[12]发明专利申请公布说明书
[21]申请号200780024453.6
[51]Int.CI.
H04B 7/06 (2006.01)
[43]公开日2009年7月8日[22]申请日2007.06.27[21]申请号200780024453.6
[30]优先权
[32]2006.06.27 [33]US [31]60/816,988[86]国际申请PCT/US2007/072224 2007.06.27[87]国际公布WO2008/002972 EN 2008.01.03[85]进入国家阶段日期
2008.12.29
[11]公开号CN 101479958A
[74]专利代理机构上海专利商标事务所有限公司
代理人陈炜
[71]申请人高通股份有限公司
地址美国加利福尼亚州
[72]发明人J·W·凯彻姆 S·纳安达 A·梅兰 S·
K·苏里尼
权利要求书 9 页 说明书 19 页 附图 32 页
[54]发明名称
用于在无线通信系统中提供波束成形反馈的方法和系统[57]摘要
描述了用以支持无线网络中的站进行波束成形的技术。在一方面，站可以通过具有传送和接收探测帧、通过发送探测帧来响应训练请求、以及响应对显式反馈的请求的能力来支持用隐式反馈或显式反馈进行波束成形。在显式波束成形的一种设计中，该站可以发送带有对显式反馈的请求的第一帧并且还可以发送具有至少一个训练字段但没有数据字段的空数据分组(NDP)。该站可以接收带有显式反馈的第二帧，其中该显式反馈可以是基于NDP推导出来的。该站可以基于该显式反馈来推导转向信息(例如，转向矩阵)并且随后可以基于该转向信息用波束成形来发送经转向帧。该站还可以使用NDP进行探测来执行隐式波束成形。
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权 利 要 求 书
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1.一种装置，包括：
至少一个处理器，配置成接收训练请求、响应于所述训练请求发送第一探测帧、接收对用于波束成形的显式反馈的请求、接收第二探测帧、基于所述第二探测帧生成所述显式反馈、以及响应于所述对显式反馈的请求发送所述显式反馈；以及 耦合到所述至少一个处理器的存储器。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成接收基于所述显式反馈发送的经转向帧。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成接收基于从所述第一探测帧推导出的隐式反馈发送的经转向帧。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成接收基于所述第一探测帧推导出的显式反馈、基于所述接收到的显式反馈推导转向信息、以及基于所述转向信息发送经转向帧。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成接收第三探测帧、基于所述第三探测帧推导转向信息、以及基于所述转向信息发送经转向帧。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一探测帧和第二探测帧各自包括训练字段和数据字段。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一探测帧和第二探测帧各自包括具有至少一个训练字段但没有数据字段的空数据分组(NDP)。 8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一探测帧和第二探测帧各自包括具有训练字段和数据字段的帧或者具有至少一个训练字段但没有数据字段
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的空数据分组(NDP)。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述显式反馈包括信道状态信息(CSI)矩阵、非压缩波束成形反馈矩阵、或压缩波束成形反馈矩阵。 10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一探测帧和第二探测帧包括IEEE 802.11中的物理层会聚协议(PLCP)协议数据单元(PPDU)。 11.一种方法，包括： 接收训练请求；
响应于所述训练请求发送第一探测帧； 接收对用于波束成形的显式反馈的请求； 接收第二探测帧；
基于所述第二探测帧生成所述显式反馈；以及 响应于所述对显式反馈的请求发送所述显式反馈。 12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：
接收基于所述显式反馈或者从所述第一探测帧推导出的隐式反馈发送的经转向帧。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括： 接收基于所述第一探测帧推导出的显式反馈； 基于所述接收到的显式反馈推导转向信息；以及 基于所述转向信息发送经转向帧。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括： 接收第三探测帧；
基于所述第三探测帧推导转向信息；以及 基于所述转向信息发送经转向帧。 15.一种装置，包括：
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用于接收训练请求的装置；
用于响应于所述训练请求发送第一探测帧的装置； 用于接收对用于波束成形的显式反馈的请求的装置； 用于接收第二探测帧的装置；
用于基于所述第二探测帧生成所述显式反馈的装置；以及
用于响应于所述对显式反馈的请求发送所述显式反馈的装置。 16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，还包括：
用于接收基于所述显式反馈或者从所述第一探测帧推导出的隐式反馈发送的经转向帧的装置。
17.如权利要求15所述的装置，其特征在于，还包括： 用于接收基于所述第一探测帧推导出的显式反馈的装置；
用于基于所述接收到的显式反馈推导转向信息的装置；以及 用于基于所述转向信息发送经转向帧的装置。 18.如权利要求15所述的装置，其特征在于，还包括： 用于接收第三探测帧的装置；
用于基于所述第三探测帧推导转向信息的装置；以及 用于基于所述转向信息发送经转向帧的装置。
19.一种包括存储于其上的指令的处理器可读介质，包括： 用于接收训练请求的第一指令集；
用于响应于所述训练请求发送第一探测帧的第二指令集；
用于接收对用于波束成形的显式反馈的请求的第三指令集； 用于接收第二探测帧的第四指令集；
用于基于所述第二探测帧生成所述显式反馈的第五指令集；以及 用于响应于所述对显式反馈的请求发送所述显式反馈的第六指令集。 20.一种装置，包括：
至少一个处理器，配置成发送带有对显式反馈的请求的第一帧、发送具有至
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少一个训练字段但没有数据字段的空数据分组(NDP)、以及接收带有基于所述NDP推导出的所述显式反馈的第二帧；以及 耦合到所述至少一个处理器的存储器。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成基于所述显式反馈推导转向信息以及基于所述转向信息发送经转向帧。 22.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述第一帧包括请求发送(RTS)帧，并且其中所述至少一个处理器被配置成接收清除发送(CTS)帧并且在所述CTS帧的短帧间间隔(SIFS)时间内发送所述NDP。
