Система и способ, использующие обратно совместимые форматы преамбулы для беспроводной связи множественного доступа

Система и способ, использующие обратно совместимые форматы преамбулы для беспроводной связи множественного доступа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники изобретения

Область техники, которой относится изобретение

[0001] Настоящая заявка, в целом, относится к беспроводной связи и, в частности, к системам, способам и устройствам для обеспечения обратно совместимой беспроводной связи множественного доступа. Определенные аспекты здесь относятся к связи в режиме множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA), в особенности, в семействе стандартов беспроводной связи IEEE 802.11.

Уровень техники

[0002] Во многих телекоммуникационных системах сети связи используются для обмена сообщениями между несколькими взаимодействующими пространственно разнесенными устройствами. Сети можно классифицировать согласно масштабу, например городского масштаба, локального масштаба или персонального масштаба. Такие сети именуются, соответственно, глобальной сетью (WAN), городской сетью (MAN), локальной сетью (LAN) или персональной сетью (PAN). Сети также отличаются согласно методу коммутации/маршрутизации, используемому для взаимного соединения различных узлов сети и устройств (например, коммутации каналов в отличие от коммутации пакетов), типу физических сред, применяемых для передачи (например, проводной в отличие от беспроводной), и набору используемых протоколов связи (например, комплекта интернет-протоколов, SONET (сеть синхронной оптической связи), Ethernet, и т.д.).

[0003] Беспроводные сети часто являются предпочтительными, когда сетевые элементы являются мобильными и, таким образом, им требуется динамическая возможность соединения, или если архитектура сети сформирована по специализированной, а не фиксированной, топологии. Беспроводные сети применяют нематериальные физические носители в режиме ненаправленного распространения с использованием электромагнитных волн в радио, микроволновом, инфракрасном, оптическом и т.д. частотных диапазонах. Беспроводные сети преимущественно облегчают мобильность пользователей и быстрое развертывание в условиях эксплуатации по сравнению со стационарными проводными сетями.

Сущность изобретения

[0004] Каждая/ый/ое из систем, способов и устройств изобретения имеет несколько аспектов, ни один из которых по отдельности не отвечает за его желаемые атрибуты. Без ограничения объема этого изобретения, выраженного нижеследующей формулой изобретения, некоторые признаки будут кратко рассмотрены. Ознакомившись с этим рассмотрением и, в особенности, с разделом под названием “подробное описание”, можно будет понять, как признаки этого изобретения обеспечивают преимущества, которые включают в себя уменьшение размера кадров управления.

[0005] Один аспект изобретения предусматривает способ передачи на два или более устройства беспроводной связи. Способ включает в себя передачу первой секции преамбулы согласно первому формату, причем первая секция преамбулы содержит информацию, предписывающую устройствам, совместимым с первым форматом, откладывать передачу, передачу второй секции преамбулы согласно второму формату, причем вторая секция преамбулы содержит информацию выделения тона, причем информация выделения тона идентифицирует два или более устройства беспроводной связи; и передачу данных одновременно на два или более устройства беспроводной связи, причем данные содержатся в двух или более поддиапазонах.

[0006] Первая секция преамбулы может включать в себя однобитовый код на Q-рельсе, который указывает присутствие второй секции преамбулы. Вторая секция преамбулы может включать в себя поле сигнала, использующее второй формат, причем поле сигнала состоит из, по меньшей мере, трех символов мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, и третий символ из трех символов является повернутым сигналом, который указывает присутствие второй секции преамбулы. Передача второй секции преамбулы может включать в себя передачу одного или более обучающих полей согласно второму формату на каждое из двух или более устройств беспроводной связи, причем каждое из одного или более обучающих полей предназначено для использования для точной оценки частотного сдвига, синхронизации по времени и оценивания канала. Способ может дополнительно включать в себя назначение одного или более пространственных потоков каждому из двух или более устройств беспроводной связи, и при этом передача одного или более обучающих полей включает в себя передачу одного обучающего поля согласно второму формату на каждое из двух или более устройств беспроводной связи, причем количество обучающих полей основано на количестве пространственных потоков, назначенных соответствующему устройству беспроводной связи. Способ может дополнительно включать в себя назначение одного или более пространственных потоков каждому из двух или более устройств беспроводной связи, и при этом передача одного или более обучающих полей содержит передачу нескольких обучающих полей на каждое из двух или более устройств беспроводной связи, причем количество обучающих полей основано на количестве пространственных потоков, назначенных устройству беспроводной связи, которому назначено наивысшее количество пространственных потоков. Вторая секция преамбулы может содержать информацию, достаточную для информирования устройств о дискретности выделения тона передачи. Информация, достаточная для информирования устройств о дискретности выделения тона передачи, может содержать полосу передачи, из которой устройства, совместимые со вторым форматом, могут определять дискретность выделения тона передачи. Информация, достаточная для информирования устройств о дискретности выделения тона передачи, может содержать код из, по меньшей мере, одного бита в поле сигнала, указывающий дискретность выделения тона передачи. Дискретность выделения тона может содержать указание размера полосы каждого из нескольких поддиапазонов. Вторая секция преамбулы может дополнительно включать в себя указание количества поддиапазонов, назначенных каждому из идентифицированных двух или более устройств беспроводной связи. Вторая секция преамбулы может включать в себя поле сигнала согласно второму формату, и при этом первый символ поля сигнала передается в двух экземплярах на каждом из множества каналов и содержит информацию, идентифицирующую всю полосу, и при этом следующий символ поля сигнала передается с использованием всей полосы.

