CN105659550A - 主站以及用于使用移动导频的高效率wi-fi(hew)通信的方法 - Google Patents

主站以及用于使用移动导频的高效率wi-fi(hew)通信的方法 Download PDF

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Abstract

本文中通常描述了主站以及使用移动导频的高效率Wi-Fi(HEW)通信方法的实施例。在一些实施中，主站设置成用于与多个HEW进行通信，并且可以经配置在HEW控制时段的初始部分期间发送包括多设备HEW前导码的主同步传输，所述多设备HEW前导码设置成以信号传送并识别用于多个调度HEW站的数据字段。所述主站可在所述HEW控制时段期间将具有移动导频的所述数据字段发送至所述调度HEW站。所述主站也可接收具有由所述调度HEW站在所述HEW控制时段期间传输的移动导频的数据字段。所述移动导频可包括在一个或多个所述数据字段传输期间在正交频率复用(OFDM)子载波中移位的导频信号。

Description

主站以及用于使用移动导频的高效率WI-FI(HEW)通信的方法
优先权要求
本申请要求在2014年3月27日提交的美国专利申请号No.14/227,085的优先权益，其要求在2013年11月19日提交的美国临时专利申请号No.61/906,059的优先权益，其每个专利全部内容均以引用方式并入本文中。
技术领域
实施例涉及无线网络。一些实施例涉及Wi-Fi网络和根据IEEE802.11标准中的一个进行操作的网络。一些实施例涉及高效率无线或高效率Wi-Fi(HEW)通信。
背景技术
无线通信已经朝着不断增加的数据速率(例如，从IEEE802.11a/gIEEE至802.11n到IEEE802.11ac)发展。在高密度配置情形下，整体***效率可能变得比较高的数据速率更为重要。例如，在高密度热点和蜂窝卸载情形中，竞争无线媒体的许多设备可具有低至中等的数据速率要求。由于帧结构的高开销，所以用于包括传统超高吞吐量(VHT)通信的常规及传统IEEE802.11通信的帧结构可能不太适合这种高密度配置情形。
例如，这些常规通信技术的一个问题在于，发送前导码用于每个分组传输而不考虑那些设备正在通信以及它们上一次何时彼此通信的。这种高开销在高密度配置情形下特别是对于具有低至中等的数据速率要求的设备而言变得更重要。
因此，通常需要在无线网络中改善整体***的效率的设备和方法，特别是对于高密度配置情形。通常还需要适于HEW通信的设备和方法。通常还需要适于可与传统设备共存的HEW通信的设备和方法。
附图说明
图1示出根据一些实施例的高效率Wi-Fi(HEW)网络；
图2示出根据一些常规技术的若干分组传输；
图3示出根据一些实施例的HEW传输；
图4示出根据一些实施例的顺序地移位的移动导频；
图5示出根据一些实施例的非顺序地移位的移动导频；
图6示出根据一些实施例的固定导频；
图7为根据一些实施例的HEW设备的功能方框图；
图8示出根据一些实施例的使用移动导频用于HEW通信的过程。
具体实施方式
以下描述和附图充分示出具体实施例以使得本领域技术人员能够实践这些实施例。其它实施例可包括结构、逻辑、电气、过程以及其他变化。一些实施例的部分和特征可以包括在或取代其它实施例的部分和特征。在权利要求中阐述的实施例涵盖那些权利要求的所有可获得的等效体。
图1示出根据一些实施例的HEW网络。HEW网络100可包括主站(STA)102、多个HEW站104(即，HEW设备)以及多个传统站106(传统设备legacydevices)。主站102可以设置成根据一个或多个IEEE802.11标准与HEW站104和传统站106进行通信。在一些实施例中，主站102可以是接入点(AP)，但是本实施例的范围不限制于本方面。
根据实施例，主站102可包括物理层(PHY)和媒体接入控制层(MAC)电路，其可设置成竞争无线媒体(例如，在竞争时段期间)以接收用于HEW控制时段(即，传输机会(TXOP))的媒体的排他性控制。主站102可在HEW控制时段开始处发送HEW主同步传输。在HEW控制时段期间，HEW站104根据基于非竞争的多址接入技术可与主站102进行通信。这不同于常规的Wi-Fi通信，其中设备根据基于竞争的通信技术而不是非竞争的多址接入技术进行通信。在HEW控制时段期间，传统站106抑制通信。在一些实施例中，主同步传输可以称为HEW控制调度传输。
根据实施例，主同步传输可包括设置成以信号传送并识别用于多个调度HEW站104的数据字段的多设备HEW前导码。主站102可另外设置成在HEW控制时段期间，将具有移动导频(travelingpilots)的一个或多个数据字段发送(在下行链路方向上)至调度HEW站104，并且/或者从调度HEW站104中接收(在上行链路方向上)具有移动导频的一个或多个数据字段。移动导频可包括在一个或多个数据字段的传输期间在正交频率复用(OFDM)子载波中被移位的导频信号。
在这些实施例中，主站102包括在多设备HEW前导码中的训练字段以允许调度HEW站104中的每个执行初始信道估计。移动导频可以由调度HEW站104使用以更新这些初始信道估计。以下将更详细描述这些实施例。类似地，在上行链路方向上，主站102，其在来自HEW站104的现有上行链路传输上已经执行初始信道估计，可使用移动导频以在HEW控制时段期间其接收来自HEW站104的上行链路传输时更新信道估计。
根据一些实施例，HEW站104可以是经另外配置用于HEW操作的Wi-Fi或IEEE802.11配置的站(STA)。HEW站104可经配置在HEW控制时段期间根据调度正交频分多址接入(OFDMA)技术与主站102进行通信，并且可经配置接收并解码HEW帧的多设备HEW前导码。HEW站104也可经配置在HEW控制时段期间解码由主站102接收的指示数据字段。
