CN105813141A - 一种下行多用户传输方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下行多用户传输方法和装置，方法包括：参与下行多用户传输的站点，调整向接入点(AP)发送无线帧的上行发送时间，使所述站点发送的无线帧能在允许的时间误差内到达AP；所述站点按照所述上行发送时间向所述AP发送无线帧；其中，每个站点发送的所述无线帧包括第一部分内容和第二部分内容，所述第一部分内容包括传统站点可识别的信息，所述第二部分内容包括每个站点各自的信息。

Description

一种下行多用户传输方法和装置

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种下行多用户传输方法和装置。

背景技术

无线局域网(WLAN，WirelessLocalAreaNetworks)中，一个接入点站点(AP，AccessPoint)以及与该AP相关联的多个非接入点站点(non-APStation，简称non-APSTA)组成了一个基本服务集(BSS，BasicServiceSet)，如图1所示。WLAN主要是基于竞争接入机制的时分网络，在基础架构网络下，同一时刻只能由一个发送方发送数据，即当一个站点进行数据传输时，其他站点保持静默。其中，AP发送数据给non-APSTA，称之为下行发送；non-APSTA发送数据给AP，称之为上行发送。

随着越来越多的用户使用WLAN进行数据通信，WLAN网络负载也在不断加重，且随着用户数量的增多，WLAN网络的效率会出现明显下降的趋势。因此，电气和电子工程师协会(IEEE，InstituteofElectricalandElectronicsEngineers)标准组织成立了相关的任务小组致力于解决WLAN网络效率问题，其中，并行多用户数据传输是作为解决网络效率的一种备选技术。并行多用户数据传输技术包括多用户多输入多输出(MU-MIMO，Multi-UserMultiple-InputMultiple-Output)技术(即空域多址)、正交频分多址(OFDMA，OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess)技术(即频域多址)及交织多址接入(IDMA，Interleave-DivisionMultiple-Access)技术(即码分域多址)。并行多用户数据传输可分为两种情况，一种是多个次节点同时向主节点发送数据，称为上行多用户传输，另一种是主节点同时向多个次节点发送数据，称为下行多用户传输。

采用下行OFDMA技术传输时，AP会在不同的频带上发送不同站点的数据，但是AP怎样合理的给不同的用户分配频带以获得最好的频谱利用率是面临的一个重要问题。通常的解决方案是AP全频带发送一个测量信号，参与OFDMA的站点基于测量信号测量当前的信道，然后按照预设顺序依次回复AP、或者等待AP调度后回复AP，告知AP哪些频带可用。在此类方案下，多个站点的回复信息是通过时分的，效率低，且首先回复AP的站点，需要等待最后一个站点回复后才能接收AP发送的下行数据，在等待的时间内，由于AP与等待的站点未做交互，即未一直占用信道，在基于竞争的信道接入机制下，信道会被其他站点抢占，而等到AP发送下行数据时，此时等待的站点周围的信道已经发生变化，导致测量反馈信息无效。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明实施例期望提供一种下行多用户传输方法和装置。

本发明提供了一种下行多用户传输方法，所述方法包括：

参与下行多用户传输的站点，调整向接入点AP发送无线帧的上行发送时间，使所述站点发送的无线帧能在允许的时间误差内到达AP；

所述站点按照所述上行发送时间向所述AP发送无线帧；

其中，每个站点发送的所述无线帧包括第一部分内容和第二部分内容，所述第一部分内容包括传统站点可识别的信息，所述第二部分内容包括每个站点各自的信息。

较佳地，所述站点在自身所有可用的子信道上发送无线帧。

较佳地，参与下行多用户传输的各站点发送的无线帧中包括的所述第一部分内容中承载完全相同的信息。

较佳地，所述第一部分内容包括：传统的短训练序列域L-STF、传统的长训练序列域L-LTF和传统的信令域L-SIG。

较佳地，所述L-SIG中承载帧长度指示信息，所述帧长度指示信息用于指示第一部分内容的长度。

较佳地，所述第一部分内容还包括传统的数据域。

较佳地，所述数据域中包括：帧类型指示信息、发送方地址信息、接收方地址信息和Duration子域信息；

其中，所述帧类型信息指示传统设备识别的帧类型、或者新的帧类型指示信息，所述发送方地址信息指示预设的地址信息，所述接收方地址信息指示所述AP的地址信息，所述Duration子域指示信道预约时间。

