СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОТОКА ПРИМЕНИТЕЛЬНО К MU-MIMO В СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ
METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING SPATIAL STREAM FOR MU-MIMO IN WIRELESS LOCAL AREA NETWORK SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к беспроводной связи, в частности к способу и устройству передачи пространственного потока применительно к MU-MIMO в системе беспроводной локальной сети.
Предпосылки создания изобретения
Вместе с современным развитием технологии передачи информации, разрабатываются разнообразные техники беспроводной связи. Среди них WLAN является техникой, которая позволяет на основе радиочастотных технологий осуществлять беспроводной доступ к Интернет в доме и на производстве или в конкретных зонах предоставления услуг, используя мобильные терминалы, такие как Персональный Цифровой Помощник (PDA), компьютер класса лэптоп и Портативный Мультимедийный Проигрыватель (PMP).
С момента основания в феврале 1980 г. Института Инженеров по Электротехнике и Радиоэлектронике (IEEE) 802 (т.е. организации по стандартизации технологии WLAN), было выполнено много задач по стандартизации.
Исходная технология WLAN позволяла обеспечивать скорость передачи в битах в пределах от 1 до 2 Мбит/с посредством скачкообразного изменения частоты, разнесения по диапазону частот, и инфракрасной связи, использующей полосу частот в 2,4 ГГц в соответствии со стандартом IEEE 802.11, однако современная технология WLAN может обеспечивать максимальную скорость передачи в битах до 54 Мбит/с, используя Мультиплексирование с Ортогональным Частотным Разделением каналов (OFDM). В дополнение в стандарте IEEE 802.11 были воплощены на практике или были разработаны стандартизации различных техник, таких как: улучшения Качества Обслуживания (QoS), совместимость протоколов Точки Доступа (AP), улучшения обеспечения безопасности, измерение радиоресурсов, беспроводной доступ в среде транспортного средства применительно к средам транспортных средств, быстрый роуминг, ячеистая сеть, обеспечение межсетевого обмена с внешней сетью и управление беспроводной сетью.
Версия IEEE 802.11b стандарта IEEE 802.11 обеспечивает максимальную скорость передачи в 11 Мбит/с, используя полосу частот в 2,4 ГГц. Было осуществлено промышленное внедрение версии IEEE 802.11a, после того как в версии IEEE 802.11b было сокращено влияние помех в сравнении с очень загруженной полосой частот 2,4 ГГц, посредством использования вместо полосы частот в 2,4 ГГц полосы частот в 5 ГГц, а также была увеличена скорость передачи вплоть до максимальных 54 Мбит/с, используя технику OFDM. Тем не менее версия IEEE 802.11a имеет недостаток, состоящий в том, что дальность связи меньше, чем в версии IEEE 802.11b. Более того версия IEEE 802.11g реализует максимальную скорость передачи в 54 Мбит/с, используя полосу частот в 2,4 ГГц, подобно IEEE 802.11b, и удовлетворяет условию обратной совместимости. Версия IEEE 802.11g находится в центре внимания и превосходит версию IEEE 802.11a даже в дальности связи.
Кроме того, поскольку техника преодоления ограничений по скорости передачи рассматривается как недостаток WLAN, существует версия IEEE 802.11n, которая была недавно стандартизована. Целью версии IEEE 802.11n является увеличение скорости и надежности сети и увеличение дальности связи беспроводной сети. В частности, версия IEEE 802.11n основана на схеме с Многими Входами и Многими Выходами (MIMO), использующей несколько антенн как на стороне передатчика, так и стороне приемника с тем, чтобы обеспечивать технологию Высокой Пропускной Способности (HT) со скоростью обработки данных в 540 Мбит/с или выше, минимизировать ошибки передачи и оптимизировать скорость передачи данных. Кроме того, IEEE 802.11n может использовать не только способ кодирования для передачи нескольких копий с избыточностью, чтобы повысить надежность передачи данных, но также и способ OFDM (Мультиплексирования с Ортогональным Частотным Разделением), чтобы увеличить скорость передачи данных.
С широким распространением технологии WLAN и ростом многообразия приложений, использующих WLAN, в настоящий момент набирает силу потребность в новой системе WLAN, способной обеспечивать пропускную способность выше, чем скорость обработки данных, обеспечиваемая версией IEEE 802.11n. Система WLAN с технологией Очень Высокой Пропускной Способности (VHT) является одной из систем WLAN стандарта IEEE 802.11, которая была предложена в последние годы, чтобы обеспечивать скорость обработки данных в 1 Гбит/с или выше. Название «система WLAN VHT» является произвольным. Продолжается тест на выполнимость для системы, использующей 8×8 MIMO и полосу пропускания канала в 80 МГц или выше, чтобы обеспечивать пропускную способность в 1 Гбит/с или выше.
При реализации способа для передачи данных нескольким STA, принадлежащим к системе WLAN VHT версии 802.11ac, поддерживающей передачу по схеме MU-MIMO, STA должны информироваться посредством части VHY-SIG преамбулы PLCP о том, какая STA принимает данные посредством какого пространственного потока. Тем не менее ID привязки, предназначенный для идентификации каждой отдельной STA, требует значительного количества бит; соответственно, для сообщения нескольким STA информации о пространственном потоке требуется большое количество бит. Вследствие этого следует предусмотреть способ для уменьшения количества бит, переносимых преамбулой PLCP и сообщающих STA количество пространственных потоков.
Краткое описание сущности изобретения
Техническая задача
Настоящее изобретение предоставляет способ и устройство передачи пространственного потока применительно к MU-MIMO в системе беспроводной локальной сети.
Решение задачи
Согласно аспекту способ передачи пространственного потока применительно к многопользовательской (MU) схеме связи со многими входами и многими выходами (MIMO) в системе беспроводной локальной сети, выполняемый передатчиком, содержит этапы, на которых: передают приемнику кадр управления, включающий в себя информацию о группе, чтобы назначить или изменить позицию множества пространственных потоков, соответствующую каждой из множества групп, и передают приемнику кадр, включающий в себя по меньшей мере один пространственный поток, при этом информация о группе включает в себя множество индикаторов группы и множество индикаторов пространственного потока (SS), причем каждый из множества индикаторов группы указывает на то, является или нет приемник членом каждой из множества групп, причем каждый из множества индикаторов SS указывает позицию множества пространственных потоков, соответствующую каждой из множества групп.
Кадр дополнительно может включать в себя заголовок, выключающий в себя поле идентификатора группы, указывающее группу членства из множества групп, при этом приемник является членом группы членства.
Если поле идентификатора группы установлено в заранее определенное значение, то кадр может передаваться, используя однопользовательскую (SU)-MIMO.
Заголовок дополнительно может включать в себя длинное обучающее поле, используемое для оценки канала применительно к декодированию по меньшей мере одного пространственного потока.
Каждый из множества индикаторов SS может указывать позицию группы пространственных потоков в рамках четырех групп пространственных потоков, при этом группа пространственных потоков состоит из множества пространственных потоков.
Передатчиком может быть точка доступа (AP).
Позиция пространственного потока, соответствующая каждой из множества групп, может быть связана с одним или более приемниками.
В другом аспекте передатчик применительно к MU-MIMO в системе беспроводной локальной сети содержит процессор и радиочастотный (RF) модуль, функционально связанный с процессором и выполненный с возможностью передачи кадра, при этом процессор выполнен с возможностью передавать приемнику кадр управления, включающий в себя информацию о группе, чтобы назначить или изменить позицию пространственного потока, соответствующую каждой из множества групп, и передавать приемнику кадр, включающий в себя по меньшей мере один пространственный поток, при этом информация о группе включает в себя множество индикаторов группы и множество индикаторов SS, причем каждый из множества индикаторов группы указывает на то, является или нет приемник членом каждой из множества групп, причем каждый из множества индикаторов SS указывает позицию множества пространственных потоков, соответствующую каждой из множества групп.
Кадр дополнительно может включать в себя заголовок, выключающий в себя поле идентификатора группы, указывающее группу членства из множества групп, при этом приемник является членом группы членства.
Если поле идентификатора группы установлено в заранее определенное значение, то кадр может передаваться, используя SU-MIMO.
Заголовок дополнительно может включать в себя длинное обучающее поле, используемое для оценки канала применительно к декодированию, по меньшей мере, одного пространственного потока.
Каждый из множества индикаторов SS может указывать позицию пространственного потока в рамках четырех пространственных потоков.
Согласно еще одному аспекту способ приема пространственного потока применительно к MU-MIMO в системе беспроводной локальной сети, выполняемый приемником, содержит этапы, на которых: принимают от передатчика кадр управления, включающий в себя информацию о группе, чтобы назначить или изменить позицию пространственного потока, соответствующую каждой из множества групп; принимают от передатчика заголовок в кадре; идентифицируют группу членства исходя из заголовка; и, если приемник является членом группы членства, то принимают, от приемника по меньшей мере один пространственный поток в кадре, при этом информация о группе включает в себя множество индикаторов групп и множество индикаторов SS, причем каждый из множества индикаторов групп указывает на то, является или нет приемник членом каждой из множества групп, причем каждый из множества индикаторов SS указывает позицию пространственного потока, соответствующую каждой из множества групп, при этом заголовок включает в себя поле идентификатора группы, указывающее группу членства из множества групп.
