СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ БЛОКА ДАННЫХ В СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ПОДДЕРЖКИ Российский патент 2016 года по МПК H04J11/00 

Область техники, к которой относится изобретение

[1] Настоящее изобретение относится к беспроводной связи и, в частности, к способу передачи блоков данных в системе беспроводной локальной сети (LAN) и устройству для поддержки способа.

Уровень техники

[2] С развитием технологии передачи информации, в последнее время получили развитие различные технологии беспроводной связи. В частности, в беспроводной локальной сети (WLAN) применяется технология, которая позволяет обеспечивать беспроводной доступ к интернету дома или на работе или в конкретной зоне обслуживания с использованием карманного терминала, например карманного персонального компьютера (КПК), портативного компьютера, портативного мультимедийного проигрывателя (PMP) и т.д.

[3] В отличие от существующей системы беспроводной LAN с использованием ширины полосы 20/40/80160/80+80 МГц на частоте 2 ГГц и/или 5 ГГц, которая поддерживает HT (высокую пропускную способность) и VHT (очень высокую пропускную способность), предложены системы беспроводной LAN, способные работать на частоте ниже 1 ГГц. Если система беспроводной LAN работает на частоте ниже 1 ГГц, соответствующая зона покрытия обслуживания может расширяться по сравнению с существующей системой беспроводной LAN, что позволяет одной AP управлять гораздо большим количеством станций (STA).

[4] При этом изменение диапазона частот и ширины полосы в применяемом радиоканале и резкое увеличение соответствующей зоны покрытия обслуживания вследствие изменения неизбежно приводит к необходимости в формате нового блока данных и способе передачи блока данных, который можно использовать для системы беспроводной LAN нового поколения.

Сущность изобретения

[5] Настоящее изобретение предусматривает способ передачи блоков данных в системе беспроводной LAN и устройство, поддерживающее способ.

[6] Согласно аспекту предусмотрен способ передачи блоков данных в системе беспроводной локальной сети. Способ включает в себя этапы, на которых передают поле сигнала, передают первый символ данных для первого поля данных и передают второй символ данных для второго поля данных. Поле сигнала, первый символ данных и второй символ данных передаются по каналу с шириной полосы 1 МГц, имеющему диапазон 1 ГГц или менее. Два пилот-сигнала внедряются в каждый из первого символа данных и второго символа данных. Внедренный пилот-сигнал P_n ^k задается следующим образом:

[7] $$P_n^{\{-\mathrm{7,7}\}}=\left\{{\Psi }_{n\mathrm{mod}2},{\Psi }_{(n+1)\mathrm{mod}2}\right\}$$

[8] $$P_n^k=0$$ , для k≠-7 и k≠7

[9] где P_n ^k обозначает пилот-сигнал на k-ой поднесущей n-го символа, и ψ₀=1, ψ₁=-1.

[10] Способ может дополнительно включать в себя этапы, на которых передают первый символ данных повторения для первого поля данных, сформированного при повторении первого поля данных, и передают второй символ данных повторения для второго поля данных, сформированного при повторении второго поля данных. Первый символ данных повторения и второй символ данных повторения могут передаваться по каналу с шириной полосы 1 МГц, имеющему диапазон 1 ГГц или менее. Символы данных могут передаваться в порядке первого символа данных, первого символа данных повторения, второго символа данных и второго символа данных.

[11] Два пилот-сигнала можно внедрять в первый символ данных повторения и второй символ данных повторения.

[12] Поле сигнала может включать в себя информацию, указывающую использование короткого защитного интервала (SGI).

[13] Длинный защитный интервал (LGI) может применяться к первому символу данных и первому символу данных повторения.

[14] SGI может применяться ко второму символу данных и второму символу данных повторения.

[15] LGI может применяться к первому символу данных, и GI не применяется к первому символу данных повторения.

[16] SGI может применяться ко второму символу данных.

[17] SGI может применяться ко второму символу данных повторения.

[18] Поле сигнала, первый символ данных, первый символ данных повторения, второй символ данных и второй символ данных повторения могут передаваться через единичный пространственный поток.

[19] В другом аспекте предусмотрено беспроводное устройство для работы в системе беспроводной локальной сети. Беспроводное устройство включает в себя приемопередатчик, выполненный с возможностью передачи и приема радиосигнала, и процессор, функционально соединенный с приемопередатчиком и выполненный с возможностью передачи поля сигнала, передачи первого символа данных для первого поля данных и передачи второго символа данных для второго поля данных. Поле сигнала, первый символ данных и второй символ данных передаются по каналу с шириной полосы 1 МГц, имеющему диапазон 1 ГГц или менее. Два пилот-сигнала внедряются в каждый из первого символа данных и второго символа данных. Внедренный пилот-сигнал P_n ^k задается следующим образом:

[20] $$P_n^{\{-\mathrm{7,7}\}}=\left\{{\Psi }_{n\mathrm{mod}2},{\Psi }_{(n+1)\mathrm{mod}2}\right\}$$

[21] $$P_n^k=0$$ , для k≠-7 и k≠7

[22] где P_n ^k обозначает пилот-сигнал на k-ой поднесущей n-го символа, и ψ₀=1, ψ₁=-1.

[23] Процессор может быть выполнен с возможностью передачи первого символа данных повторения для первого поля данных, сформированного при повторении первого поля данных, и передачи второго символа данных повторения для второго поля данных, сформированного при повторении второго поля данных. Первый символ данных повторения и второй символ данных повторения могут передаваться по поло каналу с шириной полосы 1 МГц, имеющему диапазон 1 ГГц или менее. Символы данных могут передаваться в порядке первого символа данных, первого символа данных повторения, второго символа данных и второго символа данных.

[24] Два пилот-сигнала можно внедрять в первый символ данных повторения и второй символ данных повторения.

[25] Настоящее изобретение предусматривает формат PPDU (блока протокольных данных PLCP (процедуры конвергенции физического уровня)), поддерживающий передачу данных на частоте ниже 1 ГГц. STA и AP, работающие в системе беспроводной LAN, способны передавать PPDU, согласующиеся с предложенным форматом с использованием полосы канала шириной 1/2/4/8/16/8+8 МГц, имеющей диапазон 1 ГГц или менее. Таким образом, в системе беспроводной LAN возможны эффективные передача и прием данных, обеспечивающие широкую зону покрытия обслуживания за счет применения частотного диапазона ниже 1 ГГц.

Краткое описание чертежей

[26] Фиг. 1 - схема, демонстрирующая конфигурацию системы WLAN, к которой могут применяться варианты осуществления настоящего изобретения.

[27] Фиг. 2 - архитектура физического уровня системы WLAN, поддерживаемой IEEE 802.11.

[28] Фиг. 3 иллюстрирует различные форматы PPDU, используемые традиционной системой LAN.

[29] Фиг. 4 демонстрирует пример формата PPDU, используемого в системе WLAN, поддерживающей очень высокую пропускную способность (VHT).

[30] Фиг. 5 - блок-схема, иллюстрирующая один пример формата PPDU, предназначенного для передачи в диапазоне частот ниже 1 ГГц согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[31] Фиг. 6 - блок-схема, иллюстрирующая один пример формата PPDU, предназначенного для передачи 1 МГц в диапазоне частот ниже 1 ГГц согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[32] Фиг. 7 - блок-схема, иллюстрирующая другой пример формата PPDU согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[33] Фиг. 8 - блок-схема, иллюстрирующая еще один пример формата PPDU согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[34] Фиг. 9 иллюстрирует пилот-последовательность согласно символам OFDM согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[35] Фиг. 10 - блок-схема, иллюстрирующая один пример формата PPDU, предназначенного для передачи 1 МГц в диапазоне частот ниже 1 ГГц согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

[36] Фиг. 11 - блок-схема, иллюстрирующая другой пример формата PPDU для передачи в диапазоне частот ниже 1 ГГц согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

[37] Фиг. 12 - блок-схема, иллюстрирующая беспроводное устройство, в котором можно реализовать вариант осуществления настоящего изобретения.

Описание примерных вариантов осуществления

[38] На фиг. 1 показана схема, демонстрирующая конфигурацию системы WLAN, к которой могут применяться варианты осуществления настоящего изобретения.

[39] Согласно фиг. 1, система WLAN включает в себя один или более базовых наборов служб (BSS). BSS это набор станций (STA), которые могут осуществлять связь друг с другом посредством успешной синхронизации. BSS не является понятием, указывающим конкретную область.

[40] Инфраструктурный BSS включает в себя одну или более STA, не являющихся AP, а именно STA1 21, STA2 22, STA3 23, STA4 24 и STAa 30, и AP (точку доступа) 10, обеспечивающую услугу распределения, и систему распределения (DS), соединяющую множеств AP. В инфраструктурном BSS, AP управляет STA, не являющимися AP, в BSS.

[41] С другой стороны, независимый BSS (IBSS) действует в самоорганизующемся (Ad-hoc) режиме. IBSS не имеет централизованного узла управления для осуществления функции управления, поскольку он не включает в себя AP. Таким образом, в IBSS, STA, не являющиеся AP, управляются распределенным образом. В IBSS, все STA могут состоять из мобильных STA. Все STA образуют автономную сеть, поскольку им не разрешено получать доступ к DS.

[42] STA является определенной функциональной средой, включающей в себя управление доступом к среде (MAC) и интерфейс беспроводной среды физического уровня, отвечающий стандарту 802.11 Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE). В дальнейшем, под STA будем понимать как STA, являющиеся AP, так и STA, не являющиеся AP.

[43] STA, не являющаяся AP, это STA, которая не является AP. STA, не являющаяся AP, также может именоваться мобильным терминалом, беспроводным устройством, беспроводным приемопередающим блоком (WTRU), пользовательским оборудованием (UE), мобильной станцией (MS), мобильным абонентским блоком или просто пользователем. Для удобства объяснения, STA, не являющуюся AP, в дальнейшем будем именовать STA.

[44] AP представляет собой функциональный узел для обеспечения соединения с DS через беспроводную среду для STA, связанной с AP. Хотя связь между множеством STA в инфраструктурном BSS, включающем в себя AP, в принципе, осуществляется через AP, STA могут осуществлять прямую связь, когда установлена прямая линия связи. AP также могут именоваться центральным контроллером, базовой станцией (BS), узлом-B, базовой приемопередающей системой (BTS), местным контроллером и т.д.

[45] Множество инфраструктурных BSS, включающих в себя BSS, показанный на фиг. 1, могут соединяться между собой с использованием DS. Расширенный набор служб (ESS) представляет собой множество BSS, соединенных с использованием DS. AP и/или STA, включенные в ESS, могут осуществлять связь друг с другом. В одном и том же ESS, STA может переходить из одного BSS в другой BSS, осуществляя безразрывную связь.

