СПОСОБ И АППАРАТ ДЛЯ МНОГОПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОЙ ВОСХОДЯЩЕЙ ЛИНИИ СВЯЗИ
METHODS AND APPARATUS FOR MULTIPLE USER UPLINK

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Некоторые аспекты настоящего раскрытия в целом относятся к беспроводной связи и в частности к способам и аппарату для связи по многопользовательской восходящей линии связи в беспроводной сети.
Уровень техники
[0002] Во многих телекоммуникационных системах сети связи используются для обмена сообщениями среди нескольких взаимодействующих пространственно разделенных устройств. Сети могут классифицироваться согласно географическому охвату, который может представлять собой, например, территорию города с пригородами, локальную область или персональное пространство. Такие сети могут обозначаться соответственно в качестве глобальной сети (wide area network, WAN), общегородской сети (metropolitan area network, MAN)), локальной сети (local area network, LAN) или персональной сети (personal area network, PAN). Сети также различаются согласно методике коммутации/маршрутизации, используемой для соединения различных сетевых узлов и устройств (например, коммутация каналов в отличие от коммутации пакетов), типу физических носителей, используемых для передачи (например, проводных в отличие от беспроводных), и набору используемых протоколов связи (например, комплект протоколов Интернета, SONET (Синхронные Оптические Сети (Synchronous Optical Networking)), Ethernet, и т.д.).
[0003] Зачастую беспроводные сети являются предпочтительными, когда сетевые элементы подвижны и таким образом имеют потребности в возможности динамического соединения, или если архитектура сети образована по самоорганизующейся (спонтанной), а не фиксированной, топологии. Беспроводные сети используют неосязаемые физические носители в режиме ненаправленного распространения с использованием электромагнитных волн в частотных диапазонах радиоволн, микроволновых частот, инфракрасного излучения, оптического излучения, и т.д. Беспроводные сети преимущественно содействуют подвижности пользователей и быстрому развертыванию поля по сравнению со стационарными проводными сетями.
[0004] Для поиска решения проблемы увеличивающихся требований к ширине полосы пропускания, которые необходимы системам беспроводной связи, разрабатываются различные схемы с целью разрешения множеству пользовательских терминалов осуществлять связь с одной точкой доступа посредством совместного использования канальных ресурсов с достижением более высокой пропускной способности данных. При ограниченных ресурсах связи желательно уменьшать количество трафика, пропускаемого между точкой доступа и множеством терминалов. Например, когда множество терминалов отправляют передачи по восходящей линии связи в точку доступа, то желательно минимизировать количество трафика, чтобы заполнить восходящую линию связи всех передач. Таким образом, существует потребность в улучшенном протоколе для передач по восходящей линии связи от множества терминалов.
Раскрытие изобретения
[0005] Каждый из различных вариантов реализации систем, способов и устройств в объеме прилагаемой формулы изобретения имеет несколько аспектов, причем за желательные атрибуты, описанные в данном документе, отвечает не каждый из них по отдельности в исключительном порядке. Без накладывания ограничений на объем прилагаемой формулы изобретения в данном документе описаны некоторые выраженные признаки.
[0006] Подробности одного или более вариантов реализации объекта изобретения, описанного в данной спецификации, изложены на сопроводительных чертежах и в описании ниже. Другие признаки, аспекты и преимущества станут очевидными из описания, чертежей и формулы изобретения. Следует заметить, что относительные размеры последующих фигур могут быть выполнены без соблюдения масштаба.
[0007] В одном аспекте настоящего раскрытия предложен способ беспроводной связи. Способ содержит этап, на котором передают сообщение разрешения передачи (CTX-сообщения) двум или более станциям, при этом CTX-сообщение указывает возможность передачи по восходящей линии связи, причем CTX-сообщение дополнительно содержит запрос того, чтобы упомянутые две или более станций одновременно передавали данные восходящей линии связи в конкретное время. Способ дополнительно содержит этап, на котором принимают множество передач данных восходящей линии связи от по меньшей мере двух станций в конкретное время.
[0008] В другом аспекте настоящего раскрытия предложен аппарат для беспроводной связи. Аппарат содержит передатчик, выполненный с возможностью передачи сообщения разрешения передачи (СТХ-сообщения) двум или более станциям, при этом CTX-сообщение указывает возможность передачи по восходящей линии связи, причем CTX-сообщение дополнительно содержит запрос того, чтобы упомянутые две или более станций одновременно передавали данные восходящей линии связи в конкретное время. Аппарат дополнительно содержит приемник, выполненный с возможностью приема множества передач данных восходящей линии связи от по меньшей мере двух станций в конкретное время.
[0009] В другом аспекте настоящего раскрытия предложен аппарат для беспроводной связи. Аппарат содержит средство для передачи сообщения разрешения передачи (СТХ-сообщения) двум или более станциям, при этом CTX-сообщение указывает возможность передачи восходящей линии связи, причем CTX-сообщение дополнительно содержит запрос того, чтобы упомянутые две или более станций одновременно передавали данные восходящей линии связи в конкретное время. Аппарат дополнительно содержит средство для приема множества передач данных восходящей линии связи от по меньшей мере двух станций в конкретное время.
[0010] В другом аспекте настоящего раскрытия предложен считываемый компьютером носитель. Носитель содержит команды, которые при исполнении предписывают процессору выполнять способ передачи CTX-сообщения (сообщения разрешения передачи) двум или более станциям, при этом CTX-сообщение указывает возможность передачи по восходящей линии связи, причем CTX-сообщение дополнительно содержит запрос того, чтобы упомянутые две или более станций одновременно передавали данные восходящей линии связи в конкретное время. Носитель дополнительно содержит команды, которые при исполнении предписывают процессору выполнять способ приема множества передач данных восходящей линии связи от по меньшей мере двух станций в конкретное время.
Краткое описание чертежей
[0011] На Фиг.1 показана MIMO-система (система множественного входа и множественного выхода (multiple-input multiple-output system)) множественного доступа с точками доступа и пользовательскими терминалами.
[0012] На Фиг.2 показана блок-схема точки 110 доступа и двух пользовательских терминалов 120m и 120x в MIMO-системе.
[0013] На Фиг.3 показаны различные компоненты, которые могут быть использованы в беспроводном устройстве, которое может использоваться внутри системы беспроводной связи.
[0014] На Фиг.4A показана временная диаграмма примерного обмена кадрами (UL) MU-MIMO-связи (MU-MIMO-связи по восходящей линии (uplink, UL) связи).
[0015] На Фиг.4B показана временная диаграмма примерного обмена кадрами (UL) MU-MIMO-связи (MU-MIMO-связи по восходящей линии (uplink, UL) связи).
[0016] На Фиг.5 показана временная диаграмма другого примерного обмена кадрами UL-MU-MIMO-связи.
[0017] На Фиг.6 показана временная диаграмма другого примерного обмена кадрами UL-MU-MIMO-связи.
[0018] На Фиг.7 показана временная диаграмма другого примерного обмена кадрами UL-MU-MIMO-связи.
[0019] На Фиг.8 показана временная диаграмма сообщений одного варианта осуществления многопользовательской связи по восходящей линии связи.
[0020] На Фиг.9 показана схема одного варианта осуществления RTX-кадра (кадра запроса на передачу (request to transmit)).
[0021] На Фиг.10 показана схема одного варианта осуществления CTX-кадра (кадра разрешения передачи (clear to transmit)).
[0022] На Фиг.11 показана схема другого варианта осуществления CTX-кадра.
[0023] На Фиг.12 показана схема другого варианта осуществления CTX-кадра.
[0024] На Фиг.13 показана схема другого варианта осуществления CTX-кадра.
[0025] На Фиг.14 показана блок-схема последовательности операций аспекта примерного способа обеспечения беспроводной связи.
Подробное описание
[0026] Далее более подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи описаны различные аспекты новых систем, аппаратов и способов. Раскрытие идей может, однако, быть воплощено во многих различных формах и не должно рассматриваться ограниченным какой-либо конкретной структурой или функцией, представленной в данном раскрытии. Скорее, эти аспекты предоставлены для того, чтобы данное раскрытие было исчерпывающим и всеобъемлющим и полностью передавало объем раскрытия специалистам в уровне техники. На основе идей данного документа специалисту в данной области техники должно быть понятно, что подразумевается охват объемом раскрытия любого аспекта новых систем, аппаратов и способов, раскрытых в данном документе, реализуемого либо независимо от любого другого аспекта изобретения, либо в сочетании с ним. Например, аппарат может быть реализован или способ может быть осуществлен с использованием любого количества аспектов, изложенных в данном документе. Кроме того, подразумевается, что объем настоящего изобретения охватывает такой аппарат или способ, который осуществлен с использованием другой структуры, функциональных средств или структуры и функциональных средств в дополнение к различным аспектам настоящего изобретения, изложенным в данном документе, или отличающихся от них. Следует понимать, что любой аспект, раскрытый в данном документе, может быть воплощен посредством одного или более элементов какого-либо пункта формулы изобретения.
[0027] Несмотря на то, что в данном документе описаны конкретные аспекты, многие изменения и перестановки этих аспектов охватываются объемом настоящего раскрытия. Несмотря на то, что упомянуты некоторые выгоды и преимущества предпочтительных аспектов, не подразумевается, что объем настоящего раскрытия ограничен конкретными преимуществами, использованиями или целями. Скорее, аспекты раскрытия предназначены для широкого применения к различным беспроводным технологиям, конфигурациям систем, сетям и протоколам передачи, некоторые из которых изображены в качестве примера на фигурах и в последующем описании предпочтительных аспектов. Подробное описание и чертежи являются всего лишь иллюстрациями настоящего раскрытия, а не ограничениями, причем объем настоящего раскрытия определен прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами.
