用于所述第二U-SIG。
在上述装置方面中的任何方面中，所述第一U-SIG和所述第二U-SIG可以利用码率大于0.5的调制编码方案(modulation and coding scheme，MCS)进行编码，其中，所述处理单元将第一二进制卷积码(binary convolution code，BCC)打孔模式应用于所述第一U-SIG；所述处理单元将第二BCC打孔模式应用于所述第二U-SIG，其中，所述第二BCC打孔模式与所述第一BCC打孔模式不同。
在一些其它方面中，本公开内容描述了一种站点(station，STA)的装置，其中，所述装置包括非暂态存储器存储单元以及可操作地耦接到所述非暂态存储器存储单元的处理单元，所述处理单元被配置成：接收所述PPDU的前导码部分，其中，检测还包括：检测所述PPDU的前导码部分中的第一通用信号字段(universal signal field，U-SIG)，所述第一U-SIG包括关于所述PPDU的有效载荷部分的一个或更多个信息比特；检测至少第二U-SIG，所述第二U-SIG包括关于所述PPDU的有效载荷部分的相同的一个或更多个信息比特；对所述第一U-SIG和所述第二U-SIG进行组合；基于所组合的第一U-SIG和第二U-SIG，对所述PPDU的前导码部分进行解码。
在上述装置方面中的任何方面中，在对所述第一U-SIG和所述第二U-SIG进行组合之前，所述处理单元可以被配置成：执行所述第一U-SIG和所述第二U-SIG之间的相关性检查；在正相关时，自动确定所述PPDU被配置用于低功率室内(low power indoor，LPI)无线通信。
在上述装置方面中的任何方面中，所述自动确定所述PPDU还可以包括自动确定MCS0的MCS方案，所述MCS0的MCS方案使用具有用于单个站点(station，STA)的80MHz、160MHz和320MHz带宽之一的非打孔信道中的单个空间流。
在上述装置方面中的任何方面中，除了所述第一U-SIG和所述第二U-SIG之外，所述前导码部分还可以包括多个U-SIG，所述处理还被配置成：对所述多个U-SIG与所述第一U-SIG和所述第二U-SIG进行组合，以提高所述前导码部分检测的鲁棒性。
在上述装置方面中的任何方面中，所述处理单元还可以被配置成对应用了DCM方案的第二U-SIG进行解码。
在上述装置方面中的任何方面中，所接收的所述PPDU的前导码部分中的所述第一U-SIG和所述第二U-SIG可以利用码率大于0.5的调制编码方案(modulation and codingscheme，MCS)进行编码，所述处理单元还被配置成：检测具有第一二进制卷积码(binaryconvolution code，BCC)打孔模式的第一U-SIG；检测具有第二BCC打孔模式的第二U-SIG，其中，所述第二BCC打孔模式与所述第一BCC打孔模式不同。
在又一些方面中，本公开内容描述了一种对用于低功率室内(low power indoor，LPI)无线通信的物理层(physical，PHY)协议数据单元(PHY protocol data unit，PPDU)进行编码的方法，所述方法包括：对所述PPDU的前导码部分进行编码，其中，所述编码还包括：对第一通用信号字段(universal signal field，U-SIG)进行编码，所述第一U-SIG包括关于所述PPDU的有效载荷部分的一个或更多个信息比特，而在所述前导码部分中没有极高吞吐量(Extremely High Throughput，EHT)信号字段(signal field，SIG)。
附图说明
现在将通过示例参考示出本申请的示例实施方式的附图，并且在附图中：
图1示出了根据示例实施方式的包括被配置成发射和接收无线信号的多个无线通信装置的无线网络；
图2示出了可以充当图1中所示的AP 102或STA104的示例无线通信装置；
图3示出了可以用于80MHz信道中的宽BW LPI LR通信的现有技术EHT PPDU帧的示例；
图4示出了模拟图，该模拟图示出应用了DCM方案的MSC0的改善；
图5示出了根据本公开内容的实施方式的EHT LPI PPDU；
图6示出了根据本公开内容的实施方式的EHT LPI PPDU的另一个实施方式；
图7示出了根据本公开内容的实施方式的EHT LPI PPDU的又一个实施方式；以及
图8示出了根据本公开内容的实施方式的EHT LPI PPDU的再一个实施方式。
具体实施方式
为了说明目的，下文将结合附图更详细地说明具体的示例实施方式。
本文阐述的实施方式表示足以实践所要求保护的主题的信息，并示出了实践这样的主题的方法。在根据附图阅读以下描述后，本领域技术人员将理解所要求保护的主题的概念，并将认识到，这些概念的应用在此没有特别涉及。应当理解，这些概念和应用落入本公开内容和所附权利要求的范围内。
此外，应当理解的是，本文公开的执行指令的任何模块、组件或设备可以包括或以其它方式访问一个或多个非暂态计算机/处理器可读存储介质以存储信息，例如计算机/处理器可读指令、数据结构、程序模块和/或其它数据。非暂态计算机/处理器可读存储介质的示例的非详尽列表包括：磁带盒；磁带；磁盘存储器或其它磁存储设备；诸如光盘只读储存器(compact disc read-only memory，CD-ROM)的光盘；数字视频盘或数字多功能盘(即DVD)；蓝光盘TM；或其它光存储器；在任何方法或技术中实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质；随机存取存储器(random-access memory，RAM)；只读存储器(read-onlymemory，ROM)；电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，EEPROM)；闪存或其它存储技术。任何这类非暂态计算机/处理器存储介质可以是设备的一部分或者可访问或可连接到该设备。用于实现本文描述的应用或模块的计算机/处理器可读/可执行指令可以由这样的非暂态计算机/处理器可读存储介质存储或以其它方式保存。