[46] В системе WLAN на основе IEEE 802.11, основным механизмом доступа управления доступом к среде (MAC) является механизм множественного доступа с опросом несущей и предотвращением конфликтов (CSMA/CA). Механизм CSMA/CA также именуется распределенной координационной функцией (DCF) для IEEE 802.11 MAC и, в основном, применяет механизм доступа “слушай, прежде чем говорить”. В механизме доступа этого типа, AP и/или STA опрашивает беспроводной канал или среду, прежде чем начать передачу. Если в результате опроса определено, что среда находится в незанятом состоянии, начинается передача кадра с использованием среды. В противном случае, если определено, что среда находится в занятом состоянии, AP и/или STA не начинает свою передачу, но устанавливает длительность задержки и ожидает доступа к среде в течение длительности задержки.

[47] Механизм CSMA/CA также включает в себя опрос виртуальной несущей помимо опроса физической несущей, в котором AP и/или STA непосредственно опрашивает среду. Опрос виртуальной несущей призван компенсировать проблему, которая может возникать в связи с доступом к среде, например проблему скрытого узла. Для передачи виртуальной несущей, MAC системы WLAN использует вектор сетевого выделения (NAV). NAV это значение, передаваемое AP и/или STA, в данный момент использующей среду или имеющей право использовать среду, другой AP или другой STA для указания оставшегося времени до того, как среда вернется в доступное состояние. Таким образом, значение, установленное на NAV, соответствует периоду, зарезервированному для использования среды посредством AP и/или STA, передающей соответствующий кадр.

[48] Протокол MAC IEEE 802.11, совместно с распределенной координационной функцией (DCF), предусматривает гибридную координационную функцию (HCF) на основе точечной координационной функции (PCF) для осуществления периодического опроса с использованием DCF и способа синхронного доступа на основе опроса, что позволяет всем приемным AP или STA или обеим принимать пакеты данных. HCF включает в себя расширенный распределенный доступ к каналу на конфликтной основе (EDCA) и доступ к каналу под управлением HCF (HCCA) с использованием схемы доступа к каналу на бесконфликтной основе, применяющей механизм опроса в качестве схем доступа, используемых поставщиком для обеспечения пакетов данных множеству пользователей. HCF включает в себя механизм доступа к среде для повышения качества обслуживания (QoS) WLAN, и данные QoS могут передаваться как в конфликтный период (CP), так и в бесконфликтный период (CFP).

[49] В системе беспроводной связи, STA не может непосредственно знать о существовании сети, при включении STA, и STA начинает работать с точки зрения беспроводной среды. Соответственно, STA любого типа должна осуществлять процесс обнаружения сети для доступа к сети. STA, обнаружившая сети в процессе обнаружения сети, выбирает сеть, к которой надлежит подключиться, посредством процесса выбора сети. Затем STA подключается к выбранной сети и осуществляет операцию обмена данными, осуществляемую на передающем терминале/приемном терминале.

[50] В системе WLAN процесс обнаружения сети реализуется процедурой сканирования. Процедура сканирования делится на пассивное сканирование и активное сканирование. Пассивное сканирование осуществляется на основе кадра маяка, который периодически рассылает AP. В общем случае, в WLAN, AP рассылает кадр маяка с определенным интервалом (например, 100 мс). Кадр маяка включает в себя информацию о BSS, управляемую кадром маяка. STA пассивно ожидает приема кадра маяка на конкретном канале. STA получает информацию о сети из принятого кадра маяка и затем заканчивает процедуру сканирования на конкретном канале. Пассивное сканирование имеет преимущество в том, что общая служебная нагрузка мала, поскольку пассивное сканирование осуществляется, если STA должна только принимать кадр маяка без необходимости передавать дополнительный кадр, но имеет недостаток в том, что время, необходимое для осуществления сканирования, увеличивается пропорционально периоду передачи кадра маяка.

[51] Напротив, при активном сканировании, STA активно рассылает кадр запроса зонда на конкретном канале и запрашивает информацию о сети у всех AP, принявших кадр запроса зонда. AP, принявшая кадр запроса зонда, ожидает произвольное время для предотвращения конфликта между кадрами и передает кадр ответа зонда, включающий в себя информацию о сети, на STA. STA принимает кадр ответа зонда, получает информацию о сети из кадра ответа зонда и затем заканчивает процедуру сканирования. Активное сканирование имеет преимущество в том, что сканирование может заканчиваться в относительно короткое время, но имеет недостаток в том, что общая служебная нагрузка сети увеличивается, поскольку необходима последовательность кадров согласно запросу и ответу.

[52] STA, закончившая процедуру сканирования, выбирает сеть согласно ее конкретному критерию и затем, совместно с AP, осуществляет процедуру аутентификации. Процедура аутентификации осуществляется согласно 2-стороннему квитированию установления связи. STA, закончившая процедуру аутентификации, совместно с AP, осуществляет процедуру связывания.

[53] Процедура связывания осуществляется согласно 2-стороннему квитированию установления связи. Сначала STA передает кадр запроса связывания на AP. Кадр запроса связывания включает в себя информацию о возможностях STA. AP определяет, разрешить ли связывание с STA, на основании информации о возможностях. AP, определившая, разрешить ли связывание с STA, передает кадр ответа связывания на STA. Кадр ответа связывания включает в себя информацию, указывающую, разрешено ли связывание, и информацию, указывающую причину, по которой связывание выполнено или завершилось неудачей. Кадр ответа связывания дополнительно включает в себя информацию о возможностях, поддерживаемых AP. Если связывание успешно завершено, между AP и STA обычно осуществляется обмен кадрами. Если связывание завершилось неудачей, совершается новая попытка осуществить процедуру связывания на основании информации о причине неудачи, включенной в кадр ответа связывания, или STA может запрашивать связывание от другой AP.

[54] Чтобы преодолеть ограничение на скорость связи, которое рассматривалось как недостаток WLAN, в качестве технического стандарта недавно был установлен IEEE 802.11n. Задачей IEEE 802.11n является увеличение скорости и надежности сети и расширение зоны покрытия беспроводной сети. В частности, для поддержки высокой пропускной способности (HT), имеющей максиальную скорость обработки данных 540 Мбит/с или выше, минимизации ошибки в передаче и оптимизации скорости передачи данных IEEE 802.11n базируется на технологии многих входов и многих выходов (MIMO) с использованием множественных антенн на обеих сторонах передатчика и приемника.

[55] Поскольку WLAN активно распространяется, и сфера применения WLAN расширяется, существует потребность в новой системе WLAN, которая поддерживает пропускную способность, превышающую скорость обработки данных, поддерживаемую IEEE 802.11n. Система WLAN нового поколения, которая поддерживает очень высокую пропускную способность (VHT), является следующей версией системы WLAN IEEE 802.11n и является одной из систем WLAN IEEE 802.11, которые недавно были вновь предложены для поддержки скорости обработки данных 1 Гбит/с или выше на служебной точке доступа (SAP) MAC.

[56] В отличие от традиционной системы WLAN, которая поддерживает 20 МГц и 40 МГц, в системе WLAN VHT должны поддерживаться ширины полосы передачи 80 МГц, смежные 160 МГц и несмежные 160 МГц и/или ширины полосы передачи не менее 160 МГц. В отличие от традиционной системы беспроводной LAN, которая поддерживает до 64-ной квадратурной амплитудной модуляции (QAM), система беспроводной LAN VHT поддерживает 256QAM.

[57] Поскольку способ многопользовательской передачи со многими входами и многими выходами (MU-MIMO) поддерживается в системе беспроводной LAN VHT для более высокой пропускной способности, AP может одновременно передавать кадр данных на, по меньшей мере, одну MIMO-сопряженную STA. Максимальное количество сопряженных STA может быть равно 4. Когда максимальное количество пространственных потоков равно 8, STA может выделяться до 4 пространственных потоков.

[58] Возвращаясь к фиг. 1, в системе WLAN, например, показанной на фиг. 1, AP 10 может одновременно передавать данные на группу STA, включающую в себя, по меньшей мере, одну из множества STA 21, 22, 23, 24 и 30 связанных с ней. Пример, где AP осуществляет передачу MU-MIMO на STA, показан на фиг. 1. Однако в системе WLAN, поддерживающей конфигурацию туннельной прямой линии связи (TDLS), конфигурацию прямой линии связи (DLS) или ячеистую сеть, STA, пытающаяся отправить данные, может отправлять PPDU на множество STA с использованием схемы передачи MU-MIMO. Ниже описан пример, где AP отправляет PPDU на множество STA согласно схеме передачи MU-MIMO.

[59] Данные, передаваемые на STA, могут передаваться в разных пространственных потоках. Пакет данных, передаваемых AP 10 в качестве блока протокольных данных (PPDU) процедуры конвергенции физического уровня (PLCP), генерируемого на физическом уровне системы беспроводной LAN, подлежащего передаче, или поле данных, включенное в PPDU, может именоваться кадром. Таким образом, PPDU для однопользовательского (SU)-MIMO и/или MU-MIMO или поле данных, включенное в PPDU, может именоваться пакетом MIMO. PPDU для MU может именоваться MU-пакетом. В примере настоящего изобретения предполагается, что группа STA, MU-MIMO-сопряженных с AP 10, подлежащих передаче, включает в себя STA1 21, STA2 22, STA3 23 и STA4 24. При этом пространственные потоки не выделяются конкретной STA группы STA, подлежащих передаче, из-за чего данные могут не передаваться. С другой стороны, предполагается, что STAa 30 объединена с AP, однако не включена в группу STA, подлежащих передаче.

[60] Для поддержки передачи MU-MIMO в системе WLAN, идентификатор может выделяться группе STA целевой передачи, и идентификатор может именоваться ID группы. AP передает кадр управления ID группы, включающий в себя информацию определения группы, на STA, поддерживающие передачу MU-MIMO, для выделения ID группы для STA. ID группы выделяется для STA на основании кадра управления ID группы до передачи PPDU. Одной STA может выделяться множество ID групп.

[61] В нижеприведенной таблице 1 указаны информационные элементы, включенные в кадр управления ID группы.

[62]

[Таблица 1] порядок информация 1 категория 2 действие VHT 3 состояние принадлежности 4 позиция пространственного потока

[63]

[64] Поле "категория" и поле "действие VHT" задаются для указания, что кадр соответствует кадру управления и кадру управления ID группы, используемым в системе WLAN нового поколения, поддерживающей MU-MIMO.