[0028] Технологии беспроводной сети могут включать в себя различные типы WLAN (wireless local area networks (беспроводных локальных сетей)). WLAN может использоваться для совместного соединения ближайших устройств с применением широко используемых протоколов сетевого взаимодействия. Различные аспекты, описанные в данном документе, могут применяться к любому стандарту связи, такому как Wi-Fi или, в более общем смысле, любому представителю семейства IEEE 802.11 протоколов беспроводной связи.
[0029] В некоторых аспектах беспроводные сигналы могут передаваться согласно высокопроизводительному протоколу 802.11 с использованием OFDM-связи (связи посредством ортогонального мультиплексирования с частотным разделением (orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM), DSSS-связи (связи посредством расширенного прямой последовательностью спектра (direct-sequence spread spectrum, DSSS), сочетания OFDM-связи и DSSS-связи или других схем. Варианты реализации высокопроизводительного протокола 802.11 могут использоваться для доступа к Интернету, датчиков, измерений, интеллектуальных энергосетей или других применений беспроводной связи. Преимущественно, аспекты некоторых устройств, реализующих данный конкретный беспроводной протокол, могут потреблять меньше мощности по сравнению с устройствами, реализующими другие беспроводные протоколы, могут использоваться для передачи беспроводных сигналов на короткие расстояния и/или могут быть способны передавать сигналы, которые менее вероятно будут блокироваться такими объектами, как люди.
[0030] В некоторых вариантах реализации WLAN включает в себя различные устройства, которые являются компонентами, которые осуществляют доступ к беспроводной сети. Например, может быть два типа устройств: точки доступа (access point, «AP») и клиенты (также называемые станциями, или «STA»). В целом, AP служит в качестве концентратора или базовой станции для WLAN, а STA служит в качестве пользователя WLAN. Например, STA может быть портативным компьютером, персональным цифровым секретарем (PDA), мобильным телефоном и т.д. В одном примере STA соединяется с AP через совместимую с Wi-Fi (например, протокол IEEE 802.11, такой как 802.11ah) линию беспроводной связи для получения общей возможности соединения с Интернетом или к другими глобальными сетями. В некоторых вариантах реализации STA может также использоваться в качестве AP.
[0031] Методики, описанные в данном документе, могут использоваться для различных систем широкополосной беспроводной связи, включающих в себя системы связи, которые основаны на схеме ортогонального мультиплексирования. Примеры таких систем связи включают в себя SDMA-системы (системы Множественного Доступа с Пространственным Разделением (Spatial Division Multiple Access, SDMA), TDMA-системы (системы Множественного Доступа с Временным Разделением (Time Division Multiple Access, TDMA), OFDMA-системы (системы Множественного Доступа с Ортогональным Частотным Разделением (Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA), SC-FDMA-системы (системы Множественного Доступа с Частотным Разделением с Одной Несущей (Single-Carrier Frequency Division Multiple Access, SC-FDMA), и т.д. SDMA-система может использовать достаточно разные направления для одновременной передачи данных, принадлежащих множеству пользовательских терминалов. TDMA-Система может разрешить множеству пользовательских терминалов совместно использовать один и тот же частотный канал посредством разделения сигнала передачи на различные временные интервалы, причем каждый временной интервал присваивается отдельному пользовательскому терминалу. TDMA-система может реализовывать GSM или некоторые другие стандарты, известные в уровне техники. OFDMA-система использует Ортогональное Мультиплексирование с Частотным Разделением (orthogonal frequency division multiplexing, OFDM), которое является методикой модуляции, которая делит всю системную ширину полосы пропускания на множество ортогональных поднесущих. Эти поднесущие можно также называть тонами, бинами, и т.д. С OFDM каждая поднесущая может независимо модулироваться данными. OFDM-система может реализовывать IEEE 802.11 или некоторые другие стандарты, известные в уровне техники. SC-FDMA-система может использовать FDMA с перемежением (interleaved FDMA, IFDMA) для осуществления передачи на поднесущих, которые распределены по системной ширине полосы пропускания, локализованный FDMA (localized FDMA, LFDMA) для осуществления передачи на блоке смежных поднесущих или усовершенствованный FDMA (enhanced FDMA, EFDMA) для осуществления передачи на множестве блоков смежных поднесущих. В целом, модуляционные символы отправляются в частотной области с помощью OFDM и во временной области с помощью SC-FDMA. SC-FDMA-система может реализовывать 3GPP-LTE (Долгосрочное Развитие Проекта Партнерства 3-ьего Поколения (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution)) или другие стандарты.
[0032] Идеи данного документа могут быть внедрены (например, реализованы в или выполнены) во множество проводных или беспроводных аппаратов (например, узлов). В некоторых аспектах беспроводной узел, реализованный в соответствии с идеями данного документа, может содержать точку доступа или терминал доступа.
[0033] Точка Доступа (access point, «AP») может содержать, быть реализована в качестве, или известна в качестве NodeB (Узла-B), Контроллера Радиосети (Radio Network Controller, «RNC»), eNodeB, Контроллера Базовой Станции (Base Station Controller, «BSC»), Базовой Приемопередающей Станции (Base Transceiver Station, «BTS»), Базовой Станции (Base Station, «BS»), Приемопередающей Функции (Transceiver Function, «TF»), Радио Маршрутизатор (Radio Router), Радио Приемопередатчика (Radio Transceiver), Базового Набора Служб (Basic Service Set, «BSS»), Расширенного Набора Служб (Extended Service Set, «ESS»), Базовой Радио Станция (Radio Base Station, «RBS») или некоторой другой терминологии.
[0034] Станция «STA» может также содержать, быть реализована в качестве, или известна в качестве пользовательского терминала, Терминала Доступа (access terminal, «AT»), абонентской станции, абонентского блока, мобильной станции, удаленной станции, удаленного терминала, пользовательского агента, пользовательского устройства, пользовательского оборудования или некоторой другой терминологии. В некоторых вариантах реализации терминал доступа может содержать сотовый телефон, беспроводной телефон, SIP-телефон (телефон по Протоколу Инициирования Сеанса (Session Initiation Protocol, «SIP»), WLL-станцию (станцию беспроводной абонентской линии (wireless local loop, «WLL»)), персональный цифровой секретарь (personal digital assistant, «PDA»), карманное устройство, имеющее возможность беспроводного соединения, или некоторое другое подходящее устройство обработки, соединенное с беспроводным модемом. Соответственно, один или более аспектов, идеи которых приведены в данном документе, могут быть внедрены в телефоне (например, сотовом телефоне или смартфоне), компьютере (например, портативном компьютере), переносном осуществляющем связь устройстве, гарнитуре, переносном вычислительном устройстве (например, персональном цифровом помощнике), устройстве для развлечения (например, музыкальном или видео устройстве, или спутниковом радиоустройстве), игровом устройстве или системе, устройстве системы глобального позиционирования или любом другом подходящем устройстве, которое выполнено с возможностью осуществления связи через беспроводную среду.
[0035] На Фиг.1 показана схема, на которой изображена система 100 Множественного Входа и Множественного Выхода (multiple-input multipleoutput, MIMO) со множественным доступом с точками доступа и пользовательскими терминалами. В целях упрощения, на Фиг.1 изображена только одна точка 110 доступа. Точка доступа является в целом стационарной станцией, которая осуществляет связь с пользовательскими терминалами и может также упоминаться в качестве базовой станции либо с использованием некоторой другой терминологии. Пользовательский терминал или STA может быть стационарным или мобильным и может также упоминаться в качестве мобильной станции или беспроводного устройства или с использованием некоторой другой терминологии. Точка 110 доступа может осуществлять связь с одним или более пользовательскими терминалами 120 в любой заданный момент по нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Нисходящая линия связи (то есть, прямая линия связи) является линией связи от точки доступа до пользовательских терминалов, и восходящая линия связи (то есть, обратная линия связи) является линией связи от пользовательских терминалов до точки доступа. Пользовательский терминал может также осуществлять связь одноранговым образом с другим пользовательским терминалом. Системный контроллер 130 соединен с точкой доступа и предоставляет координацию и управление для нее.
[0036] Не смотря на то, что в частях последующего раскрытия будут описаны пользовательские терминалы 120 с поддержкой осуществления связи через Множественный Доступ Пространственного Разделения (Spatial Division Multiple Access, SDMA), для конкретных аспектов, пользовательские терминалы 120 могут также включать в себя некоторые пользовательские терминалы, которые не поддерживают SDMA. Таким образом, для таких аспектов, AP 110 может быть выполнена с возможностью осуществления связи как с пользовательскими терминалами SDMA, так и с пользовательскими терминалами без-SDMA. Данный подход может с легкостью позволить более старым версиям пользовательских терминалов («унаследованных» станций), которые не поддерживают SDMA, оставаться развернутыми в отрасли, продляя их полезное время эксплуатации, и в то же время позволяя вводить более новые пользовательские терминалы SDMA по мере целесообразности.