[0007] Один аспект настоящего изобретения предусматривает устройство для беспроводной связи. Устройство включает в себя передатчик, выполненный с возможностью передачи в полосе, предназначенной для передачи первой секции преамбулы согласно первому формату, причем первая секция преамбулы содержит информацию, предписывающую устройствам, совместимым с первым форматом, откладывать передачу; передачи второй секции преамбулы согласно второму формату, причем вторая секция преамбулы содержит информацию выделения тона, причем информация выделения тона идентифицирует два или более устройства беспроводной связи; и передачи данных одновременно на два или более устройства беспроводной связи, причем данные содержатся в двух или более поддиапазонах. Первая секция преамбулы может включать в себя однобитовый код на Q-рельсе, который указывает присутствие второй секции преамбулы устройствам, совместимым со вторым форматом. Вторая секция преамбулы может включать в себя поле сигнала, использующее второй формат, причем поле сигнала содержит, по меньшей мере, три символа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, и третий символ из трех символов является повернутым сигналом, который указывает присутствие поля сигнала второго формата. Передатчик может быть выполнен с возможностью передачи второй секции преамбулы, содержащей передачу одного или более обучающих полей согласно второму формату на каждое из двух или более устройств беспроводной связи, причем каждое из одного или более обучающих полей предназначено для использования для точной оценки частотного сдвига, синхронизации по времени и оценивания канала. Передатчик может быть дополнительно выполнен с возможностью передачи на каждое из двух или более устройств беспроводной связи в одном или более пространственных потоков, и при этом передача одного или более обучающих полей согласно второму формату содержит передачу обучающего поля согласно второму формату на каждое из двух или более устройств беспроводной связи, причем количество обучающих полей основано на количестве пространственных потоков, назначенных соответствующему устройству беспроводной связи. Передатчик может быть дополнительно выполнен с возможностью передачи на каждое из двух или более устройств беспроводной связи в одном или более пространственных потоков, и при этом передача одного или более обучающих полей согласно второму формату содержит передачу нескольких обучающих полей на каждое из двух или более устройств беспроводной связи, причем количество обучающих полей основано на количестве пространственных потоков, назначенных устройству беспроводной связи, которому назначено наивысшее количество пространственных потоков. Вторая секция преамбулы может содержать информацию, достаточную для информирования устройств о дискретности выделения тона передачи. Вторая секция преамбулы может включать в себя поле сигнала второго формата, и при этом первый символ поля сигнала второго формата передается в двух экземплярах на каждом из множества каналов и содержит информацию, идентифицирующую всю полосу, и при этом следующий символ поля сигнала второго формата передается с использованием всей полосы.

Краткое описание чертежей

[0008] Фиг. 1 демонстрирует выделение канала для каналов, доступных для систем IEEE 802.11.

[0009] Фиг. 2 демонстрирует структуру пакета физического уровня (кадра PPDU), который можно использовать при осуществлении связи IEEE 802.11a/b/g/j/p.

[0010] Фиг. 3 демонстрирует структуру пакета физического уровня (кадра PPDU), который можно использовать при осуществлении связи IEEE 802.11n.

[0011] Фиг. 4 демонстрирует структуру пакета физического уровня (кадра PPDU), который можно использовать при осуществлении связи IEEE 802.11ac.