23.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成在所述NDP的短帧间间隔(SIFS)时间内发送带有反向准予的第三帧，并且接收所述第三帧之后的所述第二帧。
24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成在所述第一帧或所述第三帧中包括将跟随有NDP的宣告。 25.一种方法，包括：
发送带有对显式反馈的请求的第一帧；
发送具有至少一个训练字段但没有数据字段的空数据分组(NDP)；以及 接收带有基于所述NDP推导出的所述显式反馈的第二帧。 26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，还包括： 基于所述显式反馈推导转向信息；以及 基于所述转向信息发送经转向帧。
27.如权利要求25所述的方法，其特征在于，还包括：
接收响应于作为所述第一帧发送的请求发送(RTS)帧的清除发送(CTS)帧，并且其中所述NDP是在所述CTS帧的短帧间间隔(SIFS)时间内发送的。
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28.如权利要求25所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述NDP的短帧间间隔(SIFS)时间内发送带有反向准予的第三帧，并且其中所述第二帧是在所述第三帧之后接收的。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，还包括： 在所述第一帧或所述第三帧中包括将跟随有NDP的宣告。 30.一种装置，包括：
至少一个处理器，配置成接收具有至少一个训练字段但没有数据字段的空数据分组(NDP)、基于所述NDP推导转向信息、并且基于所述转向信息发送经转向帧；以及
耦合到所述至少一个处理器的存储器。
31.如权利要求30所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成发送带有训练请求的第一帧并且接收响应于所述训练请求的所述NDP。 32.如权利要求31所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成在所述第一帧中发送反向准予、接收所述第一帧之后的第二帧、以及接收所述第二帧之后的所述NDP。
33.如权利要求32所述的装置，其特征在于，所第二帧包括将跟随有NDP的宣告。
34.如权利要求32所述的装置，其特征在于，所第二帧包括将跟随有另一帧的指示，并且其中所述至少一个处理器被配置成
接收所述第二帧之后的第三帧，所述第三帧包括将不会跟随有其他帧的指示。 35.如权利要求30所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成发送请求发送(RTS)帧、接收响应于所述RTS帧的清除发送(CTS)帧、以及在所述CTS帧之后发送所述第一帧。
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36.一种方法，包括：
接收具有至少一个训练字段但没有数据字段的空数据分组(NDP)； 基于所述NDP推导转向信息；以及 基于所述转向信息发送经转向帧。
37.如权利要求36所述的方法，其特征在于，还包括：
发送带有训练请求的第一帧，并且其中所述NDP是响应于所述训练请求而接收到的。
38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，还包括： 在所述第一帧中发送反向准予；以及
接收所述第一帧之后的第二帧，并且其中所述NDP是在所述第二帧之后接收到的。
39.一种装置，包括：
至少一个处理器，配置成发送带有训练请求的第一帧、发送具有至少一个训练字段但没有数据字段的第一空数据分组(NDP)、以及接收响应于所述训练请求的第二NDP；以及
耦合到所述至少一个处理器的存储器。
40.如权利要求39所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成接收基于从所述第一NDP推导出的转向信息的经转向帧。
41.如权利要求39所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成基于所述第二NDP推导转向信息并且基于所述第二转向信息发送经转向帧。 42.如权利要求39所述的装置，其特征在于，所述第一帧包括将跟随有NDP的宣告。
43.如权利要求39所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成发送请求发送(RTS)帧、接收响应于所述RTS帧的清除发送(CTS)帧、以及在
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所述CTS帧之后发送所述第一帧。 44.一种方法，包括： 发送带有训练请求的第一帧；
发送具有至少一个训练字段但没有数据字段的第一空数据分组(NDP)；以及
接收响应于所述训练请求的第二NDP。
45.如权利要求44所述的方法，其特征在于，还包括： 接收基于从所述第一NDP推导出的转向信息的经转向帧。 46.如权利要求44所述的方法，其特征在于，还包括： 基于所述第二NDP推导转向信息；以及 基于所述第二转向信息发送经转向帧。 47.一种装置，包括：
至少一个处理器，配置成发送带有对用于校准的显式反馈的请求的第一帧、发送具有至少一个训练字段但没有数据字段的空数据分组(NDP)、接收带有显式反馈的第二帧、接收探测帧、基于所述探测帧推导信道估计、以及基于所述信道估计和所述显式反馈执行校准；以及
耦合到所述至少一个处理器的存储器。
48.如权利要求47所述的装置，其特征在于，所述探测帧包括NDP。 49.如权利要求47所述的装置，其特征在于，所述探测帧包括训练字段和数据字段。
50.如权利要求47所述的装置，其特征在于，所述第一帧包括训练请求和将跟随有NDP的宣告，并且其中所述探测帧是响应于所述训练请求而发送的。 51.如权利要求47所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成
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在所述NDP之后发送带有训练请求的第三帧，并且其中所述探测帧是响应于所述训练请求而发送的。 52.一种方法，包括：
发送带有对用于校准的显式反馈的请求的第一帧；
发送具有至少一个训练字段但没有数据字段的空数据分组(NDP)； 接收带有所述显式反馈的第二帧； 接收探测帧；
基于所述探测帧推导信道估计；以及
基于所述信道估计和所述显式反馈执行校准。
53.如权利要求52所述的方法，其特征在于，所述第一帧包括训练请求和将跟随有NDP的宣告，并且其中所述探测帧是响应于所述训练请求而发送的。 54.如权利要求52所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述NDP之后发送带有训练请求的第三帧，并且其中所述探测帧是响应于所述训练请求而发送的。 55.一种装置，包括：
至少一个处理器，配置成接收对用于校准的信道状态信息(CSI)反馈的请求、接收探测帧、基于所述探测帧生成所述CSI反馈、并且用没有编组的副载波和全精度发送所述CSI反馈；以及
耦合到所述至少一个处理器的存储器。
56.如权利要求55所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成在具有编组字段和系数大小字段的管理帧中发送所述CSI反馈、将所述编组字段设为0以指示副载波没有编组、以及将所述系数大小字段设为3以指示所述CSI反馈的8位全精度。