较佳地，所述每个用户的第二部分内容仅承载在所用子信道的部分子载波上，且每个站点使用的部分子载波是预先分配的。

较佳地，所述第二部分内容承载的信息指示所述站点可用的频带资源。

较佳地，所述第二部分内容承载的信息指示所述可用频带资源的信道质量信息，所述信道质量为信噪比、或者信干噪比、或者调制编码方案索引。

较佳地，所述第二部分内容为预先分配给所述参与下行多用户传输的站点的正交码子。

较佳地，所述在允许的时间误差内到达AP是指各用户发送的所述无线帧到达AP的时刻满足***多用户上行传输的同步精度需求。

本发明又提供了一种下行多用户传输装置，其特征在于，应用于参与下行多用户传输的站点中，所述装置包括：

时间调整单元，用于调整所述参与下行多用户传输的站点向接入点AP发送无线帧的上行发送时间，使所述站点发送的无线帧能在允许的时间误差内到达AP；

发送单元，用于按照所述上行发送时间向所述AP发送无线帧；

其中，每个站点发送的所述无线帧包括第一部分内容和第二部分内容，所述第一部分内容包括传统站点可识别的信息，所述第二部分内容包括每个站点各自的信息。

较佳地，所述发送单元进一步用于，在站点所有可用的子信道上发送无线帧。

较佳地，参与下行多用户传输的各站点发送的无线帧中包括的所述第一部分内容中承载完全相同的信息。

本发明实施例所提供的一种下行多用户传输方法和装置，参与下行多用户传输的站点调整上行发送时间向AP发送无线帧，使所述站点发送的所述无线帧能够在可允许的时间误差内到达AP，每个站点发送的无线帧都包含两部分内容，第一部分是传统站点可以识别的信息，第二部分包含所述站点各自的信息。由此，所有参与下行接收的站点，可以同时向AP回复自己可用的信道资源，减少反馈开销，提高传输效率；旁听的传统站点亦可以识别参与下行接收的站点发送的无线帧部分信息，解决后向兼容性问题。

附图说明

图1为现有技术中基本服务集的架构示意图；

图2为本发明实施例一的下行多用户传输方法的流程图；

图3为本发明实施例二的下行多用户传输装置的结构示意图；

图4为本发明实施例中各个站点在无线帧发送时间上的示意图一；

图5为本发明实施例中一STA1在频域和时域上的帧结构示意图；

图6为本发明实施例中一STA2在频域和时域上的帧结构示意图；

图7为本发明实施例中各个站点在无线帧发送时间上的示意图二；

图8为本发明实施例中又一STA1在频域和时域上的帧结构示意图；

图9为本发明实施例中又一STA2在频域和时域上的帧结构示意图；

图10为本发明实施例中又一STA1在频域和时域上的帧结构示意图；

图11为本发明实施例中又一STA2在频域和时域上的帧结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。

实施例一

本发明实施例一提供的一种下行多用户传输方法，如图2所示，该方法主要包括：

步骤201，参与下行多用户传输的站点，调整向AP发送无线帧的上行发送时间，使所述站点发送的无线帧能在允许的时间误差内到达AP。

距离AP较远的站点相比距离AP较近的站点，提前发送无线帧，提前量由AP与站点预先测量好。

步骤202，站点按照所述上行发送时间向所述AP发送无线帧；其中，每个站点发送的所述无线帧包括第一部分内容和第二部分内容，所述第一部分内容包括传统站点可识别的信息，所述第二部分内容包括每个站点各自的信息。

其中，所述站点在自身所有可用的子信道上发送无线帧。

其中，参与下行多用户传输的各站点发送的无线帧中包括的所述第一部分内容中承载完全相同的信息。

其中，所述第一部分内容包括：传统的短训练序列域(L-STF)、传统的长训练序列域(L-LTF)和传统的信令域(L-SIG)。

所述L-SIG中承载帧长度指示信息，所述帧长度指示信息用于指示第一部分内容的长度。

所述第一部分内容还包括传统的数据域；所述数据域中包括：帧类型指示信息、发送方地址信息、接收方地址信息和Duration子域信息，其中，所述帧类型信息指示传统设备识别的帧类型、或者新的帧类型指示信息，所述发送方地址信息指示预设的地址信息，所述接收方地址信息指示所述AP的地址信息，所述Duration子域指示信道预约时间。

其中，所述第二部分内容仅占用所用子信道的部分子载波，且每个站点使用的部分子载波是预先分配的。

所述第二部分内容承载的信息指示所述站点可用的频带资源。

所述第二部分内容承载的信息还指示所述可用频带资源的信道质量信息，所述信道质量为信噪比、或者信干噪比、或者调制编码方案索引。

所述第二部分内容还可以为预先分配给所述参与下行多用户传输的站点的正交码子。

实施例二

对应上述实施例一所述的下行多用户传输方法，本发明实施例二还提供了一种下行多用户传输装置，应用于参与下行多用户传输的站点中，如图3所示，该装置包括：

时间调整单元10，用于调整所述参与下行多用户传输的站点向AP发送无线帧的上行发送时间，使所述站点发送的无线帧能在允许的时间误差内到达AP；

发送单元，用于按照所述上行发送时间向所述AP发送无线帧；

其中，每个站点发送的所述无线帧包括第一部分内容和第二部分内容，所述第一部分内容包括传统站点可识别的信息，所述第二部分内容包括每个站点各自的信息。

所述发送单元20进一步用于，在站点所有可用的子信道上发送无线帧。

其中，参与下行多用户传输的各站点发送的无线帧中包括的所述第一部分内容中承载完全相同的信息。

所述第一部分内容包括：L-STF、L-LTF和L-SIG。

所述L-SIG中承载帧长度指示信息，所述帧长度指示信息用于指示第一部分内容的长度。

所述第一部分内容还包括传统的数据域。

所述数据域中包括：帧类型指示信息、发送方地址信息、接收方地址信息和Duration子域信息；

所述帧类型信息指示传统设备识别的帧类型、或者新的帧类型指示信息，所述发送方地址信息指示预设的地址信息，所述接收方地址信息指示所述AP的地址信息，所述Duration子域指示信道预约时间。

