用于电视空白频谱传输的前导码设计制造技术

本发明专利技术提供了一种用于生成具有用于电视空白频谱传输（TVWS）的前导码和有效载荷的物理层会聚协议分组数据单元（PPDU）的方法。该PPDU的符号均包括总共128个（正交频分复用）OFDM音调或者总共256个OFDM音调。该前导码包括信号（SIG）字段符号，如果该PPDU的符号包括总共128个OFDM音调，则该SIG字段符号具有108个OFDM数据音调，或者如果PPDU的符号包括总共256个OFDM音调，则该SIG字段符号具有234个OFDM数据音调。该SIG字段符号指示以下各项中的至少一个：有效载荷中的数据量或者该PPDU将占用电视广播频谱的时间长度。通过将802.11ac信号降频一个因子，使得PPDU的带宽减少到适合在TVWS信道中使用的一个带宽来生成该PPDU。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电视空白频谱传输的前导码设计优先权要求本专利申请要求享受2011年5月19日提交的美国临时申请N0.61/488，092的优先权，故以引用方式将其明确地并入本文。
概括地说，各种特征涉及无线通信设备和系统，具体地说，各种特征涉及用于生成电视空白频谱传输的前导码的方法和装置。
技术介绍
诸如膝上型计算机、个人数字助理设备、移动或蜂窝电话、个人媒体播放器之类的接入终端或者具有处理器的通过无线信号进行通信的其它设备，变得日益增加地普及和更加频繁地使用。很多接入终端用于通过无线局域网(WLAN)进行通信，一些涌现的无线通信标准已被开发和正在开发以促进这些WLAN。电子和电气工程师协会(IEEE)已在其IEEE802.11标准的保护伞之下，开发了多种WLAN标准(或者修订版)。IEEE802.11表示IEEE802.11委员会为短距离通信(例如，数十米到几百米)所开发的一组WLAN空中接口标准。通常，这些WLAN网络称为“WiFi”或“w1-fi”网络，允许电子设备进行无线地通信(例如，交换数据、接入其它网络等等)。公共w1-fi频率包括2.4GHz和5.6GHz频带。但是，可用于这些无线网络的频谱是相当有限的，而无线通信系统对于带宽的需求不断地增加。因此，期望实现现有频谱分配的再利用，和/或与现有频谱分配的共存。一种相对最近的发展对应于:使用“空白频谱”(其还称为“白色空间”)来实现WLAN。空白频谱可以指代分配给广播服务、但本地(例如，在短距离之内)没有使用的无线频率。在美国，联邦通信委员会(FCC)报告和订购(R&0)最近开放了对于空白频谱的未经许可使用的机会。根据修订的IEEE802.11 (其称为IEEE802.llaf)，开发了使用空白频谱来实现根据IEEE802.11标准的WLAN。“空白fi”是用于描述在TV未利用频谱或者TV空白频谱(TVWS)中使用W1-Fi技术的术语。通过使用频率低于IGHz的TVWS，除了 TV频谱中的本地未利用的频率所可以获得的增加的带宽之外，IEEE802.1laf还可以提供实现更大的传播距离。在美国，每一个电视信道具有6MHz的总带宽。但是，由于关注对于相邻信道的频谱泄漏，信号提供者通常对4MHz到5MHz的每一个信道的信号载波带宽进行限制，以便在该信道的每一侧提供500kHz到IMHz的保护频带。在其它国家，用于每一个电视信道的总带宽可以是不同的(例如，大多数欧洲国家是8MHz )。TVffS设备可以在室外环境下进行操作，其使得它们易受高时延扩散的影响。这使得在大多的其它基于OFDM的传输中必须具有更高的循环前缀(CP)，以便针对时延扩散影响提供足够的保护。举例而言，802.1laf信号可以是通过对802.1lac信号进行降频所产生的5MHz信号。例如，可以使用适当的降频因子，将20MHz、40MHz、80MHz或160MHz带宽802.1lac信号降频到5MHz带宽信号。对信号进行降频造成循环前缀持续时间、前导码持续时间和符号持续时间在时间上增加。这种时间上的增加量直接与应用的降频因子成比例。例如，将80MHz带宽信号降频到5MHz信号所使用的十六(16)的降频因子，将循环前缀持续时间增加了十六(16)倍，而将20MHz信号降频到5MHz只将循环前缀持续时间增加了四(4)倍。在一些情况下，通过将20MHz802.1lac信号进行降频来生成5MHzTVWS信号，可能导致太短的循环前缀持续时间，其使所产生的信号易受到高时延扩散的影响。相比而言，将更大的带宽(例如，40MHz、80MHz等等)802.1 Iac信号进行降频以生成5MHz TVffS信号，可能导致前导码持续时间太长。也就是说，前导码持续时间占据为了给定的TVWS传输而向WLAN设备分配的总时间的不可接受的很大部分(即，物理层会聚协议分组数据单元(prou)的前导码开销可能太大)。因此，需要TVWS前导码(例如，TGaf)的特征是具有足够的循环前缀持续时间来防止高时延扩散、实现较低的前导码持续时间开销，并具有再利用与其它IEEE802.11标准(例如，802.1 Iac )相同的体系结构的能力。
