BR112016008475B1 - Aparelho para se comunicar com uma pluralidade de dispositivos de alta eficiência e método - Google Patents

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Abstract

estação principal e método para comunicação wi-fi de alta eficiência (hew) usando uma técnica de acesso múltiplo. modalidades de uma estação principal e método para a comunicação com uma pluralidade de dispositivos wi-fi de alta eficiência (hew) em uma rede sem fios são geralmente aqui descritas. em algumas modalidades, a estação principal pode disputar um meio sem fios durante um período de contenção para receber o controle do meio para um período de controle hew, e transmitir uma transmissão de controle e escalonamento hew no início do período de controle hew. a transmissão de controle e escalonamento hew pode incluir um escalonamento indicando recursos de canal para comunicações com os dispositivos hew durante o período de controle hew de acordo com uma técnica de acesso múltiplo à base de não contenção. os recursos de canal indicados na transmissão de controle e escalonamento hew podem compreender subespaços dentro de uma largura de banda de canal de legado de banda larga. as transmissões em canais hew durante o período de controle hew podem ter tempos de símbolo alinhados dentro de cada canal de legado para a coexistência legado-dispositivo.

Description

REIVINDICAÇÃO DE PRIORIDADE
[0001] Esse pedido reivindica prioridade do Pedido Provisório de Patente nos EUA n° 61/906,059, depositado em 19 de novembro de 2013, que é aqui dado como totalmente reproduzido a título de referência.
CAMPO TÉCNICO
[0002] As modalidades se referem a redes sem fios. Algumas modalidades se referem a redes Wi-Fi e redes que operam de acordo com uma das normas IEEE 802.11. Algumas modalidades se referem a comunicações sem fios de alta eficiência ou Wi-Fi de alta eficiência (HEW).
ANTECEDENTES
[0003] As comunicações sem fios têm vindo a evoluir face a taxas de dados cada vez maiores (por exemplo, das IEEE 802.11a/g para IEEE 802.11n a IEEE 802.11ac). Em situações de implantação de alta densidade, a eficiência global do sistema pode se tornar mais importante do que as taxas de dados mais altas. Por exemplo, em cenários de ponto de acesso de alta densidade e de descarregamento celular, os muitos dispositivos que disputam pelo meio sem fios podem ter requisitos de taxas de dados baixas a moderadas. A estrutura de quadro utilizada para comunicações IEEE 802.11 convencionais e de legado, incluindo comunicações de muito alto rendimento (VHT) podem ser menos adequadas para tais situações de implantação de alta densidade. Um grupo de estudo recém-formado para a evolução Wi-Fi referido como o grupo de estudo (SG) IEEE 802.11 High Efficiency WiFi (HEW) está abordando esses cenários de implantação de alta densidade.
[0004] Assim, há necessidades gerais face a dispositivos e métodos que melhorem a eficiência global do sistema em redes sem fios, particularmente para situações de implantação de alta densidade. Há também necessidades gerais face a dispositivos e métodos adequados para comunicações HEW. Há também necessidades gerais face a dispositivos e métodos adequados para comunicações HEW que possam coexistir com dispositivos de legado.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0005] A FIG. 1 ilustra uma rede Wi-Fi de alta eficiência (HEW), de acordo com algumas modalidades;
[0006] A FIG. 2 ilustra o espaço tempo-frequência durante o qual as comunicações de rede HEW podem ter lugar de acordo com algumas modalidades;
[0007] A FIG. 3 ilustra o espaço tempo-frequência durante o qual as comunicações de rede HEW podem ter lugar de acordo com algumas modalidades alternativas;
[0008] A FIG. 4 é uma tabela que ilustra os parâmetros de comunicações HEW de acordo com algumas modalidades;
[0009] A FIG. 5 ilustra um dispositivo HEW de acordo com algumas modalidades; e
[00010] A FIG. 6 é um procedimento para comunicar com uma pluralidade de dispositivos HEW realizada por uma estação principal, de acordo com algumas modalidades.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0011] A seguinte descrição e os desenhos ilustram suficientemente modalidades específicas para permitir aos peritos na técnica praticá-las. Outras modalidades podem incorporar alterações estruturais, lógicas, elétricas, de processo, e outras. Porções e características de algumas modalidades podem ser incluídas em, ou substituídas por, essas ou outras modalidades. As modalidades estabelecidas nas reivindicações englobam todos os equivalentes disponíveis dessas reivindicações.
[0012] A FIG. 1 ilustra uma rede Wi-Fi de Alta Eficiência (HEW), de acordo com algumas modalidades. A rede HEW 100 pode incluir uma estação principal (STA) 102, uma pluralidade de dispositivos HEW 104 (estações HEW), e uma pluralidade de dispositivos de legado 106 (estações de legado). A estação principal 102 pode ser disposta para se comunicar com os dispositivos HEW 104 e os dispositivos legados 106 de acordo com uma ou mais das normas IEEE 802.11.
[0013] De acordo com modalidades, a estação principal 102 pode incluir um sistema de circuitos de camada física (PHY) e um sistema de circuitos de camada de controle de acesso ao meio (MAC), que podem ser dispostos de modo a disputar por um meio sem fios durante um período de contenção para receber o controle exclusivo do meio por um período de controle HEW (isto é, um TXOP), e transmitir uma transmissão de controle e escalonamento HEW no início do período de controle HEW. A transmissão de controle e escalonamento HEW pode incluir, pelo menos, um escalonamento indicando recursos de canal para comunicação com, pelo menos, alguns dos dispositivos HEW 104 durante o período de controle HEW. Durante o período de controle HEW, os dispositivos HEW 104 podem comunicar com a estação principal 102, em conformidade com uma técnica de acesso múltiplo à base de não-contenção. Isso é diferente de comunicações Wi-Fi convencionais em que os dispositivos comunicam de acordo com uma técnica de comunicação à base de contenção, em vez de uma técnica de acesso múltiplo.