[0012] Фиг. 5 демонстрирует иллюстративную структуру пакета нисходящей линии связи физического уровня, который можно использовать для обеспечения обратно совместимой беспроводной связи множественного доступа.

[0013] Фиг. 6 демонстрирует иллюстративное представление сигнала, который можно использовать для идентификации STA и для выделения поддиапазонов этим STA.

[0014] Фиг. 7 демонстрирует 2-ю иллюстративную структуру пакета нисходящей линии связи физического уровня, который можно использовать для обеспечения обратно совместимой беспроводной связи множественного доступа.

[0015] Фиг. 8 демонстрирует 3-ю иллюстративную структуру пакета нисходящей линии связи физического уровня, который можно использовать для обеспечения обратно совместимой беспроводной связи множественного доступа.

[0016] Фиг. 9 демонстрирует 4-ю иллюстративную структуру пакета нисходящей линии связи физического уровня, который можно использовать для обеспечения обратно совместимой беспроводной связи множественного доступа.

[0017] Фиг. 10 иллюстрирует пример системы беспроводной связи, в которой могут применяться аспекты настоящего изобретения.

[0018] Фиг. 11 демонстрирует функциональную блок-схему иллюстративного беспроводного устройства, которое может применяться в системе беспроводной связи, показанной на фиг. 1.

[0019] Фиг. 12 демонстрирует иллюстративную структуру пакета восходящей линии связи физического уровня, который можно использовать для обеспечения обратно совместимой беспроводной связи множественного доступа.

[0020] Фиг. 13 демонстрирует блок-схему операций процесса для иллюстративного способа передачи пакета высокой эффективности на два или более устройства беспроводной связи.

[0021] Фиг. 14 демонстрирует иллюстративную структуру гибридного пакета нисходящей линии связи физического уровня, который можно использовать для обеспечения обратно совместимой беспроводной связи множественного доступа.

[0022] Фиг. 15 демонстрирует иллюстративный способ передачи гибридного пакета.

[0023] Фиг. 16 демонстрирует иллюстративный способ приема гибридного пакета.

[0024] Фиг. 17 демонстрирует пакет с одним иллюстративным форматом преамбулы HE.

[0025] Фиг. 18 демонстрирует пакет с другим иллюстративным форматом преамбулы HE.

[0026] Фиг. 19 демонстрирует пакет с другим иллюстративным форматом преамбулы HE.

[0027] Фиг. 20 демонстрирует иллюстративное выделение битов для поля HE-SIG 1.

[0028] Фиг. 21 демонстрирует иллюстративную структуру пакета восходящей линии связи физического уровня, который можно использовать для обеспечения обратно совместимой беспроводной связи множественного доступа.

[0029] Фиг. 22 демонстрирует другую иллюстративную структуру пакета восходящей линии связи физического уровня, который можно использовать для обеспечения обратно совместимой беспроводной связи множественного доступа.

[0030] Фиг. 23 демонстрирует иллюстративный способ приема пакета.

[0031] Фиг. 24 - иллюстративная структура пакета восходящей линии связи для пакета восходящей линии связи HE.

[0032] Фиг. 25 - иллюстративная структура пакета восходящей линии связи для пакета восходящей линии связи HE.

[0033] Фиг. 26 - иллюстративное сообщение нисходящей линии связи от AP, которое включает в себя информацию о том, сколько пространственных потоков может использовать каждое передающее устройство.

[0034] Фиг. 27 - иллюстрация LTF с перемежением тонов, которое можно использовать в пакете OFDMA UL.

[0035] Фиг. 28 - иллюстрация LTF с перемежением поддиапазонов, которое можно использовать в пакете OFDMA UL.

[0036] Фиг. 29 - иллюстративный участок LTF пакета, который может передаваться в пакете OFDMA UL.

[0037] Фиг. 30 - иллюстрация пакета с общим полем SIG до HE-STF и полем SIG для каждого пользователя после всех HE-LTF.

[0038] Фиг. 31 демонстрирует иллюстративный способ передачи на одно или более устройств в единичной передаче.

[0039] Фиг. 32 демонстрирует иллюстративный способ передачи на одно или более первых устройств с первым набором возможностей и одновременной передачи на одно или более вторых устройств со вторым набором возможностей.

[0040] Фиг. 33 демонстрирует иллюстративный способ приема передачи, совместимый как с устройствами с первым набором возможностей, так и устройствами со вторым набором возможностей.