根据一些实施例，主站102可设置成选择包括在HEW帧的多设备HEW前导码中的多个长训练字段(LTF)。HEW帧可包括用于多个数据流传输的多个链路。主站102也可顺序地发送所选择数目的LTF作为多设备HEW前导码的部分，并将多个数据字段顺序发送至多个调度HEW站104中的每个。数据字段可以是HEW帧的部分。每个数据字段可对应于链路中的一个并可包括一个或多个数据流。在一些实施例中，数据字段可以称为分组。主站102也可设置成在HEW控制时段期间在上行链路方向上从HEW站104中接收分组。
在一些实施例中，包括在多设备HEW前导码中的LTF数目的选择可以基于将要在单个链路上发送的流的最大数目。在一些实施例中，包括在多设备HEW前导码中的LTF的数目选择可以基于具有最大信道估计需要的调度HEW站104(例如，在单个链路上接收最大数目流的调度HEW站104)。在一些实施例中，包括在多设备HEW前导码中的LTF的数目选择可以基于在每个单个链路上调度HEW站104将接收的最大数目流的总和。在一些实施例中，可以预先确定包括在多设备HEW前导码中的LTF的数目。在这些实施例中，包括在多设备HEW前导码中的LTF的数目可以基于在单个链路上可以传输的流的最大数目。
在一些实施例中，主站102可设置成配置多设备HEW前导码，其包括HEW控制信号字段(HEW-CNTR-SIG)以识别并以信号传送HEW帧的数据字段中的每个。在这些实施例中，单个HEW前导码包括在HEW帧中，其不同于包括用于每个链路的前导码的常规技术。
在这些实施例中，在HEW控制时段开始处发送的HEW主同步传输可包括多设备HEW前导码。在多设备HEW前导码之后的HEW帧的数据字段在HEW控制时段内，可以由主站102在下行链路方向上传输，并且/或者在上行链路方向上由主站102接收。
图2示出根据一些常规技术的若干分组传输。图2示出用于第一链路的分组传输200A、用于第二链路的分组传输200B、用于第三链路的分组传输200C以及用于第四链路的分组传输200D。在示出的示例中，分组传输200A可以是用于多用户(MU)链路并且可包括被包括在用于不同用户的数据字段210A中的三个流(流1至流3)。分组传输200B可以是用于单个用户(SU)链路并且可包括被包括在数据字段210B中的单个流(流4)。分组传输200C可以是用于SU链路并且可包括被包括在数据字段210C中的单个流(流5)。分组传输200D可以是用于MU-MIMO链路并且可包括被包括在数据字段210D中的三个流(流6至流8)。短帧间间隔(SiFS)和/或竞争时段可以在这些分组传输之间提供(例如，分组传输200A和分组传输200B之间、分组传输200B和分组传输200C之间以及分组传输200C和分组传输200D之间)。
如图中所示出的，发送前导码202用于每个分组传输而不考虑哪个设备正在通信以及考虑它们上一次何时彼此通信。用于每个分组传输的前导码202的传输降低了***效率。VHT训练符号206可以是前导码202的部分，并且其在每个分组传输的每个数据字段之前发送，进一步降低了***效率。
根据一些实施例，主站102可使用控制分组(例如，主同步传输)，其具有用于信道估计的训练字段和单个PHY信号字段(SIG)以在调度交换开始处的一段时间内以信号传送至所有调度HEW站104。该控制传输前导码可包括训练字段，其足以使得所有调度HEW站104可以能够利用它以用于在数据字段的后续序列中的信道估计。此外，可以包括单个PYHSIG字段以降低开销，而不是具有在每个数据字段到每个调度HEW站104之前的SIG字段。这些实施例可消除重复性训练字段并可降低信号字段的信令开销。此外，这些实施例可既允许SU链路又允许MU-MIMO链路被包括作为HEW调度传输的部分。这些实施例可大大降低用于这些调度HEW交换的开销。
根据这些实施例中的一些，多设备HEW前导码可经配置包括在用于调度间隔事件期间将要涉及的所有调度HEW站104的初始控制分组中的足够训练字段以用于信道估计。此外，初始控制分组中的初始SIG字段可经配置在后续数据分组或字段中将所有PHY信令提供至其它调度HEW站104。在调度间隔期间，HEW主设备(例如，主站102)可与多个调度HEW站104进行通信。这些传输可以是SU传输或MU传输或它们的组合，并且可以是在下行链路或上行链路方向上。在这些实施例中，主站102获得对媒体的接入并且可使用调度以允许HEW站104进行通信。由于主站102可包括初始传输中的足够数目的LTF，所以调度传输中的所有HEW调度站104可实现信道估计，不需要主站102单独地向每个调度HEW站104提供训练字段。
目前还没有在一个调度时间时段内向多个设备(SU和MU)顺序发送同时为所有接收器提供一组训练字段和紧凑SIG字段的常规机制。对于高密度配置情形而言，去除或降低分组的固定部分将提高整体效率。
常规的，接入点将具有前导码的帧发送至设备中的每个以便允许设备(例如，传统站106)解调信号。不管链路是SU链路还是MU-MIMO链路等等，前导码可以基于设备配置(例如，天线数目)和传输模式诸如许多流、空间-时间分块编码(STBC)。在MU-MIMO链路的情况下，多个设备可以由一个前导码配置。根据实施例，主站102在其初始传输期间可使用足够数目的LTF以将具体调度HEW站104(或在MU-MIMO传输情况下的设备)的要求与最大需要匹配。例如，如果在HEW调度交换中存在四个链路，则第一链路可以使用MU-MIMO传输(由三个用户组成，每个用户均具有用于主站中共三个流的一个流的)、第二链路和第三链路可以是均具有一个流的SU链路，并且第四链路可以是具有三个流(例如，三个用户中每个均具有一个流)的MU-MIMO链路。在该示例中，用于链路的最大数目的流为要求多设备HEW前导码中三个LTF的三个流。由于只有一个前导码用于所有四个链路而不是一个前导码用于每个链路，所以效率提高就变得显著了。
对于调度HEW站104带来的附加效益为具有较低的传输模式并且可要求比多设备HEW前导码中所提供的更少的LTF。对于这些设备，额外的LTF可以用于改善的信道估计，从而产生用于这些链路的更稳健操作。所有设备可以意识到在来自第一HEW-SIG的该初始传输中有多少LTF，例如，其可承载该信息。此外，另一实施例可使用VHT-SIG中的N-STS(空间时间流的数目)以将多个LTF以信号发送到所有调度HEW站104。因此，初始传输，其将要由所有调度HEW站104在资源分配时间内接收，将容纳足够数目的LTF，因此信道估计可以充分进行以解调用于所有设备的所有转接模式(transitmode)。