[0014] Tal como discutido em mais detalhe abaixo, durante o período de controle HEW, as transmissões pela estação principal 102 ou dispositivos HEW 104 em canais HEW são configuradas para ter tempos símbolo alinhados dentro de cada canal de legado. Isso pode permitir que as comunicações com dispositivos HEW 104 coexistam com as comunicações de dispositivos de legado 106.
[0015] Em algumas modalidades, a técnica de acesso múltiplo utilizada durante o período de controle HEW pode ser uma técnica de acesso múltiplo por divisão de frequência ortogonal (OFDMA) e o período de controle HEW pode ser um período de controle HEW OFDMA, embora isso não seja uma exigência. Em algumas modalidades, a técnica de acesso múltiplo pode ser uma técnica de acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA) ou uma técnica de acesso múltiplo por divisão de frequência (FDMA). Em algumas modalidades, a transmissão de controle e escalonamento HEW pode ser uma transmissão master-sinc.
[0016] A estação principal 102 pode também comunicar com dispositivos de legado 106 de acordo com técnicas de comunicação de legado IEEE 802.11. Em algumas modalidades, a estação principal 102 pode também ser configurada para comunicar com dispositivos HEW 104 fora do período de controle HEW de acordo com técnicas de comunicação de legado IEEE 802.11, embora isso não seja uma exigência.
[0017] A FIG. 2 ilustra o espaço tempo-frequência durante o qual as comunicações de rede HEW podem ter lugar de acordo com algumas modalidades. A estação principal 102 (FIG. 1) pode ser disposta de modo a disputar por um meio sem fios durante um período de contenção 204 para receber o controle exclusivo do meio por um período de controle HEW 208. A estação principal 102 pode também ser disposta de modo a transmitir uma transmissão de controle e escalonamento HEW 206 no início do período de controle HEW 208. Como mencionado acima, a transmissão de controle e escalonamento HEW 206 pode incluir, pelo menos, um escalonamento indicando recursos de canal para, pelo menos, algumas das comunicações com os dispositivos HEW 104 (FIG. 1) durante o período de controle HEW 208.
[0018] Nessas modalidades, os recursos de canal indicados na transmissão de controle e escalonamento HEW 206 compreendem subespaços 210 dentro de uma largura de banda de canal de legado, tal como a largura de banda de canal de legado 212. Os subespaços 210 podem compreender recursos tempo-frequência para canais HEW com larguras de banda de canal HEW. Nessas modalidades, a estação principal 102 pode também ser disposta de modo a comunicar com cada dispositivo HEW escalonado 104 em um dos canais HEW 214 dentro dos recursos de canal indicados (isto é, um subespaço indicado 210) durante o período de controle HEW 208.
[0019] Nessas modalidades, os recursos de canal que estão indicados podem compreender a largura de banda de frequência e as informações de intervalo de tempo. Cada subespaço 210 pode ser definido por uma banda de frequência particular dentro de uma ou mais larguras de banda de canal de legado (por exemplo, 20 MHz) e ser definido como símbolos OFDM ou intervalos de tempo particulares.
[0020] A FIG. 2 mostra um exemplo de uma alocação HEW OFDMA utilizando canais HEW com 10 MHz de largura de banda de canal mínima. Nessas modalidades exemplificativas, há um total de dezesseis dispositivos compatíveis HEW que são alocados com recursos de canal dentro de um dos subespaços 210. As modalidades descritas em mais detalhe abaixo incluem outras alocações de canais de largura de banda mínima.
[0021] Em algumas modalidades, a estação principal 102 pode ser disposta para transmitir quadros HEW para as estações HEW 104 durante o período de controle HEW 208. Em outras modalidades, a estação principal 102 pode ser disposta de modo a receber quadros HEW a partir das estações HEW 104 durante o período de controle HEW 208. Em algumas modalidades, a estação principal 102 pode ser disposta para transmitir quadros HEW para as estações HEW 104 durante um período de controle HEW inicial e receber quadros HEW das estações HEW 104 durante um período de controle HEW subsequente. Em algumas modalidades, a estação principal 102 pode ser disposta para transmitir quadros HEW para as estações HEW 104 e receber quadros HEW das estações HEW 104 durante o mesmo período de controle HEW 208.
[0022] No exemplo ilustrado na FIG. 2, dispositivos de legado 106 (FIG. 1) são ilustrados como comunicando em canais de legado de 20 MHz fora do período de controle HEW 208 (isto é, durante os períodos 202 e 226), a largura de banda do canal de legado de banda larga 212 é ilustrada como uma largura de banda de 80 MHz compreendendo quatro canais de legado de 20 MHz. Os canais HEW são ilustrados como estando alinhados com um ou mais canais de legado de 20 MHz. Nessas modalidades, as transmissões em qualquer um dos canais HEW são configuradas para ter tempos símbolo alinhados dentro de cada canal de legado. Consequentemente, quando um dispositivo de legado 106 detecta transmissões em um canal de legado usando uma técnica de detecção de sinal, as transmissões aparecerão como uma transmissão de legado que faz com que um dispositivo de legado 106 adie a transmissão. Essas modalidades são discutidas em mais detalhe abaixo.
[0023] A FIG. 3 ilustra o espaço tempo-frequência durante o qual as comunicações de rede HEW podem ter lugar de acordo com algumas modalidades alternativas. A estação principal 102 (FIG. 1) pode ser disposta de modo a disputar por um meio sem fios durante um período de contenção 204 para receber o controle exclusivo do meio por um período de controle HEW 308. A estação principal 102 pode também ser disposta de modo a transmitir uma transmissão de controle e escalonamento HEW 306 no início do período de controle HEW 308 e após o período de contenção 204. Os recursos de canal indicados na transmissão de controle e escalonamento HEW 306 compreendem subespaços 310 dentro de uma largura de banda de canal de legado de banda larga 312. Os subespaços 310 podem compreender recursos tempo-frequência para canais HEW com larguras de banda de canal HEW.