技术实现思路
一个特征提供了一种在电视广播频谱(例如，TVWS)中进行无线通信的方法。该方法包括:通过向产生波形带宽的时钟应用因子，以便从第一带宽(例如，20、40或80MHz)减少到第二带宽(例如，4-lOMHz)，来生成降频的波形，其中降频的波形的第二带宽小于所识别的未利用信道的信道带宽。根据一个方面，该方法包括:生成具有前导码和有效载荷的物理层会聚协议分组数据单元(ProU)，其中，所述PPDU的符号均包括总共128个(正交频分复用)0FDM音调或者总共256个OFDM音调，并且所述前导码包括信号(SIG)字段符号，如果所述PPDU的所述符号包括总共128个OFDM音调，则所述SIG字段符号具有108个OFDM数据音调，或者如果所述PPDU的所述符号包括总共256个OFDM音调，则所述SIG字段符号具有234个OFDM数据音调。所述SIG字段符号指示以下各项中的至少一个:所述有效载荷中的数据的量、或者所述PPDU将占用所述电视广播频谱的时间的长度。此外，该方法还包括:在所述电视广播频谱(例如，TVffS)中发送所述PPDU。根据一个方面，生成所述PPDU包括:将具有第一带宽(例如，20、40或80MHz)的第一信号(例如，802.1lac信号)降频一个因子，以生成具有第二带宽(例如，4-lOMHz)的所述prou，其中所述第一信号具有第一信号前导码，所述第一信号前导码包括具有两个或更多个符号的第一短训练字段(STF)，所述第一 STF具有第一 STF持续时间，并且所述前导码还包括:具有第二 STF持续时间的第二 STF，其中，所述第二 STF持续时间小于所述第一 STF持续时间乘以所述因子。根据一个方面，所述第二 STF持续时间等于所述第一 STF持续时间与所述因子的乘积的一半。根据另一个方面，所述第二 STF包括仅一个符号。根据另一个方面，如果所述PPDU的所述符号均包括总共128个OFDM音调，则所述第一带宽是40MHz，所述第二带宽大于或等于4MHz并且小于或等于8MHz，所述第一 STF持续时间等于8 μ sec，并且所述第二 STF持续时间大于或等于20 μ sec并且小于或等于40 μ sec。如果所述PPDU的所述符号均包括总共256个OFDM音调，则所述第一带宽是80MHz，所述第二带宽大于或等于4MHz并且小于或等于8MHz，所述第一 STF持续时间是8 μ sec,并且所述第二 STF持续时间大于或等于40 μ sec并且小于或等于80 μ sec。根据一个方面，所述前导码还包括:短训练字段(STF)符号，如果所述PPDU的所述符号均包括总共128个OFDM音调，则所述STF符号具有填充的八分之一的音调或者十六分之一的音调，或者如果所述PPDU的所述符号均包括总共256个OFDM音调，则所述STF符号具有填充的十六分之一的音调。根据另一个方面，所述前导码还包括:短训练字段(STF)符号，如果所述PPDU的所述符号均包括总共128个OFDM音调，则所述ST本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在发射机处操作的在电视广播频谱中进行无线通信的方法，所述方法包括：生成具有前导码和有效载荷的物理层会聚协议分组数据单元（PPDU），其中，所述PPDU的符号均包括总共128个（正交频分复用）OFDM音调或者总共256个OFDM音调，并且所述前导码包括：信号（SIG）字段符号，如果所述PPDU的所述符号包括总共128个OFDM音调，则所述SIG字段符号具有108个OFDM数据音调，或者如果所述PPDU的所述符号包括总共256个OFDM音调，则所述SIG字段符号具有234个OFDM数据音调，所述SIG字段符号指示以下各项中的至少一个：所述有效载荷中的数据的量、或者所述PPDU将占用所述电视广播频谱的时间的长度；以及在所述电视广播频谱中发送所述PPDU。