[65] Согласно таблице 1, информация определения группы включает в себя информацию состояния принадлежности, указывающую, принадлежит ли STA конкретному ID группы, и информацию позиции пространственного потока, указывающую, в каком месте находится набор пространственных потоков релевантной STA, из всех пространственных потоков согласно передаче MU-MIMO, если STA принадлежит релевантному ID группы.

[66] Поскольку множество ID групп управляется одной AP, информация состояния принадлежности, предоставляемая одной STA, должна указывать принадлежит ли STA каждому из ID групп, управляемых AP. Соответственно, информация состояния принадлежности может существовать в форме массива подполей, указывающих, принадлежит ли STA каждому ID группы. Информация позиции пространственного потока может существовать в форме массива подполей, указывающих позицию занятого STA набора пространственных потоков, в отношении каждого ID группы, поскольку информация позиции пространственного потока указывает позицию для каждого ID группы. Кроме того, информацию состояния принадлежности и информацию позиции пространственного потока для одного ID группы можно реализовать в одном подполе.

[67] Если AP передает PPDU на множество STA согласно схеме передачи MU-MIMO, AP включает в себя информацию, указывающую ID группы, в PPDU, и передает информацию как информацию управления. Когда STA принимает PPDU, STA проверяет, является ли она членской STA группы STA целевой передачи, путем проверки поля ID группы. Если проверка показывает, что STA является членом группы STA целевой передачи, STA может проверить, в каком месте находится набор передаваемых ей пространственных потоков, из всех пространственных потоков. Поскольку PPDU включает в себя информацию о количестве пространственных потоков, выделенных принимающей STA, STA может принимать данные путем поиска выделенных ей пространственных потоков.

[68] С другой стороны, TV пробел (WS) высвечивается как диапазон частот, который может вновь использоваться в системе беспроводной LAN. TV WS означает диапазон частот в незанятом состоянии, который остается вследствие оцифровки аналоговых TV Соединенных Штатов, например диапазон 54-698 МГц. Однако вышеприведенный вариант является лишь примером. TV WS может именоваться лицензированным диапазоном, который мог ранее использоваться лицензированным пользователем. Лицензированный пользователь означает пользователя, лицензированного для использования лицензированного диапазона, и может именоваться лицензированным устройством, основным пользователем и действительным пользователем.

[69] AP и/или STA, которая работает в TV WS, должна обеспечивать функцию защиты лицензированного пользователя, что объясняется тем, что лицензированный пользователь ранее использовал диапазон TV WS. Например, когда конкретный канал WS, который является диапазоном частот, разделенным, чтобы иметь конкретную ширину полосы в TV WS посредством регулировки, ранее использовался лицензированным пользователем, например микрофоном, для защиты лицензированного пользователя, AP и/или STA может не использовать диапазон частот, соответствующий соответствующему каналу WS. Кроме того, когда диапазон частот, который в данный момент используется для передачи и/или приема кадра, используется лицензированным пользователем, AP и/или STA должна прекратить использовать соответствующий диапазон частот.

[70] Таким образом, процедура AP и/или STA, определяющая, можно ли использовать конкретный диапазон частот в диапазоне TV WS, то есть существует ли лицензированный пользователь в диапазоне частот, должна предшествовать. Определение, существует ли лицензированный пользователь в конкретном диапазоне частот, именуется опросом спектра. Способ детектирования энергии и способ детектирования характерных признаков используются как механизм опроса спектра. Можно определить, что лицензированный пользователь использует диапазон частот, когда интенсивность принятого сигнала не менее заранее определенного значения или когда обнаружена преамбула цифрового TV (DTV).

[71] На фиг. 2 показана архитектура физического уровня системы WLAN, поддерживаемой IEEE 802.11.

[72] Архитектура IEEE 802.11 PHY включает в себя узел управления уровня PHY (PLME), подуровень 210 процедуры конвергенции физического уровня (PLCP) и подуровень 200, зависящий от физической среды (PMD). PLME предусматривает функцию управления PHY совместно с узлом управления уровня MAC (MLME). Подуровень 210 PLCP, расположенный между подуровнем 220 MAC и подуровнем 200 PMD, доставляет на подуровень 200 PMD блок протокольных данных MAC (MPDU), принятый с подуровня 220 MAC по команде уровня MAC, или доставляет на подуровень 220 MAC кадр, принятый с подуровня 200 PMD. Подуровень 200 PMD является нижним уровнем подуровня PDCP и служит для обеспечения передачи и приема объекта PHY между двумя STA по среде радиосвязи. MPDU, доставляемый подуровнем 220 MAC, именуется физическим блоком служебных данных (PSDU) на подуровне 210 PLCP. Хотя MPDU аналогичен PSDU, когда доставляется агрегированный MPDU (A-MPDU), в котором агрегировано множество MPDU, отдельные MPDU и PSDU могут отличаться друг от друга.

[73] Подуровень 210 PLCP присоединяет дополнительное поле, включающее в себя информацию, требуемую приемопередатчиком PHY в процессе приема PSDU с подуровня 220 MAC и доставки PSDU на подуровень 200 PMD. Дополнительным полем, присоединенным к PSDU, в этом случае может быть преамбула PLCP, заголовок PLCP, концевые биты, необходимые для сброса сверточного кодера в нулевое состояние, и т.д. Подуровень PLCP 210 принимает параметр TXVECTOR, включающий в себя информацию управления, необходимую для генерации и передачи блока протокольных данных (PPDU) процедуры конвергенции физического уровня (PLCP) и информации управления, необходимой принимающей STA для приема и интерпретации PPDU, с подуровня 220 MAC. Подуровень PLCP 210 использует информацию, включенную в параметр TXVECTOR, для генерации PPDU, включающего в себя PSDU.

[74] Преамбула PLCP служит для того, чтобы приемник мог подготовить функцию синхронизации и разнесение между антеннами до передачи PSDU. В PSDU, поле данных может включать в себя биты заполнения, служебное поле, включающее в себя битовую последовательность для инициализации скремблера, и кодированную последовательность, полученную кодированием битовой последовательности, к которой присоединены концевые биты. В этом случае либо двоичное сверточное кодирование (BCC), либо кодирование с контролем четности низкой плотности (LDPC) можно выбирать в качестве схемы кодирования согласно схеме кодирования, поддерживаемой в STA, которая принимает блок протокольных данных PLCP (PPDU). Заголовок PLCP включает в себя поле, которое содержит информацию о PPDU, подлежащем передаче, которая будет более подробно описана ниже со ссылкой на фиг. 3 и 5.

[75] Подуровень 210 PLCP генерирует PPDU присоединением вышеупомянутого поля к PSDU и передает генерируемый PPDU на принимающую STA через подуровень PMD. Принимающая STA принимает PPDU, получает информацию, необходимую для восстановления данных из преамбулы PLCP и заголовка PLCP, и восстанавливает данные. Подуровень PLCP принимающей STA переносит параметр RXVECTOR, включающий в себя информацию управления, включенную в преамбулу PLCP и заголовок PLCP, на подуровень MAC, благодаря чему подуровень MAC может интерпретировать PPDU и получать данные в состоянии приема.

[76] На фиг. 3 и 4 показаны блок-схемы, иллюстрирующие формат PPDU, используемый в системе беспроводной LAN согласно варианту осуществления настоящего изобретения. В дальнейшем, STA, которая работает в традиционной системе беспроводной LAN на основе IEEE 802.11a/b/g, который является существующим стандартом беспроводной LAN до IEEE 802.11n, именуется традиционной STA (L-STA). Кроме того, STA, которая может поддерживать высокую пропускную способность (HT) в системе беспроводной LAN HT на основе IEEE 802.11n, именуется HT-STA.

[77] Подфигура (a) фиг. 3 иллюстрирует формат традиционного PPDU (L-PPDU), который используется в IEEE 802.11a/b/g, который является стандартом существующей системы беспроводной LAN, предшествующим IEEE 802.11n. Таким образом, в системе беспроводной LAN HT, к которой применяется стандарт IEEE 802.11n, L-STA может передавать и принимать L-PPDU, имеющий вышеозначенный формат.

[78] Согласно подфигуре (a) фиг. 3, L-PPDU 310 включает в себя L-STF 311, L-LTF 312, поле 313 L-SIG и поле 314 данных.

[79] L-STF 311 используется для получения временного распределения кадров, конвергенции автоматической регулировки усиления (АРУ), получения грубой частоты и т.д.

[80] L-LTF 312 используется для сдвига частоты и оценки канала.

[81] Поле 313 L-SIG включает в себя информацию управления для демодуляции и декодирования поля 314 данных.

[82] L-PPDU может передаваться в порядке L-STF 311, L-LTF 312, поле 313 L-SIG и поле 314 данных.

[83] На подфигуре (b) фиг. 3 приведена схема, демонстрирующая HT-смешанный формат PPDU, в котором могут сосуществовать L-STA и HT-STA. HT-смешанный PPDU 320 включает в себя L-STF 321, L-LTF 322, поле 323 L-SIG, поле 324 HT-SIG, HT-STF 325, множество HT-LTF 326 и поле 327 данных.

[84] L-STF 321, L-LTF 322 и поле 323 L-SIG идентичны показанным на подфигуре (a) фиг. 3. Таким образом, L-STA может интерпретировать поле данных с использованием L-STF 321, L-LTF 322 и поля 323 L-SIG даже в случае приема HT-смешанного PPDU 320. L-LTF 322 может дополнительно включать в себя информацию для оценки канала, выполняемой HT-STA для приема HT-смешанного PPDU 320 и для интерпретации поля 323 L-SIG, поля 324 HT-SIG и HT-STF 325.

[85] HT-STA может знать, что HT-смешанный PPDU 320 является PPDU, выделенным для HT-STA с использованием поля 324 HT-SIG, расположенного после поля 323 L-SIG, и, таким образом, может демодулировать и декодировать поле 327 данных.

[86] HT-STF 325 можно использовать для синхронизации временного распределения кадров, конвергенции АРУ и т.д. для HT-STA.

[87] HT-LTF 326 можно использовать для оценки канала для демодуляции поля 327 данных. Поскольку IEEE 802.11n поддерживает однопользовательский MIMO (SU-MIMO), множество HT-LTF 326 можно конфигурировать для оценки канала для каждого из полей данных, передаваемых через множество пространственных потоков.

[88] HT-LTF 326 может состоять из HT-LTF данных, используемой для оценки канала по пространственному потоку, и HT-LTF расширения, дополнительно используемой для полного зондирования канала. Таким образом, размер множества HT-LTF 326 может быть больше или равен количеству пространственных потоков, подлежащих передаче.

[89] Сначала передаются L-STF 321, L-LTF 322 и поле 323 L-SIG, поэтому L-STA также может получать данные, принимая HT-смешанный PPDU 320. После этого поле 324 HT-SIG передается для демодуляции и декодирования данных, передаваемых для HT-STA.