Преимущественный эффект изобретения
В системе беспроводной LAN, поддерживающей MU-MIMO передачу, настоящее изобретение может эффективно указывать STA-получателя MU-MIMO передачи и пространственный поток, который должен быть принят STA-получателем, используя передачу небольшого количества информации.
Перечень фигур чертежей
Фиг.1 является схемой, показывающей пример системы WLAN.
Фиг.2 является одним примером формата кадра PLCP, поддерживаемого в стандарте IEEE 802.11n.
Фиг.3 является структурной схемой, иллюстрирующей один пример формата кадра PLCP в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.4 иллюстрирует процедуру передачи и приема кадров в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.5 является одним примером указания того, что значение GGIF и конкретные STA логически связаны друг с другом в кадре управления.
Фиг.6-10 иллюстрируют один пример способа для обеспечения станций STA информацией указания ID группы и информацией указания позиции STA посредством кадра управления.
Фиг.11 иллюстрирует один пример конфигурации Поля Указания Идентификатора Группы (GIIF) и Поля ID Привязки Пространственного Потока (SSAIF) применительно к MU-MIMO передаче в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.12 иллюстрирует один пример указания наборов групп STA на PHY уровне и указания групп STA на MAC уровне в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.13 является одним примером передачи кадра путем использования указания Набора Групп, сигнализируемого на PHY уровне, и указания Группы, сигнализируемого на MAC уровне.
Фиг.14 иллюстрирует формат информации управления, включенной в кадр управления, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.15 является примером, где способ указания группы путем использования MAC уровня и PHY уровня применяется к передаче пакета данных.
Фиг.16 является структурной схемой, иллюстрирующей передатчик, в котором реализуется один вариант осуществления настоящего изобретения.
Варианты осуществления изобретения
Здесь и далее, со ссылкой на сопроводительные чертежи подробно описываются некоторые варианты осуществления настоящего изобретения. Нижеследующие варианты осуществления могут быть успешно применены в системе WLAN с технологией Очень Высокой Пропускной Способности (VHT), использующей полосу пропускания канала в 80 МГц, однако этим применение не ограничивается. Например, варианты осуществления настоящего изобретения также могут быть применены в системе WLAN, использующей полосу пропускания канала, превышающую 40 МГц или 80 МГц, и включающую в себя множество блоков каналов.
Фиг.1 является схемой, показывающей пример системы WLAN, в которой может применяться вариант осуществления настоящего изобретения. Системой WLAN в соответствии с примером на фиг.1 является система WLAN с технологией Очень Высокой Пропускной Способности (VHT).
Обращаясь к фиг.1, система WLAN, такая как система WLAN VHT, включает в себя один или более Базовый Набор Услуг (здесь и далее именуемый как «BSS»). BSS является набором станций (здесь и далее именуемых «STA»), которые могут осуществлять связь друг с другом посредством успешной синхронизации. BSS не является понятием, отражающим конкретную зону. Кроме того, применительно к системе WLAN, в которой может применяться вариант осуществления настоящего изобретения, BSS, обеспечивающая сверхвысокую обработку данных в 1 ГГц или выше в MAC Точке Доступа к Услуге (SAP) именуется как VHT BSS.
VHT BSS могут классифицироваться на инфраструктурный BSS и Независимый BSS (здесь и далее именуемый как «IBSS»). Инфраструктурный BSS показан на фиг.1. Инфраструктурные BSS, собственно BSS1 и BSS2, включают в себя одну или более не являющихся АР (Не-AP) STA, собственно STA1, STA3 и STA4, Точки Доступа AP1 (STA2) и AP2 (STA5), обеспечивающие распространение услуги, и Систему Распространения (здесь и далее именуемую как «DS»), соединяющую множество AP из AP1 и AP2. В инфраструктурных BSS, AP STA управляют Не-AP STA из состава BSS.
С другой стороны, IBSS (т.е. независимый BSS) является BSS, функционирующим в режиме самоорганизации (ad hoc). IBSS не включает в себя объект централизованного управления, выполняющий функции управления в центре, так как он не включает в себя AP VHT STA. Т.е. в IBSS Не-AP STA управляются распределенным образом. Кроме того, в IBSS все STA могут состоять из мобильных STA, и они образуют замкнутую сеть, поскольку доступ к DS запрещен.
STA включает в себя как AP (т.е. в широком понимании), так и Не-AP STA, которые являются конкретными функциональными средствами, включающими в себя интерфейсы уровня Управления Доступом к Среде Передачи (MAC) и физического уровня для средств радиосвязи в соответствии со стандартом IEEE 802.11. Кроме того, в среде с несколькими каналами, которая будет описана позже, STA, поддерживающая сверхинтенсивную обработку данных в 1 ГГц или выше, именуется как VHT STA. В системе WLAN VHT, к которой может применяться вариант осуществления настоящего изобретения, все STA, включенные в вышеприведенный BSS, могут быть VHT STA, или среди включенных в вышеприведенный BSS STA могут совместно присутствовать VHT STA и устаревшие STA (например, HT STA в соответствии со стандартом IEEE 802.11n).
STA для беспроводной связи включает в себя процессор и приемопередатчик и дополнительно включает в себя интерфейс пользователя, средство отображения и т.д. Процессор является функциональным модулем, выполненным с возможностью формирования кадра, который будет передан по беспроводной сети, или обработки кадра, принятого по беспроводной сети. Процессор выполняет различные функции по управлению STA. Кроме того, приемопередатчик функционально соединен с процессором и выполнен с возможностью передачи и приема кадра по беспроводной сети для STA.
Если используемый пользователем портативный терминал из числа STA соответствует Не-AP STA (например, STA1, STA3 и STA4), то STA может просто именоваться как Не-AP STA. Не-AP STA также может именоваться в соответствии с другой терминологией как, терминал, Модуль Беспроводного Приема/Передачи (WTRU), Оборудование Пользователя (UE), Мобильная Станция (MS), мобильный терминал, или мобильный абонентский модуль. Кроме того, в среде с несколькими каналами, которая будет описана позже, Не-AP STA, поддерживающая сверхвысокую обработку данных в 1 ГГц или выше, именуется как Не-AP VHT STA или просто VHT STA.
Кроме того, AP из AP1 и AP2 являются функциональными объектами, обеспечивающими связанным с ними STA (т.е. привязанным STA) доступ к DS через среду радиосвязи. В инфраструктурном BSS, включающем в себя AP, связь между Не-AP STA в принципе осуществляется через AP. В случае где установлена прямая линия связи, связь может осуществляться напрямую между Не-AP STA. AP также может именоваться как центральный контроллер, Базовая Станция (BS), узел-B, Базовая Приемопередающая Система (BTS) или контроллер узла. Кроме того, в среде с несколькими каналами, которая будет описана позже, AP, поддерживающая сверхинтенсивную обработку данных в 1 ГГц или выше, именуется как VHT AP.
Множество инфраструктурных BSS может быть соединено посредством DS (Системы Распространения). Множество BSS, соединенных посредством DS, именуется Расширенным Набором Услуг (ESS). STA, включенные в ESS, могут осуществлять связь друг с другом. Не-AP STA могут продолжать осуществлять связь друг с другом внутри одного и того же ESS и перемещаться из одного BSS в другой BSS.
DS является механизмом, позволяющим одной AP осуществлять связь с другой AP. В соответствии с этим механизмом, AP может передавать кадр в STA, которые управляются этой AP и соединены с BSS, может пересылать кадр любой STA, в случае где эта STA переместилась в другой BSS, или может пересылать кадр по внешней сети, такой как проводная сеть. Не требуется, чтобы DS была обязательно сетью, и она может иметь любой тип, лишь бы она обеспечивала заранее определенное распространение, регулируемое в стандарте IEEE 802.11. Например, DS может быть беспроводной сетью, такой как ячеистая сеть, или физической структурой для соединения AP.
Фиг.2 является примером формата кадра PLCP, поддерживающего стандарт IEEE 802.11n.
Спецификация IEEE 802.11n Высокой Пропускной Способности (здесь и далее она именуется системой HT) поддерживает формат PLCP, который поддерживает прежние версии 802.11a, 802.11b и 802.11g. Формат 210 PLCP, поддерживающий устаревшие STA (Не-HT STA), передается в последовательности: прежнее короткое обучающее поле (L-STF), прежнее длинное обучающее поле (L-LTF), прежний сигнал (L-SIG) и данные. L-STF используется для получения синхронизации кадра и обеспечения автоматической сходимости регулировки усиления, в то время как L-LTF служит для переноса оценки канала собственно для демодуляции L-SIG и данных. L-SIG содержит информацию для демодуляции и декодирования данных, следующих за PLCP.
