Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству связи и способу связи, к компьютерной программе и системе связи, с применением множественного доступа с пространственным разделением каналов (МДПРК) (SDMA), в которых беспроводные ресурсы на пространственных осях делятся между множеством пользователей, а в частности относится к устройству связи и способу связи, к компьютерной программе и системе связи для передачи кадров в формате кадра переменной длины, адресованные множеству пользователей, путем одновременного мультиплексирования кадров.
Уровень техники
В настоящее время беспроводная локальная сеть (WLAN) стремительно входит в широкое обращение, обеспечивая беспроводную сетевую среду в офисах и домах. Например, IEEE802.11a/g, являющийся стандартом Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE), достигает максимальной скорости данных на физическом уровне в 54 Мб/с с помощью мультиплексирования с ортогональным разделением частот (OFDM) на частотах в диапазоне 2,4 ГГц или в диапазоне 5 ГГц. В стандарте IEEE802.11n, находящемся в данный момент в разработке, высокая пропускная способность (НТ), превышающая 100 Мб/с, будет достигнута путем дальнейшего использования мультиплексирования с пространственным разделением (SDM) посредством канала множественного ввода - множественного вывода (MIMO).
MIMO является способом связи, позволяющим получить пространственно мультиплексированный поток за счет обеспечения множества антенн на стороне передатчика и стороне приемника (известно). На передающей стороне множество фрагментов пересылаемых данных подвергается пространственно-временному кодированию и мультиплексируется, а затем перед передачей в канал распределяется по множеству передающих антенн. На принимающей стороне, напротив, сигналы приема, принимаемые множеством принимающих антенн по каналу, подвергаются пространственно-временному декодированию и демультиплексируются до множества фрагментов пересылаемых данных, так что могут быть получены исходные данные без перекрестных помех между каналами. Согласно технологии MIMO, например, увеличив количество потоков, подлежащих пространственному мультиплексированию, путем увеличения числа антенн аппаратуры связи, можно улучшить пропускную способность в расчете на пользователя, сохраняя нисходящую совместимость. Однако в будущем будет востребовано дальнейшее улучшение пропускной способности для всего множества пользователей.
Рабочая группа IEEE802.11ас стремится разработать стандарт беспроводной LAN со скоростью передачи данных, превышающей 1 Гб/с, с помощью частотного диапазона в 6 ГГц или ниже, и перспективным для достижения этой цели считается способ связи, подобный многопользовательскому MIMO (MU-MIMO) и SDMA, который разделяет беспроводные ресурсы на пространственных осях на множество пользователей, то есть мультиплексирует кадры, адресованные множеству пользователей одновременно в направлениях пространственных осей.
В текущий момент SDMA изучается в качестве основной технологии системы мобильного телефона нового поколения на основе множественного доступа с временным разделением каналов (МДВРК) (TDMA), такой как PHS (система персональных мобильных телефонов) и LTE (стандарт долгосрочное развитие:). Хотя в области беспроводных LAN внимание уделяется, как описано выше, связи типа «один ко многим», почти не существует примеров ее применения. Можно считать, что этот факт объясняется, в частности, тем, что трудно эффективно мультиплексировать множество пользователей при связи с коммутацией пакетов.
При применении SDMA к беспроводной LAN можно рассмотреть случай, когда кадры различной длины мультиплексируются на одной и той же временной оси. Когда длина пересылаемых данных каждого из множества пользователей одинакова для всех, проблем не возникает, но если длина кадра, подлежащая мультиплексированию, меняется благодаря различной длине пересылаемых данных, внезапно меняется общая мощность передачи, к тому же возрастает-убывает мультиплексирование числа кадров в периоде передачи. Если кадры разной длины мультиплексируются и пересылаются в неизмененном виде, могут возникнуть проблемы в различных аспектах, например, на принимающей стороне внезапно меняется мощность приема, к тому же возрастает-убывает мультиплексирование числа кадров, что приводит к нестабильной работе автоматической регулировки усиления (AGC), и распределение мощности внутри кадра в отношении RCPI (индикатора мощности входного канала) (RCPI), стандартизованного в IEEE802.11, становится нефиксированным. Таким образом, даже если длина исходных пересылаемых данных различна для каждого пользователя, кадры, мультиплексированные одновременно, должны в конечном счете быть переданы с одинаковой длиной кадра.
Например, в системе с фиксированным форматом кадра, такой как общепринятая система сотовой связи, можно уравнять кадры по длине, заполняя пустые места путем включения данных для разнообразия (см., например, №1 в списке патентной литературы), планирования выделенного времени (см., например, №2 в списке патентной литературы), с помощью переменной скорости передачи данных, (см., например, №№3 и 4 в списке патентной литературы) или переменной конфигурации каналов (см, например, №5 в списке патентной литературы). Напротив, поскольку система с переменным форматом кадра, такая как беспроводная LAN, имеет принципиально иную структуру, трудно применить эти общепринятые технологии к такой системе с переменным форматом кадра.
В системе WLAN с целью увеличения эффективности кадра внедрена технология пакетной передачи, при которой множество кадров непрерывно пересылается во временном направлении. Для выполнения пакетной передачи между последовательными кадрами обеспечивается интервал (межкадровый интервал: IFS). Между последовательными кадрами, использующими одинаковую мощность передачи для непосредственной передачи, используется нулевой IFS (ZIFS), а когда мощность передачи меняется от кадра к кадру, используется сокращенный IFS (RTFS). RIFS мал в сравнении с другими межкадровыми интервалами, такими как короткий IFS (SIFS), и, таким образом, станция связи может продолжать управлять каналами. В стандарте IEEE802.11n, например, в качестве IFS определен межкадровый интервал, равный 2 мкс. С учетом эффективности кадра предпочтительно, чтобы межкадровый интервал был короче.
Список ссылок
Патентная литература
PTL 1: выложенная заявка на патент Японии №2001-148646
PTL 2: опубликованная заявка на патент Японии №2009-506679
PTL 3: выложенная заявка на патент Японии №2008-236065
PTL 4: патент Японии №2855172
PTL 5: выложенная заявка на патент Японии №2007-89113
Раскрытие изобретения
Согласно некоторым вариантам осуществления, устройство связи для передачи множества кадров в сети, где каждый кадр включает в себя один или более символов, имеющих длину символа, содержит блок обработки данных и передатчик. Блок обработки данных получает межкадровый интервал между двумя последовательными кадрами из множества кадров. Блок обработки данных регулирует межкадровый интервал между двумя последовательными кадрами при определении того, что межкадровый интервал не является целочисленным кратным длины символа. Передающий блок пересылает отрегулированные последовательные кадры.
Согласно некоторым вариантам осуществления, система связи включает в себя передатчик и приемник. Передатчик получает межкадровый интервал между двумя последовательными кадрами из множества кадров, где каждый кадр включает в себя один или более символов, имеющих длину символа. Передатчик далее регулирует межкадровый интервал между двумя последовательными кадрами при определении того, что межкадровый интервал не является целочисленно кратным длине символа. Передатчик также пересылает отрегулированные последовательные кадры. Приемник принимает отрегулированные последовательные кадры.
Согласно некоторым вариантам осуществления, способ передачи множества кадров, где каждый кадр включает в себя один или более символов, имеющих длину символа, включает в себя этап, на котором получают межкадровый интервал между двумя последовательными кадрами из множества кадров. Способ дополнительно включает в себя этап, на котором регулируют межкадровый интервал между двумя последовательными кадрами при определении того, что межкадровый интервал не является целочисленно кратным длине символа. Способ также включает в себя этап, на котором передают отрегулированные последовательные кадры.
Согласно некоторым вариантам осуществления, энергонезависимый машиночитаемый носитель хранит команды, которые, при выполнении их процессором в устройстве связи вызывают получение процессором межкадрового интервала между двумя последовательными кадрами, где каждый кадр включает в себя один или более символов, имеющих длину символа. Команды дополнительно вызывают регулирование процессором межкадрового интервала между двумя последовательными кадрами при определении того, что межкадровый интервал не является целочисленно кратным длине символа. Команды также вызывают передачу процессором отрегулированных последовательных кадров.
Техническая задача
Если, подобно SDMA, множество кадров мультиплексируется одновременно, с учетом демодуляции множества принимаемых сигналов на принимающей стороне, предпочтительно взаимно выровнять символьную синхронизацию в пространственно мультиплексированных кадрах. В описанном выше стандарте IEEE802.11n, однако, RIFS равен 2 мкс, тогда как длина символа равна 4 мкс. То есть, если в случае, когда межкадровый интервал и длина символа отличаются друг от друга, пакетная передача просто выполняется с помощью RIFS, символьная синхронизация не выравнивается в мультиплексированных кадрах, что вызывает неудобство для принимающей стороны.
Возьмем в качестве примера способ модуляции OFDM. Принимаемый сигнал каждой антенны прерывается окном быстрого преобразования Фурье (FFT), открывающимся в той же символьной синхронизации, и демодулируется способом OFDM, а затем подвергается пространственно-временному декодированию и демультиплексируется во множество фрагментов пересылаемых данных. Поскольку между символами в принимаемых кадрах, символьная синхронизация которых не совпадает, происходит интерференция, трудно правильно демультиплексировать принимаемые сигналы, даже несмотря на то, что принимаемые сигналы подверглись пространственно-временному декодированию.
Подводя итог, скажем, что, когда при связи с множественным доступом любой кадр, подлежащий одновременному мультиплексированию, непрерывно пересылается во временном направлении, для обеспечения выполнения декодирования на принимающей стороне необходимо уделить достаточно внимания взаимной символьной синхронизации множества кадров, подлежащих мультиплексированию.
Целью настоящего изобретения является обеспечение улучшенных устройства связи и способа связи, а также компьютерной программы и системы связи, способных обеспечивать соответствующую требованиям связи путем применения мультиплексирования с пространственным разделением каналов, в котором беспроводные ресурсы на пространственных осях разделяются между многими пользователями.
Дополнительной целью настоящего изобретения является обеспечение улучшенного устройства связи и способа связи, а также компьютерной программы и системы связи, способных мультиплексировать множество кадров переменной длины одновременно и подходящим образом пересылать кадры, при этом применяется «пакетная передача», которая непрерывно пересылает множество кадров во временном направлении.
Дальнейшей целью настоящего изобретения является обеспечение улучшенного устройства связи и способа связи, а также компьютерной программы и системы связи, способных повысить эффективность кадра применяемого в пакетной передаче, с учетом символьной синхронизации кадров, подлежащих одновременному мультиплексированию.
Полезные эффекты изобретения
Как описано выше, могут быть обеспечены улучшенные устройство связи и способ связи, а также компьютерная программа и система связи, способные мультиплексировать множество кадров переменной длины одновременно и подходящим образом пересылать кадры, применяя при этом «пакетную передачу», которая непрерывно пересылает множество кадров во временном направлении.
Кроме того, согласно настоящему изобретению могут быть обеспечены улучшенные устройство связи и способ связи, а также компьютерная программа и система связи, способные повысить эффективность кадра применяемого при пакетной передаче, учитывая при этом сопоставление символьной синхронизации кадров, подлежащих одновременному мультиплексированию.
Согласно другому объекту настоящего изобретения на передающей стороне символьная синхронизация кадров, подлежащих непрерывной передаче во временном направлении путем применения пакетной передачи, может быть выровнена с символьной синхронизацией других кадров, подлежащих одновременному мультиплексированию. Соответственно, на принимающей стороне мультиплексированные кадры могут быть подходящим образом демультиплексированы без интерференции между символами так, что обработка декодирования сигнала может быть упрощена.
