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CN103270788A - 无线局域网系统中的链路自适应方法和设备 - Google Patents

无线局域网系统中的链路自适应方法和设备 Download PDF

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CN103270788A CN201180062055XA CN201180062055A CN103270788A CN 103270788 A CN103270788 A CN 103270788A CN 201180062055X A CN201180062055X A CN 201180062055XA CN 201180062055 A CN201180062055 A CN 201180062055A CN 103270788 A CN103270788 A CN 103270788A
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Abstract

提供了一种在无线局域网系统中发送调制和编码方案（MCS）反馈（MFB）的方法。该方法由第一站执行，并包括以下步骤：从第二站接收物理层会聚程序（PLCP）协议数据单元（PPDU）；基于所述PPDU估计MFB；以及向所述第二站发送包括MFB字段和MFB类型字段的反馈信息。所述MFB字段包括所述MFB，所述MFB类型字段指示所述MFB是否为对所述第二站的MFB请求（MRQ）的响应。

Description

无线局域网系统中的链路自适应方法和设备
技术领域
本发明涉及无线通信，更具体地讲，涉及无线局域网（WLAN）系统中的链路自适应方法和设备。
背景技术
随着近来信息通信技术的发展，已开发出各种无线通信技术。其中，WLAN是基于射频技术在家或公司或者特定服务提供区域中利用诸如个人数字助理（PDA）、膝上型计算机和便携式多媒体播放器（PMP）的便携式终端以无线方式接入互联网的技术。
为了克服通信速度的局限（其被认为是WLAN的弱点），近来已经建立了IEEE802.11n标准作为技术标准。IEEE802.11n标准的目的在于增加网络的速度和可靠性并扩展无线网络的覆盖范围。更具体地讲，为了支持最大数据处理速度为540Mbps或更高的高吞吐量（HT），使传输错误最小化，并且优化数据率，IEEE802.11n标准基于在发送机和接收机两侧均使用多个天线的多输入多输出（MIMO）技术。
随着WLAN不断普及，并且采用WLAN的应用多样化，越来越需要能够支持比IEEE802.11n标准所支持的数据处理速度更高的吞吐量的新的WLAN系统。支持甚高吞吐量（VHT）的下一代WLAN系统是IEEE802.11n WLAN系统的下一版本，并且是为了在MAC服务接入点（SAP）中支持1Gbps或更高的数据处理速度而最近新提出的IEEE802.11WLAN系统中的一个。
下一代WLAN系统支持利用多用户-多输入多输出（MU-MIMO）方案的传输，其中多个非接入点站（AP STA）同时接入无线电信道，以便有效地使用该无线电信道。根据MU-MIMO传输方案，AP可将帧同时发送给一个或更多个MIMO配对的STA。
当AP根据MU-MIMO方案将数据在多个空间流上发送给多个目的地STA时，所述多个目的地STA可具有不同的能力。换言之，根据STA的类型、目的、信道环境等，可支持的带宽、调制编码方案（MCS）、前向纠错（FEC）等可能有所不同。
根据MU-MIMO传输方案，MU-MIMO发送机（AP）可通过至少一个空间流将数据发送给多个MU-MIMO配对的接收机中的每一个。这里，发送机与第一接收机之间的信道以及发送机与第二接收机之间的信道可能具有相互干扰。发送机与接收机之间的信道之间的干扰可能阻碍如上所述的正常数据发送和接收，这可能使WLAN系统的总吞吐量变差。为了改进支持MU-MIMO传输方案的WLAN系统中的吞吐量，需要通过在发送数据时考虑不同信道之间的干扰来反馈顺序优化并建议的调制和编码方案（MCS）。需要考虑AP将控制信息发送给被请求发送调制和编码方案（MCS）反馈（MFB）的STA以使得该STA能够在计算和反馈建议MCS值时计算最优MCS值的方法以及在STA将MFB发送给AP时根据MFB的类型有效地发送补充信息的方法。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的在于提供一种在WLAN系统中MFB请求方将链路自适应程序所需的控制信息发送给MCS反馈（MFB）响应方的方法。
本发明的另一目的在于提供一种在WLAN系统中发送MFB的STA（即，MFB响应方）根据MFB的类型有效地将MFB和补充信息发送给MFB请求方的方法。
本发明的另一目的在于提供一种基于链路自适应控制信息发送最优MFB的链路自适应程序，其可应用于支持MU-MIMO传输的WLAN系统。
问题的解决方案
在本发明的一个方面中，一种在无线局域网系统中由第一站执行的发送调制和编码方案（MCS）反馈（MFB）的方法包括以下步骤：从第二站接收物理层会聚程序（PLCP）协议数据单元（PPDU）；基于所述PPDU估计MFB；以及向所述第二站发送包括MFB字段和MFB类型字段的反馈信息，所述MFB字段包括所述MFB，所述MFB类型字段指示所述MFB是否为对所述第二站的MFB请求（MRQ）的响应。
