Способ и система обеспечения обратной связи для формирования луча в системах беспроводной связи

Способ и система обеспечения обратной связи для формирования луча в системах беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

По настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с предварительной заявкой США №60/816,988 под названием «Способ и система обеспечения обратной связи для формирования луча в системах беспроводной связи» ("METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING BEAMFORMING FEEDBACK IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS"), поданной 27 июня 2006 года, переуступленной правопреемнику настоящей заявки и включенной в настоящий документ посредством ссылки.

Уровень техники

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее раскрытие, в общем, относится к области связи и, более конкретно, к технологиям передачи информации обратной связи для формирования луча в системах беспроводной связи.

Описание предшествующего уровня техники

В системе беспроводной связи в передатчике может использоваться множество (T) передающих антенн для передачи данных в приемник, оборудованный множеством (R) приемных антенн. Множество передающих и приемных антенн формируют канал с множеством входов и множеством выходов (MIMO), который можно использовать для повышения пропускной способности и/или улучшения надежности. Например, передатчик может передавать вплоть до T потоков данных одновременно через T передающих антенн для улучшения пропускной способности. В качестве альтернативы передатчик может передавать одиночный поток данных через все T передающих антенн для улучшения приема приемником.

Хорошие характеристики (например, хорошая пропускная способность) могут быть получены при передаче одного или больше потоков данных с формированием луча. Для формирования луча, передатчик может получать оценку канала для канала MIMO, выводить матрицы управления на основе оценки канала и выполнять пространственную обработку передачи с помощью матриц управления. Передатчик может получать оценку канала несколькими способами в зависимости от схемы дуплексирования, используемой системой, и возможностей передатчика и приемника. Желательно поддерживать формирование луча с насколько это возможно малой сложностью как для передатчика, так и для приемника.

Сущность изобретения

Здесь описаны технологии поддержки формирования луча для станций в сетях беспроводной связи. В одном аспекте станция может поддерживать формирование луча с неявной обратной связью или явной обратной связью, обладая возможностью передавать и принимать кадры зондирования, отвечать на запрос тестирования путем передачи кадра зондирования и отвечать на запрос явной обратной связи. Неявная обратная связь и явная обратная связь представляют собой два способа получения информации о канале MIMO и описаны ниже. Станция должна обладать способностью выполнять неявное или явное формирование луча с другой станцией, обладающей такими же возможностями.

В другом аспекте станция может осуществлять формирование луча, используя явную обратную связь и зондирование с нулевым пакетом данных (NDP). Станция может передавать первый кадр с запросом на явную обратную связь и может также передавать NDP, имеющий, по меньшей мере, одно поле тестирования, но не имеющий поле данных. Станция может принимать второй кадр с явной обратной связью, которая может быть выведена на основе NDP. Станция может выводить информацию управления (например, матрицы управления) на основе явной обратной связи и может затем передавать управляемый кадр с формированием луча на основе информации управления.

В еще одном другом аспекте станция может выполнять формирование луча с неявной обратной связью и зондирование NDP. Станция может передавать первый кадр с запросом тестирования и может принимать NDP в ответ. Станция может выводить информацию управления на основе NDP и может затем передавать управляемый кадр с формированием луча на основе информации управления.

В еще одном другом аспекте станция может выполнять двунаправленное формирование луча с неявной обратной связью и NDP зондированием. Станция может передавать первый кадр с запросом тестирования и может также передавать первый NDP либо до, либо после первого кадра. Станция может принимать первый управляемый кадр с формированием луча на основе первой информации управления, которая может быть выведена из первого NDP. Станция может также принимать второй NDP в ответ на запрос тестирования и может выводить вторую информацию управления на основе второго NDP. Станция может затем передавать второй управляемый кадр с формированием луча на основе второй информации управления.

Станция может также выполнять формирование луча с зондированием MPDU, в котором используют кадры, имеющие как поля тестирования, так и поля данных. Такой кадр может переносить модуль данных (MPDU) в соответствии с протоколом управления доступом к среде передачи (MAC). Различные аспекты и свойства раскрытия более подробно описаны ниже.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана сеть беспроводной связи.

На фиг.2A, 2B и 3C показаны три формата PPDU в соответствии с IEEE 802.11n.

На фиг.3 показан формат кадра MAC в соответствии с IEEE 802.11n.

На фиг.4 показано однонаправленное явное формирование луча с зондированием NDP.