[0024] No exemplo ilustrado na FIG. 3, o canal de legado de banda larga 312 pode compreender quatro canais de legado de 20 MHz 314. Alguns dos canais HEW podem ser mais estreitos em largura de banda (isto é, 10 MHz) do que um canal de legado 314. Alguns dos canais HEW podem ser mais largos em largura de banda (isto é, 40 MHz) do que um canal de legado 314. Nessas modalidades, as transmissões de cada um dos canais HEW são configuradas para ter tempos símbolo alinhados dentro de um canal de legado associado 314. Consequentemente, quando um dispositivo de legado 106 detecta transmissões em um canal de legado 314 utilizando uma técnica de detecção de sinal, as transmissões aparecerão como uma transmissão de legado fazendo com que um dispositivo de legado 106 adie sua transmissão.
[0025] Nessas modalidades, os canais HEW dentro de uma largura de banda de canal de legado particular 314 também podem ser dispostos de modo a ter características de forma de onda substancialmente idênticas a um canal de legado de 20 MHz para permitir a detecção de sinal semissincronizado por um dispositivo de legado 106 para fazer com que um dispositivo de legado 106 adie a transmissão. Nessas modalidades, uma combinação de canais HEW, que podem, em conjunto ter uma largura de banda de um canal de legado, pode ser disposta de modo a aparecer como um canal de legado para um dispositivo de legado. Por exemplo, dois canais HEW de 10 MHz estão dispostos para aparecer como um único canal de legado de 20 MHz 314 uma vez que seus tempos símbolo podem ser alinhados.
[0026] De acordo com modalidades, os tempos símbolo de transmissão dos canais HEW podem ser alinhados para dentro de uma fracção de um intervalo de guarda para cada canal de legado de 20 MHz 314. Em algumas modalidades, para além de terem seus tempos símbolo alinhados, as formas de onda transmitidas nos canais HEW com cada largura de banda de canal de legado podem também ser configuradas para ter o mesmo espaçamento de subportadora e a mesma estrutura de pacotes, incluindo o tempo de guarda, que uma forma de onda de legado que seria transmitida em um canal de legado 314. Isso pode permitir que as comunicações com dispositivos HEW 104 coexistam com as comunicações de dispositivos de legado 106.
[0027] Em algumas modalidades, as larguras de banda de canal HEW podem compreender um mínimo de uma ou mais das subporções de 10 MHz, 5 MHz, 2,5 MHz, e/ou 1 MHz de uma largura de banda de canal de legado de 20 MHz para definir respectivamente canais HEW de 10 MHz, 5 MHz, 2,5 MHz e 1 MHz. As transmissões em canais HEW de 10 MHz, 5 MHz, 2,5 MHz e 1 MHz também podem ser configuradas para ter tempos símbolo alinhados dentro de cada canal de legado de 20 MHz 314.
[0028] Em algumas modalidades, as formas de onda geradas pelos dispositivos HEW 104 podem ser dispostas de modo a aparecer como uma transmissão de largura de banda de legado. Nessas modalidades, a detecção do sinal de um número de canais HEW com uma largura de banda de canal de legado por um dispositivo de legado 106 faz com que o dispositivo de legado interprete o número dos canais HEW como um canal de legado ocupado e, por conseguinte, retarde a transmissão e assegure a coexistência.
[0029] De acordo com algumas outras modalidades, as larguras de banda de canal HEW podem também compreender larguras de banda de um ou mais de 40 MHz, 80 MHz, 160 MHz e 320 MHz para definir canais HEW de 40 MHz, 80 MHz, 160 MHz e 320 MHz, respectivamente. Nessas modalidades, uma vez que os canais HEW são mais largos do que um canal de legado de 20 MHz, os seus tempos símbolo já podem ser alinhados (dentro de uma largura de banda de 20 MHz de um canal de legado) permitindo que esses canais HEW mais largos sejam detectados por um dispositivo de legado, uma vez que os canais HEW têm o mesmo espaçamento de subportadora e estrutura de pacotes, incluindo o tempo de guarda, como uma forma de onda de legado.
[0030] Em algumas modalidades, os canais HEW podem também utilizar larguras de banda de canal de 20 MHz (por exemplo, tal como ilustrado na FIG. 2). Da mesma forma, um canal HEW de 20 MHz seria capaz de ser detectado por um dispositivo de legado, uma vez que os tempos símbolo seriam alinhados dentro de uma largura de banda de 20 MHz.
[0031] De acordo com algumas modalidades, o período de controle HEW 208/308 pode compreender um espaço tempo-frequência dentro da largura de banda de legado IEEE 802.11 212/312 providenciada para comunicações OFDMA. Em algumas modalidades, o período de controle HEW 208/308 pode ser uma oportunidade de transmissão (TXOP) adquirida pela estação principal 102. Nessas modalidades, os dispositivos HEW 104 são atribuídos ou alocados com recursos tempo- frequência para comunicar, durante o período de controle HEW 208/308 de acordo com uma técnica de acesso múltiplo (por exemplo, OFDMA) e os dispositivos HEW 104 não precisam de disputar pelo canal, como acontece com comunicações convencionais à base de contenção IEEE 802.11.