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.19 US 61/488,092;2012.05.15 US 13/471,9471.一种用于在发射机处操作的在电视广播频谱中进行无线通信的方法，所述方法包括: 生成具有前导码和有效载荷的物理层会聚协议分组数据单元(Prou)，其中，所述PPDU的符号均包括总共128个(正交频分复用)OFDM音调或者总共256个OFDM音调，并且所述前导码包括: 信号(SIG)字段符号，如果所述PPDU的所述符号包括总共128个OFDM音调，则所述SIG字段符号具有108个OFDM数据音调，或者如果所述PPDU的所述符号包括总共256个OFDM音调，则所述SIG字段符号具有234个OFDM数据音调，所述SIG字段符号指示以下各项中的至少一个:所述有效载荷中的数据的量、或者所述PPDU将占用所述电视广播频谱的时间的长度；以及 在所述电视广播频谱中发送所述PPDU。2.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述PPDU包括:将具有第一带宽的第一信号降频一个因子，以生成具有第二带宽的所述PPDU，所述第一信号具有第一信号前导码，所述第一信号前导码包括具有两个或更多个符号的第一短训练字段(STF)，所述第一 STF具有第一 STF持续时间，并且所述前导码还包括: 具有第二 STF持续时间的第二 STF，其中，所述第二 STF持续时间少于所述第一 STF持续时间乘以所述因子。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二STF持续时间等于所述第一 STF持续时间与所述因子的乘积的一半。4.根据权利要求2所述的 方法，其中，所述第二STF仅包括一个符号。5.根据权利要求2所述的方法，其中， 如果所述PPDU的所述符号均包括总共128个OFDM音调，则所述第一带宽是40MHz，所述第二带宽大于或等于4MHz并且小于或等于8MHz，所述第一 STF持续时间等于8 μ sec,并且所述第二 STF持续时间大于或等于20 μ sec并且小于或等于40 μ sec,并且 如果所述PPDU的所述符号均包括总共256个OFDM音调，则所述第一带宽是80MHz，所述第二带宽大于或等于4MHz并且小于或等于8MHz，所述第一 STF持续时间等于8 μ sec,并且所述第二 STF持续时间大于或等于40 μ sec并且小于或等于80 μ sec。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述前导码还包括: 短训练字段(STF)符号，如果所述PPDU的所述符号均包括总共128个OFDM音调，则所述STF符号具有填充的八分之一的音调或者十六分之一的音调，或者如果所述PPDU的所述符号均包括总共256个OFDM音调，则所述STF符号具有填充的十六分之一的音调。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述前导码还包括: 短训练字段(STF)符号，如果所述PPDU的所述符号均包括总共128个OFDM音调，则所述STF符号具有大于或等于2微秒(μ s)并且小于或等于4μ s的重复间隔，或者如果所述PPDU的所述符号均包括总共256个OFDM音调，则所述STF符号具有大于或等于4 μ s并且小于或等于8μ s的重复间隔。8.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述PPDU包括:将具有第一带宽的第一信号降频一个因子，以生成具有第二带宽的所述PPDU，所述第一信号具有第一信号前导码，所述第一信号前导码包括具有至少一个符号的第一 SIG字段，其中，将所述第一 SIG字段的所述符号限制于所述第一信号的每20MHz子带48个OFDM数据音调。9.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述PPDU包括:将具有第一带宽的第一信号降频一个因子，以生成具有第二带宽的所述prou，所述第一信号具有包括至少?ο个符号的第一信号前导码，其中，所述PPDU的所述前导码具有7个符号。10.