57.如权利要求55所述的装置，其特征在于，所述CSI反馈包括对应可用于传输的多个副载波中的每一个的CSI矩阵。
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58.一种方法，包括：
接收对用于校准的信道状态信息(CSI)反馈的请求； 接收探测帧；
基于所述探测帧生成所述CSI反馈；以及
以及用没有编组的副载波和全精度发送所述CSI反馈。
59.如权利要求58所述的方法，其特征在于，所述发送CSI反馈包括 在具有编组字段和系数大小字段的管理帧中发送所述CSI反馈， 将所述编组字段设为0以指示副载波没有编组，以及
将所述系数大小字段设为3以指示所述CSI反馈的8位全精度。
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说 明 书
用于在无线通信系统中提供波束成形反馈的方法和系统
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本申请要求于2006年6月27日提交的题为“METHOD AND SYSTEM FORPROVIDING BEAMFORMING FEEDBACK IN WIRELESS COMMUNICATION
SYSTEMS(用于在无线通信系统中提供波束成形反馈的方法和系统)”的临时美国申请S/N.60/816,988的优先权，该申请已转让给本申请的受让人并通过引用纳入于此。 背景I.领域
本公开一般涉及通信，尤其涉及用于在无线通信系统中发送用于波束成形的反馈信息的技术。II.背景
在无线通信系统中，发射机可利用多个(T个)发射天线来向装备有多个(R个)接收天线的接收机进行数据传输。这多个发射和接收天线形成可用于提高吞吐量和/或提升可靠性的多输入多输出(MIMO)信道。例如，发射机可从这T个发射天线同时发送最多达T个数据流以提高吞吐量。替换地，发射机可从所有T个发射天线发送单个数据流以改善接收机的接收。
优越性能(例如，高吞吐量)可以通过用波束成形传送一个或更多个数据流来达成。为执行波束成形，发射机可以获得对MIMO信道的信道估计、基于该信道估计来推导转向矩阵、以及用这些转向矩阵来执行空间处理。发射机取决于该系统使用的双工方案以及发射机和接收机的能力可以按若干方式来获得信道估计。支持发射机和接收机两者以尽可能低的复杂性来进行波束成形是所希望的。概述
描述了用以支持无线通信网络中的站进行波束成形的技术。在一方面，站可以通过具有传送和接收探测帧、通过发送探测帧来响应训练请求、以及响应对显式
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反馈的请求的能力来支持用隐式反馈或显式反馈进行波束成形。隐式反馈和显式反馈是获得关于MIMO信道的信息的两种途径并且在以下进行描述。该站将能够与具有相同能力的另一个站执行隐式或显式波束成形。
在一方面，站可以用显式反馈和空数据分组(NDP)探测来执行波束成形。该站可以发送带有对显式反馈的请求的第一帧并且还可以发送具有至少一个训练字段但没有数据字段的NDP。该站可以接收带有显式反馈的第二帧，其中该显式反馈可以是基于NDP推导出来的。该站可以基于该显式反馈来推导转向信息(例如，转向矩阵)并且随后可以基于该转向信息用波束成形发送经转向帧。
在又一方面，站可以用隐式反馈和NDP探测来执行波束成形。该站可以发送带有训练请求的第一帧并且可以接收响应的NDP。该站可以基于该NDP来推导转向信息并且随后可以基于该转向信息用波束成形发送经转向帧。
在又一方面，站可以用隐式反馈和NDP探测来执行双向波束成形。该站可以发送带有训练请求的第一帧并且还可以在第一帧之前或之后发送第一NDP。该站可以接收基于第一转向信息进行波束成形的第一经转向帧，第一转向信息可以是从第一NDP推导出来的。该站还可以接收响应于该训练请求的第二NDP并且可以基于第二NDP推导第二转向信息。该站随后可以基于第二转向信息用波束成形发送第二经转向帧。
该站还可以用MPDU探测执行波束成形，MPDU探测使用具有训练字段和数据字段两者的帧。这样的帧可以携带媒体接入控制(MAC)协议数据单元(MPDU)。以下更加详细地描述本公开的各个方面和特征。 附图简要说明
图1示出无线通信网络。
图2A、2B和3C示出IEEE 802.11n中的3种PPDU格式。 图3示出IEEE802.11n中的MAC格式。 图4示出用NDP探测的单向显式波束成形。 图5示出用NDP探测的单向隐式波束成形。 图6示出用NDP探测的双向隐式波束成形。 图7示出用MPDU探测的单向显式波束成形。 图8示出用MPDU探测的单向隐式波束成形。 图9示出用MPDU探测的双向隐式波束成形。
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图10示出用NDP探测的校准。 图11示出用MPDU探测的校准。
图12示出用NDP和MPDU探测两者的校准。
图13示出用于发送信道状态信息(CSI)反馈的管理帧。 图14和15示出基站进行的波束成形。 图16和17示出用NDP探测的显式波束成形。 图18和19示出用NDP探测的隐式波束成形。 图20和21示出用NDP探测的双向隐式波束成形。 图22和23示出用NDP探测的校准。
图24和25示出用于校准的CSI反馈的传输。 图26示出两个站的框图。详细说明
本文中描述的技术可用于各种无线通信网络和系统，诸如无线局域网(WLAN)、无线城域网(WMAN)、无线广域网(WWAN)等等。术语“网络”
和“系统”常被可互换地使用。WLAN可以实现IEEE 802.11标准族、Hiperlan等中的任何无线电技术。WMAN可以实现IEEE 802.16等。WWAN可以是蜂窝网络，诸如码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交FDMA(OFDMA)网络、单载波FDMA(SC-FDMA)网络，等等。为
了清楚起见，以下针对实现IEEE 802.11n的WLAN来描述这些技术的某些方面。 IEEE 802.11n利用正交频分复用(OFDM)，其是将系统带宽划分成多个(K个)正交副载波的调制技术。对于IEEE 802.11n中的20MHz操作，K＝64个总共副载波用OFDM来定义并被指派-32到+31的索引。这总共64个副载波包括索
引为±{1，...，6，8，...，20，22，...，28}的52个数据副载波和索引为±{7，21}的4个导频副载波。索引为0的DC副载波和其余副载波没有使用。对于IEEE 802.11n中的40MHz操作，定义了索引为-64到+63的K＝128个总共副载波并且包括索引为±{2，...，10，12，...，24，26，...，52，54...，58}的108个数据副载波和索引为±{11，25，54}的6个导频副载波。IEEE 802.11n还支持从多个发射天线到多个接收天线的MIMO传输。IEEE 802.11n在日期为2006年3月的题为“Part11：Wireless LANMedium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)specifications：Enhancements for Higher Throughput(部分11：无线LAN媒体接入控制(MAC)
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TM
及物理层(PHY)规范：更高吞吐量的增强)”的IEEE P802.11n/D1.0中、以及