[0032] De acordo com algumas modalidades, a largura de banda de canal de legado de banda larga 212/312 compreende, pelo menos, dois ou mais blocos de largura de banda de 20 MHz adjacentes, que definem um ou mais canais de 20 MHz, um ou mais canais de 40 MHz, um ou mais canais de 80 MHz ou um ou mais canais de 160 MHz. A estação principal 102 pode ser disposta para disputar pela largura de banda do canal de legado de banda larga 212/312 compreendendo pelo menos dois ou mais blocos de largura de banda de 20 MHz adjacentes e de preferência quatro blocos de largura de banda de 20 MHz. A transmissão de controle e escalonamento HEW 206 pode ser transmitida pela estação principal 102 em, pelo menos, dois ou mais blocos de largura de banda de 20 MHz adjacentes compreendendo a largura de banda de canal de legado de banda larga 212.
[0033] Nessas modalidades, um canal convencional de legado pode ser um canal de 20 MHz e os canais de legado de banda larga podem incluir canais de 40 MHz, 80 MHz e um canal de 160 MHz (isto é, de acordo com a IEEE 802.11ac). No exemplo ilustrado na FIG. 2, a transmissão de controle e escalonamento HEW 206 é transmitida através de uma largura de banda de 80 MHz, compreendendo quatro canais de 20 MHz e o período de controle HEW 208 tem uma largura de banda de 80 MHz. No exemplo ilustrado na FIG. 3, a transmissão de controle e escalonamento 306 é também transmitida através de uma largura de banda de 80 MHz, compreendendo quatro canais de legado de 20 MHz e o período de controle HEW 308 tem também uma largura de banda de 80 MHz. Em outras modalidades, a transmissão de controle e escalonamento HEW 206/306 pode ser transmitida através de larguras de banda de 40, 60, 80, 160 ou 320 MHz e o período de controle HEW 208/308 pode ter larguras de banda correspondentes de 40, 60, 80, 160 ou 320 MHz. Em algumas modalidades, a transmissão de controle e escalonamento HEW 206/306 pode ser transmitida através de uma largura de banda de 20 MHz e o período de controle HEW 208/308 pode ter uma largura de banda correspondente de 20 MHz.
[0034] De acordo com algumas modalidades, a estação principal 102 pode disputar com um ou mais dispositivos de legado 106 pelo controle do meio. Os dispositivos HEW 104 podem se abster de disputar pelo meio (por exemplo, quando operam em modo HEW e/ou porque são dispositivos HEW) e esperam por uma transmissão de controle e escalonamento HEW 206/306 pela estação principal 102. Os dispositivos de legado 104 podem abster-se de disputar pelo acesso ao canal durante o período de controle HEW 208/308 (ou seja, uma vez que os dispositivos de legado 106 podem detectar transmissões HEW).
[0035] Em algumas modalidades, após o período de controle HEW 208, a estação principal 102 pode disputar pelo acesso ao meio sem fios durante um período subsequente de contenção 224/324 de acordo com uma técnica de prevenção de colisão ou detecção de colisão. Em algumas modalidades, a estação principal 102, bem como estações de legado 106, podem disputar o acesso de canal (durante os períodos de contenção 204/304 e 224/324), de acordo com um protocolo de acesso múltiplo de detecção de portadora com prevenção de colisão (CSMA/CA) (com a técnica opcional RTS/CTS) ou um protocolo de acesso múltiplo de detecção de portadora com detecção de colisão (CSMA/CD).
[0036] A FIG. 4 é uma tabela que ilustra os parâmetros de comunicações HEW de acordo com algumas modalidades. A Tabela 400 ilustra exemplos de parâmetros para os canais HEW de várias larguras de banda, de acordo com algumas modalidades. A Tabela 400 mostra os parâmetros para os canais HEW de larguras de banda de 80 MHz, larguras de banda de 40 MHz, larguras de banda de 20 MHz, larguras de banda de 10 MHz, larguras de banda de 5 MHz, larguras de banda de 2,5 MHz e larguras de banda de 1 MHz. Para cada largura de banda HEW 402, a tabela 400 inclui um tempo de transformada de Fourier discreta (TDFT) 404, um tempo de intervalo de guarda (TGI) 406, tempo símbolo (TSYM) 408, o número de subportadoras (NT) 410, o número de subportadoras de dados (ND) 412, o número de subportadoras piloto (NP), e o número de subportadoras atribuídas para guarda (NG) 416. Outros parâmetros podem também ser utilizados para canais HEW. Os canais HEW de 160 e 320 também podem ser incluídos. Nessas modalidades, a temporização símbolo e o espaçamento de subportadora dos canais HEW permitem que os canais HEW apareçam como um canal de legado dentro de cada largura de banda de canal de legado de 20 MHz.
[0037] Por exemplo, NT = 32 é selecionado para a forma de onda de 10 MHz, a fim de manter o mesmo espaçamento de subportadora que os sistemas de legado IEEE 802.11a/g/n/ac e, portanto, manter a mesma temporização símbolo. Para a forma de onda de 5 MHz um valor de NT = 16 pode ser selecionado para proporcionar o mesmo espaçamento de subportadora e, por conseguinte, a temporização símbolo como os sistemas de legado.
[0038] A FIG. 5 ilustra um dispositivo HEW de acordo com algumas modalidades. O dispositivo HEW 500 pode ser um dispositivo compatível com HEW que pode ser disposto de modo a comunicar com um ou mais outros dispositivos HEW, tais como dispositivos HEW, bem como comunicar com dispositivos de legado. O dispositivo HEW 500 pode ser adequado para operar como estação principal 102 (FIG. 1) ou um dispositivo HEW 104 (FIG. 1). De acordo com modalidades, o dispositivo HEW 500 pode incluir, entre outras coisas, a camada física (PHY) 502 e a camada de controle de acesso ao meio (MAC) 504. A PHY 502 e MAC 504 podem ser camadas compatíveis com HEW e podem também ser compatíveis com uma ou mais normas de legado IEEE 802.11. A PHY 502 pode ser disposta de modo a transmitir quadros HEW dentro de canais HEW de acordo com os parâmetros da Tabela 400 (FIG. 4).