此外，为了节省具有用于传输至每个链路的独立信号字段的开销，所有此信令可以由主站102在主同步传输中在调度传输的开始处完成。VHTSIGA可以用于SU传输并且VHTSIGA和SIGB可以用于MU-MIMO传输，但是这并不是必须的。在一些实施例中，可以在不同链路传输之间的冗余处消除若干比特。例如，可以消除对于调度传输中的所有调度HEW站104相同的比特。在一些实施例中，主站102可用相同的参数配置将相同的装置归为一组以最小化信令开销。因此，这些比特将不会在对于每个调度HEW站104中重复，从而提供额外的节省。最低程度上，可以要求仅使用循环冗赘核对(CRC)和尾部比特以及任何保留的比特中的一个。这些实施例中的一些可在传输中为每个链路节省至少16比特，以帮助提供更紧凑的HEWSIG并在每个链路传输之前消除对分离的信号字段的需求。
图3示出根据一些实施例的HEW传输。HEW帧300可包括传统前导码302、HEW前导码312以及多个数据字段310。每个数据字段310可对应于一个链路并且可包括一个或多个流。一个或多个数据字段310可包括如以下将更详细描述的移动导频。
在示出的示例中，数据字段310A可以用于MU链路并且可包括用于三个用户的三个流(流1至流3)，数据字段310B可以用于SU链路并且可包括用于单个用户的单个流(流4)，数据字段310C也可以用于SU链路并且可包括用于单个用户的单个流(流5)以及数据字段310D可以是MU链路并且可包括用于三个用户的三个流(流6至流8)。在该示例中，HEW帧300可承载与图2中示出的传输相同数目的链路和流，同时具有明显更小的开销。以下将更详细讨论这一点。
根据实施例，多个长训练字段(LTF)可以包括在多设备HEW前导码312中。其数目可以基于将要在包括于HEW框架300中的单个链路上传输的流的最大数目而选择。在这些实施例中，包括在多设备HEW前导码312中的LTF数目的选择可以基于具有最大信道估计需要的调度HEW站104，该调度HEW站可以是在单个链路上接收最大数目流的站。
在一些实施例中，主站102可配置多设备前导码312以包括在多设备HEW前导码312的LTF部分306中的所述多个LTF。主站102也可配置多设备HEW前导码312以包括紧随LTF部分306的HEW控制信号字段(HEW-CNTR-SIG)308。
在一些实施例中，主站102也可配置多设备HEW前导码312以包括在多设备HEW前导码312中的HEW短训练字段(HEW-STF)304，尽管这不是必须的。在一些可替代实施例中，主站102可配置多设备HEW前导码312而不需要HEW短训练字段。在一些实施例中，HEW-STF304是可选择的。
在一些实施例中，包括在多设备HEW前导码312中的每个LTF可包括长训练序列。该长训练序列可以重复许多次，对于包括在多设备HEW前导码312的LTF部分306中的每个LTF重复一次。
主站102也可配置HEW帧300以包括传统前导码302，该传统的签到吗位于用于向后兼容的多设备HEW前导码312之前。HEW帧300的传统前导码302可设置成由传统站106检测从而使得传统站106在HEW控制时段324期间抑制发送。
根据实施例，单个HEW前导码(即，多设备HEW前导码312)包括在用于所有链路的HEW帧300中，其不同于包括用于每个链路的前导码的常规技术。例如，如图2所示，每个链路利用分离的前导码(即，前导码202的全方位部分)和用于每个链路的分离的训练符号(即，VHT训练符号206)。
在一些实施例中，HEW帧300的初始部分(例如，传统前导码302和多设备HEW前导码312)可以是主同步传输322，其可以看作是HEW控制调度传输或者在HEW控制时段324的开始处发送的HEW控制分组。
根据一些实施例，HEW-CNTR-SIG308可以由主站102配置用于识别并以信号传送HEW帧300的每个链路。在一些实施例中，HEW-CNTR-SIG308可以经配置以指示用于每个链路(例如，调制和/或编码机制(MCS))的调制参数，识别用于每个链路的编码类型(例如，卷积或LDPC编码)，和/或识别与具体数据字段310相关联的每个链路是否为SU链路或MU链路。HEW-CNTR-SIG308也可经配置识别用于每个链路的多个空间流。在一些实施例中，HEW-CNTR-SIG308也可包括CRC和尾部比特(例如，用于清除解码器)。在一些实施例中，MU链路可以是MU-MIMO链路，但是这不是必须的。在一些实施例中，HEW-CNTR-SIG308也可包括用于通过HEW设备104进行的上行链路传输的调度信息。在其它实施例中，HEW-CNTR-SIG308也可包括用于多址接入的调度信息。
根据实施例，每个数据字段310可以与SU链路或者MU链路相关联并且每个链路可以配置以提供多个空间数据流。尽管示例HEW帧300用对应于四个链路的四个数据字段来示出，但是实施例的范围不限制于本方面。在一些实施例中，可以提供少至一个数据字段310。在其它实施例中，根据HEW控制时段324的长度可以提供达十个或更多的数据字段310。
在一些实施例中，主站102可提供HEW帧300的数据字段310之间的保护时间314，但是实施例的范围不限制于本方面。在其它实施例中，在HEW帧300的数据字段310之间不提供保护时间。在一些实施例中，保护时间314可以是SiFS，但是这不是必须的。
在一些实施例中，HEW帧300可包括可配置为多用户数据字段的单个数据字段，而不是包括多个数据字段310。在这些实施例中，多用户数据字段可以由多个调度HEW站104共享。例如，多用户数据字段可配置为具有若干空间流的MU-MIMO传输，其中每个利用相同频率的子载波。可替换地，多用户数据字段可利用分配至不同用户的不同资源(例如，OFDM子载波的不同块或资源块)。在这些实施例中，HEW-CNTR-SIG308可设置成提供用于多用户数据字段的信令。