如果所述MFB类型字段指示所述MFB不是对所述第二站的MRQ的响应，则所述反馈信息还可包括用来估计MCS反馈的PPDU的编码信息。
如果所述MFB类型字段指示所述MFB是对所述第二站的MRQ的响应，则所述反馈信息可不包括所述PPDU的编码信息。
所述编码信息可指示应用于所述PPDU的编码类型是二进制卷积码（BCC）还是低密度奇偶校验（LDPC）。
所述PPDU可以是承载针对至少一个接收站的至少一个独立PLCP服务数据单元（PSDU）的多用户(MU)-PPDU，所述PPDU可包括指示所述至少一个接收站的组ID。
所述反馈信息还可包括第一字段和第二字段，如果所述MFB类型字段指示所述MFB不是对所述第二站的MRQ的响应，则所述第一字段可包括所述组ID的最低3比特，所述第二字段可包括所述组ID的最高3比特。
如果所述MFB类型字段指示所述MFB是对所述第二站的MRQ的响应，则所述第一字段可包括所述PPDU中所包含的MRQ序列标识符（MSI）的接收值，并且所述第二字段被预留。
如果所述MFB类型字段指示所述MFB不是对所述第二站的MRQ的响应，则所述反馈信息还可包括指示所述PPDU是被波束成形还是未波束成形的传输类型信息。
所述MFB可包括关于建议空间-时间流数量、建议MCS、所述建议MCS的带宽和平均信噪比的信息。
在本发明的另一方面中，一种在无线局域网系统中发送MFB的站包括处理器，该处理器被配置为：从接入点（AP）接收PPDU；基于所述PPDU估计MFB；以及向所述AP发送包括MFB字段和MFB类型字段的反馈信息。所述MFB字段可包括所述MFB，所述MFB类型字段可指示所述MFB是否为对所述AP的MRQ的响应。
如果所述MFB类型字段指示所述MFB不是对所述AP的MRQ的响应，则所述反馈信息还可包括用来估计MCS反馈的PPDU的编码信息。
如果所述MFB类型字段指示所述MFB是对所述AP的MRQ的响应，则所述反馈信息可不包括所述PPDU的编码信息。
所述PPDU可以是承载针对至少一个接收站的至少一个独立PLCP服务数据单元（PSDU）的多用户(MU)-PPDU，所述PPDU可包括指示所述至少一个接收站的组ID。
所述反馈信息还可包括第一字段和第二字段，如果所述MFB类型字段指示所述MFB不是对所述AP的MRQ的响应，则所述第一字段可包括所述组ID的最低3比特，所述第二字段可包括所述组ID的最高3比特。
如果所述MFB类型字段指示所述MFB是对所述AP的MRQ的响应，则所述第一字段可包括所述PPDU中所包含的MRQ序列标识符（MSI）的接收值，并且所述第二字段可被预留。
本发明的有益效果
根据本发明，在链路自适应程序中，可更有效地发送MFB响应方在计算建议MCS值时可参照的控制信息。另外，根据本发明的实施方式，可伴随数据帧和管理帧的发送执行链路自适应程序，因为链路自适应控制信息和MFB通过包括在MAC头中的HT控制字段来发送。另外，可通过根据发送的数据帧或发送的管理帧的类型修改HT控制字段来发送根据帧的类型和MFB的优化的链路自适应控制信息，并且可保持与传统系统的向后兼容性。
附图说明
图1和图2是示出可应用本发明的实施方式的WLAN系统的构造的简化图。
图3是示出在WLAN系统中STA的与验证和关联有关的程序的操作程序图。
图4是示出WLAN系统的物理层（PHY）架构的示图。
图5是可用在WLAN系统的MAC层中的MAC帧格式的示例。
图6是示出IEEE802.11n标准的HT控制字段的框图。
图7和图8是示出根据本发明的实施方式的VHT控制字段的配置的示例的框图。
图9是示出可应用本发明的实施方式的无线设备的框图。
具体实施方式
下面参照附图详细描述根据本发明的实施方式的WLAN系统中的链路自适应方法以及支持该链路自适应方法的设备。
图1和图2是示出可应用本发明的实施方式的WLAN系统的构造的简化图。
参照图1和图2，WLAN系统包括一个或更多个基本服务集（BSS）。BSS是彼此成功地同步以进行通信的STA的集合，但是BSS并非指示特定区域的概念。BSS可分为中控型BSS和独立型BSS（IBSS）。前者示出于图1中，后者示出于图2中。中控型BSS BSS1和BSS2包括一个或更多个非AP STA STA1、STA3和STA4、AP AP1和AP2（即，提供分布服务的STA）以及连接多个AP AP1和AP2的分布系统（DS）。此外，在IBSS中，所有STA均包括移动STA STA6、STA7和STA8，因为IBSS中不包括AP。另外，IBSS形成自包含网络，因为不允许接入DS。
STA是特定功能实体，其包括根据IEEE802.11标准的介质访问控制（MAC）和用于无线电介质的物理层接口。从广义上讲，STA包括AP和非AP STA这两者。用于无线通信的STA包括处理器和收发器，并且还可包括用户接口、显示装置等。处理器是被配置为生成要经由无线网络发送的帧或处理经由无线网络接收到的帧的功能单元。处理器可执行控制STA的多个功能。另外，收发器是功能上与处理器连接的单元，其被配置为经由无线网络为STA发送和接收帧。
在STA当中，由用户操纵的移动终端包括非AP STA STA1、STA3、STA4、STA6、STA7和STA8。当移动终端仅为STA时，其也称为非AP STA。非AP STA还可称为另一术语，例如无线发送/接收单元（WTRU）、用户设备（UE）、移动台（MS）、移动终端（MT）或移动订户单元（MSU）。