[0041] Фиг. 34 демонстрирует иллюстративный способ приема передачи, где участки передачи передаются разными беспроводными устройствами.

[0042] Фиг. 35 иллюстрирует различные компоненты, которые можно использовать в беспроводном устройстве, которое может применяться в системе беспроводной связи.

Подробное описание

[0043] Различные аспекты новых систем, устройств и способов описаны более подробно далее со ссылкой на прилагаемые чертежи. Однако принципы изобретения можно реализовать во многих различных формах и не следует рассматривать как ограниченные какой-либо конкретной структурой или функцией, представленной в этом раскрытии. Напротив, эти аспекты обеспечены так, чтобы это раскрытие было исчерпывающим и полным и полностью доносило объем изобретения до специалистов в данной области техники. На основании изложенных здесь принципов специалисту в данной области техники очевидно, что объем изобретения призван охватывать любой аспект раскрытых здесь новых систем, устройств и способов, реализованный независимо или совместно с любым другим аспектом изобретения. Например, устройство можно реализовать или способ можно осуществлять на практике с использованием любого количества изложенных здесь аспектов. Кроме того, объем изобретения призван охватывать такое устройство или способ, который осуществляется на практике с использованием другой структуры, функциональных возможностей, или структуры и функциональных возможностей помимо или отличных от различных изложенных здесь аспектов изобретения. Следует понимать, что любой раскрытый здесь аспект можно реализовать посредством одного или более пунктов формулы изобретения.

[0044] Хотя здесь описаны конкретные аспекты, многие вариации и перестановки этих аспектов отвечают объему изобретения. Хотя упомянуты некоторые достоинства и преимущества предпочтительных аспектов, объем изобретения не подлежит ограничению конкретными достоинствами, вариантами использования или задачами. Напротив, аспекты изобретения подлежат применению в широком смысле к различным беспроводным технологиям, системным конфигурациям, сетям и протоколам передачи, некоторые из которых проиллюстрированы в порядке примера на чертежах и в нижеследующем описании предпочтительных аспектов. Подробное описание и чертежи служат лишь для иллюстрации изобретения, а не для его ограничения, и объем изобретения задается нижеследующей формулой изобретения и ее эквивалентами.

[0045] Технологии беспроводной сети могут включать в себя различные типы беспроводных локальных сетей (WLAN). WLAN можно использовать для взаимного соединения близкорасположенных устройств, с применением широко используемых сетевых протоколов. Различные описанные здесь аспекты можно применять к любому стандарту связи, например WiFi или, в более общем случае, любому члену семейства протоколов беспроводной связи IEEE 802.11. Например, различные описанные здесь аспекты можно использовать как часть протокола IEEE 802.11, например протокола 802.11, который поддерживает связь в режиме множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA).

[0046] Может быть полезно, чтобы множественные устройства, например STA, могли одновременно осуществлять связь с AP. Например, это дает возможность множественным STA принимать ответ от AP за меньшее время и дает возможность передавать и принимать данные от AP с меньшей задержкой. Это также дает возможность AP осуществлять связь с увеличенным количеством устройств в целом и также более эффективно использовать полосу. Использование связи множественного доступа позволяет AP мультиплексировать символы OFDM, например, сразу на четыре устройства в полосе 80 МГц, где каждое устройство использует полосу 20 МГц. Таким образом, множественный доступ может быть полезен в некоторых аспектах, поскольку может позволять AP более эффективно использовать доступный ей спектр.

[0047] Предлагается реализовать такие протоколы множественного доступа в системе OFDM, например семействе 802.11, назначая разные поднесущие (или тоны) символов, передаваемых между AP и STA, разным STA. Таким образом, AP может осуществлять связь с множественными STA посредством единичного передаваемого символа OFDM, где разные тоны символа декодируются и обрабатываются разными STA, что позволяет одновременно переносить данные на множественные STA. Эти системы иногда именуются системами OFDMA.

[0048] Такая схема выделения тона именуется здесь системой “высокой эффективности” (HE), и пакеты данных, передаваемые в такой система выделения множественных тонов, могут именоваться пакетами высокой эффективности (HE). Ниже подробно описаны различные структуры таких пакетов, включающие в себя обратно совместимые поля преамбулы.