[90] Вплоть до полей, расположенных до поля 324 HT-SIG, передача осуществляется без формирования диаграммы направленности, что позволяет L-STA и HT-STA получать данные, принимая соответствующий PPDU. В последующих полях, т.е. HT-STF 325, HT-LTF 326 и поле 327 данных, передача радиосигнала осуществляется с использованием предварительного кодирования. В этом случае HT-STF 325 передается таким образом, что STA, которая принимает предварительно кодированный сигнал, может рассматривать изменяющуюся часть, обусловленную предварительным кодированием, и после этого передается множество HT-LTF 326 и поле 327 данных.

[91] Даже если HT-STA, которая использует 20 МГц в системе WLAN HT, использует 52 поднесущие данных на символ OFDM, L-STA, которая также использует 20 МГц, использует 48 поднесущих данных на символ OFDM. Поскольку поле 324 HT-SIG декодируется с использованием L-LTF 322 в формате HT-смешанный PPDU 320 для поддержки обратной совместимости, поле 324 HT-SIG состоит из 48 × 2 поднесущих данных. HT-STF 325 и HT-LTF 326 состоят из 52 поднесущих данных на символ OFDM. В результате, поле 324 HT-SIG поддерживается с использованием 1/2 двоичной фазовой манипуляции (BPSK), каждое поле HT-SIG 424 состоит из 24 битов, и, таким образом, всего передается 48 битов. Таким образом, оценка канала по полю 323 L-SIG и полю 324 HT-SIG осуществляется с использованием L-LTF 322, и битовую последовательность, образующую L-LTF 322, можно выразить нижеприведенным уравнением 1. L-LTF 322 состоит из 48 поднесущих данных на один символ, за исключением DC поднесущей.

[92] [Уравнение 1]

[93] На подфигуре (c) фиг. 3 приведена схема, демонстрирующая формат HT-Greenfield PPDU 330, который может использовать только HT-STA. HT-GF PPDU 330 включает в себя HT-GF-STF 331, HT-LTF1 332, поле HT-SIG 333, множество HT-LTF2 334 и поле 335 данных.

[94] HT-GF-STF 331 используется для получения временного распределения кадров и АРУ.

[95] HT-LTF1 332 используется для оценки канала.

[96] поле HT-SIG 333 используется для демодуляции и декодирования поля 335 данных.

[97] HT-LTF2 334 используется для оценки канала для демодуляции поля 335 данных. Поскольку HT-STA использует SU-MIMO, оценка канала необходима для каждого из полей данных, передаваемых через множество пространственных потоков, и, таким образом, можно конфигурировать множество HT-LTF2 334.

[98] Множество HT-LTF2 334 может состоять из множества HT-LTF данных и множества HT-LTF расширения, аналогично HT-LTF 326 HT-смешанного PPDU 320.

[99] Поля 314, 327 и 335 данных, представленные на фиг. (a), (b) и (c), могут включать в себя служебное поле, скремблированный блок служебных данных PLCP (PSDU), концевой бит и бит заполнения соответственно. Служебное поле можно использовать для инициализации скремблера. Служебное поле можно конфигурировать 16 битами. В этом случае биты для инициализации скремблера можно реализовать 7 битами. Концевое поле можно конфигурировать битовой последовательностью, необходимой для возврата сверточного кодера в нулевое состояние. Концевому полю может выделяться битовый размер, пропорциональный количеству кодеров двоичного сверточного кода (BCC), используемых для кодирования данных, подлежащих передаче. В частности, концевое поле можно реализовать имеющим 6 битов, по количеству BCC.

[100] Фиг. 4 демонстрирует пример формата PPDU, используемого в системе WLAN, поддерживающей очень высокую пропускную способность (VHT).

[101] Согласно фиг. 4, PPDU 400 включает в себя L-STF 410, L-LTF 420, поле 430 L-SIG, поле 440 VHT-SIGA, VHT-STF 450, VHT-LTF 460, поле 470 VHT-SIGB и поле 480 данных.

[102] Подуровень PLCP, образующий PHY, преобразует PSDU, доставляемый с уровня MAC в поле 480 данных путем присоединения необходимой информации к PSDU, генерирует PPDU 400 путем присоединения нескольких полей, например L-STF 410, L-LTF 420, поля 430 L-SIG, поля 440 VHT-SIGA, VHT-STF 450, VHT-LTF 460, поля 470 VHT-SIGB и т.п., к полю данных и доставляет PPDU 400 на одну или более STA через подуровень, зависящий от физической среды (PMD), образующий PHY. Информация управления, необходимая подуровню PLCP для генерации PPDU, и информация управления, используемая принимающей STA для интерпретации PPDU и передаваемая за счет включения в PPDU, обеспечиваются из параметра TXVECTOR, поступающего с уровня MAC.

[103] L-SFT 410 используется для получения временного распределения кадров, конвергенции автоматической регулировки усиления (АРУ), захвата грубой частоты и т.д.

[104] L-LTF 420 используется для оценки канала для демодуляции поля 430 L-SIG и поля 440 VHT-SIGA.

[105] Поле 430 L-SIG используется, когда L-STA принимает PPDU 400 и интерпретирует его для получения данных. Поле 430 L-SIG включает в себя подполе скорости, подполе длины, бит четности и концевое поле. Подполе скорости устанавливается равным значению, указывающему битовое состояние для данных, подлежащих передаче в данный момент.

[106] Подполе длины устанавливается равным значению, указывающему длину октета PSDU, подлежащего передаче уровнем PHY по запросу уровня MAC. В этом случае параметр L_LENGTH, который является параметром, связанным с информацией, указывающей длину октета PSDU, определяется на основании параметра TXTIME, который является параметром, связанным со временем передачи. TXTIME указывает время передачи, определенное для передачи PPDU, включающего в себя PSDU, уровнем PHY в связи со временем передачи, запрашиваемым для передачи PSDU. Таким образом, поскольку параметр L_LENGTH является time-related параметром, связанным со временем, подполе длины, включенное в поле 430 L-SIG, включает в себя информацию, связанную со временем передачи.

[107] Поле 440 VHT-SIGA включает в себя информацию управления (или сигнальную информацию), необходимую STA для приема PPDU для интерпретации PPDU 400. 440 VHT-SIGA передается на двух символах OFDM. Соответственно, поле 440 VHT-SIGA может делиться на поле VHT-SIGA1 и поле VHT-SIGA2. Поле VHT-SIGA1 включает в себя информацию ширины полосы канала, используемую для передачи PPDU, информацию идентификатора, указывающего, используется ли пространственно-временное блочное кодирование (STBC), информацию, указывающую SU- или MU-MIMO в качестве схемы передачи PPDU, и, если схема передачи является MU-MIMO, информацию, указывающую целевую группу STA передачи из множества STA, которые MU-MIMO-сопряжены с AP, и информацию, касающуюся пространственного потока, выделенного каждой STA, включенной в целевую группу STA передачи. Поле VHT-SIGA2 включает в себя информацию, связанную с коротким защитным интервалом (GI).

[108] Информацию, указывающую MIMO схему передачи, и информацию, указывающую целевую группу STA передачи, можно реализовать как один фрагмент информации указания MIMO, и, например, можно реализовать как ID группы. ID группы можно задать равным значению, имеющему конкретный диапазон. Конкретное значение в диапазоне указывает схему передачи SU-MIMO, и другие значения можно использовать в качестве идентификатора для соответствующей целевой группы STA передачи, когда схема передачи MU-MIMO используется для передачи PPDU 400.

[109] Когда ID группы указывает, что PPDU 400 передается с использованием схемы передачи SU-MIMO, поле VHT-SIGA2 включает в себя информацию указания кодирования, указывающую, является ли схема кодирования, применяемая к полю данных, двоичным сверточным кодированием (BCC) или кодированием с контролем четности низкой плотности (LDPC), и информацию кодовой схемы модуляции (MCS), касающуюся канала между передатчиком и приемником. Кроме того, поле VHT-SIGA2 может включать в себя AID целевой STA передачи PPDU и/или частичный AID, включающий в себя часть битовой последовательности AID.

[110] Когда ID группы указывает, что PPDU 400 передается с использованием схемы передачи MU-MIMO, поле 440 VHT-SIGA включает в себя информацию указания кодирования, указывающую, является ли схема кодирования, применяемая к полю данных, подлежащему передаче на MU-MIMO-сопряженные принимающие STA, кодированием BCC или LDPC. В этом случае информация MCS для каждой принимающей STA может быть включена в поле 470 VHT-SIGB.

[111] VHT-STF 450 используется для повышения производительности оценки АРУ в передаче MIMO.

[112] VHT-LTF 460 используется, когда STA оценивает канал MIMO. Поскольку система WLAN нового поколения поддерживает MU-MIMO, VHT-LTF 460 может конфигурироваться количеством пространственных потоков, в которых передается PPDU 400. Кроме того, когда полное зондирование канала поддерживается и осуществляется, количество VHT-LTF может увеличиваться.

[113] Поле 470 VHT-SIGB включает в себя специальную информацию управления, необходимую, когда множество MIMO-сопряженных STA принимает PPDU 400 для получения данных. Таким образом, STA может быть выполнена так, что поле 470 VHT-SIGB декодируется, только когда информация управления, включенная в поле 440 VHT-SIGA, указывает, что принятый в данный момент PPDU 400 передается с использованием передачи MU-MIMO. Напротив, STA может быть выполнена так, что поле 470 VHT-SIGB не декодируется, когда информация управления в поле 440 VHT-SIGA указывает, что принятый в данный момент PPDU 400 предназначен для единичной STA (включающей в себя SU-MIMO).

[114] Поле 470 VHT-SIGB может включать в себя информацию MCS и информацию согласования по скорости для каждого STA. Кроме того, поле 470 VHT-SIGB может включать в себя информацию, указывающую длину PSDU, включенную в поле данных для каждого STA. Информация, указывающая длину PSDU, это информация, указывающая длину битовой последовательности PSDU, и может быть указана в октетах. При этом, когда PPDU передается на основе однопользовательской передачи, информацию о MCS можно не включать в поле 470 VHT-SIGB, поскольку она включена в поле 440 VHT-SIGA. Размер поля 470 VHT-SIGB может отличаться согласно способу передачи MIMO (MU-MIMO или SU-MIMO) и ширины полосы канала, используемой для передачи PPDU.