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述PPDU包括:将具有第一带宽的第一信号降频一个因子，以生成具有第二带宽的所述PPDU，所述第一信号具有第一信号前导码，所述第一信号前导码具有第一信号前导码持续时间，其中，所述PPDU的所述前导码的持续时间小于所述第一信号前导码持续时间与所述因子的乘积的82%。11.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述PPDU的所述符号均包括总共128个OFDM音调，则所述SIG字段符号包括54比特的数据，或者如果所述PPDU的所述符号均包括总共256个OFDM音调，则所述SIG字段符号包括117比特的数据。12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述SIG字段符号还指示所述有效载荷的带宽、所述有效载荷的调制和编码速率方案、以及所述有效载荷的空间流的数量。13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述SIG字段符号还指示所述前导码的一个或多个符号或者所述有效载荷是否是波束成形的。14.根据权利要求1所述的方法，其中，使用正交二进制移相键控(QBPSK)来调制所述SIG字段符号，以指示所述前导码的一个或多个符号或者所述有效载荷是否是波束成形的。15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述SIG字段符号还指示所述有效载荷是以单用户模式还是多用户模式进行发送，并且如果所述有效载荷是以所述多用户模式进行发送，则所述SIG字段符号还指示组标识符(ID)，其中所述组标识符标识所述有效载荷的至少一个预期的接收机，并且所述前导码还包括: 信号B (SIG-B)字段符号，其指示所述有效载荷的调制和编码速率方案。16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述前导码还包括: 波束成形的信号(BF-SIG)字段，其指示以下各项中的至少一项:标识所述有效载荷的至少一个预期的接收机的组标识符(ID)、所述有效载荷中针对多个用户中的每一个用户的空间流的数量、和/或所述有效载荷中针对所述多个用户中的每一个用户的调制和编码速率方案。17.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述PPDU的所述符号均包括总共128个OFDM音调，则所述PPDU的所述带宽大于或等于5MHz并且小于或等于6MHz，或者如果所述PPDU的所述符号均包括总共256个OFDM音调，则所述PPDU的带宽是8MHz。18.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电视广播频谱小于1GHz。19.根据权利要求1所述的方法，还包括: 将40MHz带宽信号降频大于或等于5并且小于或等于10的因子，以生成包括总共128个OFDM音调的所述PPDU的所述符号；以及 将80MHz带宽信号降频大于或等于10并且小于或等于20的因子，以生成包括总共256个OFDM音调的所述PPDU的所述符号。20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述40MHz带宽信号和80MHz带宽信号是根据电子和电气工程师协会(IEEE)的802.1lac标准来定义的。21.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述PPDU的所述符号均包括总共128个OFDM音调，则所述前导码的每一个符号具有大于或等于4 μ sec并且小于或等于8 μ sec的循环前缀持续时间，或者如果所述PPDU的所述符号均包括总共256个OFDM音调，则所述前导码的每一个符号具有大于或等于8 μ sec并且小于或等于16 μ sec的循环前缀持续时间。22.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述PPDU的所述符号均包括总共128个OFDM音调,则所述PPDU的每一个前导码符号的包括循环前缀持续时间的符号持续时间大于或等于20 μ sec并且小于或等于40 μ sec,或者如果所述PPDU的所述符号均包括总共256个OFDM音调，则所述PPDU的每一个前导码符号的包括循环前缀持续时间的符号持续时间大于或等于40 μ sec并且小于或等于80 μ sec。23.