На фиг.5 показано неявное однонаправленное формирование луча с зондированием NDP.

На фиг.6 показано неявное двунаправленное формирование луча с зондированием NDP.

На фиг.7 показано однонаправленное явное формирование луча с зондированием MPDU.

На фиг.8 показано неявное однонаправленное формирование луча с зондированием MPDU.

На фиг.9 показано неявное двунаправленное формирование луча с зондированием MPDU.

На фиг.10 показана калибровка с зондированием NDP.

На фиг.11 показана калибровка с зондированием MPDU.

На фиг.12 показана калибровка с одновременным зондированием NDP и MPDU.

На фиг.13 показан кадр управления для передачи информации о состоянии канала (CSI, ИСК) по каналу обратной связи.

На фиг.14 и 15 показано формирование луча станцией.

На фиг.16 и 17 показано явное формирование луча с зондированием NDP.

На фиг.18 и 19 показано неявное формирование луча с зондированием NDP.

На фиг.20 и 21 показано двунаправленное неявное формирование луча с зондированием NDP.

На фиг.22 и 23 показана калибровка с зондированием NDP.

На фиг.24 и 25 показана передача обратной связи с CSI для калибровки.

На фиг.26 показана блок-схема двух станций.

Подробное описание изобретения

Технологии, описанные здесь, можно использовать в различных сетях и системах беспроводной связи, таких как беспроводные локальные вычислительные сети (LAN), беспроводные городские сети мегаполиса (WMAN), беспроводные региональные вычислительные сети (WWAN) и т.д. Термины "сети" и "системы" часто используют взаимозаменяемо.

Во WLAN может быть воплощена любая из радиотехнологий из семейства стандартов IEEE 802.11, Hiperlan и т.д. В WMAN может быть воплощен стандарт IEEE 802.16 и т.д. WWAN может представлять собой сотовую сеть, такую как сеть множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), сеть множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), сеть множественного доступа с частотным разделением (FDMA), сеть ортогонального FDMA (OFDMA), сеть FDMA с одной несущей (SC-FDMA) и т.д. Для ясности определенные аспекты технологий описаны ниже для WLAN, в которой воплощен стандарт IEEE 802.11n.

В стандарте IEEE 802.11n используется мультиплексирование с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDM), которое представляет собой технологию модуляции, которая разделяет полосы пропускания системы на множество (K) ортогональных поднесущих. Для работы в пределах 20 МГц в соответствии с IEEE 802.11n определено общее количество поднесущих K = 64 с использованием OFDM, и им назначены индексы от -32 до +31. Общее количество 64 поднесущих включает в себя 52 поднесущие данных с индексами ±{1…, 6, 8…, 20, 22…, 28} и четыре пилотных поднесущих с индексами ±{7, 21}. Поднесущую DC (постоянного тока) с индексом 0 из остальных поднесущих не используют. Для работы в полосе 40 МГц в соответствии с IEEE 802.11n определено суммарное количество поднесущих K = 128 с индексами от -64 до +63, и они включают в себя 108 поднесущих данных с индексами ±{2, 10, 12, 24, 26…, 52, 54…, 58} и шесть пилотных поднесущих с индексами ±{11, 25, 54}. IEEE 802.11n также поддерживает передачу MIMO через множество передающих антенн в множество приемных антенн. IEEE 802.11n описан в IEEE P802.11n™/D1.0 под названием "Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: Enhancements for Higher Throughput" от марта 2006 года и в IEEE P802.11n™/D2.00 под названием "Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: Amendment: Enhancements for Higher Throughput" от февраля 2007 года.

На фиг.1 показана беспроводная сеть 100 с точкой 110 доступа и множеством станций 120. В общем случае беспроводная сеть может включать в себя любое количество точек доступа и любое количество станций. Станция представляет собой устройство, которое связывается с другой станцией через беспроводную среду/канал. Станцию также можно называть терминалом, мобильной станцией, оборудованием пользователя, модулем абонента и т.д., и она может содержать некоторые или все их функции. Станция может представлять собой сотовый телефон, переносное устройство, беспроводное устройство, карманный персональный компьютер (PDA), переносной компьютер, беспроводный модем, беспроводный телефон и т.д. Точка доступа представляет собой станцию, которая обеспечивает доступ к услугам, распределяемым через беспроводную среду, для станций, ассоциированных с этой точкой доступа. Точку доступа также можно называть базовой станцией, базовой передающей станцией (BTS), узлом B и т.д., и она может содержать некоторые или все их функции. Станции 120 могут связываться с точкой 110 доступа и/или друг с другом, используя передачу данных между одноранговыми узлами сети. Точка 110 доступа может быть соединена с сетью 130 данных и может связываться с другими устройствами через сеть данных. Сеть 130 данных может представлять собой Интернет, интранет и/или любую другую кабельную или беспроводную сеть.