在一些实施例中，主站102可提供包括在多设备HEW前导码312的LTF部分306中的LTF数目的指示。在一些实施例中，包括在多设备HEW前导码312的LTF部分306中的LTF数目的指示可以在传统前导码302(例如，在诸如L-SIG的传统信号字段中)中提供。在一些实施例中，包括在多设备HEW前导码312的LTF部分306中的LTF数目的指示可以在传统前导码302的VHT信号字段316(例如，VHT-SIGA1，VHT-SIGA2)中提供，尽管实施例的范围不限制于该方面。
在一些可替代实施例中，包括在多设备HEW前导码312的LTF部分306中的LTF数目的指示可以在HEW信号字段中提供，诸如HEW-CNTR-SIG308。在这些可选实施例中的一些中，HEW-CNTR-SIG308位于多设备HEW前导码312中的LTF部分306之前。
在一些实施例中，传统前导码302可包括传统短训练字段(L-STF)、传统长训练字段(L-LTF)以及传统信号字段(L-SIG)。在一些实施例中，传统前导码302也可包括传统VHT信号字段316，但是正如在一些实施例中这不是必须的，但是传统前导码302可以不包括传统VHT信号字段316。在一些实施例中，传统VHT信号字段316是可选的。
根据实施例，VHT-SIG-B不需要HEW帧300。VHT-SIG-B被包括在分组传输200A(图2)和分组传输200D(图2)中以向对应的MU链路提供信令。根据实施例，HEW-CNTR-SIG308可经配置包括用于识别并以信号传送HEW帧300中的每个链路的信息。
根据实施例，包括在HEW前导码312中的LTF由调度HEW站104使用以用于信道估计。在这些实施例中，接收多个流的调度HEW站104可需要利用至少与用于其信道估计的流的数目一样多的LTF。由于包括在多设备HEW前导码312中的LTF的数目可以与将要在单个链路上传输的流的最大数目相等，一些调度HEW站104将接收比用于其信道估计需求的更多的LTF，所述更多的LTF许这些设备产生改善的信道估计。在一些实施例中，这些设备可不利用在额外LTF上的信息。
在一些实施例中，HEW帧300的链路可配置具有相同的带宽。带宽可以是5MHz、10MHz、20MHz、40MHz、80MHz或160MHz中的一个，但是实施例的范围不限制于本方面。在一些实施例中，可以使用320MHz的带宽。在这些实施例中，HEW帧300的每个链路可经配置用于发送多个空间流，并且包括在多设备HEW前导码312中的LTF的数目可以与在单个链路上发送的流的最大数目相等。
在一些实施例中，链路带宽可以与发送的流的数目或者链路是否为SU链路还是MU链路不相关。例如，20MHz链路可以是SU链路或是MU链路。20MHzSU链路例如可以用于将若干空间流(例如，达四个或更多)发送至单个HEW站104。20MHzMU链路例如可以用于将若干空间流(例如，达四个或更多)发送至若干HEW站104。
在一些实施例中，主站102可在竞争时段期间首先竞争无线媒体以接收用于HEW控制时段324的媒体的控制。主站102在HEW控制时段期间可传输HEW帧300。在HEW控制时段324期间，主站102具有根据基于非竞争的多址接入技术用于与调度HEW站104通信的媒体的排他性的使用。
在一些实施例中，在HEW控制时段324期间使用的多址接入技术可以是调度OFDMA技术，但是这不是必须的。在一些实施例中，多址接入技术可以是时分多址接入(TDMA)技术或频分多址接入(FDMA)技术。
主站102根据传统IEEE802.11通信技术也可与传统站106(图1)进行通信。在一些实施例中，主站102也可配置根据传统或常规IEEE802.11通信技术，在HEW控制时段324以外与HEW站104进行通信，但这并不是必须的。
用于如上所概述的HEW帧300的HEW分组结构为HEW通信提供增加PHY效率的优点。关键方面在于，该HEW分组结构为：分离的前导码(即，传统前导码202)和分离的训练符号(即，VHT训练符号206)对于每个链路而言并不是必须的。这显著增加了PHY效率而没有性能损失。此外，如上所述，具有较低传输模式的设备(需要较少LTF然后用于多设备HEW前导码312中的HEW站104)将从改善的信道和参数估计中受益，然后该较低传输模式的设备可作为在常规分组交换中的实例。
此外，提前选择单个信号字段(即，HEW-CNTR-SIG308)可允许比特更好的分配并开启优化其使用的能力。
根据实施例，一个或多个数据字段310在HEW控制时段324期间可以利用移动导频发送至调度HEW站104。移动导频可包括在一个或多个数据字段310的传输期间在OFDM子载波中被移位的导频信号。多设备HEW前导码312中的训练字段允许调度HEW站104中的每个来执行初始信道估计。移动导频允许调度HEW站104来更新所述初始信道估计。
在其它实施例中，由主站102接收并处理的移动导频被用于上行链路传输中。在这些实施例中，调度HEW站104可包括在HEW控制时段324期间在对于主站102的传输中的移动导频。
由于当移动导频在由主站102传输时，允许调度HEW站104更新用于接收数据字段310的信道估计，因此对于个别站(的传输即，数据字段310)不要求允许站保持PER性能的分离的前导码。因此，在主同步传输322开始处仅需要单个前导码(即，多设备HEW前导码312)。这提供显著性降低开销和实质性效率改善。
图4示出根据一些实施例的顺序移位的移动导频。图4中示出的时间-频率结构包括在频率维度中的多个OFEM子载波410和时间维度中的多个OFDM符号408。该时间-频率结构可以用于表示一个数据字段310(图3)或数据字段310的部分。图4中示出的时间-频率结构可以在时间上延伸并可以用于表示更多的数据字段310。信道带宽406可表示HEW帧300(图3)的数据字段310的带宽。每个数据字段310可以是分组并可包括多个符号408。移动导频402可以包括在数据字段310(图3)内。在该示例实施例中，移动导频402在数据字段310内(即，由用于如图4所示的由每个符号的一个或多个子载波顺序地移位)的时间中在OFDM子载波410中从一个符号408顺序地移位至另一个符号408。