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述PPDU包括:将具有第一带宽的第一信号降频一个因子，以生成具有第二带宽的所述PPDU，所述第一信号具有第一信号前导码，所述第一信号前导码包括两个传统短训练字段(STF)符号、两个传统长训练(LTF)字段符号、一个第一信号字段符号、两个甚高吞吐量(VHT)信号A字段符号、一个VHT STF字段符号、至少一个VHT LTF字段符号、以及一个第一信号B字段符号，并且其中，所述前导码还包括: 短训练字段(STF)符号； 两个长训练字段(LTF)符号； 用于多用户、多输入多输出(MU-MIMO)模式或者单用户波束成形(SU-BF)模式的波束成形信号(BF-SIG)字段符号； 预编码的短训练(PC-STF)字段符号；以及 至少一个预编码的长训练(PC-LTF)字段符号。24.一种配置为在电视广播频谱中进行无线通信的无线发射机装置，所述装置包括: 处理电路，其适用于生成具有前导码和有效载荷的物理层会聚协议分组数据单元(PPDU)，其中，所述PPDU的符号均包括总共128个(正交频分复用)OFDM音调或者总共256个OFDM音调，并且所述前导码包括: 信号(SIG)字段符号，如果所述PPDU的所述符号包括总共128个OFDM音调，则所述SIG字段符号具有108个OFDM数据音调，或者如果所述PPDU的所述符号包括总共256个OFDM音调，则所述SIG字段符号具有234个OFDM数据音调，所述SIG字段符号指示以下各项中的至少一个:所述有效载荷中的数据的量、或者所述PPDU将占用所述电视广播频谱的时间的长度；以及 无线发射机，其通信地耦合到所述处理电路，并且适用于在所述电视广播频谱中发送所述prou。25.根据权利要求24所述的无线发射机装置，其中，所述处理电路还适用于:将具有第一带宽的第一信号降频一个因子，以生成具有第二带宽的所述prou，所述第一信号具有第一信号前导码，所述第一信号前导码包括具有两个或更多个符号的第一短训练字段(STF)，所述第一 STF具有第一 STF持续时间，并且所述前导码还包括: 具有第二 STF持续时间的第二 STF，其中， 所述第二 STF持续时间少于所述第一 STF持续时间乘以所述因子。26.根据权利要求24所述的无线发射机装置，其中，所述前导码还包括: 短训练字段(STF)符号，如果所述PPDU的所述符号均包括总共128个OFDM音调，则所述STF符号具有填充的八分之一的音调或者十六分之一的音调，或者如果所述PPDU的所述符号均包括总共256个OFDM音调，则所述STF符号具有填充的十六分之一的音调。27. 根据权利要求24所述的无线发射机装置，其中，所述处理电路还适用于:将具有第一带宽的第一信号降频一个因子，以生成具有第二带宽的所述PPDU，所述第一信号具有包括至少10个符号的第一信号前导码，其中，所述PPDU的所述前导码具有7个符号。28.根据权利要求24所述的无线发射机装置，其中，所述处理电路还适用于:将具有第一带宽的第一信号降频一个因子，以生成具有第二带宽的所述PPDU，所述第一信号具有第一信号前导码，所述第一信号前导码包括两个传统短训练字段(STF)符号、两个传统长训练(LTF)字段符号、一个第一信号字段符号、两个甚高吞吐量(VHT)信号A字段符号、一个VHTSTF字段符号、至少一个VHT LTF字段符号、以及一个第一信号B字段符号，并且其中，所述前导码还包括: 短训练字段(STF)符号； 两个长训练字段(LTF)符号； 用于多用户、多输入多输出(MU-MIMO)模式或者单用户波束成形(SU-BF)模式的波束成形信号(BF-SIG)字段符号； 预编码的短训练(PC-STF)字段符号；以及 至少一个预编码的长训练(PC-LTF)字段符号。29.一种配置为在电视广播频谱中进行无线通信的无线发射机装置，所述装置包括: 用于生成具有前导码和有效载荷的物理层会聚协议分组数据单元(prou)的模块，其中，所述PPDU的符号均包括总共128个(正交频分复用)0FDM音调或者总共256个OFDM音调，并且所述前导码包括: 信号(SIG)字段符号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·韦尔玛尼，S·P·亚伯拉罕，S·J·谢尔哈默，A·范策尔斯特，D·J·R·范尼，V·K·琼斯，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：
国别省市：