Технологии, описанные здесь, можно использовать для MIMO передачи по нисходящему каналу передачи, восходящему каналу передачи и между одноранговыми узлами сети. Для нисходящей передачи данных точка 110 доступа может представлять собой передатчик и станция 120 может представлять собой приемники. Для восходящей передачи данных станции 120 могут представлять собой передатчики и точка 110 доступа может представлять собой приемник. При передаче между одноранговыми узлами сети одна из станций 120 может представлять собой передатчик и другая станция 120 может представлять собой приемник.

Канал MIMO, сформированный множеством (T) передающих антенн в передатчике и множеством (R) приемных антенн в приемнике, может быть охарактеризован матрицей H _k, состоящей из R × T каналов, для каждой поднесущей k или каждой группы поднесущих, представляющей интерес. Матрица H _k каналов может быть диагонализирована в результате выполнения разложения по собственному значению матрицы корреляции для H _k следующим образом.

где R _k представляет собой матрицу корреляции T × T для H _k,

V _k представляет собой унитарную матрицу T × T, столбцы которой представляют собой собственные векторы R _k,

Λ _k представляет собой диагональную матрицу T × T собственных значений R _k, и

"Н" обозначает результат сопряженного транспонирования.

Унитарная матрица V _k характеризуется свойством V ^H _k V _k = I, где I представляет собой матрицу тождественности. Столбцы унитарной матрицы ортогональны друг другу, и каждый столбец имеет единичную мощность. V _k также называется матрицей формирования луча. Диагональная матрица Λ _k содержит возможные ненулевые значения вдоль диагонали и нули во всех других местах. Диагональные элементы Λ _k представляют собой собственные значения, представляющие коэффициенты усиления мощности собственных мод R _k.

Передатчик (или формирователь луча) может выполнять пространственную обработку передачи для формирования луча для приемника (или получателя формируемого луча) следующим образом:

Ур. (2)

где x _k представляет собой вектор, содержащий вплоть до T символов данных, предназначенный для передачи поднесущей k,

Q _k представляет собой матрицу управления для поднесущей k, которая может быть выведена на основе V _k, и

z _k представляет собой вектор с T выходными символами для T передающих антенн для поднесущей k.

В ходе формирования луча в соответствии с уравнением (2) управляют или формуют лучи, передаваемые из передатчика в приемник. Для эффективного формирования луча передатчик должен иметь точную оценку отклика канала MIMO из передатчика в приемник. Эту информацию канала MIMO можно использовать для вывода соответствующих матриц управления для пространственной обработки передачи, для направления лучей из передатчика к приемнику.

Формирование луча может осуществляться различными способами и может поддерживаться различными модулями данных протокола (PDU). Для ясности ниже описано формирование луча c использованием PDU, определенное в IEEE 802.11n.

В IEEE 802.11n протокол MAC обрабатывает данные как MAC PDU (MPDU). Затем протокол сходимости физического уровня (PLCP) обрабатывает MPDU для генерирования PLCP PDU (PPDU). PPDU также может называться пакетом, кадром и т.д. Физический уровень (PHY) затем обрабатывает и передает каждый PPDU через беспроводную среду. В IEEE 802.11n можно использовать PPDU с высокой пропускной способностью (HT-PPDU) для передачи MIMO из множества передающих антенн в множество приемных антенн.