[0049] Различные аспекты новых систем, устройств и способов описаны более подробно далее со ссылкой на прилагаемые чертежи. Однако это изобретение можно реализовать во многих различных формах и не следует его рассматривать как ограниченное какой-либо конкретной структурой или функцией, представленной в этом раскрытии. Напротив, эти аспекты обеспечены так, чтобы это раскрытие было исчерпывающим и полным и полностью доносило объем изобретения до специалистов в данной области техники. На основании изложенных здесь принципов специалисту в данной области техники очевидно, что объем изобретения призван охватывать любой аспект раскрытых здесь новых систем, устройств и способов, реализованный независимо или совместно с любым другим аспектом изобретения. Например, устройство можно реализовать или способ можно осуществлять на практике с использованием любого количества изложенных здесь аспектов. Кроме того, объем изобретения призван охватывать такое устройство или способ, которые осуществляются на практике с использованием другой структуры, функциональных возможностей, или структуры и функциональных возможностей помимо или отличных от различных изложенных здесь аспектов изобретения. Следует понимать, что любой раскрытый здесь аспект можно реализовать посредством одного или более пунктов формулы изобретения.

[0050] Хотя здесь описаны конкретные аспекты, многие вариации и перестановки этих аспектов отвечают объему изобретения. Хотя упомянуты некоторые достоинства и преимущества предпочтительных аспектов, объем изобретения не подлежит ограничению конкретными достоинствами, вариантами использования или задачами. Напротив, аспекты изобретения подлежат применению в широком смысле к различным беспроводным технологиям, системным конфигурациям, сетям и протоколам передачи, некоторые из которых проиллюстрированы в порядке примера на чертежах и в нижеследующем описании предпочтительных аспектов. Подробное описание и чертежи служат лишь для иллюстрации изобретения, а не для его ограничения, и объем изобретения задается нижеследующей формулой изобретения и ее эквивалентами.

[0051] Популярные технологии беспроводной сети могут включать в себя различные типы беспроводных локальных сетей (WLAN). WLAN можно использовать для взаимного соединения близкорасположенных устройств, с применением широко используемых сетевых протоколов. Различные описанные здесь аспекты можно применять к любому стандарту связи, например протоколу беспроводной связи.

[0052] В некоторых аспектах беспроводные сигналы могут передаваться согласно протоколу 802.11. В некоторых реализациях, WLAN включает в себя различные устройства, которые являются компонентами, осуществляющими доступ к беспроводной сети. Например, может существовать два типа устройств: точки доступа (AP) и клиенты (также именуемые станциями или STA). В общем случае, AP может выступать в роли концентратора или базовой станции для WLAN, и STA выступает в роли пользователя WLAN. Например, STA может быть портативным компьютером, карманным персональным компьютером (PDA), мобильным телефоном и т.д. В примере STA подключается к AP по беспроводной линии связи на основе WiFi для получения общей возможности соединения с интернетом или другими глобальными сетями. В некоторых реализациях STA также можно использовать в качестве AP.

[0053] Точка доступа (AP) также может содержать, быть реализованной как, или быть известной как базовая станция, беспроводная точка доступа, узел доступа или аналогичная терминология.

[0054] Станция “STA” также может содержать, быть реализована как, или быть известна как терминал доступа (AT), абонентская станция, абонентский блок, мобильная станция, удаленная станция, удаленный терминал, пользовательский терминал, пользовательский агент, пользовательское устройство, пользовательское оборудование, или какая-либо другая терминология. Соответственно, один или более аспектов, предложенных здесь, могут быть внедрены в телефон (например, сотовый телефон или смартфон), компьютер (например, портативный компьютер), портативное устройство связи, гарнитуру, портативное вычислительное устройство (например, карманный персональный компьютер), увеселительное устройство (например, устройство для воспроизведения музыкальных или видеозаписей или спутниковое радио), игровое устройство или систему, устройство глобальной системы позиционирования, или любое другое подходящее устройство, выполненное с возможностью сетевой связи в беспроводной среде.

[0055] Как рассмотрено выше, некоторые из описанных здесь устройств могут реализовывать стандарт, например 802.11. Такие устройства, будучи используемы как STA или AP или другое устройство, можно использовать в интеллектуальной измерительной сети или в интеллектуальной сети. Такие устройства могут обеспечивать применения датчиков или использоваться в бытовой автоматизации. Устройства, вместо или помимо того, можно использовать в контексте здравоохранения, например для персонального здравоохранения. Их также можно использовать для наблюдения, для обеспечения возможности интернет-соединения увеличенной дальности (например, для использования с "горячими точками") или для реализации межмашинной связи.