[115] Поле 480 данных включает в себя данные, подлежащие передаче на STA. Поле 480 данных включает в себя блок служебных данных PLCP (PSDU), в который доставляется блок протокольных данных MAC (MPDU) уровня MAC, служебное поле для инициализации скремблера, концевое поле, включающее в себя битовую последовательность, необходимую для сброса сверточного кодера в нулевое состояние, и биты заполнения для нормализации длины поля данных. В случае передачи MU, каждый блок данных, соответственно подлежащий передаче на каждую STA, можно включать в поле данных 580. Блок данных может быть агрегированным MPDU (A-MPDU).

[116] Поля, включенные в формат каждого PPDU, представленный на фиг. 3 и 4, могут передаваться как символы OFDM после обработки на физическом уровне. В частности, последовательность данных, содержащая поле данных, может передаваться как один или более символов OFDM согласно их размеру. Кроме того, генерация, передача, прием и интерпретация символов данных OFDM в нормальном режиме могут быть затруднены по различным причинам, например из-за состояния радиоканала, нарушения синхронизации по времени между передатчиком и приемником и помехи между символами. Для предотвращения возникновения затруднений, к символу данных OFDM применяется защитный интервал (GI); соответственно, можно предотвращать аномалии в работе и передачу и прием блоков данных можно осуществлять с высокой надежностью. Кроме того, в системе беспроводной LAN HT и VHT, применяется SGI, который используется для сокращения времени, затрачиваемого при введении защитного интервала, что позволяет обеспечить более эффективные передачу и прием. Поле сигнала и поле VHT-SIG A в системе беспроводной LAN HT и VHT, соответственно, указывают, следует ли применять SGI.

[117] Предположим, AP 10 пытается передавать данные на STA1 21, STA2 22 и STA3 23 в системе беспроводной LAN, как показано на фиг. 1. Затем PPDU могут передаваться на группу STA, включающую в себя STA1 21, STA2 22, STA3 23 и STA4 24. В этом случае, как показано на фиг. 4, передача PPDU осуществляется таким образом, что ни одного пространственного потока не выделяется STA4 24, и данные передаются путем выделения конкретного количества пространственных потоков для STA1 21, STA2 22 и STA3 23 соответственно. Пример, приведенный на фиг. 4, иллюстрирует случай, когда один пространственный поток выделяется STA1 21, тогда как три пространственных потока и два пространственных потока выделяются STA2 22 и STA3 23 соответственно.

[118] При этом, поскольку различные услуги связи, например интеллектуальная сеть, электронная система здравоохранения и повсеместная связь, получают широкое распространением, M2M (компьютер к компьютеру) технология привлекает повышенное внимание, поскольку она позволяет развивать вышеупомянутые услуги. Различные типы вещей можно преобразовывать в компоненты системы M2M: датчики температуры и влажности, потребительские товары, например камеры и телевизоры, машины в процессе производства и даже крупногабаритные машины, например автомобили, и т.д. Далее в этом документе, когда устройства, содержащие систему M2M, поддерживают WLAN и образуют между собой сеть, это называется системой WLAN M2M.

[119] Ниже описаны характеристики системы WLAN, которая поддерживает систему M2M.

[120] 1) Большое количество STA: в отличие от существующих сетей, система M2M предполагает существование большого количества STA в BSS. Это так, поскольку учитываются не только устройства личного пользования, но и датчики, установленные, например, дома и на работе. Таким образом, весьма вероятно, что к одной AP подключено значительное количество STA.

[121] 2) Низкая трафиковая нагрузка на одну STA: терминал M2M собирает и сообщает информацию об окружении. Таким образом, терминалу M2M не требуется часто передавать информацию, и, кроме того, скорость передачи информации сравнительно низка.

[122] 3) Связь с ориентацией на восходящую линию связи: система M2M обычно выполнена с возможностью приема команды из передачи нисходящей линии связи, осуществления надлежащего действия согласно команде и сообщения любого результата действия посредством передачи по восходящей линии связи. Поскольку большинство данных обычно передается по восходящей линии связи, связь с ориентацией на восходящую линию связи является основным средством поддержки системы M2M.

[123] 4) Управление мощностью STA: терминалы M2M обычно работают на батареях. Таким образом, пользователям трудно часто заряжать терминалы M2M. Таким образом, требуется способ управления мощностью для минимизации расходования батареи.

[124] 5) Функция автоматического восстановления: функция автоматического восстановления необходима, поскольку устройства, содержащие систему M2M, в ряде случаев могут не позволять человеку напрямую эксплуатировать их.

[125] В настоящее время разрабатывается стандарт системы беспроводной LAN нового поколения, который предполагает связь M2M как один из случаев использования. Рассматриваемая система беспроводной LAN может отличаться тем, что может обеспечивать зону покрытия обслуживания радиусом более 1 км в диапазоне ISM, имеющем диапазон 1 ГГц или менее кроме диапазона TV WS, и это означает, что система беспроводной LAN нового поколения способна обеспечивать значительно большую зону покрытия обслуживания, чем существующая система беспроводной LAN, работающая, в основном, в помещении. Другими словами, в отличие от существующей системы беспроводной LAN 2,4 ГГц и 5 ГГц, если система беспроводной LAN работает в диапазоне частот ниже 1 ГГц, например в диапазоне частот от 700 до 900 МГц, зону покрытия обслуживания AP при той же мощности передачи можно увеличить приблизительно в два или три раза относительно существующей системы беспроводной LAN благодаря свойствам распространения радиоволн в соответствующем диапазоне частот. В этом случае весьма большое количество STA получает возможность подключения к одной AP в системе беспроводной LAN нового поколения. Рассмотрим следующие случаи использования в системе беспроводной LAN нового поколения.

[126] Случай использования 1. Датчики и измерительные приборы

[127] - 1a: интеллектуальная сеть - измеритель до мачты

[128] - 1c: природоохранный/сельскохозяйственный мониторинг

[129] - 1d: датчики промышленных процессов

[130] - 1e: здравоохранение

[131] - 1f: здравоохранение

[132] - 1g: домашняя автоматика/автоматика в помещении

[133] - 1h: домашние датчики

[134] Случай использования 2. Датчик транзитной линии связи и измеритель данных

[135] - агрегация транзитной линии связи датчиков

[136] - агрегация транзитной линии связи промышленных датчиков

[137] Случай использования 3. Wi-Fi увеличенной дальности

[138] - уличный активный участок увеличенной дальности

[139] - уличный Wi-Fi для разгрузки сотового трафика

[140] Случай использования 1, применение датчиков и измерительных приборов, соответствует вышеописанному примеру использования M2M, где различные типы датчиков подключены к AP системы беспроводной LAN, осуществляя связь M2M. В частности, в случае интеллектуальной сети, к одной AP может быть подключено максимум 6000 датчиков.

[141] Случай использования 2, применение датчика транзитной линии связи и измерителя данных, соответствует случаю, когда AP, обеспечивающая широкую зону покрытия, играет роль транзитной линии связи другой системы связи.

[142] Случай использования 3 описывает случай, призванный обеспечивать связь на уличном активном участке увеличенной дальности, например связь в расширенной домашней зоне покрытия обслуживания, зоне покрытия обслуживания в масштабе студенческого городка и в торговом центре. Случай использования 3 также описывает случай, призванный распределять сильно нагруженный сотовый трафик, поскольку AP поддерживает разгрузку трафика сотовой мобильной связи.

[143] Настоящее изобретение предусматривает формат блока данных, предназначенный для устройств, работающих на частоте ниже 1 ГГц, которые рассматриваются в стандарте беспроводной LAN нового поколения. В частности, настоящее изобретение предусматривает структуру эффективной преамбулы физического уровня для устройств, работающих на частоте ниже 1 ГГц. Блоки данных, рассмотренные ниже, а именно PPDU, могут передаваться последовательно в форме символов OFDM согласно порядку включения полей.

[144] Вследствие природы радиоволн, связь на частоте ниже 1 ГГц может осуществляться в значительно большей зоне покрытия обслуживания по сравнению с той, что обеспечивает существующая система беспроводной LAN, предназначенная для использования в помещении. Связь с расширенной зоной покрытия обслуживания можно реализовать посредством понижения частоты дискретизации с коэффициентом 1/10 физического уровня (PHY) существующей системы беспроводной LAN VHT. В этом случае ширина полосы канала 20/40/80/160/80+80 МГц, заданная для системы беспроводной LAN VHT, сужается до ширины полосы канала 2/4/8/16/8+8 МГц, имеющей диапазон 1 ГГц или менее посредством понижения частоты дискретизации с коэффициентом 1/10. Соответственно, защитный интервал (GI) увеличивается в десять раз от первоначальных 0.8 мкс до 8 мкс. Нижеприведенная таблица 2 демонстрирует сравнение производительности между физическим уровнем системы беспроводной LAN VHT и физическим уровнем системы беспроводной LAN на основе десятикратного понижения частоты дискретизации диапазона ниже 1 ГГц.

[145]

[Таблица 2] система беспроводной LAN VHT PHY система беспроводной LAN PHY на основе десятикратного понижения частоты дискретизации диапазона ниже 1 ГГц ширина полосы канала пропускная способность ширина полосы канала пропускная способность 20 МГц 86,7 Мбит/с 20 МГц 8,67 Мбит/с 40 МГц 200 Мбит/с 40 МГц 20 Мбит/с 80 МГц 433,3 Мбит/с 80 МГц 43,33 Мбит/с 160 МГц 866,7 Мбит/с 160 МГц 86,67 Мбит/с 80+80 МГц 866,6 Мбит/с 80+80 МГц 86,66 Мбит/с

[146]

[147] В дальнейшем, для удобства описания, предполагается, что понижение частоты дискретизации с коэффициентом 1/10 применяется к PHY системы беспроводной LAN VHT и длительность символа OFDM 1 равна 40 мкс. Однако следует отметить, что технический объем согласно вариантам осуществления настоящего изобретения не ограничивается вышеупомянутым численным значением.

[148] Поскольку в диапазоне частот ниже 1 ГГц не работает никаких традиционных устройств, которые рассматривались в существующей системе беспроводной LAN, важнее построить эффективную преамбулу PHY ниже диапазона частот 1 ГГц, насколько возможно, без обязательного учета обратной совместимости. Исходя из этого настоящее изобретение предлагает формат PPDU, например, показанный на фиг. 5.

[149] На фиг. 5 показана блок-схема, иллюстрирующая один пример формата PPDU, предназначенного для передачи в диапазоне частот ниже 1 ГГц согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[150] Согласно фиг. 5, PPDU 500 имеет структуру, полученную посредством понижения частоты дискретизации с коэффициентом 1/10 формата PPDU HT-GF, например, показанного на фиг. 3(c). PPDU 500 включает в себя STF 510, LTF1 520, поле 530 SIG, по меньшей мере, одно LTF2 540 и поле 550 данных.