其中，所述第二部分内容仅占用所用子信道的部分子载波，且每个站点使用的部分子载波是预先分配的。

所述第二部分内容承载的信息指示所述站点可用的频带资源。

所述第二部分内容承载的信息还可指示所述可用频带资源的信道质量信息，所述信道质量为信噪比、或者信干噪比、或者调制编码方案索引。

所述第二部分内容还可以为预先分配给所述参与下行多用户传输的站点的正交码子。

通过本发明的上述实施例，参与下行多用户传输的站点调整上行发送时间向AP发送无线帧，使所述站点发送的所述无线帧能够在可允许的时间误差内到达AP，每个站点发送的无线帧都包含两部分内容，第一部分是传统站点可以识别的信息，第二部分包含所述站点各自的信息。由此，所有参与下行接收的站点，可以同时向AP回复自己可用的信道资源，减少反馈开销，提高传输效率；旁听的传统站点亦可以识别参与下行接收的站点发送的无线帧部分信息，解决后向兼容性问题。

下面再结合具体实例对上述下行多用户传输方法和装置进一步详细阐述。

实施例三

在一个基本服务集内，假定存在1个AP和5个站点(分别标识为STA1、STA2、STA3、STA4和STA5)，且AP和STA1、STA2、STA3、STA4站点都是符合IEEE802.11ax标准的设备；STA5是一个传统设备，所谓的传统设备可以是符合IEEE802.11a/g/n/ac标准的设备。假定AP和4个11ax站点(STA1、STA2、STA3、STA4)都支持80MHz的带宽发送和接收，AP调度STA1、STA2、STA3和STA4进行下行多用户OFDMA传输，频域最小调度粒度为20MHz。当前WLAN标准中20MHz是一个基本的子信道带宽，调度粒度20MHz相当于子信道级的调度，可用带宽包含4个可调度的20MHz带宽；假定第一个20MHz带宽称之为主信道或者第一子信道，其余20MHz子信道分别称之为第二子信道、第三子信道和第四子信道。

AP在80MHz带宽上发送一个无线帧，此无线帧使用20MHz帧格式组建，在80MHz带宽上的每个20MHz带宽上以重复的模式发送，即每个20MHz带宽上都承载相同且完整的信息。

STA1、STA2、STA3和STA4接收到上述无线帧后，根据当前的接收情况组建反馈无线帧；STA1、STA2、STA3和STA4在无线帧的第二部分使用的子载波是预先分配好的，假定分别使用子载波集合SC1、SC2、SC3和SC4(子载波集合的个数可以是预定义好的，也可以是根据当前调度用户数按照预定规则划分的)，4个子载波集合的合集是一个20MHz子信道上所有子载波或者子载波子集。

STA1检测到自己周围的信道条件只有第一个子信道可用，即主20MHz子信道可用，从而在该子信道上组建无线帧，其帧结构如图5所示，无线帧的第一部分包含L-STF(传统短训练序列域)、L-LTF(传统长训练序列域)和L-SIG(传统信令域)这三部分；其中，在L-SIG中的长度子域和速率子域填写与其他站点相同的信息，这两个信息综合指示本无线帧结束时刻即在L-SIG结束；无线帧的第二部分，即只在子载波集合SC1指示的子载波上承载信息，承载的信息是一个预定义的信号，其余子载波不承载信息；STA1在规定的时间内在第一子信道(即主20MHz子信道)上发送无线帧。

STA2检测到自己周围的信道条件有第一个子信道和第二个子信道可用，从而在两个子信道上组建无线帧，其帧结构如图6所示，这两个子信道上的无线帧承载的信息一致；无线帧的第一部分包含L-STF、L-LTF和L-SIG这三部分；其中，在L-SIG中的长度子域和速率子域填写与其他站点相同的信息，这两个信息综合指示本无线帧结束时刻即在L-SIG结束；无线帧的第二部分，即只在子载波集合SC2指示的子载波上承载信息，承载的信息是一个预定义的信号，其余子载波不承载信息；STA2在规定的时间内在第一个子信道和第二个子信道上发送无线帧，这两个子信道上的承载完全相同的信息。

STA3检测到自己周围的信道条件有第三个子信道可用，从而在该子信道上组建无线帧，无线帧的第一部分包含L-STF、L-LTF和L-SIG这三部分；其中，在L-SIG中的长度子域和速率子域填写与其他站点相同的信息，这两个信息综合指示本无线帧结束时刻即在L-SIG结束；无线帧的第二部分，即只在子载波集合SC3指示的子载波上承载信息，承载的信息是一个预定义的信号，其余子载波不承载信息；STA3在规定的时间内在第三子信道上发送无线帧。