На фиг.2A показана структура HT-PPDU 210 со смешанным форматом HT в IEEE 802.11n. HT-PPDU 210 включает в себя преамбулу смешанного режима, после чего следует поле данных. Преамбула смешанного режима включает в себя (i) преамбулу наследования, состоящую из короткого тестового поля наследования (L-STF) и длинного поля тестирования наследования (L-LTF), (ii) поле сигнала наследования (L-SIG), (iii), поле сигнала HT (HT-SIG) и (iv) НТ-преамбулу, состоящую из короткого поля тестирования HT, (HT-STF) и одного или больше длинных полей тестирования HT (HT-LTF). Количество HT-LTF равно или больше количеству потоков данных, передаваемых одновременно. Длинные и короткие поля тестирования могут переносить известные символы тестирования, которые можно использовать для детектирования кадра, получения времени, оценки частоты и коррекции, автоматической регулировки усиления (AGC), оценки канала и т.д. Поля L-SIG и HT-SIG могут переносить информацию сигналов для HT-PPDU. Например, поле HT-SIG переносит (i) поле Length (Длина), которое обозначает длину поля данных и (ii) поле Not Sounding (Отсутствие зондирования), которое обозначает, является или нет HT-PPDU зондирующим PPDU. Зондирующий PPDU представляет собой PPDU, переносящий известные символы тестирования, которые можно использовать для оценки канала. Поле данных переносит полезную нагрузку HT-PPDU, которая может представлять собой один или больше MPDU и может иметь переменную длину, обозначенную полем Length.

На фиг.2B показана структура HT-PPDU 220 с форматом HT (ВП) на новой основе (greenfield) в соответствии с IEEE 802.11n. HT-PPDU 220 включает в себя преамбулу формата на новой основе, после которой следует поле данных. Преамбула формата на новой основе включает в себя короткое поле тестирования формата на новой основе HT (HT-GF-STF), длинное поле тестирования HT (HT-LTF1, ВП-ДТП1), поле HT-SIG и одно или больше полей HT-LTF.

HT-PPDU 210 и 220 можно использовать как зондирующие PPDU путем установки 0 в поле отсутствия зондирования (Not Sounding) и включения достаточного количества HT-LTF. Зондирующий PPDU, который переносит данные, называется зондирующим MPDU.

На фиг.2C показана структура пакета 230 нулевых данных (NDP) с преамбулой формата на новой основе в соответствии с IEEE 802.11n. NDP 230 представляет собой зондирующий PPDU, который не переносит данные и который также может называться кадром нулевой длины (ZLF) и т.д. NDP 230 может быть сформирован путем установки 0 в поле Length, установки 0 в поле Not Sounding, включения достаточного количества HT-LTF и исключения поля данных Data.

HT-PPDU 210, 220 и 230 представляют собой некоторые форматы PPDU, поддерживаемые IEEE 802.11n. Форматы PPDU, поддерживаемые IEEE 802.11n, описаны в указанных выше документах IEEE 802.11n.

На фиг.3 показана структура кадра 300 MAC в соответствии с IEEE 802.11n. Кадр 300 MAC включает в себя различные поля, такие как поле HT Control (управление НТ), поле Frame Body (тело кадра) и поле последовательности проверки кадра (FCS). Поле Frame Body переносит данные для кадра MAC. Поле FCS переносит значение FCS, которое генерируют на основе содержания других полей кадра MAC и используют для детектирования ошибок кадра MAC. Поле HT Control включает в себя различные поля, такие как поле Link Adaptation Control (управление адаптацией соединения), поле CSI/Steering (CSI/управление), поле NDP Announcement (ТВЗ уведомление) и поле предоставления обратного направления (RDG)/More PPDU. Поле Link Adaptation Control включает в себя поле запроса тестирования (TRQ) и запрос MCS или поле Antenna Selection Indication (индикации выбора антенны) (MAI). Поле MAI включает в себя поле запроса (MRQ) схемы (MCS) кодирования модуляции. В Таблице 1 представлены различные поля MAC, показанные на фиг.3, и представлено описание для каждого поля MAC. Форматы кадра и полей MAC и различных типов явной обратной связи, обозначенные полем CSI/Steering, описаны в указанных выше документах IEEE 802.11n.

Таблица 1
Поле MAC	Описание
TRQ	0 = передатчик ответчика не получил запрос передать зондирующий PPDU,1 = передатчик ответчика получил запрос передать зондирующий PPDU.
MRQ	0 = не запрошена обратная связь MCS,1 = запрошена обратная связь MCS.
CSI/Steering	0 = обратная связь не требуется,1 = запрос на обратную связь CSI,2 = запрос на несжатую матрицу обратной связи формирования луча,3 = запрос на сжатую матрицу обратной связи формирования луча.
NDP Announcement	0 = далее не следует NDP,1 = далее следует NDP.
RDG/More PPDU	0 = PPDU, переносящий кадр MAC, представляет собой последнюю передачу,1 = после PPDU, переносящего кадр MAC, следует другой PPDU,0 = не передано предоставление обратного направления,1 = присутствует предоставление обратного направления.