[0056] Фиг. 1 демонстрирует выделение канала для каналов, доступных для систем 802.11. Различные системы IEEE 802.11 поддерживают несколько разных размеров каналов, например каналы шириной 5, 10, 20, 40, 80 и 160 МГц. Например, устройство 802.11ac может поддерживать прием и передачу в полосе канала 20, 40 и 80 МГц. Больший канал может содержать два соседних меньших канала. Например, канал шириной 80 МГц может содержать два соседних канала шириной 40 МГц. В реализованных в настоящее время системах IEEE 802.11 канал шириной 20 МГц содержит 64 поднесущих, отделенных друг от друга на 312.5 кГц. Из этих поднесущих меньшее количество можно использовать для переноса данных. Например, канал шириной 20 МГц может содержать поднесущие передачи, пронумерованные от -1 до -28 и от 1 до 28, или 56 поднесущих. Некоторые из этих несущих также можно использовать для передачи пилот-сигналов. Развитие стандарта IEEE 802.11 прошло через несколько версий. Более старые версии включают в себя версии 11a/g и 11n. В последнее время вышла версия 802.11ac.

[0057] Фиг. 2, 3 и 4 демонстрируют форматы пакета данных для нескольких существующих в настоящее время стандартов IEEE 802.11. На фиг. 2 проиллюстрирован формат пакета для IEEE 802.11a, 11b и 11g. Этот кадр включает в себя короткое обучающее поле 22, длинное обучающее поле 24 и поле 26 сигнала. Обучающие поля не передают данные, но они обеспечивают синхронизацию между AP и принимающими STA для декодирования данных в поле 28 данных.

[0058] Поле 26 сигнала доставляет от AP на STA информацию о характере доставляемого пакета. В устройствах IEEE 802.11a/b/g это поле сигнала имеет длину 24 бита и передается как единичный символ OFDM со скоростью 6 Мб/с с использованием модуляции BPSK и скорости кодирования ½. Информация в поле 26 SIG включает в себя 4 бита, описывающих схему модуляции данных в пакете (например, BPSK, 16QAM, 64QAM и т.д.), и 12 битов для длины пакета. STA использует эту информацию для декодирования данных в пакете, когда пакет предназначен для STA. Когда пакет не предназначен для конкретной STA, STA будет отклонять любые попытки осуществления связи в течение периода времени, заданного в поле 26 SIG длиной в 1 символ, и может, для экономии энергии, входить спящий режим в течение периода пакета вплоть до около 5.5 мс.

[0059] Поскольку в IEEE 802.11 были добавлены признаки, были произведены изменения формата полей SIG в пакетах данных для предоставления STA дополнительной информации. Фиг. 3 демонстрирует структуру пакета для пакета IEEE 802.11n. Дополнение 11n к стандарту IEEE.802.11 добавило функциональные возможности MIMO устройствам, совместимым с IEEE.802.11. Для обеспечения обратной совместимости систем, содержащих как устройства IEEE 802.11a/b/g, так и устройства IEEE 802.11n, пакет данных для систем IEEE 802.11n также включает в себя поля STF, LTF и SIG этих более ранних систем, обозначенных как L-STF 22, L-LTF 24 и 26 L-SIG, где префикс L указывает, что они являются “унаследованными” полями. Для предоставления STA необходимой информации в окружении IEEE 802.11n в пакет IEEE 802.11n данных добавлены два дополнительных символа 140 и 142 сигнала. Однако, в отличие от поля SIG и поля 26 L-SIG, эти поля сигнала используют модуляцию BPSK с поворотом (также именуемую модуляцией QBPSK). Когда унаследованное устройство, выполненное с возможностью действовать согласно IEEE 802.11a/b/g, принимает такой пакет, оно будет принимать и декодировать поле 26 L-SIG как нормальный пакет 11a/b/g. Однако, когда устройство продолжит декодировать дополнительные биты, они не будут успешно декодироваться, поскольку формат пакета данных после поля 26 L-SIG отличается от формата пакета 11a/b/g, и проверка CRC, осуществляемая устройством в ходе этого процесса, окончится неудачей. В результате, эти унаследованные устройства будут останавливать обработку пакета, но все же будут воздерживаться от любых дальнейших операций до истечения периода времени, заданного полем длины в первоначально декодированном L-SIG. Напротив, новые устройства, совместимые с IEEE 802.11n, будут воспринимать модуляцию с поворотом в полях HT-SIG и обрабатывать пакет как пакет 802.11n. Кроме того, устройство 11n может говорить, что пакет предназначен для устройства 11a/b/g, поскольку, если оно воспринимает любую модуляцию, отличную от QBPSK, в символе, следующем за L-SIG 26, оно будет игнорировать его как пакет 11a/b/g. После символов HT-SIG1 и SIG2 обеспечены дополнительные обучающие поля, пригодные для связи в режиме MIMO, после которых следуют данные 28.