以下是下面描述中可能使用的缩略词和相关联的定义的部分列表：
DUP        复制
LPI        低功率室内
U-SIG      通用SIG字段
EHT        增强型高吞吐量
MCS        调制编码方案
DCM        双子载波调制
PPDU       PLCP协议数据单元
PLCP       PHY收敛协议
BW         带宽
本文描述了合适的LPI帧格式，用于提高LPI帧的前导码的鲁棒性，使其等于或大于有效载荷部分的鲁棒性。本描述还描述了LPI帧格式的示例实施方式，该LPI帧格式可以允许接收器自动检测输入LPI帧。本文描述的示例实施方式可以使用IEEE 802.11技术来实现。
图1示出了根据示例实施方式的包括被配置成发射和接收无线信号的多个无线通信装置的无线网络100。无线网络100可以是无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)，但是实施方式不限于此。
无线通信设备包括接入点(access point，AP)102和站点(station，STA)104。在一些实施方式中，AP 102和STA 104可以被配置成根据特定的通信标准和/或协议在无线网络100内发射和接收信号，所述特定的通信标准和/或协议例如为电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineer，IEEE)802.11标准中的任何标准，所述IEEE 802.11标准包括IEEE 802.11n、IEEE 802.11ac、IEEE 802.11ax和/或WLAN的建议规范例如IEEE 802.11be。无线网络100内的通信也可以适合于根据其它技术和标准发射和/或接收通信，所述其它技术和标准包括由第三代伙伴关系项目(Third GenerationPartnership Project，3GPP)颁布的长期演进(Long-Term Evolution，LTE)标准。在其它示例中，无线标准可以包括第五代(Fifth Generation，5G)无线标准。
在一些示例中，无线网络100可以被配置用于根据IEEE 802.11ac标准(以下称为11ac标准)的非常高吞吐量(Very High Throughput，VHT)通信、根据IEEE 802.11ax标准(以下称为11ax标准)的高效(High Efficiency，HE)通信、或根据所提出的IEEE 802.11be标准(以下称为11be标准)或AP 102和STA104之间的任何其它合适的无线通信标准的极高吞吐量(Extremely High Throughput，EHT)。无线网络工作100可以被配置成采用正交频分多址(orthogonal frequency-division multiple access，OFDMA)技术。
STA 104可以通过注册过程与AP 102关联。一旦被关联，AP 102能够与无线网络100中的STA 104进行通信。在一些实施方式中，STA 104可以是主要在室内发挥作用的LPI设备，其中信号传输可能会由于室内结构(例如墙壁)而经受衰减。STA 104可以是主要用于室内设置的任何LPI电子设备。例如，STA104可以包括以下中的任一种：台式计算机、笔记本计算机、平板计算机、智能电话、物联网(Internet-of-Things，IoT)设备(例如，传感器、相机、恒温器、家用电器等)、可穿戴设备(例如，智能手表、智能眼镜、头戴式设备等)、服务器计算机、存储设备等。
在示例实施方式中，AP 102被配置成充当STA104和网络106的接口，其中AP 102可以通过双向通信链路将请求转发到网络106，并通过双向无线信道将从网络106接收的响应传递到STA 104。对于STA 104是LPI设备的实施方式，AP 102和STA 104之间的无线通信可能会由于室内结构要素(例如墙壁)而经受衰减。
应当理解，虽然示出了每个AP 102、STA104和网络106的单个实例，但可以存在如下实施方式：在无线网络100中存在每个组件的多个实例。
图2示出了可以充当图1中所示的AP 102或STA104的示例无线通信装置。无线通信装置包括至少一个处理单元110、至少一个发射器112、至少一个接收器114、一个或更多个天线116、至少一个非暂态存储器存储单元118以及一个或更多个输入/输出设备或接口120。
