用于高效(HE)多用户(MU)帧发送的交叉信道调度的系统和方法与流程

用于高效(he)多用户(mu)帧发送的交叉信道调度的系统和方法
1.本技术是申请号为201680052577.4、申请日为2016年9月12日、题为“用于高效(he)多用户(mu)帧发送的交叉信道调度的系统和方法”的中国专利申请的分案申请。
2.相关申请的交叉引用
3.本公开要求2015年9月10日提交的美国临时专利申请no.62/216,547、2015年9月28日提交的美国临时专利申请no.62/233,823、以及2015年10月26日提交的美国临时专利申请no.62/246,319的权益。
4.本技术涉及2016年9月12日提交的美国非临时申请no.15/262,905。上述申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
5.本公开涉及无线数据发送系统中的多用户(mu)数据发送调度方案；该无线数据发送系统例如实现ieee 802.11标准的无线局域网(wlan)，其可用于在室外部署、室外到室内通信和设备到设备(p2p)网络中提供数据的无线传送。


背景技术：

6.本文提供的背景描述是为了总体上呈现本公开的上下文的目的。本技术的发明人的工作，在该工作在本背景技术部分被描述的程度上，以及说明书中的可能不能证明在提交时为现有技术的各方面既不明示也不隐含地被承认为本公开的现有技术。
7.当在基础设施模式下操作时，无线局域网(wlan)通常包括接入点(ap)和一个或多个客户站。这些wlan以单播模式或多播模式运行。在单播模式下，ap每次向一个客户站发送信息。在多播模式下，相同的信息被同时发送到一组客户站。诸如电气和电子工程师协会(ieee)802.11a、802.11b、802.11g和802.11n标准的wlan标准的发展通过允许跨频率带宽进行发送而改进了数据吞吐量。因此，需要调度机制来调度在ap和多个客户站之间发送的数据帧。例如，ap和/或客户站需要知道在哪个信道上正在发送数据帧、信道中有多少带宽被分配给特定用户等。


技术实现要素：

8.本文描述的实施例提供了一种用于高效率(he)多用户(mu)帧发送的跨信道调度的方法。在一些实施例中，可以获得用于数据发送的信道信息和客户站信息。包含第一类型的数据字段和第二类型的两个数据字段的mu帧可以被配置为携带与用于数据发送的一个或多个信道有关的调度信息。可以确定，第二类型的两个数据字段的当前调度设置导致一个或多个信道之间的不平衡的有效载荷。因此第二类型的两个数据字段可以被调整用于平衡的信道映射，并且第一类型的数据字段可以被调整以反映平衡的信道映射。基于第一类型的经调整的数据字段和第二类型的经调整的两个数据字段的数据可以经由一个或多个信道发送。
9.在一些实现中，第二类型的两个数据字段中的第一数据字段覆盖来自该一个或多个信道中的信道的第一集合，并且第二类型的两个数据字段中的第二数据字段覆盖来自该一个或多个信道中的信道的第二集合。
10.在一些实现中，第二类型的两个数据字段中的每一个包含与第二类型的相应数据字段覆盖的信道上的一个或多个客户站有关的资源分配信息。
11.在一些实现中，第一类型的数据字段包含第二类型的两个数据字段与该一个或多个信道之间的映射信息。
12.在一些实现中，用于平衡的信道映射的第二类型的两个数据字段可以通过将第一信道从第一集合移动到第二集合来进行调整。
13.在一些实现中，用于平衡的信道映射的第二类型的两个数据字段可以通过将来自第一集合的第一信道与来自第二集合的第二信道交换来调整。
14.在一些实现中，可以通过指定第一类型的数据字段中的多个位来表示从当前调度设置的改变模式，来调整第一类型的数据字段以反映平衡的信道映射。
15.在一些实现中，多个位包括信道位图。
16.在一些实现中，可以取回将多个位映射到信道映射模式的先前存储的数据表。
17.在一些实现中，所发送的数据包括新的mu帧，该新的mu帧包含第一类型的经调整的数据字段和第二类型的经调整的两个数据字段，并且新的mu帧在接收机处被解码以供接收机从第一类型的经调整的数据字段和第二类型的经调整的两个数据字段中获得信道映射信息和资源分配信息。