日期为2007年2月的题为“Part 11：Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)specifications：Amendment：Enhancements for HigherThroughput(部分11：无线LAN媒体接入控制(MAC)及物理层(PHY)规范：修正：更高吞吐量的增强)”的IEEE P802.11n/D2.00中描述。
图1示出具有接入点110和多个站120的无线网络100。一般而言，无线网络可以包括任何数目的接入点和任何数目的站。站是能经由无线介质/信道与另一个站通信的设备。站也可以被称为终端、移动站、用户装备、订户单元等，并且可包含其功能集中的一些或全部。站可以是蜂窝电话、手持式设备、无线设备、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、无线调制解调器、无绳电话等等。接入点是经由无线介质向与该接入点相关联的站提供接入到分布式服务的站。接入点也可以被称为基站、基收发机站(BTS)、B节点等，并可以包含其功能集的一些或全部。站120可以与接入点110通信和/或经由对等通信彼此进行通信。接入点110可以耦合至数据网络130并且可以经由该数据网络与其他设备通信。数据网络130可以是因特网、内联网、和/或任何其他有线或无线网络。
本文中描述的这些技术可用于在下行链路、上行链路、以及对等链路上进行MIMO传输。对于下行链路，接入点110可以是发射机，而站120可以是接收机。对于上行链路，站120可以是发射机，而接入点110可以是接收机。对于对等链路，站120中的一个可以是发射机，而站120中的另一个可以是接收机。 由发射机处的多个(T个)发射天线和接收机处的多个(R个)接收天线形成的MIMO信道可以由对应感兴趣的每个副载波k或每个副载波群的R×T信道矩阵H
k
TM
来表征。信道矩阵H
k
可以通过如下地执行H
k
的相关矩阵的本征值
分解来对角化：
式(1)
其中Rk是Hk的T×T相关矩阵，
Vk是其列为Rk的本征向量的T×T酉阵， Λk是Rk的本征值的T×T对角矩阵，以及 “H”表示共轭转置。 酉阵V
k
由性质表征，其中是I单位矩阵。酉阵的诸列彼此正交，
并且每一列具有单位功率。Vk也被称为波束成形矩阵。对角矩阵Λk包含沿对角线的可能非零值以及其他各处的0。Λk的对角线元素是代表Rk的本征模的功率
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增益的本征值。
发射机(或波束成形执行方)可以如下地执行发射空间处理用于进行向着接收机(或波束成形接受方)的波束成形： zk＝Qkxk， 式(2)
其中xk是有要在副载波k上发送的最多达T个数据码元的向量， Qk是用于副载波k的转向矩阵，其可以基于Vk推导出，以及 zk是具有在副载波k上的用于T个发射天线的T个输出码元的向量。
式(2)中的波束成形转向或整形从发射机向接收机发送的波束。为有效地进行波束成形，发射机应具有从发射机到接收机的MIMO信道的响应的准确估计。关于MIMO信道的信息可用于推导恰适转向矩阵用于发射空间处理，从而将波束从发射机定向至接收机。
波束成形可以用若干方式来执行并且可以用各种协议数据单元(PDU)来支持。为清楚起见，以下描述在IEEE 802.11n中定义的使用PDU的波束成形。 在IEEE 802.11n中，MAC协议将数据处理为MAC PDU(MPDU)。物理层会聚协议(PLCP)随后处理MPDU以生成PLCP PDU(PPDU)。PPDU也可以被
称为分组、帧等。物理层(PHY)随后处理并经由无线介质传送每个PPDU。在IEEE802.11n中，高吞吐量PPDU(HT-PPDU)可用于从多个发射天线到多个接收天线的MIMO传输。
图2A示出IEEE 802.11n中具有HT混合格式的HT-PPDU 210的结构。
HT-PPDU 210包括跟随有数据字段的混合模式前同步码。混合模式前同步码包括(i)由传统短训练字段(L-STF)和传统长训练字段(L-LTF)组成的传统前同步码，(ii)传统信号(L-SIG)字段，(iii)HT信号(HT-SIG)字段，以及(iv)由HT短训练字段(HT-STF)和一个或更多个HT长训练字段(HT-LTF)组成的HT前同
步码。HT-LTF的数目等于或大于正同时发送的流的数目。长和短训练字段携带可用于帧检测、时间捕获、频率估计和校正、自动增益控制(AGC)、信道估计等的已知训练码元。L-SIG和HT-SIG字段携带HT-PPDU的信令信息。例如，HT-SIG字段携带(i)指示数据字段的长度的长度字段以及(ii)指示该HT-PPDU是否为探测PPDU的非探测字段。探测PPDU是携带可用于信道估计的已知训练码元的PPDU。数据字段携带HT-PPDU的有效载荷，其可以是一个或更多个MPDU，并且具有由长度字段指示的可变长度。
图2B示出IEEE 802.11n中具有HT绿灯区格式的HT-PPDU 220的结构。
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HT-PPDU 220包括跟随有数据字段的绿灯区前同步码。该绿灯区前同步码包括HT绿灯区短训练字段(HT-GF-STF)、HT长训练字段(HT-LTF1)、HT-SIG字段、以及一个或更多个HT-LTF。
HT-PPDU 210和220可以通过将非探测字段设为0并包括充足数量的HT-LTF而被用作探测PPDU。携带数据的探测PPDU被称为探测MPDU。
图2C示出IEEE 802.11n中具有绿灯区前同步码的空数据分组(NDP)230的结构。NDP 230是不携带数据的探测PPDU并且也可以被称为零长度帧(ZLF)等。NDP 230可以通过将长度字段设为0、将非探测字段设为0、包括充足数量的HT-LTF、以及省略数据字段来形成。
HT-PPDU 210、220和230是获IEEE 802.11n支持的一些PPDU格式。获IEEE802.11n支持的PPDU格式在前述IEEE 802.11n文献中描述。
图3示出IEEE 802.11n中的MAC帧300的结构。MAC帧300包括各种字段，诸如HT控制字段、帧主体字段、以及帧校验序列(FCS)字段。帧主体字段携带该MAC帧的数据。FCS字段携带FCS值，其是基于MAC帧中的其他字段的内容
而生成的并用于该MAC帧的检错。HT控制字段包括各种字段，诸如链路自适应控制字段、CSI/转向字段、NDP宣告字段、以及反向准予(RDG)/更多PPDU字段。链路自适应控制字段包括训练请求(TRQ)字段以及MCS请求或天线选择指示(MAI)字段。MAI字段包括调制编码方案(MCS)请求(MRQ)字段。表1列出图3中所示的各种MAC字段并且提供对每一个MAC字段的描述。MAC帧和字段的格式以及由CSI/转向字段指示的显式反馈的不同类型在前述IEEE802.11n文献中描述。 表1 MAC字段
描述
0＝不请求应答器发送探测PPDU，
TRQ
1＝请求应答器发送探测PPDU。0＝不请求MCS反馈，
MRQ
1＝请求MCS反馈。0＝不要求反馈，
1＝请求CSI反馈，
CSI/转向
2＝请求非压缩波束成形反馈矩阵，3＝请求经压缩波束成形反馈矩阵。
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0＝不跟随NDP，
NDP宣告
1＝将跟随NDP。
0＝携带MAC帧的PPDU是最后传输，
1＝携带MAC帧的PPDU后跟随另一个PPDU，0＝没有反向准予正在发送，1＝存在反向准予。
RDG/更多PPDU
表2列出两种探测类型并且提供对每种探测类型的简短描述。NDP不携带MAC帧，且由此没有HT控制字段。因此，对NDP的使用以及NDP可以被发送的方式可能有某些限制。 表2 探测类型MPDU探测NDP探测
描述
使用携带数据和HT控制字段的探测PPDU。使用不携带数据和HT控制字段的探测PPDU。