在这些实施例中，导频信号可以由用于每个后续符号(即，作为时间的函数)的预定数目的子载波来移位。在图4示出的示例中，导频信号在符号#1期间在子载波21，7，-7以及-21上发送。在符号#2期间，导频信号由一个子载波移位并在子载波22，8，-6以及-20上发送。对于如图4所示的数据字段的所有符号可以重复顺序移位。在图4示出的示例中，数据字段被示出为在时间上仅具有14个符号和在频率上具有56个子载波，但是实施例的范围不限制于本方面。移位导频信号的模式对于较长数据字段可以重复。
图5示出根据一些实施例的非顺序移位的移动导频。图5中示出的时间-频率结构包括在频率维度上的多个OFDM子载波410和在时间维度上的多个OFDM符号408。该时间-频率结构可以用以表示一个数据字段310(图3)或数据字段310的部分。图5中示出的时间-频率结构可以在时间上延伸并且可以用以表示更多的数据字段310。信道带宽406可表示HEW帧300(图3)的数据字段310的带宽。每个数据字段310可以是分组并且可包括多个符号408。移动导频502可以包括在数据字段310(图3)内。在这些实施例中，移动导频502在用于数据字段310的每个符号408的OFDM子载波中非顺序地移位。
在这些实施例中，移动导频502在子载波410中从数据字段310(即，每一个或多个符号非顺序地移位)的一个符号408非顺序移位至另一个符号408。在这些实施例中，导频信号可以在用于每个后续符号(即，作为时间的函数)的子载波中非顺序地移位。在图5中示出的示例中，导频信号在符号#1期间在子载波21、7、-7以及-21上传输。在符号#2期间，导频信号被非顺序移位并在子载波25、11、-3以及-17上传输。该非顺序移位对于如图5示出的数据字段310的其它符号可以重复。在图5中示出的示例中，示出的数据字段在时间上仅具有14个符号以及在频率上具有56个子载波，但是实施例的范围不限制于本方面。
在图4和图5中示出的带宽对应于20MHz操作，然而移动导频可以用在用于较宽的带宽操作的其它带宽(例如，40MHz、80MHz以及160MHz的带宽)中。对于本领域技术人员用于较宽带宽操作的图4或图5中的模式扩展是非常直接的。类似地，移动导频也可以在较窄带宽操作的较窄带宽(例如，5MHz和10MHz的带宽)中使用。
参考图4和图5，在一些实施例中，移动导频402/502可包括根据预定模式在OFDM子载波中被移位的导频信号。如图4和图5所示，移动导频402/502可以由一个或多个数据子载波404分离。在一些实施例中，移动导频402/502可以由预定数目的数据子载波404分离，但是这并不是必须的，正如移动导频可由可变化数目的数据子载波404分离。
在一些实施例中，主站102可经配置提供数据字段内的移动导频位置的指示。在一些实施例中，该指示可以在多设备HEW前导码312内提供。在其它实施例中，该指示可以在配置帧交换中提供。
在一些实施例中，根据符号和子载波索引的实际位置可以由主站102提供，同时在其它实施例中，可以提供跳频模式的指示器以允许HEW站104确定在数据字段内的移动导频的位置。在一些实施例中，移动导频的位置可以由HEW站104预先确定并获知，而不需要指示。在这些实施例中，移动导频的复数值和数据字段内的移动导频的位置对于HEW站104是已知的，这104允许HEW站104的接收器使用该值和导频的该位置以估计并跟踪信道及用于信道估计的相位。
在一些实施例中，移动导频可包括可以用于相位跟踪的导频信号。在一些实施例中，移动导频可用作在针对专用HEW站104的分组中的UE专用参考信号。
在一些实施例中，移动导频402/502可以在用于数据字段310的每个符号408的OFDM子载波410中被移位(例如，顺序或非顺序)，并且可设置成在数据字段310传输期间移位通过信道带宽406的每个子载波410。在图4和图5中示出的示例性的实施例中，在每个符号期间发送的导频信号在分组传输期间在OFDM子载波中被移位，以使得在信道带宽内的每个子载波410至少有一次包括导频信号。在这些示例中，四个导频信号在每个符号408期间发送，并且导频信号在14个符号408的一个期间在56个子载波410的每个上发送。
在一些实施例中，可以跳过一些子载波410。在这些实施例中，导频不移动至某些子载波。例如，移动导频402/502在数据字段310传输期间可以移位通过信道带宽406的奇数子载波或偶数子载波。该移位模式可以在整个数据字段内重复。在显示14个符号的图4和图5的示例中，当移动导频402/502移位通过信道宽度406的奇数子载波或偶数子载波时，该模式将每七个符号重复一次。在这些跳子载波(skipsubscriber)的实施例中，HEW站104可执行***以确定用于不包括移动导频的子载波的更新的信道估计。在这些实施例中，由于模式更快完成(即，在七个符号内而不是十四个符号内)，所以HEW站104可能够更快的更新其信道估计。
在一些实施例中，移动导频402可在一段预定的数据字段310的符号数目内保持固定，并且在预定的符号数目之后，然后在子载波中移位。在这些实施例中，预定的符号数目至少为两个。在这些实施例中的一些中，导频信号在特定子载波410上保持的符号408的时间/数目量可依赖于调制和编码方案(MCS)，但是实施例的范围不限制于本方面。例如，对于较低MCS等级，导频信号可比更好的MCS等级在具体子载波410上保持更长时间(即，若干符号)，这是由于更高的MCS级别可从改善的信道估计中受益更多，所述改善的信道估计可以从已移位的导频中获得。
图6示出根据一些实施例的固定导频。在这些实施例中的一些中，主站102(图1)可使用用于HEW帧300的至少一个初始数据字段310(即，数据字段310A(图3))的固定导频602，并可使用用于HEW帧300的随后数据字段(即，数据字段310B、310C以及310D(图3))的移动导频402/502。固定导频602在用于每个符号408的所有OFDM子载波410期间保持在相同的子载波上并且不在子载波中被移位。在这些实施例中，主站102可抑制在一个或多个初始数据字段(例如，数据字段310A)中包括移动导频。在一些可替代实施例中，HEW帧300的所有数据字段310可以用移动导频发送。