18.本文描述的一些实施例提供了用于高效率(he)多用户(mu)帧发送的跨信道调度的系统。该系统包括处理电路。处理电路被配置为获得用于数据发送的信道信息和客户站信息，并且配置包含第一类型的数据字段和第二类型的两个数据字段的mu帧，以携带与用于该数据发送的一个或多个信道有关的调度信息。处理电路还被配置为确定第二类型的两个数据字段的当前调度设置导致一个或多个信道之间的不平衡的有效载荷，调整第二类型的两个数据字段用于平衡的信道映射，并且调整第一类的数据字段以反映平衡的信道映射。该系统还包括网络接口，用以经由一个或多个信道发送基于第一类型的经调整的数据字段和第二类型的经调整的两个数据字段的数据。
附图说明
19.在结合附图考虑以下详细描述时，本公开的其他特征、其性质和各种优点将变得明显，在整个附图中类似的附图标记表示类似的部分，并且在附图中：
20.图1是根据本文描述的一些实施例的示例无线局域网(wlan)100的框图，用于mu帧的跨信道调度可以在该示例无线局域网内操作的；
21.图2提供了示出根据本文描述的一些实施例的在80mhz处的示例mu帧的示例框图；
22.图3提供了示出根据本文描述的一些实施例的由两个sigb字段携带的示例性数据信息的示例框图；
23.图4提供了示出根据本文描述的一些实施例的用于40mhz的带宽的示例sigb和站映射方案的示例框图；
24.图5提供了示出根据本文描述的一些实施例的用于在大于40mhz的带宽处进行数
据发送的示例sigb和站映射方案的示例框图；
25.图6提供了示出根据本文描述的一些实施例的用于80mhz处的数据发送的示例sigb和站映射方案的示例框图；以及
26.图7提供了示出根据本文描述的一些实施例的跨信道调度映射和信令的方面的逻辑流程图。
27.具体实现
28.本公开描述了用于在802.11无线网络内发送he mu帧的跨信道调度机制的方法和系统。在一些实施例中，诸如无线局域网(wlan)的接入点(ap)的无线网络设备同时向多个客户站发送数据和/或接收由多个客户站同时发送的数据。这样的数据包括头信息，头信息提供信道调度信息(例如，哪些信道被哪些数据字段覆盖等)和资源分配信息(例如，在相应信道上发送的客户站之间如何共享信道的带宽等等)。头部信息可以在特定数据字段中发信号通知调度信息，使得在接收机处在解码头部信息时，接收机(例如，ap或客户站)获得随后发送的有效载荷数据的配置信息。
29.图1是根据本文描述的一些实施例的示例无线wlan 100的框图，用于mu帧的跨信道调度可以在该无线wlan内操作。无线接入点110(ap)包括主处理器105，主处理器105可以被配置为处理或辅助数据操作，诸如编码/解码、加密/解密等。网络接口设备107耦合到主处理器105，主处理器105被配置为与外部网络接口。网络接口设备107包括介质访问控制(mac)处理单元108和物理层(phy)处理单元109。phy处理单元109包括多个收发器111，并且收发器111耦合到多个天线112。
30.wlan 100包括多个客户站120a-c。尽管在图1中示出了三个客户站120a-c，但是在各种场景和实施例中，wlan 100可以包括不同数量(例如，1、2、3、5、6等)的客户站120a-c。每个客户站，例如120a-c，可以具有与ap 110类似的结构。例如，客户站120c可以包括耦合到网络接口设备127的主处理器125。网络接口设备127包括mac处理单元128和phy处理单元129。phy处理单元129包括多个收发器131，并且收发器131耦合到多个天线132用以从无线通信信道接收数据或向无线通信信道发送数据。