Между тем система, состоящая только из HT STA, использует формат 220 HT с режимом Зеленого Поля (Green Field), собственно формат PLCP, оптимизированный для HT STA. Формат 220 PLCP HT с режимом Зеленого Поля передается в последовательности: HT короткое обучающее поле в режиме зеленого поля (HT-GF-STF), HT длинное обучающее поле (HT-LTF), HT сигнал (HT-SIG) и данные. HT-GF-STF используется для получения синхронизации кадра и обеспечения автоматической сходимости регулировки усиления, в то время как HT-LTF служит для переноса оценки канала для демодуляции HT-SIG и данных. HT-SIG содержит информацию для демодуляции и декодирования данных, следующих за PLCP.
В дополнение система, в которой совместно присутствуют устаревшие станции (Не-HT STA) и HT STA, поддерживает формат 230 HT со смешанным режимом, т.е. формат PLCP, разработанный для поддержки HT. В формате 230 HT со смешанным режимом сначала передаются L-STF, L-LTF и L-SIG, чтобы позволить Не-HT STA распознать формат. Затем передается HT сигнал (HT-SIG), передающий информацию, необходимую для демодуляции и декодирования данных, передаваемых HT STA. Данные полей вплоть до HT-SIG передаются без использования техники формирования диаграммы направленности, чтобы информацию приняли различные STA, включая устаревшие системы, в то время как передача HT-LTF и данных, которые передаются после HT-SIG, выполняется, применяя передачу сигнала посредством предварительного кодирования. В данном случае учитывая на STA, которые принимают предварительно закодированный сигнал, регулирование мощности из-за предварительного кодирования, передается HT короткое обучающее поле (HT-STF), после которого передаются HT-LTF и данные.
Чтобы в системе IEEE 802.11 эффективно использовать заданные каналы, требуется использование передачи типа MU-MIMO посредством одновременного планирования множества STA. MU-MIMO является техникой, при которой несколько STA, причем каждая потенциально с несколькими антеннами, передают и/или принимают независимые потоки данных одновременно. Чтобы обеспечить MU-MIMO, соответствующие STA должны быть проинформированы о том факте, что данные передаются посредством конкретного пространственного потока, и впоследствии соответствующие STA должны быть подготовлены для приема фактических данных в соответствии с пространственным потоком.
Фиг.3 является структурной схемой, иллюстрирующей один пример формата кадра PLCP в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Формат 300 VHT со смешанным режимом на фиг.3 в основном точно такой же, как формат 230 HT со смешанным режимом на фиг.2. Другими словами, сначала передаются L-STF, L-LTF и L-SIG, чтобы позволить Не-HT STA распознать кадр PLCP. Затем передается поле VHT-SIG, содержащее информацию управления для VHT STA.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения поле VHT-SIG включает в себя в качестве информации управления индикатор ID группы и индикатор пространственного потока (SS). Поле VHT-SIG может передаваться, будучи разделенным на VHT-SIG-A, содержащее общую информацию для всех VHT STA, и VHT-SIG-B, содержащее информацию управления для отдельных VHT STA. В данном случае, при MU-MIMO передаче, индикатор ID группы и индикатор пространственного потока (SS) могут быть включены в VHT-SIG-A.
Передатчику, выполняющему MU-MIMO передачу, необходимо проинформировать множество приемников о конкретных пространственных потоках, которые они должны принять. Другими словами, передатчику требуется указать, посредством какого пространственного потока (SS) данные передаются каждому приемнику, тем самым подготавливая приемник к приему соответствующего SS. В данном случае передатчиком может быть AP, в то время как множеством приемников могут быть целевые STA DL MU-MIMO передачи. STA, целевые для DL MU-MIMO передачи, могут быть выражены парными по MU-MIMO STA, получателями MU-MIMO передачи и т.п. В нижеследующем для удобства описания предполагается, что DL MU-MIMO передача выполняется в том случае, где AP передает данные нескольким STA посредством MU-MIMO передачи.
В VHT-SIG-A, содержащемся в заголовке PLCP из состава PPDU (протокольной единицы данных PLCP), передаваемой посредством MU-MIMO передачи, может быть включено поле ID Группы. Поле ID группы указывает получателей PPDU. AP может передавать кадр управления перед отправкой пакетов данных MU-MIMO посредством MU-MIMO передачи. Кадром управления является кадр, передаваемый, чтобы назначить или изменить позиции STA, согласующихся с соответствующими группами, к которым принадлежат целевые STA.
Кадр управления может включать в себя информацию определения группы. Информация определения группы включает в себя информацию, указывающую одну или более групп, к которым принадлежат отдельные STA, применительно к STA, которые могут быть потенциальными получателями MU-MIMO передачи, и информацию о позициях множества пространственных потоков, назначенных STA, соответствующую каждой отдельной группе. В данном случае информация о позиции пространственных потоков может рассматриваться в качестве информации о наборе пространственных потоков назначенных STA, когда STA принимает пакеты данных MU-MIMO как член конкретной группы. При этом набор пространственных потоков содержит множество пространственных потоков. Информация о позиции набора пространственных потоков может рассматриваться как информация указания пространственного потока. С точки зрения STA, если STA имеет несколько ID групп, другими словами, STA становится членом нескольких групп, то информация о позиции набора пространственных потоков соответствует информации, указывающей набор пространственных потоков, назначенный STA в отдельной группе, к которой может принадлежать STA. Соответствующая STA может идентифицировать набор пространственных потоков, посредством которого передаются данные для STA, используя информацию о позиции при приеме пакетов данных MU-MIMO, передаваемых группе, к которой принадлежит STA.
Более конкретно, информация определения группы может включать в себя информацию, указывающую группу, к которой принадлежит каждая отдельная STA, и группу, к которой STA не принадлежит. В информации определения группы, то, каким образом AP сообщает информацию о группе, относящуюся к STA, может соответствовать либо непосредственному информированию каждой отдельной STA о соответствующей группе, к которой принадлежит STA, либо информированию каждой отдельной группы, STA которых принадлежат группе. Информация определения группы может дополнительно включать в себя информацию, указывающую позицию пространственного потока для конкретной STA, из общего числа пространственных потоков, передаваемых посредством MU-MIMO передачи.
Другими словами, поле управления включает в себя информацию, указывающую на то, какая STA принадлежит какой группе, и информацию, указывающую позицию пространственного потока в MU-MIMO передаче, соответствующую каждой группе. Кадр управления может передаваться каждой отдельной STA. Каждая отдельная STA узнает, к какой группе она принадлежит посредством приема кадра управления и позиции пространственного потока, назначенного ей в группе. Когда STA принимает пакеты данных MU-MIMO, она проверяет, являются ли пакеты данных теми, что переданы группе, к которой она принадлежит, посредством поля ID группы, включенного в VHT-SIG пакета данных MU-MIMO. Если обнаружено, что пакеты данных предназначены группе, к которой принадлежит STA, то затем STA может определить переданный ей поток данных посредством информации о позиции в соответствующей группе. Другими словами, набор пространственных потоков, посредством которого передаются направленные STA данные, определяется исходя из ID группы и позиции STA в группе, указываемой ID группы, и STA может выбрать пространственный поток, который предполагается, что будет принят STA.
Фиг.4 иллюстрирует процедуру передачи и приема кадров в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Пример фиг.4 иллюстрирует случай, где AP, в качестве передатчика, передает пакеты 420 данных к с STA#1 по STA#N. AP передает кадр 410 управления с ID Группы перед отправкой пакетов 420 данных к с STA#1 по STA#N. Как описано выше, кадр 410 управления с ID Группы включает в себя информацию указания группы и информацию указания пространственного потока. Кадр 410 управления с ID Группы может передаваться каждой отдельной STA посредством одноадресной передачи.
После передачи кадра 410 управления с ID Группы AP может передать пакеты данных MU-MIMO. Для того чтобы выполнить MU-MIMO передачу, AP может выполнить первичную MU-MIMO передачу, уведомляющую о MU-MIMO передаче, и процедуру зондирования для оценки канала.
Заголовок PLCP пакета 420 данных MU-MIMO может включать в себя информацию указания ID Группы и информацию указания пространственного потока. Каждая из с STA#1 по STA#N считывает информацию указания ID Группы, включенную в заголовок PLCP пакета 420 данных, и проверяет, передается ли пакет данных ей; если выясняется, что пакет данных направлен группе, к которой принадлежит STA, то STA в соответствии с информацией указания пространственного потока, назначенной ей в соответствующей группе, может принять пространственный поток, посредством которого передаются данные, принадлежащие STA.
M
M
M
M
M
6
В данном случае информация указания ID группы заголовка PLCP пакета 420 данных может указывать передачу пакетов 420 данных посредством MU-MIMO передачи конкретной STA, нежели конкретной группе. Другими словами, если информация указания ID Группы имеет длину в M бит, то информация указания ID группы может указывать 2 состояний. Т.е., если все состояния используются для указания групп, то может быть указано 2 групп. Тем не менее необязательно, чтобы требовалось использование всех 2 состояний для указания групп, поскольку количество фактически функционирующих групп может быть меньше 2. Вследствие этого, часть из 2 состояний может использоваться для указания SU-MIMO передачи, нежели для указания ID Групп. В качестве одного примера в случае, когда в заголовке PLCP информация указания ID Группы передается посредством поля ID Группы с длиной в 6 бит, то 63 состояния из доступных 2=64 состояний могут быть назначены для указания конкретных групп, в то время как оставшееся одно состояние может использоваться для указания SU-MIMO передачи или указания широковещательной передачи пакетов данных.