[0039] De acordo com algumas modalidades, a MAC 504 pode ser disposta de modo a disputar por um meio sem fios durante um período de contenção para receber o controle do meio durante um período de controle HEW, e a PHY 102 pode ser disposta para transmitir uma transmissão de controle e escalonamento HEW no início do período de controle HEW como discutido acima.
[0040] Em algumas modalidades, a estação principal 102 pode alocar recursos para dispositivos HEW 104 para uso durante o período de controle HEW com base em critérios que incluem um ou mais requisitos de SNR, configuração, rendimento, quantidade de dados a enviar, critério de equidade e de qualidade de serviço. A estação principal 102 pode determinar se as estações são dispositivos HEW 104 ou dispositivos de legado 106 no momento da associação com a estação principal 102 através de uma troca de capacidades. Em algumas modalidades, a estação principal 102 pode notificar os dispositivos HEW 104 que o período de Controle 208 é para ser utilizado para comunicações de acordo com uma técnica de acesso múltiplo. Em algumas modalidades, a estação principal 102 pode usar o Período de Controle 208 quando há congestionamento e comunicar em conformidade com técnicas convencionais de Wi-Fi (por exemplo, CSMA/CA) de outra forma. Em algumas modalidades, o mapeamento de um sinal de controle pode ser executado no início da transmissão para listar dispositivos a comunicar durante o Período de Controle 208, embora o escopo das modalidades não esteja limitado a esse respeito.
[0041] Em algumas modalidades, o dispositivo HEW 500 pode ser configurado para comunicar usando sinais de comunicação OFDM ao longo de um canal de comunicação de múltiplas portadoras. Em algumas modalidades, o dispositivo HEW 500 pode ser configurado para receber sinais de acordo com normas específicas de comunicação, tais como as normas do Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), incluindo a IEEE 802.11-2012 e/ou 802.11 n-2009 e/ou especificações propostas para WLANs incluindo as normas propostas HEW, embora o escopo da invenção não se limite a esse respeito uma vez que também podem ser adequadas para transmitir e/ou receber comunicações de acordo com outras técnicas e normas. Em algumas outras modalidades, o dispositivo HEW 500 pode ser configurado para receber sinais que foram transmitidos através de uma ou mais outras técnicas de modulação, tais como a modulação de espectro de dispersão (por exemplo, o acesso múltiplo por divisão de código de sequência direta (DS-CDMA) e/ou acesso múltiplo por divisão de código de variação de frequência (FH-CDMA)), modulação por multiplexação por divisão de tempo (TDM) e/ou modulação por multiplexação por divisão de frequência (FDM), embora o escopo das modalidades não esteja limitado a esse respeito.
[0042] Em algumas modalidades, o dispositivo HEW 500 pode ser parte de um dispositivo de comunicação sem fios portátil, tal como um assistente digital pessoal (PDA), um computador de colo ou um computador portátil com capacidade de comunicação sem fios, um tablet Web, um telefone sem fios ou smartphone, um fone de ouvidos sem fio, um pager, um dispositivo de mensagens instantâneas, uma câmera digital, um ponto de acesso, uma televisão, um dispositivo médico (por exemplo, um monitor de frequência cardíaca, um monitor de pressão arterial, etc.), ou outro dispositivo que possa receber e/ou transmitir informações sem fios. Em algumas modalidades, o dispositivo HEW 500 pode incluir um ou mais de um teclado, um monitor, uma porta de memória não-volátil, múltiplas antenas, um processador de gráficos, um processador de aplicativos, alto-falantes, e outros elementos de dispositivos móveis. O monitor pode ser um ecrã de LCD, incluindo um ecrã tátil.
[0043] As antenas podem compreender uma ou mais antenas direcionais ou omnidirecionais, incluindo, por exemplo, antenas dípolo, antenas monopolo, antenas patch, antenas de quadro, antenas de microfita ou outros tipos de antenas adequadas para a transmissão de sinais de RF. Em algumas modalidades de múltiplas-entradas múltiplas- saídas (MIMO), as antenas podem ser eficazmente separadas para tirar vantagem da diversidade espacial e das diferentes características de canais que podem resultar entre cada uma das antenas e as antenas de uma estação transmissora.
[0044] Embora o dispositivo HEW 500 esteja ilustrado como tendo vários elementos funcionais separados, um ou mais dos elementos funcionais podem ser combinados e podem ser implementados através de combinações de elementos configurados por software, tais como elementos de processamento, incluindo os processadores de sinais digitais (DSPs), e/ou outros elementos de hardware. Por exemplo, alguns elementos podem compreender um ou mais microprocessadores, DSPs, redes de portas lógicas programáveis (FPGAs), circuitos integrados específicos de aplicativos (ASICs), circuitos integrados de radiofrequência (RFICs) e combinações de vários circuitos de hardware e lógica para a realização de pelo menos as funções aqui descritas. Em algumas modalidades, os elementos funcionais do dispositivo HEW 500 podem se referir a um ou mais processos que operam em um ou mais elementos de processamento.
[0045] As modalidades podem ser implementadas em um ou em uma combinação de hardware, firmware e software. As modalidades podem também ser implementadas como instruções armazenadas em um dispositivo de armazenamento de leitura por computador, que pode ser lido e executado por pelo menos um processador para executar as operações aqui descritas. Um dispositivo de armazenamento de leitura por computador pode incluir qualquer mecanismo não transitório para armazenar a informação em uma forma legível por máquina (por exemplo, um computador). Por exemplo, um dispositivo de armazenamento legível por computador pode incluir meios de memória só de leitura (ROM), memória de acesso aleatório (RAM), meios de armazenamento em disco magnético, meios de armazenamento ópticos, dispositivos de memória flash e outros dispositivos e mídias de armazenamento. Algumas modalidades podem incluir um ou mais processadores e podem ser configuradas com instruções armazenadas em um dispositivo de armazenamento de leitura por computador.