N
K
N
K
K
K
N
N
K
ap
ap
ap
ut
[0037] Система 100 использует множество передающих и множество принимающих антенн для передачи данных по нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Точка 110 доступа оснащена  антеннами и представляет множественный вход (MI) для передач по нисходящей линии связи и множественный выход (MO) для передач по восходящей линии связи. Набор из  выбранных пользовательских терминалов 120 в совокупности представляет множественный выход для передач по нисходящей линии связи и множественный вход для передач по восходящей линии связи. Сугубо для SDMA желательно иметь ≤≤1, если потоки символов данных для пользовательских терминалов не мультиплексированы по коду, частоте или времени некоторым средством.  может быть больше , если потоки символов данных могут быть мультиплексированы с использованием TDMA-методики, различных кодовых каналов с CDMA, непересекающихся наборов подполос с OFDM и так далее. Каждый выбранный пользовательский терминал может передавать специфичные для пользователя данные в точку доступа и/или принимать специфичные для пользователя данные от точки доступа. В целом, каждый выбранный пользовательский терминал может быть оснащен одной или множеством антенн (то есть, ≥1).  выбранных пользовательских терминалов может иметь одно и то же количество антенн, либо один или более пользовательских терминалов может иметь различное количество антенн.
[0038] SDMA-система 100 может быть TDD-системой (системой двусторонней связи с временным разделением (time division duplex, TDD) или FDD-системой (системой двусторонней связи с частотным разделением (frequency division duplex, FDD). Для TDD-системы нисходящая линия связи и восходящая линия связи совместно используют одну и ту же полосу частот. Для FDD-системы нисходящая линия связи и восходящая линия связи используют различные полосы частот. MIMO-система 100 может также использовать одну несущую или множество несущих для передачи. Каждый пользовательский терминал может быть оснащен одной антенной (например, для снижения затрат) или множеством антенн (например, в случае возможности приемлемости дополнительных затрат). Система 100 может также быть TDMA-системой, если пользовательские терминалы 120 совместно используют один и тот же частотный канал посредством разделения передачи/приема на различные временные интервалы, где каждый временной интервал может быть присвоен отдельному пользовательскому терминалу 120.
t
ut,m
ma
mu
ut,x
xa
xu
up
dn
up
dn
up
dn
[0039] На Фиг.2 показана блок-схема точки 110 доступа и двух пользовательских терминалов 120m и 120x в MIMO-системе 100. Точка 110 доступа оснащена N антеннами 224a-224ap. Пользовательский терминал 120m оснащен N антеннами 252-252, и пользовательский терминал 120x оснащен N антеннами 252-252. Точка 110 доступа является передающим объектом для нисходящей линии связи и принимающим объектом для восходящей линии связи. Пользовательский терминал 120 является передающим объектом для восходящей линии связи и принимающим объектом для нисходящей линии связи. Используемые в данном документе «передающий объект» является независимо функционирующим аппаратом или устройством, выполненным с возможностью передачи данных через беспроводной канал, а «принимающий объект» является независимо функционирующим аппаратом или устройством, выполненным с возможностью приема данных через беспроводной канал. В последующем описании нижний индекс «dn» обозначает нисходящую линию связи, нижний индекс «up» обозначает восходящую линию связи, N пользовательских терминалов выбрано для одновременной передачи по восходящей линии связи, и N пользовательских терминалов выбрано для одновременной передачи по нисходящей линии связи. N может быть или может не быть равен N, и N и N могут быть статическими значениями или могут изменяться для каждого интервала планирования. В точке 110 доступа и/или пользовательском терминале 120 может использоваться управление лучом или некоторая другая технология пространственной обработки.
ut,m
ut,m
ut,m
ut,m
ut,m
[0040] На восходящей линии связи, в каждом пользовательском терминале 120, выбранном для передачи по восходящей линии связи, TX-процессор 288 данных принимает данные трафика от источника 286 данных и данные управления от контроллера 280. TX-процессор 288 данных обрабатывает (например, кодирует, перемежает и модулирует) данные трафика для пользовательского терминала на основе схем кодировки и модуляции, относящихся к скорости, выбранной для пользовательского терминала, и предоставляет поток символов данных. Пространственный TX-процессор 290 выполняет пространственную обработку над потоком символов данных и предоставляет Nпотоки символов передачи для N антенн. Каждый передающий блок (TMTR) 254 принимает и обрабатывает (например, преобразовывает в аналоговую форму, усиливает, фильтрует и преобразовывает с повышением частоты) соответствующий поток символов передачи для генерирования сигнала восходящей линии связи. N передающих блоков 254 предоставляют N сигналов восходящей линии связи для передачи от N антенн 252, например, для осуществления передачи в точку 110 доступа.
up
[0041] N пользовательских терминалов могут быть запланированы для одновременной передачи по восходящей линии связи. Каждый из этих пользовательских терминалов может выполнять пространственную обработку над своим соответствующим потоком символов данных и передавать свой соответствующий набор потоков символов передачи по восходящей линии связи в точку 110 доступа.
up
up
up
up
up
[0042] В точке 110 доступа N антенн 224a-224ap принимают сигналы восходящей линии связи от всех N пользовательских терминалов, осуществляющих передачу по восходящей линии связи. Каждая антенна 224 предоставляет принятый сигнал в соответствующий принимающий блок (RCVR) 222. Каждый принимающий блок 222 выполняет обработку, дополнительную к той, что была выполнена передающим блоком 254, и предоставляет принятый поток символов. Пространственный RX-процессор 240 выполняет пространственную обработку приема над N принятыми потоками символов от N принимающих блоков 222 и предоставляет N восстановленных потоков символов данных восходящей линии связи. Пространственная обработка приема может быть выполнена в соответствии с обращением (channel correlation matrix inversion, CCMI) корреляционной матрицы каналов, минимальной среднеквадратичной ошибки (minimum mean square error, MMSE), мягким подавлением (soft interference cancellation, SIC) помех или некоторой другой методики. Каждый восстановленный поток символов данных восходящей линии связи является оценкой потока символов данных, переданного соответствующим пользовательским терминалом. RX-процессор 242 данных обрабатывает (например, демодулирует, устраняет перемежение и декодирует) каждый восстановленный поток символов данных восходящей линии связи в соответствии со скоростью, используемой для этого потока, с целью получения декодированных данных. Декодированные данные для каждого пользовательского терминала могут быть предоставлены получателю 244 данных для хранения и/или контроллера 230 для дальнейшей обработки.
dn
dn
dn
up
up
up
up
up
[0043] На нисходящей линии связи, в точке 110 доступа, TX-процессор 210 данных принимает данные трафика от источника 208 данных для N пользовательских терминалов, запланированных для передачи по нисходящей линии связи, данные управления от контроллера 230 и возможно другие данные от планировщика 234. Различные типы данных могут отправляться по разным транспортным каналам. TX-процессор 210 данных обрабатывает (например, кодирует, перемежает и модулирует) данные трафика для каждого пользовательского терминала на основе скорости, выбранной для такого пользовательского терминала. TX-процессор 210 данных предоставляет N потоков символов данных нисходящей линии связи пользовательским терминалам. Пространственный TX-процессор 220 выполняет пространственную обработку (такую как предварительное кодирование или формирование луча) над N потоками символов данных нисходящей линии связи и предоставляет N потоков символов передачи N антеннам. Каждый передающий блок 222 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов передачи для генерирования сигнала нисходящей линии связи. N передающих блоков 222 могут предоставить N сигналов нисходящей линии связи для передачи от N антенн 224, например, с целью осуществления передачи в пользовательские терминалы 120.
ut,m
up
ut,m
[0044] В каждом пользовательском терминале 120 N антенн 252 принимают N сигналов нисходящей линии связи от точки 110 доступа. Каждый принимающий блок 254 обрабатывает принятый сигнал от соответствующей антенны 252 и предоставляет принятый поток символов. Пространственный RX-процессор 260 выполняет пространственную обработку приема над N принятыми потоками символов от принимающего блока 254 и предоставляет восстановленный поток символов данных нисходящей линии связи пользовательскому терминалу 120. Пространственная обработка приема может быть выполнена в соответствии с CCMI, MMSE или некоторой другой методикой. RX-процессор 270 данных обрабатывает (например, демодулирует устраняет перемежение и декодирует) восстановленный поток символов данных нисходящей линии связи с целью получения декодированных данных для пользовательского терминала.
dn,m
up,eff
[0045] В каждом пользовательском терминале 120 оценщик 278 канала оценивает характеристику канала нисходящей линии связи и предоставляет оценки канала нисходящей линии связи, которые могут включать в себя оценки коэффициента усиления канала, оценки SNR, разнообразие помех и так далее. Схожим образом оценщик 228 канала оценивает характеристику канала восходящей линии связи и предоставляет оценки канала восходящей линии связи. Контроллер 280 для каждого пользовательского терминала обычно извлекает матрицу пространственной фильтрации для пользовательского терминала на основе матрицы H характеристики канала нисходящей линии связи для такого пользовательского терминала. Контроллер 230 выводит матрицу пространственной фильтрации для точки доступа на основе эффективной матрицы H характеристики канала восходящей линии связи. Контроллер 280 для каждого пользовательского терминала может отправлять информацию обратной связи (например, собственные векторы, собственные значения, оценки SNR нисходящей линии связи и/или восходящей линии связи и так далее) в точку 110 доступа. Контроллеры 230 и 280 могут также управлять функционированием различных блоков обработки в точке 110 доступа и пользовательском терминале 120, соответственно.