另外，AP AP1或AP2是经由无线电介质为与其关联的STA提供对DS的接入的功能实体。在包括AP的中控型BSS中，非AP STA之间的通信基本上经由AP来执行。然而，如果建立了直接链路，则非AP STA可彼此直接通信。AP还可称为另一术语，例如集中控制器、基站（BS）、节点B、基本收发系统（BTS）或站点控制器。
多个中控型BSS可通过分布系统（DS）互连。通过DS连接的多个BSS称为扩展服务集（ESS）。包括在ESS中的STA可彼此通信。非AP STA可在相同的ESS内执行无缝通信的同时从一个BSS移动到另一BSS。
DS是使得一个AP能够与另一AP进行通信的机制。根据该机制，AP可将帧发送给与该AP所管理的BSS关联的STA，如果一个STA移动到另一BSS则传送帧，或者将帧传送给外部网络（例如，有线网络）。DS无需必须为网络，其不限于任何形式，只要DS可提供IEEE802.11标准中定义的特定分布服务即可。例如，DS可以是无线网络，例如网状网络，或者可以是用于连接AP的物理结构。
图3是示出在WLAN系统（例如，图1或图2所示的WLAN系统）或者包括WLAN系统的无线通信系统中，STA的与验证和关联有关的程序的操作程序图。图3所示的第一STA2与第二STA4之间的操作程序可以是形成中控型BSS的非AP STA与AP之间的程序，但是明显的是，本实施方式不限于此。例如，除了本质上无法应用本实施方式的操作之外，本实施方式可以按照相同的方式或等同的方式应用于形成IBSS的非AP STA之间的操作、形成网状网络系统的网点（MP）之间的操作或者形成不同的无线通信系统的UE之间或UE与BS之间的操作。
参照图3，根据本发明的实施方式的无线通信系统中的无线电测量程序包括扫描程序S10、验证程序S20或关联程序S30或者这些预备处理中的全部。无线电测量程序还可包括在预备处理S10至S30之后执行的链路自适应程序S40。根据本发明的实施方式，至少一些预备处理可能不是必要程序，而是可为任意程序。
参照图3，首先在第一STA2与第二STA4之间执行扫描程序S10。扫描程序S10是第一STA2搜索候选STA的处理，所述候选STA是将在关联程序S30中与该第一STA2关联的对象。例如，在中控型BSS中，扫描程序S10可以是非AP STA搜索AP的处理。从广义上讲，扫描程序S10可包括在IBSS的情况下非AP STA搜索相邻非AP STA的处理或者在网状网络的情况下非AP STA搜索相邻MP的处理。
扫描程序包括两种方法。第一种方法是使用由第二STA4发送的信标帧等的被动扫描方法。根据被动扫描方法，尝试接入WLAN的第一STA2可通过接收由第二STA4（即，管理有关BSS（或IBSS）的AP）周期性地发送的信标帧来搜索可接入的BSS。被动扫描方法可应用于第二STA4是发送信标帧的AP的情况。
第二种方法是主动扫描方法。根据主动扫描方法，尝试接入WLAN系统的第一STA2首先发送探测请求帧。接下来，接收到该探测请求帧的第二STA4（如，AP）将包括诸如第二STA4所管理的BSS的服务集ID（SSID）和所支持的能力的多条信息的探测响应帧发送第一STA2。因此，第一STA2可通过所接收到的探测响应帧获知关于候选AP的各种信息以及候选AP的存在。
在扫描处理S10中，信标帧或探测响应帧可包括有关发送信标帧或探测响应帧的第二STA4的能力信息。所述能力信息可以是指示第二STA4是否支持特定功能/服务（如，MU-MIMO传输、根据本发明稍后描述的链路自适应程序等）的信息。另外，在主动扫描方法中，第一STA2所发送的探测请求帧可包括关于第一STA2的能力信息。第一STA2和第二STA4中的每一个可以按照这样的方式通知其自己的能力：将包括其自己的能力的VHT能力元素（即，关于是否支持特定服务的信息）包括在帧中并发送该帧。
返回参照图3，在第一STA2与第二STA4之间执行验证程序S20。验证程序S20是在参与无线通信的实体之间协商验证程序、加密方法等的处理。例如，第一STA2可与扫描程序S10中检索到的一个或更多个AP当中的要与该第一STA2关联的第二STA4（如，AP）执行验证程序S20。如果使用开放系统验证方法，则第二STA4执行验证处理，而对第一STA2所进行的验证请求没有任何条件。更增强的验证方法可包括基于IEEE802.1x的可扩展验证协议-传输层安全（EAP-TLS）、可扩展验证协议-隧道传输层安全（EAP-TTLS）、可扩展验证协议-经由安全隧道的灵活验证（EAP-FAST）、受保护的可扩展验证协议（PEAP）等。
当在验证程序S20中成功完成验证时，第一STA2执行关联程序S30。这一阶段的关联程序可以是在第一STA2是非AP STA而第二STA4是AP时执行的任意程序。关联程序S30是指第一STA2与第二STA4之间的可标识连接（即，建立无线电链路）。对于关联程序S30，第一STA2将关联请求帧发送给成功完成验证程序S20的第二STA4。响应于该关联请求帧，第二STA4将具有状态值“成功”的关联响应帧发送给第一STA2。关联响应帧包括标识符（如，关联ID（AID））以标识与第一STA2的关联。