表3列出获IEEE 802.11n支持的两种波束成形方案/反馈类型并且提供对每种反馈类型的简短描述。 表3
反馈类型
描述
波束成形接受方传送探测PPDU。
波束成形执行方从该探测PPDU推导出MIMO信道估计并基于该MIMO信道估计来计算转向矩阵。
波束成形执行方传送探测PPDU。
波束成形接受方从该探测PPDU推导出MIMO信道估计并
显式反馈
向波束成形执行方发送反馈。
波束成形执行方基于该反馈来计算转向矩阵。
隐式反馈
隐式反馈可以在其中站之间的传输是以时间共享方式在一个频率信道上发送的时分双工(TDD)网络中使用。在这种情形中，一条链路的信道响应可以假定
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为另一条链路的信道响应的倒数。显式反馈可用于TDD和频分双工(FDD)网络两者。
如果发射机站和接收机站两者皆支持相同的反馈类型——其可以是隐式反馈或显式反馈，则可以使用波束成形。如果一个站仅支持隐式反馈而另一个站仅支持显式反馈，则波束成形可能由于这两种反馈类型之间的可互操作性问题而对这些站不可用。这两种反馈类型出于若干原因是不兼容的。首先，仅支持隐式反馈的站将不能向仅支持显式反馈的站发送恰适反馈。其次，没有机制能够用于诱使仅支持显式反馈的站发送探测PPDU。此外，这两种探测类型可能是不兼容的。
在一方面，可以将站设计成有以下能力以支持隐式反馈和显式反馈两者用于波束成形：
1.探测PPDU的传输和接收，
2.通过发送探测PPDU来响应训练请求(TRQ)，以及 3.响应对显式反馈的请求。
通过支持以上给出的这组能力，该站将能够执行与支持相同的这组能力的另一个站的隐式或显式波束成形。
在一种设计中，站可以支持仅NDP探测、或仅MPDU探测、或NDP和MPDU
探测两者。站的探测能力可经由包括在诸如信标、联合请求、联合响应、试探请求、以及试探响应帧之类的某些帧中的发射波束成形(TxBF)能力字段来告示。在另一种设计中，波束成形执行方可以支持NDP探测的传输以及交错探测的接收，而波束成形接受方可以支持NDP探测的接收以及交错探测的传输。在IEEE802.11n中，对多个维度的参照使用所定义的标准正交矩阵跨多个训练码元展开。在交错探测的情况下，该展开对于与数据维度相关联的训练码元和与额外空间维度(802.11n中的扩展空间流)相关联的训练码元是分开进行的。这样，对扩展空间流的探测与对数据维度的探测在时间上可以被分开。交错探测可以在待探测的维数大于数据维数或空时流(N
STS
)时使用。交错探测可能仅对MPDU探测可用并且
可用于在MPDU探测中探测额外维度。波束成形接受方可以响应波束成形执行方用NDP发送的CSI反馈请求。波束成形执行方可以响应波束成形接受方的探测请求。
波束成形可以用隐式反馈或显式反馈来执行，其可以用NDP和/或MPDU探测来支持。也可以对从一个站到另一个站的单向传输或对这两个站之间的双向传输执行波束成形。可以对不同的波束成形场景交换不同的帧序列。为清楚起见，以下
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描述用于一些波束成形场景的示例帧交换。
图4示出用NDP探测进行单向显式波束成形的示例帧交换。站A可以传送具有对表1中列出的反馈类型中的一种的反馈请求的非转向帧410。非转向帧是不用波束成形发送的帧，而经转向帧是用波束成形发送的帧。帧410可以是包含对要传送待传数据和相关联的信令所需的时间量的所请求持续期的请求发送(RTS)帧。帧410可以使NDP宣告字段设为1以指示将跟随NDP。站B可以接收RTS帧410、准予该请求、并且传送非转向清除发送(CTS)帧412，其可以携带站B可能具有的要给站A的任何数据。RTS和CTS帧是可以被交换以保留无线介质并避免与隐藏站干扰的控制帧。也可以省略RTS和CTS帧。
站A可以发送NDP414和非转向帧416，其可以是数据帧或某种其他帧。NDP414可以在帧412结束后的短帧间间隔(SIFS)时间内发送。帧416可以使RDG
字段设为1以指示反向准予，其可以将无线介质的控制转移给站B。站B可以基于NDP414来估计MIMO信道响应并生成站A所请求类型的显式反馈。站B随后
可以传送带有该显式反馈的非转向帧418。站A可以接收显式反馈、基于该反馈来推导转向矩阵、以及使用这些用于波束成形的转向矩阵来传送经转向数据帧420。 用NDP探测的单向显式波束成形也可以用其他方式来执行。例如，RTS和CTS帧可以被省略或用其他类型的帧来代替。NDP 414可以在帧416之后的SIFS时间内发送，帧416可以使NDP宣告字段设为1以指示将跟随有NDP。
图5示出用NDP探测进行单向隐式波束成形的示例帧交换。站A可以传送非转向RTS帧510，而站B可以返回非转向CTS帧512。站A随后可以传送非转向
帧514，其可以使TRQ字段设为1以指示训练请求并且使RDG字段设为1以指示反向准予。站B随后可以基于帧514中的反向准予传送非转向帧516、NDP 518、以及非转向帧520。帧516可以使NDP宣告字段设为1以指示将跟随有NDP并且可以使更多PPDU字段设为1以指示将跟随有另一帧。NDP 518可以在帧516之后的SIFS时间内发送。帧520可以使更多PPDU字段设为0以指示将不会跟随有其他帧。站A可以基于NDP 518来估计MIMO信道响应、基于MIMO信道响应
来推导转向矩阵、以及使用这些用于波束成形的转向矩阵来传送经转向数据帧522。
用NDP探测的单向隐式波束成形也可以用其他方式来执行。例如，RTS和CTS帧可以被省略或用其他类型的帧来代替。帧516可以使NDP宣告字段设为1，并且帧518可以被省略。
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图6示出用NDP探测进行双向隐式波束成形的示例帧交换。站A可以传送非转向RTS帧610，而站B可以返回非转向CTS帧612。站A随后可以传送非转向帧614、NDP 616、以及非转向帧618。帧614可以使MRQ设为1以请求MCS。帧618可以使TRQ字段设为1以指示训练请求并且使RDG字段设为1以指示反向准予。站B可以基于NDP 616来估计MIMO信道响应并且基于该MIMO信道
估计来推导转向矩阵。站B随后可以使用这些用于波束成形的转向矩阵来传送经转向帧620、NDP 622、以及经转向帧624。帧620可以响应RDG并且使更多PPDU字段设为1以指示将跟随有另一帧。帧624可以使TRQ字段设为1以请求训练并且使更多PPDU字段设为0以指示将不会跟随有其他帧。帧620和/或624可以携带站B可能具有的要发送给站A的任何数据。
站A可以基于NDP 622来估计MIMO信道响应并且基于该MIMO信道估计
来推导转向矩阵。站A随后可以发送经转向帧626、响应于帧624中的TRQ的NDP628、以及经转向帧630。帧630可以使TRQ字段设为1以指示训练请求并且使RDG字段设为1以指示反向准予。每个站可以按类似方式用波束成形传送附加帧。 用NDP探测的双向隐式波束成形也可以用其他方式来执行。例如，RTS和CTS帧可以被省略或用其他类型的帧来代替。帧614、620和/或626各自可以使NDP宣告字段设为1，并且帧618、624和/或630可以被省略。
用NDP探测的双向显式波束成形可以基于图4和6的组合来执行。站A和B两者都可以传送NDP，如图6中所示。每一个站都可以基于从另一个站接收到的NDP来推导显式反馈并且可以将该显式反馈发送给另一个站。每一个站都可以基于从另一个站接收到的显式反馈来推导转向矩阵并且可以用这些转向矩阵来传送经转向帧。
图7示出用MPDU探测进行单向显式波束成形的示例帧交换。站A可以在探测PPDU中传送非转向RTS帧710。帧710可以包括对表1中列出的反馈类型中