Информация определения группы, передаваемая в конкретную STA посредством AP (информация об одной или более группах, к которым принадлежит соответствующая STA и информация о позиции соответствующей STA в каждой из соответствующих групп), может передаваться станциям STA, будучи включенной в кадр управления в различных формах. В конкретном описываемом ниже способе передачи информации определения группы, имя, вид, посредством которого она включается в PPDU, позиция (например, она передается, будучи включенной в VHT-SIG-A) и последовательность передачи приведены лишь в целях иллюстрации; они также могут быть реализованы посредством объединения различных описанных ниже вариантов осуществления.
В нижеследующем описываются различные примеры передачи станциям STA информации определения группы посредством кадра управления, а именно передачи информации о группе соответствующей STA и информации о позиции соответствующей STA в каждой отдельной группе.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения AP может сообщить станциям STA о конфигурации пространственного потока данных посредством MU-MIMO передачи, используя информацию определения группы. В данном случае информация определения группы, передаваемая, будучи включенной в кадр управления, может включать в себя Индикатор ID Группы (GGI) и Индикатор Привязки Пространственного Потока (SSAI). GGI является информацией для указания станций STA, которые предположительно будут принимать данные посредством MU-MIMO передачи, в то время как SSAI относится к информации о конфигурации пространственного потока данных, который предположительно будут принимать соответствующие STA. Другими словами, GGI является одним примером информации для информирования STA о группе, к которой принадлежит соответствующая STA, в то время как SSAI является одним примером информации о позиции пространственного потока. GGI и SSAI могут передаваться, будучи включенными в поле VHT-SIG заголовка преамбулы PLCP.
GGIF (Поле GGI), которое содержит GGI, может обладать информацией о том, какие STA принимают данные от AP посредством MU-MIMO передачи; при этом STA могут быть логически связаны с соответствующими номерами GGIF. AP, перед MU-MIMO передачей, может посредством кадра управления указать значение конкретного GGIF и станции STA, которые логически связаны с этим значением.
Фиг.5 является одним примером указания в кадре управления того, что значение GGIF и конкретные STA логически связаны друг с другом.
В соответствии с примером на фиг.5 передаются ID группы и ID привязки STA, принадлежащей к соответствующей группе; и STA, которая принимает ID, может узнать группу, к которой она принадлежит. Другими словами, STA, которая приняла кадр управления, может проверить, к какой группе принадлежит ее ID привязки, а затем получить ID одной или более групп, к которым она принадлежит.
Фиг.6-10 иллюстрируют один пример способа для предоставления STA информации указания ID группы и информации указания позиции STA посредством кадра управления.
Фиг.6 иллюстрирует один пример способа, где AP доставляет информацию о ID группы каждой отдельной STA и информацию указания позиции STA в соответствующей группе. На фиг.6 поле ID Группы MU-MIMO может непосредственно указывать значение ID Группы или включать в себя информацию, указывающую на то, включены ли в соответствующую группу STA, принимающие кадр управления. ID Привязки Пространственного Потока, передаваемый впоследствии, может включать в себя информацию, указывающую пространственные потоки, логически связанные с ID Группы, или информацию указания позиции STA в соответствующей группе, а именно информацию, указывающую на то, какой пространственный поток (SS) должна принять STA при приеме пакетов данных MU-MIMO в качестве члена соответствующей группы. В примере на фиг.6, пара из Поля ID Группы MU-MIMO и ID Привязки Пространственного Потока может передаваться столько раз, сколько имеется групп, к которым принадлежат STA, принимающие кадр управления, или столько раз, каково суммарное количество групп. Кадр управления на фиг.6 может передаваться каждой отдельной STA посредством одноадресной передачи. Следовательно, несколько STA могут принадлежать одной и той же группе и один и тот же пространственный поток может быть назначен станциям STA с разными ID группами.
Фиг.7 является примером того, где STA информируются о ID группы и идентификаторах ID привязки пространственных потоков, назначенных соответствующим STA, принадлежащим соответствующей группе. AP может посредством кадра управления передавать множеству STA конкретный ID Группы и ID Привязки Пространственного Потока {0, 1,2, …}, соответствующий каждому ID Группы.
Фиг.8 иллюстрирует пример, где ID Группы и Пространственный SSAID передаются парами, в соответствии с ID Привязки STA.
ID Группы и Пространственный SSAID передаются парами в соответствии с ID Привязки STA посредством широковещательной передачи кадра управления. В отличие от примера на фиг.7 несколько STA могут быть логически связаны с одним ID Привязки Пространственного Потока.
Фиг.9 иллюстрирует случай, где информация о нескольких группах, конкретные ID групп и идентификаторы ID STA связаны друг с другом для конкретных STA. С этой точки зрения, идентификаторы ID STA, несколько ID Групп и NSTS индекс группы могут передаваться посредством кадра управления.
Фиг.10 является другим примером способа информирования нескольких STA с одинаковым ID привязки пространственного потока. Как показано на фиг.10, AP, используя кадр управления, передает идентификаторы ID привязки STA-AP, соответствующие STA, логически связанным с ID Группы и ID Пространственного Потока; и позволяет станциям STA узнать группу, к которой принадлежат соответствующие STA, и пространственные потоки, назначенные соответствующим STA.
В способе передачи в STA информации указания группы, информации о позиции STA или информации указания множества пространственных потоков, используя описанный выше кадр управления, когда требовалось указать STA, использовался ID Привязки STA. Тем не менее в зависимости от потребности вместо ID Привязки STA может использоваться MAC ID (MAC адрес). Другими словами, в предыдущем примере идентификаторы ID привязки станций STA могут быть заменены идентификаторами, которые позволяют идентифицировать станции STA. Как показано в примере на фиг.7, когда кадр управления передается каждой отдельной STA посредством одноадресной передачи, то адрес приемника (RA) в кадре управления, использовался, а именно MAC адрес STA, может считаться как использовавшийся в качестве индикатора STA.
В дополнение, в соответствии с вариантом осуществления, ID Привязки Пространственного Потока может быть выражен как NSTS индекс группы, указывающий множество пространственных потоков. Другими словами, ID Привязки Пространственного Потока является значениями индекса NSTS, представляющими пронумерованные значения передаваемых точкой доступа AP пространственных потоков, указывающие пространственные потоки, назначенные станциям STA. NSTS индекс группы и Индекс Привязки Пространственного Потока могут относиться к одному и тому же полю.
ID Привязки Пространственного Потока (SSAID) позволяет станциям STA узнать, какие пространственные потоки им передаются, когда STA принимают пакеты данных MU-MIMO. Предыдущий пример иллюстрирует случай, где AP информирует STA о множестве пространственных потоков, назначенных соответствующей STA, используя ID Привязки Пространственного Потока. Другими словами, как описано ранее, AP передает информацию о позиции станций STA в соответствующей группе и позволяет соответствующим STA узнать, какие пространственные потоки принимать.
Фиг.11 иллюстрирует один пример конфигурации Поля Указания Идентификатора Группы (GIIF) и Поля ID Привязки Пространственного Потока (SSAIF) для MU-MIMO передачи в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.
AP позволяет каждой отдельной STA узнать одну или более групп, к которым она принадлежит, посредством передачи логической привязки между ID группы и каждой отдельной STA всем STA посредством кадра управления; при попытке установить логическую привязку ID группы и станций STA определяется и сообщается логическая очередность станций STA. В данном случае логическая привязка между ID группы и станциями STA не обязательно удовлетворяет взаимно-однозначной зависимости; наоборот, логическая привязка может быть установлена в виде соответствия «один-множество».
SSAIF указывает последовательно, в виде битовой карты, то, какое количество пространственных потоков используется STA, принадлежащими к конкретному ID группы. В качестве более конкретного примера количество 1 (единиц), подсчитанное начиная с MSB из состава SSAIF, указывает количество пространственных потоков, используемых первой STA, принадлежащей к некоему ID группы; количество 0 (нулей) начиная с бита, следующего за MSB, указывает количество пространственных потоков, используемых второй STA, и количество 1 (единиц), следующих за предыдущим битом, указывает количество пространственных потоков, используемых следующей STA. Таким образом, посредством повторения 1 и 0 количество пространственных потоков для каждой отдельной STA представляется в виде строки цифр.
В данном случае первый MSB (Старший Бит) первой STA может быть опущен. Поскольку не возникает ситуации, вызывающей проблемы, если уже известно, что по меньшей мере один или более пространственных потоков назначены первой STA, даже несмотря на то, что для первой STA первый MSB пропущен, то битовая ширина SSAIF может быть сжата, опуская первый MSB для первой STA.