如果在关联程序S30成功完成之后第一STA2与第二STA4（即，AP）之间的连接由于变化的信道条件而变差，则第一STA2可与另一可接入的AP执行关联程序。这称为再关联程序。再关联程序非常类似于上述关联程序S30。更具体地讲，在再关联程序中，第一STA2将再关联请求帧发送给非当前与其关联的AP的另一AP（即，扫描程序S10中检索到的候选AP当中的成功完成验证程序S20的AP）。响应于该再关联请求帧，另一AP将再关联响应帧发送给第一STA2。这里，再关联请求帧还包括关于先前与第一STA2关联的现有AP的信息。再关联AP可基于该信息将缓冲在第二STA4（即，现有AP）中的数据传送给第一STA2。关联程序或再关联程序中发送的帧（（再）关联请求/响应帧）可包括VHT能力元素，其包括关于发送相关帧的STA的能力信息。
在如图3所示在第一STA2与第二STA4之间执行验证程序和关联程序之后，可在第一STA2与第二STA4之间发送和接收无线电帧。尝试发送无线电帧的STA可利用IEEE802.11标准中定义的信道接入方法获得发送机会，并将无线电帧发送给目的地STA。
为了在WLAN系统中实现更高的吞吐量，配备有多个天线的STA可使用MIMO传输方案以用于在相同的信道上同时发送或接收独立的数据流。MIMO传输方案分为将数据流发送给多个STA的MU-MIMO传输方案以及将数据流发送给单个STA的SU-MIMO传输方案。以下，AP根据MU-MIMO传输方案将物理层会聚程序（PLCP）协议数据单元（PPDU）发送给多个目的地STA的方法被称为下行链路（DL）MU-MIMO方法，利用MU-MIMO传输方案承载针对一个或更多个STA的独立PLCP服务数据单元（PSDU）的PPDU被称为MU PPDU。
对于MIMO传输，可执行参照要应用于各个数据流的MCS值的确定的链路自适应程序S40。链路自适应程序是这样的处理：当第一STA2请求第二STA4计算建议MCS值并向其发送建议MCS值时，第二STA4基于从第一STA2接收到的控制信息计算建议MCS值并将该建议MCS值反馈给第一STA2。第一STA2可参照链路自适应程序中获得的建议MCS值确定将应用于随后发送的数据流的MCS。链路自适应程序可在数据流的发送之前或者伴随数据流一起执行。
以下，请求发送MCS反馈（MFB）以发起链路自适应程序的第一STA2被称为MFB请求方，计算建议MCS值并发送该MFB的第二STA4被称为MFB响应方。在中控型BSS中，MCS请求方可以是AP，MCS响应方可以是非AP STA。在链路自适应程序中，结合实施方式详细描述MFB请求方发送控制信息的方法以及MFB响应方反馈基于该控制信息计算出的建议MCS值的方法。
图4是示出WLAN系统的物理层（PHY）架构的示图。
IEEE802.11标准的PHY架构包括PHY层管理实体（PLME）、物理层会聚程序（PLCP）子层20和物理介质相关（PMD）子层10。PLME在与MAC层管理实体（MLME）结合操作的同时提供物理层的管理功能。PLCP子层20根据来自MAC子层30与PMD子层10之间的MAC层的指令，将从MAC子层30接收到的MAC协议数据单元（MPDU）传送给子层，或者将帧从PMD子层10传送给MAC子层30。PMD子层10是PLCP底层，其使得能够通过无线电介质在两个STA之间发送和接收PHY实体。由MAC子层30传送的MPDU在PLCP子层20中称为物理服务数据单元（PSDU）。
PLCP子层20在从MAC子层30接收PSDU以及将PSDU传送给PMD子层10的处理中附着补充字段，该补充字段包括PHY收发器所需的信息。这里，所述补充字段可以是PSDU中的PLCP前导码、PLCP头或者使卷积编码器返回到零状态所需的尾比特。PLCP子层20从MAC子层30接收TXVECTOR参数，其包括生成并发送PLCP协议数据单元（PPDU）所需的控制信息以及接收STA解释PPDU所需的控制信息。PLCP子层20可利用包括在TXVECTOR参数中的信息来生成包括PSDU的PPDU。
PLCP前导码用于在发送PSDU之前使接收机准备好同步功能和天线分集。数据字段可包括填充比特、服务字段（该服务字段包括用于重置扰频器的比特序列）以及从在PSDU中添加了尾比特的所述比特序列编码的编码序列。这里，根据接收到PPDU的STA所支持的编码方案，编码方案可包括二进制卷积码（BCC）编码和低密度奇偶校验（LDPC）编码中的一种。PLCP头可包括包含关于要发送的PLCP的信息的字段。
PLCP子层20通过将所述字段添加到PSDU来生成PPDU并通过PMD子层10将该PPDU发送给接收STA。接收STA接收该PPDU，从PLCP前导码和PLCP头获得信息，并基于所述信息恢复数据。接收STA的PLCP子层20将RXVECTOR参数（包括PLCP前导码和PLCP头中所包括的控制信息）传送给MAC子层30。接收STA的MAC子层30可利用RXVECTOR参数解释PPDU并获得数据。
图5是可用在WLAN系统的MAC层中的MAC帧格式的示例。
MAC帧格式包括MAC头500、帧主体570和帧校验序列（FCS）580。
MAC头500还包括帧控制字段510、持续时间/ID字段520、四个地址字段530-1至530-4、序列控制字段540、服务质量（QoS）控制字段550和HT控制字段560。
帧控制字段510可包括关于协议版本的信息、指示帧的类型和子类型的信息、解释四个地址字段的信息、指示是否存在将在通过MAC将更高层次的分组分段之后发送的附加片段的信息、指示帧是否被重新发送的信息、指示STA是否进入节电模式的信息、指示是否存在要发送给STA的缓冲帧的信息、用于数据保护和验证的信息以及顺序比特。