处理单元110实现AP 102和接收STA104的各种处理操作，例如信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理或任何其它功能。处理单元110还可以被配置成实现本文描述的部分或全部功能和/或实施方式。每个处理单元110包括被配置成执行一个或更多个操作的任何合适的处理或计算设备。例如，每个处理单元110可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路。处理单元110可操作地连接到输入端120、发射器112和接收器114，处理单元110可以被配置成基于从输入端120接收的信号生成无线信号以便由发射器112传输或者处理从接收器114接收的无线信号。在传送OFDM信号或OFDMA信号的一些实施方式中，处理单元110可以被配置成生成适合于通过例如执行快速傅里叶逆变换(inverse fast Fourier transform，IFFT)或任何其它合适的处理技术进行传输的OFDM或OFDMA信号。处理单元110还可以被配置成通过例如执行快速傅里叶变换(FastFourier Transform，FFT)或任何其它合适的处理技术来处理接收到的OFDM信号或OFDMA信号。在一些实施方式中，处理单元110可以被配置成通过执行相关或互相关来检测OFDM信号或OFDMA信号的存在以检测前导码。前导码可以是用于Wi-Fi通信的预定帧结构的一部分。虽然示出了处理单元110的单个实例，但是应当理解，处理单元110的多个实例可以存在于每个无线通信装置中。例如，可以存在用于处理要由发射器112发射的输出信号的至少一个处理单元以及用于处理来自接收器114的输入信号的至少一个处理单元。
发射器112可以包括用于生成用来无线传输或有线传输的信号的任何合适的结构。每个接收器114可以包括用于处理无线或有线接收的信号的任何合适的结构。每个发射器112和接收器114可以包括相关联的放大和调制/解调电路系统。虽然被示出为单独的组件，但至少一个发射器112和至少一个接收器114可以被组合成单个收发器。每个天线116可以包括用于发射和/或接收无线信号或有线信号的任何合适的结构。虽然共用天线116在这里被示出为耦接到发射器112和接收器114两者，但一个或更多个天线116可以耦接到一个或更多个发射器112，一个或更多个单独的天线116可以耦接到一个或更多个接收器114。在一些示例中，一个或更多个天线116可以是天线阵列，该天线阵列可以用于波束成形操作和波束控制操作。每个非暂态存储器存储单元118可以包括任何合适的易失性和/或非易失性存储与检索设备。可以使用任何合适类型的存储器，例如，随机存取存储器(random accessmemory，RAM)、只读存储器(read only memory，ROM)、硬盘、光盘、用户识别模块(subscriber identity module，SIM)卡、记忆棒、安全数字(secure digital，SD)存储卡等。非暂态存储器存储单元118可以存储由AP 102或STA104使用、生成或收集的指令和数据。例如，非暂态存储器存储单元118可以存储被配置成实现本文描述的部分或全部功能和/或实施方式并由处理单元110执行的软件指令或模块。
输入/输出设备/接口120可以允许与网络中的用户或其它设备进行交互。输入/输出设备/接口120包括用于向用户提供信息或接收/提供来自用户的信息的任何合适的结构，包括网络接口通信。
在一些实施方式中，AP 102和STA104可以被配置成在各种无线信道带宽上通信，所述各种无线信道带宽包括具有约2.4GHz、5GHz、6GHz的中心频率的带宽、以及20MHz、40MHz或80MHz、80+80MHz、160MHz、160+160MHz、320MHz、320+320MHz的带宽、480MHz(如160+160+160MHz)带宽、640MHz带宽。在一些实施方式中，可以使用小于20MHz的信道的带宽。根据诸如11ax标准的一些无线标准，OFDMA信道被细分为多个资源单元(resource unit，RU)，其中，每个RU由频域中定义的一组连续子载波组成。在11ax标准中，RU是基于诸如26子载波RU、52子载波RU、106子载波RU、242子载波RU、484子载波RU、996子载波RU和2×996子载波RU的RU大小而定义的。虽然参考11ax，但应当注意，根据本公开内容的一些实现方式的技术或机制可以与其它标准结合使用，所述其它标准包括IEEE 802.11标准的未来各代或不同标准。OFDMA信道的不同RU可以包括不同频率的子载波。每个RU是OFDMA信道的子信道。在物理层汇聚过程(Physical Layer Convergence Procedure，PLCP)协议数据单元(ProtocolData Unit，PPDU)中，可以将不同的RU分配给不同的STA。每个RU用于一个STA的一个OFDM符号。在分配的RU中，每个站点的MCS在一个PPDU内的所有OFDM符号上是相同的(即，每个站点使用单个MCS)。在一个PPDU内，不同站点的RU使用的MCS可以不同。
在无线网络100中，诸如AP 102和STA104的无线通信装置通过各种明确定义的帧结构相互通信。诸如PPDU的帧结构可以由图2所示的无线通信装置的处理单元110生成。在一些实施方式中，帧结构可以被配置成具有与信道相同的带宽。帧结构可以是PPDU的形式，PPDU可以包括帧前导码部分和有效载荷部分。在一些实施方式中，可以存在不同类型的PPDU，其可以具有不同的字段和不同的PHY层和/或不同的MAC层。例如，单用户(singleuser，SU)PPDU、多用户(multiple-user，MU)PPDU、LPI PPDU、远距离(long-range，LR)SUPPDU、基于触发(trigger-based，TB)的PPDU。
在11be标准中，已提出在6GHz频段运行的宽BW LPI LR PPDU(以下简称LPIPPDU)，至少部分地解决了提出的EIRP PSD要求对LPI设备施加的短距离和减小的覆盖面积。这里，宽带宽可以被定义为具有等于或大于80MHz的带宽。图3示出了可以用于80MHz信道中的宽BW LPI LR通信的提出的EHT PPDU帧200的示例。EHT PPDU帧200可以由发射器的处理器110生成和发送，并由接收器的处理器110接收和解码。EHT PPDU帧200可以包括前导码部分202，之后是有效载荷部分204。
