一种使用链路自适应机制的源装置以及接收器装置

1.一种使用链路自适应机制的源装置，该装置包括：
产生传输包的单元，所述传输包的媒体访问控制MAC头中包括链路推荐请求分量；
RF单元，将产生的传输包发送给接收器装置并从接收器装置接收作为响应的ACK消息；
用于基于包括在接收的ACK消息中的链路推荐响应分量来调整链路参数的单元，其中，链路推荐响应分量指示将在源装置使用的推荐的链路参数，
其中，链路推荐请求分量和链路推荐响应分量包括：记录高速率Phy模式索引的高速率PHY(HRP)模式字段、记录低速率Phy模式索引的低速率PHY(LRP)模式字段、以及未来预备使用的保留字段。
2.如权利要求1所述的装置，其中，链路推荐响应分量包括：模式索引，所述模式索引表示关于编码模式的组合信息、关于调制方法的信息、关于位级的数量的信息以及关于位级的编码率的信息。
3.一种使用链路自适应机制的接收器装置，该装置包括：
产生用于响应传输包的ACK消息的单元，所述传输包的媒体访问控制MAC头中包括链路推荐请求分量；
RF单元，接收传输包并将ACK消息发送给源装置，
其中，ACK消息包括链路推荐响应分量，链路推荐响应分量指示将在源装置使用的推荐的链路参数，
其中，链路推荐请求分量和链路推荐响应分量包括：记录高速率Phy模式索引的高速率PHY(HRP)模式字段、记录低速率Phy模式索引的低速率PHY(LRP)模式字段、以及未来预备使用的保留字段。
4.如权利要求3所述的装置，其中，链路推荐响应分量包括：模式索引，所述模式索引表示关于编码模式的组合信息、关于调制方法的信息、关于位级的数量的信息以及关于位级的编码率的信息。

一种使用链路自适应机制的源装置以及接收器装置\n技术领域\n[0001] 与本发明一致的设备和方法涉及一种无线通信技术，更具体地讲，涉及一种用于可在高频无线通信中使用链路自适应机制来高效地发送/接收未压缩数据的链路自适应机制的传输包的结构、以及发送/接收装置及其方法。 \n背景技术\n[0002] 随着无线网络的发展，对在无线网络环境下大量多媒体数据的传输以及对有效传输方法的研究的需求逐渐增加。此外，对于各种家庭装置中的高质量视频，例如DVD(数字视频盘)视频、HDTV(高清晰度电视)视频等的无线传输的必要性趋于增加。 [0003] 当前，IEEE802.15.3c工作组正在考虑用于无线家庭网络中传输大量数据的技术标准。该标准，被称为mmWave(毫米波)，为了传输大量数据而使用具有几毫米的物理波长的电波(也就是，具有频率30GHz到300GHz的电波)。在现有技术中，该频带是未经许可的频带并且被限制使用，例如，通信载波、射电天文学或车辆防碰撞。 \n[0004] 图1是显示基于IEEE802.11的标准和毫米波(mmWave)之间的频带的比较结果，在IEEE802.11b或IEEE802.11g中，载波频率是2.4GHz，信道带宽是大约20MHz。此外，在IEEE802.11a或IEEE802.11n中，载波频率是5GHz，信道带宽是大约20MHz。相反，在mmWave中，使用载波频率60GHz，信道带宽是大约0.5到2.5GHz。因此，可以看出，mmWave使用比基于IEEE802.11的现有标准更大的载波频率和信道带宽。这样，如果使用具有毫米级的波长(毫米波)的高频信号，则可获得几Gbps的高传输率，并且天线大小可被设置为不大于\n1.5mm。随后包括天线的单个芯片可被实现。此外，空中衰减比非常高，因此设备之间的干扰可被减小。 \n[0005] 近年来，对使用高带宽的毫米波在无线设备之间传输未压缩音频或视频数据(这里，称为未压缩数据)进行研究。压缩AV数据通过处理(例如，运动补偿、DCT转换、量化、可变长度编码等)被部分有损压缩，从而消除了对于 视觉或听觉不敏感的部分。相反，未压缩数据包括按原样表示像素分量的数字值(例如，R、G和B分量)。 \n[0006] 因此，压缩AV数据中的位具有相似重要性，而未压缩数据中的位具有不同重要性。例如，如图2所示，在8位视频的情况下，8位表示一个像素分量。其中，表示最高顺序的位(最高位)是最高有效位(MSB)，表示最低顺序的位(最低位)是最低有效位(LSB)。也就是，在具有8位的一字节数据中的位在恢复视频信号或音频信号中具有不同的重要性。\n与在具有较低重要性的位中发生错误的情况相比，如果在传输期间在具有高重要性的位中发生错误，则错误可被容易地检测到。因此，与具有较低重要性的位相比，具有高重要性的位需要被保护，从而在无线传输中不会发生错误。