Согласно еще одному объекту настоящего изобретения длина кадров, подлежащих одновременному мультиплексированию, делается одинаковой на этапе конечного вывода на передающей стороне и, таким образом, может быть устранена нестабильность в работе AGC на принимающей стороне. Кроме того, символьная синхронизация кадров, подлежащих непрерывной передаче во временном направлении посредством применения пакетной передачи, может быть выровнена с символьной синхронизацией других кадров, подлежащих одновременному мультиплексированию. Соответственно, на принимающей стороне мультиплексированные кадры могут быть подходящим образом демультиплексированы без интерференции между символами так, что обработка декодирования сигнала может быть упрощена.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, нестабильность работы AGC на стороне приемника может быть уменьшена посредством использования одинаковой средней мощности при заполнении интервала и заполнении всего кадра. Кроме того, распределение мощности внутри кадра можно сделать постоянным для повышения точности измерений при измерении мощности приема сигнала во всем кадре, принимающей стороной.
Согласно еще одному объекту настоящего изобретения в соответствии с пп.12 и 32 формулы настоящего изобретения можно уменьшить нестабильность работы АРУ на принимающей стороне путем использования одинаковой средней мощности для межкадрового интервала, состоящего в целом из комбинации, отличной от нулевой, и по меньшей мере одного кадра из предшествующего и следующего за межкадровым интервалом кадров. Кроме того, распределение мощности внутри кадра можно сделать постоянным, чтобы повышалась точность измерения, когда принимающая сторона измеряет мощность приема сигнала во всем кадре.
Другие цели, характеристики и преимущества настоящего изобретения будут ясны в вариантах осуществления настоящего изобретения, описанных ниже, и в более подробном описании на основе приложенных чертежей.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 является схемой, показывающей, конфигурацию системы связи согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 является схемой, показывающей пример конфигурации устройства связи, к которому применено мультиплексирование с пространственным разделением каналов.
Фиг.3 является схемой, показывающей другой пример конфигурации устройства связи, к которому применено мультиплексирование с пространственным разделением каналов.
Фиг.4 является схемой примера последовательности кадров, когда кадры данных пересылаются с помощью пакетной передачи.
Фиг.5А является схемой, иллюстрирующей случай, когда только межкадровый интервал просто вводится между двумя последовательными кадрами во временном направлении.
Фиг.5В является схемой, показывающей, как заполнение добавляется к задней части предшествующего кадра из непрерывно пересылаемых кадров.
Фиг.5С является схемой, показывающей, как заполнение добавляется к передней части последующего кадра из непрерывно пересылаемых кадров.
Фиг.6А является схемой, показывающей, как один символ OFDM используется в качестве альтернативы «межкадровому интервалу + заполнению» при использовании пакетной передачи.
Фиг.6В является схемой, иллюстрирующей способ регулировки самой длины межкадрового интервала, вводимого между последовательными кадрами, при использовании пакетной передачи.
Фиг.6С является схемой, иллюстрирующей способ регулировки самой длины межкадрового интервала, вводимого между последовательными кадрами, при использовании пакетной передачи.
Фиг.7А является схемой, иллюстрирующей случай, когда только межкадровый интервал просто вводится между двумя последовательными кадрами во временном направлении, когда множество кадров для другого пользователя подвергаются пакетной передаче.
Фиг.7В является схемой, показывающей, как заполнение добавляется к задней части предшествующего кадра из непрерывно пересылаемых кадров, когда множество кадров для другого пользователя подвергаются пакетной передаче.
Фиг.7С является схемой, показывающей, как заполнение добавляется к передней части последующего кадра из непрерывно пересылаемых кадров, когда множество кадров для другого пользователя подвергаются пакетной передаче.
Фиг.8 является схемой, иллюстрирующей соотношение между кадрами и мощностью заполнения, когда заполнение вводится между кадрами, непрерывно пересылаемыми путем пакетной передачи.
Фиг.9А является схемой, иллюстрирующей способ уравнять длину кадра каждого мультиплексируемого одновременно кадра и выровнять длины последовательных кадров во временном направлении по длине символа.
Фиг.9В является схемой, иллюстрирующей способ уравнять длину кадра каждого мультиплексируемого одновременно кадра и выровнять длины последовательных кадров во временном направлении по длине символа.
Фиг.10 является схемой, показывающей пример последовательности кадров, в котором кадры данных нисходящей линии связи от точки доступа до множества оконечных станций мультиплексируются одновременно.
Фиг.11 является схемой, показывающей пример последовательности кадров, в котором кадры данных восходящей линии связи от множества оконечных станций до точки доступа мультиплексируются одновременно.
Фиг.12 является блок-схемой, показывающей операцию обработки, в которой устройство связи одновременно мультиплексирует кадры, адресованные множеству пользователей.
Фиг.13 является блок-схемой, показывающей другую операцию обработки, в которой устройство связи одновременно мультиплексирует кадры, адресованные множеству пользователей.
Фиг.14 является блок-схемой, показывающей операцию обработки, в которой устройство связи одновременно мультиплексирует кадры, адресованные конкретному пользователю другим одним или более устройствами связи.
Фиг.15А является схемой, показывающей пример упорядочивания добавления заполнения в кадр, а конкретнее - схемой, показывающей, как область заполнения упорядочивается в передней части секции данных.
Фиг.15В является схемой, показывающей пример упорядочивания добавления заполнения в кадр, а конкретнее - схемой, показывающей, как область заполнения равномерно распределяется и упорядочивается по секции данных путем разделения области добавления на мелкие фрагменты.
Фиг.15С является схемой, показывающей пример упорядочивания добавления заполнения в кадр, а конкретнее - схемой, показывающей, как область заполнения неравномерно распределяется и упорядочивается по секции данных путем разделения области заполнения на мелкие фрагменты.
Осуществление изобретения
Далее предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны со ссылкой на приложенные чертежи. Отметим, что в этом описании и приложенных чертежах структурные элементы, обладающие, по сути, одинаковыми функциями и структурой, обозначены одинаковыми ссылочными позициями, и повторяющееся объяснение этих структурных элементов опущено.
Фиг.1 схематически показывает конфигурацию системы связи согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Показанная система связи состоит из станции STA0 связи, действующей как точка доступа (АР), и множества станций STA1, STA2 и STA3 связи, действующих как оконечные станции (клиентское устройство).
Каждая из станций STA1, STA2 и STA3 связи настраивает станцию STA0 связи в соответственном диапазоне связи, и каждая станция связи может напрямую связываться с STA0 (другими словами, каждая из станций STA1, STA2 и STA3 связи помещена под контроль STA0 в качестве точки доступа, что составляет BSS (основной набор услуг)). Однако ни одна из станций STA1, STA2 и STA3 связи в качестве оконечной станции не должна обязательно присутствовать в диапазоне связи друг у друга, и ниже не будет упомянута прямая связь между оконечными станциями.
В качестве точки доступа STA0 может выполнять не только связь по кадрам типа «один-к-одному» с каждой из станций STA1, STA2 и STA3 связи индивидуально, но также и связь по кадрам типа «один-ко-многим» с каждой из станций STA1, STA2 и STA3 связи, применяя множественный доступ. В последнем случае беспроводные ресурсы будут разделены между множеством пользователей путем мультиплексирования кадров, адресованных множеству пользователей, в направлении пространственных осей, в направлении временной оси, в направлении частотной оси или в направлении кодовой оси.
STA0 в качестве точки доступа является устройством связи, выполняющим связь по кадрам типа «один-ко-многим», отвечающую такому стандарту связи, как IEEE802.11ас. То есть устройство связи включает в себя множество антенн, применяет мультиплексирование с временным разделением с адаптивной антенной решеткой и выполняет связь по кадрам типа «один-ко-многим» путем одновременного мультиплексирования двух или более кадров, адресованных разным станциям связи, и демультиплексирования кадров, переданных после одновременного мультиплексирования и адресованных локальной станции, до кадров по каждому источнику двумя или более станциями связи. В этом случае STA0 может увеличить число оконечных станций, способных выполнять множественный доступ, увеличивая количество антенн.
С другой стороны, станции STA1, STA2 и STA3 связи в качестве оконечных станций включают в себя множество антенн и состоят из устройств связи, выполняющих мультиплексирование с временным разделением с адаптивной антенной решеткой. Станции STA1, STA2 и STA3 связи выполняют пользовательское демультиплексирование только для приема и не применяют пользовательского демультиплексирования для передачи, то есть, мультиплексирования пересылаемых кадров, и, таким образом, им не нужно включать в себя столько антенн, сколько точке доступа.
Связь от точки STA9 доступа к каждой из станций связи STA1, STA2 и STA3 будет называться «нисходящей линией связи», а связь от каждой из станций связи STA1, STA2 и STA3 к точке STA0 доступа будет называться «восходящей линией связи».
Фиг.2 показывает пример конфигурации устройства связи, к которому применено мультиплексирование с пространственным разделением. Предположим, что станция STA0 связи, действующая как точка доступа в системе связи, показанной на Фиг.1, обладает конфигурацией, показанной на Фиг.2.
Показанное устройство связи включает в себя множество (четыре в показанном примере) антенн 21-1, 21-2, …, модуль 22 обработки RF, модуль обработки приема, состоящий из функциональных блоков 23-28, модуль 29 обработки данных и ветви передачи, состоящие из функциональных блоков 30-35. Станция STA0 связи в качестве точки доступа выполняет мультиплексирование с пространственным разделением с адаптивной антенной решеткой, а число станций связи, обслуживаемых посредством множественного доступа, может быть увеличено путем включения большего числа антенн.
Модуль 29 обработки данных вырабатывает пересылаемые кадры в ответ на запрос передачи из приложения более высокого уровня (не показано). В настоящем варианте осуществления запрос передачи кадров множественного доступа (то есть одновременно мультиплексированных) с пространственным разделением или т.п. либо кадров, подлежащих пакетной передаче (то есть непрерывной передаче во временном направлении) может быть отправлен на модуль 29 обработки данных. Модуль 29 обработки данных выполняет обработку для регулировки длины среди последовательных кадров перед пакетной передачей кадров, ее подробности будут описаны ниже.
Сопоставитель 35 последовательно сопоставляет серию пересылаемых данных с сигнальным пространством, заданным модулем 29 обработки данных. Сопоставление здесь соответствует первичной модуляции, которая сопоставляет 211-битовый символ (n - целое число, равное или большее нуля) с сигнальной точкой в сигнальном пространстве, такой как PSK (фазовая манипуляция) и QAM (квадратурная амплитудная модуляция). Модуль 29 обработки данных определяет способ модуляции, адаптируясь к качеству связи канала для каждого пользователя, и сопоставитель 35 меняет способ модуляции кадров, адресованных каждому пользователю и подлежащих мультиплексированию, в соответствии с командами модуля 29 обработки данных.
Модуль 34 выделения частоты последовательно выделяет серию сопоставленных пересылаемых данных каждой поднесущей на частотной оси в соответствии с командами модуля 29 обработки данных. Затем модуль 33 умножения на вес передачи выполняет пользовательское демультиплексирование, умножая серию пересылаемых данных на вес передачи в соответствии с командами блока 29 обработки данных, чтобы распределить серию пересылаемых данных по ветвям передачи для каждой из антенн 21-1, 21-2, ….
Модуль 32 ОБПФ (обратного быстрого преобразования Фурье) (IFFT) преобразует поднесущую для каждой ветви передачи, расположенную в частотной области, в сигнал временной оси и далее присоединяет к нему защитный интервал посредством блока 31 включения GI (защитного интервала). Затем, после того, как его полоса частот ограничена цифровым передающим фильтром 30, состоящим из фильтра FIR (конечной импульсной характеристики) или т.п., блок 32 ОБПФ преобразует сигнал временной оси в аналоговый сигнал основной полосы частот.