的一种的反馈请求。站B可以基于该探测PPDU来估计MIMO信道响应并生成站A所请求类型的显式反馈。站B随后可以传送非转向CTS帧712，其可以携带该显式反馈。站A可以基于从站B接收到的显式反馈来推导转向矩阵并且使用这些用于波束成形的转向矩阵来传送经转向数据帧714。帧714可以在探测PPDU中发送并且可以包括对经更新反馈的反馈请求。站B可以基于该探测PPDU来估计MIMO信道响应并生成站A所请求类型的显式反馈。站B随后可以传送携带该显式反馈和对帧714中发送的数据的块确认(BA)的非转向帧716。
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图8示出用MPDU探测进行单向隐式波束成形的示例帧交换。站A可以传送非转向RTS帧810，其可以使TRQ字段设为1以指示训练请求。站B随后可以在探测PPDU中传送非转向CTS帧812。帧812可以携带站B可能具有的要发送给
站A的任何数据。站A可以基于从站B接收到的探测PPDU来推导转向矩阵并且使用这些用于波束成形的转向矩阵来传送经转向数据帧814。帧814可以使TRQ字段设为1以指示训练请求。站B随后可以在探测PPDU中传送非转向帧816。帧816可以携带对帧814中发送的数据的块确认。
图9示出用MPDU探测进行双向隐式波束成形的示例帧交换。站A可以在探测PPDU中传送非转向RTS帧910。帧910可以使TRQ字段设为1以指示训练请求。站B可以基于来自站B的探测PPDU来估计MIMO信道响应并且可以基于该MIMO信道估计来推导转向矩阵。站B随后可以在探测PPDU中传送经转向CTS
帧912。帧912可以使TRQ字段设为1以指示训练请求并且可以携带站B可能具有的要发送给站A的数据。站A可以基于从站B接收到的探测PPDU来推导转向矩阵并且使用这些用于波束成形的转向矩阵来传送经转向数据帧914。帧914可以携带对帧912中发送的任何数据的块确认并且可以使RTQ字段设为1以指示训练请求。站B可以基于从站A接收到的探测PPDU来推导转向矩阵并且可以在探测PPDU中传送经转向数据帧918。帧918可以携带对帧914中发送的数据的块确认、训练请求、以及数据。
图7、8和9中的用MPDU探测的波束成形也可以用其他方式来执行。例如，RTS和CTS帧可以用其他类型的帧来代替。
用MPDU探测的双向显式波束成形可以基于图7和9的组合来执行。站A和B两者都可以传送探测PPDU，如图9中所示。每一个站都可以基于从另一个站接收到的PPDU来推导显式反馈并且可以将该显式反馈发送给另一个站。每一个站都可以基于从另一个站接收到的显式反馈来推导转向矩阵并且可以用这些转向矩阵来传送经转向帧。
用隐式反馈的波束成形假定站A和B之间有互易MIMO信道。这允许站A能(i)基于从站B接收到的探测PPDU来估计从站B到站A的链路的MIMO信道响应，以及(ii)将该MIMO信道估计用作从站A到站B这另一条链路的MIMO
信道响应的估计。然而，如果站A或站B处发射链的响应与接收链的响应不同，则这些差别可能会影响该MIMO信道的互易性。
站A和B可以执行校准以确定其发射链和接收链之间的差别，并且可以推导
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能被应用于计及这些差别并恢复互易性的校正向量。校准对于波束成形并非是必需的，但是若执行则可以提升波束成形性能。站A和B可以在关联时和/或在其他时间执行校准。
图10示出用显式CSI反馈和NDP探测进行校准的示例帧交换。站A可以传送非转向RTS帧1010，而站B可以返回非转向CTS帧1012。站A随后可以传送
非转向帧1014、NDP 1016、以及非转向CTS帧1018。帧1014可以使CSI/转向字段设为1以请求CSI反馈并且可以指示应发送回全精度的CSI反馈。帧1018可以使TRQ字段设为1用于训练请求并且使RDG字段设为1以指示反向准予。 站B可以基于NDP 1016来估计MIMO信道响应并且可以如在前述IEEE
802.11n文献中所描述地生成CSI反馈。站B随后可以传送非转向帧1020、NDP1022、以及非转向帧1024。帧1020可以携带该CSI反馈并且可以使更多PPDU字段设为1以指示将跟随有另一帧。帧1024也可以携带该CSI反馈并且可以使该更多PPDU字段设为0以指示将不会跟随有其他帧。
站A可以基于来自站B的NDP 1022来估计MIMO信道响应。站A随后可以
基于由站A确定的MIMO信道估计和从站B接收到的CSI反馈来计算互易性校正向量。站A可以在向站B的将来传输中应用该互易性校正向量。
图11示出用显式CSI反馈和MPDU探测进行校准的示例帧交换。站A可以在探测PPDU中传送非转向RTS帧1110。帧1110可以使CSI/转向字段设为1以
请求CSI反馈并且可以使TRQ字段设为1以指示训练请求。站B可以基于从站A接收到的探测PPDU来估计MIMO信道响应并且可以生成CSI反馈。站B随后可
以在探测PPDU中传送非转向CTS帧1112，其可以携带该CSI反馈。站A可以基于从站B接收到的探测PPDU来估计MIMO信道响应并且可以基于该MIMO信道估计和显式反馈来计算互易性校正向量。
图12示出用显式CSI反馈以及NDP和MPDU探测两者进行校准的示例帧交
换。站A可以传送非转向RTS帧1210，其可以使CSI/转向字段设为1以请求CSI反馈。站B可以返回非转向CTS帧1212。站A随后可以传送NDP1214和非转向帧1216。帧1216可以使TRQ字段设为1用于训练请求并且使RDG字段设为1以指示反向准予。站B可以基于来自站A的NDP 1214来估计MIMO信道响应并且可以生成CSI反馈。站B随后可以在探测PPDU中传送非转向帧1218。帧1218
可以携带该CSI反馈并且可以使更多PPDU字段设为0以指示将不会跟随有其他帧。站A可以基于从站B接收到的探测PPDU来估计MIMO信道响应并且可以基
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于该MIMO信道估计和显式反馈来计算互易性校正向量。
校准也可以用其他方式来执行。例如，RTS和CTS帧可以用数据帧或其他类型的帧来代替。图10中的帧1014和/或1024可以使NDP宣告字段设为1，并且帧1018和/或1024可以被省略。站B可以在来自站A的训练请求之后尽可能快地发送NDP或探测PPDU。站B可以或者结合NDP或探测PPDU或者在以后的时间发送CSI反馈。
如图10、11和12中所示，校准在不使用校准专用消息和帧交换的情况下也可以获得支持。对于校准，CSI反馈请求可以使用HT控制字段中的CSI/转向字段来发送，如图3和表1中所示。在一种设计中，当训练请求被包括在与CSI反馈请求相同的帧中时，可以发送回全精度的CSI矩阵用于推导互易性校正向量。在另一种设计中，可以使用指定字段来指示校准的开始以及标识发送用于校准的帧。 图13示出可用于发送用于校准的CSI反馈的管理帧1300的结构。帧1300包括各种字段，诸如MIMO控制字段和MIMO CSI矩阵报告字段。MIMO控制字段
包括各种字段，诸如编组(Ng)字段和系数大小字段。对于校准，编组字段对于Ng＝1可被设为0，这意味着这些副载波没有编组，以使得将为可用于传输的副载波{-28，...，-1，+1，...+28}中的每一个提供CSI矩阵。系数大小字段对于Nb＝8可被设为3，这意味着将对每个CSI矩阵的每个元素使用8位精度(或即全精度)。MIMO CSI矩阵报告字段可为可用于传输的每个副载波携带CSI矩阵，其中每个矩阵元素用全精度来表示。