然而，在基于IEEE802.11的已知传输系统中，相同编码率的错误检测系统和重传系统被用于所有将被传输的位。 [0007] 图3是显示基于IEEE802.11a的物理层传输帧(PHY协议数据单元；PPDU)的结构的示图。PPDU30包括前同步、信号字段和数据字段。前同步是用于PHY层的同步和信道估计的信号。前同步具有多个短训练信号和长训练信号。信号字段包括表示传输率的RATE字段、表示PPDU的长度的LENGTH字段等。典型地，通过一个符号对信号字段编码。数字字段具有PSDU、尾位和填充位。将被实际传输的数据被包括在PSDU中。 \n发明内容\n[0008] 技术问题 \n[0009] 同时，在发送未压缩数据的发送装置和接收未压缩数据的接收装置之间，存在处理随时改变的信道状态的链路自适应机制。通过调整参数(例如，传输率、传输帧大小和发送/接收装置的功率)来执行链路自适应处理。然而，在链路自适应机制中，存在由于管理帧的使用引起的对带宽资源的限制，这导致数据传输效率恶化。 \n[0010] 技术方案 \n[0011] 完成本发明以解决以上问题，并且本发明的一方面在于提供一种使用在高频无线通信中能够快速且高效地发送/接收未压缩数据的新的链路自适应机制的发送/接收装置和方法。\n[0012] 本发明的另一方面在于提供一种用于新的链路自适应机制的传输包的结构。 [0013] 本发明的方面不限于上述方面，本领域的技术人员通过以下描述将清楚地理解本发明的其他方面。 \n[0014] 根据本发明的一方面，提供一种用于链路自适应机制的传输包的结构，该结构包括：净荷，具有通过以预定编码率对未压缩数据纠错编码获得的多个数据单元；介质访问控制(MAC)头，被添加到净荷并且具有用于发送/接收未压缩数据的链路自适应(LA)字段以及表示链路自适应字段的存在/不存在的链路自适应扩展(LAE)字段；PHY头，添加到MAC头并且包括关于编码率的信息和关于不等错误保护(UEP)模式的可用性的信息。 [0015] 根据本发明的另一方面，提供一种使用链路自适应机制的发送装置，该发送装置包括：产生用于传输未压缩数据的传输包的单元；发送产生的传输包的单元。传输包包括：\n净荷，具有通过以预定编码率对未压缩数据纠错编码获得的多个数据单元；MAC头，被添加到净荷并且具有用于发送/接收未压缩数据的链路自适应字段以及表示链路自适应字段的存在/不存在的链路自适应扩展字段；PHY头，添加到MAC头并且包括关于编码率的信息和关于不等错误保护(UEP)模式的可用性的信息。 \n[0016] 根据本发明的另一方面，提供一种使用链路自适应机制的接收装置，该接收装置包括：接收包括未压缩数据的传输包的单元；从接收的传输包恢复AV数据的单元。传输包包括：净荷，具有通过以预定编码率对未压缩数据纠错编码获得的多个数据单元；MAC头，被添加到净荷并且具有用于发送/接收未压缩数据的链路自适应字段以及表示链路自适应字段的存在/不存在的链路自适应扩展字段；PHY头，添加到MAC头并且包括关于编码率的信息和关于不等错误保护(UEP)模式的可用性的信息。 \n[0017] 根据本发明的另一方面，提供一种使用链路自适应机制的发送/接收方法，该方法包括：估计发送/接收包括未压缩数据的传输包的信道的状态以及传输包的质量；使用估计结果推荐适合于当前信道状态的传输模式；调整构成推荐的传输模式的信息。所述推荐步骤包括：使发送装置将包括链路推荐请求(LR REQ)分量的传输包发送给接收装置，使接收装置将包括与链路推荐请求相应的链路推荐响应(LR RES)分量的传输包发送给发送装置，并且应答链路推荐请求。\n附图说明\n[0018] 通过结合附图对本发明的示例性实施例进行的详细描述，本发明的以上和其他特点和方面将会变得更加清楚，其中： \n[0019] 图1是显示基于IEEE802.11的标准和毫米波(mmWave)之间的频带的比较结果的示图； \n[0020] 图2是显示一个像素分量具有多个位级的情况的示图； \n[0021] 图3是显示基于IEEE802.11a的PPDU的结构的示图； \n[0022] 图4是显示根据现有技术的链路自适应机制的示图； \n[0023] 图5是显示根据本发明示例性实施例的链路自适应机制的示图； [0024] 图6是显示根据本发明示例性实施例的链路自适应机制中的主动链路自适应机制的示图； \n[0025] 图7是显示根据本发明示例性实施例的链路自适应机制中的被动链路自适应机制的示图； \n[0026] 图8是显示根据本发明示例性实施例的传输包的结构的示图； \n[0027] 图9是显示根据本发明示例性实施例的传输包的结构中的MAC头的示图； [0028] 图10是显示根据本发明示例性实施例的高速率PHY(HRP)模式索引表的示图； [0029] 图11是显示根据本发明示例性实施例的发送装置的配置的示图； [0030] 图12是显示根据本发明示例性实施例的接收装置的配置的示图； 具体实施方式\n[0031] 通过参照下面对示例性实施例的详细描述和附图，本发明的各个方面和特点以及实现本发明的各个方面和特点的方法可被更容易地理解。