如图所示，前导码部分202可以包括传统的前导码部分206和EHT前导码部分210。首先在IEEE 802.11a标准(以下称为11a标准)中建立的传统前导码部分206可以允许与传统IEEE 802.11设备向后兼容性和共存。传统前导码部分206可以包括两个ODFM符号，这两个ODFM符号携带分别被配置用于帧检测和接收器同步的传统短训练字段(legacy shorttraining field，L-STF)(未示出)和传统长训练字段(legacy long training field，L-LTF)(未示出)。传统前导码部分206的下一个OFDM符号可以携带传统信号字段(legacysignal field，L-SIG)(未示出)，该传统信号字段可以指示哪个MCS用于后续信号和关联的帧长度。然后，L-SIG符号被重复为RL-SIG(未示出)，其可以具有或可以不具有与L-SIG相反的极性。RL-SIG可以用于支持诸如11ax的覆盖扩展，并且当使用小RU大小进行传输时，可以允许可靠传输。传统前导码部分206可以由传统Wi-Fi设备解码。对于11n之后的802.11标准，L-SIG中指示的MCS和帧长度可以是令牌占位符。MCS、帧大小和其它参数的实值可以根据特定版本由其它符号传输。作为示例，在11ax中，首先，它将L-SIG重复为RL-SIG，并且表示长度等于一或二模三。其次，其高效(High Efficiency，HE)信号字段包括两个OFDM符号。第一个用QBPSK调制，第二个用BPSK或QBPSK调制。取模运算与BPSK/QBPSK选择相结合的结果确定了四种11ax帧类型之一。
在所示的实施方式中，EHT前导码部分210包括U-SIG字段212、EHT-SIG字段214、EHT-STF字段216和EHT-LTF字段218。
在一些实施方式中，11be标准和更高标准的帧格式使用双OFDM符号长通用SIG(universal SIG，U-SIG)212，其可以包括关于有效载荷部分204的信息比特。U-SIG 212的采用可以提供与未来IEEE 802.11标准的前向兼容性。正如可以理解的，两个符号长的U-SIG 212可以具有42个比特的最大比特承载能力。U-SIG 212类似于11ax PPDU中的HE-SIG-A，因为它可以包含版本无关的信息，然后是版本相关的信息。版本无关的信息可以包括3比特PHY格式标识符、1比特UL/DL标志、至少6比特的基本服务集(Basic Service Set，BSS)颜色、至少7比特的传输(transmission，TX)机会(TX opportunity，TXOP)持续时间、带宽等。版本相关的信息可以包括EHT长训练字段符号的数量、mid-amble周期和空时块编码标志等信息。U-SIG 212还可以用单独的错误检测码(即至少4比特的循环冗余校验(cyclicredundancy check，CRC)码)和6尾比特来编码。此外，U-SIG 204以及诸如L-SIG的其它符号的存在可以允许接收器区分11be帧和11ax帧。例如，对于11be EHT传输，L-SIG中的L_LENGTH字段可以被设置为使得L_LENGTH模3等于1，并且U-SIG212的比特B0可以被设置为0，接收器可以将其识别为EHT PPDU。在一些实施方式中，U-SIG 212可以以R＝1/2的码率用MCS0被编码、被交织、并被映射到二进制相移键控(binary phase shift keying，BPSK)星座。
在一些示例实施方式中，EHT-SIG字段214可以存储除了存储在U-SIG字段212中的信息之外的信息。EHT-SIG字段214可以采用其自己的MCS，该MCS不同于数据MCS，并且可以占用可变数量的ODFM符号，这可以在U-SIG字段212中指示。在示例实施方式中，EHT-SIG字段214可以包括公共字段和用户特定字段。公共字段可以包含关于MCS、空间流(number ofspatial streams，NSS)的数量、编码、保护间隔的持续时间和RU分配等的信息。用户特定字段可以存在于多用户(multi-user，MU)帧，并携带用于单个STA的专用信息。例如，EHT-SIG字段214可以包括用于多个STA中的每一个的子字段。每个STA子字段可以包括指定以下的子字段：唯一标识目标STA的STA-ID、分配给目标STA的RU以及分配给目标STA的每个相应RU使用的MCS(例如，RU i的MCS(i)；RU j的MCS(j))。在示例实施方式中，可以用映射到应用于RU的指定MCS的MCS索引值来填充MCS子字段。
在一些示例实施方式中，EHT短训练字段(short training field，STF)216和EHT长训练字段(long training field，LTF)218可以跟随EHT-SIG字段214，并且可以服务于MIMO/OFDMA的定义时间和频率调谐。在一些实施方式中，EHT-STF 216和EHT-LTF 218是来自11ax标准的STF和LTF的更长变体，其可以实现扩展的范围和更好的信道估计。在信道带宽为80MHz或更大的一些宽带宽实施方式中，EHT-STF字段216和EHT-LTF字段218每20MHz重复一次，如图2所示。在一些实施方式中，EHT-STF 216和EHT-LTF 218的每20MHz副本的相位可以被旋转以降低峰均功率比并增强相关性能。