图14示出用于支持站进行波束成形的过程1400的设计。该站可以接收训练请求(框1412)并且可以响应于该训练请求发送第一探测帧(框1414)。该站可以接收对用于波束成形的显式反馈的请求(框1416)并且还可以接收第二探测帧(框1418)该站可以基于第二探测帧生成显式反馈(框1420)并且可以响应于对显式反馈的请求发送该显式反馈(框1422)。框1412到1422中的处理可以用于一次或更多次独立帧交换。框1412到1422中的处理可以运用以上给出的能力来支持用于波束成形的隐式反馈和显式反馈两者。具体而言，探测PPDU的传输和接收分别涵盖在框1414和1418中。通过发送探测PPDU来响应训练请求涵盖在框1412和1414中。响应对显式反馈的请求涵盖在框1416到1422中。
每一帧可以对应于IEEE 802.11中的PPDU或某种其他类型的PDU。每一探测帧可以是(i)具有至少一个训练字段但没有数据字段的NDP或(ii)具有训练和数据字段两者的帧。显式反馈可以包括CSI矩阵、非压缩波束成形反馈矩阵、压
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缩波束成形反馈矩阵等。
该站可以是显式波束成形接受方并且可以接收基于在框1422中返回的显式反馈用波束成形发送的经转向帧。该站可以是隐式波束成形接受方并且可以接收基于从在框1414中发送的第一探测帧推导出的隐式反馈用波束成形发送的经转向帧。该站可以是显式波束成形执行方并且可以接收从第一探测帧生成的显式反馈、基于接收到的显式反馈推导转向信息(例如，转向矩阵)、以及基于该转向信息用波束成形发送经转向帧。该站可以是隐式波束成形执行方并且可以接收第三探测帧、基于第三探测帧推导转向信息、以及基于该转向信息用波束成形发送经转向帧。 图15示出用于支持波束成形的装置1500的设计。装置1500包括用于接收训练请求的装置(模块1512)、用于响应于训练请求发送第一探测帧的装置(模块1514)、用于接收对用于波束成形的显式反馈的请求的装置(模块1516)、用于接收第二探测帧的装置(模块1518)、用于基于第二探测帧生成显式反馈的装置(模块1520)、以及用于响应于对显式反馈的请求发送显式反馈的装置(模块1522)。
图16示出用于用显式反馈和NDP探测进行波束成形的过程1600的设计。站可以发送带有对显式反馈的请求的第一帧(例如，图4中的帧410)(框1612)。该站可以发送具有至少一个训练字段但没有数据字段的NDP(例如，NDP414)(框1614)。该站可以接收带有基于NDP推导出的显式反馈的第二帧，例如帧418(框1616)。该站可以基于该显式反馈来推导转向信息(框1618)并且可以基于该转向信息用波束成形发送经转向帧(例如，帧420)(框1620)。
该站可以发送RTS帧作为第一帧、接收响应于RTS帧的CTS帧、以及在CTS帧的SIFS时间内发送NDP。该站可以在NDP的SIFS时间内发送带有RDG的第
三帧(例如，帧416)并且可以接收第三帧之后的第二帧。该站可以在或者第一帧或者第三帧中包括将跟随有NDP的宣告。
图17示出用于用显式反馈和NDP探测进行波束成形的装置1700的设计。装置1700包括用于发送带有对显式反馈的请求的第一帧的装置(模块1712)、用于发送具有至少一个训练字段但没有数据字段的NDP的装置(模块1714)、用于接收带有基于NDP推导出的显式反馈的第二帧的装置(模块1716)、用于基于显式反馈推导转向信息的装置(模块1718)、以及用于基于转向信息用波束成形发送经转向帧的装置(模块1720)。
图18示出用于用隐式反馈和NDP探测进行波束成形的过程1800的设计。站
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可以发送带有训练请求的第一帧(例如，图5中的帧514)(框1812)。该站可以接收具有至少一个训练字段但没有数据字段的NDP(例如，NDP518)(框1814)。该站可以基于NDP推导转向信息(框1816)并且可以基于该转向信息用波束成形发送经转向帧(例如，帧522)(框1818)。
该站可以发送RTS帧(例如，帧510)、接收响应于RTS帧的CTS帧(例如，帧512)、以及在CTS之后发送第一帧。该站可以在第一帧中包括RDG、接收响应于第一帧的第二帧(例如，帧516)、以及接收第二帧之后的NDP。第二帧可以包括将跟随NDP有的宣告。第二帧还可以包括将跟随有另一帧的指示，并且该站随后可以接收带有将不会跟随有其他帧的指示的第三帧(例如，帧520)。
图19示出用于用隐式反馈和NDP探测进行波束成形的装置1900的设计。装置1900包括用于发送带有训练请求的第一帧的装置(模块1912)、用于接收具有至少一个训练字段但没有数据字段的NDP的装置(模块1914)、用于基于NDP
推导转向信息的装置(模块1916)、以及用于基于转向信息用波束成形发送经转向帧的装置(模块1918)。
图20示出用于用隐式反馈和NDP探测进行双向波束成形的过程2000的设计。站可以发送带有训练请求的第一帧(例如，图6中的帧614或618)(框2012)。该站可以在第一帧之前或之后发送具有至少一个训练字段但没有数据字段的第一NDP(例如，NDP 616)(框2014)。该站可以接收基于从第一NDP推导出的第
一转向信息进行波束成形的第一经转向帧(例如，帧620)(框2016)。该站可以接收响应于训练请求的第二NDP(例如，NDP622)(框2018)并且可以基于第
二NDP推导第二转向信息(框2020)。该站随后可以基于第二转向信息用波束成形发送第二经转向帧(例如，帧626)(框2022)。
该站可以发送RTS帧(例如，帧610)、接收响应于RTS帧的CTS帧(例如，帧612)、以及在CTS之后发送第一帧。第一帧和/或第一经转向帧可以包括将跟随有NDP的宣告。
图21示出用于用隐式反馈和NDP探测进行双向波束成形的装置2100的设计。装置2100包括用于发送带有训练请求的第一帧的装置(模块2112)、用于在第一帧之前或之后发送具有至少一个训练字段但没有数据字段的第一NDP的装置(模块2114)、用于接收基于从第一NDP推导出的第一转向信息进行波束成形的第一经转向帧的装置(模块2116)、用于接收响应于训练请求的第二NDP的装置(模块2118)、用于基于第二NDP推导第二转向信息的装置(模块2120)、以及用于
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基于第二转向信息用波束成形发送第二经转向帧的装置(模块2122)。
图22示出用NDP探测进行校准的过程2200的设计。站可以发送带有对用于校准的显式反馈的请求的第一帧(例如，图10中的帧1014或图12中的帧1210)(框2212)。该站还可以发送具有至少一个训练字段但没有数据字段的NDP(例如，NDP 1016或1214)(框2214)。该站可以接收带有显式反馈的第二帧(例如，图10中的帧1020或图12中的帧1218)(框2216)。该站还可以接收探测帧，其可以是或者诸如图10中的NDP 1022之类的NDP或者诸如图12中的帧1218之类的具有训练和数据字段两者的帧(框2218)。该站可以基于探测帧推导信道估计(框2220)。该站随后可以基于信道估计和显式反馈执行校准(例如，推导互易性校正向量)(框2222)。
第一帧可以包括训练请求和将跟随有NDP的宣告。替换地，该站可以在NDP之后发送带有训练请求的第三帧(例如，图10中的帧1018或图12中的1216)。在任何情形中，可以响应于训练请求发送探测帧。
图23示出用NDP探测进行校准的装置2300的设计。装置2300包括用于发送带有对用于校准的显式反馈的请求的第一帧的装置(模块2312)、用于发送具有至少一个训练字段但没有数据字段的NDP的装置(模块2314)、用于接收带有显式反馈的第二帧的装置(模块2316)、用于接收探测帧的装置(模块2318)、用于基于探测帧推导信道估计的装置(模块2320)、以及用于基于信道估计和显式反馈执行校准的装置(模块2322)。