31.客户站120a-c中的两个或更多个可以被配置为接收由ap 110同时发送的数据，诸如802.11ax多用户(mu)帧130。另外，客户站120a-c中的两个或更多个可以被配置为向ap 110发送数据，使得ap 110接收该数据。例如，不同的客户站120a-c可以共享可用带宽和/或通信信道以与ap 110进行通信。因此，正在被发送的数据帧(例如，mu帧130)的头部信息将包含调度信息(例如，使用哪个信道向特定客户端发送数据等)、资源分配信息(例如，信道中的多少带宽被分配用于向特定客户端的数据发送等)等。ap 110、或相反地客户站120c因此可以(例如，分别经由主机处理器105或125)解码接收到的数据分组，以取回调度/资源分配信息，使得可以相应接收数据有效载荷，例如从哪个信道预期来自特定用户的数据，等。在一些实现中，在802.11ax mu帧中可以跨频率带宽和/或空间域来调度来自多个客户站120a-c的发送。图2中示出了mu帧的示例数据结构。
32.图2提供了示出根据本文描述的一些实施例的在80mhz处的示例mu帧的示例框图。mu帧可以包括高效率(he)前导码部分，高效率(he)前导码部分包含he信号字段a(siga)和he信号字段b(he-sigb)的。具体而言，sigb用于发信号通知用于每个站的资源单元(ru)信令和物理层(phy)配置。例如，在20mhz以上，可以构造两个sigb，并且每个均携带不同的调
度信息。两个sigb，例如sigb-1和sigb-2，可以各自以超过20mhz的频率发送，并且可以在20mhz的其他信道上被复制。如图2所示，字段sigb-1 201a可以包括针对用于信道a(203a)上的站的数据的调度信息，并且另一字段sigb-2 202a可以包括针对用于信道b(203b)上的站的数据的调度信息。可以针对用于附加信道(诸如信道c和d(203c-d))上的站的数据的调度信息而分别复制字段sigb-1和sigb-2(201b和202b)。
33.图3提供了根据本文描述的一些实施例的图示由两个sigb字段携带的示例数据信息的示例框图。每个sigb 301或302可以分别包括未完全复制的公共块303a或303b，例如，公共块303a或303b可以分别携带相应sigb覆盖的信道的ru信令(资源分配)信息。例如，如果sigb-1 301覆盖信道a的信息并且sigb-2 302覆盖信道b的信息，则公共块303a可以携带用于信道a的ru信令信息(例如，如果信道a上有两个客户站，每个客户站可以被分配给10mhz)，并且公共块303b可以携带用于信道b的ru信令信息(例如，如果信道b上有两个客户站，一个可以被分配5mhz，另一个可以被分配15mhz等)。用户块305a和305b可以携带用于每个被调度的站的phy配置信息，每个被调度的站选择相应sigb来携带其信息。因此，采用这两个sigb的调度机制需要提供sigb和站映射方案，该站映射方案标识哪些信息将在哪些sigb中携带。
34.图4提供了示出根据本文描述的一些实施例的用于40mhz的带宽的示例sigb和站映射方案的示例框图。字段sigb-1 401和sigb-2 402可以各自覆盖20mhz信道，例如，sigb-1 401携带与发送用于信道a上的站的数据403有关的调度信息，并且sigb-2 402携带与发送用于信道b上的站的数据403有关的信息。每个sigb 401或402包含公共块405，该公共块405包括用于sigb在其上发送的相应信道的资源分配信息，例如，sigb-1 401包括存储用于信道a的信息的公共块，并且sigb-2 402包括存储用于信道b的信息的公共块。每个公共块405之后是相关联的用户块407，用户块407包括在相应信道上向多个站发送/从多个站接收的用户数据。
35.图5提供了示出根据本文描述的一些实施例的用于在大于40mhz的带宽处进行数据发送的示例sigb和站映射方案的示例框图。当使用两个sibg 501和502时，每个sigb可以覆盖信道的集合。例如，每个sigb 501或502包含公共块503或504，公共块503或504包括用于几个信道的集合的ru信令信息，并且在信道的相应集合上调度的sta可以在相应的sigb中也具有其用户块505或506。这样，单个sigb可以覆盖不同的信道，并且因此跨信道调度通过图5中所示的数据结构来实现。信道到sigb映射是灵活的，例如，sigb-1 501或sigb-2 502可以被映射到不同的信道。由每个sigb 501或502覆盖的信道的数量可以不一定相同，例如，sigb-1 501可以覆盖两个信道，并且sigb-2 502可以覆盖四个信道。信道-sigb映射信息可以在siga字段中发信号通知。