Модуль 22 обработки RF удаляет компоненты сигнала, кроме относящихся к желаемой полосе частот, с помощью аналогового LPF (фильтра низких частот), преобразует с повышением центральную частоту в желаемую полосу Russian Federation (радио частота) и далее усиливает амплитуду сигнала посредством усиления мощности. Затем передаваемый сигнал RF для каждой ветви передачи передается в пространство с каждой из антенн 21-1, 21-2, ….
Модуль 22 обработки RF также преобразует с понижением принимаемый сигнал с каждой из антенн 21-1, 21-2, …, в аналоговый сигнал основной полосы частот после усиления с низким уровнем шума и далее преобразует в цифровой принимаемый сигнал основной полосы частот.
Принимающий цифровой фильтр 23 состоит из фильтра FIR или т.п. и накладывает ограничения по полосе частот на цифровой принимаемый сигнал. Блок 24 синхронизации и удаления GI получает временной режим синхронизации из цифрового принимаемого сигнала, на который наложены ограничения по полосе частот, далее выполняет коррекцию частотного сдвига, оценивает шум, а также удаляет защитный интервал, присоединенный к заголовку интервала передачи данных. Затем каждый блок 25 БПФ (быстрого преобразования Фурье) обрезает сигнал временной оси для каждой ветви приема в окне БПФ, открытом в той же символьной синхронизации, что и полученная блоком 24 синхронизации, и удаления GI, и преобразует сигнал временной оси в сигнал частотной оси путем демодуляции OFDM посредством преобразования Фурье.
Модуль 26 умножения на вес приема для выполнения пространственного демультиплексирования умножает принимаемый сигнал после демодуляции OFDM для каждой ветви приема на вес приема в соответствии с командами блока 29 обработки данных. Предположим, что здесь «пространственное демультиплексирование» для приема употребляется в обоих значениях: пользовательское демультиплексирование, которое демультиплексирует кадры, мультиплексированные одновременно, для каждого пользователя, и канальное демультиплексирование, которое демультиплексирует пространственно мультиплексированный канал MIMO до множества исходных потоков.
Модуль 27 частотного демультиплексирования демультиплексирует серию принимаемых данных от каждой поднесущей на частотной оси в соответствии с командами модуля 29 обработки данных. Восстановитель 28 восстанавливает сигнальные точки в сигнальном пространстве из серии демультиплексированных принимаемых данных в соответствии с командами модуля 29 обработки данных, чтобы воспроизвести исходную серию пересылаемых данных. Модуль 29 обработки данных доставляет воспроизведенные пересылаемые данные приложению более высокого уровня (не показано).
Фиг.3 показывает другой пример конфигурации устройства связи, к которому применено мультиплексирование с пространственным разделением. Предположим, что станции STA1, STA2 и STA3 связи, действующие как оконечные станции в системе связи, показанной на Фиг.1, обладают конфигурацией, показанной на Фиг.3.
Показанное устройство связи включает в себя множество (две в показанном примере) антенн 41-1 и 41-2 для выполнения функции адаптивной антенной решетки, модуль 42 обработки RF, модуль обработки приема, состоящий из функциональных блоков 43-48, модуль 49 обработки данных и ветви передачи, состоящие из функциональных блоков 50-55.
Модуль 49 обработки данных вырабатывает пересылаемые кадры в ответ на запрос передачи от приложения более высокого уровня (не показано). В настоящем варианте осуществления запрос передачи кадров, подлежащих пакетной передаче (то есть непрерывной передаче во временном направлении) может быть отправлен на модуль 49 обработки данных. Модуль 49 обработки данных выполняет обработку для регулировки длины среди последовательных кадров перед пакетной передачей кадров, ее подробности будут описаны ниже.
Сопоставитель 55 выполняет первичную модуляцию серии пересылаемых данных, то есть сопоставляет серию пересылаемых данных с сигнальным пространством в соответствии с командами модуля 49 обработки данных. Модуль 54 выделения частоты последовательно выделяет серию сопоставленных пересылаемых данных каждой поднесущей на частотной оси в соответствии с командами модуля 49 обработки данных. Модуль 53 присоединения тренировочного сигнала не только выделяет серию пересылаемых данных ветви передачи для каждой антенны 41-1 и 41-2, но также присоединяет тренировочный сигнал, используемый для определения веса адаптивной антенной решетки в пункте назначения передачи в соответствии с командами модуля 49 обработки данных. Тренировочный сигнал состоит, например, из известной последовательности, особой для каждой из оконечных станций STA1-STA3.
Модуль 52 ОБПФ преобразует поднесущую для каждой ветви передачи, расположенную в частотной области, в сигнал временной оси и далее присоединяет к нему защитный интервал посредством модуля 51 включения GI. Затем, после того, как его полоса частот ограничена цифровым передающим фильтром 50, модуль 52 ОБПФ преобразует сигнал временной оси в аналоговый сигнал основной полосы частот.
Модуль 42 обработки RF удаляет компоненты сигнала, кроме относящихся к желаемой полосе частот, с помощью аналогового LPF, преобразует с повышением центральную частоту в желаемую полосу RF и далее усиливает амплитуду сигнала посредством усиления мощности. Затем сигнал передачи RF для каждой ветви передачи передается в пространство с каждой из антенн 41-1 и 41-2.
Модуль 42 обработки RF также преобразует с понижением принимаемый сигнал с каждой из антенн 41-1 и 41-2 в аналоговый сигнал основной полосы частот после усиления с низким уровнем шума и далее преобразует в цифровой принимаемый сигнал основной полосы частот.
Принимающий цифровой фильтр 43 накладывает ограничения по полосе частот на цифровой принимаемый сигнал. Блок 44 синхронизации и удаления GI получает временной режим синхронизации из цифрового принимаемого сигнала, на который наложены ограничения по полосе частот, далее выполняет коррекцию частотного сдвига, оценивает шум, а также удаляет защитный интервал, присоединенный к заголовку интервала передачи данных. Затем каждый модуль 45 БПФ прерывает сигнал временной оси для каждой ветви приема в окне БПФ, открытом в той же символьной синхронизации, что и полученная модулем 44 синхронизации и удаления GI, и преобразует сигнал временной оси в сигнал частотной оси путем демодуляции OFDM посредством преобразования Фурье.
Модуль 46 умножения на вес приема для выполнения пространственного демультиплексирования умножает принимаемый сигнал после демодуляции OFDM для каждой ветви приема на вес приема в соответствии с командами модуля 49 обработки данных. Предположим, что здесь «пространственное демультиплексирование» для приема употребляется в обоих значениях: пользовательское демультиплексирование, которое демультиплексирует кадры, мультиплексированные одновременно, для каждого пользователя, и канальное демультиплексирование, которое демультиплексирует пространственно мультиплексированный канал MIMO до множества исходных потоков.
Модуль 47 частотного демультиплексирования демультиплексирует серию принимаемых данных от каждой поднесущей на частотной оси в соответствии с командами модуля 49 обработки данных. Восстановитель 48 восстанавливает сигнальные точки в сигнальном пространстве из серии демультиплексированных принимаемых данных в соответствии с командами модуля 49 обработки данных, чтобы воспроизвести исходную серию пересылаемых данных. Модуль 49 обработки данных доставляет воспроизведенные пересылаемые данные приложению более высокого уровня (не показано).
Согласно некоторым вариантам осуществления, модули 29 или 49 обработки данных регулируют межкадровый интервал между двумя последовательными кадрами, приводя его к целочисленному кратному длины символа. В дальнейших вариантах осуществления модули 29 или 49 обработки данных регулируют межкадровый интервал между двумя последовательными кадрами путем включения заполняющих данных между двумя последовательными кадрами, чтобы образовать сокращенный межкадровый интервал между заполняющими данными, где из двух последовательных кадров кадр, не включающий в себя заполняющие данные, длина заполняющих данных и сокращенный межкадровый интервал равны целочисленно кратному длине символа. Согласно дальнейшим вариантам осуществления, модули 29 или 49 обработки данных регулируют межкадровый интервал путем включения заполняющих данных между двумя последовательными кадрами, причем длина заполняющих данных равна целочисленно кратному длине символа.
Согласно вариантам осуществления, модуль 29 обработки данных действует как передатчик, а модуль 49 обработки данных действует как приемник. В дальнейших вариантах осуществления модуль 29 обработки данных действует как приемник, а модуль 49 обработки данных действует как передатчик.
В системе связи, показанной на Фиг.1, STA0 в качестве точки доступа определяет вес адаптивной антенной решетки, получая функцию переноса между каждой антенной, содержащейся в адаптивной антенной решетке, которой снабжена локальная станция, и антенной, которой снабжены станции STA1, STA2 и STA3 связи. Или же STA0 может определять вес адаптивной антенной решетки, применяя заранее определенный адаптивный алгоритм, такой как RLS (рекурсивный метод наименьших квадратов), к тренировочному сигналу, состоящему из известной последовательности, принятой от каждой из станций STA1, STA2 и STA3 связи. Затем STA0 формирует направленность в отношении каждой из станций STA1, STA2 и STA3 связи на основе веса адаптивной антенной решетки, определенной одним из описанных выше способов. Соответственно, STA0 может пространственно демультиплексировать пересылаемые кадры, подлежащие одновременному мультиплексированию и адресованные каждой из станций STA1, STA2 и STA3 связи, чтобы можно было осуществить мультиплексирование с пространственным разделением, в котором беспроводные ресурсы на пространственных осях разделяются между множеством пользователей.
STA0 в качестве точки доступа может определять вес адаптивной антенной решетки, используя, например, квитирование RTS/CTS (запрос готовности/подтверждение готовности), выполняемое параллельно со станциями STA1, STA2 и STA3 связи. Примеры форматов RTS (запрос передачи), CTS (готовность к приему) и АСК (отклик) каждого кадра описаны, например, в описании (Фиг.4-6) заявки на патент Японии №2009-113866, переданной настоящему заявителю.
Объем графика, которым желает обмениваться каждый пользователь, может быть не всегда одинаковым. Таким образом, когда принимается формат кадра с переменной длиной, длина кадра будет отличаться от пользователя к пользователю. Когда кадры, адресованные множеству пользователей, передаются одновременно после того, как они были одновременно мультиплексированы, то, если длины кадров различны, внезапно меняется общая мощность передачи, что вызывает такие проблемы, как нестабильная работа AGC наряду с внезапным изменением мощности приема на принимающей стороне (описано выше). Таким образом, одновременно мультиплексированные кадры должны быть, в конечном итоге, переданы как кадры, обладающие одинаковой длиной кадра, даже если длина исходных пересылаемых данных, адресованных каждому пользователю, меняется.
В системе WLAN известна технология пакетной передачи, позволяющая непрерывно пересылать множество кадров во временном направлении для повышения эффективности кадра. Когда любой кадр, подлежащий одновременному мультиплексированию, непрерывно пересылается во временном направлении, для обеспечения выполнения декодирования на принимающей стороне (описано выше) необходимо уделить достаточно внимания взаимной символьной синхронизации среди множества кадров, подлежащих мультиплексированию.
Вначале будет описан случай, когда множество кадров данных не мультиплексируются одновременно. На Фиг.4 приведен пример последовательности кадров, когда кадры данных передаются при помощи пакетной передачи. Однако в показанном примере предполагается, что кадры данных передаются по нисходящей линии связи от точки доступа АР к одной оконечной станции (STA).