[0060] Фиг. 4 демонстрирует формат кадра для существующего в настоящее время стандарта IEEE 802.11ac, который добавил многопользовательские функциональные возможности MIMO семейству IEEE 802.11. Аналогично IEEE 802.11n, кадр 802.11ac содержит те же унаследованные короткое обучающее поле (L-STF) 22 и длинное обучающее поле (L-LTF) 24. Кадр 802.11ac также содержит унаследованное поле 26 сигнала L-SIG, как описано выше.

[0061] Затем, кадр 802.11ac включает в себя поле сигнала очень высокой пропускной способности (VHT-SIG-A1 150 и A2 152) длиной в два символа. Это поле сигнала обеспечивает дополнительную информацию конфигурации, относящуюся к признакам 11ac, отсутствующим в устройствах 11a/b/g и 11n. Первый символ OFDM 150 VHT-SIG-A может модулироваться с использованием BPSK, благодаря чему любое устройство 802.11n, отслеживающее пакет, будет предполагать, что пакет является пакетом 802.11a, и будет отказываться от пакета на протяжении длины пакета, заданной в поле 126 длины L-SIG. Устройства, сконфигурированные согласно 11a/g, будут предполагать, что после поля 26 L-SIG следуют служебное поле и заголовок MAC. Если они попытаются декодировать их, возникнет ошибка CRC аналогично процедуре, когда пакет 11n принимается устройством 11a/b/g, и устройства 11a/b/g также будут воздерживаться в течение периода, заданного в поле 26 L-SIG. Второй символ 152 VHT-SIG-A модулируется согласно BPSK с поворотом на 90 градусов. Этот повернутый второй символ позволяет устройству 802.11ac идентифицировать пакет как пакет 802.11ac. Поля VHT-SIGA1 150 и A2 152 содержат информацию о режиме полосы, схеме модуляции и кодирования (MCS) для однопользовательского случая, количестве пространственно-временных потоков (NSTS) и другую информацию. VHT-SIGA1 150 и A2 152 также могут содержать несколько зарезервированных битов, заданных равными “1”. Унаследованные поля и поля VHT-SIGA1 и A2 могут дублироваться через каждые 20 МГц доступной полосы.

[0062] После VHT-SIG-A пакет 802.11ac может содержать VHT-STF, предназначенное для улучшения оценки автоматической регулировки усиления при передаче в режиме множественных входов и множественных выходов (MIMO). Следующие поля с 1 по 8 пакета 802.11ac могут быть VHT-LTF. Их можно использовать для оценивания канала MIMO с последующей коррекцией принятого сигнала. Количество отправленных VHT-LTF может быть больше или равно количеству пространственных потоков для каждого пользователя. Наконец, последним полем в преамбуле до поля данных является VHT-SIG-B 154. Это поле модулируется посредством BPSK и обеспечивает информацию о длине полезных данных в пакете и, в случае пакета многопользовательского (MU) MIMO, обеспечивает MCS. В однопользовательском (SU) случае эта информация MCS, напротив, содержится в VHT-SIGA2. После VHT-SIG-B передаются символы данных. Хотя 802.11ac ввел различные новые признаки в семейство 802.11 и включил пакет данных с конструкцией преамбулы, обратно совместимой с устройствами 11a/g/n, и также обеспечил информацию, необходимую для реализации новых признаков 11ac, информация конфигурации для выделения тона OFDMA для множественного доступа не обеспечивается конструкцией пакета данных 11ac. Новые конфигурации преамбулы необходимы для реализации таких признаков в любой будущей версии IEEE 802.11 или любого другого беспроводного сетевого протокола с использованием поднесущих OFDM. Преимущественные конструкции преамбулы представлены ниже, в особенности со ссылкой на фиг. 3-9.

[0063] Фиг. 5 демонстрирует иллюстративную структуру пакета физического уровня, который можно использовать для обеспечения обратно совместимой беспроводной связи множественного доступа в этом окружении.