[0046] На Фиг.3 показаны различные компоненты, которые могут быть использованы в беспроводном устройстве 302, которое может использоваться в системе 100 беспроводной связи. Беспроводное устройство 302 является примером устройства, которое может быть выполнено с возможностью реализации различных способов, описанных в данном документе. В беспроводном устройстве 302 может быть воплощена точка 110 доступа или пользовательский терминал 120.
[0047] Беспроводное устройство 302 может включать в себя процессор 304, который управляет функционированием беспроводного устройства 302. Процессор 304 может также упоминаться в качестве центрального блока (central processing unit, CPU) обработки. Запоминающее устройство 306, которое может включать в себя как постоянное запоминающее устройство (read-only memory, ROM), так и запоминающее устройство (random access memory, RAM) с произвольным доступом, предоставляет команды и данные процессору 304. Часть запоминающего устройства 306 может также включать в себя энергонезависимое запоминающее устройство (non-volatile random access memory, NVRAM) с произвольным доступом. Процессор 304 может выполнять логические и арифметические действия на основе программных команд, сохраненных внутри запоминающего устройства 306. Команды в запоминающем устройстве 306 могут быть исполняемыми для реализации способов, описанных в данном документе.
[0048] Процессор 304 может содержать или быть компонентом системы обработки, реализованной с одним или более процессорами. Такие один или более процессоров могут быть реализованы с помощью любого сочетания микропроцессоров общего назначения, микроконтроллеров, цифровых сигнальных процессоров (digital signal processor, DSP), программируемых вентильных матриц (field programmable gate array, FPGA), программируемых логических устройств (programmable logic device, PLD), контроллеров, конечных автоматов, вентильной логики, дискретных компонентов аппаратного обеспечения, выделенных машин с конечным числом состояний аппаратного обеспечения или любых других подходящих объектов, которые могут выполнять вычисления или другие манипуляции над информацией.
[0049] Система обработки может также включать в себя машиночитаемые носители для хранения программного обеспечения. Программное обеспечение следует рассматривать в широком смысле так, чтобы оно означало любой тип команд, упоминаемых либо в качестве программного обеспечения, встроенного микропрограммного обеспечения, промежуточного программного обеспечения, микрокода, языка описания аппаратных средств или иначе. Команды могут включать в себя код (например, в формате исходного кода, формате двоичного кода, формате исполняемого кода или любом другом подходящем формате кода). Команды, при исполнении упомянутым одним или более процессорами, предписывают системе обработки выполнять различные функции, описанные в данном документе.
[0050] Беспроводное устройство 302 может также включать в себя корпус 308, который может включать в себя передатчик 310 и приемник 312 для разрешения передачи и приема данных между беспроводным устройством 302 и удаленным местоположением. Передатчик 310 и приемник 312 могут быть объединен в приемопередатчик 314. Одна или множество приемопередающих антенн 316 могут быть прикреплены к корпусу 308 и электрически соединены с приемопередатчиком 314. Беспроводное устройство 302 может также включать в себя (не показано) множество передатчиков, множество приемников и множество приемопередатчиков.
[0051] Беспроводное устройство 302 может также включать в себя обнаружитель 318 сигналов, который может использоваться в попытке обнаружения и количественного определения уровня сигналов, принятых приемопередатчиком 314. Обнаружитель 318 сигналов может обнаруживать такие сигналы в качестве полной энергии, энергии на поднесущую на символ, спектральной плотности мощности и других сигналов. Беспроводное устройство 302 может также включать в себя цифровой сигнальный процессор (DSP) 320 для использования при обработке сигналов.
[0052] Различные компоненты беспроводного устройства 302 могут быть соединены совместно посредством системы 322 шин, которая может включать в себя шину питания, шину сигнала управления и шину сигнала состояния в дополнение к шине данных.
[0053] Некоторые аспекты настоящего раскрытия поддерживают передачу UL-сигналов (сигналов восходящей линии (uplink, UL) связи) от множества станций (STA) в AP. В некоторых вариантах осуществления UL-сигнал может быть передан в MU-MIMO-системе (в многопользовательской (multi-user, MU) MIMO-системе). Альтернативно, UL-сигнал может быть передан в MU-FDMA-системе (системе многопользовательского (multi-user, MU) FDMA) или в схожей FDMA-системе. В частности, на Фиг.4-8 и 10 показаны UL-MU-MIMO-передачи 410A, 410B, 1050A и 1050B, которые могут быть в равной степени применимы к UL-FDMA-передачам. В этих вариантах осуществления UL-MU-MIMO-передачи или UL-FDMA-передачи могут отправляться одновременно от множества станций (STA) в AP и могут создавать эффективность в беспроводной связи.
[0054] Увеличивающееся количество беспроводных и мобильных устройств оказывает увеличивающееся воздействие на требования к ширине полосы пропускания, которые необходимы системе беспроводной связи. При ограниченных ресурсах связи желательно уменьшать количество трафика, пропускаемого между AP и множеством станций (STA). Например, когда множество терминалов отправляет передачи по восходящей линии связи в точку доступа, то желательно минимизировать количество трафика для выполнения всех передач по восходящей линии связи. Таким образом, варианты осуществления, описанные в данном документе, поддерживают использование обменов передачами, планирование и некоторые кадры для увеличивающейся пропускной способности передач по восходящей линии связи в AP.
[0055] На Фиг.4A показана схема временной диаграммы, изображающей пример UL-MU-MIMO-протокола 400, который может использоваться для UL-связи. Как показано на Фиг.4A и совместно с Фиг.1, AP 110 может передавать CTX-сообщение 402 (сообщение разрешения передачи (clear to transmit)) в пользовательские терминалы 120, указывающее, какие станции (STA) могут участвовать в UL-MU-MIMO-схеме, так чтобы конкретная STA знала о начале UL-MU-MIMO. В некоторых вариантах осуществления CTX-сообщение может быть передано в части полезной нагрузки PPDU-блоков (блоков данных PLCP-протокола (протокола конвергенции физического уровня (physical layer convergence protocol, PLCP))). Пример структуры CTX-кадра описан более подробно ниже со ссылкой на Фиг.12-15.
[0056] Как только пользовательский терминал 120 принял CTX-сообщение 402 от AP 110, в котором пользовательский терминал перечислен, данный пользовательский терминал может передавать UL-MU-MIMO-передачу 410. На Фиг.4A, STA 120A и STA 120B передают UL-MU-MIMO-передачи 410A и 410B, содержащие PPDU-блоки (блоки данных PLCP-протокола (протокола конвергенции физического уровня (physical layer convergence protocol, PLCP))). После приема UL-MU-MIMO-передачи 410 AP 110 может передать блочные подтверждения (block acknowledgment, BA) 470 пользовательским терминалам 120.
[0057] На Фиг.4B показана схема временной диаграммы, изображающая пример UL-MU-MIMO-протокола, который может использоваться для UL-связи. На Фиг.4B, CTX-кадр агрегирован в A-MPDU-сообщение 407. Агрегированное A-MPDU-сообщение 407 может предоставлять время для пользовательского терминала 120 на обработку перед передачей UL-сигналов или может разрешить AP 110 отправить данные в пользовательские терминалы 120s перед приемом данных восходящей линии связи.
[0058] Не все AP или пользовательские терминалы 120 могут поддерживать функционирование UL-FDMA или UL-MU-MIMO. Указание возможности от пользовательского терминала 120 может быть указано в элементе возможности высокоэффективной беспроводной связи (high efficiency wireless, HEW), который включен в состав запроса на присоединение или зондирующего запроса и может включать в себя бит, указывающий возможность, максимальное количество пространственных потоков, которое пользовательский терминал 120 может использовать в UL-MU-MIMO-передаче, частоты, которые пользовательский терминал 120 может использовать в UL-FDMA-передаче, минимальную и максимальную мощность и степень детализации отката мощности, и минимальную и максимальную регулировку времени, которую может выполнять пользовательский терминал 120.
[0059] Указание возможности от AP может быть указано в элементе возможности HEW, который включен в состав ответа на присоединение, маяковом сигнале или ответе на зондирование, и может включать в себя бит, указывающий возможность, максимальное количество пространственных потоков, которые однопользовательский терминал 120 может использовать в UL-MU-MIMO-передаче, частоты, которые однопользовательский терминал 120 может использовать в UL-FDMA-передаче, требуемую степень детализации управления мощностью, и необходимую минимальную и максимальную регулировку времени, которую пользовательский терминал 120 должен быть способен выполнять.
[0060] В одном варианте осуществления приспособленные пользовательские терминалы 120 могут запросить у приспособленной AP становления частью UL-MU-MIMO-протокола (или UL-FDMA-протокола) посредством отправки кадра администрирования в AP, указывающий запрос на разрешение использования UL-MU-MIMO-функции. В одном аспекте AP 110 может ответить посредством предоставления использования UL-MU-MIMO-функции или отказа в этом. Как только использование UL-MU-MIMO предоставлено, пользовательский терминал 120 может ожидать CTX-сообщение 402 в разные моменты времени. Дополнительно, как только пользовательскому терминалу 120 предоставлена возможность задействования UL-MU-MIMO-функции, пользовательский терминал 120 может подвергнуться переходу в некоторый конкретный режим функционирования. Если возможно множество режимов функционирования, то AP может указать пользовательскому терминалу 120, какой режим использовать, в элементе возможности HEW, кадре администрирования или в функциональном элементе. В одном аспекте пользовательские терминалы 120 могут изменять параметры и режимы функционирования динамически в течение функционирования посредством отправки разных функциональных элементов в AP 110. В другом аспекте AP 110 может переключать режимы функционирования динамически в течение функционирования посредством отправки обновленного функционального элемента или кадра администрирования в пользовательский терминал 120 или в маяковом сигнале. В другом аспекте режимы функционирования могут быть указаны на фазе установки и могут быть установлены из расчета на пользовательский терминал 120 или для группы пользовательских терминалов 120. В другом аспекте режим функционирования может быть обозначен из расчета на идентификатор (traffic identifier, TID) трафика.