АР убеждается, что среда чиста, выполняя предварительно контроль физической несущей, и после дальнейшего снижения мощности пересылает кадр запроса передачи (запрос готовности: RTS), адресованный оконечной станции STA. Если какой-либо терминал (не показан), скрытый от STA, принимает кадр RTS, адрес которого не включает в себя локальную станцию, терминал устанавливает значение счетчика для NAV на основе данных, описанных в промежутке времени внутри кадра (известного), и задерживает операцию передачи.
Если оконечная станция STA распознает, что принятый кадр RTS адресован локальной станции, после того, как пройдет заранее определенный межкадровый интервал (SIFS) после завершения приема кадра, оконечная станция STA возвращает кадр подготовки приема (подтверждение готовности: CTS), адресованный АР, которая является отправителем кадра RTS. Если какой-либо терминал (не показан), скрытый от STA, принимает кадр CTS, адрес которого не включает в себя локальную станцию, терминал устанавливает значение счетчика для NAV на основе данных, описанных в промежуток времени внутри кадра (известного), и задерживает операцию передачи.
После завершения передачи кадра RTS, АР дожидается приема кадра CTS. Затем, после того, как пройдет заранее определенный межкадровый интервал (SIFS) после завершения приема кадра CTS с оконечной станции STA, АР пересылает кадры ДАННЫХ (DATA), адресованные оконечной станции STA. В показанном примере кадры ДАННЫХ являются кадрами, к котором применена технология пакетной передачи, и множество кадров 1-К непрерывно передаются во временном направлении с помещенным между кадрами межкадровым интервалом заранее определенной длины. Предполагается, каждый из кадров 1-К имеет формат кадра переменной длины. В ответ на это, когда прием кадров ДАННЫХ завершен, оконечная станция STA пересылает кадр подтверждения приема (АСК) после того, как пройдет заранее определенный межкадровый интервал (SIFS).
Кстати, пример последовательности кадров, показанный на Фиг.4, не ограничивает способы передачи-приема каждого кадра RTS, CTS и АСК.
Кадры ДАННЫХ, к которым применена технология пакетной передачи, непрерывно передаются во временном направлении в качестве кадров 1-К с помещенным между кадрами межкадровым интервалом заранее определенной длины. Если важна эффективность кадра, предпочтительно сделать межкадровый интервал короче. Однако если межкадровый интервал отличается от длины символа внутри кадра, принимающей стороне необходимо отрегулировать синхронизация операции приема, уложившись в разность между межкадровым интервалом и длиной символа, чтобы избежать наложения символов.
В стандарте IEEE802.11n длина символа равна 4 мкс, тогда как сокращенный RIFS, включенный между последовательными кадрами во временном направлении путем пакетной передачи, равен 2 мкс и, таким образом, необходимо регулировать синхронизация операции приема.
Далее со ссылкой на Фиг.5А-5С будет описан способ регулирования временного режима операции приема последовательных кадров во временном направлении. Каждый из кадров 1 и 2 на этих чертежах состоит из одного или более символов заранее определенной длины символа. В примерах, показанных на этих чертежах, также предполагается, что определенный межкадровый интервал короче длины символа.
Фиг.5А показывает случай, в котором только межкадровый интервал просто включается между двумя последовательными кадрами 1 и 2 во временном направлении. В стандарте IEEE802.11 нулевой IFS (ZIPS) используется между двумя последовательными кадрами, имеющими одинаковую мощность передачи, для немедленной передачи (не показано), тогда как сокращенный IFS (RIFS) используется, когда мощность передачи меняется между последовательными кадрами. Из-за того, что в стандарте IEEE802.11n длина символа равна 4 мкс, а SIFS равен 2 мкс, межкадровый интервал остается отличным от длины символа.
На Фиг.5В и 5С, напротив, синхронизация операции приема последующего кадра регулируется путем добавления заполнения между двумя кадрами, непрерывно пересылаемыми во временном направлении.
Фиг.5В показывает, как заполнение добавляется к задней части предшествующего кадра (кадр 1 по Фиг.5В) среди кадров, пересылаемых непрерывно. Добавляя заполнение к задней части предшествующего кадра, можно отрегулировать интервал между окончанием кадра 1 и началом кадра 2 чтобы он был равен длине заполнения плюс межкадровый интервал. Фиг.5В является примером, в котором длина заполнения регулируется так, что интервал между окончанием кадра 1 и началом кадра 2 становится равен длине символа. Соответственно, символьная синхронизация между кадрами может оставаться выровненной даже после выполнения пакетной передачи.
В отличие от Фиг.5В, Фиг.5С показывает, как заполнение добавляется к передней части последующего кадра (кадр 2 по Фиг.5С) среди кадров, пересылаемых непрерывно. Добавляя заполнение к передней части последующего кадра, как на Фиг.5В, можно отрегулировать интервал между окончанием кадра 1 и началом кадра 2 чтобы он был равен длине заполнения плюс межкадровый интервал. Фиг.5С является примером, в котором длина заполнения регулируется так, что интервал между окончанием кадра 1 и началом кадра 2 становится равен длине символа. Соответственно, символьная синхронизация между кадрами, пересылаемыми во времени непрерывно, может оставаться выровненной даже после выполнения пакетной передачи.
Синхронизация приема кадров путем заполнения идеально регулируется таким образом, что длина заполнения плюс межкадровый интервал равны длине символа или целочисленно кратное длине символа. Это происходит потому, что, как очевидно из Фиг.5В и 5С, символьная синхронизация между кадрами, предаваемыми во времени непрерывно, тем самым может оставаться выровненной.
Далее, как очевидно из Фиг.5В и 5С, предпочтительно, чтобы заполнение заняло положение, смежное с межкадровым интервалом, включенным между непрерывными во времени кадрами. Это происходит потому, что в других положениях будет добавлено избыточное заполнение, чтобы выровнять символьную синхронизацию.
Согласно вариантам осуществления, данные заполнения, включаемые между двумя последовательными кадрами, являются заранее определенной комбинацией. Например, заранее определенная комбинация между передачей и приемом может быть использована в качестве комбинации, используемой для заполнений, или комбинации, используемой для межкадрового интервала. Если используется комбинация, известная специалистам в этой области, благодаря использованию известной комбинации в качестве пилота для выполнения операции приема кадров, эта комбинация может быть использована вторично в качестве такой помощи при операции приема, как оценка ошибки по частоте, оценка ошибки по времени и оценка канала.
В существующей системе WLAN, в том числе в системе по стандарту IEEE802.11, межкадровый интервал является промежутком отсутствия сигнала (нулевым). В таком случае для заполнения можно также использовать нулевую комбинацию.
Примеры последовательности кадров по Фиг.5А-5С начерчены так, словно межкадровый интервал является отсутствием сигнала. Напротив, сигнал заранее определенной комбинации (то есть, не являющийся отсутствием сигнала) может также использоваться в качестве межкадрового интервала. В таком случае может быть использована комбинации, отличная от комбинации заполнения, или та же, что и комбинация заполнения.
Комбинация, используемая для заполнения, может быть определена путем соотнесения с межкадровым интервалом. Вместо того, чтобы предоставлять отдельные комбинации для межкадрового интервала и заполнения, другая символьная комбинация с опорой на длину символа может быть обеспечена для замещения промежутка «межкадровый интервал + заполнение».
В случае, например, стандарта IEEE802.11, где применен способ модуляции OFDM, длина символа OFDM равна 4 мкс (включая защитный интервал). Если, напротив, для пакетной передачи используется сокращенный IFS (RIFS), равный 2 мкс, необходимо заполнение, равное 2 мкс, чтобы «межкадровый интервал + заполнение» совпало с длиной символа. Вместо того, чтобы по отдельности предоставлять межкадровый интервал и заполнение, как показано на Фиг.6А, в качестве альтернативы промежутку «межкадровый интервал + заполнение» может использоваться комбинация с опорой на один символ OFDM. В качестве комбинации, альтернативной комбинации с опорой на показанный символ OFDM, может выступать нулевая комбинация.
Способ регулировки самой длины межкадрового интервала может рассматриваться в качестве еще одного способа регулировки длин кадров, когда множество кадров непрерывно пересылается во временном направлении. Фиг.6В показывает, как включается межкадровый интервал до регулировки длины (то есть RIFS длины, как определено IEEE802.11n), когда кадры 1 и 2 непрерывно передаются во временном направлении. Напротив, Фиг.6С показывает, как регулируется длина межкадрового интервала, когда кадры 1 и 2 непрерывно передаются во временном направлении. На Фиг.6С длина межкадрового интервал регулируется так, что промежуток между окончанием кадра 1 и началом кадра 2 становится равен длине символа. Соответственно, как и в примерах, показанных на Фиг.5В, 5С и 6А, символьная синхронизация между кадрами может оставаться выровненной даже после выполнения пакетной передачи.
Синхронизация операции приема кадра межкадровым интервалом, как показано на Фиг.6С, идеально регулируется таким образом, что длина межкадрового интервала становится равной длине символа или целочисленно кратна длине символа. Это происходит потому, что как очевидно из Фиг.6С, символьная синхронизация между кадрами, пересылаемыми непрерывно во времени, может тем самым поддерживаться выровненной.
Здесь будет упомянута единица, называемая «символом», описанная здесь и используемая в качестве опоры для включения между кадрами. До настоящего момента единица, называемая «символом», для удобства описывалась, подобно OFDM, как блок символа OFDM, в котором модулируется множество поднесущих, но сущность настоящего изобретения этим не ограничена. Например, предполагается, что включены символы, выработанные модуляцией (первичной модуляцией), такой как PSK и QAM, и символы PSK или QAM во множестве блоков, таких как FDMA единственной несущей (SC-FDMA). Для таких блоков, как OFDM и SC-FDMA, может также рассматриваться причисление к символам дополнительного сигнала, характерного для способа модуляции, такого как защитный интервал и циклический префикс. Соответственно, способ приема может быть упрощен выравниванием длины символа OFDM, включая длину защитного интервала, даже если, например, существует множество режимов защитного интервала, равного 0,8 мкс и 0,4 мкс, как в стандарте IEEE802.11n. Одним словом, символ - это дополнительная основная единица, составляющая кадр.
Регулировки длины кадров с помощью заполнения и межкадрового интервала, описанные выше, когда множество кадров непрерывно передаются во временном направлении, производятся с той же целью: выровнять символьную синхронизацию между кадрами. Далее описание продолжится примером регулировок с помощью заполнения.
Фиг.5В и 5С показывают примеры, в которых заполнение добавляется ко множеству кадров, адресованных единственному пользователю, когда кадры непрерывно передаются во временном направлении. Затем со ссылкой на Фиг.7А-7С будет описано заполнение к кадрам, когда кадры, адресованные множеству пользователей, мультиплексируются одновременно, и множество кадров пересылается непрерывно на временной оси. Для удобства описания, однако, предполагается, что число кадров, подлежащих одновременному мультиплексированию (то есть общее число пользователей, подлежащих мультиплексированию), равно 2 на Фиг.7А-7С, и в то время, как одиночный кадр 1, не использующий пакетную передачу, пересылается одному пользователю 1 (или множество кадров непрерывно пересылается во временном направлении с помощью ZIFS), множество кадров 2 и 3 непрерывно передаются другому пользователю 2 на временной оси с помощью пакетной передачи. Каждый из кадров 1-3 состоит из одного или более символов данных, имеющих заранее определенную длину символа. Предполагается также, что определенный межкадровый интервал короче длины символа.