STA4检测到自己周围的信道条件无子信道可用，从而不组建无线帧。

参与下行多用户OFDMA传输的站点发送完上述无线帧后，3个无线帧(即STA1、STA2和STA3发送的无线帧)能够在同步误差允许的范围内同时或者近似同时的到达AP，AP根据叠加在一起的无线帧的第二部分，通过分析不同子信道上的各个子载波集合即可获知参与下行多用户OFDMA传输的各个站点当前可用的子信道；例如：AP在第一子信道的子载波集合SC1和SC2上检测到预定义的信息，即获知STA1和STA2各自周围无线环境中的第一子信道可用，在第一子信道的子载波集合SC3和SC4上未检测到预定义的信息，即可获知STA3和STA4各自周围无线环境中的第一子信道不可用；AP在第二子信道的子载波集合SC2检测到预定义的信息，即获知STA2周围无线环境中的第二子信道可用；在第二子信道的子载波集合SC1、SC3和SC4上未检测到预定义的信息，即可获知STA1、STA3和STA4各自周围无线环境中的第二子信道不可用；依此类推，AP可以获知只有STA3可以使用第三子信道，没有站点可以使用第四子信道。

传统设备STA5接收到3个11ax设备发送的任意一个无线帧或者多个无线帧的叠加，可以识别第一部分，并通过第一部分中的L-SIG获知无线帧即到L-SIG结束，从而不再进一步接收后续第二部分。

本实施例中，各个站点STA1、STA2和STA3在无线帧发送时间上的示意图如图4所示，各站点通过调整向AP发送无线帧的上行发送时间，使各站点发送的无线帧能够在可允许的时间误差内同时或者近似同时的到达AP。

实施例四

在一个基本服务集内，假定存在1个AP和5个站点(分别标识为STA1、STA2、STA3、STA4和STA5)，且AP和STA1、STA2、STA3、STA4站点都是符合IEEE802.11ax标准的设备；STA5是一个传统设备，所谓的传统设备可以是符合IEEE802.11a/g/n/ac标准的设备。假定AP和4个11ax站点(STA1、STA2、STA3、STA4)都支持80MHz的带宽发送和接收，AP调度STA1、STA2、STA3和STA4进行下行多用户OFDMA传输，频域最小调度粒度为20MHz。当前WLAN标准中20MHz是一个基本的子信道带宽，调度粒度20MHz相当于子信道级的调度，可用带宽包含4个可调度的20MHz带宽；假定第一个20MHz带宽称之为主信道或者第一子信道，其余20MHz子信道，分别称之为第二子信道、第三子信道和第四子信道。

AP在80MHz带宽上发送一个无线帧，此无线帧使用20MHz帧格式组建，在80MHz带宽上的每个20MHz带宽上以重复的模式发送，即每个20MHz带宽上都承载相同且完整的信息。

STA1、STA2、STA3和STA4接收到上述无线帧后，根据当前的接收情况组建反馈无线帧；STA1、STA2、STA3和STA4在无线帧的第二部分使用的子载波是预先分配好的，假定分别使用子载波集合SC1、SC2、SC3和SC4(子载波集合的个数可以是预定义好的，也可以是根据当前调度用户数按照预定规则划分的)，4个子载波集合的合集是一个20MHz子信道上所有子载波或者子载波子集。

STA1检测到自己周围的信道条件只有第一个子信道可用，即主20MHz子信道可用，从而在该子信道上组建无线帧，其帧结构如图8所示，无线帧的第一部分包含L-STF、L-LTF、L-SIG和数据域(DATA)这四部分；其中，在L-SIG中的长度子域和速率子域填写与其他站点相同的信息，这两个信息综合指示本无线帧结束时刻即在第一部分的数据域结束，速率子域指示第一部分数据域采用的调制编码方式；数据域部分至少包含帧类型指示信息、发送方地址信息、接收方地址信息和Duration子域信息，其中，帧类型信息可以是传统设备识别的帧类型也可以是一个新的帧类型指示信息，发送方地址信息填写一个预设的地址信息，接收方地址信息填写AP地址，Duration子域指示一个信道预约时间，数据域部分也承载与其他站点完全相同的信息，以保证各个站点发送无线帧的第一部分承载相同信息。无线帧的第二部分，即只在子载波集合SC1指示的子载波上承载信息，承载的信息是STA1测量得到的第一子信道的信道质量信息，信道质量信息具体可以为信道信噪比、或者信干噪比、或者调制编码索引等，其余子载波不承载信息；STA1在规定的时间内在第一子信道上发送无线帧。

STA2检测到自己周围的信道条件有第一个子信道和第二个子信道可用，从而在两个子信道上组建无线帧，两个子信道上的无线帧第一部分承载的信息一致，第二部分承载各自子信道的信道质量信息，其帧结构如图9所示；无线帧的第一部分包含L-STF、L-LTF和L-SIG和数据域这四部分，其中，在L-SIG中的长度子域和速率子域填写与其他站点相同的信息，这两个信息综合指示本无线帧结束时刻即在第一部分数据域结束，速率子域指示第一部分数据域采用的调制编码方式；数据域部分至少包含帧类型指示信息、发送方地址信息、接收方地址信息和Duration子域信息，其中，帧类型信息可以是传统设备识别的帧类型也可以是一个新的帧类型指示信息，发送方地址信息填写一个预设的地址信息，接收方地址信息填写AP地址，Duration子域指示一个信道预约时间，数据域部分也承载与其他站点完全相同的信息，以保证各个站点发送无线帧的第一部分承载相同信息。无线帧的第二部分，即只在子载波集合SC2指示的子载波上承载信息，承载的信息是STA2测量得到的第一子信道和第二子信道的信道质量信息，信道质量信息具体可以为信道信噪比、或者信干噪比、或者调制编码索引等；STA2在规定的时间内在第一个子信道和第二个子信道上发送无线帧。