36.图6提供了示出根据本文描述的一些实施例的用于在80mhz处的数据发送的示例sigb和站映射方案的示例框图。在这个示例中，20mhz的四个信道a、b、c和d可以分成两个集合，例如，sigb-1覆盖信道集合1＝{a，c，d}，并且sigb-2覆盖信道集合2＝{b}。例如，当信道b上有三个用户，并且信道a、c和d中的每一个仅具有一个用户时，{a，c，d}和{b}的分组可以对于每个sigb具有平衡的有效载荷。因此，在phy上，用于信道d 602d的数据在sigb-2 601之后被发送(由于sigb-1和sigb-2字段依次交替地被发送或接收)，用于信道d的资源分配信息由sigb-1 601携带，并且因此调度是跨信道的。
37.图7提供了示出根据本文描述的一些实施例的跨信道调度映射和信令的方面的逻辑流程图。在702处，ap(例如图1中的110)可以取回信道信息和用户/客户端信息，诸如用于数据发送的可用带宽(例如，20mhz、40mhz、80mhz或更多等)、可用信道的数量(例如，两个20mhz信道、四个20mhz信道等)，用于与ap进行数据发送的客户端/站的数量、客户端-信道映射信息等。在702处，ap可以以默认设置来启动sigb，例如，每个sigb覆盖相同频率上的信道。例如，对于具有信道a、b、c和d的80mhz的带宽(如图6所示)，sigb信道集合1＝{a，c}，并且集合2＝{b，d}。
38.在703，ap然后可以，例如经由图1中的主处理器105，确定用于每个sigb的有效载荷是否平衡。例如，如果每个信道a、b、c和d具有在其上发送的两个客户端/站，则用于sigb-1和sigb-2的数据负载可能是相似的，并且因此信道-sigb映射被认为是平衡的。在一个不同的示例中，如果信道a具有五个客户端/站，但是信道b、c和d中的每一个只有一个客户端/站，则与携带用于信道集合{b，d}的信息的其他sigb相比，携带用于信道集合{a，c}的信息的sigb可以具有不平衡的更高的数据负载。信道-sigb映射的重新平衡可以被执行。
39.当信道-sigb映射在703处被平衡时，ap可以在705处维持用于数据发送的当前信道-sigb(例如，默认设置)映射。否则，ap可以将信道重新映射到sigb。例如，对于80mhz的带宽，每个sigb覆盖的每个信道集合中的信道数量可以是{2，2}、{1，3}、{3，1}。当重新平衡发生时，一个信道可以从一个sigb被移动到另一sigb，例如，信道集合可以从{a，c}、{b，d}移动到{a}、{b，c，d}。
40.在706，可以在siga位中配置更新的信道-sigb映射信息。在一个实现中，一个信令方法可以是：2个位(用于每个集合中的两个信道的信道位图) 1个位(从sigb-1移动到sigb-2或从sigb-2移动到sigb-1)＝siga中的3个位。这里，位图中的任意“1”表示要被映射到另一sigb的相应信道。例如，“10”表示来自该集合的第一信道将被移动到另一集合，并且“01”表示来自该集合中的第二信道将被移动到另一集合。位图“00”表示重新平衡关闭。在用于siga的上述信令方法中，位的顺序可以是任意的，只要其被预先定义。
41.在另一实现中，具有siga的信令方法可以是1位(哪个信道要被映射) 1位(从sigb-1移动到sigb-2或从sigb-2移动到sigb-1) 1位(跨信道调度开/关)＝siga中的3个位。例如，当缺省信道-sigb映射是sigb-1用于{a，b}并且sigb-2用于{c，d}时，siga中的3个位“011”可以指示第二位“1”代表着从sigb-2移动到sigb-1；第一位“0”表示要从其移动的信道集合的第一信道；而第三位“1”表示跨信道调度开启。因此在这个示例中，“011”意味着信道c从集合2移到集合1用于跨信道调度。在用于siga的上述信令方法中，位的顺序可以是任意的，只要被预先定义。