Фиг.7А иллюстрирует случай, когда только межкадровый интервал просто включается между двумя последовательными кадрами во временном направлении, когда пакетной передаче подвергаются множество кадров 2 и 3 для другого пользователя 2. В этом случае длина символа равна 4 мкс, но в стандарте IEEE802.11n RIFS равен 2 мкс, и, таким образом, межкадровый интервал остается отличным от длины символа. Кроме того, символьная синхронизация сдвигается между кадром 1 и кадром 3, мультиплексируемыми одновременно. Таким образом, на принимающей стороне возникнет интерференция между символами, так что трудно поддерживать хорошее качество приема, если на принимающей стороне не использовано никакого особого способа демодуляции.
Согласно вариантам осуществления, когда два последовательных кадра соотносятся с первым пользователем, и эти два последовательных кадра мультиплексируются с кадром, соотнесенным со вторым пользователем, сумма длин двух последовательных кадров, данные заполнения первого пользователя и сокращенный межкадровый интервал равны длине кадра, соотнесенного со вторым пользователем. Например, на Фиг.7В и 7С синхронизация операции приема последующего кадра регулируется добавлением заполнения между двумя кадрами 2 и 3, пересылаемыми непрерывно во временном направлении, когда множество кадров 2 и 3 для другого пользователя 2 подвергаются пакетной передаче, так что символьная синхронизация выравнивается среди кадров, мультиплексируемых одновременно.
Фиг.7В показывает, как заполнение добавляется к задней части предшествующего кадра 2 из кадров, пересылаемых непрерывно, когда множество кадров 2 и 3 для другого пользователя 2 подвергаются пакетной передаче. С помощью добавления заполнения к задней части предшествующего кадра 2 промежуток от окончания кадра 2 до начала кадра 3, следующего сразу за ним, регулируется до «длины заполнения + межкадрового интервала». Если «длина заполнения + межкадровый интервал» выровнены с длиной символа, символьная синхронизация выравнивается между кадром 1 и кадром 3, мультиплексируемыми одновременно. Следовательно, хорошее качество приема может поддерживаться на принимающей стороне без возникновения интерференции между символами на принимающей стороне.
В отличие от Фиг.7В, Фиг.7С показывает, как заполнение добавляется к передней части последующего кадра (кадр 3 на Фиг.7С) из кадров, пересылаемых непрерывно, когда множество кадров и для другого пользователя подвергается пакетной передаче. За счет добавления заполнения к передней части последующего кадра промежуток от окончания кадра 2 до начала кадра 3 регулируется до «длины заполнения + межкадрового интервала». Если «длина заполнения + межкадровый интервал» выровнено с длиной символа, символьная синхронизация выравнивается между кадром 1 и кадром 3, мультиплексируемыми одновременно. Следовательно, хорошее качество приема может поддерживаться на принимающей стороне без возникновения интерференции между символами на принимающей стороне.
Кроме того, когда кадры, адресованные множеству пользователей, мультиплексируются одновременно, как в примерах, показанных на Фиг.5В и 5С, когда множество кадров подвергаются пакетной передаче, требуется произвести регулировку с помощью заполнения, чтобы длина «межкадрового интервала + заполнения» стала равной длине символа или целочисленно кратна длине символа. Далее, как очевидно из Фиг.7В и 7С, требуется, чтобы заполнение заняло положение, смежное с межкадровым интервалом, включенным между кадрами. Это происходит потому, что в других положениях будет добавлено избыточное заполнение, чтобы выровнять символьную синхронизацию.
Кроме того, когда кадры, адресованные множеству пользователей, мультиплексируются одновременно, как в примерах по Фиг.5В и 5С, заранее определенная комбинация между передачей и приемом может быть использована в качестве комбинации, используемой для заполнений, или комбинации, используемой для межкадрового интервала. В системе WLAN межкадровый интервал является промежутком отсутствия сигнала (нулевым). В таком случае нулевая комбинация может также быть использована для заполнения.
Сигнал заранее определенной комбинации символов (то есть не отсутствие сигнала) может также использоваться в качестве межкадрового интервала. В таком случае может быть использована комбинация, отличная от комбинации заполнения, или та же комбинация, что и комбинация заполнения. То есть комбинация, используемая для заполнения, может быть определена путем соотнесения с межкадровым интервалом. Вместо того, чтобы предоставлять отдельные комбинации для межкадрового интервала и заполнения, другая символьная комбинация с опорой на длину символа может быть предусмотрена для замещения промежутка «межкадровый интервал + заполнение». Альтернативной символьной комбинацией может быть нулевая комбинация.
Если для межкадрового интервала и заполнения используются комбинации, отличные от нулевой комбинации, мощность может поддерживаться на установленном уровне на протяжении кадра. Это полезно, когда мощность приема измеряется с помощью целого кадра на принимающей стороне.
Фиг.8 иллюстрирует соотношение между кадрами и мощностью заполнения, когда, как показано на Фиг.7В, заполнение включается между кадром 2 и кадром 3, пересылаемыми одновременно с помощью пакетной передачи.
В примере, показанном на Фиг.7В, при пакетной передаче кадров 2 и 3 заполнение добавляется к задней части предыдущего кадра 2 из кадров, пересылаемых непрерывно. Для кадра, к которому добавляется заполнение, как показано на Фиг.8В, желательно, чтобы средняя мощность в промежутке, в котором добавляется заполнение, была равна мощности в промежутке тела кадра, к которому добавляется заполнение. Использование той же средней мощности позволяет уменьшить нестабильность работы AGC на принимающей стороне. Кроме того, использование той же средней мощности повышает точность измерения при измерении принимающей стороной мощности приема сигнала целого кадра. Между различными кадрами не существует ограничения мощности.
При пакетной передаче кадров 2 и 3, как показано на Фиг.7С, хотя на Фиг.8 ее изображение опущено, аналогичным образом желательно, чтобы средняя мощность в промежутке, в котором добавляется заполнение, была равна мощности в промежутке тела кадра, к которому добавляется заполнение, также, когда заполнение добавляется к передней части последующего кадра 3 из кадров, пересылаемых непрерывно.
Это также применяется - хотя изображение этого опущено - когда комбинация, отличная от нулевой, используется для межкадрового интервала, включенного между последовательными кадрами во время пакетной передачи. То есть нестабильность работы AGC может быть уменьшена на принимающей стороне путем использования одинаковой средней мощности для межкадрового интервала, состоящего в целом из комбинации, отличной от нулевой, и по меньшей мере одного кадра из предшествующего и следующего за межкадровым интервалом. Кроме того, когда принимающая сторона измеряет мощность приема сигнала в целом кадре, использование одинаковой средней мощности повышает точность измерения.
Как описано в «Уровне техники», даже если длина исходных пересылаемых данных каждого кадра (то есть, для каждого пользователя), подлежащего мультиплексированию, меняется в системе радиосвязи, в которой множество кадров мультиплексируются одновременно и передаются, необходимо в итоге пересылать кадры с одинаковой длиной кадра. Хотя длина каждого кадра, подлежащего мультиплексированию, до сих пор не обсуждалась, когда множество кадров непрерывно передаются во временном направлении с помощью пакетной передачи, необходимо, как и в случае, когда длина последовательных кадров во временном направлении выравнивается, как описано выше, пересылать в итоге кадры с одинаковой длиной кадра.
Способ сделать длину кадра каждого кадра (то есть для каждого пользователя), подлежащего одновременному мультиплексированию, равной и выровнять длину последовательных кадров во временном направлении по длине символа будет описан со ссылкой на Фиг.9. Хотя в настоящем варианте осуществления множество кадров мультиплексируется одновременно с помощью мультиплексирования с пространственным разделением, для одновременного мультиплексирования множества кадров могут быть использованы мультиплексирование с пространственным разделением каналов, мультиплексирование с кодовым разделением каналов, мультиплексирование с частотным разделением каналов и ортогональное мультиплексирование с частотным разделением каналов либо комбинация двух или более из них.
Здесь предполагается, что, как показано на Фиг.9А, число кадров, подлежащих одновременному мультиплексированию (то есть общее число пользователей, подлежащих мультиплексированию) равно двум и, хотя единственный кадр 1, который не использует пакетную передачу, пересылается одному пользователю 1 (или множество кадров непрерывно пересылается во временном направлении с помощью ZIFS), множество кадров 2, 3 и 4 непрерывно пересылается другому пользователю 2 на временной оси с помощью пакетной передачи. Предполагается также, что определенный межкадровый интервал короче длины символа.
В примере, показанном на Фиг.9А, длина целого кадра после пакетной передачи множества кадров 2, 3 и 4 для другого пользователя 2 больше, чем длина кадра 1, подлежащего пересылке одному пользователю 1. Таким образом, когда кадр 4 принимается принимающей стороной, возникают такие проблемы, как нестабильная работа AGC наряду с внезапным изменением мощности приема.
Кроме того, в примере, показанном на Фиг.9А, межкадровый интервал просто включается между двумя последовательными кадрами во временном направлении, когда множество кадров 2, 3 и 4 подвергается пакетной передаче для другого пользователя 2. В этом случае длина символа равна 4 мкс, но в стандарте IEEE802.11n сокращенный IFS (RIFS) равен 2 и, таким образом, межкадровый интервал остается отличным от длины символа. Кроме того, символьная синхронизация смещается между кадром 1 и кадром 3, мультиплексируемыми одновременно. Таким образом, на принимающей стороне возникает интерференция между символами, так что становится трудно поддерживать хорошее качество приема, если на принимающей стороне не используется никакого особого способа демодуляции.
Согласно вариантам осуществления, когда множество кадров включает в себя набор кадров, соотнесенный с первым пользователем, и кадр, соотнесенный со вторым пользователем, блоки 29 или 49 обработки данных добавляют данные заполнения первого пользователя между каждыми двумя последовательными кадрами, входящими в набор кадров, чтобы сформировать сокращенный межкадровый интервал между данными заполнения первого пользователя и кадром из каждого из последовательных кадров, не включающих данные заполнения первого пользователя. Далее блоки 29 или 49 обработки данных добавляют данные заполнения второго пользователя к кадру, соотнесенному со вторым пользователем, чтобы сумма длины кадра, соотнесенного со вторым пользователем, и данных заполнения второго пользователя была равна сумме длин каждого кадра, входящего в набор кадров, соотнесенный с первым пользователем, каждых соответствующих данных заполнения первого пользователя и каждого соответствующего межкадрового интервала.
В примере, показанном на Фиг.9В, заполнение добавляется к задней части предшествующего кадра 2 из кадров 2 и 3, пересылаемых непрерывно, и заполнение добавляется к задней части предшествующего кадра 3 из кадров 3 и 4, пересылаемых непрерывно, когда множество кадров 2, 3 и 4 для другого пользователя 2 подвергается пакетной передаче. Если промежуток от окончания переднего кадра до начала кадра, следующего сразу за ним, регулируется по «длине заполнения + межкадровому интервалу» для выравнивания по длине символа путем добавления заполнения к задней части предшествующего кадра, символьная синхронизация выравнивается между кадром 1 и кадром 3, а также между кадром 1 и кадром 4, мультиплексируемыми одновременно. Следовательно, хорошее качество приема может поддерживаться на принимающей стороне без возникновения интерференции между символами на принимающей стороне.
Хотя иллюстрация опущена, если заполнение добавляется к передней части последующего кадра вместо добавления заполнения к задней части предшествующего кадра, символьная синхронизация может быть выровнена среди кадров, подлежащих одновременному мультиплексированию, путем регулировки промежутка от окончания переднего кадра до начала кадра, следующего сразу за ним, по «длине заполнения + межкадровому интервалу» для выравнивания по длине символа.