在一些示例实施方式中，当使用宽带宽时，传统前导码部分206、U-SIG字段212和EHT-SIG字段214可以每20MHz复制一次。因此，如图所示，在80MHz信道中，传统前导码202被重复四次成传统前导码206A、206B、206C和206D；U-SIG字段212A、212B、212C和212D；以及EHT-SIG字段214A、214B、214C和214D。
有效载荷部分204可以包括OFDM符号形式的一个或更多个字段，该OFDM符号包含物理层收敛协议(Physical Layer Convergence Protocol，PLCP)服务数据单元(PLCPService Data Unit，PSDU)，所述服务数据单元是从MAC层发送下来用于在无线介质中传输的数据单元。
旨在扩展LPI设备的距离和覆盖范围的DUP模式被定义为传输到单个STA的非打孔80MHz、160MHz和320MHz PPDU。在DUP模式中，有效载荷部分204信道BW的一半在BW的另一半中复制。作为示例，在80MHz PPDU的情况下，PPDU的有效载荷部分204的较高40MHz被复制到较低40MHz；或者，在160MHz PPDU的情况下，较高80MHz被复制到较低80MHz；或者，在320MHzPPDU的情况下，较高160MHz被复制到较低160MHz。DUP模式仅限于使用BPSK调制方案的MCS0，其中码率为R＝1/2，使用双子载波调制(Dual sub-Carrier Modulation，DCM)和单个NSS。DCM将频率分集引入到OFDM中，以抵消在深度衰落信道中单个子载波上编码信息的不可靠性。具体来说，DCM技术将相同的编码信息映射到使用不同映射方案在频率上分离的两个单独的不同子载波上。在一些实施方式中，U-SIG字段212可以包括指示MCS的MCS子字段和指示是否将DCM应用于后续字段的DCM指示比特。如果DCM指示比特为零，则接收器基于指示的MCS来计算每个子载波的接收比特的对数似然比(logarithm likelihood ratio，LLR)。另一方面，如果DCM指示比特等于1，则接收器通过对RU的上子载波和下子载波进行LLR合并来计算LLR。在一些实施方式中，当应用DCM时，有效载荷部分204的ODFM符号可以由二进制卷积码(binary convolution code，BCC)编码器编码。在一些实施方式中，编码数据可以被交织，并且交织的比特可以在RU的两半上重复。然后，交织的信息比特可以被调制和映射星座符号，这些星座符号被复制或以其它方式被块编码。在接收到星座符号后，它们被映射到承载一半ODFM符号的一半子载波上。相移星座符号被映射到另一半子载波上。因此，除了在时域中的复制外，DCM还有效地重复了两次相同的ODFM符号。作为有效载荷部分206的复制的结果，可以获得3dB增益的改善。此外，作为利用DCM编码方案的MCS0的结果，如图4所示，可以提供进一步的5dB增益改善。具体来说，图4示出了在具有242个RU和1个具有2000个1000字节数据分组的NSS的深度非视距(Deep Non-Line-of-Sight，D-NLOS)信道上仅BPSK MCS0和利用DCM的BPSK MSC0的性能的模拟图。该图示出了y轴上的分组错误率(Packet Error Rate，PER)随着x轴上的信噪比(Signal Noise Ratio，SNR)的变化。可以观察到，对于类似的PER，利用DCM的MSC0通常表现出大约5dB的更好增益。总之，所提出的DUP模式可以为有效载荷部分204提供高达8dB的更大增益，从而扩展了LPI PPDU的距离和覆盖范围。
然而，即使接收器能够在频域中合并重复的U-SIG字段212，也不能保证它保持比有效载荷更可靠的检测。例如，在图3所示的实施方式中，即使四个重复的U-SIG字段212可以被合并，这将仅产生6dB增益，其仍然低于有效载荷部分206的8dB增益。此外，自11ax标准以来，前导码打孔技术已经可用。在带宽为80MHz或更大的传输中，前导码打孔允许非主20MHz信道被归零或不被传输，因此“被打孔”。因此，在图3所示的示出的实施方式中，在四个重复字段206A至206D、212A至212D和214A至214D中，20MHz信道(即206B、212B和214B)中的一个信道中的信号或两个连续的20MHz信道(即206B、212B、214B和206C、212C和214C)中的信号或两个不连续的20MHz信道(即206B、212B、214B和206D、212D和214D)中的信号可以被打孔。为了确定前导码打孔模式，需要解码未打孔的U-SIG字段212。在这样的实施方式中，一个或更多个U-SIG字段212A至212D被打孔，前导码部分202的6dB增益将无法实现，这进一步降低了前导码部分202的鲁棒性。在一些实施方式中，AP可以识别单用户(singleuser，SU)前导码打孔传输，并且可以例如通过U-SIG字段212的版本无关/相关部分发信号通知资源单元(resource unit，RU)大小被分配给同一用户或STA，以指示SU前导码打孔传输。由于使用PPDU BW的一半将有效载荷复制到PPDU的另一半上并且LPI帧的有效载荷的MCS为MCS0+DCM，因此有效载荷部分仍然比前导码部分更可靠。
图5示出了根据本公开内容的实施方式的可以用于宽BW LPI LR通信的EHT LPIPPDU400。EHT LPI PPDU 400被示出为具有80MHz带宽信道。然而，应当理解，下面的描述可以经过必要的修改而扩展到160MHz和320MHz带宽信道。
在所示的实施方式中，EHT LPI PPDU 400包括前导码部分402和有效载荷部分404。前导码部分402包括传统前导码406和EHT前导码410。