[151] STF 510 используется для получения временного распределения кадров и АРУ. STF 510 состоит из двух символов OFDM, каждый из которых имеет длительность символа OFDM 40 мкс, давая в итоге 80 мкс.

[152] LTF1 520 используется для оценки канала. LTF1 520 состоит из двух символов OFDM, каждый из которых имеет длительность символа OFDM 40 мкс, давая в итоге 80 мкс. LTF1 520 включает в себя двойной защитный интервал (DGI) и два длинных обучающих символа (LTS).

[153] Поле 530 SIG используется для демодуляции и декодирования поля 550 данных. Поле 530 SIG состоит из двух символов OFDM, каждый из которых имеет длительность символа OFDM 40 мкс, давая в итоге 80 мкс.

[154] По меньшей мере, одно LTF 540 используется для оценки канала, предназначенной для демодуляции поля 550 данных. Каждое LTF содержит один символ OFDM и имеет длительность символа OFDM 40 мкс.

[155] В случае передачи PPDU, имеющего формат, показанный на фиг. 5, до передачи поля 530 SIG требуется всего 160 мкс. PPDU вышеупомянутого формата можно использовать для передачи ширины полосы канала более 2 МГц.

[156] При этом для осуществления связи в расширенной зоне покрытия, формат PPDU, показанный на фиг. 6, можно применять, когда STF, LTF и/или поля данных, включенные в PPDU, имеющий формат, показанный на фиг. 5, повторяется по временной или частотной оси более чем в два раза больше первоначальной длительности.

[157] На фиг. 6 показана блок-схема, иллюстрирующая один пример формата PPDU, предназначенного для передачи 1 МГц в диапазоне частот ниже 1 ГГц, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[158] Согласно фиг. 6, PPDU 600 может включать в себя STF 610, LTF1 620, поле 630 SIG и поле 640 данных. В случае PPDU, предназначенного для передачи MIMO, по меньшей мере, одно или более LTF (от LTF2 до LTFN) может быть дополнительно включено согласно количеству применяемых пространственных потоков.

[159] Рассматривая STF 610 и LTF1 620, можно заметить, что символы OFDM формируются повторением одного за другим по сравнению с STF 510 и LTF1 520, показанными на фиг. 5. Другими словами, символ(ы) OFDM, содержащий(е) битовые последовательности, образующие первоначальные STF и LTF1, повторяется один за другим.

[160] Таким образом, STF 610 содержит четыре символа OFDM, каждый из которых длится 40 мкс, давая в итоге длительность символа OFDM 160 мкс. LTF1 620 также содержит четыре символа OFDM, каждый из которых длится 40 мкс, давая в итоге длительность символа OFDM 160 мкс. Другими словами, в случае PPDU формата, показанного на фиг. 6, время, необходимое для передачи преамбулы, оказывается равным 320 мкс, что вдове больше времени, необходимого для передачи PPDU формата, показанного на фиг. 5.

[161] Поле 630 SIG также можно построить в форме повторяющихся символов OFDM, которое формируется их повторением более двух раз.

[162] При этом, поле 640 данных может допускать или не допускать повторение символа OFDM. Благодаря реализации конкретного поля указания в поле 630 SIG можно знать, применяется ли повторение символа OFDM в поле 640 данных. Конкретное поле указания можно реализовать в виде подполя схемы модуляции и кодирования (MCS), указывающего MCS, применяемую к полю 640 данных. В случае когда подполе MCS указывает, что к полю данных была применена MCS самого низкого уровня, символ OFDM можно повторно применять к полю 640 данных.

[163] Формат PPDU, к которому было применено повторение символа OFDM, как показано на фиг. 6, можно использовать для передачи и приема кадра, адаптированных для расширенной зоны покрытия обслуживания с использованием ширины полосы канала 1 МГц.

[164] В HT-GF PPDU, который лежит в основе формата PPDU, описанного на фиг. 6, в случае когда количество пространственных потоков равно 1, а именно в случае передачи одного потока, к которому передача MIMO не применяется, использование SGI запрещено. Это так, поскольку, даже если поле SIG указывает использование SGI, применение SGI к символам поля данных, начиная с самого первого, передаваемого вслед за полем SIG, может приводить к нагрузке в отношении сложности обработки данных вследствие задержки декодирования самого поля SIG.

[165] В среде беспроводной связи, где применяются датчики, в которой применяется система беспроводной LAN нового поколения, предполагается, что трафик, в основном, связан с однопользовательской однопотоковой передачей. В такой среде запрет на использование SGI в поле данных может приводить к потере пропускной способности.

[166] В новом формате PPDU, построенном путем применения понижения частоты дискретизации с коэффициентом 1/10 к формату PPDU, предусмотренному в существующей системе беспроводной LAN, как показано на фиг. 5 и 6, фактическая длительность короткого GI равна 4 мкс, что значительно превышает типичную канальную задержку при многолучевом распространении в помещении. Также достаточное время можно обеспечить для GI даже в уличных средах, если такие среды, демонстрирующие значительную задержку при многолучевом распространении, исключены. Таким образом, даже в случае передачи одного потока, более эффективно разрешать применение SGI к символу данных.

[167] На фиг. 7 показана блок-схема, иллюстрирующая другой пример формата PPDU согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[168] PPDU 700, показанный на фиг. 7, используется для передачи одного потока с использованием ширины полосы канала 2/4/8/16/8+8 МГц в системе беспроводной LAN нового поколения.

[169] Согласно фиг. 7, PPDU 700 включает в себя STF, LTF1, поле 710 SIG, поле 720 данных 1, поле 730 данных 2, поле 740 данных 3 и поле 750 данных 4. Настоящий вариант осуществления предполагает, что количество полей данных равно четырем; однако предположение является лишь примером, и можно применять одно или более полей данных.

[170] Поле 710 SIG включает в себя информацию, указывающую, что для поля данных можно использовать короткий GI.

[171] GI применяется к каждому из символов поля данных OFDM. Символ OFDM поля 720 данных 1 получает длинный GI (LGI) 721 и включает в себя данные 1 722 (в дальнейшем, LGI представляет обычный GI в отличие от SGI). Символы OFDM поля 730 данных 2, поля 740 данных 3 и поля 750 данных 4 включают в себя SGI 731, 741, 751 и соответствующие данные 732, 742, 752 соответственно.

[172] Согласно фиг. 7, в случае когда применение SGI к полю SIG указано, LGI применяется к первому символу данных OFDM, следующему за полем SIG, но затем SGI применяется к символам данных OFDM.

[173] На фиг. 8 показана блок-схема, иллюстрирующая еще один пример формата PPDU согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[174] PPDU, показанный на фиг. 8, соответствует формату PPDU, используемому для передачи одного потока по ширине полосы канала 1 МГц в системе беспроводной LAN нового поколения.

[175] Согласно фиг. 8, PPDU 800 включает в себя повторенное STF 810, повторенное LTF1 820, повторенное поле SIG 830 и, по меньшей мере, одно или более полей данных. PPDU, показанный на фигуре, отличается тем, что символы OFDM повторяются. Другими словами, повторенное STF 810, повторенное LTF1 820 и повторенное поле SIG 830 формируются путем повторного формирования символа(ов) OFDM, построенного(ых) из битовых последовательностей, образующих первоначальные STF, LTF1 и поле SIG, по аналогии с STF 610, LTF1 620 и полем 630 SIG, показанными на фиг. 6. STF и LTF1 состоят из четырех символов OFDM соответственно, поскольку два символа OFDM, образующие первоначальные STF и LTF1, соответственно, повторяются для формирования четырех символов OFDM. Повторенное поле SIG также формируется путем повторения символов OFDM, образующих первоначальное поле SIG.

[176] PPDU 800 включает в себя поле данных повторения, сформированное путем повторения, по меньшей мере, одного поля данных и соответствующего поля данных. PPDU 800 включает в себя поле 840 данных 1, поле 850 данных 1 повторения, поле 860 данных 2 и поле 870 данных 2 повторения.

[177] При этом LGI применяется к полю 840 данных 1 и полю 850 данных 1 повторения, которые являются первым символом данных OFDM и вторым символом данных OFDM, передаваемыми после повторенного поля SIG 810 соответственно. SGI применяется к символам OFDM, передаваемым после него, а именно полю 860 данных 2 и полю 870 данных 2 повторения. Формат PPDU, иллюстрирующий вышеописанную структуру, показан на фиг. 8(a).

[178] Согласно фиг. 8(a), символ OFDM поля 840 данных 1 применяет LGI 841a и включает в себя данные 1 842a. Символ OFDM поля 850 данных 1 повторения также применяет LTI 851a и включает в себя данные 1 852a повторения.

[179] Символ OFDM поля 860 данных 2 применяет SGI 861a и включает в себя данные 2 862a. Символ OFDM поля 870 данных 2 повторения применяет SGI 871a и включает в себя данные 2 872a повторения.

[180] Согласно формату PPDU, показанному на фиг. 8(a), символы OFDM поля 840 данных 1 и поля 850 данных 1 повторения, которое является повторенной версией поля данных 1, можно создавать идентичными друг другу; таким образом, вставляя LGI в оба символа OFDM, один и тот же процесс можно использовать для создания двух символов OFDM. Затем, SGI можно постоянно вставлять в поле 860 данных 2, которое является третьим символом данных OFDM, и поле 870 данных 2 повторения, которое является четвертым символом OFDM.

[181] При этом формат PPDU, который не применяет LGI, можно применять к символу OFDM поля 850 данных 1 повторения, который является вторым символом данных OFDM. Другими словами, поскольку LGI 841a применяется к символу OFDM поля 840 данных 1, который является первым символом данных OFDM, второй символ данных OFDM не обязательно требует LGI, но может совместно использовать LGI 841a с предыдущим символом OFDM. Аналогично, SGI можно применять то же самое к символам OFDM для полей после поля 860 данных 2, которое является третьим символом данных OFDM. Формат PPDU, иллюстрирующий вышеописанную структуру, показан на фиг. 8(b).

[182] Согласно фиг. 8(b), символ OFDM поля 840 данных 1 применяет LGI 841b и включает в себя данные 1 842b. Символ OFDM поля 850 данных 1 повторения не применяет LGI, но включает в себя данные 1 850b повторения.

[183] Символ OFDM поля 860 данных 2 применяет SGI 861b и включает в себя данные 2 862b. Символ OFDM поля 870 данных 2 повторения применяет SGI 871b и включает в себя данные 2 повторения 872b.