Кроме того, в примере, показанном на Фиг.9В, с помощью добавления заполнения к задней части кадра 1, пересылаемого пользователю 1, множество кадров 2, 3 и 4 для другого пользователя 2 становится равно общей длине разбитого кадра. Соответственно, мощность приема не будет внезапно меняться на стороне, принимающей мультиплексированные кадры, так что нестабильность AGC можно устранить.
Подводя итог, скажем, что согласно способу, показанному на Фиг.9В, может поддерживаться постоянная мощность целых кадров после пакетной передачи, по мере того, как выполняется выравнивание символьной синхронизации между кадрами, мультиплексированными одновременно. Следовательно, на принимающей стороне кадры могут приниматься в более удобном виде.
На Фиг.9В предполагается, что множество кадров, мультиплексируемых одновременно, включает в себя, например, как множество кадров, многократно пересылаемых с точки доступа на каждую из множества оконечных станций посредством нисходящей линии связи, так и множество кадров, многократно пересылаемых с каждой из множества оконечных станций на точку доступа. Например, могут быть упомянуты, как показано на Фиг.15А, способ добавления заполнения к передней части секции данных, как показано на Фиг.15В, способ распределения и упорядочивания заполнения равномерно по секции данных путем разделения области добавления на мелкие фрагменты и, как показано на Фиг.15С, способ распределения и упорядочивания заполнения неравномерно по секции данных путем разделения области добавления на мелкие фрагменты. Для знакомства с преимуществами каждого способа заполнения см., например, описание заявки на патент Японии №2009-113868, переданной настоящему заявителю.
Пример на Фиг.9В показывает заполнение к задней части кадров для регулировки длины кадра, но сущность настоящего изобретения этим не ограничена.
Фиг.10 показывает пример последовательности кадров, в котором кадры данных нисходящей линии связи от точки доступа к множеству оконечных станций мультиплексируются одновременно. Здесь предполагается система связи, показанная на Фиг.1: станция STA0 связи, действующая как точка доступа, становится источником данных, каждая из станций STA1-STA3 связи, действующая как оконечная станция, становится пунктом назначения данных, и STA0 одновременно мультиплексирует кадры данных, адресованные каждой из станций STA1-STA3 связи.
STA0 удостоверяется, что среда чиста, выполняя предварительно контроль физической несущей, и после дальнейшего снижения мощности одновременно мультиплексирует и пересылает множество кадров RTS (RTS-1, RTS-2 и RTS-3), адресованных каждой станции STA1-STA3 связи, используя вес адаптивной антенной решетки.
Если каждая из станций STA1, STA2 и STA3 связи опознает, что принятый кадр RTS адресован локальной станции, когда после завершения приема кадров проходит заранее определенный межкадровый интервал (SIFS), каждая из станций STA1, STA2 и STA3 связи мультиплексирует кадры CTS (CTS1-0, CTS2-0 и CTS3-0), адресованные STA0, источнику RTS, одновременно с передачей кадров CTS.
После завершения передачи кадров RTS STA0 дожидается приема кадров CTS, возвращающихся от каждой из станций, которым были адресованы кадры RTS. Затем, когда после завершения приема кадров CTS от каждой из станций STA1, STA2 и STA3 связи проходит заранее определенный межкадровый интервал (SIFS), STA0 одновременно мультиплексирует и пересылает кадры данных (ДАННЫЕ1-0, ДАННЫЕ2-0 и ДАННЫЕ3-0), адресованные каждой из станций STA1, STA2 и STA3 связи. Соответственно, может быть улучшена пропускная способность для множества пользователей в целом.
Если каждая из станций STA1, STA2 и STA3 связи после того, как проходит заранее определенный межкадровый интервал (SIFS), завершает прием кадра данных (ДАННЫЕ1-0, ДАННЫЕ2-0 или ДАННЫЕ3-0), адресованного локальной станции, каждая из станций STA1, STA2 и STA3 связи одновременно мультиплексирует кадры АСК (ПОДТВ1-0, ПОДТВ2-0 и ПОДТВ3-0) для передачи кадров ПОДТВ (АСК).
Затем, после приема каждого кадра ПОДТВ от каждой из станций STA1, STA2 и STA3 связи, STA0 успешно завершает последовательность передачи данных нисходящей линии связи от STA0.
В примере последовательности кадров, показанном на Фиг.10, STA0 может улучшить эффективность кадров, применяя пакетную передачу к по меньшей мере части множества кадров данных (ДАННЫЕ1-0, ДАННЫЕ2-0 и ДАННЫЕ3-0), мультиплексированных одновременно. Когда используется пакетная передача, заполнение включается между последовательными кадрами во временном направлении, помещая, когда нужно, сокращенный IFS (RIFS), чтобы среди мультиплексированных одновременно кадров была выровнена символьная синхронизация. STA0 также добавляет заполнение к каждому кадру, чтобы длины кадров, мультиплексированных одновременно, стали равны. Соответственно, нестабильность работы AGC можно устранить на стороне каждой из станций STA1-STA3 связи, а кроме того, одновременно мультиплексированные кадры могут быть приняты способом простой демодуляции.
Фиг.11 показывает пример последовательности кадров, в котором кадры данных восходящей линии связи от множества оконечных станций к точке доступа мультиплексируются одновременно. Здесь предполагается система связи, показанная на Фиг.1: каждая из станций STA1-STA3 связи, действующая как оконечная станция, становится источником данных, станция STA0 связи, действующая как точка доступа, становится пунктом назначения данных, и каждая из станций STA1-STA3 связи одновременно мультиплексирует кадры данных, адресованные STA0.
Каждая из станций STA1-STA3 связи удостоверяется, что среда чиста, выполняя предварительно контроль физической несущей, и после дальнейшего снижения мощности одновременно мультиплексирует и пересылает кадры RTS (RTS1-0, RTS2-0 и RTS3-0), адресованные STA0.
Если STA0 опознает, что каждый принятый кадр RTS адресован локальной станции, когда после завершения приема кадров проходит заранее определенный межкадровый интервал (SIFS), STAO мультиплексирует множество кадров CTS (CTS0-1, CTS0-2 и CTS0-3), адресованных станциям STA1-STA3 связи соответственно, для передачи кадров CTS.
После завершения передачи кадров RTS каждая из станций STA1-STA3 связи дожидается приема кадров CTS, возвращающихся от STA0, которой были адресованы кадры RTS. Затем в ответ на прием кадра CTS от STA0 каждая из станций STA1, STA2 и STA3 связи одновременно мультиплексирует кадры данных (ДАННЫЕ1-0, ДАННЫЕ2-0 и ДАННЫЕ3-0), адресованные STAO, для их передачи. Соответственно, может быть улучшена пропускная способность для множества пользователей в целом.
Когда после завершения приема кадров данных (ДАННЫЕ1-0, ДАННЫЕ2-0 и ДАННЫЕ3-0) от каждой из станций STA1, STA2 и STA3 связи проходит заранее определенный межкадровый интервал (SIFS), STAO одновременно мультиплексирует множество кадров ПОДТВ (ПОДТВ0-1, ПОДТВ0-2 и ПОДТВ0-3), адресованных станциям STA1-STA3 связи соответственно, для передачи кадров ПОДТВ (АСК).
Затем, после приема кадров ПОДТВ от STA0, каждая из станций STA1, STA2 и STA3 связи успешно завершает последовательность передачи данных восходящей линии связи от STA0.
В примере последовательности кадров, показанном на Фиг.11, каждая из станций STA1, STA2 и STA3 связи может улучшить эффективность кадров, применяя пакетную передачу к своим кадрам данных (ДАННЫЕ1-0, ДАННЫЕ2-0 и ДАННЫЕ3-0), взаимно мультиплексированным одновременно. Когда используется пакетная передача, заполнение включается между последовательными кадрами во временном направлении, помещая, когда нужно, сокращенный IFS (RIFS), чтобы среди мультиплексированных одновременно кадров была выровнена символьная синхронизация. Каждая из станций STA1, STA2 и STA3 связи также добавляет, когда нужно, заполнение к своему кадру, чтобы длины кадров, взаимно мультиплексированных одновременно, стали равны. Соответственно, нестабильность работы AGC можно устранить на стороне точки STAO доступа, принимающей кадры данных, а кроме того, одновременно мультиплексированные кадры могут быть приняты способом простой демодуляции.
К тому же в примере последовательности кадров, показанном на Фиг.1, каждой из станций STA1, STA2 и STA3 связи необходимо взаимно узнавать кадры конечной длины кадра до того, как каждый кадр данных (ДАННЫЕ1-0, ДАННЫЕ2-0 и ДАННЫЕ3-0) будет передан. Способы осуществления этого включают в себя способ уточнения длины кадра с помощью точки STA0 доступа, когда происходит обмен кадром запроса передачи (RTS) и кадром готовности к приему (CTS), и способ принятия фиксированной длины кадра как системы только в направлении передачи на точку STA0 доступа.
Когда точка STA0 доступа уточняет длину кадра для каждой из станций STA1, STA2 и STA3 связи, желательно, чтобы уточненная длина кадра подходила для передачи максимального объема пересылаемых данных, запрошенных каждой из станций STA1, STA2 и STA3 связи.
К тому же примеры последовательности кадров, показанные на Фиг.10 и 11, не ограничивают способ передачи-приема кадров RTS, CTS и ПОДТВ (АСК).
Желательно, чтобы положение, занимаемое заполнением, когда заполнение добавляется к кадрам, непрерывно пересылаемым во временном направлении, или к кадрам, мультиплексируемым одновременно, было установлено заранее между передающей и принимающей сторонами. Если положение заполнения не зафиксировано для всей системы, устройству связи, которое принимает кадры с заполнением, необходимо опознавать положение заполнения для каждого времени кадра. В таком случае одним из решений может стать оповещение устройства связи пункта назначения о том, какое положение занимает заполнение, с устройства связи, которое пересылает кадры.
В качестве способа оповещения данные о положении заполнения включаются во вводную часть, добавляемую к кадру, пересылаемому в конце, или в заголовок, что позволяет сделать оповещение.
Если заполнение добавляется к передней или задней части кадра, положение заполнения делается опознаваемым посредством оповещения о длине кадра до заполнения и длине кадра после заполнения.
Фиг.12 показывает в виде блок-схемы операцию обработки для добавления заполнения к кадрам, когда устройство связи мультиплексирует кадры, адресованные множеству пользователей одновременно. В примере последовательности кадров, показанном на Фиг.10, например, STA0, действующая как точка доступа, выполняет эту операцию обработки для мультиплексирования кадров данных, адресованных каждой из станций STA1, STA2 и STA3 связи одновременно.
Операцию обработки запускает, например, прием запроса передачи кадров с более высокого уровня протокола связи блоком 29 обработки данных устройства связи, показанного на Фиг.2. Принятые кадры передачи временно сохраняются, например, в буфере (не показан) внутри блока 29 обработки данных.
Во-первых, выясняется, есть ли кадры, подлежащие пакетной передаче, то есть непрерывной передаче во временном направлении, среди запрошенных кадров передачи, сохраненных в буфере (этап S1). Эффективность кадра улучшается путем непрерывной передачи множества кадров во временном направлении путем пакетной передачи. Однако критерии определения того, следует ли подвергнуть кадры пакетной передаче, не связаны напрямую с сущностью настоящего изобретения и, таким образом, их описание опущено.
Если кадры, запрошенные для передачи, содержат кадры, подлежащие пакетной передаче («Да» на этапе S1), общее число кадров, подлежащих пакетной передаче, обозначается переменной Nb (этап S2), а кроме того, для переменной J для подсчета числа обработанных кадров устанавливается исходное значение 2 (этап S3), до того как необработанный кадр, соответствующий переменной J, извлекается из буфера.