在一些实施例中，对于较短持续时间的HEW帧300，主站102可抑制使用移动导频402/502，并且可在所有数据字段310内使用固定导频602。对于较长持续时间的HEW帧300，主站可在大部分或所有数据字段310内使用移动导频402/502。在这些实施例中，在信道响应被确定在由接收器执行的初始信道估计时间(例如，在多设备HEW前导码312(图3)中的接收LTF期间)和数据字段被接收的时间之间充分地改变期间，较长持续时间的HEW帧300可以是HEW帧。在这些实施例中，对于较短持续时间的HEW帧300，所有数据字段可以用固定导频602发送。在这些实施例中，对于较长持续时间HEW帧300，初始数据字段可以用固定导频发送，并且后续的数据字段可以用移动导频402/502发送。在一些实施例中，对于较长持续时间的HEW帧300，所有数据字段可以用移动导频402/502发送。在一些实施例中，较短持续时间的帧可以是具有单个数据字段的HEW帧。图6中示出的固定导频602也可经配置用于较宽或较窄的带宽操作。
在图4至图6示出的示例中，对于数据字段310(图3)示出了十四个符号408，然而实施例的范围不限制于本方面中，由于数据字段可包括更多的符号，根据HEW控制时段324(图3)的长度和调度HEW站104的数目包括多达十倍或更多倍的许多符号。在数据字段具有140个符号的示例实施例中，在图4或图5中示出的移动导频模式可以例如重复十次。在一些实施例中，数据字段310可包括超过500个符号。对于使用传输控制协议(TCP)的通常互联网下载，用于TCP数据的分组的大小可以是1500字节以及对于TCPACK分组的大小可以是64字节。根据调制和编码方案，数据字段310范围可从只有少数符号到高达500或更多的符号。
图7示出根据一些实施例的HEW设备。HEW设备700可以是可设置成与一个或多个其它HEW设备进行通信的HEW兼容设备，诸如HEW站104(图1)或主站102(图1)，以及与传统设备进行通信。HEW设备700可以适用于作为主站102(图1)或HEW站104(图1)进行操作。根据实施例，HEW设备700尤其可包括物理层(PHY)电路702和媒体接入控制层电路(MAC)704。PHY702和MAC704可以是HEW兼容层并且也可以与一个或多个传统IEEE802.11标准兼容。PHY702可以设置成发送HEW帧，诸如HEW帧300(图3)。HEW设备700也可包括经配置执行本文中描述的各种操作的处理电路706和存储器708。
根据一些实施例，MAC704可设置成在竞争时段期间竞争无线媒体以接收用于HEW控制时段324(图3)的媒体控制，并且配置HEW帧300(图3)。PHY702可设置成发送如上所讨论的HEW帧300。PHY702也可设置成从HEW站中接收HEW帧。MAC704也可设置成通过PHY702执行发送和接收操作。PHY702可包括用于调制或解调、上变频/下变频、滤除、放大等等的电路。在一些实施例中，处理电路706可包括一个或多个处理器。在一些实施例中，两个或更多天线可以耦合至物理层电路，该物理层电路设置成用于发送和接收包括HEW帧传输的信号。存储器708可以存储用于配置处理电路706以执行用于配置并传输HEW帧的操作以及用于执行本文中描述的各种操作的信息。
在一些实施例中，HEW设备700可以经配置使用OFDM通信信号通过多载波通信信道进行通信。在一些实施例中，HEW设备700可经配置根据特定的通信标准接收信号，诸如包括IEEE802.11-2012，802.11n-2009和/或802.11ac-2013的电气和电子工程师协会(IEEE)标准和/或包括提出的HEW标准的WLANs提出的规范，但是本发明的范围不限制于本方面中，这是因为根据其它技术和标准它们也适于传输和/或接收通信。在一些其它实施例中，HEW设备700可经配置接收使用一个或多个其它调制技术发送的信号，诸如扩展频谱调制(例如，直接序列码分多址(DS-CDMA)或调频码分多址(FH-CDMA))、时分复用(TDM)调制和/或频分复用(FDM)调制，但是实施例的范围不限制于本方面中。
在一些实施例中，HEW设备700可以是便携式无线通信设备的部分，诸如个人数字助理(PDA)、具有无线通信能力的膝上型或便携式计算机、网络中断、无线电弧或智能电话、无线耳机、传呼机、即时通讯设备、数码照相机、接入点、电视、媒体设备(例如，心率监测器、血压监测器等等)或可无线接收和/或传输信息的其他设备。在一些实施例中，HEW设备700可包括以下中的一个或多个个：键盘、显示器、非易失性存储器端口、多个天线、图像处理器、应用处理器、扬声器以及其他移动设备元件。显示器可以是包括触摸屏的LCD屏。
HEW设备700的天线可包括一个或多个定向或全向天线，包括例如偶极天线、单极天线、贴片天线、环形天线、微带天线或适合于RF信号传输的其它类型天线。在一些多输入多输出(MIMO)实施例中，可以有效的分离天线以利用空间多样性和不同信道特征的优点，所述信道特征可在每个天线和发送站的天线之间产生。
尽管HEW设备700示出为具有若干分离功能元件，但是一个或多个功能元件可以结合并且可以通过配置的软件元件的组合而实施，诸如包括数字信号处理器(DSPs)的处理元件和/或其它硬件元件。例如，一些元件可包括一个或多个微处理器、DSPs、现场可编程门阵列(FPGAs)、专用集成电路(ASICs)、射频集成电路(RFICs)以及各种硬件和用于执行本文中描述至少一些功能的逻辑电路的组合。在一些实施例中，HEW设备700的功能元件可涉及操作一个或多个处理元件的一个或多个处理。
实施例可以在硬件、固件以及软件中的一个或组合中实施。实施例也可以作为存储在计算机可读存储设备中的指令而实施，所述指令可由至少一个处理器读取并执行以执行本文中所描述的操作。计算机可读存储设备可包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储信息的任何非瞬时性机制。例如计算机可读存储设备可包括只读存储器(ROM)、随机接入存储器(RAM)、磁盘存储媒体、光学存储媒体、闪存设备以及其它存储设备和媒体。一些实施例可包括一个或多个处理器并且可经配置具有存储在计算机可读存储设备上的指令。