在一些实施方式中，传统前导码406可以与传统前导码206相同，该传统前导码206被配置用于与传统IEEE 802.11设备向后兼容和共存。
EHT前导码410包括第一U-SIG字段412、第二或重复U-SIG(repeated U-SIG，RU-SIG)414、EHT-STF 416和EHT-LTF 418。
在一些实施方式中，包括传统前导码406、U-SIG字段412和RU-SIG字段414的前导码部分在频域中每20MHz重复一次。因此，在具有80MHz带宽信道的所示实施方式中，字段406、412和414各自分别被重复四次作为406A至406D、412A至412D和414A至414D。EHT-STF416、EHT-LTF 418和有效载荷部分404可以占用整个80MHz信道带宽。
在所示的实施方式中，字段U-SIG 412、EHT-STF 416、EHT-LTF 418和有效载荷部分404与字段U-SIG 212、EHT-STF 416、EHT-LTF 418和有效载荷部分404相同，为了简洁起见，在此不重复其描述。
在EHT LPI PPDU 400中，来自EHT LPI PPDU 200的EHT-SIG字段被RU-SIG 414代替。这至少部分由于DUP模式LPI PPDU的定义操作字段而成为可能。具体来说，DUP模式是针对非打孔前导码而定义的，其中MCS被设置为MCS0，NSS被限制为1，传输仅用于单个STA或单用户(single user，SU)。因此，公共字段用于编码MCS和NSS并且用户特定字段用于MU通信的EHT-SIG字段可能被废弃，因为接收器一旦检测到EHT LPI PPDU400，就能够在没有EHT-SIG的情况下辨识这样的控制信号的值。在一些实施方式中，RU-SIG 414的存在可以提供比有效载荷部分404的前导码部分402更鲁棒的前导码部分402。第一U-SIG字段412和第二RU-SIG字段414中的U-SIG字段的两次时域重复可以在前导码检测的SNR中提供3dB增益，特别是U-SIG字段。除了U-SIG字段的四个频域重复之外，第一U-SIG字段412和第二RU-SIG字段414中的U-SIG字段的两次时域重复在前导码检测的SNR中提供至少5dB或更大的增益，在前导码检测的SNR中提供至少9dB增益。与从有效载荷的复制和DCM的使用获得的DUP模式下的有效载荷部分404的8dB增益相比，EHT LPI PPDU 400提供了更鲁棒的前导码部分402。
在一些实施方式中，将第一U-SIG 412重复到第二RU-SIG 414中可以允许自动检测EHT LPI PPDU 400。在一些实施方式中，第一U-SIG字段412的长度为两个OFDM符号，相应地，RU-SIG 414是U-SIG 412的两个OFDM符号长度的相同副本。接收器的处理器110可以在不解码U-SIG字段的情况下根据延迟来执行U-SIG字段412和时域延迟的RU-SIG 414之间的相关性检查。来自相关函数的高相关输出可以向接收器指示存在两个U-SIG字段，这指示EHT LPI PPDU帧400。然后，接收器可能能够组合频域重复的U-SIG字段，并且还在时域中组合U-SIG 412和RU-SIG 414，以便在改善的SNR增益方面以增加的鲁棒性进行检测。
图6示出了根据本公开内容的实施方式的可以用于宽BW LPI LR通信的EHT LPIPPDU500的另一个实施方式。应当注意的是，为了清楚和简洁起见，EHT-STF、EHT-LTF和有效载荷部分被示出为单个块，并且它们不旨在是一个字段。
除了在字段U-SIG 512之后，不是用单个RU-SIG代替EHT-SIG，而是EHT LPIPPDU500在RU-SIG 514(1)……514(n)中包括多个(即两个或更多个)U-SIG 512之外，EHTLPI PPDU 500在其它方面与EHT LPI PPDU 400相同，其中n为正整数。在一些实施方式中，U-SIG字段512与上述U-SIG 212、412相同。U-SIG信号的增加的时域重复可以在以dB表示的前导码部分检测的SNR中提供额外增益，其可以被计算为：
ΔSNR＝10log(n)
因此，EHT LPI PPDU 500的前导码检测的SNR的总体改善可以是5dB+ΔSNR。例如，对于两个RU-SIG，增益改善可以是大约10dB的5dB+～5dB。通过在U-SIG 512和第一RU-SIG514(1)之间执行与上述EHT LPI PPDU 400的相关性检查类似的相关性检查，可以自动检测EHT LPI PPDU 500。
图7示出了根据本公开内容的实施方式的可以用于宽BW LPI LR通信的EHT LPIPPDU600的又一个实施方式。除了EHT LPI PPDU 600包括第一U-SIG 612和随后的第二U-SIG2字段614之外，EHT LPI PPDU 600在其它方面与EHT LPI PPDU 400相同。在一些实施方式中，U-SIG字段612与上述U-SIG字段212和412相同。第二U-SIG2字段614可以携带与U-SIG612的内容相同的内容。在一些实施方式中，将DCM方案应用于U-SIG2，例如如PCT/CN2020/106313中所述，其内容全部合并于此。在一些实施方式中，DCM方案可以是与在11ax标准中陈述的应用于MCS 0/1/3/4的DCM方案相同的DCM方案，在11ax标准中，每个子载波都应用了相移。通过将DCM应用于DUP模式中的有效载荷部分的非限制性示例MCS0，DCM可以与任何合适的MCS结合应用。如可以理解的，随着DCM应用于U-SIG2 614，它可以在U-SIG检测中提供额外的SNR改善，从而使前导码检测更加鲁棒。由于U-SIG2 614的内容与U-SIG 612的内容相同，因此可以通过在U-SIG 612和U-SIG2 614之间执行与上述EHT LPI PPDU 400的相关性检查类似的相关性检查来自动检测EHT LPI PPDU 600。