STA3检测到自己周围的信道条件有第三个子信道可用，从而在该子信道上组建无线帧，无线帧的第一部分包含L-STF、L-LTF和L-SIG和数据域这四部分，其中，在L-SIG中的长度子域和速率子域填写与其他站点相同的信息，这两个信息综合指示本无线帧结束时刻即在第一部分数据域结束，速率子域指示第一部分数据域采用的调制编码方式；数据域部分至少包含帧类型指示信息、发送方地址信息、接收方地址信息和Duration子域信息，其中，帧类型信息可以是传统设备识别的帧类型也可以是一个新的帧类型指示信息，发送方地址信息填写一个预设的地址信息，接收方地址信息填写AP地址，Duration子域指示一个信道预约时间，数据域部分也承载与其他站点完全相同的信息，以保证各个站点发送无线帧的第一部分承载相同信息；无线帧的第二部分，即只在子载波集合SC3指示的子载波上承载信息，承载的信息是STA3测量得到的第三子信道的信道质量信息，信道质量信息具体可以为信道信噪比、或者信干噪比、或者调制编码索引等，其余子载波不承载信息；STA3在规定的时间内在第三子信道上发送无线帧。

STA4检测到自己周围的信道条件无子信道可用，从而不组建无线帧。

参与下行多用户OFDMA传输的站点发送完上述无线帧后，3个无线帧(即STA1、STA2和STA3发送的无线帧)能够在同步误差允许的范围内同时或者近似同时到达AP，AP根据叠加在一起的无线帧的第二部分，通过分析不同子信道上的各个子载波集合即可获知参与下行多用户OFDMA传输的各个站点当前可用的子信道以及信道质量；例如：AP在第一子信道的子载波集合SC1和SC2上检测到预定义的信息，即获知STA1和STA2各自周围无线环境中的第一子信道可用以及对应的信道质量，在第一子信道的子载波集合SC3和SC4上未检测到预定义的信息，即可获知STA3和STA4各自周围无线环境中的第一子信道不可用；AP在第二子信道的子载波集合SC2检测到预定义的信息，即获知STA2周围无线环境中的第二子信道可用以及对应的信道质量；在第二子信道的子载波集合SC1、SC3和SC4上未检测到预定义的信息，即可获知STA1、STA3和STA4各自周围无线环境中的第二子信道不可用；依此类推，AP可以获知只有STA3可以使用第三子信道以及对应的信道质量，没有站点可以使用第四子信道。

传统设备STA5接收到3个11ax设备发送的任意一个无线帧或者多个无线帧的叠加，可以识别第一部分，并通过第一部分中的L-SIG获知无线帧的长度，按照这个长度完成无线帧接收(只接收到无线帧第一部分)，通过解析第一部分数据域中的Duration可以获知信道预约时间。

本实施例中，各个站点STA1、STA2和STA3在无线帧发送时间上的示意图如图7所示，各站点通过调整向AP发送无线帧的上行发送时间，使各站点发送的无线帧能够在可允许的时间误差内同时或者近似同时的到达AP。

实施例五

在一个基本服务集内，假定存在1个AP和5个站点(分别标识为STA1、STA2、STA3、STA4和STA5)，且AP和STA1、STA2、STA3、STA4站点都是符合IEEE802.11ax标准的设备；STA5是一个传统设备，所谓的传统设备可以是符合IEEE802.11a/g/n/ac标准的设备。假定AP和4个11ax站点(STA1、STA2、STA3、STA4)都支持80MHz的带宽发送和接收，AP调度STA1、STA2、STA3和STA4进行下行多用户OFDMA传输，频域最小调度粒度为20MHz。当前WLAN标准中20MHz是一个基本的子信道带宽，调度粒度20MHz相当于子信道级的调度，可用带宽包含4个可调度的20MHz带宽，假定第一个20MHz带宽称之为主信道或者第一子信道，其余20MHz子信道分别称之为第二子信道、第三子信道和第四子信道。

AP在80MHz带宽上发送一个无线帧，此无线帧使用20MHz帧格式组建，在80MHz带宽上的每个20MHz带宽上以重复的模式发送，即每个20MHz带宽上都承载相同且完整的信息。

STA1、STA2、STA3和STA4接收到上述无线帧后，根据当前的接收情况组建反馈无线帧；STA1、STA2、STA3和STA4在无线帧的第二部分使用的码子是预先定义的，码子之间相互正交或者准正交。

STA1检测到自己周围的信道条件只有第一个子信道可用，即主20MHz子信道可用，从而在该子信道上组建无线帧，其帧结构如图10所示，无线帧的第一部分包含L-STF、L-LTF和L-SIG这三部分，其中，在L-SIG中的长度子域和速率子域填写与其他站点相同的信息，这两个信息综合指示本无线帧结束时刻即在L-SIG结束；无线帧的第二部分，承载的信息是一个预分配的正交码子；STA1在规定的时间内在第一子信道上发送无线帧。