[0061] На Фиг.5 показана схема временной диаграммы, на которой, совместно с Фиг.1, изображен пример режима функционирования UL-MU-MIMO-передачи. В данном варианте осуществления пользовательский терминал 120 принимает CTX-сообщение 402 от AP 110 и отправляет немедленный ответ в AP 110. Данный ответ может быть представлен в виде готовности (clear to send, CTS) 408 к отправке или другого подобного сигнала. В одном аспекте требование на отправку CTS может быть указано в CTX-сообщении 402 или может быть указано на фазе установки связи. Как показано на Фиг.5, STA 120A и STA 120B могут передать сообщение CTS 1 408A и CTS 2 408B в ответ на прием CTX-сообщения 402. Схема (modulation and coding scheme, MCS) модуляции и кодирования у CTS 1 408A и CTS 2 408B может быть основана на MCS из CTX-сообщения 402. В данном варианте осуществления CTS 1 408A и CTS 2 408B содержат одни и те же биты и одну и ту же псевдослучайную последовательность так, чтобы они могли быть переданы в AP 110 в одно и то же время. Поле продолжительности сигналов CTS 408 может быть основано на поле продолжительности в CTX посредством удаления времени для CTX-PPDU. UL-MU-MIMO-передачи 410A и 410B затем отправляются станциями (STA) 120A и 120B, как перечислено в сигналах CTX 402. Затем AP 110 может отправить сигналы подтверждения (acknowledgment, ACK) в STA 120A и 120B. В некоторых аспектах сигналы ACK могут быть последовательными сигналами ACK для каждой станции или блочными подтверждениями (BA). В некоторых аспектах может быть обеспечена возможность опрашивания подтверждений (ACK). Данный вариант осуществления создает эффективность посредством одновременной передачи сигналов CTS 408 от множества станций (STA) в AP 110 вместо последовательной, что экономит время и уменьшает вероятность помех.
[0062] На Фиг.6 показана схема временной диаграммы, на которой, совместно с Фиг.1, изображен другой пример режима функционирования UL-MU-MIMO-передачи. В данном варианте осуществления пользовательские терминалы 120A и 120B принимают CTX-сообщение 402 от AP 110 и им разрешено начать UL-MU-MIMO-передачу во время (T) 406 после окончания PPDU, несущего CTX-сообщение 402. T 406 может быть коротким межкадровым промежутком (short interframe space, SIFS), межкадровым интервалом (point interframe space, PIFS) точки или другим временем, потенциально регулируемым с помощью дополнительных смещений, как указано точкой (AP) 110 доступа в CTX-сообщении 402 или через кадр администрирования. Время SIFS и PIFS может быть фиксированным в стандарте или указанным точкой (AP) 110 доступа в CTX-сообщении 402 или в кадре администрирования. Преимущество от T 406 может заключаться в улучшении синхронизации или предоставления пользовательским терминалам 120A и 120B времени на обработку CTX-сообщения 402 или других сообщений перед передачей.
[0063] Как показано на Фиг.4-6, совместно с Фиг.1, UL-MU-MIMO-передачи 410 могут иметь общую продолжительность. Такая продолжительность UL-MU-MIMO-передачи 410 для пользовательских терминалов, использующих UL-MU-MIMO-функцию, может быть указана в CTX-сообщении 402 или в течение фазы установки. Для генерирования PPDU необходимой продолжительности пользовательский терминал 120 может построить PSDU-блок (блок служебных данных PLCP) так, чтобы длина PPDU совпала с длиною, указанной в CTX-сообщении 402. В другом аспекте пользовательский терминал 120 может регулировать уровень агрегирования данных в A-MPDU-блоке (блоке протокольных данных управления (MAC) доступом к среде) или уровень агрегирования данных в A-MSDU-блоках (блоках служебных данных MAC) для приближения к целевой длине. В другом аспекте пользовательский терминал 120 может добавить заполняющие разделители окончания (end of file, EOF) файла для достижения целевой длины. В другом подходе заполнение или поля заполнения EOF добавляются в начале A-MPDU. Одно из преимуществ наличия у всех UL-MU-MIMO-передач одной и той же длины заключается в том, что уровень мощности передачи будет оставаться постоянным.
[0064] В некоторых вариантах осуществления пользовательский терминал 120 может иметь данные для выгрузки в AP, но пользовательский терминал 120 не принял CTX-сообщение 402 или другой сигнал, указывающий то, что пользовательский терминал 120 может начать UL-MU-MIMO-передачу.
[0065] В одном режиме функционирования пользовательские терминалы 120 могут не осуществлять передачу вне UL-MU-MIMO-TXOP (возможности (transmission opportunity, TXOP) UL-MU-MIMO-передачи) (например, после CTX-сообщения 402). В другом режиме функционирования пользовательские терминалы 120 могут передавать кадры для инициализации UL-MU-MIMO-передачи, и затем могут осуществлять передачу в течение UL-MU-MIMO-TXOP, если, например, им предписано делать так в CTX-сообщении 402. В одном варианте осуществления кадр для инициализации UL-MU-MIMO-передачи может быть запросом (request to transmit, RTX) на передачу, кадром, специально предназначенным для этой цели (пример структуры RTX-кадра описан более подробно ниже со ссылкой на Фиг.8 и 9). RTX-кадры могут быть единственными кадрами, которые пользовательскому терминалу 120 разрешено использовать для инициирования UL-MU-MIMO-TXOP. В одном варианте осуществления пользовательский терминал может не осуществлять передачу вне UL-MU-MIMO-TXOP кроме как отправки RTX. В другом варианте осуществления кадр для инициализации UL-MU-MIMO-передачи может быть любым кадром, который указывает точке (AP) 110 доступа, что пользовательский терминал 120 имеет данные для отправки. То, что эти кадры указывают запрос на UL-MU-MIMO-TXOP, может быть предварительно согласовано. Например, последующее может использоваться для указания того, что пользовательский терминал 120 имеет данные для отправки и запрашивает UL-MU-MIMO-TXOP: RTS, кадр данных или кадр нулевого QoS (QoS Null) с битами 8-15 из кадра управления QoS, установленные указывать больше данных, или опрос при PS. В одном варианте осуществления пользовательский терминал может не осуществлять передачу вне UL-MU-MIMO-TXOP кроме как отправки кадров для запуска данной TXOP, причем данный кадр может быть RTS, опросом при PS, или нулевым QoS. В другом варианте осуществления пользовательский терминал может отправить однопользовательские данные восходящей линии связи как обычно и может указать запрос на UL-MU-MIMO-TXOP посредством установки битов в кадре управления QoS своего пакета данных. На Фиг.7 показана схема временной диаграммы, на которой, совместно с Фиг.1, изображен пример, в котором кадр для инициализации UL-MU-MIMO является RTX 701. В данном варианте осуществления пользовательский терминал 120 отправляет в AP 110 RTX 701, который включает в себя информацию относительно UL-MU-MIMO-передачи. Как показано на Фиг.7, AP 110 может ответить на RTX 701 с помощью CTX-сообщения 402, предоставляющего UL-MU-MIMO-TXOP для отправки UL-MU-MIMO-передачи 410 сразу после CTX-сообщения 402. В другом аспекте AP 110 может ответить с помощью CTS, которое предоставляет UL-TXOP для одного пользователя (SU). В другом аспекте AP 110 может ответить с помощью кадра (например, ACK или CTX со специальным указанием), который подтверждает прием RTX 701, но не предоставляет немедленной UL-MU-MIMO-TXOP. В другом аспекте AP 110 может ответить с помощью кадра, который подтверждает прием RTX 701, не предоставляет немедленной UL-MU-MIMO-TXOP, но предоставляет задержанную UL-MU-MIMO-TXOP и может идентифицировать время, когда предоставлена TXOP (возможность передачи). В данном варианте осуществления AP 110 может отправить CTX-сообщение 402 для начала UL-MU-MIMO в предоставленное время.
[0066] В другом аспекте AP 110 может ответить на RTX 701 с помощью ACK или другого ответного сигнала, который не предоставляет пользовательскому терминалу 120 UL-MU-MIMO-передачу, но указывает, что пользовательский терминал 120 должен ожидать в течение времени (T) перед принятием попытки другой передачи (например, отправки другого RTX). В данном аспекте время (T) может быть указано точкой (AP) 110 доступа на фазе установки или в ответном сигнале. В другом аспекте AP 110 и пользовательский терминал 120 могут согласовать время, в которое пользовательский терминал 120 сможет передать RTX 701, RTS, Опрос при PS, или любой другой запрос на UL-MU-MIMO-TXOP.