<mrow><msubsup><mi>N</mi><mrow><mi>S</mi><mi>S</mi><mo>−</mo><mi>F</mi><mi>i</mi><mi>e</mi><mi>l</mi><mi>d</mi></mrow><mi>g</mi></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>N</mi><mrow><mi>S</mi><mi>S</mi><mo>−</mo><mi>F</mi><mi>i</mi><mi>e</mi><mi>l</mi><mi>d</mi></mrow><mi>g</mi></msubsup></mrow>
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения значение SSAIF,
интерпретируется по-разному в соответствии с полем ID Группы. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения
представляет собой количество пространственных потоков станций STA, принадлежащих каждой группе. Поле ID Группы может использовать часть (например, одно состояние) состояний, которые могут индивидуально описывать SU-MIMO передачу. Когда ID группы указан применительно к SU-MIMO передаче, то все VHT STA могут демодулировать и декодировать соответствующую PPDU в виде, относящемся к SU-MIMO передаче, и передавать соответствующие данные своим MAC уровням, не различая STA, принадлежащие одной и той же группе MU-MIMO передачи.
<mrow><msubsup><mi>N</mi><mrow><mi>S</mi><mi>S</mi><mo>−</mo><mi>F</mi><mi>i</mi><mi>e</mi><mi>l</mi><mi>d</mi></mrow><mi>g</mi></msubsup></mrow>
(SSAID) является значением поля, указывающим пространственные потоки станций STA, которые задействуются для MU-MIMO передачи, когда был получен ID Группы #g. В частности, в данном случае может быть применено Уравнение 1:
[Уравнение 1]
<mrow><msubsup><mi>N</mi><mrow><mi>S</mi><mi>S</mi><mo>−</mo><mi>F</mi><mi>i</mi><mi>e</mi><mi>l</mi><mi>d</mi></mrow><mi>g</mi></msubsup><mo>=</mo><msup><mi>M</mi><mn>0</mn></msup><mo>⋅</mo><msubsup><mi>N</mi><mrow><mi>S</mi><mi>S</mi></mrow><mn>0</mn></msubsup><mo>+</mo><msup><mi>M</mi><mn>1</mn></msup><mo>⋅</mo><msubsup><mi>N</mi><mrow><mi>S</mi><mi>S</mi></mrow><mn>1</mn></msubsup><mo>+</mo><mo>…</mo><mo>+</mo><msup><mi>M</mi><mrow><msub><mi>N</mi><mrow><mi>M</mi><mi>U</mi><mo>−</mo><mi>S</mi><mi>T</mi><mi>A</mi></mrow></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></msup><mo>⋅</mo><msubsup><mi>N</mi><mrow><mi>S</mi><mi>S</mi></mrow><mrow><msub><mi>N</mi><mrow><mi>M</mi><mi>U</mi><mo>−</mo><mi>S</mi><mi>T</mi><mi>A</mi></mrow></msub><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></msubsup></mrow>
,
где
<mrow><msubsup><mi>N</mi><mrow><mi>S</mi><mi>S</mi></mrow><mi>k</mi></msubsup><mo>∈</mo><mrow><mo>{</mo><mrow><mn>0,1,2,</mn><mo>…</mo><mo>,</mo><mi>M</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo>}</mo></mrow></mrow>
,
<mrow><msubsup><mi>N</mi><mrow><mi>S</mi><mi>S</mi></mrow><mi>k</mi></msubsup></mrow>
где
является переменной, указывающей количество пространственных потоков k-й STA, принадлежащей к ID Группы #g.
Для удобства описания, приведенного ниже, предполагается, что максимальное количество пространственных потоков, которое может принять каждая отдельная STA во время MU-MIMO передачи, ограничено 4 и, таким образом, услуга передачи данных, основанная на MU-MIMO передаче, может одновременно предоставляться вплоть до четырех STA. Также предполагается, что количество пространственных потоков (SS), с которыми может работать каждая отдельная STA, составляет 1, 2, 3 или 4. Дополнительно, предполагается, что максимальное количество пространственных потоков, которое может передаваться посредством одной AP, составляет 8.
<mrow><msubsup><mi>N</mi><mrow><mi>S</mi><mi>S</mi><mo>−</mo><mi>F</mi><mi>i</mi><mi>e</mi><mi>l</mi><mi>d</mi></mrow><mi>g</mi></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>N</mi><mrow><mi>S</mi><mi>S</mi><mo>−</mo><mi>F</mi><mi>i</mi><mi>e</mi><mi>l</mi><mi>d</mi></mrow><mi>g</mi></msubsup></mrow>
В данном случае, если значение
, переданное AP, соответствует 2+4×0+16×3+64×1=114, то количество SS, соответствующих первой STA в ID Группы #g, равно 3, количество SS, соответствующих второй STA, равно 1 и количество SS, соответствующих третей STA, равно 4. Несмотря на то что
было передано последней, четвертой STA, как если бы STA были назначены два SS, однако поскольку суммарное количество SS, использованных предыдущими тремя STA, составило восемь, то, соответственно, количество SS, которые могут быть назначены четвертой STA, равно нулю.
<mrow><msubsup><mi>N</mi><mrow><mi>S</mi><mi>S</mi><mo>−</mo><mi>F</mi><mi>i</mi><mi>e</mi><mi>l</mi><mi>d</mi></mrow><mi>g</mi></msubsup></mrow>
В качестве другого конкретного варианта осуществления, если значение
, переданное AP, соответствует 3+5x1+25x2+125x0=58, то при тех же условиях количество SS, соответствующих первой STA в ID Группы #g, равно 3, количество SS, соответствующих второй STA, равно 1, количество SS, соответствующих третей STA, равно 3. Теперь количество SS, которое может быть назначено последней, четвертой STA, равно нулю.
<mrow><msubsup><mi>N</mi><mrow><mi>S</mi><mi>S</mi><mo>−</mo><mi>F</mi><mi>i</mi><mi>e</mi><mi>l</mi><mi>d</mi></mrow><mi>g</mi></msubsup></mrow>
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения сигнал может передаваться таким образом, что посредством определения значения
, конкретной STA разрешено использовать ноль пространственных потоков. В данном случае AP могут передавать данные посредством MU-MIMO передачи, используя количество SS меньше, чем максимально разрешенное количество SS. В дополнение, в зависимости от потребностей, путем гибкого управления количеством STA, одновременно принимающих услугу посредством конкретной MU-MIMO передачи и SS, который может принять каждая отдельная STA, AP могут оптимально использовать SU-MIMO и MU-MIMO передачу. Также передача данных может осуществляться, реализуя различие SU-MIMO от MU-MIMO при помощи ID Группы. SSAIF может всегда предполагать организацию пар STA, требующую двух или более STA, и данная особенность может использоваться для сжатия информации SSAIF.
В качестве другого примера реализации, пространственные потоки также могут быть сопоставлены с отдельными STA, которые указываются соответствующими ID Группы в виде таблицы, как показано в таблице 1.
<b>Таблица 1</b>
<b>Индекс</b>
<b>SSAID #0</b>
<b>SSAID #1</b>
<b>SSAID #2</b>
<b>SSAID #3</b>
0
0
0
1
1
1
0
0
1
2
2
0
0
1
3
3
0
0
1
4
4
0
0
2
2
5
0
0
2
3
6
0
0
2
4
7
0
0
3
3
8
0
0
3
4
9
0
0
4
4
10
0
1
1
1
11
0
1
1
2
12
0
1
1
3
13
0
1
1
4
14
0
1
2
2
15
0
1
2
3
16
0
1
2
4
17
0
1
3
3
18
0
1
3
4
19
0
2
2
2
20
0
2
2
3
21
0
2
2
4
22
0
2
3
3
23
1
1
1
1
24
1
1
1
2
25
1
1
1
3
26
1
1
1
4
27
1
1
2
2
28
1
1
2
3
29
1
1
2
4
30
1
1
3
3
31
1
2
2
2
32
1
2
2
3
33
2
2
2
2
Таблица 1 иллюстрирует примеры значений индекса и соответствующие значения количества пространственных потоков, используемых для соответствующих STA; может использоваться совпадение индексов и количества пространственных потоков, используемых для соответствующих STA, при внесении изменений различными комбинациями.
Посредством использования суммарно 34 состояний в SSAIF для каждой отдельной STA может указываться максимум четыре доступных пространственных потока; при этом сигнализироваться может максимум восемь пространственных потоков. Посредством использования части информации SSAIF или используя другое информационное поле, очередность перестановки станций STA может быть выражена в приведенной ниже таблице. Например, если очередность STA в приведенной ниже таблице соответствует A-B-C-D, то в равной степени возможна очередность A-C-B-D; в дополнение может быть реализовано суммарно 24 способа представления очередности.
Если логическая привязка была установлена только для станций STA из числа ID Группы, то SSAIF может описывать 816 состояний, а именно произведение 34 состояний, представляющих собой количество пространственных потоков, на суммарно 24 комбинации очередности станций STA, и соответствующие состояния могут быть выражены 10 битами. В качестве альтернативы можно чтобы 34 состояния, представляющие собой количество пространственных потоков, описывались шестью битами, а 24 состояния, указывающие расположение очередности станций STA, которые информируются о количестве пространственных потоков, описывались пятью битами, что увеличивает суммарное количество бит до 11. В варианте осуществления настоящего изобретения суммарное количество пространственных потоков ограничивается восемью, чтобы сжать информацию SSAIF, а в случае MU-MIMO передачи количество пространственных потоков, которое может быть назначено каждой отдельной STA дополнительно, ограничивается четырьмя.