STA2检测到自己周围的信道条件有第一个子信道和第二个子信道可用，从而在这两个子信道上组建无线帧，其帧结构如图11所示，两个子信道上的无线帧承载的信息一致；无线帧的第一部分包含L-STF、L-LTF和L-SIG这三部分，其中，在L-SIG中的长度子域和速率子域填写与其他站点相同的信息，这两个信息综合指示本无线帧结束时刻即在L-SIG结束；无线帧的第二部分，承载的信息是一个预分配的正交码子，在第一子信道和第二子信道上的码子相同；STA2在规定的时间内在第一个子信道和第二个子信道上发送无线帧，这两个子信道上的承载完全相同的信息。

STA3检测到自己周围的信道条件有第三个子信道可用，从而在该子信道上组建无线帧，无线帧的第一部分包含L-STF、L-LTF和L-SIG这三部分，其中，在L-SIG中的长度子域和速率子域填写与其他站点相同的信息，这两个信息综合指示本无线帧结束时刻即在L-SIG结束；无线帧的第二部分，即只在子载波集合SC3指示的子载波上承载信息，承载的信息是一个预定义的码子；STA3在规定的时间内在第三子信道上发送无线帧。

STA4检测到自己周围的信道条件无子信道可用，从而不组建无线帧。

参与下行多用户OFDMA传输的站点发送完上述无线帧后，3个无线帧(即STA1、STA2和STA3发送的无线帧)能够在同步误差允许的范围内同时或者近似同时到达AP，AP根据叠加在一起的无线帧的第二部分，通过分析不同子信道上的正交码子，即可获知参与下行OFDMA传输的各个站点当前可用的子信道；例如：AP在第一子信道上检测到分配给STA1的码子和STA2的码子，即获知STA1和STA2各自周围无线环境中的第一子信道可用；在第一子信道上未检测到给分配给STA3、STA4的码子，即可获知STA3和STA4各自周围无线环境中的第一子信道不可用；AP在第二子信道上检测到分配给STA2的码子，即获知STA2周围无线环境中的第二子信道可用；在第二子信道上未检测到分配给STA1、STA3和STA4的码子，即可获知STA1、STA3和STA4各自周围无线环境中的第二子信道不可用；依此类推，AP可以获知只有STA3可以使用第三子信道，没有站点可以使用第四子信道。

传统设备STA5接收到3个11ax设备发送的任意一个无线帧或者多个无线帧的叠加，可以识别第一部分，并通过第一部分中的L-SIG获知无线帧即到L-SIG结束，不再进一步接收后续第二部分。

实施例六

在一个基本服务集内，假定存在1个AP和5个站点(分别标识为STA1、STA2、STA3、STA4和STA5)，且AP和STA1、STA2、STA3、STA4站点都是符合IEEE802.11ax标准的设备；STA5是一个传统设备，所谓的传统设备可以是符合IEEE802.11a/g/n/ac标准的设备。假定AP和4个11ax站点(STA1、STA2、STA3、STA4)都支持80MHz的带宽发送和接收，AP调度STA1、STA2、STA3和STA4进行下行多用户OFDMA传输，频域最小调度粒度为nMHz，每个子信道可以分成N个子带。当前WLAN标准中20MHz是一个基本的子信道带宽；假定***可用信道带宽为80MHz，第一个20MHz带宽称之为主信道或者第一子信道，其余20MHz子信道分别称之为第二子信道、第三子信道和第四子信道。

AP在80MHz带宽上发送一个无线帧，此无线帧使用20MHz帧格式组建，在80MHz带宽上的每个20MHz带宽上以重复的模式发送，即每个20MHz带宽上都承载相同且完整的信息。

STA1、STA2、STA3和STA4接收到上述无线帧后，根据当前的接收情况组建反馈无线帧；STA1、STA2、STA3和STA4在无线帧的第二部分使用的子载波是预先分配好的，假定分别使用子载波集合SC1、SC2、SC3和SC4(子载波集合的个数可以是预定义好的，也可以是根据当前调度用户数按照预定规则划分的)，4个子载波集合的合集是一个20MHz子信道上所有子载波或者子载波子集。

STA1检测到自己周围的信道条件只有第一个子信道可用，即主20MHz子信道可用，从而在该子信道上组建无线帧，无线帧的第一部分包含L-STF、L-LTF、L-SIG和数据域这四部分；其中，在L-SIG中的长度子域和速率子域填写与其他站点相同的信息，这两个信息综合指示本无线帧结束时刻即在第一部分数据域结束，速率子域指示第一部分数据域采用的调制编码方式；数据域部分至少包含帧类型指示信息、发送方地址信息、接收方地址信息和Duration子域信息，其中，帧类型信息可以是传统设备识别的帧类型也可以是一个新的帧类型指示信息，发送方地址信息填写一个预设的地址信息，接收方地址信息填写AP地址，Duration子域指示一个信道预约时间，数据域部分也承载与其他站点完全相同的信息，以保证各个站点发送无线帧的第一部分承载相同信息；无线帧的第二部分，即只在子载波集合SC1指示的子载波上承载信息，承载的信息是STA1测量得到的第一子信道上各个子带的信道质量信息、或者是信道质量最好的x个子带的索引指示和相应的子带信道质量信息，信道质量信息具体可以为信道信噪比、或者信干噪比、或者调制编码索引等，其余子载波不承载信息；STA1在规定的时间内在第一子信道上发送无线帧。