Далее выясняется, является ли межкадровый интервал, подлежащий включению между последовательными кадрами во временном направлении в связи с пакетной передачей, целочисленно кратным длине символа (этап S4).
В стандарте IEEE802.11n, например, длина символа равна 4 мкс, тогда как сокращенный IFS (RIPS), подлежащий включению между последовательными кадрами во временном направлении в связи с пакетной передачей, равен 2 мкс, что не является целочисленным кратным длины символа. Если межкадровый интервал не является целочисленно кратным длине символа («Нет» на этапе S4), заполнение подходящей длины (см., например, Фиг.5В и 5С) добавляется к передней или задней части кадра, подлежащего пакетной передаче, чтобы длина «заполнения + межкадрового интервала» была выровнена с целочисленным кратным длины символа (этап S14).
Далее выясняется, достигла ли J значения Nb, то есть завершена ли обработка для регулировки «длины заполнения + межкадрового интервала» для всех кадров, подлежащих пакетной передаче (этап S5).
Если J не достигла значения Nb, то есть остается необработанный кадр («Нет» на этапе S5), J увеличивается на 1 (этап S13) перед тем, как вернуться к этапу S4, чтобы повторно выполнить обработку для регулировки «длины заполнения + межкадрового интервала» путем извлечения следующего необработанного кадра из буфера.
Если J достигла значения Nb, то есть обработка для регулировки «длины заполнения + межкадрового интервала» завершена для всех кадров, подлежащих пакетной передаче («Да» на этапе S5), или кадры, запрошенные для передачи, не содержат ни одного кадра, подлежащего пакетной передаче («Нет» на этапе S1), следующим этапом
выясняется, мультиплексировать ли одновременно кадры, запрошенные для передачи (этап S6).
Если кадры, запрошенные для передачи, должны быть мультиплексированы одновременно («Да» на этапе S6), число кадров, подлежащих одновременному мультиплексированию (или число подлежащих пространственному мультиплексированию) обозначается переменной Ns (этап S7), а кроме того, для переменной I для подсчета числа обработанных кадров устанавливается исходное значение 2 (этап S8), до того как необработанный кадр, соответствующий переменной I, извлекается из буфера.
Далее выясняется, равна ли длина кадра, подлежащего обработке, уточненной заранее длине (этап S9). Если длины не равны («Нет» на этапе S9), к кадру добавляется заполнение для регулировки длины кадра чтобы длина кадра стала равна уточненной длине (этап S16).
Далее выясняется, достигла ли I значения Ns, то есть завершена ли обработка для регулировки длины кадра для всех кадров, подлежащих одновременному мультиплексированию (этап S10).
Если I не достигла значения Ns, то есть остается необработанный кадр, подлежащий одновременному мультиплексированию («Нет» на этапе S10), I увеличивается на 1 (этап S15) перед тем, как вернуться к этапу S9, чтобы повторно выполнить обработку для регулировки длины кадра среди кадров, подлежащих одновременному мультиплексированию, путем извлечения следующего необработанного кадра из буфера.
Если I достигла значения Ns, то есть обработка для регулировки длины кадра завершена для всех кадров, подлежащих одновременному мультиплексированию («Да» на этапе S10), или кадры, запрошенные для передачи, не подлежат мультиплексированию («Нет» на этапе S6), для завершения кадра перед запуском операции передачи кадра добавляются вводная часть и заголовок (этап S12).
Фиг.13 показывает в виде блок-схемы другой пример операции обработки для добавления заполнения к кадрам, когда устройство связи мультиплексирует кадры, адресованные множеству пользователей одновременно. Показанная операция обработки отличается от показанной на Фиг.12 тем, что порядок определения того, мультиплексировать ли кадры одновременно, и определения того, выполнять ли пакетную передачу, меняются местами. В примере последовательности кадров, показанном на Фиг.10, например, STA0, действующая как точка доступа, выполняет эту операцию обработки для мультиплексирования кадров данных, адресованных каждой из станция STA1, STA2 и STA3 связи одновременно.
Операцию обработки запускает, например, прием запроса передачи кадров с более высокого уровня протокола связи блоком 29 обработки данных устройства связи, показанного на Фиг.2. Принятые кадры передачи временно сохраняются, например, в буфере (не показан) внутри блока 29 обработки данных.
Во-первых, выясняется, мультиплексировать ли одновременно кадры, запрошенные для передачи (этап S21).
Если кадры, запрошенные для передачи, должны быть мультиплексированы одновременно («Да» на этапе S21), число кадров, подлежащих одновременному мультиплексированию (или пространственно мультиплексированное число) обозначается переменной Ns (этап S22), а кроме того, для переменной I для подсчета числа обработанных кадров устанавливается исходное значение 2 (этап S23), до того как необработанный кадр, соответствующий переменной I, извлекается из буфера.
Далее выясняется, подвергать ли пакетной передаче, то есть пересылать ли непрерывно во временном направлении кадры, подлежащие обработке на тех же пространственных осях, вместе с одним или более кадрами (этап S24).
Если кадры, подлежащие обработке, должны быть подвергнуты пакетной передаче («Да» на этапе S24), общее число кадров, подлежащих пакетной передаче, обозначается переменной Nb (этап S25), а кроме того, для переменной J для подсчета числа обработанных кадров устанавливается исходное значение 2 (этап S26), до того как необработанный кадр, соответствующий переменной J, извлекается из буфера.
Далее выясняется, является ли межкадровый интервал, подлежащий включению между последовательными кадрами во временном направлении в связи с пакетной передачей, целочисленным кратным длины символа (этап S27). Если межкадровый интервал не является целочисленным кратным длины символа («Нет» на этапе S27), заполнение подходящей длины (см., например, Фиг.5В и 5С) добавляется к передней или задней части кадра, подлежащего пакетной передаче, чтобы длина «заполнения + межкадрового интервала» была выровнена с целочисленно кратным длине символа (этап S35).
Далее выясняется, достигла ли J значения Nb, то есть завершена ли обработка для регулировки «длины заполнения + межкадрового интервала» для всех кадров, подлежащих обработке, и тех, что подлежат пакетной передаче (этап S28).
Если J не достигла значения Nb, то есть остается необработанный кадр («Нет» на этапе S28), J увеличивается на 1 (этап S33) перед тем, как вернуться к этапу S27, чтобы повторно выполнить обработку для регулировки «длины заполнения + межкадрового интервала» путем извлечения следующего необработанного кадра из буфера.
С другой стороны, если J достигла значения Nb, то есть обработка для регулировки «длины заполнения + межкадрового интервала» завершена для всех кадров, подлежащих пакетной передаче («Да» на этапе S28), или кадры, запрошенные для передачи, не содержат ни одного кадра, подлежащего пакетной передаче («Нет» на этапе S24), на следующем этапе выясняется, равна ли длина кадра, подлежащего обработке (то есть кадра, извлеченного из буфера на этапе S23), уточненной заранее длине (этап S29).
Если длина кадра не равна уточненной длине («Нет» на этапе S29), длина кадра регулируется путем добавления заполнения к кадру чтобы длина кадра стала равна уточненной длине (этап S3 6).
Далее выясняется, достигла ли I значения Ns, то есть завершена ли обработка для регулировки длины кадра для всех кадров, подлежащих одновременному мультиплексированию (этап S30).
Если I не достигла значения Ns, то есть остается необработанный кадр, подлежащий одновременному мультиплексированию («Нет» на этапе S30), I увеличивается на 1 (этап S34) перед тем, как вернуться к этапу S24, чтобы повторно выполнить обработку для регулировки «длины заполнения + межкадрового интервала» между последовательными кадрами во временном направлении и обработку для регулировки длины кадра среди кадров, подлежащих одновременному мультиплексированию, путем извлечения следующего необработанного кадра из буфера.
Затем, когда I достигает значения Ns, то есть обработка для регулировки длины кадра завершена для всех кадров, подлежащих одновременному мультиплексированию («Да» на этапе S30), или кадры, запрошенные для передачи, не подлежат мультиплексированию («Нет» на этапе S21), для завершения кадра перед запуском операции передачи кадра (этап S 32) добавляются вводная часть и заголовок (этап S31).
Фиг.14 показывает в виде блок-схемы операцию обработки для добавления заполнения к кадрам, когда устройство связи одновременно мультиплексирует кадры, адресованные конкретному пользователю, вместе с другим устройством связи. В примере последовательности кадров, показанной на Фиг.11, например, устройство связи, действующее как станция STA1, STA2 или STA3 связи, выполняет эту операцию обработки.
Операцию обработки запускает, например, прием запроса передачи кадров с более высокого уровня протокола связи блоком 49 обработки данных устройства связи, показанного на Фиг.3. Принятые кадры передачи временно сохраняются, например, в буфере (не показан) внутри модуля 49 обработки данных.
Во-первых, выясняется, подвергать ли пакетной передаче, то есть непрерывной передаче во временном направлении, запрошенные для передачи кадры (этап S41). Если запрошенные для передачи кадры должны быть подвергнуты пакетной передаче («Да» на этапе S41), общее число кадров, подлежащих пакетной передаче, обозначается переменной Nb (этап S42), а кроме того, для переменной J для подсчета числа обработанных кадров устанавливается исходное значение 2 (этап S43), до того как необработанный кадр, соответствующий переменной J, извлекается из буфера.
Далее выясняется, меньше ли длина кадра после пакетной передачи, чем заранее определенная длина кадра (этап S44). Здесь заранее определенной длиной кадра является длина кадра, заранее установленная для одновременного мультиплексирования вместе с другим устройством связи.
Если длина кадра после пакетной передачи равна или больше, чем заранее определенная длина кадра («Нет» на этапе S44), принимается решение не подвергать кадр пакетной передаче (этап S53).
С другой стороны, если длина кадра после пакетной передачи меньше, чем заранее определенная длина кадра («Да» на этапе S44), следующим этапом выясняется, является ли межкадровый интервал, подлежащий включению между последовательными кадрами во временном направлении в связи с пакетной передачей, целочисленно кратным длине символа (этап S45).
Если межкадровый интервал не является целочисленно кратным длине символа («Нет» на этапе S45), заполнение подходящей длины (см., например, Фиг.5В и 5С) добавляется к передней или задней части кадра, подлежащего пакетной передаче, чтобы длина «заполнения + межкадрового интервала» была выровнена до целочисленно кратного длине символа (этап S51).
Далее выясняется, достигла ли J значения Nb, то есть завершена ли обработка для регулировки «длины заполнения + межкадрового интервала» для всех кадров, подлежащих пакетной передаче (этап S46).
Если J не достигла значения Nb, то есть остается необработанный кадр, подлежащий пакетной передаче («Нет» на этапе S46), J увеличивается на 1 (этап S59) перед тем, как вернуться к этапу S44, чтобы повторно выполнить обработку для регулировки «длины заполнения + межкадрового интервала» путем извлечения следующего необработанного кадра из буфера.
Если J достигла значения Nb, то есть обработка для регулировки «длины заполнения + межкадрового интервала» завершена для всех кадров, подлежащих пакетной передаче («Да» на этапе S46), или кадры, запрошенные для передачи, не должны подвергаться пакетной передаче («Нет» на этапе S41), или принято решение не подвергать пакетной передаче кадры, запрошенные для передачи (этап S53), следующим этапом выясняется, меньше ли длина кадра, чем заранее определенная длина кадра (этап S47).
Если длина кадра не меньше, чем заранее определенная длина кадра («Нет» на этапе S47), выполняется заполнение для выравнивания длины кадра (этап S52).
Затем добавляются вводная часть и заголовок (этап S48) для завершения кадра перед запуском операции передачи кадра (этап S49).