[0046] Em algumas modalidades, um caso de uso primário em HEW são implantações de densidade com diversos dispositivos que tentam acessar o meio com taxas de dados moderadas, portanto, métodos para permitir mais ou menos dispositivos de acesso simultâneo são necessários. A especificação atual IEEE 802.11ac permite até 160 MHz de largura de banda com 8 fluxos MIMO simultâneos. O foco para HEW é usar esse tubo largo (banda larga) para fornecer acesso a muitos dispositivos. Algumas das modalidades aqui descritas, criam uma estrutura de OFDMA como uma extensão a IEEE 802.11ac como parte do grupo de estudo HEW IEEE 802.11. Essas modalidades tentam reutilizar pelo menos alguma da funcionalidade básica de camada física descrita nas versões anteriores das normas para Wi-Fi IEEE 802.11. Em algumas modalidades, grandes larguras de banda podem ser alocadas para o controlador principal 102, que pode, então, atribuir subespaços 210/310 de largura de banda para dispositivos HEW 104. Em algumas modalidades, pelo menos, 80 MHz são utilizados. Essa largura de banda maior pode ser usada pelo controlador principal 102 ao longo de um período controlado de tempo para alocar (escalonar) larguras de banda menores a dispositivos HEW 104. Isso pode dar à estação principal o controle para escalonar os dispositivos sobre frequência e tempo. Em algumas modalidades, várias alocações de tamanho mínimo de largura de banda (por exemplo, 1, 2,5, 5, 10 e 20 MHz) são fornecidas. A alocação de largura de banda pode ser feita de uma forma que também permite que seja compatível com dispositivos IEEE 802.11ac em que a forma de onda para as sub-bandas propostas permitirá a detecção CCA no meio do Período de Controle 208. Essa abordagem permite que tanto os dispositivos HEW como os de legados, se ficarem ativos no meio da transmissão, realizem uma detecção de intervalo de guarda.
[0047] De acordo com modalidades, a nova técnica OFDMA que é aqui descrita, pode melhorar a eficiência global do sistema. Além disso, as modalidades proporcionam a coexistência com dispositivos de legado e HEW permitindo que um sistema HEW seja eficiente quando os dispositivos de legado estão no canal. Os dispositivos de legado são susceptíveis de serem implantados por muitos anos vindouros. Em algumas modalidades, uma estrutura de OFDMA é sobreposta sobre o atual sistema de Wi-Fi.
[0048] Em algumas modalidades, um grupo de dispositivos compatíveis com HEW pode operar ao longo de um canal de banda larga. Para fornecer compatibilidade com versões anteriores, os canais de banda larga serão de 40, 80, 160 ou 320 MHz. No caso de 160 MHz e 320 MHz, a alocação pode ser contígua ou não contígua.
[0049] Algumas modalidades são compatíveis com versões anteriores para a coexistência com dispositivos de legado e para reutilizar em grande medida o hardware dos sistemas de legado. Em algumas modalidades, a estação principal 102 pode usar qualquer um de 40/80 ou 160 MHz como a largura de banda de controle para escalonar os usuários. Larguras de banda superiores (por exemplo, 320 MHz) também podem ser utilizadas. Nas modalidades ilustradas na FIG. 2, os usuários são alocados em blocos de 20 MHz até e inclusive a largura de banda máxima sob controle da estação principal 102. A FIG. 2 mostra um cenário com a estação principal 102 a controlar 80 MHz de largura de banda. A figura mostra uma captura instantânea no tempo de uma possível alocação onde um total de nove dispositivos HEW partilha a largura de banda ao longo do período de controle HEW 208. Como pode ser visto na FIG. 2, a estação principal HEW 102 envia uma transmissão de controle e de escalonamento 206 que tem, no mínimo, um escalonamento para cada um dos dispositivos HEW 104 receber e, em seguida, saber que frequência e intervalo de tempo serão utilizados para esse dispositivo. Os dispositivos de legado estão usando o meio antes e depois do período de controle HEW 208. A estação principal HEW é responsável por disputar pelo meio com os dispositivos de legado. Os outros dispositivos HEW esperam que a transmissão de controle e escalonamento principal HEW e, portanto, não disputam pelo meio. Isso não significa que um dispositivo HEW tenha que fazer parte de uma transmissão HEW OFDMA; ele também poderia disputar pelo meio como um dispositivo de legado e agir como um dispositivo de legado. A abordagem aqui não limita essa possibilidade. Quantos mais dispositivos HEW utilizarem o período de controle HEW, melhor será a eficácia global do sistema.
[0050] Embora as modalidades ilustradas na FIG. 2 tragam benefícios para o Wi-Fi em implementações densas, é possível levar isso um nível mais à frente. Em outras modalidades ilustradas na FIG. 3, larguras de banda menores são usadas para subdividir o espaço Tempo/Frequência. Além disso, a abordagem permite a coexistência com dispositivos de legado. Nessas modalidades, várias larguras de banda novas são concebidas para dispositivos compatíveis com HEW. A FIG. 3 ilustra larguras de banda de 5 e 10 MHz. Nessas modalidades, uma forma de onda é gerada que parece ser um sinal Wi-Fi tradicional de uma maior largura de banda para os sistemas de legado. Por exemplo, a largura de banda é dividida em sinais de largura de banda de 10 MHz, mas quando um dispositivo de legado tenta fazer uma detecção de um semipacote ao longo de 20 MHz, o sinal composto fará parecer que um outro dispositivo de legado está transmitindo e, portanto, o dispositivo irá adiar adequadamente. O mesmo seria válido para os sinais de largura de banda de 5 MHz também. Um grupo de sinais de 5 MHz aparece como uma transmissão de 20 MHz para um dispositivo de legado e ele adia adequadamente. Essas modalidades permitem que um sistema HEW tenha muitos mais usuários partilhando o meio, e ao mesmo tempo proporciona proteção para esses dispositivos quando os dispositivos de legado também estão operando. Podem também ser usadas larguras de banda menores.