包括在帧控制字段510中的序列比特的长度为1比特。如果MAC帧中包括HT控制字段560，则可通过将序列比特设置为1来通知接收序列比特的STA：MAC帧中包括HT控制字段560。
持续时间/ID字段520的长度可为2个八位字节。持续时间/ID字段520用于STA的NAV设置。持续时间/ID字段520可根据比特14或比特15值的设置来指示相关帧是无竞争周期期间发送的帧还是PS轮询帧。
四个地址字段530-1、530-2、530-3和530-4中的每一个的长度可为48比特，其可根据比特值的设置而被设置为单独的地址、组地址或广播地址。四个地址字段中的每一个可指示目的地地址（DA）、源地址（SA）、接收机地址（RA）、发送机地址（TA）和BSS ID中的任一个。
序列控制字段540可用于将分段的帧重组并丢弃重复的帧。
帧主体570也称为数据字段，用于将高层数据从发送STA移到接收STA。
FCS580也称为循环冗余检验（CRC），用于使得STA能够检查接收到的帧的完整性。当帧被发送给无线电接口时，在将帧发送给射频（RF）链路之前计算FCS。接收STA可从接收到的帧计算FCS并通过将计算出的FCS与接收到的FCS进行比较来检查帧是否在传输处理中发生异常。
图6是示出IEEE802.11n标准的HT控制字段的框图。
HT控制字段可包括在MAC帧的MAC头中。HT控制字段包括链路自适应控制字段。链路自适应控制字段可包括估计发送STA（即，DL MU-MIMO传输中的AP）与接收STA之间的信道并计算建议MCS值所需的信息。
IEEE802.11n标准中定义的链路自适应控制字段可包括：比特600，预留以备用；TRQ610，指示是否请求接收STA发送用于信道估计的探测PPDU；MAI620，指示调制和编码方案（MCS）或天线选择；MFSI630，指示MFB的顺序；以及MFB/ASELC640，指示MFB和天线选择命令/数据。
HT控制字段还可包括校准位置字段、校准序列字段、CSI/转向字段、NDP声明字段、AC约束字段和RDG/更多PPDU字段。
对于HT控制字段的功能以及形成HT控制字段的字段的功能，参照2009年10月29日公开的IEEE Std.802.11nTM-2009的段落7.1.3.5a。
通过传统HT控制字段发送的控制信息用于单个STA的MIMO传输（即，SU-MIMO传输）。为了支持MU-MIMO传输的WLAN系统中的更有效的链路自适应，必须将更多的信息发送给MFB响应方。以下提出根据本发明的实施方式的链路自适应方法以及发送用于该链路自适应方法的控制信息的方法。
根据本发明的实施方式，用于计算MFB的控制信息（以下称作“链路自适应程序控制信息”）可被包括在MAC帧的头中并被发送。根据本发明的实施方式的链路自适应程序控制信息以下可被定义为新的字段并被包括在现有MAC帧格式的MAC头中，或者可被包括在现有MAC帧格式的MAC头的HT控制字段中。与支持IEEE802.11n标准的HT WLAN系统中的HT控制字段不同，提供根据本发明的链路自适应程序控制信息并支持链路自适应程序的VHT WLAN系统中可使用的HT控制字段以下被称为VHT控制字段。VHT控制字段还可称为VHT变形HT控制字段，因为将不必要的信息从HT控制字段去除，并包括链路自适应程序控制信息。
本发明所提出的VHT控制字段可被包括在MAC帧的MAC头中并被发送，从而将链路自适应程序控制信息提供给接收STA。另外，在该VHT控制字段中，可保持与传统MAC帧格式的兼容性，并且可利用有限的比特有效地发送控制信息，因为控制信息可被包括在传统HT控制字段的32比特中。
本发明所提出的VHT控制字段的长度可为32比特。如上所述，VHT控制字段可包括更有效的链路自适应程序所需的信息，以取代HT控制字段中所发送的多条信息当中的VHT WLAN系统中不必要的信息，并被发送。根据本发明的实施方式的VHT控制字段可包括指示MFB响应方是否应MFB请求方的请求发送MFB的信息、指示帧传输是否经受波束成形的信息、指示是否应用了利用阿拉莫提（Alamouti）传输方案的发送分集的信息、指示根据MU-MIMO传输方案还是SU-MIMO传输方案发送数据流的信息、用于每传输机会（TXOP）的节电管理的信息、指示应用于数据流的编码方案的信息以及指示发送MFB的时间点的信息（即，指示当MFB响应方被请求发送MFB时，MFB响应方将立即发送MFB还是将MFB的发送延迟一定时间的信息）中的至少一个。所有这些链路自适应程序控制信息均可包括在VHT控制字段中，或者仅这些链路自适应程序控制信息中的一些可根据需要包括在VHT控制字段中。特定信息是否包括在VHT控制字段中或者另一条信息是否包括在VHT控制字段中是根据指示所述特定信息的字段的设置值的，并且其设置值可改变。
可发送这些链路自适应程序控制信息，以取代图6的示例中所示的HT控制字段的TRQ字段（Bl比特）、校准位置字段（B16、B17）、校准序列字段（B18、B19）、CSI/转向字段（B22、B23）和NDP声明字段（B24）中所包括的多条信息。
下面参照配置了VHT控制字段的示例描述通过VHT控制字段发送的多条链路自适应程序控制信息。在VHT控制字段的配置示例中，VHT控制字段的字段名称和配置顺序是任意的，本发明不限于VHT控制字段的那些字段名称和配置顺序。