42.在另一示例中，对于具有八个信道(标记为a到h)的160mhz的带宽，分别由每个sigb覆盖的信道集合1和集合2中的信道的数量可以是{4，4}、{3，5}、{5，3}、{2，6}、{6，2}、{1，7}、{7，1}。在704处，最多一个信道从一个sigb被移动到另一sigb；因此，每个信道集合中的信道数量可以从默认的{4，4}变为{4，4}、{3，5}或{5，3}。因此，siga中的一个示例信令方法可以是1位(交叉信道开/关) 2位(要移动每个信道集合中四个信道中的哪个信道) 1位(从sigb-1移动到sigb-2或从sigb-2移动到sigb-1)＝siga中的4位。当一个sigb中的任意信道可以移动到另一sigb时，可以使用siga中的另一示例信令方法：4位(用于每个集合中的四个信道的信道位图) 1位(从sigb-1移动到sigb-2或从sigb移动-2移动到sigb-1)＝
5位。
43.替代地，可以使用码本或表来列出信道映射。当存在基于原始默认设置来将信道从一个sigb移动到另一个没有覆盖的附加信道集合时，可以并入附加的重新平衡方法。例如，可以在704处添加具有多于一个要移动的信道的选项。或者，可以添加具有信道交换的选项。
44.例如，对于80mhz的带宽(四个信道a、b、c、d)，当只有一个信道可以从一个sigb移动到另一个，并且映射到一个相应sigb的第一信道不能被移动时，码本/表格可以如表1所示构建：
45.表1.用于80mhz的示例信道-sigb映射表，2位
46.b0b1信道到sigb映射00ac/bd01ad/bc10acd/b11a/bdc
47.当b0b1＝01时，发生信道交换以从“00”移动到“01”。“10”和“11”表示当从“00”只有一个信道从一个sigb移动到另一sigb时(带下划线的信道是已经从另一sigb移出的信道)的场景。
48.如果对于80mhz使用三个位，则可以如表2所示构造码本/表：
49.表2.用于80mhz的示例信道-sigb映射表，3位
50.b0～b2信道到sigb映射000ac/bd001ab/cd010ad/bc011abc/d100acd/b101a/bcd110rsvd111rsvd
51.当使用三位时，可以包括用于80mhz的信道集合的所有选项。
52.在另一示例中，对于160mhz的带宽(八个信道ah)，当只有一个信道可以从一个sigb移动到另一个时，并且映射到一个相应sigb的第一信道不能被移动时，码本/表可以如表3所示构建：
53.表3.用于160mhz的示例信道-sigb映射表，3位
54.b0～b2信道到sigb映射000aceg/bdfh001abcd/efgh010acegh/bdf011acegf/bdh
100acegd/bfh101aeg/bdfhc110acg/bdfhe111ace/bdfhg
55.表4中带下划线的信道是已经从另一sigb移出的信道。
56.可以在706处使用用于配置用于信道-sigb映射的siga位的其他替代实现。在一些实现中，信道-sigb映射可以被设计为使得sigb可以覆盖所有信道。例如，siga中的信令可以包括n位的位图，其中n表示信道的数量(例如，对于80mhz为四个，并且对于160mhz为八个)。对应信道中的位图中的“1”属于一个sigb(例如，可以指定“1”来表示sigb-1，并且可以指定“0”来指示sigb-2；反之亦然)，并且“0”表示对应的信道属于另一sigb。例如，对于四个信道a、b、c、d，可以在位图中使用四位的串xxxx，例如，“0101”表示信道a和信道c由sigb-2携带，并且b和d是由sigb-1携带；并且“0001”表示信道a，b，c由sigb-2携带，并且信道d由sigb-1携带等。