[0064] В этот иллюстративный пакет физического уровня включена унаследованная преамбула, включающая в себя L-STF 22, L-LTF 26 и L-SIG 26. Каждое из них может передаваться с использованием 20 МГц, и множественные копии могут передаваться для каждых 20 МГц спектра, который использует AP.

[0065] Этот пакет также содержит символ 455 HE-SIG1, символ 457 HE-SIG2 и один или более символов 459 HE-SIG3. Структура этих символов должна быть обратно совместима с устройствами IEEE 802.11a/b/g/n/ac и также должна сигнализировать устройствам HE OFDMA, что пакет является пакетом HE. Для обеспечения обратной совместимости с устройствами IEEE 802.11a/b/g/n/ac можно использовать надлежащую модуляцию на каждом из этих символов. В некоторых реализациях, первый символ, HE-SIG1 455, может модулироваться посредством модуляции BPSK. Это приведет к тому же эффекту на устройстве 11a/b/g/n, как в настоящее время с пакетами 11ac, где также модулируется первый символ SIG BPSK. Для этих устройств не имеет значения, какую модуляцию применять на следующих символах 457, 459 HE-SIG. Второй символ 457 можно модулировать в режиме BPSK или QPSK. В случае модуляции BPSK устройство 11ac будет предполагать, что пакет является пакетом 11a/b/g, и будет останавливать обработку пакета, и будет воздерживаться в течение времени, заданного полем длины L-SIG 26. В случае модуляции QBPSK устройство 11ac будет выдавать ошибку CRC в ходе обработки преамбулы, и также будет останавливать обработку пакета, и будет воздерживаться в течение времени, заданного полем длины L-SIG. Для сигнализации устройства HE, что это пакет HE, по меньшей мере, первый символ HE-SIG3 459 может модулироваться в режиме QBPSK.

[0066] Информация, необходимая для установления связи множественного доступа OFDMA, может располагаться в полях 455, 457 и 459 HE-SIG в различных позициях. В примере, показанном на фиг. 5, HE-SIG1 455 содержит информацию выделения тона для операции OFDMA. HE-SIG3 459 содержит биты, задающие зависящий от пользователя тип модуляции для каждого мультиплексированного пользователя. Кроме того, HE-SIG2 457 содержит биты, задающие зависящие от пользователя пространственные потоки MIMO, например, предусмотренные в формате 11ac, показанном на фиг. 4. Пример, приведенный на фиг. 5, может позволять назначать каждому из четырех разных пользователей конкретный поддиапазон тонов и конкретное количество пространственно-временных потоков MIMO. 12 битов информации пространственно-временного потока допускает три бита для каждого из четырех пользователей, что позволяет назначать каждому 1-8 потоков. 16 битов данных типа модуляции допускает четыре бита для каждого из четырех пользователей, что позволяет назначать каждому из четырех пользователей любую из 16 разных схем модуляции (16QAM, 64QAM и т.д.). 12 битов данных выделения тона позволяет назначать конкретные поддиапазоны каждому из четырех пользователей.

[0067] На фиг. 6 проиллюстрирован один пример схемы поля SIG для выделения поддиапазона. Этот пример включает в себя 6-битовое поле ID группы аналогично используемому в настоящее время в IEEE 802.11ac, а также 10 битов информации для выделения тонов поддиапазона каждому из четырех пользователей. Полоса, используемая для доставки пакета 130, может выделяться STA кратно некоторому количеству МГц. Например, полоса может выделяться STA кратно B МГц. Значение B может быть значением, например, 1, 2, 5, 10, 15 или 20 МГц. Значения B могут обеспечиваться двухбитовым полем дискретности выделения, показанным на фиг. 6. Например, HE-SIG 155 может содержать одно двухбитовое поле, которое допускает четыре возможных значения B. Например, значения B могут быть равны 5, 10, 15 или 20 МГц, соответствующие значениям 0-3 в поле дискретности выделения. В некоторых аспектах, поле из k битов можно использовать для сигнализации значения B, задающего число от 0 до N, где 0 представляет наименее гибкий вариант (наибольшую дискретность), и высокое значение N представляет наиболее гибкий вариант (наименьшую дискретность). Каждый участок B МГц может именоваться поддиапазоном.

[0068] HE-SIG1 может дополнительно использовать 2 бита для каждого пользователя для указания количества поддиапазонов, выделенных каждой STA. Это дает возможность выделять поддиапазоны 0-3 кажд