Кроме того, MU-MIMO передача может применяться, используя дополнительное ограничение количества доступных каждой отдельной STA пространственных потоков, показанное в таблице 1. В частности, посредством ограничения комбинаций STA, которые могут быть описаны в таблице 1, и соответствующих пространственных потоков информация, которую требуется передать, может быть сжата дополнительно. Например, если максимальное количество доступных каждой отдельной STA пространственных потоков ограничивается до 2 и создается новая таблица, то можно построить таблицу, показанную в таблице 2. Индексы в таблице 2 и количество пространственных потоков, назначенное STA соответствующим индексом, приведены в целях иллюстрации; зависимость может быть изменена, используя различные комбинации, а также может быть изменено доступное одной STA максимальное количество пространственных потоков.
<b>Таблица 2</b>
<b>Индекс</b>
<b>SSAID#0</b>
<b>SSAID#1</b>
<b>SSAID#2</b>
<b>SSAID#3</b>
0
0
0
1
1
1
0
0
1
2
2
0
0
2
2
3
0
1
1
1
4
0
1
1
2
5
0
1
2
2
6
0
2
2
2
7
1
1
1
1
8
1
1
1
2
9
1
1
2
2
10
1
2
2
2
11
2
2
2
2
Если принять во внимание тот факт, что при MU-MIMO передаче данные передаются по меньшей мере двум или более STA, а также максимальное количество пространственных потоков, которое может передаваться AP, то для SSAIF требуется суммарно только 338 состояний. Другими словами, для описания всей информации требуется 9 бит (которые описывают 512 состояний).
В таблице 3 каждая STA может поддерживать максимум 4 пространственных потока; таблица 4-3 иллюстрирует SSAID, которые могут быть выражены, когда разрешено передавать максимум 8 пространственных потоков. При реализации реальной системы соответствующие индексы поля могут быть переставлены другим образом.
<b>Таблица 3</b>
<b>Индекс поля</b>
<b>SSAID#0</b>
<b>SSAID#1</b>
<b>SSAID#2</b>
<b>SSAID#3</b>
0
0
0
1
1
1
0
0
1
2
2
0
0
1
3
3
0
0
1
4
4
0
0
2
1
5
0
0
2
2
6
0
0
2
3
7
0
0
2
4
8
0
0
3
1
9
0
0
3
2
10
0
0
3
3
11
0
0
3
4
12
0
0
4
1
13
0
0
4
2
14
0
0
4
3
15
0
0
4
4
16
0
1
0
1
17
0
1
0
2
18
0
1
0
3
19
0
1
0
4
20
0
1
1
0
21
0
1
1
1
22
0
1
1
2
23
0
1
1
3
24
0
1
1
4
25
0
1
2
0
26
0
1
2
1
27
0
1
2
2
28
0
1
2
3
29
0
1
2
4
30
0
1
3
0
31
0
1
3
1
32
0
1
3
2
33
0
1
3
3
34
0
1
3
4
35
0
1
4
0
36
0
1
4
1
37
0
1
4
2
38
0
1
4
3
39
0
2
0
1
40
0
2
0
2
41
0
2
0
3
42
0
2
0
4
43
0
2
1
0
44
0
2
1
1
45
0
2
1
2
46
0
2
1
3
47
0
2
1
4
48
0
2
2
0
49
0
2
2
1
50
0
2
2
2
51
0
2
2
3
52
0
2
2
4
53
0
2
3
0
54
0
2
3
1
55
0
2
3
2
56
0
2
3
3
57
0
2
4
0
58
0
2
4
1
59
0
2
4
2
60
0
3
0
1
61
0
3
0
2
62
0
3
0
3
63
0
3
0
4
64
0
3
1
0
65
0
3
1
1
66
0
3
1
2
67
0
3
1
3
68
0
3
1
4
69
0
3
2
0
70
0
3
2
1
71
0
3
2
2
72
0
3
2
3
73
0
3
3
0
74
0
3
3
1
75
0
3
3
2
76
0
3
4
0
77
0
3
4
1
78
0
4
0
1
79
0
4
0
2
80
0
4
0
3
81
0
4
0
4
82
0
4
1
0
83
0
4
1
1
84
0
4
1
2
85
0
4
1
3
86
0
4
2
0
87
0
4
2
1
88
0
4
2
2
89
0
4
3
0
90
0
4
3
1
91
0
4
4
0
92
1
0
0
1
93
1
0
0
2
94
1
0
0
3
95
1
0
0
4
96
1
0
1
0
97
1
0
1
1
98
1
0
1
2
99
1
0
1
3
100
1
0
1
4
101
1
0
2
0
102
1
0
2
1
103
1
0
2
2
104
1
0
2
3
105
1
0
2
4
106
1
0
3
0
107
1
0
3
1
108
1
0
3
2
109
1
0
3
3
110
1
0
3
4
111
1
0
4
0
112
1
0
4
1
113
1
0
4
2
114
1
0
4
3
115
1
1
0
0
116
1
1
0
1
117
1
1
0
2
118
1
1
0
3
119
1
1
0
4
120
1
1
1
0
121
1
1
1
1
122
1
1
1
2
123
1
1
1
3
124
1
1
1
4
125
1
1
2
0
126
1
1
2
1
127
1
1
2
2
128
1
1
2
3
129
1
1
2
4
130
1
1
3
0
131
1
1
3
1
132
1
1
3
2
133
1
1
3
3
134
1
1
4
0
135
1
1
4
1
136
1
1
4
2
137
1
2
0
0
138
1
2
0
1
139
1
2
0
2
140
1
2
0
3
141
1
2
0
4
142
1
2
1
0
143
1
2
1
1
144
1
2
1
2
145
1
2
1
3
146
1
2
1
4
147
1
2
2
0
148
1
2
2
1
149
1
2
2
2
150
1
2
2
3
151
1
2
3
0
152
1
2
3
1
153
1
2
3
2
154
1
2
4
0
155
1
2
4
1
156
1
3
0
0
157
1
3
0
1
158
1
3
0
2
159
1
3
0
3
160
1
3
0
4
161
1
3
1
0
162
1
3
1
1
163
1
3
1
2
164
1
3
1
3
165
1
3
2
0
166
1
3
2
1
167
1
3
2
2
168
1
3
3
0
169
1
3
3
1
170
1
3
4
0
171
1
4
0
0
172
1
4
0
1
173
1
4
0
2
174
1
4
0
3
175
1
4
1
0
176
1
4
1
1
177
1
4
1
2
178
1
4
2
0
179
1
4
2
1
180
1
4
3
0
181
2
0
0
1
182
2
0
0
2
183
2
0
0
3
184
2
0
0
4
185
2
0
1
0
186
2
0
1
1
187
2
0
1
2
188
2
0
1
3
189
2
0
1
4
190
2
0
2
0
191
2
0
2
1
192
2
0
2
2
193
2
0
2
3
194
2
0
2
4
195
2
0
3
0
196
2
0
3
1
197
2
0
3
2
198
2
0
3
3
199
2
0
4
0
200
2
0
4
1
201
2
0
4
2
202
2
1
0
0
203
2
1
0
1
204
2
1
0
2
205
2
1
0
3
206
2
1
0
4
207
2
1
1
0
208
2
1
1
1
209
2
1
1
2
210
2
1
1
3
211
2
1
1
4
212
2
1
2
0
213
2
1
2
1
214
2
1
2
2
215
2
1
2
3
216
2
1
3
0
217
2
1
3
1
218
2
1
3
2
219
2
1
4
0
220
2
1
4
1
221
2
2
0
0
222
2
2
0
1
223
2
2
0
2
224
2
2
0
3
225
2
2
0
4
226
2
2
1
0
227
2
2
1
1
228
2
2
1
2
229
2
2
1
3
230
2
2
2
0
231
2
2
2
1
232
2
2
2
2
233
2
2
3
0
234
2
2
3
1
235
2
2
4
0
236
2
3
0
0
237
2
3
0
1
238
2
3
0
2
239
2
3
0
3
240
2
3
1
0
241
2
3
1
1
242
2
3
1
2
243
2
3
2
0
244
2
3
2
1
245
2
3
3
0
246
2
4
0
0
247
2
4
0
1
248
2
4
0
2
249
2
4
1
0
250
2
4
1
1
251
2
4
2
0
252
3
0
0
1
253
3
0
0
2
254
3
0
0
3
255
3
0
0
4
256
3
0
1
0
257
3
0
1
1
258
3
0
1
2
259
3
0
1
3
260
3
0
1
4
261
3
0
2
0
262
3
0
2
1
263
3
0
2
2
264
3
0
2
3
265
3
0
3
0
266
3
0
3
1
267
3
0
3
2
268
3
0
4
0
269
3
0
4
1
270
3
1
0
0
271
3
1
0
1
272
3
1
0
2
273
3
1
0
3
274
3
1
0
4
275
3
1
1
0
276
3
1
1
1
277
3
1
1
2
278
3
1
1
3
279
3
1
2
0
280
3
1
2
1
281
3
1
2
2
282
3
1
3
0
283
3
1
3
1
284
3
1
4
0
285
3
2
0
0
286
3
2
0
1
287
3
2
0
2
288
3
2
0
3
289
3
2
1
0
290
3
2
1
1
291
3
2
1
2
292
3
2
2
0
293
3
2
2
1
294
3
2
3
0
295
3
3
0
0
296
3
3
0
1
297
3
3
0
2
298
3
3
1
0
299
3
3
1
1
300
3
3
2
0
301
3
4
0
0
302
3
4
0
1
303
3
4
1
0
304
4
0
0
1
305
4
0
0
2
306
4
0
0
3
307
4
0
0
4
308
4
0
1
0
309
4
0
1
1
310
4
0
1
2
311
4
0
1
3
312
4
0
2
0
313
4
0
2
1
314
4
0
2
2
315
4
0
3
0
316
4
0
3
1
317
4
0
4
0
318
4
1
0
0
319
4
1
0
1
320
4
1
0
2
321
4
1
0
3
322
4
1
1
0
323
4
1
1
1
324
4
1
1
2
325
4
1
2
0
326
4
1
2
1
327
4
1
3
0
328
4
2
0
0
329
4
2
0
1
330
4
2
0
2
331
4
2
1
0
332
4
2
1
1
333
4
2
2
0
334
4
2
0
0
335
4
3
0
1
336
4
3
1
0
337
4
4
0
0
В таблице 4, каждая STA может поддерживать максимум 2 пространственных потока; таблица 4 иллюстрирует SSAID, которые могут быть выражены, когда разрешена передача максимум 8 пространственных потоков. При реализации реальной системы, соответствующие индексы поля могут быть переставлены другим образом.