图7和图8是示出根据本发明的实施方式的VHT控制字段的配置的示例的框图。
图7和图8仅示出组合并包括下面所述的字段的大量格式的示例。本发明所提出的VHT控制字段的配置不限于图7和图8的示例。本发明所提出的VHT控制字段可包括稍后将描述的组合的字段中的全部或一些。
VHT控制字段可包括HT/VHT指示符字段。HT/VHT指示符字段的长度可为1比特，其指示HT控制字段是VHT变形HT控制字段（即，VHT控制字段）还是HT变形HT控制字段。当接收到QoS数据帧或管理帧时，接收STA检查相关帧的MAC头的帧控制字段的顺序比特。如果顺序比特被设置为1，则接收STA可获知相关帧的MAC头中包括HT控制字段。在这种情况下，接收STA可通过检查HT控制字段的HT/VHT指示符比特来获知HT控制字段的类型。例如，如果HT/VHT指示符比特被设置为0，则接收STA可获知HT控制字段是HT变形HT控制字段。如果HT/VHT指示符比特被设置为1，则接收STA可获知HT控制字段是VHT变形HT控制字段。
本发明所提出的VHT控制字段可包括指示包括在VHT控制字段中的MFB是根据MFB请求方的MCS请求（MRQ）发送还是独立于MFB请求方的MCS请求（MRQ）发送的应答/自发字段。该应答/自发字段的长度可为1比特。如果MFB并非对MRQ的响应，则该应答/自发字段可被设置为1，如果MFB是对MRQ的响应，则可设置为0。接收STA可基于应答/自发字段的设置获知HT控制字段的MFB是根据MFB请求方的请求的应答MFB还是没有MFB请求方的请求的自发MFB。另外，根据本发明的实施方式，接收STA可根据应答/自发字段的设置值不同地解释VHT控制字段的其它字段。这从发送STA的角度来描述。发送STA可根据VHT控制字段的应答/自发字段的设置值制作利用其它字段发送的不同的信息。下面连同相关字段的功能一起描述可根据应答/自发字段的设置值来不同地解释的字段以及所述解释的详细示例。
VHT控制字段可包括MRQ字段。MRQ字段的长度可为1比特，其可指示是否请求了MFB。当MFB请求方发送数据帧或管理帧时，MFB请求方可通过设置包括在数据帧或管理帧的MAC头中的VHT控制字段的MRQ字段来指示其是否向接收数据帧或管理帧的接收STA请求MFB。例如，如果要请求MFB，则MRQ字段可被设置为1并被发送。如果不请求MFB，则MRQ字段可被设置为0并被发送。接收相关帧的STA可通过检查MRQ字段的设置值来获知STA是否被请求发送MFB。
VHT控制字段可包括MRQ序列标识符（MSI）字段。MSI字段的长度可为3比特。如果MFB请求方请求MFB（即，如果MFB请求方将应答/自发字段设置为0，将MRQ字段设置为1，并发送数据帧或管理帧），则可包括MRQ的序列号。
VHT控制字段可包括MFSI/自发类型L字段和自发类型H字段。MFSI/自发类型L字段和自发类型H字段中的每一个的长度可为3比特。接收STA可根据应答/自发字段的设置值将MFSI/自发类型L字段和自发类型H字段解释为不同的信息。如果应答/自发字段被设置为1（即，当MFB并非响应于MRQ而发送时），MFSI/自发类型L字段和自发类型H字段可包括组ID（GID）信息。如果MFB是并非响应于MRQ而发送的自发MFB，并且是基于MU PPDU计算出的，则GID是MU PPDU的GID。即，GID是指示MU PPDU（计算MFB的基础）的目标发送STA的6比特的GID。GID的最高3比特可通过自发类型H字段来发送，GID的最低3比特可通过MFSI/自发类型L字段来发送。如果从SU PPDU估计自发MFB，则MFSI/自发类型L字段和自发类型H字段可被设置为1。
如果应答/自发字段被设置为0，则MFSI/自发类型L字段包含MFB信息所参照的帧中所包含的MSI的接收值，自发类型H字段可被预留。
表1是根据其设置值，包括在应答/自发字段、MFSI/自发类型L字段和自发类型H字段中的信息的列表。
[表1]
应答/自发字段=0 应答/自发字段=1
MFSI/自发类型L字段 MFSI（MFB序列标识符） GID的最低3比特
自发类型H字段 预留 GID的最高3比特
VHT控制字段可包括MFB/SNR字段。MFB/SNR字段包括由MFB响应方计算出的建议NSTS、建议MCS和平均SNR值。如果应答/自发字段被设置为1，则MFB/SNR字段还可包括建议MCS信息的带宽。
表2是包括在MFB/SNR字段中的子字段和信息的列表。
[表2]
Figure BDA00003387572300131
VHT控制字段可包括TX类型字段。Tx类型字段包括指示当发送自发MFB时计算自发MFB所参照的帧的传输类型的信息。Tx类型字段根据其实现方式可具有1比特或2比特的长度。Tx类型字段可指示计算MFB所参照的帧是否被波束成形并被发送、帧是否未波束成形并被发送以及帧是否经受阿拉莫提传输处理。如果Tx类型字段的长度为1比特，则Tx类型字段可指示计算MFB所参照的帧是否被波束成形并被发送。如果应答/自发字段被设置为1，并且Tx类型字段被设置为0，则从未波束成形的VHT PPDU估计自发MFB。如果应答/自发字段被设置为1，并且Tx类型字段被设置为1，则从波束成形的VHT SU PPDU估计自发MFB。
VHT控制字段可包括编码类型字段。