图24示出用于发送用于校准CSI反馈的过程2400的设计。站可以接收例如图10中的帧1014、图11中的帧1110、或图12中的帧1210中的对用于校准的CSI反馈的请求(框2412)。该站还可以接收探测帧，例如图10中的NDP1016、图11中的帧1110、或图12中的NDP 1214(框2414)。该站可以基于探测帧生成
CSI反馈(框2416)并且可以用没有编组的副载波和全精度发送该CSI反馈(框2418)。
该站可以在具有编组字段和系数大小字段的管理帧中发送CSI反馈，如图13中所示。该站可以将编组字段设为0以指示副载波没有编组(Ng＝1)并且可以将系数大小字段设为3以指示CSI反馈的8位全精度(Nb＝8)。CSI反馈可以包括用于可用于传输的多个副载波中的每一个的CSI矩阵。
图25示出用于发送用于校准的CSI反馈的过程2500的设计。装置2500包括用于接收对用于校准的CSI反馈的请求的装置(模块2512)、用于接收探测帧的
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装置(模块2514)、用于基于探测帧生成CSI反馈的装置(模块2516)、以及用于用没编组的副载波和全精度发送该CSI反馈的装置(模块2518)。
图15、17、19、21、23和25中的模块可以包括处理器、电子设备、硬件设备、电子组件、逻辑电路、存储器等、或其任何组合。
图14到25描述由图4、5、6、10、11和12中的站A进行的处理。站B进
行的处理与站A进行的处理互补并且可藉由与图14到25互补的一组图来描述。图7、8和9中由站A和B进行的处理也可如这些附图中所示地执行。 图26示出站A和B的设计的框图，其每一个可以是图1中的接入点110或
站120之一。站A装备有可用于数据传输和接收的多个(T个)天线2624a到2624t。站B装备有可用于数据传输和接收的多个(R个)天线2652a到2652r。
在站A处，发射(TX)数据处理器2614可以接收来自数据源2612的数据和/或来自控制器/处理器2630的数据。TX数据处理器2614可以处理(例如，格式化、编码、交织、以及码元映射)接收到的数据并生成数据码元，其是数据的调制码元。TX空间处理器2620可以将数据码元与训练码元多路复用，用转向矩阵执行发射空间处理，并将T股输出码元流提供给T个调制器(MOD)2622a到2622t。训练码元通常也被称为导频码元。每个调制器2622可以处理其输出码元流(例如，用于OFDM)以生成输出码片流。每个调制器2622可以进一步调理(例如，转换到模拟、放大、滤波、以及上变频)其输出码片流以生成已调制信号。来自调制器2622a到2622t的T个已调制信号各自从天线2624a到2624t被发射。
在站B处，R个天线2652a至2652r接收来自站A的这些已调制信号，并且每一个天线2652可以将接收到的信号提供给各自的解调器(DEMOD)2654。每个解调器2654可以执行与调制器2622执行的处理互补的处理以获得收到码元。接收(RX)空间处理器2660可以对从全部解调器2654a到2654r接收到的码元执行空间匹配滤波并且提供数据码元估计，它们是对站A发射的数据码元的估计。RX数据处理器2670可以进一步处理(例如，码元解映射、解交织、以及解码)这些数据码元估计并将经解码的数据提供给数据阱2672和/或控制器/处理器2680。 信道处理器2678可以处理从站A接收到的训练码元并且可以估计MIMO信道响应。处理器2678可以例如如式(1)中所示地分解感兴趣的每个副载波或每个副载波群的信道矩阵以获得对应的波束成形矩阵。处理器2678可以生成这些信道矩阵或(非压缩或压缩的)波束成形矩阵的反馈信息。处理器2678可以将反馈信息提供给控制器/处理器2680以发送回站A。处理器2678还可以基于该对应的信道
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矩阵和/或波束成形矩阵来推导感兴趣的每个副载波或每个副载波群的空间滤波矩阵。处理器2678还可以将这些空间滤波矩阵提供给RX空间处理器用于空间匹配滤波。
对于从站B到站A的传输的处理可以与对于从站A到站B的传输的处理相同或不同。来自数据源2686的话务数据和/或来自控制器/处理器2680的其他数据(例如，反馈信息)可由TX数据处理器2688处理(例如，编码、交织、以及调制)，并进一步由TX空间处理器2690将其与训练码元多路复用并用转向矩阵进行空间处理。来自TX空间处理器2690的输出码元可以进一步由调制器2654a到2654r处理以生成R个已调制信号，其可以经由天线2652a到2652r被发射。
在站A，来自站B的已调制信号可由天线2624a到2624t接收到并由解调器2622a到2622t处理以获得收到码元。RX空间处理器2640可以对这些收到码元执行空间匹配滤波并提供数据码元估计。RX数据处理器2642可以进一步处理这些数据码元估计，将经解码的数据提供给数据阱2644，并将反馈信息提供给控制器/处理器2630。处理器2630可以基于反馈信息来推导转向矩阵。
信道处理器2628可以处理从站B接收到的训练码元并且可以估计MIMO信道响应。处理器2628可以分解感兴趣的每个副载波或每个副载波群的信道矩阵以获得对应的波束成形矩阵。处理器2628还可以推导感兴趣的每个副载波或每个副载波群的空间滤波矩阵。处理器2628可以将这些空间滤波矩阵提供给RX空间处理器2640用于空间匹配滤波，并且可以将信道矩阵或波束成形矩阵提供给控制器/处理器2630用于反馈给站B。
控制器/处理器2630和2680可以分别控制站A和站B处的操作。存储器2632和2682各自可以存储用于站A和B的数据和程序代码。处理器2628、2630、2678、2680和/或其他处理器可以执行本文中所描述的过程和功能，例如图14中的过程1400、图16中的过程1600、图18中的过程1800、图20中的过程2000、图22中的过程2200、图24中的过程2400等。
本文中所描述的技术可藉由各种手段来实现。例如，这些技术可以在硬件、固件、软件、或其组合中实现。对于硬件实现，用于执行这些技术的各处理单元可实现在一个或更多专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处
理器、控制器、微控制器、微处理器、电子设备、设计成执行本文所述功能的其他电子单元、计算机、或其组合内。
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对于固件和/或软件实现，这些技术可用执行本文中所描述的功能的模块(例如，程序、函数等)来实现。固件和/或软件指令可以存储在存储器(例如，图26中的存储器2632或2680)中并由处理器(例如，处理器2630或2680)执行。存储器可以实现在处理器内部或处理器外部。固件和/或软件指令也可存储在其他处理器可读介质中，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、可编程只读存储器(PROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、闪存、压密盘(CD)、磁或光数据存储设备等等。
提供对本公开先前的描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变形而不会脱离本发明的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
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图2B
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