57.在706中的siga中的其他信令方法可以包括指定siga中的子字段以指示一个sigb覆盖了多少个信道。例如，3位用于160mhz(8个信道)来指示sigb-1覆盖了多少个信道，并且隐含地剩下的信道由sigb-2覆盖。此外，可以使用此子字段的某些特殊值来指示负载平衡处于打开或关闭状态。例如，如果3位＝000，则不使用负载平衡。可以在每个sigb的公共块(例如，图3中的公共块303a或303b)中添加信道标识子字段。标识子字段可以包括用于该sigb中覆盖的每个信道的x位信道索引，其中k是基于信道数目确定的(例如，对于160mhz，八个信道，k＝3)。或者替代地，m位位图指示哪个信道属于该sigb，其中m等同于在默认设置中用于每个sigb的信道的数目(例如，对于80mhz为m＝2，对于160mhz为m＝4等)。在另一示例中，当在siga字段中不使用标识子字段时，可以根据预定义的顺序连续地指派一个sigb中的信道。例如，如果sigb-1覆盖三个信道，则它们是来自80mhz的四个信道的信道a-c。或者可以将信道交替指派给每个sigb。一旦一个sigb被填充(按照每个sigb的信道的数量)，剩下的未指派的信道将进入未填充的sigb。例如，如果sigb-1覆盖了三个信道，则信道a、c和e由sigb-1覆盖，而信道b、d、f、g和h进入sigb-2。
58.在707，ap可以基于siga和sigb信息在相应信道上向多个站发送数据。当信道条件或客户端条件改变时，例如，可用带宽改变或更多客户端被添加用于发送时，ap可以在701处开始，用于再次可能的信道-sigb映射的重新平衡。
59.虽然本说明书包含许多细节，但这些细节不应被解释为对可要求保护的范围的限制，而是作为对主题的特定实现的描述。本说明书中描述的在单独实现的上下文中的某些特征也可以组合地实现在单个实现中。相反，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以在多个实现中分离地或以任意合适的子组合来实现。此外，虽然特征可以在上面被描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中去除，并且所要求保护的组合可以指向子组合或子组合的变体。
60.尽管在附图中以特定顺序描绘了操作，但这不应理解为要求以所示出的特定顺序或按顺序执行这样的操作，或者要求执行所有示出的操作，以实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述方面中的各种系统组件的分离不应当被理
解为在所有方面都要求这种分离，并且应当理解，所描述的程序组件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中或者被封装到多个软件产品中。
61.可以提供驻留在计算机可读介质上的合适的计算机程序代码用于执行与执行本文描述的处理有关的一个或多个功能。本文所使用的术语“计算机可读介质”指向计算设备的处理器(例如，ble设备106a-b、接收服务器105、或者本文描述的设备的任意其他处理器)提供或参与提供指令用于执行的任意非暂时性或暂时性介质。这样的介质可以采取多种形式，包括但不限于，非易失性介质和易失性介质。非易失性介质包括例如光盘、磁盘或光磁盘、或集成电路存储器，诸如闪存。易失性媒体包括动态随机存取存储器(dram)，其通常构成主存储器。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、可折叠磁盘、硬盘、磁带、任意其它磁介质、cd-rom、dvd、任意其他光介质、打孔卡、纸带、具有孔洞的图案的任意其他物理介质、ram、prom、eprom或eeprom(电子可擦除可编程只读存储器)、flash-eeprom、任意其他存储器芯片或盒式存储器、或计算机可以从中读取的任意其他非暂态性介质。
62.已经根据特定方面描述了本说明书的主题，但是其他方面可以被实现并且在以下权利要求的范围内。例如，权利要求中记载的动作可以以不同的顺序执行并且仍然实现期望的结果。作为一个示例，附图中描绘的处理不一定需要所示的特定顺序或有序顺序来实现期望的结果。在某些实现中，多任务和并行处理可能是有利的。其他变体在以下权利要求的范围内。