[184] Согласно формату PPDU, показанному на фиг. 8(b), первый и второй символы OFDM и третий и четвертый символы данных OFDM имеют одинаковую длину, и временная служебная нагрузка той же длины, что и LGI, может снижаться по сравнению с существующим форматом PPDU, показанным на фиг. 8(a). Также символы OFDM вокруг полей данных передаются двумя символами с заранее определенными интервалами времени.

[185] Кроме того, формат PPDU, не применяющий SGI, можно применять ко второму символу OFDM данных повторения, к которому был применен существующий SGI. Другими словами, SGI не применяется к символам OFDM, если они являются повторенными символами OFDM. Формат PPDU, иллюстрирующий вышеописанную структуру, показан на фиг. 8(c).

[186] Согласно фиг. 8(c), символ OFDM поля 840 данных 1 применяет LGI 841c и включает в себя данные 1 842c. Символ OFDM поля 850 данных 1 повторения не применяет LGI, но включает в себя данные 1 850b повторения.

[187] Символ OFDM поля 860 данных 2 применяет SGI 861c и включает в себя данные 2 862c. Символ OFDM поля 870 данных 2 повторения не применяет SGI, но включает в себя данные 2 870c повторения

[188] Согласно формату PPDU, показанному на фиг. 8(c), длина для первого и второго символов данных OFDM устанавливается отличной от длины для третьего и четвертого символов; однако формат PPDU, показанный на фиг. 8(c), имеет преимущество в том, что позволяет максимально снижать временную служебную нагрузку.

[189] Далее будет описан способ построения поднесущей пилот-сигнала в формате PPDU, предназначенном для вышеупомянутой передачи 1 МГц.

[190] В существующей системе беспроводной LAN VHT, поднесущая пилот-сигнала строится следующим образом.

[191] 1) Передача 20 МГц

[192] Четыре пилот-сигнала можно вставлять в позициях

-21, -7, 7 и 21 индекса поднесущей. P_n ^k, который представляет пилотное отображение k-ой поднесущей в n-й символ, можно выразить уравнением 2.

[193] [Уравнение 2]

[194] где можно задавать, как показано в таблице 3.

[195]

[Таблица 3]    

[196]

[197] 2) Передача 40 МГц

[198] Шесть пилот-сигналов можно вставлять в позициях -53, -25, -11, 11, 25 и 53 индекса поднесущей. P_n ^k, который представляет пилотное отображение k-ой поднесущей в n-й символ, можно выразить уравнением 3.

[199] [Уравнение 3]

[200] где можно задавать, как показано в таблице 4.

[201]

[Таблица 4]    

[202]

[203] 3) Передача 80 МГц

[204] Восемь пилот-сигналов можно вставлять в позициях -103, -75, -39, -11, 11, 39, 75 и 103 индекса поднесущей. P_n ^k, который представляет пилотное отображение k-ой поднесущей в n-й символ, можно выразить уравнением 4.

[205][Уравнение 4]

[206] где можно задавать, как показано в таблице 5.

[207]

[Таблица 5]    

[208]

[209] 4) Передача 160 МГц

[210] Реализация пилотного отображения 160 МГц предполагает, что пилотное отображение 80 МГц дублируется в два поддиапазона 80 МГц передачи 160 МГц. В частности, шестнадцать пилот-сигналов можно вставлять в позициях -231, -203, -167, -139, -117, -89, -53, -25, 25, 53, 89, 117, 139, 167, 203 и 231 индекса поднесущей. P_n ^k, который представляет пилотное отображение k-ой поднесущей в n-й символ, можно выразить уравнением 5.

[211] [Уравнение 5]

[212] где можно задавать, как показано выше в таблице 5.

[213] Способ построения поднесущих пилот-сигналов в системе беспроводной LAN VHT также можно применять к передаче 2/4/8/16 МГц системы беспроводной LAN нового поколения на основе диапазона частот ниже 1 ГГц, отличающейся понижением частоты дискретизации с коэффициентом 1/10. С другой стороны, поскольку 32 пилот-сигнала используются для передачи 1 МГц, только 2 пилот-сигнала из 32 пилот-сигналов можно рассматривать для поднесущих пилот-сигналов. В этом случае невозможно построить поднесущие пилот-сигналов для системы беспроводной LAN VHT только с использованием понижения частоты дискретизации. Таким образом, настоящее изобретение предусматривает способ построения поднесущих пилот-сигналов, релевантных передаче 1 МГц, который использует только два пилот-сигнала, как описано ниже.

[214] В случае передачи 1 МГц, два пилот-сигнала можно вставлять в позициях -7 и 7 индекса поднесущей. P_n ^k, который представляет пилотное отображение k-ой поднесущей в n-й символ, можно выразить уравнением 6.

[215] [Уравнение 6]

$$P_n^{\{-\mathrm{7,7}\}}=\left\{{\Psi }_{n\mathrm{mod}2},{\Psi }_{(n+1)\mathrm{mod}2}\right\}$$

$$P_n^k=0$$ , для k≠-7 и k≠7

[216] где можно задавать, как показано в таблице 6.

[217]

[Таблица 6]    

[218]

[219] Если применяется вышеописанный способ, пилотное отображение реализуется таким образом, что 1 и -1 меняются местами по очереди для каждого символа OFDM в позициях -7 и 7 индекса пилот-сигнала. Кроме того, вышеописанный способ допускает несложное отслеживание фазы, поскольку он применяет значения однопотокового пилот-сигнала, а не разные поднесущие пилот-сигналов для соответствующих мультипотоков в системе беспроводной LAN HT.

[220] На фиг. 9 показан случай, когда вышеописанный способ построения поднесущих пилот-сигналов применяется к символам OFDM, предназначенным для формата PPDU для передачи 1 МГц.

[221] Фиг. 9 иллюстрирует пилот-последовательность согласно символам OFDM согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[222] Согласно фиг. 9, поскольку соответствующий символ OFDM является символом данных OFDM, предназначенным для передачи 1 МГц PPDU, пилот-сигналы можно вставлять в позициях -7 и 7 индекса поднесущей. При этом значение пилот-сигнала может изменяться согласно порядку соответствующего символа OFDM, а именно согласно индексу n соответствующего символа OFDM.

[223] Подфигура (a) фиг. 9 демонстрирует пилот-последовательность согласно символу OFDM в случае применения повторения символа OFDM.

[224] Согласно подфигуре (a) фиг. 9(a), в случае первого символа данных (n=0), пилот 910a, расположенный по индексу поднесущей -7, имеет значение +1, тогда как пилот 920a, расположенный по индексу поднесущей 7, имеет значение -1. С другой стороны, в случае первого символа данных повторения (n = 1), пилот 910a, расположенный по индексу поднесущей -7, имеет значение -1, тогда как пилот 920a, расположенный по индексу поднесущей 7, имеет значение +1. Также, в случае второго символа данных повторения (n = 2), пилот 910a, расположенный по индексу поднесущей -7, имеет значение +1, тогда как пилот 920a, расположенный по индексу поднесущей 7, имеет значение -1. Аналогично, в случае второго символа данных повторения (n = 3), пилот 910a, расположенный по индексу поднесущей -7, имеет значение -1, тогда как пилот 920a, расположенный по индексу поднесущей 7, имеет значение +1.

[225] Подфигура (b) на фиг. 9 иллюстрирует пилот-последовательность согласно символу OFDM в случае, когда повторение символа OFDM не применяется.

[226] Согласно подфигуре (a) фиг. 9, в случае первого символа данных (n=0), пилот 910b, расположенный по индексу поднесущей -7, имеет значение +1, тогда как пилот 920b, расположенный по индексу поднесущей 7, имеет значение -1. С другой стороны, в случае второго символа данных (n = 1), пилот 910b, расположенный по индексу поднесущей -7, имеет значение -1, тогда как пилот 920b, расположенный по индексу поднесущей 7, имеет значение +1. Также, в случае третьего символа данных (n = 2), пилот 910b, расположенный по индексу поднесущей -7, имеет значение +1, тогда как пилот 920b, расположенный по индексу поднесущей 7, имеет значение -1. Аналогично, в случае четвертого символа данных (n=3), пилот 910b, расположенный по индексу поднесущей -7, имеет значение -1, тогда как пилот 920b, расположенный по индексу поднесущей 7, имеет значение +1.

[227] Далее будет описан формат PPDU, предназначенный для передачи множества пространственных потоков, где применяется диапазон частот 1 МГц.

[228] На фиг. 10 показана блок-схема, иллюстрирующая один пример формата PPDU, предназначенного для передачи 1 МГц в диапазоне частот ниже 1 ГГц согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

[229] PPDU, показанный на фиг. 10, иллюстрирует формат PPDU, используемый для многопотоковой передачи в ширине полосы канала 1 МГц в системе WLAN нового поколения.

[230] Согласно фиг. 10, PPDU 1000 включает в себя повторенное STF 1010, повторенное LTF1 1020, повторенное поле SIG 1030, по меньшей мере, одно LTF 1040 и, по меньшей мере, одно или более полей данных.

[231] PPDU, показанный на фигуре, характеризуется тем, что символы OFDM повторяются. Другими словами, повторенное STF 1010, повторенное LTF1 1020 и повторенное поле SIG 1030 формируются путем повторного формирования символа(ов) OFDM, построенного(ых) из битовых последовательностей, образующих первоначальные STF, LTF1 и поле SIG, по аналогии с STF 610, LTF1 620 и полем 630 SIG, показанными на фиг. 6. STF и LTF1 состоят из четырех символов OFDM, соответственно, поскольку два символа OFDM, образующие первоначальные STF и LTF1, соответственно, повторяются для формирования четырех символов OFDM. Повторенное поле SIG также формируется путем повторения символов OFDM, образующих первоначальное поле SIG.

[232] При этом формат PPDU, предназначенный для передачи мультипотоков, строится таким образом, что, по меньшей мере, одно LTF 1040 для оценки канала MIMO передается после передачи повторенного поля SIG 1030, и затем передается, по меньшей мере, одно поле данных. Таким образом, в случае когда применение SGI указано в поле SIG, можно обеспечить достаточное время для реализации указания в поле данных. Таким образом, можно применять SGI к первому символу данных OFDM. Также применение SIG к повторенному символу OFDM можно пропустить. Соответствующий формат PPDU показан на фиг. 10(a).

[233] Согласно подфигуре (a) фиг. 10, символ OFDM поля 1050 данных 1 применяет SGI 1051a и включает в себя данные 1 1052a. Символ OFDM повторенного поля 1060 данных 1 применяет SGI и включает в себя повторенные данные 1 1060a.

[234] Символ OFDM поля 1070 данных 2 применяет SGI 1071a и включает в себя данные 2 1072a. Символ OFDM повторенного поля 1080 данных 1 не применяет SGI, но включает в себя повторенные данные 2 1080a.