在一些实施方式中，U-SIG2 614可以采用与U-SIG 612的BCC打孔模式不同的BCC打孔模式。具体地，在其中利用码率高于MCS0的R＝1/2的MCS定义的EHT LPI PPDU帧的实施方式中。可以针对U-SIG 612和U-SIG2定义BCC打孔模式。在这些实施方式中，应用于U-SIG2的BCC打孔模式在频域上可以不同于U-SIG 612的打孔模式，例如如在PCT/CN2020/106313中所描述的，其内容全部合并于此。U-SIG 612和U-SIG2 614之间的不同BCC打孔模式可以提供1dB到大约2dB的分集增益，这可以使EHT LPI PPDU 600的前导码检测更加鲁棒。
在一些实施方式中，逐位交织器方案可以应用于U-SIG2 614。在一些实施方式中，IEEE 802.11中定义的交织器方案可以被重复使用以应用交织器方案，在交织器方案中，诸如Ncol、Nrow和Nrot的交织器参数可以根据PCT/CN2020/106313中描述的基于IEEE802.11NSD 48的参数被重复使用，其内容全部合并于此。虽然关于IEEE 802.11定义的交织器方案描述了实施方式，但应当理解，可以采用任何其它合适的交织器方案。逐位交织器方案可以为EHT LPI PPDU 600的前导码检测提供额外的分集增益。
应当理解，上述DCM应用、不同的BCC打孔模式和逐位交织器方案中的至少一个可以应用于EHT LPI PPDU 600。
图8示出了根据本公开内容的实施方式的可以用于宽BW LPI LR通信的EHT LPIPPDU700的又一个实施方式。如前所述，DUP模式是针对非打孔前导码定义的，其中MCS被设置为MCS0，NSS限制为1，传输仅用于单个STA或单用户(single user，SU)。因此，可以省略用于对MCS和NSS进行编码的EHT-SIG字段和MU通信字段。因此，在EHT LPI PPDU 700中，U-SIG字段712后面紧跟ETH-STF，并且EHT-SIG字段被省略。在图8所示的实施方式中，U-SIG 712可以包括指示LPI帧类型的子字段。
尽管本公开内容可以以特定顺序描述方法和过程，但可以视情况省略或更改方法和过程的一个或更多个步骤。一个或更多个步骤可以视情况以与它们被描述的顺序不同的顺序来进行。
尽管可以描述本公开内容，但至少部分地，就方法而言，本领域普通技术人员将理解，本公开内容还涉及用于执行所描述的方法的至少一些方面和特征的各种组件，无论是通过硬件组件、软件还是这两者的任意组合。因此，本公开内容的技术方案可以以软件产品的形式来体现。合适的软件产品可以存储在预先记录的存储设备或其它类似的非易失性或非暂态计算机可读介质中，所述计算机可读介质例如包括DVD、CD-ROM、USB闪存盘、可移动硬盘或其它存储介质。软件产品包括有形地存储在其上的指令，所述指令使得处理设备(例如，个人计算机、服务器或网络设备)能够执行本文公开的方法的示例。
在不脱离权利要求的主题的情况下，本公开内容可以以其它特定形式来体现。所描述的示例实施方式在所有方面都应被认为仅仅是说明性的而非限制性的。可以对从上述实施方式中的一个或更多个选择的特征进行组合以创建未明确描述的替选实施方式，适合于此类组合的特征应该被理解为在本公开内容的范围内。
还公开了公开的范围内的所有值和子范围。此外，虽然本文公开和示出的系统、设备和过程可以包括特定数量的要素/组件，但可以修改所述系统、设备和组合件以包括更多或更少此类要素/组件。例如，尽管所公开的任何要素/组件可以被称为是单数的，但可以修改本文所公开的实施方式以包括多个此类要素/组件。本文所描述的主题旨在覆盖和涵盖所有适当的技术变更。
在本公开内容中标识的所有已公布的文件和标准的内容通过引用并入本文。

Claims (20)

1.一种对用于低功率室内(LPI)无线通信的物理层(PHY)协议数据单元(PPDU)进行编码的方法，所述方法包括：
对所述PPDU的前导码部分进行编码，其中，所述编码还包括：
对第一通用信号字段(U-SIG)进行编码，所述第一U-SIG包括关于所述PPDU的有效载荷部分的一个或更多个信息比特；
对至少第二U-SIG进行编码，所述第二U-SIG包括关于所述PPDU的有效载荷部分的相同的一个或更多个信息比特。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二U-SIG的编码在所述第一U-SIG的编码之后。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：除了所述第一U-SIG和所述第二U-SIG之外，还对多个U-SIG进行编码，其中，所述多个U-SIG中的每个U-SIG包括关于所述PPDU的有效载荷部分的相同的一个或更多个信息比特。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括：将双子载波调制(DCM)应用于所述第二U-SIG。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括：将逐位交织器方案应用于所述第二U-SIG。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，采用码率大于0.5的调制编码方案(MCS)对所述第一U-SIG和所述第二U-SIG进行编码，所述方法还包括：