STA2检测到自己周围的信道条件有第一个子信道和第二个子信道可用，从而在这两个子信道上组建无线帧，两个子信道上的无线帧第一部分承载的信息一致，第二部分承载各自子信道的信道质量信息；无线帧的第一部分包含L-STF、L-LTF、L-SIG和数据域这四部分，其中，在L-SIG中的长度子域和速率子域填写与其他站点相同的信息，这两个信息综合指示本无线帧结束时刻即在第一部分数据域结束，速率子域指示第一部分数据域采用的调制编码方式，数据域部分至少包含帧类型指示信息、发送方地址信息、接收方地址信息和Duration子域信息，其中，帧类型信息可以是传统设备识别的帧类型也可以是一个新的帧类型指示信息，发送方地址信息填写一个预设的地址信息，接收方地址信息填写AP地址，Duration子域指示一个信道预约时间，数据域部分也承载与其他站点完全相同的信息，以保证各个站点发送无线帧的第一部分承载相同信息；无线帧的第二部分，即只在子载波集合SC2指示的子载波上承载信息，承载的信息是STA2测量得到的第一子信道和第二子信道上各个子带的信道质量信息、或者是信道质量最好的x个子带的索引指示和相应的子带信道质量信息，信道质量信息具体可以为信道信噪比、或者信干噪比、或者调制编码索引等，STA2在规定的时间内在第一个子信道和第二个子信道上发送无线帧。

STA3检测到自己周围的信道条件有第三个子信道可用，从而在该子信道上组建无线帧，无线帧的第一部分包含L-STF、L-LTF、L-SIG和数据域这四部分，其中，在L-SIG中的长度子域和速率子域填写与其他站点相同的信息，这两个信息综合指示本无线帧结束时刻即在第一部分数据域结束，速率子域指示第一部分数据域采用的调制编码方式，数据域部分至少包含帧类型指示信息、发送方地址信息、接收方地址信息和Duration子域信息，其中，帧类型信息可以是传统设备识别的帧类型也可以是一个新的帧类型指示信息，发送方地址信息填写一个预设的地址信息，接收方地址信息填写AP地址，Duration子域指示一个信道预约时间，数据域部分也承载与其他站点完全相同的信息，以保证各个站点发送无线帧的第一部分承载相同信息；无线帧的第二部分，即只在子载波集合SC3指示的子载波上承载信息，承载的信息是STA3测量得到的第三子信道的上各个子带的信道质量信息、或者是信道质量最好的x个子带的索引指示和相应的子带信道质量信息，信道质量信息可以为信道信噪比、或者信干噪比、或者调制编码索引等，其余子载波不承载信息；STA3在规定的时间内在第三子信道上发送无线帧。

STA4检测到自己周围的信道条件无子信道可用，从而不组建无线帧。

参与下行多用户OFDMA传输的站点发送完上述无线帧后，3个无线帧(即STA1、STA2和STA3发送的无线帧)能够在同步误差允许的范围内同时或者近似同时到达AP，AP根据叠加在一起的无线帧的第二部分，通过分析不同子信道上的各个子载波集合即可获知参与下行多用户OFDMA传输的各个站点当前可用的子信道上各子带或者部分子带的信道质量；例如：AP在第一子信道的子载波集合SC1和SC2上检测到有承载信息，即获知STA1和STA2各自周围无线环境中的第一子信道上各子带或者最好的x个子带的信道质量，在第一子信道的子载波集合SC3和SC4上未检测到预定义的信息，即可获知STA3和STA4各自周围无线环境中的第一子信道不可用；AP在第二子信道的子载波集合SC2检测到有承载信息，即获知STA2周围无线环境中的第二子信道上各子带或者最好的x个子带的信道质量；在第二子信道的子载波集合SC1、SC3和SC4上未检测到预定义的信息，即可获知STA1、STA3和STA4各自周围无线环境中的第二子信道不可用；依此类推，AP可以获知STA3在第三子信道上各子带或者最好的x个子带的信道质量，STA2、STA1和STA4都不使用第三子信道，同样没有站点可以使用第四子信道。

传统设备STA5接收到3个11ax设备发送的任意一个无线帧或者多个无线帧的叠加，可以识别第一部分，并通过第一部分中的L-SIG获知无线帧的长度，按照这个长度完成无线帧接收(只接收到无线帧第一部分)，通过解析第一部分数据域中的Duration可以获知信道预约时间。

综上所述，本发明实施例中，参与下行多用户传输的站点调整上行发送时间向AP发送无线帧，使所述站点发送的所述无线帧能够在可允许的时间误差内到达AP，每个站点发送的无线帧都包含两部分内容，第一部分是传统站点可以识别的信息，第二部分包含所述站点各自的信息。由此，所有参与下行接收的站点，可以同时向AP回复自己可用的信道资源，减少反馈开销，提高传输效率；旁听的传统站点亦可以识别参与下行接收的站点发送的无线帧部分信息，解决后向兼容性问题。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (23)