编码类型字段指示当发送自发MFB时计算自发MFB所参照的帧的编码方案。当接收到自发MFB时，MFB请求方可基于编码类型字段的设置值获知计算自发MFB所参照的帧的编码方案。如果应答/自发字段被设置为1，则编码类型字段包含用来估计自发MFB的编码信息（针对BCC为0，针对LDPC为1）。MFB请求方可参照编码类型字段的设置值确定将应用于要发送的数据帧或管理帧的编码方案和MCS。
VHT控制字段还可包括指示当MFB请求方向MFB响应方请求MRQ时，MFB响应方发送MFB的时间点的字段。换言之，该字段可指示MFB响应方是否被请求立即发送MFB。如果该字段指示MFB响应方被请求立即发送MFB，则MFB响应方通过响应于包括MRQ的帧而发送的响应帧来发送MFB。另选地，通过在接收到MRQ之后首次发送给MFB请求方的帧来发送MFB。例如，如果MRQ被包括在数据帧中并被发送，则可在发送针对该数据帧的块ACK消息时在块ACK消息上发送MFB。另选地，如果在发送空数据分组（NDP）帧的探测协议内的空数据分组声明（NDPA）帧中请求MRQ，则可在通过NDP帧或探测轮询帧发送的反馈帧上发送MFB。
立即MRQ可能无需特定序列号，因为其立即需要MFB。根据本发明的实施方式，立即MRQ可被包括在MRQ的序列号中并通过MSI字段或MLSI字段或这二者来发送。作为实施方式，3比特的MSI字段可被设置为值0至7。在这些值当中，值0至6可用作MRQ序列号，值7可用于指示立即MRQ。类似地，在应答MFB中，被设置为0至6的MFSI值可用作对MRQ序列的响应MFB，被设置为7的MFSI值可用作对立即MRQ的响应。
下面描述根据本发明的使用VHT控制字段的链路自适应程序。
MFB响应方可发送应答MFB、自发MFB以及两种类型的MFB。MFB响应方可根据其是否响应于从MFB请求方接收到的MRQ而发送MFB来发送自发MFB或应答MFB。根据本发明的实施方式，自发MFB或应答MFB可被包括在MAC帧的MAC头中所包括的VHT控制字段中，然后被发送。
MFB请求方可在帧的VHT控制字段中将MRQ字段设置为1，以请求STA提供MCS、N_STS和SNR反馈。在各个请求中，MFB请求方应该将MSI字段设置为0至6范围内的值。
MFB请求方可通过将VHT控制字段的MRQ字段设置为1来发送NDP声明（NDPA）帧的VHT控制字段，或者可通过设置与NPDA帧不同的帧的VHT控制字段的MRQ字段来请求MFB。这里，NDPA帧是通知在发送NDPA帧之后发送空数据分组（NDP）帧的管理帧。如果通过NDPA帧接收到MRQ，则MFB响应方可基于在发送NDPA帧之后发送的NDP帧计算建议MCS、建议N_STS和平均SNR。如果通过不同于NDPA帧的帧接收到MRQ，则可基于包括MRQ的相关帧来计算建议MCS、建议N_STS和平均SNR。当响应于MRQ发送MFB时，MCS响应方将VHT控制字段的HT/VHT指示符比特设置为1。应答/自发字段被设置为0，指示MFB是响应于MRQ发送的应答MFB。这里，MFSI/自发类型L字段被设置为MFSI值，其是用来计算MFB的帧的MSI值的重复值。
利用VHT控制字段发送自发MFB反馈的STA可将应答/自发字段设置为1。
由STA发送的VHT控制字段的MFB字段中报告的自发MCS、N_STS、BW和SNR估计是基于由STA接收到的最近PPDU计算出的，所述最近PPDU与由VHT控制字段中的MFSI/自发类型L字段、自发类型H字段、编码类型字段和FB TX类型字段指示的描述匹配。
在自发MFB响应中，MFSI/自发类型L字段、自发类型H字段、编码类型字段和TX类型字段可根据接收的用来估计MCS、SNR、BW和N_STS的PPDU的参数RXVECTOR来如下进行设置：
-如果MCS、SNR、BW和N_STS是从MU PPDU估计的，则MFSI/自发类型L字段被设置为GID的3个最低有效比特，自发类型H字段被设置为GID的3个最高有效比特。
-如果MCS、SNR、BW和N_STS是从SU PPDU估计的，则MFSI/自发类型L字段和自发类型H字段被设置为1。（自发类型L字段和自发类型H字段的值指示从SU PPDU还是从MU PPDU估计自发反馈）。
-如果参数RXVECTOR的参数FEC_CODING等于BCC_CODING，则编码类型字段被设置为0，如果参数RXVECTOR的参数FEC_CODING等于LDPC_CODING，则编码类型字段被设置为1。
-如果参数RXVECTOR的参数BEAMFORMED等于1，则TX类型字段被设置为1，如果参数RXVECTOR的参数BEAMFORMED等于0，则TX类型字段被设置为0。
图9是示出可应用本发明的实施方式的无线设备的框图。无线设备70可以是参与链路自适应程序的MFB响应方或MFB请求方，或者可以是发送自发MFB的STA。
无线设备70包括处理器72、存储器74和收发器76。收发器76发送和接收无线电信号，其通过IEEE802.11标准的物理层来实现。处理器72在功能上连接到收发器76，并被配置为实现IEEE802.11标准的MAC层和物理层。处理器72可被配置为生成并发送包括本发明所提出的VHT控制字段的帧，或者通过解释包括在接收到的帧中的VHT控制字段的值来获得多条控制信息。如果无线设备70作为发送MFB的STA操作，则处理器72可被配置为在链路自适应程序开始时计算建议MCS，使得可支持根据本发明的链路自适应方法，并且将所计算出的建议MCS反馈给AP。处理器72可被配置为实现本发明的实施方式。