[235] Формат PPDU, показанный на подфигуре (a) фиг. 10, снижает временную служебную нагрузку.

[236] При этом, как и в случае многопотоковой передачи, LGI можно применять для первого символа данных OFDM, передаваемого после LTF. В этом случае LGI можно применять к первому символу данных OFDM независимо от случая, когда PPDU передается через единичный пространственный поток, или случая, когда PPDU передается через множество пространственных потоков в отношении передачи 1 МГц. Это так, поскольку, если применение SGI ограничивается однопотоковой передачей, процедура для создания PPDU изменяется согласно количеству пространственных потоков, и сложность, таким образом, возрастает ввиду реализации. Другими словами, в случае, когда применение SGI указано в поле SIG с учетом преимуществ в отношении реализации независимо от количества пространственных потоков для передачи PPDU, можно предложить формат PPDU, который применяет LGI для первого символа данных OFDM. Соответствующий формат PPDU показан на подфигурах (b)-(d) фиг. 10.

[237] Согласно подфигуре (b) фиг. 10, символ OFDM поля 1050 данных 1 применяет LGI 1051b и включает в себя данные 1 1052b. Также символ OFDM поля 1060 данных 1 повторения применяет LGI 1061b и включает в себя данные 1062b 1 повторения.

[238] Символ OFDM поля 1070 данных 2 применяет SGI 1071b и включает в себя данные 2 1072b. Символ OFDM поля 1080 данных 2 повторения применяет SGI 1081b и включает в себя данные 1082b 2 повторения.

[239] Согласно подфигуре (c) фиг. 10, символ OFDM поля 1050 данных 1 применяет LGI 1051c и включает в себя данные 1 1052c. Символ OFDM поля 1060 данных 1 повторения не применяет LGI, но включает в себя данные 1060c 1 повторения.

[240] Символ OFDM поля 1070 данных 2 применяет SGI 1071c и включает в себя данные 2 1072c. Символ OFDM поля 1080 данных 2 повторения применяет SGI 1081c и включает в себя данные 1082c 2 повторения.

[241] Согласно подфигуре (d) фиг. 10, символ OFDM поля 1050 данных 1 применяет LGI 1051d и включает в себя данные 1052d 1. Символ OFDM поля 1060 данных 1 повторения не применяет LGI, но включает в себя данные 1060d 1 повторения.

[242] Символ OFDM поля 1070 данных 2 применяет SGI 1071d и включает в себя данные 1072d 2. Символ OFDM поля 1080 данных 2 повторения не применяет SGI, но включает в себя данные 1082d 2 повторения.

[243] Вышеупомянутый формат PPDU, который применяет LGI для первого символа данных OFDM, также можно применять к случаю передачи PPDU через множество пространственных потоков с использованием диапазона 2 МГц канала, который будет описан применительно к фиг. 11.

[244] На фиг. 11 показана блок-схема, иллюстрирующая другой пример формата PPDU для передачи в диапазоне частот ниже 1 ГГц согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

[245] Согласно фиг. 11, PPDU 1100 включает в себя STF 1110, LTF1 1120, поле 1130 SIG, по меньшей мере, одно LTF 1140, поле 1150 данных 1, поле 1160 данных 2 и поле 1170 данных 3. Настоящий вариант осуществления предполагает, что количество полей данных равно трем; однако предположение является лишь примером, и можно применять одно или более полей данных.

[246] Поле 1130 SIG включает в себя информацию, указывающую, что для поля данных можно использовать короткий GI.

[247] GI применяется к каждому из символов поля данных OFDM. Символ OFDM поля 1150 данных 1 использует LGI 1152 и включает в себя данные 1 1152. Символы OFDM поля 1160 данных 2 и поля 1170 данных 3 включают в себя SGI 1161, 1171 и соответствующие данные 1162, 1172 соответственно.

[248] При этом, в формате PPDU согласно варианту осуществления настоящего изобретения, который описан со ссылкой на прилагаемые чертежи, каждое поле может передаваться через, по меньшей мере, один символ OFDM. Также каждое поле может передаваться последовательно согласно порядку их включения в PPDU.

[249] На фиг. 12 показана блок-схема, иллюстрирующая беспроводное устройство, в котором можно реализовать вариант осуществления настоящего изобретения.

[250] Согласно фиг. 12, беспроводное устройство 1200 содержит процессор 1210, память 1220 и приемопередатчик 1230. Приемопередатчик 1230 передает и/или принимает радиосигнал и реализует физический уровень IEEE 802.11. Процессор 1210 может быть выполнен с возможностью работы, будучи функционально связанным с приемопередатчиком 1230. Процессор 1210 может быть выполнен с возможностью создания и передачи PPDU, имеющих формат, предложенный в вариантах осуществления настоящего изобретения. Процессор 1210, в случае передачи 1 МГц PPDU, может быть выполнен с возможностью передачи PPDU путем внедрения пилот-сигнала в символ OFDM, как показано на фиг. 9. Процессор 1210 может быть выполнен с возможностью реализации вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных со ссылкой на фиг. 5-11.

[251] Процессор 1210 и/или приемопередатчик 1230 может включать в себя специализированную интегральную схему (ASIC), другие наборы микросхем, логическую схему и/или устройство обработки данных. В случае когда варианты осуществления реализованы программными средствами, вышеописанные методы можно реализовать в форме модуля (процесса или функции), который осуществляет вышеупомянутую функцию. Модуль может храниться в памяти 1220 и может выполняться процессором 1210. Память 1220 может быть установлена внутри процессора 1210, или память 1220, будучи установлена отдельно вне процессора, может быть функционально подключена к процессору 1210 различными средствами, известными в технике.

[252] В вышеприведенных примерных системах, хотя способы были описаны на основе блок-схем операций с использованием последовательности этапов или блоков, настоящее изобретение не ограничивается последовательностью этапов, и некоторые из этапов могут осуществляться в иной последовательности относительно остальных этапов или могут осуществляться одновременно с остальными этапами. Кроме того, специалистам в данной области техники очевидно, что этапы, показанные на блок-схемах операций, не являются исключительными и могут включать в себя другие этапы или один или более этапов блок-схем операций можно удалить, не затрагивая объем настоящего изобретения.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах беспроводной связи. Технический результат состоит в повышении надежности передачи информации. Для этого способ содержит этапы, на которых передают поле сигнала, передают первый символ данных для первого поля данных и передают второй символ данных для второго поля данных. Поле сигнала, первый символ данных и второй символ данных передаются по каналу с шириной полосы 1 МГц, имеющему диапазон 1 ГГц или менее. Два пилот-сигнала внедряются в каждый из первого символа данных и второго символа данных. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 12 ил., 6 табл.

1. Способ передачи данных в беспроводной локальной сети, причем способ содержит этапы, на которых:
генерируют, с помощью передатчика, блок протокольных данных физического уровня (PPDU), включающий в себя короткое обучающее поле, длинное обучающее поле, поле сигнала и поле данных; и
передают, с помощью передатчика, PPDU по полосе шириной 1 МГц,
причем поле данных передается в N символах мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM), и
причем пилот-сигналы для поля данных отображаются в N символах OFDM следующим образом:
когда k равно 7 или -7, $$P_n^{\{-\mathrm{7,7}\}}=\left\{{\Psi }_{n\mathrm{mod}2},{\Psi }_{(n+1)\mathrm{mod}2}\right\},$$ и
когда k не равно ни 7, ни -7, $$P_n^k=0$$ ,
где $$P_n^k$$ обозначает пилот-сигнал на поднесущей k для символа OFDM n, n=0, …, N-1, 'mod' обозначает операцию деления по модулю, и Ψ₀=1, Ψ₁=-1.

2. Способ по п. 1, в котором поле сигнала включает в себя информацию защитного интервала, указывающую длину защитного интервала, используемого в поле данных,
длина защитного интервала, используемого в поле данных, является коротким защитным интервалом или длинным защитным интервалом, и
в первом символе OFDM из N символов OFDM в поле данных всегда используется длинный защитный интервал независимо от длины защитного интервала, указанного информацией защитного интервала.

3. Способ по п. 1, в котором короткое обучающее поле передается в 4 первых символах OFDM и длинное обучающее поле передается в 4 вторых символах OFDM, которые следуют за 4 первыми символами OFDM.

4. Способ по п. 3, в котором поле сигнала передается в 6 третьих символах OFDM, которые следуют за 4 вторыми символами OFDM.

5. Способ по п. 4, в котором N символов OFDM следуют за 6 третьими символами OFDM.

6. Способ по п. 1, в котором поле сигнала включает в себя информацию, указывающую, происходит ли повторение в поле данных.

7. Устройство, выполненное с возможностью передачи данных в беспроводной локальной сети, причем устройство содержит:
приемопередатчик, выполненный с возможностью приема и передачи радиосигналов; и
процессор, функционально соединяемый с приемопередатчиком и выполненный с возможностью:
генерировать блок протокольных данных физического уровня (PPDU), включающий в себя короткое обучающее поле, длинное обучающее поле, поле сигнала и поле данных; и
предписывать приемопередатчику передавать PPDU по полосе шириной 1 МГц,
причем поле данных передается в N символах мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM), и
причем пилот-сигналы для поля данных отображаются в N символах OFDM следующим образом:
когда k равно 7 или -7, $$P_n^{\{-\mathrm{7,7}\}}=\left\{{\Psi }_{n\mathrm{mod}2},{\Psi }_{(n+1)\mathrm{mod}2}\right\},$$ и
когда k не равно ни 7, ни -7, $$P_n^k=0$$ ,
где $$P_n^k$$ обозначает пилот-сигнал на поднесущей k для символа OFDM n, n=0, …, N-1, 'mod' обозначает операцию деления по модулю, и Ψ₀=1, Ψ₁=-1.

8. Устройство по п. 7, в котором поле сигнала включает в себя информацию защитного интервала, указывающую длину защитного интервала, используемого в поле данных,
длина защитного интервала, используемого в поле данных, является коротким защитным интервалом или длинным защитным интервалом, и
в первом символе OFDM из N символов OFDM в поле данных всегда используется длинный защитный интервал независимо от длины защитного интервала, указанного информацией защитного интервала.

9. Устройство по п. 7, в котором короткое обучающее поле передается в 4 первых символах OFDM и длинное обучающее поле передается в 4 вторых символах OFDM, которые следуют за 4 первыми символами OFDM.

10. Устройство по п. 9, в котором поле сигнала передается в 6 третьих символах OFDM, которые следуют за 4 вторыми символами OFDM.

11. Устройство по п. 10, в котором N символов OFDM следуют за 6 третьими символами OFDM.