<b>Таблица 4</b>
<b>Индекс поля</b>
<b>SSAID#0</b>
<b>SSAID#1</b>
<b>SSAID#2</b>
<b>SSAID#4</b>
0
0
0
1
1
1
0
0
1
2
2
0
0
2
1
3
0
0
2
2
4
0
1
0
1
5
0
1
0
2
6
0
1
1
0
7
0
1
1
1
8
0
1
1
2
9
0
1
2
0
10
0
1
2
1
11
0
1
2
2
12
0
2
0
1
13
0
2
0
2
14
0
2
1
0
15
0
2
1
1
16
0
2
1
2
17
0
2
2
0
18
0
2
2
1
19
0
2
2
2
20
1
0
0
1
21
1
0
0
2
22
1
0
1
0
23
1
0
1
1
24
1
0
1
2
25
1
0
2
0
26
1
0
2
1
27
1
0
2
2
28
1
1
0
0
29
1
1
0
1
30
1
1
0
2
31
1
1
1
0
32
1
1
1
1
33
1
1
1
2
34
1
1
2
0
35
1
1
2
1
36
1
1
2
2
37
1
2
0
0
38
1
2
0
1
39
1
2
0
2
40
1
2
1
0
41
1
2
1
1
42
1
2
1
2
43
1
2
2
0
44
1
2
2
1
45
1
2
2
2
46
2
0
0
1
47
2
0
0
2
48
2
0
1
0
49
2
0
1
1
50
2
0
1
2
51
2
0
2
0
52
2
0
2
1
53
2
0
2
2
54
2
1
0
0
55
2
1
0
1
56
2
1
0
2
57
2
1
1
0
58
2
1
1
1
59
2
1
1
2
60
2
1
2
0
61
2
1
2
1
62
2
1
2
2
63
2
2
0
0
64
2
2
0
1
65
2
2
0
2
66
2
2
1
0
67
2
2
1
1
68
2
2
1
2
69
2
2
2
0
70
2
2
2
1
71
2
2
2
2
Между тем в случае MU-MIMO передачи по нисходящей линии связи, когда количество STA, принимающих услугу от AP, большое и комбинации STA, которые могут указываться ID Группы, значительно ограничены, то использование всех из идентификаторов ID Группы может быть неэффективным. В частности, если спящее/пробужденное состояние каждой отдельной STA синхронизированы друг с другом не полностью, тогда как станции STA, функционирующие в Режиме Энергосбережения, сгруппированы и логически соединены друг с другом посредством ID группы, то AP должна изменить либо группу посредством использования кадра PPDU, либо конфигурацию режима энергосбережения.
Вследствие этого настоящее изобретение предоставляет способ функционирования станций STA отдельно от ID группы. Как показано в таблицах 1 и 2, чтобы конкретная, виртуальная STA получила количество пространственных потоков, каждая отдельная STA информируется о ее ID номере STA, который определяется внутри соответствующей группы посредством ID Группы. Отдельно от ID Группы каждая STA может определить соответствующий ID номера посредством кадра управления или посредством предварительного определения. В настоящем изобретении ID номера STA именуется SSAID. SSAID представляет собой позицию потока среди потоков, обслуживаемых в этот же момент времени точкой AP, которые должны быть приняты STA. Например, если STA1, STA2, STA3 и STA4 соответственным образом соответствуют SSAID 1, 2, 3 и 4, то каждая отдельная STA принимает первую совокупность потоков, вторую совокупность потоков, третью совокупность потоков и четвертую совокупность пакет потоков из множества потоков, обслуживаемых AP. Другими словами, все STA имеют единственный SSAID. Если максимальное количество одновременно обслуживаемых STA равно N, то значение SSAID может лежать в диапазоне от 1 до N.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения SSAID каждой STA может указываться посредством кадра управления, но SSAID также может указываться посредством заранее установленного правила. Например, SSAID может быть сопоставлен с функцией по ID привязки, назначаемому во время процесса, при котором STA создает привязку с AP для передачи и приема данных. В качестве более конкретного примера для SSAID может использоваться значение ID привязки по модулю N (предполагается, что значение SSAID находится в диапазоне от 0 до N-1). В дополнение каждая STA информируется о ID Группы и очередности STA в соответствующей Группе, следуя схеме ID Группы; в то же время STA может информироваться о количестве пространственных потоков, используя SSAID, назначенный ранее, отдельно от ID Группы.
Например, если поле ID Группы соответствует конкретному состоянию (т.е. индекс 15 в случае передачи 4-битного ID Группы), то SSAID определяется как очередность STA, логически соединенных с одним и тем же ID Группы, и определяющий STA в соответствующей группе. Если поле ID Группы соответствует другому состоянию, то каждый пространственный поток принимается, используя SSAID, заранее определенный или назначенный независимо от ID Группы. В последнем случае несколько STA могут занимать один и тот же SSAID и все из нескольких STA могут выполнять декодирование комбинации конкретных пространственных потоков.
Чтобы реализовать MU-MIMO передачу по нисходящей линии связи, поле VHT-SIG заголовка PLCP включает в себя ID группы и суб-поле MU-MIMO набора пространственных потоков. Зарезервированный ID Группы 16 используется для MU-MIMO передачи по нисходящей линии связи. MU-MIMO передача по нисходящей линии связи выполняется для тех STA, которые не принадлежат к группе. В данном случае каждая отдельная STA принимает соответствующую MU-MIMO передачу по нисходящей линии связи (DL) исходя из своего SSAID.
Суб-поле MU-MIMO Набора Пространственных Потоков является повернутой последовательностью, содержащей нули (0) и единицы (1) и информирующей каждую отдельную STA о количестве назначенных пространственных потоков. Например, в случае 0000 1111 0000 1111 0000, оно указывает, что четыре пространственных потока были назначены каждой из 1-й STA, 2-й STA, 3-й STA и 4-й STA. В данном случае 1-ая STA обозначает те терминалы, чей SSAID равен 1. 2-ая STA обозначает те терминалы, чей SSAID равен 2; 3-я STA обозначает те терминалы, чей SSAID равен 3; 4-ая STA обозначает те терминалы, чей SSAID равен 4. Например, STA A и STA B вошли в режим пробуждения, функционируя до этого в режиме энергосбережения; и STA A и STA B еще не сгруппированы. Тем не менее со стороны AP значение SSAID уже было назначено всем STA. Предполагается, что SSAID соответственно STA A равен 1; SSAID соответственно STA B и STA C равен 2; и SSAID соответственно STA D равен 4. Также предполагается, что AP передала восемь пространственных потоков каждой из STA A и STA B. В данном случае ID группы равен 16, а содержащееся в заголовке PLCP поле MU-MIMO Набора Пространственных Потоков установлено в значение 0000 0000 1111 1111.