Путем выполнения операций обработки, показанных на Фиг.12-14, в устройстве связи на передающей стороне кадров данных символьная синхронизация кадров, пересылаемых непрерывно во временном направлении путем применения пакетной передачи, может быть выровнена с другими кадрами, мультиплексируемыми одновременно. Соответственно, на принимающей стороне мультиплексированные кадры можно подходящим образом демультиплексировать, избежав интерференции между символами, чтобы упростить обработку декодирования сигнала. Кроме того, длины кадров, подлежащих одновременному мультиплексированию, делаются одинаковыми на стадии конечного вывода и, таким образом, можно устранить нестабильность работы AGC на принимающей стороне.
Специалистам в данной области следует понимать, что в зависимости от требований разработки и других факторов могут возникать различные модификации, комбинации, подкомбинации и изменения постольку, поскольку они не отходят от объема приложенной формулы изобретения или ее эквивалентов.
Например, здесь описание сосредоточено на вариантах осуществления, примененных к новым стандартам беспроводной LAN, таким как IEEE802.11ас, для достижения высочайшей пропускной способности в 1 Гб/с, но сущность настоящего изобретения не ограничена этим. Настоящее изобретение может аналогичным образом быть применено, например, к другим системам беспроводной LAN, в которых беспроводные ресурсы на пространственных осях разделяются множеством пользователей или различными радиосистемами, отличными от LAN.
Далее, здесь описание сосредоточено на вариантах осуществления, в которых способ выравнивания символьной синхронизации кадров, пересылаемых непрерывно во временном направлении среди множества кадров, подлежащих мультиплексированию, применен к SDMA, но сущность настоящего изобретения не ограничена этим. Например, настоящее изобретение может быть применено к другим способам мультиплексирования - множественного доступа, которые мультиплексируют множество кадров: множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA), множественный доступ с частотным разделением каналов (FDMA) и множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), и множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA) или т.п. в направлении оси кода, направлении частотной оси или направлении временной оси.
Объем настоящего изобретения не ограничен системами, основанными на формате кадра с переменной длиной, и настоящее изобретение может быть применено к другим различным системам связи, которые требуют регулировки длины кадра, такой как система, применяющая технологию пакетной передачи.
Подводя итог, скажем, что настоящее изобретение раскрыто посредством иллюстраций, и содержание здесь не должно трактоваться как слишком ограничивающее. Для оценки сущности настоящего изобретения необходимо рассмотреть приложенную формулу изобретения.
Изобретение относится к системе беспроводной связи, с применением множественного доступа с пространственным разделением каналов, в которых беспроводные ресурсы на пространственных осях делятся между множеством пользователей. Устройство связи для передачи множества кадров в сети, где каждый кадр включает в себя один или более символов, имеющих длину символа, включающее в себя модуль обработки данных. Модуль обработки данных получает межкадровый интервал между двумя последовательными кадрами из множества кадров. Модуль обработки данных далее регулирует межкадровый интервал между двумя последовательными кадрами, после того как определено, что межкадровый интервал не является целочисленно кратным длине символа. Устройство связи также включает в себя передающий модуль для передачи отрегулированных кадров. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 23 ил.
1. Устройство связи для передачи множества кадров в сети, характеризующееся тем, что каждый кадр включает в себя один или более символов, имеющих длину символа, причем устройство содержит:
модуль обработки данных для:
получения межкадрового интервала между двумя последовательными кадрами из множества кадров;
регулировки, после определения, что межкадровый интервал не является целочисленно кратным длине символа, межкадрового интервала между двумя последовательными кадрами так, чтобы указанный межкадровый интервал имел значение, целочисленно кратное длине символа; и
модуль передачи для передачи отрегулированных последовательных кадров.
2. Устройство связи по п. 1, в котором модуль обработки данных выполнен с возможностью регулирования межкадрового интервала посредством вставки данных заполнения между двумя последовательными кадрами для формирования сокращенного межкадрового интервала между данными заполнения и одним из двух последовательных кадров, не включающим в себя данные заполнения, причем длина данных заполнения и сокращенного межкадрового интервала равна целочисленно кратному длине символа.
3. Устройство связи по п. 2, в котором данные заполнения являются заданной комбинацией.
4. Устройство связи по п. 1, в котором модуль обработки данных выполнен с возможностью регулирования межкадрового интервала посредством вставки данных заполнения между двумя последовательными кадрами, причем длина данных заполнения равна целочисленно кратному длине символа.
5. Устройство связи по п. 2, в котором:
указанные два последовательных кадра ассоциированы с первым пользователем,
указанные два последовательных кадра мультиплексированы с кадром, ассоциированным со вторым пользователем,
при этом сумма длины двух последовательных кадров, длины данных заполнения первого пользователя и длины сокращенного межкадрового интервала равна длине кадра, ассоциированного со вторым пользователем.
6. Устройство связи по п. 1, в котором:
указанное множество кадров включает в себя набор кадров, ассоциированных с первым пользователем, и кадр, ассоциированный со вторым пользователем,
при этом модуль обработки данных выполнен с возможностью добавления данных заполнения первого пользователя между каждыми двумя последовательными кадрами, входящими в набор кадров, для формирования сокращенного межкадрового интервала между данными заполнения первого пользователя и кадром из каждой пары последовательных кадров, не включающим в себя данные заполнения первого пользователя, а
модуль обработки данных выполнен с возможностью добавления данных заполнения второго пользователя к кадру, ассоциированному со вторым пользователем так, чтобы сумма длины кадра, ассоциированного со вторым пользователем, и длины данных заполнения второго пользователя равнялась сумме длины каждого кадра, входящего в набор кадров, ассоциированных с первым пользователем, длины каждых соответствующих данных заполнения первого пользователя и длины каждого соответствующего сокращенного межкадрового интервала.
7. Система связи, содержащая:
передатчик для:
получения межкадрового интервала между двумя последовательными кадрами из множества кадров, причем каждый кадр включает в себя один или более символов, имеющих длину символа,
регулировки, после определения, что межкадровый интервал не является целочисленно кратным длине символа, межкадрового интервала между двумя последовательными кадрами так, чтобы указанный межкадровый интервал имел значение, целочисленно кратное длине символа, и
передачи отрегулированных последовательных кадров; и
приемник для приема отрегулированных последовательных кадров.
8. Система связи но п. 7, в которой передатчик выполнен с возможностью регулирования межкадрового интервала посредством вставки данных заполнения между двумя последовательными кадрами для формирования сокращенного межкадрового интервала между данными заполнения и одним из двух последовательных кадров, не включающим в себя данных заполнения, причем длина данных заполнения и сокращенного межкадрового интервала равна целочисленно кратному длине символа.
9. Система связи по п. 7, в которой передатчик выполнен с возможностью регулирования межкадрового интервала посредством вставки данных заполнения между двумя последовательными кадрами, причем длина данных заполнения равна целочисленно кратному длине символа.
10. Система связи по п. 8, в которой
указанные два последовательных кадра ассоциированы с приемником первого пользователя,
указанные два последовательных кадра мультиплексированы с кадром, ассоциированным с приемником второго пользователя, и
сумма длин двух последовательных кадров, данных заполнения и сокращенного межкадрового интервала равна длине кадра, ассоциированного с приемником второго пользователя.
11. Система связи по п. 7, в которой
указанное множество кадров включает в себя набор кадров, ассоциированных с приемником первого пользователя, и кадр, ассоциированный с приемником второго пользователя,
при этом передатчик выполнен с возможностью добавления данных заполнения первого пользователя между каждыми двумя последовательными кадрами, входящими в набор кадров, для формирования сокращенного межкадрового интервала между данными заполнения первого пользователя и кадром из каждой пары последовательных кадров, не включающим в себя данные заполнения первого пользователя, и
передатчик выполнен с возможностью добавления данных заполнения второго пользователя к кадру, ассоциированному с приемником второго пользователя так, чтобы сумма длин кадра, ассоциированного с приемником второго пользователя и длины данных заполнения второго пользователя равнялась сумме длин каждого кадра, входящего в набор кадров, ассоциированных с приемником первого пользователя, длины каждых соответствующих данных заполнения первого пользователя и длины каждого соответствующего сокращенного межкадрового интервала.
12. Способ передачи множества кадров, характеризующийся тем, что каждый кадр включает в себя один или более символов, имеющих длину символа, при этом способ содержит этапы, на которых:
получают межкадровый интервал между двумя последовательными кадрами из множества кадров;
регулируют, после определения, что межкадровый интервал не является целочисленно кратным длине символа, межкадрового интервала между двумя последовательными кадрами так, чтобы указанный межкадровый интервал имел значение целочисленно кратное длине символа; и
передают отрегулированные последовательные кадры.
13. Способ по п. 12, в котором на этапе регулировки межкадрового интервала дополнительно:
вставляют данные заполнения между двумя последовательными кадрами для формирования сокращенного межкадрового интервала между данными заполнения и одним из двух последовательных кадров, не включающим в себя данных заполнения, причем длина данных заполнения и сокращенного межкадрового интервала равна целочисленно кратному длине символа.
14. Способ по п. 12, в котором на этапе регулировки межкадрового интервала дополнительно:
вставляют данные заполнения между двумя последовательными кадрами, причем длина данных заполнения равна целочисленно кратному длине символа.
15. Способ по п. 13, в котором:
указанные два последовательных кадра ассоциированы с первым пользователем,
указанные два последовательных кадра мультиплексированы с кадром, ассоциированным со вторым пользователем, при этом
сумма длины двух последовательных кадров, длины данных заполнения и длины сокращенного межкадрового интервала равна длине кадра, ассоциированного со вторым пользователем.
16. Способ по п. 12, в котором множество кадров включает в себя набор кадров, ассоциированных с первым пользователем, и кадр, ассоциированный со вторым пользователем, причем способ содержит этапы, на которых:
добавляют данные заполнения первого пользователя между каждыми двумя последовательными кадрами, входящими в набор кадров, для формирования сокращенного межкадрового интервала между данными заполнения первого пользователя и кадром из каждых последовательных кадров, не включающим в себя данные заполнения первого пользователя, и
добавляют данные заполнения второго пользователя к кадру, ассоцированному со вторым пользователем так, чтобы сумма длины кадра, ассоциированного со вторым пользователем, и длины данных заполнения второго пользователя равнялась сумме длины каждого кадра, входящего в набор кадров, ассоциированных с первым пользователем, длины каждых соответствующих данных заполнения первого пользователя и длины каждого соответствующего сокращенного межкадрового интервала.
17. Энергонезависимый машиночитаемый носитель с записанными на нем командами, вызывающими выполнение процессором, в устройстве связи, этапов, на которых:
получают межкадровый интервал между двумя последовательными кадрами, причем каждый кадр включает в себя один или более символов, имеющих длину символа;
регулируют, после определения, что межкадровый интервал не является целочисленно кратным длине символа, межкадрового интервала между двумя последовательными кадрами так, чтобы указанный межкадровый интервал имел значение, целочисленно кратное длине символа; и
передают отрегулированные последовательные кадры.
| JP 2006518571 A, 10.08.2006 | |||
| Колосоуборка | 1923 |
|
SU2009A1 |
| Реверсивная клеть дуо для прокатки профилей | 1990 |
|
SU1838007A3 |
| US 2009196364 A1, 06.08.2009 | |||
| JP 2007166120 A, 28.06.2007 | |||
| Пресс для выдавливания из деревянных дисков заготовок для ниточных катушек | 1923 |
|
SU2007A1 |
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПО БЕСПРОВОДНОЙ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ | 2005 |
|
RU2354059C2 |