[0067] В другом режиме функционирования пользовательские терминалы 120 могут передавать запросы на UL-MU-MIMO-передачи 410 в соответствии с обычным протоколом состязания. В другом аспекте параметры состязания для пользовательских терминалов 120 с использованием UL-MU-MIMO устанавливаются в другое значение, чем для других пользовательских терминалов, которые не используют UL-MU-MIMO-функцию. В данном варианте осуществления AP 110 может указать значение параметров состязания в маяковом сигнале, ответе на присоединение или через кадр администрирования. В другом аспекте AP 110 может предоставить таймер задержки, который предотвращает передачу пользовательским терминалом 120 в течение некоторого времени после каждой успешной UL-MU-MIMO-TXOP или после каждого RTX, RTS, Опроса при PS или кадра нулевого QoS. Данный таймер может быть заново запущен после каждой успешной UL-MU-MIMO-TXOP. В одном аспекте AP 110 может указать пользовательским терминалам 120 таймер задержки на фазе установки, или таймер задержки может быть разным для каждого пользовательского терминала 120. В другом аспекте AP 110 может указать таймер задержки в CTX-сообщении 402, или таймер задержки может зависеть от порядка пользовательских терминалов 120 в CTX-сообщении 402 и может быть разным для каждого терминала.
[0068] В другом функциональном режиме AP 110 может указать временной интервал, в течение которого пользовательским терминалам 120 разрешено передавать UL-MU-MIMO-передачу. В одном аспекте AP 110 указывает пользовательским терминалам 120временной интервал, в течение которого пользовательским терминалам разрешено отправлять RTX или RTS или другой запрос в AP 110 на запрашивание UL-MU-MIMO-передачи. В данном аспекте пользовательские терминалы 120 могут использовать обычный протокол состязания. В другом аспекте пользовательские терминалы могут не инициировать UL-MU-MIMO-передачу в течение данного временного интервала, но AP 110 может отправить CTX или другое сообщение пользовательским терминалам для инициирования UL-MU-MIMO-передачи.
[0069] В некоторых вариантах осуществления пользовательский терминал 120, которому предоставлена возможность для UL-MU-MIMO, может указать точке (AP) 110 доступа то, что он запрашивает UL-MU-MIMO-TXOP, потому он имеет данные, ожидающие UL. В одном аспекте пользовательский терминал 120 может отправить RTS или Опрос при PS для запрашивания UL-MU-MIMO-TXOP. В другом варианте осуществления пользовательский терминал 120 может отправить любой кадр данных, включающий в себя кадр данных нулевого качества обслуживания (QoS), в котором биты 8-15 поля управления QoS указывают на непустую очередь. В данном варианте осуществления пользовательский терминал 120 может определить в течение фазы установки, какие кадры данных (например, RTS, Опрос при PS, нулевое QoS и т.д.) запустят UL-MU-MIMO-передачу, когда биты 8-15 поля управления QoS указывают непустую очередь. В одном варианте осуществления кадры RTS, Опроса при PS или нулевого QoS могут включать в себя указание в 1 бит, позволяющие или не позволяющие точке (AP) 110 доступа отвечать с помощью CTX-сообщения 402. В другом варианте осуществления кадр нулевого QoS может включать в себя информацию о TX-мощности и информацию об очереди на TID. Информация о TX-мощности и информация об очереди на TID может быть вставлена в два байта полей управления последовательностью и управления QoS в кадре нулевого QoS, и измененный кадр нулевого QoS может быть отправлен в AP 110 для запрашивания UL-MU-MIMO-TXOP. В другом варианте осуществления, как показано на Фиг.1 и 7, пользовательский терминал 120 может отправить RTX 701 для запрашивания UL-MU-MIMO-TXOP.
[0070] В ответ на прием RTS, RTX, Опроса при PS или кадра нулевого QoS или другого запускающего кадра, как описано выше, AP 110 может отправить CTX-сообщение 402. В одном варианте осуществления, как показано на Фиг.7, после передачи CTX-сообщения 402 и завершения UL-MU-MIMO-передач 410A и 410B, TXOP возвращается в STA 120A и 120B, которые могут решить, как использовать оставшуюся TXOP. В другом варианте осуществления, как показано на Фиг.7, после передачи CTX-сообщения 402 и завершения UL-MU-MIMO-передач 410A и 410B, TXOP остается с AP 110, и AP 110 может использовать оставшуюся TXOP для дополнительных UL-MU-MIMO-передач посредством отправки еще одного CTX-сообщения 402 либо в STA 120A и 120B, либо в другие STA.
[0071] На Фиг.8 показана временная диаграмма сообщений одного варианта осуществления многопользовательской связи по восходящей линии связи. Обмен 800 сообщениями показывает передачу беспроводных сообщений между AP 110 и тремя станциями 120a-c. Обмен 800 сообщениями указывает, что каждая из станций (STA) 120a-c передает RTX-сообщение 802a-c (сообщение запроса на передачу) в AP 110. Каждое из RTX-сообщений 802a-c указывает то, что передающая станция 120a-c имеет доступные для передачи в AP 110 данные.
[0072] После приема каждого из RTX-сообщений 802a-c AP 110 может ответить с помощью сообщения, указывающего то, что AP 110 приняла RTX. Как показано на Фиг.8, AP 110 передает ACK-сообщения 803a-c в ответ на каждое из RTX-сообщений 802a-c. В некоторых вариантах осуществления AP 110 может передать сообщение (например, CTX-сообщение), указывающее то, что каждое из RTX-сообщений 802a-c было принято, но AP 110 не предоставила возможность передачи станциям 120a-c для передачи данных по восходящей линии связи. На Фиг.8, после отправки сообщения ACK 803c AP 110 передает CTX-сообщение 804. В некоторых аспектах CTX-сообщение 804 передается по меньшей мере станциям STAa-c. В некоторых аспектах CTX-сообщение 804 передается широковещательным образом. В некоторых аспектах CTX-сообщение 804 указывает, каким станциям предоставлено разрешение на передачу данных в AP 110 в течение возможности передачи. Время начала возможности передачи и ее продолжительность могут быть указаны в CTX-сообщении 804 в некоторых аспектах. Например, CTX-сообщение 804 может указывать, что станции STA 120a-c должны установить свои векторы назначения сети соответствующими NAV 812.
[0073] Во время, указанное CTX-сообщением 804, эти три станции 120a-c передают данные 806a-c в AP 110. Данные 806a-c передаются, по меньшей мере, частично одновременно в течение возможности передачи. Передачи данных 806a-c могут использовать UL-MU-MIMO-передачи (многопользовательской передачи по восходящей линии связи множественного входа и множественного выхода) или UL-FDMA (множественный доступ с частотным разделением по восходящей линии связи).
[0074] В некоторых аспектах станции STAa-c может передавать данные заполнения так, чтобы передачи каждой станции, передающих в течение возможности передачи, имели приблизительно равную продолжительность. Обмен 800 сообщениями показывает, как STA 120a передает данные 808a заполнения, в то время как STA 120c передает данные заполнения 808c. Передача данных заполнения гарантирует то, что передачи от каждой из станций (STA) 120a-c завершатся приблизительно в одно и то же время. Это может предусматривать более выровненную мощность передачи по всей продолжительности передачи, оптимизируя эффективности приемника AP 110.
[0075] После того, как AP 110 приняла передачи 806a-c данных, AP 110 передает подтверждения 810a-c в каждую из станций 120a-c. В некоторых аспектах подтверждения 810a-c могут быть переданы по меньшей мере частично одновременно с использованием либо DL-MU-MIMO, либо DL-FDMA.
[0076] На Фиг.9 показана схема одного варианта осуществления RTX-кадра 900. RTX-кадр 900 включает в себя поле 910 FC (управление кадром), поле 915 продолжительности (необязательное), поле 920 TA/AID (адрес (TA) передатчика/идентификатор (AID) назначения), поле 925 RA/BSSID (адрес (RA) приемника/идентификатор (BSSID) базового набора служб), поле 930 TID, поле 950 оцененного TX-времени (времени передачи) и поле 970 TX-мощности. Поле 910 FC указывает подтип управления или подтип расширения. Поле 915 продолжительности указывает любому приемнику RTX-кадра 900 установить вектор (NAV) назначения сети. В одном аспекте RTX-кадр 900, может не иметь поля 915 продолжительности. Поле 920 TA/AID указывает исходный адрес, который может быть AID или полным MAC-адресом. Поле 925 RA/BSSID указывает RA или BSSID станций (STA) для одновременной передачи данных восходящей линии связи. В одном аспекте RTX-кадр может не содержать поля 925 RA/BSSID. Поле 930 TID указывает категорию (AC) доступа, для которой пользователь имеет данные. Поле 950 Оцененного TX-времени указывает время, запрошенное для UL-TXOP, и может быть временем, необходимым пользовательскому терминалу 120 для отправки всех данных в своем буфере при текущей запланированной MCS. Поле 970 TX-мощности указывает мощность, на которой осуществляется передача кадра, и может использоваться точкой (AP) доступа для оценивания качества линии связи и адаптации указания отката мощности в CTX-кадре.
[0077] В некоторых вариантах осуществления прежде, чем может иметь место UL-MU-MIMO-передача, AP 110 может собрать информацию от пользовательских терминалов 120, которые могут участвовать в UL-MU-MIMO-передачи. AP 110 может оптимизировать сбор информации от пользовательских терминалов 120 посредством планирования передачи от пользовательских терминалов 120.