1.一种下行多用户传输方法，其特征在于，所述方法包括：

参与下行多用户传输的站点，调整向接入点AP发送无线帧的上行发送时间，使所述站点发送的无线帧能在允许的时间误差内到达AP；

所述站点按照所述上行发送时间向所述AP发送无线帧；

其中，每个站点发送的所述无线帧包括第一部分内容和第二部分内容，所述第一部分内容包括传统站点可识别的信息，所述第二部分内容包括每个站点各自的信息。

2.根据权利要求1所述下行多用户传输方法，其特征在于，所述站点在自身所有可用的子信道上发送无线帧。

3.根据权利要求1所述下行多用户传输方法，其特征在于，参与下行多用户传输的各站点发送的无线帧中包括的所述第一部分内容中承载完全相同的信息。

4.根据权利要求3所述下行多用户传输方法，其特征在于，所述第一部分内容包括：传统的短训练序列域L-STF、传统的长训练序列域L-LTF和传统的信令域L-SIG。

5.根据权利要求4所述下行多用户传输方法，其特征在于，所述L-SIG中承载帧长度指示信息，所述帧长度指示信息用于指示第一部分内容的长度。

6.根据权利要求3所述下行多用户传输方法，其特征在于，所述第一部分内容还包括传统的数据域。

7.根据权利要求6所述下行多用户传输方法，其特征在于，所述数据域中包括：帧类型指示信息、发送方地址信息、接收方地址信息和Duration子域信息；

其中，所述帧类型信息指示传统设备识别的帧类型、或者新的帧类型指示信息，所述发送方地址信息指示预设的地址信息，所述接收方地址信息指示所述AP的地址信息，所述Duration子域指示信道预约时间。

8.根据权利要求2至7任一项所述下行多用户传输方法，其特征在于，所述每个用户的第二部分内容仅承载在所用子信道的部分子载波上，且每个站点使用的部分子载波是预先分配的。

9.根据权利要求8所述下行多用户传输方法，其特征在于，所述第二部分内容承载的信息指示所述站点可用的频带资源。

10.根据权利要求8所述下行多用户传输方法，其特征在于，所述第二部分内容承载的信息指示所述可用频带资源的信道质量信息，所述信道质量为信噪比、或者信干噪比、或者调制编码方案索引。

11.根据权利要求1所述下行多用户传输方法，其特征在于，所述第二部分内容为预先分配给所述参与下行多用户传输的站点的正交码子。

12.根据权利要求1所述下行多用户传输方法，其特征在于，所述在允许的时间误差内到达AP是指各用户发送的所述无线帧到达AP的时刻满足***多用户上行传输的同步精度需求。

13.一种下行多用户传输装置，其特征在于，应用于参与下行多用户传输的站点中，所述装置包括：

时间调整单元，用于调整所述参与下行多用户传输的站点向接入点AP发送无线帧的上行发送时间，使所述站点发送的无线帧能在允许的时间误差内到达AP；

发送单元，用于按照所述上行发送时间向所述AP发送无线帧；

其中，每个站点发送的所述无线帧包括第一部分内容和第二部分内容，所述第一部分内容包括传统站点可识别的信息，所述第二部分内容包括每个站点各自的信息。

14.根据权利要求13所述下行多用户传输装置，其特征在于，所述发送单元进一步用于，在站点所有可用的子信道上发送无线帧。

15.根据权利要求13所述下行多用户传输装置，其特征在于，参与下行多用户传输的各站点发送的无线帧中包括的所述第一部分内容中承载完全相同的信息。

16.根据权利要求15所述下行多用户传输装置，其特征在于，所述第一部分内容包括：传统的短训练序列域L-STF、传统的长训练序列域L-LTF和传统的信令域L-SIG。

17.根据权利要求16所述下行多用户传输装置，其特征在于，所述L-SIG中承载帧长度指示信息，所述帧长度指示信息用于指示第一部分内容的长度。

18.根据权利要求16所述下行多用户传输装置，其特征在于，所述第一部分内容还包括传统的数据域。

19.根据权利要求18所述下行多用户传输装置，其特征在于，所述数据域中包括：帧类型指示信息、发送方地址信息、接收方地址信息和Duration子域信息；

其中，所述帧类型信息指示传统设备识别的帧类型、或者新的帧类型指示信息，所述发送方地址信息指示预设的地址信息，所述接收方地址信息指示所述AP的地址信息，所述Duration子域指示信道预约时间。

20.根据权利要求14至19任一项所述下行多用户传输装置，其特征在于，所述第二部分内容仅占用所用子信道的部分子载波，且每个站点使用的部分子载波是预先分配的。

21.根据权利要求20所述下行多用户传输装置，其特征在于，所述第二部分内容承载的信息指示所述站点可用的频带资源。

22.根据权利要求20所述下行多用户传输装置，其特征在于，所述第二部分内容承载的信息指示所述可用频带资源的信道质量信息，所述信道质量为信噪比、或者信干噪比、或者调制编码方案索引。

23.根据权利要求14至19任一项所述下行多用户传输装置，其特征在于，所述第二部分内容为预先分配给所述参与下行多用户传输的站点的正交码子。