В Таблице 2 представлено два типа зондирования и в ней представлено короткое описание каждого типа зондирования. NDP не переносит кадр MAC и, таким образом, не содержит поле HT Control. Следовательно, могут существовать определенные ограничения по использованию NDP, а также по способу возможной передачи NDP.

Таблица 2
Тип зондирования	Описание
Зондирование MPDU	Использование данных, переносящих зондирующий PPDU и поле HT Control.
Зондирование NDP	Использование зондирующего PPDU, который не переносит данные и не содержит поле HT Control.

В Таблице 3 представлены два типа схем/обратной связи для формирования луча, поддерживаемых IEEE 802.11n, и предоставлено короткое описание каждого типа обратной связи.

Таблица 3
Тип обратной связи	Описание
Неявная обратная связь	Получатель формирования луча передает зондирующий PPDU.Формирователь луча выводит оценку канала MIMO из зондирующего PPDU и рассчитывает матрицы управления на основе оценки канала MIMO.
Явная обратная связь	Формирователь луча передает зондирующий PPDU.Получатель формирования луча выводит оценку канала MIMO из зондирующего PPDU и передает сигнал обратной связи в формирователь луча.Формирователь луча рассчитывает матрицы управления на основе обратной связи.

Неявную обратную связь можно использовать в сетях дуплексирования с временным разделением (TDD), в которых передачу между станциями осуществляют по одному частотному каналу с временным разделением. В этом случае отклик канала для одного соединения, как можно предположить, представляет собой взаимный отклик канала для другого соединения. Явную обратную связь можно использовать как для сетей TDD, так и для сетей дуплексирования с частотным разделением (FDD).

Формирование луча можно использовать, если передающая станция и приемная станция обе поддерживают одинаковый тип обратной связи, который может представлять собой неявную обратную связью или явную обратную связь. Если одна станция поддерживает только неявную обратную связь и другая станция поддерживает только явную обратную связь, то формирование луча может быть недоступным для этих станций из-за проблем взаимодействия между двумя типами обратной связи. Два типа обратной связи являются несовместимыми по нескольким причинам. Во-первых, станция, которая поддерживает только неявную обратную связь, может не быть способной передавать соответствующие сигналы обратной связи для станции, которая поддерживает только явную обратную связь. Во-вторых, может не быть доступен механизм стимуляции станции, которая поддерживает только явную обратную связь, передать зондирующий PPDU. Кроме того, два типа зондирования могут быть несовместимыми.

В одном аспекте станция может быть разработана со следующими возможностями для поддержания как неявной обратной связи, так и явной обратной связи для формирования луча:

1) передача и прием зондирующего PPDU,

2) отклик на запрос тестирования (TRQ) путем передачи зондирующего PPDU и

3) отклик на запрос на явную обратную связь.

Благодаря поддержке этого набора возможностей, представленных выше, станция может быть способна выполнять неявное или явное формирование луча с другой станцией, поддерживающей тот же набор возможностей.

В одной схеме станция может поддерживать только зондирование NDP или только зондирование MPDU или как зондирование NDP, так и зондирование MPDU. Станция может уведомлять о своей возможности зондирования с помощью поля Capability (Возможность) формирования луча передачи (TxBF), которое включено в определенные кадры, такие как кадр маяка, кадр запроса ассоциации, ответа ассоциации, кадр запроса зондирования и кадр ответа зондирования. В другой схеме формирователь луча может поддерживать передачу зондирования NDP и прием смещенного зондирования, и получатель формирования луча может поддерживать прием зондирования NDP и передачу смещенного зондирования. В IEEE 802.11n ссылка на множество размерностей распространена на множество символов тестирования с использованием определенной ортонормированной матрицы. При использовании смещенного зондирования такое распространение выполняется отдельно для символов тестирования, ассоциированных с размерностями данных, и символов тестирования, ассоциированных с дополнительными пространственными размерностями (расширение пространственных потоков в 802.11n). Таким образом, зондирование для потоков пространственного расширения может быть разделено по времени от зондирования для размерностей данных. Зондирование со смещением можно использовать, когда количество размерностей для зондирования превышает количество размерностей данных или пространственно-временных потоков (N_STS). Зондирование со смещением может быть доступно только для зондирования MPDU и может использоваться для зондирования дополнительных размерностей при зондировании MPDU. Получатель формируемого луча может отвечать на запрос обратной связи CSI, переданный с NDP формирователем луча. Формирователь луча может отвечать на запрос зондирования получателя формирования луча.