[0078] Как обсуждено выше, CTX-сообщение 402 может использоваться в разных типах связи. На Фиг.10 показана схема примера структуры CTX-кадра 1000. В данном варианте осуществления CTX-кадр 1000 является кадром управления, который включает в себя поле 1005 FC (управление кадром), поле 1010 продолжительности, поле 1015 TA (адрес передатчика), поле 1020 CTRL (управление), поле 1025 продолжительности PPDU, поле 1030 информации (info) для STA, и поле 1080 FCS (последовательность проверки кадра). Поле 1005 FC указывает подтип управления или подтип расширения. Поле 1010 продолжительности указывает любому приемнику CTX-кадра 1000 установить вектор (NAV) назначения сети. Поле 1015 TA указывает адрес передатчика или BSSID. Поле 1020 CTRL является универсальным полем, которое может включать в себя информацию относительно формата оставшейся части кадра (например, количество полей информации для STA и присутствие или отсутствие каких-либо подполей внутри поля информации для STA), указания для адаптации скорости для пользовательских терминалов 100, указание разрешенного TID и указание того, что CTS должен быть отправлен сразу после CTX-кадра 1000. Указания для адаптации скорости могут включать в себя информацию о скорости передачи данных, такую как количественное значение, указывающее, насколькдля STA должна понизить свои MCS, по сравнению с MCS, которую STA использовала бы при однопользовательской передаче. Поле 1020 CTRL может также указывать, используется ли CTX-кадр 1000 для UL-MU-MIMO или для UL-FDMA или них обоих, указывая, присутствует ли Nss или поле назначения тона в поле 1030 Информации для STA.
[0079] Альтернативно, указание того, предназначен ли CTX для UL-MU-MIMO или для UL-FDMA, может быть основано на значении подтипа. Следует заметить, что действия UL-MU-MIMO и UL-FDMA могут быть выполнены совместно посредством указания станции (STA) использовать как пространственные потоки, так и канал, в случае чего оба поля присутствуют в CTX; в данном случае, указание Nss относится к назначению особого тона. Поле 1025 продолжительности PPDU указывает продолжительность следующего PPDU в UL-MU-MIMO, который пользовательским терминалам 120 разрешено отправить. Поле 1030 информации для STA содержит информацию относительно конкретной STA и может включать в себя набор информации из расчета на STA (на пользовательский терминал 120) (см. Информацию 1 1030 для STA и Информацию N 1075 для STA). Поле 1030 информации для STA может включать в себя поле 1032 AID или MAC-адрес, которое идентифицирует STA, поле 1034 Nss (количество пространственных потоков), которое указывает количество пространственных потоков, которое STA может использовать (в UL-MU-MIMO-системе), поле 1036 Регулировки Времени, которое указывает время, к которому STA должна отрегулировать свою передачу по сравнению с приемом кадра запуска (CTX в данном случае), поле 1038 Регулировки Мощности, которое указывает откат мощности, который STA должна отнять от объявленной мощности передачи, поле 1040 Назначения тона, которое указывает тоны или частоты, которые STA может использовать (в UL-FDMA-системе), поле 1042 Разрешенного TID, которое указывает разрешенный TID, поле 1044 Разрешенного TX-Режима, которое указывает разрешенные TX-режимы, поле 1046 MCS, которое указывает MCS, которую STA должна использовать, и поле 1048 времени начала TX, которое указывает для STA время начала передачи данных восходящей линии связи. В некоторых вариантах осуществления разрешенные TX-режимы могут включать в себя режим короткого/длинного GI (защитного интервала) или циклического префикса, режим BCC/LDPC (двоичного сверточного кода/малой плотности проверок на четность) (в целом, режим кодировки) или режим STBC (пространственно-временного блочного кодирования).
[0080] В некоторых вариантах осуществления поля 1030-1075 информации для STA могут быть исключены из CTX-кадра 1000. В этих вариантах осуществления CTX-кадр 1000 с отсутствующими полями информации для STA может указывать пользовательским терминалам 120, принимающим CTX-кадр 1000, что было принято сообщение с запросом на передачу данных по восходящей линии связи (например, RTS, RTX или нулевой QoS), но возможность передачи не была предоставлена. В некоторых вариантах осуществления поле 1020 управления может включать в себя информацию относительно запрашиваемой восходящей линии связи. Например, поле 1020 управления может включать в себя время ожидания перед отправкой данных или другого запроса, код причины касаемо того, почему по запросу не было предоставления, или другие параметры для управления доступом к среде от пользовательского терминала 120. CTX-кадр с отсутствующими полями информации для STA может также применяться к CTX-кадрам 1100, 1200 и 1300, описанным ниже.
[0081] В некоторых вариантах осуществления пользовательскому терминалу 120, принимающему указание CTX с Разрешенным TID 1042, может быть разрешено передавать данные только этого TID, данные того же самого или более высокого TID, данные того же самого или более низкого TID, любые данные, или только данные этого TID сначала, затем, если никакие данные не доступны, данные других TID. Поле 1080 FCS указывает разряды переноса, который значение FCS использовало для обнаружения ошибок CTX-кадра 1000.
[0082] На Фиг.11 показана схема другого примера структуры CTX-кадра 1100. В данном варианте осуществления и совместно с Фиг.10 поле 1030 Информации для STA не содержит поля 1032 AID или MAC-адреса, а вместо этого CTX-кадр 1000 включает в себя поле 1026 GID (идентификатор группы), которое идентифицирует станции (STA) для одновременной передачи данных восходящей линии связи посредством идентификатора группы, а не индивидуального идентификатора. На Фиг.12 показана схема другого примера структуры CTX-кадра 1200. В данном варианте осуществления и совместно с Фиг.11 поле 1026 GID заменено полем 1014 RA, которое идентифицирует группу станций (STA) через MAC-адрес многоадресной передачи.
[0083] На Фиг.13 показана схема примера структуры CTX-кадра 1300. В данном варианте осуществления CTX-кадр 1300 является кадром администрирования, который включает в себя поле 1305 МАС-Заголовок Администрирования, поле 1310 Тело и поле 1380 FCS. Поле 1310 Тело включает в себя поле 1315 ID IE, которое идентифицирует информационный элемент (IE), поле 1320 LEN, которое указывает длину CTX-кадра 1300, поле 1325 CTRL, которое включает в себя ту же самую информацию, что и поле 1020 CTRL, поле 1330 Продолжительность PPDU, которое указывает продолжительность следующего PPDU UL-MU-MIMO, который пользовательским терминалам 120 разрешено отправлять, поле 1335 Информация 1 для STA и поле 1375 MCS, которое может для всех станций (STA) указать MCS, которые следует использовать в следующей UL-MU-MIMO-передаче, или откат MCS для всех станций (STA), который следует использовать в следующей UL-MU-MIMO-передаче. Поле 1335 Информация 1 для STA (наряду с полем 1370 Информация N для STA) представляет собой поле из расчета на STA, которое включает в себя поле 1340 AID, которое идентифицирует STA, поле 1342 Nss (количество пространственных полей потоков), которое указывает количество пространственных потоков, которые STA может использовать (в UL-MU-MIMO-системе), поле 1344 Регулировка Времени, которое указывает время, к которому STA должна отрегулировать свое время передачи по сравнению с приемом кадра запуска (CTX в данном случае), поле 1348 Регулировка Мощности, которое указывает откат мощности, который STA должна отнять от объявленной мощности передачи, поле 1348 Назначение Тонов, которое указывает тоны или частоты, которые STA может использовать (в UL-FDMA-системе), поле 1350 Разрешенный TID, которое указывает разрешенный TID, и поле 1048 времени начала TX, которое указывает для STA время начала для передачи данных восходящей линии связи.
[0084] В одном варианте осуществления CTX-кадр 1000 или CTX-кадр 1300 может быть агрегирован в A-MPDU для предоставления времени пользовательскому терминалу 120 на обработку перед передачей UL-сигналов. В данном варианте осуществления заполнение или данные могут быть добавлены после CTX, чтобы предоставить пользовательскому терминалу 120 дополнительное время на обработку предстоящего пакета. Одно преимущество в заполнении CTX-кадра может заключаться в избегании возможных проблем состязания за UL-сигналы от других пользовательских терминалов 120, по сравнению с увеличением межкадрового интервала (IFS), как описано выше. В одном аспекте, если CTX является кадром администрирования, то могут быть отправлены дополнительные заполняющие информационные элементы (IE). В одном аспекте, если CTX агрегирован в A-MPDU, то могут быть включены дополнительные заполняющие разделители A-MPDU. Заполняющие разделители могут быть EoF-разделителями (4 байта) или другими заполняющими разделителями. В другом аспекте заполнение может быть достигнуто посредством добавления данных, MPDPU-блоков управления или Администрирования, пока не требуется, чтобы они обрабатывались во время ответа на IFS. MPDU-блоки могут включать в себя указание, указывающее приемнику, что никакого немедленного ответа не требуется и не потребуется ни одним из последующих MPDU-блоков. В другом аспекте пользовательские терминалы 120 могут запросить у AP 110 минимальной продолжительности или заполнения для CTX-кадра. В другом варианте осуществления заполнение может быть достигнуто посредством добавления PHY-OFDMA-символов, которые могут включать в себя незаданные биты, не несущие информацию, или могут включать в себя последовательности битов, которые несут информацию до тех пор, пока их не нужно обрабатывать внутри время IFS.