Каждая из STA, если ID группы соответствует конкретному состоянию (например, индекс 15), рассматривает конкретное состояние как применяющееся к ней (данное поведение может не применяться ко всем STA, а только к STA, не объединенным в группу). STA A также рассматривает данные MU-MIMO передачи по нисходящей линии связи как применяющиеся к ней и выполняет оценку канала посредством 1-го набора последовательности LTF. (это происходит потому, что SSAID, относящийся к STA A, равен 1). STA B и STA C также рассматривают только что принятые данные MU-MIMO передачи по нисходящей линии связи (DL) как применяющиеся к ним, выполняя оценку канала посредством 2-го набора последовательности LTF. (Это происходит потому, что SSAID, относящийся к STA B и STA С, равен 2). Тем не менее в данном случае, поскольку STA C не является целевым терминалом MU-MIMO передачи по нисходящей линии связи, то STA C, по сути, подслушивает. Поскольку приведенный выше пример предполагает две STA, то 4-й набор последовательности LTF не требуется и, таким образом, STA D не выполняет задачу по оценке канала. (Поскольку SSAID, относящийся к STA D, равен 4, то STA D рассматривает 4-й набор последовательности LTF как информацию о канале для нее самой). Также STA C не может обнаружить набор последовательности LTF, направленный STA B, из-за предварительного кодирования. В данном случае также STA C понимает, что текущая DL MU-MIMO передача ей не предназначена и прекращает подслушивание.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения группа STA может управляться на MAC уровне с тем, чтобы поддерживать MU-MIMO передачу большого количества STA. В частности, настоящее изобретение управляет группой STA, используя AP, но управляет группой, указываемой на PHY уровне, как подмножеством группы, указываемой на MAC уровне.
При MU-MIMO передаче STA сгруппированы в конкретную группу, и группе назначен конкретный индекс Группы; станциям STA сообщается индекс Группы с тем, чтобы планирование конкретных STA выполнялось одновременно для участия в MU-MIMO передаче для приема данных. В целом количество групп, которыми осуществляется управление, должно быть достаточно большим, чтобы обеспечивать объединение большого количества STA. Объединение конкретных STA должно информироваться посредством PHY уровня, так что соответствующие принимающие данные STA определяют необходимость принять данные и исходя из результатов определения принимают пакеты данных посредством демодуляции и декодирования конкретных пространственных потоков. Тем не менее доставка большого объема информации посредством PHY уровня вызывает большие потери на сигнализацию, и соответствующий протокол для служебных данных может быть сложным.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения для решения описанной выше проблемы может быть создана групповая иерархия. Информация, сигнализируемая на PHY уровне, соответствует наборам группировки STA, в то время как информация, сигнализируемая на MAC уровне, соответствует окончательным наборам группировки STA. В данном случае информация, сигнализируемая на уровне PHY, может передаваться заголовком PLCP, таким как VHT-SIG, в то время как информация, сигнализируемая на MAC уровне, может передаваться на MAC уровне в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.12 иллюстрирует один пример указания наборов групп STA на PHY уровне и указания групп STA на MAC уровне в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Когда набор групп указывается PHY уровнем, то набор групп может указывать группу из множества STA. Например, если информация на PHY уровне указывает Набор Групп #1, то соответствующий Набор Групп может включать в себя Группу #1, #2, #3 и #4. Каждая отдельная группа представляет собой набор из множества STA. В качестве одного примера каждая из соответствующих групп может иметь набор STA, как показано в Таблице 5. В данном случае A, B, C, D, E, F, G и H представляют собой STA, отличные друг от друга.
<b>Таблица 5</b>
<b>Группа</b>
<b>STA</b>
Группа #1
A, B, C, G
Группа #2
A, B, F, D
Группа #3
A, E, C, D
Группа #4
H, E, F, G
В целом каждая STA может принадлежать к нескольким группам; чтобы уменьшить сложность обработки для STA, которая принимает данные, предпочтительно, чтобы сообщалась очередность STA в нескольких группах, к которым принадлежит STA.
Если группы уже определены, то AP передает данные посредством MU-MIMO передачи путем указания индекса Набора Групп в VHT-SIG заголовка PLCP кадра PPDU, посредством которого передаются данные; индекс Набора Групп, указываемый в VHT-SIG, иногда соответствует множеству групп. При указании множества групп множество STA могут декодировать конкретный набор пространственных потоков, как если бы они соответствовали пространственным потокам, предназначенным для STA; в данном случае связаны или нет пакеты данных с STA, может быть выяснено из MAC ID на MAC уровне.
Фиг.13 является одним примером передачи кадра, используя указание Набора Групп, сигнализируемого на PHY уровне, и указания Группы, сигнализируемого на MAC уровне.
Как показано на фиг.13, имеется ID Набора 1 и 2; для каждого ID Набора определено две группы; и для каждой группы определен набор STA. Если VHT-SIG указывает ID Набора 1, то попытку декодирования предпринимают все STA, соответствующие ID Набора=1, при этом станциям STA, принадлежащим к каждой группе, удается декодировать набор соответствующих пространственных потоков и исходя из MAC ID передать пакеты данных более на высокий уровень.
Другими словами, настоящий вариант осуществления аналогичен способу увеличения количества STA, которые могут поддерживаться в MU-MIMO передаче посредством привязки идентификатора группы к нескольким наборам STA, нежели привязки идентификатора группы, упомянутого выше, к одному набору конкретных STA. Тем не менее настоящее изобретение управляет группой STA на PHY и MAC уровне с тем, чтобы уменьшить зондирование и сложность в различных MAC протоколах.
Фиг.14 иллюстрирует формат информации управления, включенной в кадр управления в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Для передачи пакетов данных, используя указание Набора Групп, сигнализируемого на PHY уровне, и указание Группы, сигнализируемое на MAC уровне, информация управления на фиг.14 может передаваться посредством пакетов данных, которые могут сигнализироваться станциям STA посредством кадра управления. В примере на фиг.14 ID Набора Групп соответствует идентификатору групп, управление которыми осуществляется на PHY уровне, в то время как ID Группы указывает набор конкретных STA, управление которыми осуществляется на MAC уровне.
Должно быть отмечено, что если управление идентификатором Набора Групп осуществляется на PHY уровне, а управление группами осуществляется на MAC уровне, то MU-MIMO передача может быть реализована с небольшими потерями применительно к зондирующему протоколу, который реализует обратную связь по CSI.
Например, если AP предпринимает попытки получить обратно CSI (выполнить зондирование) только в отношении STA, принадлежащих к конкретной группе, то посредством сигнализации ID Группы, определенного на MAC уровне, обратная связь по CSI разрешена только тем STA, которые связаны с соответствующей группой.
Фиг.15 является примером, где способ указания группы, используя MAC уровень и PHY уровень, применяется к передаче пакета данных.
В качестве одного варианта осуществления настоящее изобретение осуществляет управление идентификатором Набора Групп, передаваемым на PHY уровне, используя 4 бита, в то время как управление идентификатором Группы осуществляется, используя 8 бит, чтобы на MAC уровне рассматривать большее количество фактических групп. 8-битовый идентификатор Группы на MAC уровне может обеспечивать максимум 256 наборов STA, что позволяет AP осуществлять гибкое планирование около 10 STA без ограничений.
В способе указания конкретной группе на MAC уровне, когда осуществляется управление множеством групп после привязки к конкретным наборам групп, информация управления может передаваться полем VHT-SIG части заголовка PLCP, который должен быть передан. В данном случае поле VHT-SIG может передаваться, будучи разделенным на VHT-SIG-A и VHT-SIG-B. Сначала посредством VHT-SIG-A передается информация о Наборе Групп и указывает наборы терминалов для выполнения декодирования; а VHT-SIG-B указывает конкретную группу, как ту, чьи терминалы должны принять соответствующий пространственный поток. VHT-SIG-B может точно указывать какие STA должны принять MU-MIMO передачу и указать порядковый номер группы из Набора Групп. В дополнение VHT-SIG-B, передаваемое отдельно для каждой отдельной STA, может точно указывать соответствующую STA посредством передачи ID, с которым может быть идентифицирована STA. В данном случае ID для идентификации STA может соответствовать ID Привязки.
Фиг.16 является структурной схемой, иллюстрирующей передатчик, в котором реализуется один вариант осуществления настоящего изобретения. Передатчик 1600 может быть AP или не-AP STA.
Передатчик 1600 содержит процессор 1610, память 1620, радиочастотный (RF) модуль 1630 и несколько антенн 1650. RF модуль 1630 выполнен с возможностью передачи кадра управления в соответствии в настоящим изобретением и пакетов данных, процессор 1610, соединенный с RF модулем 1630, выполнен с возможностью формирования и обработки кадра управления и пакетов данных. Процессор 1610 и RF модуль 1630 реализуют физический уровень и MAC уровень спецификации IEEE 802.11. Процессор 1610 и/или RF модуль 1630 могут включать в себя ASIC (Специаализированную Интегральную Микросхему), другой набор микросхем, логическую схему и/или устройство обработки данных. Память 1620 может включать в себя ROM (Постоянную Память), RAM (Оперативную Память), флэш-память, карту памяти, носитель данных и/или другое запоминающее устройство. Если вариант осуществления реализуется в программном обеспечении, то описанная выше техника может быть реализована в качестве модуля (процесса, функции и т.д.), выполняющего упомянутую выше функцию. Модуль может храниться в памяти 1620 и может исполняться процессором 1610. Память 1620 может размещаться внутри или вне процессора 1610 и может быть соединена с процессором 1610 с помощью различных широко известных средств.
Описанные выше варианты осуществления включают в себя примеры различных типов. Несмотря на то что невозможно описать все мыслимые комбинации для иллюстрации различных типов, специалист в данной области должен понимать, что возможны другие комбинации. Вследствие этого должно быть понятно, что настоящее изобретение включает в себя все прочие замены, модификации и изменения, охватываемые определяемым прилагаемой формулой изобретения объемом.