在一些实施例中，当HEW设备700经配置作为HEW站104(图1)操作时，HEW设备的接收器可设置成在HEW控制时段324的初始部分期间，接收包括单个多设备HEW前导码312的主同步传输322，所述单个多设备HEW前导码312设置成以信号传送并识别用于在HEW控制时段322期间调度多个HEW站104的多个数据字段310。数据字段310中的至少一些可具有移动导频402/502。接收器也可经配置基于在多设备HEW前导码312内接收的一个或多个训练字段(例如，许多LTF)确定初始信道估计并且基于在数据字段内接收的移动导频402更新初始信道估计。接收器也可经配置接收在HEW控制时段324内的已识别的数据字段310(例如，数据字段310D)中的一个，并且使用已更新的信道估计从已识别的数据字段(例如，数据字段310D)中解调数据。
在一些实施例中，接收器也可设置成当导频信号移位通过先前是数据子载波的子载波时执行相位跟踪。在这些实施例中，当允许在HEW控制时段324中随后调度的HEW站104来迅速更新在HEW控制时段324开始处(即，在主同步传输322期间获得的)确定的信道估计是，HEW站104能够跟踪在HEW控制时段324期间改变的信道。
在一些实施例中，基于为导频子载波确定的信道估计，HEW站104可执行***以确定用于数据子载波404(图4、图5和图6)的信道估计。在一些实施例中，HEW站104的接收器可包括均衡器以均衡基于信道估计的信道响应。在这些实施例中，当跟踪信道以允许HEW站104迅速地更新信道估计时，可更新均衡器抽头。
根据实施例，HEW站104可使用在用于站的数据字段内的移动导频来更新其信道估计。在这些实施例中，HEW站104将不使用在用于另一站的数据字段内的移动导频以更新其信道估计。在一些实施例中，HEW站104可在用于在OFDMA控制时段324期间的其它HEW站的数据字段期间进入低功率或功率节省模式。
在一些实施例中，基于包括以下一个或多个的标准：信噪比(SNR)、配置、吞吐量、发送数据量、公平标准以及质量服务要求，主站102可将资源分配至调度HEW站104，以便在HEW控制时段324期间使用。主站102在与主站102相关联的时间处通过能力交换可确定站是否为HEW站104或传统站106。在一些实施例中，主站102可通知HEW站104：控制时段将要用于根据多址接入技术进行通信。在一些实施例中，当存在拥塞时主站102可使用控制时段，并且主站可根据另外的常规Wi-Fi技术(例如，CSMA/CA)进行通信。在一些实施例中，控制信号的映射可以在传输的开始处执行，所述传输用于列出在控制时段期间将要通信设备，虽然实施例的范围不限制于本方面中。
作为多设备HEW前导码312的部分而传输的LTF可以是预定义的OFDM符号，该预定义的OFDM符号包括重复的长训练序列(LTS)和可覆盖所有OFDM子载波的保护间隔(GI)。在另一方面，导频信号可包括仅分配至OFDM符号(例如，如图4至图6所示)的特定OFDM子载波的预定义信号。
图8示出根据一些实施例的用于HEW与移动导频通信的过程。过程800可以在HEW控制时段324(图3)期间，由用于与的多个HEW设备(诸如HEW站104(图1))进行通信的主站(诸如主站102(图1))使用多设备HEW前导码(诸如HEW前导码312(图3))来执行。
操作802包括在竞争时段期间竞争无线媒体以接收用于HEW控制时段324的媒体的控制。在操作802之前，主站102可接收来自站指示，其指示哪些站支持HEW通信以及支持其它站能力信息。
操作804包括：在HEW控制时段的初始部分期间传输主同步传输，所述主同步传输包括设置成以信号传送并识别用于多个调度HEW站的数据字段的多设备HEW前导码。
操作806包括：在HEW控制时段期间将数据字段传输至调度HEW站和/或从调度HEW站中接收数据字段。数据字段中的至少一些可包括移动导频。移动导频可包括根据预定模式在OFDM子载波中被移位的导频信号，并且该移动导频可以由一个或多个数据子载波分离。当主站在HEW控制时段期间从调度HEW站中接收具有移动导频的数据字段时，基于从调度HEW站中接收的移动导频主站可配置成更新用于调度HEW站的信道估计。
在一些实施例中，主站设置成用于与多个站进行通信，并且经配置在控制时段的初始部分期间传输主同步传输，所述主同步传输包括设置成以信号传送并识别用于多个调度站的数据字段的多设备前导码。主站也可经配置在控制时段期间将具有移动导频的数据字段传输至调度站，移动导频包括在一个或多个数据字段传输期间在OFDM子载波中被移位的导频信号。在一些实施例中，主站可以是HEW主站，站包括多个HEW站，控制时段为HEW控制时段以及多设备前导码为设置成以信号传送并识别用于调度HEW站的多数据字段的多设备HEW前导码。
提供摘要以遵循要求摘要的37C.F.R.Section1.72(b)，所述摘要允许读者确定技术公开的本质和要点。应该理解所提交的摘要并不能用于限制或解释权利要求的范围或意义。以下权利要求由此并入详细描述中，其中每个权利要求本身作为一个独立的实施例。

Claims (22)

1.一种设置成与多个站进行通信的主站，包括物理层电路和媒体接入控制层(MAC)电路的所述主站配置成：
在控制时段的初始部分期间，发送包括多设备前导码的主同步传输，所述多设备前导码设置成以信号传送并识别用于多个调度站的数据字段；以及
在所述控制时段期间，将具有移动导频的所述数据字段发送至所述调度站，所述移动导频包括在一个或多个所述数据字段的传输期间在正交频率复用(OFDM)子载波中被移位的导频信号。
2.根据权利要求1所述的主站，其中所述主站还配置成：在所述多设备前导码中包括训练字段以允许所述调度站中的每个执行初始信道估计，以及
其中所述移动导频配置成至少由所述调度站使用以用于更新所述初始信道估计。
3.根据权利要求2所述的主站，其中所述多设备前导码包括多个长训练字段(LTF)，所述多个长训练字段可由所述调度站使用以执行所述初始信道估计，所述多个LTF基于由所述主站在单链路上发送的多个数据流，以及