[0085] В некоторых вариантах осуществления AP 110 может инициировать CTX-передачу. В одном варианте осуществления AP 110 может отправить CTX-сообщение 402 в соответствии с обычным протоколом состязания усовершенствованного распределенного доступа (enhanced distribution channel access, EDCA) к каналу. В другом варианте осуществления AP 110 может отправлять CTX-сообщение 402 в запланированные моменты времени. В данном варианте осуществления запланированное время может быть указано точкой (AP) 110 доступа пользовательским терминалам 120 посредством использования указания окна (restricted access window, RAW) ограниченного доступа в маяковом сигнале, которое указывает время, зарезервированное для группы пользовательских терминалов 120 с целью осуществления доступа к среде, согласования целевого времени (target wake time, TWT) пробуждения с каждым пользовательским терминалом 120, которое указывает множеству пользовательских терминалов 120 пробуждаться в одно и то же время для принятия участия в UL-MU-MIMO-передаче, или информации в других полях. Вне RAW и TWT пользовательскому терминалу 102 может быть разрешено передавать любой кадр, или только поднабор кадров (например, кадры не данных). Можно также запретить передавать некоторые кадры (например, можно запретить передавать кадры данных). Пользовательский терминал 120 может также указать, что он находится в состоянии сна. Одно преимущество в планировании CTX состоит в том, что многопользовательским терминалам 120 может быть указано одно и то же время TWT или RAW, и они могут принимать передачу от AP 110.
[0086] На Фиг.14 показана блок-схема последовательности операций примерного способа 1400 для беспроводной связи в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, описанными в данном документе. Среднему специалисту в уровне техники будет понятно, что способ 1400 может быть реализован любым подходящим устройством и системой.
[0087] На функциональном этапе 1405 способ 1400 включает в себя передачу CTX-сообщения (сообщения разрешения передачи) двум или более станциям, при этом CTX-сообщение указывает возможность передачи по восходящей линии связи, причем CTX-сообщение дополнительно содержит запрос того, чтобы упомянутые две или более станций одновременно передавали данные восходящей линии связи в конкретное время. На функциональном этапе 1410 способ 1400 дополнительно включает в себя прием множества данных восходящей линии связи от по меньшей мере двух станций в конкретное время.
[0088] В некоторых вариантах осуществления аппарат для беспроводной связи может выполнять некоторые из функций способа 1400. Аппарат содержит средство для передачи CTX-сообщения (сообщения разрешения передачи) двум или более станциям, при этом CTX-сообщение указывает возможность передачи по восходящей линии связи, причем CTX-сообщение дополнительно содержит запрос того, чтобы упомянутые две или более станций одновременно передавали данные восходящей линии связи в конкретное время. Аппарат может дополнительно содержать средство для приема множества данных восходящей линии связи от по меньшей мере двух станций в конкретное время.
[0089] Среднему специалисту в уровне техники должно быть понято, что информация и сигналы могут быть представлены с использованием любого множества различных технологий и методик. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы и элементарные сигналы (чипы), которые могут упоминаться повсюду в вышеупомянутом описании, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами, или любым их сочетанием.
[0090] Различные модификации вариантов реализации, описанных в данном раскрытии, могут быть с легкостью очевидными специалистам в уровне техники, и общие принципы действия, заданные в данном документе, могут быть применены к другим вариантам реализации без отступления от сущности или объема данного раскрытия. Таким образом, не подразумевается, что настоящее раскрытие ограничено вариантами реализации, изображенными в данном документе, однако должно получить самый широкий объем в соответствии формулой изобретения, принципам действия и новым признакам, раскрытым в данном документе. В данном документе слово «примерный» используется исключительно для обозначения «служащий в качестве примера, экземпляра или иллюстрации». Не следует какой-либо вариант реализации, описанный в данном документе в качестве «примерного», обязательно рассматривать в качестве предпочтительного или преимущественного по отношению к другим вариантам реализации.
[0091] Некоторые признаки, которые описаны в данной спецификации в контексте отдельных вариантов реализации, также могут быть реализованы в объединении в одном варианте реализации. Напротив, различные признаки, которые описаны в контексте одного варианта реализации, также могут быть реализованы во множестве вариантов реализации по отдельности или в любом подходящем подобъединении. Кроме того, несмотря на то, что признаки могут быть описаны выше в качестве действующих в некоторых объединениях и даже первоначально заявлены таковыми, один или более признаков из заявляемого объединения, может в некоторых случаях быть исключен из данного объединения, и заявляемое объединение может быть отнесено к подобъединению или разновидности подобъединения.
[0092] Различные этапы способов, описанные выше, могут быть выполнены любым подходящим средством, выполненным с возможностью выполнения действий, таким как разнообразные компоненты (компонент), схемы и/или модули (модуль) аппаратного обеспечения и/или программного обеспечения. В целом, любые действия, изображенные на фигурах, могут быть выполнены соответствующим функциональным средством, выполненным с возможностью выполнения этих действий.
[0093] Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные совместно с настоящим раскрытием, могут быть реализованы или выполнены с помощью процессора общего назначения, цифрового сигнального процессора (digital signal processor, DSP), специализированной интегральной схемы (application specific integrated circuit (ASIC), сигнала программируемой вентильной матрицы (field programmable gate array, FPGA) или другого программируемого логического устройства (programmable logic device, PLD), логического элемента на дискретных компонентах или транзисторной логической схемы, дискретных компонентов аппаратного обеспечения или любого их сочетания, спроектированных для выполнения функций, описанных в данном документе. Процессор общего назначения может быть микропроцессором, но в альтернативном аспекте, процессор может быть любым доступным в продаже процессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор может также быть реализован в качестве объединения вычислительных устройств, например, объединение DSP и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или более микропроцессоров совместно с DSP-ядром, или любой другой такой конфигурации.
[0094] В одном или более аспектах описанные функции могут быть реализованы в аппаратном обеспечении, программном обеспечении встроенном микропрограммном обеспечении или любом их сочетании. При реализации в программном обеспечении функции могут быть сохранены на считываемом компьютером носителе или переданы через него в качестве одной или более команд или кода. Считываемый компьютером носитель включает в себя как компьютерный носитель хранения, так и среду связи, включающие в себя любой носитель, который содействует переносу компьютерной программы из одного места в другое. Носители хранения информации могут быть любыми доступными носителями, к которым может быть осуществлен доступ компьютером. В качестве примера, а не ограничения, такой считываемый компьютером носитель может содержать RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM или другое хранилище на оптических дисках, запоминающее устройство на магнитных дисках или другие устройства магнитного хранения, или любой другой носитель, который может использоваться для переноса или хранения желаемого программного кода в виде команд или структур данных, и к которому может осуществлять доступ компьютер. Кроме того, любое соединение должным образом называется считываемым компьютером носителем. Например, если программное обеспечение передается с веб-страницы, сервера или другого удаленного источника с использованием коаксиального кабеля, оптоволоконного кабеля, витой пары, цифровой абонентской линии (digital subscriber line, DSL) или беспроводных технологий таких как инфракрасное излучение, радиосвязь и микроволновая связь, то коаксиальный кабель, оптоволоконной кабель, витая пара, DSL или беспроводные технологии, такие как инфракрасное излучение, радиосвязь и микроволновая связь включены в определение носителя. Магнитный диск (disk) и оптический диск (disc), используемые в данном документе, включают в себя компакт-диск (CD), лазерный диск, оптический диск, цифровой универсальный диск (DVD), гибкий диск и диск Blu-ray, причем магнитные диски (disk) обычно воспроизводят данные магнитным образом, в то время как оптические диски (disc) воспроизводят данные оптическим образом с помощью лазеров. Таким образом, в некоторых аспектах считываемый компьютером носитель может содержать постоянный считываемый компьютером носитель (например, осязаемый носитель). Кроме того, в некоторых аспектах считываемый компьютером носитель может содержать переходный считываемый компьютером носитель (например, сигнал). Сочетания вышеупомянутого также должны быть включены в объем считываемого компьютером носителя.
[0095] Способы, раскрытые в данном документе, содержат один или более этапов или действий для достижения описанного способа. Этапы и/или действия способа могут чередоваться друг с другом без отступления от объема формулы изобретения. Другими словами, пока не обозначен конкретный порядок этапов или действий, порядок и/или использование конкретных этапов и/или действий могут быть изменены без отступления от объема формулы изобретения.
[0096] Дополнительно, следует понимать, что модули и/или другие подходящие средства для выполнения способов и методик, описанных в данном документе, могут быть загружены и/или иным образом получены пользовательским терминалом и/или базовой станцией в зависимости от обстоятельств. Например, такое устройство может быть соединено с сервером для содействия переносу средства для выполнения способов, описанных в данном документе. Альтернативно, различные способы, описанные в данном документе, могут быть предоставлены через средство хранения (например, RAM, ROM, физический носитель хранения информации, такой как компакт-диск (CD) или гибкий диск и т.д.) так, чтобы пользовательский терминал и/или базовая станция могли получать различные способы после соединения или предоставления средства хранения устройству. Кроме того, может быть использована любая другая подходящая методика для предоставления способов и методик, описанных в данном документе, устройству.
[0097] Несмотря на то, что вышеизложенное относится к аспектам настоящего раскрытия, без отступления от основного объема настоящего раскрытия могут быть разработаны другие и дополнительные аспекты настоящего раскрытия, и объем настоящего раскрытия определен формулой изобретения, которая приведена далее.