Формирование луча может быть выполнено с неявной обратной связью или с явной обратной связью, которые могут поддерживаться с помощью зондирования NDP и/или зондирования MPDU. Формирование луча также может осуществляться для однонаправленной передачи из одной станции в другую станцию или для двунаправленной передачи между двумя станциями. Может осуществляться обмен между различными последовательностями кадров для различных сценариев формирования луча. Для ясности ниже описаны примеры обмена кадрами для некоторых сценариев формирования луча.

На фиг.4 показан пример обмена кадрами для однонаправленного явного формирования луча с зондированием NDP. Станция A может передать неуправляемый кадр 410 с запросом обратной связи для одного из типов обратной связи, представленных в Таблице 1. Неуправляемый кадр представляет собой кадр, переданный без формирования луча, и управляемый кадр представляет собой кадр, переданный с формированием луча. Кадр 410 может представлять собой кадр запроса на передачу (RTS), содержащий запрашиваемую длительность для времени, требуемого для передачи ожидающих передачи данных и соответствующих сигналов. Поле NDP Announcement кадра 410 может быть установлено на 1 для обозначения того, что далее следует NDP. Станция B может принимать кадр 410 RTS, может удовлетворять этот запрос и передавать неуправляемый кадр 412 Clear to Send (Готов к передаче) (CTS), который может переносить любые данные, которые станция B может иметь для станции A. Кадры RTS и CTS представляют собой кадры управления, обмен которыми может осуществляться для резервирования беспроводной среды и для исключения взаимных помех от неявных станций. Кадры RTS и CTS также могут быть исключены.

Станция A может передавать NDP 414 и неуправляемый кадр 416, который может представлять кадр данных или некоторый другой кадр. NDP 414 может быть передан в течение короткого промежутка времени между кадрами (SIFS) в конце кадра 412. Поле RDG кадра 416 может быть установлено на 1 для обозначения предоставления обратного направления, которое может передавать управление беспроводной среды передачи в станцию B. Станция B может оценивать ответ канала MIMO на основе NDP 414 и генерировать явную обратную связь типа, запрашиваемого станцией A. Станция B может затем передавать неуправляемый кадр 418 с явной обратной связью. Станция A может принимать явную обратную связь, может выводить матрицы управления на основе обратной связи и передать управляемый кадр 420 данных, используя матрицы управления для формирования луча.

Однонаправленное явное формирование луча с зондированием NDP также может осуществляться другими способами. Например, кадры RTS и CTS могут быть опущены или заменены кадрами других типов. NDP 414 может быть передан в пределах времени SIFS после кадра 416, в поле NDP Announcement которого может быть установлена 1 для обозначения того, что далее следует NDP.

На фиг.5 показан пример обмена кадрами для однонаправленного неявного формирования луча с зондированием NDP. Станция A может передать неуправляемый кадр 510 RTS, и станция B может возвращать неуправляемый кадр 512 CTS. Станция A может затем передавать неуправляемый кадр 514, в поле TRQ которого может быть установлена 1 для обозначения запроса тестирования и в поле RDG которого может быть установлена 1 для обозначения предоставления обратного направления. Станция B может затем передавать неуправляемый кадр 516, NDP 518 и неуправляемый кадр 520 на основе предоставления обратного направления в кадре 514. В поле NDP Announcement кадра 516 может быть установлена 1 для обозначения того, что далее следует NDP, и в поле More PPDU может быть установлена 1 для обозначения того, что далее следует другой кадр. NDP 518 может быть передан в пределах времени SIFS после кадра 516. В поле More PPDU кадра 520 может быть установлен 0 для обозначения того, что больше не следует никакого кадра. Станция A может оценивать ответ канала MIMO на основе NDP 518, выводить матрицы управления на основе оценки канала MIMO и передать управляемый кадр 522 данных, используя матрицы управления для формирования луча.

Однонаправленное неявное формирование луча с зондированием NDP также может осуществляться другими способами. Например, кадры RTS и CTS могут быть исключены или заменены кадрами других типов. В поле NDP Announcement кадра 516 может быть установлена 1, и кадр 518 может быть опущен.