处理器72或收发器76或这二者可包括专用集成电路（ASIC）、其它芯片组、逻辑电路、数据处理器或其全部。存储器74可包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、闪存、存储卡、存储介质和/或其它存储装置。当所述实施方式在软件中实现时，上述方案可利用执行上述功能的模块（处理或函数）来实现。所述模块可被存储在存储器74中并由处理器72执行。存储器74可被置于处理器72的内部或外部，并通过各种已知手段在功能上连接到处理器72。
尽管结合目前所认为的实际示例性实施方式描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，其旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置方式。

Claims (15)

1.一种在无线局域网系统中由第一站执行的发送调制和编码方案（MCS）反馈（MFB）的方法，该方法包括以下步骤：
从第二站接收物理层会聚程序（PLCP）协议数据单元（PPDU）；
基于所述PPDU估计MFB；以及
向所述第二站发送包括MFB字段和MFB类型字段的反馈信息，所述MFB字段包括所述MFB，所述MFB类型字段指示所述MFB是否为对所述第二站的MFB请求（MRQ）的响应。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述MFB类型字段指示所述MFB不是对所述第二站的MRQ的响应，则所述反馈信息还包括用来估计MCS反馈的所述PPDU的编码信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，如果所述MFB类型字段指示所述MFB是对所述第二站的MRQ的响应，则所述反馈信息不包括所述PPDU的编码信息。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述编码信息指示应用于所述PPDU的编码类型是二进制卷积码（BCC）还是低密度奇偶校验（LDPC）。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述PPDU是承载针对至少一个接收站的至少一个独立PLCP服务数据单元（PSDU）的多用户（MU）-PPDU，所述PPDU包括指示所述至少一个接收站的组ID。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，
所述反馈信息还包括第一字段和第二字段，并且
如果所述MFB类型字段指示所述MFB不是对所述第二站的MRQ的响应，则所述第一字段包括所述组ID的最低3比特，所述第二字段包括所述组ID的最高3比特。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，
如果所述MFB类型字段指示所述MFB是对所述第二站的MRQ的响应，则所述第一字段包括所述PPDU中所包含的MRQ序列标识符（MSI）的接收值，并且所述第二字段被预留。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，
如果所述MFB类型字段指示所述MFB不是对所述第二站的MRQ的响应，则所述反馈信息还包括指示所述PPDU是被波束成形还是未波束成形的传输类型信息。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述MFB包括关于建议空间-时间流数量、建议MCS、所述建议MCS的带宽和平均信噪比的信息。
10.一种用于在无线局域网系统中发送调制和编码方案（MCS）反馈（MFB）的站，该站包括处理器，该处理器被配置为：
从接入点（AP）接收物理层会聚程序（PLCP）协议数据单元（PPDU）；
基于所述PPDU估计MFB；以及
向所述AP发送包括MFB字段和MFB类型字段的反馈信息，所述MFB字段包括所述MFB，所述MFB类型字段指示所述MFB是否为对所述AP的MFB请求（MRQ）的响应。
11.根据权利要求10所述的站，其中，如果所述MFB类型字段指示所述MFB不是对所述AP的MRQ的响应，则所述反馈信息还包括用来估计MCS反馈的所述PPDU的编码信息。
12.根据权利要求11所述的站，其中，如果所述MFB类型字段指示所述MFB是对所述AP的MRQ的响应，则所述反馈信息不包括所述PPDU的编码信息。
13.根据权利要求10所述的站，其中，
所述PPDU是承载针对至少一个接收站的至少一个独立PLCP服务数据单元（PSDU）的多用户（MU）-PPDU，所述PPDU包括指示所述至少一个接收站的组ID。
14.根据权利要求13所述的站，其中，
所述反馈信息还包括第一字段和第二字段，并且
如果所述MFB类型字段指示所述MFB不是对所述AP的MRQ的响应，则所述第一字段包括所述组ID的最低3比特，所述第二字段包括所述组ID的最高3比特。
15.根据权利要求14所述的站，其中，
如果所述MFB类型字段指示所述MFB是对所述AP的MRQ的响应，则所述第一字段包括所述PPDU中所包含的MRQ序列标识符（MSI）的接收值，并且所述第二字段被预留。
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