其中每个数据字段对应于一个链路并且配置成用于一个或多个所述数据流的传输。
4.根据权利要求3所述的主站，其中所述移动导频包括根据预定模式在数据字段内的所述OFDM子载波中被移位的导频信号，以及
其中所述移动导频由一个或多个数据子载波分离。
5.根据权利要求4所述的主站，其中所述主站还配置成：提供在所述数据字段内的所述移动导频位置的指示，所述指示在所述多设备前导码内被提供。
6.根据权利要求4所述的主站，其中所述移动导频在用于数据字段的每个符号的所述OFDM子载波中顺序移位。
7.根据权利要求4所述的主站，其中所述移动导频在用于数据字段的每个符号的子载波中非顺序地被移位。
8.根据权利要求4所述的主站，其中所述移动导频在数据字段的每个符号的所述OFDM子载波中移位，并且所述移动导频被设置成在所述数据字段的传输期间移位通过所述子载波中的每个。
9.根据权利要求4所述的主站，其中对于预定数目的符号所述移动导频保持固定，并且所述移动导频在所述预定数目的符号之后在所述子载波中被移位。
10.根据权利要求4所述主站，其中所述主站设置成对于至少一个初始数据字段使用固定导频，并且设置成对于在所述控制时段期间传输的后续数据字段使用所述移动导频。
11.根据权利要求4所述的主站，其中对于较短持续时间的控制时段，所述主站设置成抑制使用所述移动导频，并且设置成在所述数据字段内使用固定导频，以及
其中对于较长持续时间的控制时段，所述主站设置成在所述数据字段的至少一些内使用所述移动导频。
12.根据权利要求4所述的主站，其中：
所述主站为高效率Wi-Fi(HEW)主站，
所述站包括多个HEW站，
所述控制时段为HEW控制时段，以及
所述多设备前导码为设置成以信号传送并识别用于多个调度HEW站的数据字段的多设备HEW前导码。
13.根据权利要求12所述的主站，其中所述主站还设置成：
在竞争时段期间竞争无线媒体以在所述HEW控制时段内接收所述媒体的控制；以及
在所述HEW控制时段期间发送HEW帧，其中在所述HEW控制时段期间，所述主站具有所述无线媒体的排他性使用以便根据基于非竞争的多址接入技术与所述调度HEW站进行通信，
其中每个数据字段与单个用户(SU)链路或者多用户(MU)链路相关联，每个链路配置成提供多个数据流，
其中所述HEW帧的多个链路配置成具有相同的带宽，所述带宽为5MHz、10MHz、20MHz、40MHz、80MHz、160MHz中的一个，以及
其中在所述HEW控制时段之外，所述主站配置成根据基于竞争的通信技术与传统的站通信。
14.根据权利要求1所述的主站，其中所述主站还配置成：
在所述控制时段期间，从所述调度站中接收具有移动导频的数据字段；以及
基于从所述调度站中接收的所述移动导频，更新用于所述调度站的信道估计。
15.一种包括接收器的Wi-Fi站，设置成：
在控制时段的初始部分期间，从主站中接收包括单个多设备前导码的主同步传输，所述单个多设备前导码设置成以信号传送并识别用于在所述控制时段期间调度的多个Wi-Fi站的多个数据字段，所述数据字段中的至少一些具有移动导频；
基于在所述多设备前导码内接收的一个或多个训练字段，确定初始信道估计；
在所述控制时段内接收已识别的所述数据字段中的一个；
基于在已识别的数据字段内接收的所述移动导频，更新所述初始信道估计；
使用已更新的信道估计对在所述识别的数据字段内接收的数据进行解调，
其中所述移动导频包括根据预定模式在正交频率复用(OFDM)子载波中被移位的导频信号。
16.根据权利要求15所述的Wi-Fi站，其中所述接收器还设置成当所述导频信号在所述子载波中被移位时执行相位跟踪。
17.根据权利要求15所述的Wi-Fi站，还包括发送器，所述发送器用于基于在所述主同步传输中接收的信息在所述控制时段内将具有移动导频的数据字段发送至所述主站。
18.一种接收器，其包括：处理器；耦合至所述处理器的存储器；以及耦合至所述处理器的至少一个无线电广播设备，所述接收器配置成：
在控制时段的初始部分期间，从主站中接收包括单个多设备前导码的主同步传输，所述单个多设备前导码配置成以信号传送并识别用于在所述控制时段期间调度的多个Wi-Fi站的多个数据字段，所述数据字段中的至少一些具有移动导频；
基于在所述多设备前导码内接收的一个或多个训练字段，确定初始信道估计；
在所述控制时段内接收已识别的所述数据字段中的一个；
基于在已识别数据字段内接收的所述移动导频更新所述初始信道估计；以及
使用已更新的信道估计对在所述识别的数据字段接收的数据进行解调，
其中所述移动导频包括根据预定模式在正交频率复用(OFDM)子载波中被移位的导频信号。
19.根据权利要求18所述的接收器，其包括耦合至所述至少一个无线电广播设备的一个或多个天线，所述无线电广播设备配置成用于接收所述主同步传输和已识别的一个或多个数据字段，
其中所述接收器还配置成当所述导频信号在所述子载波中被移位时执行相位跟踪。
20.一种非瞬时性计算机可读存储介质，其存储由一个或多个处理器执行的指令，所述指令用于配置主站以执行用于与多个高效率Wi-Fi(HEW)站进行通信的操作，所述操作包括：
在HEW控制时段的初始部分期间，发送包括多设备HEW前导码的主同步传输，所述多设备HEW前导码设置成以信号传送并识别用于多个调度HEW站的数据字段；以及
在所述HEW控制时段期间，将具有移动导频的所述数据字段发送至所述调度HEW站，所述移动导频包括在一个或多个所述数据字段传输期间在正交频率复用(OFDM)子载波中被移位的导频信号。
21.根据权利要求20所述的非瞬时性计算机可读存储介质，其中所述操作还包括：在所述多设备HEW前导码中包括训练字段以允许所述调度HEW站中的每个执行初始信道估计，以及
其中所述移动导频配置成，在更新所述初始信道估计中由所述调度HEW站使用。
22.根据权利要求21所述的非瞬时性计算机可读存储介质，其中所述站包括多个高效率Wi-Fi(HEW)站，
其中所述控制时段为HEW控制时段，以及
其中所述多设备前导码为设置成以信号传送并识别用于多个调度HEW站的数据字段的多设备HEW前导码。
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