На фиг.6 показан пример обмена кадрами для двунаправленного неявного формирования луча с зондированием NDP. Станция A может передать неуправляемый кадр 610 RTS, и станция B может возвращать неуправляемый кадр 612 СTS. Станция A может затем передавать неуправляемый кадр 614, NDP 616 и неуправляемый кадр 618. В поле MRQ кадра 614 может быть установлена 1 для запроса MCS. В поле TRQ кадра 618 может быть установлена 1 для обозначения запроса тестирования, и в поле RDG может быть установлена 1 для обозначения предоставления обратного направления. Станция B может оценивать отклик канала MIMO на основе NDP 616 и может выводить матрицу управления на основе оценки канала MIMO. Станция B может затем передавать управляемый кадр 620, NDP 622 и управляемый кадр 624, используя матрицы управления для формирования луча. Кадр 620 может отвечать на RDG, и в его поле More PPDU может быть установлена 1 для обозначения того, что другой кадр будет следовать после этого. В поле TRQ кадра 624 может быть установлена 1 для запроса тестирования, и в его поле More PPDU быть установлен 0 для обозначения того, что другие кадры не следуют после этого. Кадр 620 и/или 624 может переносить любые данные, которые станция B может передавать в станцию A.

Станция A может оценивать ответ канала MIMO на основе NDP 622 и может выводить матрицы управления на основе оценки канала MIMO. Станция A может затем передавать управляемый кадр 626, NDP 628 в ответ на TRQ в кадре 624 и управляемый кадр 630. В поле TRQ кадра 630 может быть установлена 1 для обозначения запроса тестирования, и в его поле RDG может быть установлена 1 для обозначения предоставления обратного направления. Каждая станция может передавать дополнительные кадры с формированием луча аналогичным образом.

Двунаправленное неявное формирование луча с зондированием NDP также может осуществляться другими способами. Например, кадры RTS и CTS могут быть исключены или заменены кадрами других типов. В поле NDP Announcement каждого из кадров 614, 620 и/или 626 может быть установлена 1, и кадры 618, 624 и/или 630 могут быть исключены.

Двунаправленное явное формирование луча с зондированием NDP может осуществляться на основе комбинации фиг.4 и 6. Обе станции A и B могут передать NDP, как показано на фиг.6. Каждая станция может выводить явную обратную связь на основе NDP, принятого из другой станции, и может передавать явную обратную связь в другую станцию. Каждая станция может выводить матрицы управления на основе явной обратной связи, принятой из другой станции, и может передавать управляемые кадры с матрицами управления.

На фиг.7 показан пример обмена кадрами для однонаправленного явного формирования луча с зондированием MPDU. Станция A может передать неуправляемый кадр 710 RTS в зондирующем PPDU. Кадр 710 может включать в себя запрос на обратную связь для одного из типов обратной связи, представленных в Таблице 1. Станция B может оценивать ответ канала MIMO на основе зондирующего PPDU и может генерировать явную обратную связь такого типа, который запрашивает станция A. Станция B может затем передать неуправляемый кадр 712 CTS, который может нести информацию явной обратной связи. Станция A может выводить матрицы управления на основе явной обратной связи, принятой из станции B, и может передать управляемый кадр 714 данных, используя матрицы управления для формирования луча. Кадр 714 может быть передан в зондирующем PPDU и может включать в себя запрос на обратную связь для обновленной обратной связи. Станция B может оценивать ответ канала MIMO на основе зондирующего PPDU и может генерировать явную обратную связь такого типа, который запрашивает станция A. Станция B затем может передать неуправляемый кадр 716, который переносит явную обратную связь и подтверждение блока (BA, ПБ) для данных, переданных в кадре 714.

На фиг.8 показан пример обмена кадрами для однонаправленного неявного формирования луча с зондированием MPDU. Станция A может передавать неуправляемый кадр 810 RTS, в поле TRQ которого может быть установлена 1 для обозначения запроса тестирования. Станция B может затем передавать неуправляемый кадр 812 CTS в зондирующем PPDU. Кадр 812 может переносить любые данные, которые может иметь станция B, предназначенные для передачи в станцию A. Станция A может выводить матрицы управления на основе зондирующего PPDU, принятого из станции B, и может передать управляемый кадр 814 данных, используя матрицу управления для формирования луча. В поле TRQ кадра 814 может быть установлена 1 для обозначения запроса тестирования. Станция B может затем передавать неуправляемый кадр 816 в зондирующем PPDU. Кадр 816 может переносить блок Ack для данных, переданных в кадре 814.