[0051] Nessas modalidades, a forma de onda de largura de banda menor é concebida para ter as mesmas características de forma de onda que os sistemas de legado (por exemplo, o mesmo tempo símbolo e, assim, o espaçamento de subportadora). Além disso, a estrutura de pacotes pode ser a mesma que a dos sistemas de legado, incluindo os tempos de guarda. Para alcançar esse objetivo, formas de onda de 5 e 10 MHz teriam um espaçamento de subportadora de 312,5 kHz, o que equivale a um total de 16 e 32 subportadoras, respectivamente. Atingir isso junto com ter o mesmo tempo símbolo (tempo GI também), permite que os dispositivos de legado detectem o sinal composto. Por exemplo, se assumirmos que um dispositivo de legado fica ativo no meio de uma transmissão HEW OFDMA, e tenta detectar um sinal em um bloco de 20 MHz, ele verá duas transmissões HEW de 10 MHz. Para esse exemplo, vamos supor um caso simples de um período de controle HEW utilizando 40 MHz. Para os 40 MHz, há 4 usuários, cada um com 10 MHz de largura de banda. Suponhamos que a transmissão é proveniente da estação principal para os clientes. No meio dessa transmissão, o legado ativa e faz uma detecção GI nos primeiros 20 MHz. Isso consistirá de dois do sinal de 10 MHz, que são alinhados no tempo, tendo a mesma temporização símbolo OFDM e comprimento GI. Assim, o compósito de 20 MHz aparece como um único dispositivo de 20 MHz a partir de uma perspectiva de detecção GI. Por conseguinte, essa abordagem alcança a coexistência de legado. Isso proporciona uma configuração robusta OFDMA no sistema Wi-Fi, onde existem sistemas de legado e permite que esses dispositivos se detectem no meio da troca OFDMA. Esse nível de detecção pode ser muito menor do que o nível de detecção de energia que seria utilizado se não fossem capazes de detectar o sinal composto. Sem isso, utilizando limiar de detecção de energia mais elevado, haveria muitas colisões com a transmissão OFDMA, o que iria degradar muito os benefícios de eficiência.
[0052] A FIG. 6 é um procedimento 600 para comunicar com uma pluralidade de dispositivos HEW realizada por uma estação principal, de acordo com algumas modalidades. O procedimento 600 pode ser realizado por um dispositivo HEW, tal como o dispositivo HEW 500 (FIG. 5).
[0053] A operação 602 compreende a disputa por um meio sem fios durante um período de contenção para receber o controle do meio para um período de controle HEW.
[0054] A operação 604 compreende a transmissão de uma transmissão de controle e escalonamento HEW no início do período de controle HEW. A transmissão de controle e escalonamento HEW pode incluir pelo menos um escalonamento indicando recursos de canal para comunicações com os dispositivos HEW durante o período de controle HEW de acordo com uma técnica de acesso múltiplo à base de não- contenção.
[0055] A operação 606 compreende a configuração de transmissões em canais HEW durante o período de controle HEW para ter tempos símbolo alinhados dentro de canais de legado.
[0056] O Resumo é fornecido para cumprir com o disposto em 37 C.F.R. Artigo 1.72 (b) que exige um resumo que permita ao leitor verificar a natureza e essência da revelação técnica. É apresentado com o entendimento de que não será utilizado para limitar ou interpretar o escopo ou significado das reivindicações. As seguintes reivindicações são incorporadas na descrição pormenorizada, em que cada reivindicação se representa a si própria como uma modalidade em separado.

Claims (20)

1. Aparelho configurado para se comunicar com uma pluralidade de dispositivos de alta eficiência (HE), o aparelho caracterizado pelo fato de que compreende: circuitos de memória e processamento configurados para: gerar um quadro de controle a ser transmitido para uma pluralidade de estações (STAs), o quadro de controle para disparar uma resposta dentro de uma oportunidade de transmissão (TXOP), o quadro de controle para identificar estações (STAs) para a transmissão de unidades de dados de múltiplos usuários de ligação ascendente dentro da TXOP e para alocar recursos para a transmissão de unidades de dados de múltiplos usuários de ligação ascendente, dentro da TXOP, por cada uma das STAs identificadas; e processar, de acordo com uma dentre as técnicas de múltiplas-entradas e múltiplas-saídas de múltiplos usuários (MU-MIMO) ou de acesso múltiplo por divisão de frequência ortogonal (OFDMA), dentro da TXOP, uma ou mais das unidades de dados de múltiplos usuários de ligação ascendente a partir de pelo menos algumas das STAs identificadas.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o quadro de controle é um quadro de múltiplos usuários de ligação descendente e compreende um campo de sinal de alta eficiência (HE) (HE-SIG) para alocar unidades de recursos para cada uma das STAs identificadas.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o HE-SIG é configurável para transmissão em uma ou mais dentre uma pluralidade de sub-bandas de 20 MHz de um subcanal de 40 MHz, um canal de 80 MHz, ou um subcanal de 160 MHz.
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os recursos alocados compreendem atribuições de unidades de recursos de menos de 20 MHz para transmissões OFDMA de ligação ascendente, dentro de uma ou mais de uma largura de banda de 20 MHz, uma largura de banda de 40 MHz, uma largura de banda de 80 MHz, e uma largura de banda de 160 MHz.
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o quadro de controle compreende: um preâmbulo de legado duplicado em cada uma das subbandas de 20 MHz, o preâmbulo de legado compreendendo um ou mais campos de formação de legado e um campo de sinal de legado; e um campo de formação longo HE (HE-LTF) que é ortogonal para diferentes fluxos de espaço-tempo.