对所述第一U-SIG采用第一二进制卷积码(BCC)打孔模式；以及
对所述第二U-SIG采用第二BCC打孔模式，其中，所述第二BCC打孔模式与所述第一BCC打孔模式不同。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述LPI无线通信被定义用于扩展范围操作模式。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述扩展范围操作模式被定义用于MCS0的MCS方案，所述MCS0的MCS方案使用具有用于单个站点(STA)的80MHz、160MHz和320MHz带宽之一的非打孔信道中的单个空间流。
9.一种接入点(AP)的装置，所述装置包括非暂态存储器存储单元和可操作地耦接到所述非暂态存储器存储单元的处理单元，所述处理单元被配置成：
对用于低功率室内(LPI)无线通信的所述PPDU的前导码部分进行编码，其中，所述PPDU的前导码部分包括：
第一通用信号字段(U-SIG)，所述第一U-SIG包括关于所述PPDU的有效载荷部分的一个或更多个信息比特；
至少第二U-SIG，所述第二U-SIG包括关于所述PPDU的有效载荷部分的相同的一个或更多个信息比特；以及
传输所编码的PPDU。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，除了所述第一U-SIG和所述第二U-SIG之外，所述前导码部分还包括多个U-SIG，其中，所述多个U-SIG中的每个U-SIG包括关于所述PPDU的有效载荷部分的相同的一个或更多个信息比特。
11.根据权利要求9或10所述的装置，其中，所述处理单元将DCM方案应用于所述第二U-SIG。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的装置，其中，所述处理单元将逐位交织器方案应用于所述第二U-SIG。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的装置，其中，利用码率大于0.5的调制编码方案(MCS)对所述第一U-SIG和所述第二U-SIG进行编码，其中，
所述处理单元将第一二进制卷积码(BCC)打孔模式应用于所述第一U-SIG；以及
所述处理单元将第二BCC打孔模式应用于所述第二U-SIG，其中，所述第二BCC打孔模式与所述第一BCC打孔模式不同。
14.一种站点(STA)的装置，所述装置包括非暂态存储器存储单元和可操作地耦接到所述非暂态存储器存储单元的处理单元，所述处理单元被配置成：
接收所述PPDU的前导码部分，其中，检测还包括：
检测所述PPDU的前导码部分中的第一通用信号字段(U-SIG)，所述第一U-SIG包括关于所述PPDU的有效载荷部分的一个或更多个信息比特；
检测至少第二U-SIG，所述第二U-SIG包括关于所述PPDU的有效载荷部分的相同的一个或更多个信息比特；
对所述第一U-SIG和所述第二U-SIG进行组合；以及
基于所组合的第一U-SIG和第二U-SIG，对所述PPDU的前导码部分进行解码。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，在对所述第一U-SIG和所述第二U-SIG进行组合之前，所述处理单元被配置成：
执行所述第一U-SIG和所述第二U-SIG之间的相关性检查；以及
在正相关时，自动确定所述PPDU被配置用于低功率室内(LPI)无线通信。
16.根据权利要求15所述的装置，所述自动确定所述PPDU还包括自动确定MCS0的MCS方案，所述MCS0的MCS方案使用具有用于单个站点(STA)的80MHz、160MHz和320MHz带宽之一的非打孔信道中的单个空间流。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的装置，其中，除了所述第一U-SIG和所述第二U-SIG之外，所述前导码部分还包括多个U-SIG，所述处理还被配置成：
对所述多个U-SIG与所述第一U-SIG和所述第二U-SIG进行组合，以提高所述前导码部分检测的鲁棒性。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的装置，其中，所述处理单元还被配置成对应用了DCM方案的第二U-SIG进行解码。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的装置，其中，所接收的所述PPDU的前导码部分中的所述第一U-SIG和所述第二U-SIG是利用码率大于0.5的调制编码方案(MCS)进行编码的，所述处理单元还被配置成：
检测具有第一二进制卷积码(BCC)打孔模式的第一U-SIG；以及
检测具有第二BCC打孔模式的第二U-SIG，其中，所述第二BCC打孔模式与所述第一BCC打孔模式不同。
20.一种对用于低功率室内(LPI)无线通信的物理层(PHY)协议数据单元(PPDU)进行编码的方法，所述方法包括：
对所述PPDU的前导码部分进行编码，其中，所述编码还包括：
对第一通用信号字段(U-SIG)进行编码，所述第一U-SIG包括关于所述PPDU的有效载荷部分的一个或更多个信息比特，而在所述前导码部分中没有极高吞吐量(EHT)信号字段(SIG)。
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