На фиг.9 показан пример обмена кадрами для двунаправленного неявного формирования луча с зондированием MPDU. Станция A может передавать неуправляемый кадр 910 RTS в зондирующем PPDU. В поле TRQ кадра 910 может быть установлена 1 для обозначения запроса тестирования. Станция B может выполнять оценку ответа канала MIMO на основе зондирующего PPDU из станции B и может выводить матрицы управления на основе оценки канала MIMO. Станция B может затем передать управляемый кадр 912 CTS в зондирующем PPDU. В поле TRQ кадра 912 может быть установлена 1 для обозначения запроса тестирования, и кадр может переносить любые данные, которые могут иметься в станции B для передачи в станцию A. Станция A может выводить матрицы управления на основе зондирующего PPDU, принятого из станции B, и может передать управляемый кадр 914 данных с использованием матриц управления для формирования луча. Кадр 914 может переносить блок Ack для любых данных, переданных в кадре 912, и в его поле TRQ может быть установлена 1 для обозначения запроса тестирования. Станция B может выводить матрицы управления на основе зондирующего PPDU, принятого из станции A, и может передать управляемый кадр 918 данных в зондирующем PPDU. Кадр 918 может переносить блок Ack для данных, переданных в кадре 914, запрос тестирования и данные.

Формирование луча с зондированием MPDU, показанное на фиг.7, 8 и 9, также может осуществляться другими способами. Например, кадры RTS и CTS могут быть заменены кадрами других типов.

Двунаправленное явное формирование луча с зондированием MPDU может осуществляться на основе комбинации фиг.7 и 9. Обе станции A и B могут передавать зондирующий PPDU, как показано на фиг.9. Каждая станция может выводить явную обратную связь на основе зондирующего PPDU, принятого из другой станции, и может передавать явную обратную связь в другую станцию. Каждая станция может выводить матрицы управления на основе явной обратной связи, принятой из другой станции, и может передать управляемые кадры с матрицами управления.

Формирование луча с неявной обратной связью предусматривает взаимный канал MIMO между станциями A и B. Это позволяет станции A (i) оценивать отклик канала MIMO на соединение из станции B в станцию А на основе зондирующего PPDU, принятого из станции B и (ii) использовать эту оценку канала MIMO как оценку отклика канала MIMO для другого соединения из станции A в станцию B. Однако если отклики цепочек передач будут отличаться от откликов цепочек приема в станции A или в станции B, тогда различия будут влиять на возможность взаимного использования канала MIMO.

Станции A и B могут выполнять калибровку для определения различия между их цепочками передачи и приема и для вывода векторов коррекции, которые можно применять для учета различий для восстановления взаимности. Калибровка не требуется для формирования луча, но если ее выполняют, она может улучшить характеристику формирования луча. Станции A и B могут выполнять калибровку при ассоциировании и/или в другие моменты времени.

На фиг.10 показан пример обмена кадрами для калибровки при явной обратной связи CSI и с зондированием NDP. Станция A может передавать неуправляемый кадр 1010 RTS, и станция B может возвращать неуправляемый кадр 1012 CTS. Станция A может затем передавать неуправляемый кадр 1014, NDP 1016 и неуправляемый кадр 1018. В поле CSI/Steering кадра 1014 может быть установлена 1 для запроса обратной связи CSI, и это может обозначать, что обратная связь CSI полной точности должна быть передана обратно. В поле TRQ кадра 1018 может быть установлена 1 для запроса тестирования, и в поле RDG может быть установлена 1 для обозначения предоставления обратного направления.

Станция B может оценивать отклик канала MIMO на основе NDP 1016 и может генерировать обратную связь CSI, как описано в упомянутых выше документах IEEE 802.11n. Станция B может затем передавать неуправляемый кадр 1020, NDP 1022 и неуправляемый кадр 1024. Кадр 1020 может переносить обратную связь CSI, и в его поле More PPDU может быть установлена 1 для обозначения того, что другой кадр будет следовать дальше. Кадр 1024 также может осуществлять обратную связь CSI, и в его поле More PPDU может быть установлен 0 для обозначения того, что другие кадры не следуют посл