6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aparelho é ainda configurado para obter a TXOP antes da transmissão do quadro de controle, em que o quadro de controle é configurado para ser transmitido dentro da TXOP atual, e em que a uma ou mais unidades de dados de múltiplos usuários de ligação ascendente são recebidas dentro da TXOP a partir das STAs nos recursos alocados em resposta ao quadro de controle.
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o aparelho é configurado para concorrer por um meio sem fios durante um período de contenção (204) para receber o controle do meio por um período de controle, o período de controle estando dentro da TXOP.
8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o aparelho é configurado para receber as unidades de dados de múltiplos usuários de ligação ascendente dentro de um espaço tempo-frequência adequado a comunicações OFDMA dentro da TXOP.
9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as atribuições de unidades de recurso de menos de 20 MHz para transmissões OFDMA de ligação ascendente compreendem larguras de banda de canal HE de uma ou mais subpartes dentre 10 MHz, 5 MHz, 2,5 MHz, e 1 MHz de uma largura de banda de 20 MHz.
10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o quadro de controle é configurado para disparar uma troca de quadros dentro da TXOP, o quadro de controle fazendo parte da troca de quadros, e em que o quadro de controle é configurável para identificar STAs para a recepção de unidades de dados de múltiplos usuários de ligação descendente dentro da TXOP.
11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o quadro de controle é uma unidade de dados de protocolo de controle de acesso ao meio (MAC) de múltiplos usuários (MU) de ligação descendente (DL) (DL MU MPDU), e em que as unidades de dados de múltiplos usuários de ligação ascendente recebidas de pelo menos algumas das STAs identificadas compreendem MU MPDUs de ligação ascendente (UL) (UL MU MPDUs).
12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o quadro de controle é um quadro de disparo que aloca recursos para a transmissão de acesso aleatório das UL MU MPDUs dentro da TXOP por cada uma das STAs identificadas.
13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aparelho é configurado para fazer parte de um ponto de acesso, e em que o aparelho ainda compreende circuitos emissor- receptor para transmitir o quadro de controle dentro da TXOP e para receber as unidades de dados de múltiplos usuários de ligação ascendente dentro da TXOP.
14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que ainda compreende duas ou mais antenas acopladas aos circuitos de transmissão-recepção.
15. Meio de armazenamento não transitório legível por computador caracterizado pelo fato de que armazena instruções para a execução por um ou mais processadores para executar operações para: gerar um quadro de controle a ser transmitido para uma pluralidade de estações (STAs), o quadro de controle para disparar uma resposta dentro de uma oportunidade de transmissão (TXOP), o quadro de controle para identificar estações (STAs) para a transmissão de unidades de dados de múltiplos usuários de ligação ascendente dentro da TXOP e para alocar recursos para a transmissão das unidades de dados de múltiplos usuários de ligação ascendente, dentro da TXOP, por cada uma das STAs identificadas; e processar, de acordo com uma das técnicas de múltiplas- entradas e múltiplas-saídas de múltiplos usuários (MU-MIMO) ou de acesso múltiplo por divisão de frequência ortogonal (OFDMA), dentro da TXOP, uma ou mais das unidades de dados de múltiplos usuários de ligação ascendente a partir de pelo menos algumas das STAs identificadas.
16. Meio de armazenamento não transitório legível por computador, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o quadro de controle é um quadro de múltiplos usuários de ligação descendente e compreende um campo de sinal de alta eficiência (HE) (HE-SIG) para alocar unidades de recursos para cada uma das STAs identificadas.
17. Meio de armazenamento não transitório legível por computador, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o HE-SIG é configurável para a transmissão em uma ou mais de uma pluralidade de sub-bandas de 20 MHz de um subcanal de 40 MHz, um canal de 80 MHz, ou um subcanal de 160 MHz.
18. Meio de armazenamento não transitório legível por computador, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que os recursos alocados compreendem atribuições de unidades de recursos com menos de 20 MHz para transmissões OFDMA de ligação ascendente, dentro de uma ou mais dentre uma largura de banda de 20 MHz, uma largura de banda de 40 MHz, uma largura de banda de 80 MHz, e uma largura de banda de 160 MHz.
19. Método realizado por um ou mais processadores, o método caracterizado pelo fato de que compreende: gerar um quadro de controle a ser transmitido para uma pluralidade de estações (STAs), o quadro de controle para disparar uma resposta dentro de uma oportunidade de transmissão (TXOP), o quadro de controle para identificar estações (STAs) para a transmissão de unidades de dados de múltiplos usuários de ligação ascendente dentro da TXOP e para alocar recursos para transmissão das unidades de dados de múltiplos usuários de ligação ascendente, dentro da TXOP, por cada uma das STAs identificadas; e processar, de acordo com uma das técnicas de múltiplas- entradas e múltiplas-saídas de múltiplos usuários (MU-MIMO) ou de acesso múltiplo por divisão de frequência ortogonal (OFDMA), dentro da TXOP, uma ou mais das unidades de dados de múltiplos usuários de ligação ascendente a partir de pelo menos algumas das STAs identificadas.
20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o quadro de controle é um quadro de múltiplos usuários de ligação descendente e compreende um campo de sinal de alta eficiência (HE) (HE-SIG) para alocar unidades de recursos para cada uma das STAs identificadas, em que o HE-SIG é configurável para transmissão de uma ou mais dentre uma pluralidade de sub-bandas de 20 MHz de um subcanal de 40 MHz, um canal de 80 MHz, ou um subcanal de 160 MHz, e em que o quadro de controle compreende: um preâmbulo de legado duplicado em cada uma das subbandas de 20 MHz, o preâmbulo de legado compreendendo um ou mais campos de formação de legado e um campo de sinal de legado; e um campo de formação longo HE (HE-LTF), que é ortogonal para diferentes fluxos de espaço-tempo.
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