然而，本发明可以各种不同形式来实现，并且不应被解释为受这里阐述的示例性实施例限制。相反地，提供这些示例性实施例，从而对于本领域的技术人员来说，此公开将是彻底和完整的，并且将完全传达本发明的概念，本发明将仅由权利要求定义。整个说明书中，相同的标号表示相同的部件。 [0032] 以下，通过参照框图或流程图的本发明的示例性实施例对用于链路自适应机制的传输包的结构以及发送/接收装置及其方法进行详细描述。\n[0033] 图4是显示根据现有技术的链路自适应机制的示图。在链路自适应机制中，源装置和接收器装置使用特定管理帧交换关于信道信息的请求消息和响应消息。以下是详细描述。 \n[0034] 首先，源装置将一系列的数据帧发送到接收器装置，如果必要，将链路自适应请求(LA REQ)帧发送到接收器装置，并请求接收器装置应答信道信息。接收器装置发送LAREQ帧的Ack帧，随后将链路自适应响应(LARES)帧发送给源装置。接收LA RES帧的源装置将Ack帧再次发送给接收器装置，随后数据交换结束。然而，在上述链路自适应机制中，对信道访问不容易。此外，由于REQ-ACK帧的交换序列和RES-ACK帧的交换序列被分离，因此，发送REQ帧和接收RES帧花费大量时间。为了解决此问题，本发明提出了新的链路自适应机制，该新的链路自适应机制能够统一帧的交换序列，以便当发送一般数据时一起发送REQ分量，并且当发送ACK帧时一起应答RES分量。 \n[0035] 图5是显示根据本发明示例性实施例的链路自适应机制的示图。链路自适应机制具有如图5所示的三个步骤。 \n[0036] 首先，将描述链路估计(S100)。 \n[0037] 源装置将数据发送到接收器装置。随后，接收数据的接收器装置估计信道状态和传输包的质量，并且使用估计结果计算用于当前信道状态的最佳传输模式的设置信息(S100)。传输模式的设置信息包括关于不等错误保护(UEP)模式的信息、关于PHY模式的信息和关于将用于确定是否执行下述的链路调整步骤的链路调整的推荐掩码(recommendation mask)的信息。 \n[0038] 接下来，将描述链路推荐(S200)。链路推荐步骤是通过使接收器装置将包括计算的传输模式的包发送给源装置来推荐链路的步骤。通过链路推荐步骤，源装置获得关于信道的状态的信息和传输模式的设置信息。为了减小链路推荐步骤的周期并实现快速数据传输，不使用管理帧，而是将链路自适应字段和表示链路自适应字段的存在/不存在的链路自适应扩展(以下，称为LAE)字段添加到MAC头。链路推荐步骤被分为主动模式和被动模式，这将参照图6和图7进行描述。 \n[0039] 图6是显示根据本发明示例性实施例的链路自适应机制中的主动链路自适应机制的示图。图7是显示根据本发明示例性实施例的链路自适应机制中的被动链路自适应机制的示图。\n[0040] 首先，参照图6，如果源装置将记录有LR请求分量的数据发送给接收器装置，则接收器装置将记录有LR响应分量的数据记录在ACK消息中并应答ACK消息(S210)。通过数据交换，源装置从接收器装置实时获得关于信道状态和信号质量的信息。源装置基于获得的信息发送数据(S220)。当信道状态改变或信号质量改变时，源装置再次执行将记录有LR请求分量的数据发送给接收器装置的步骤，并且接收器装置再次执行将记录有LR响应分量的数据记录在ACK中并应答ACK消息的步骤(S230)。 \n[0041] 与图6的主动模式不同，在图7中显示的被动模式中，没有源装置的链路推荐请求，接收器装置自身发送记录有链路推荐响应分量的数据。在被动模式中，接收器装置自身判断是否提供关于信道状态或信号质量的信息或者何时提供所述信息。在被动模式中，链路推荐步骤可被认为是当信道状态恶化到不适合数据发送/接收的程度时根据其自身判断推荐传输模式的设置信息的步骤。 \n[0042] 单独应用主动模式和被动模式，但是根据信道状态这两个模式可被一起应用。此外，链路自适应扩展字段需要具有值“1”，从而激活记录在构成MAC头的MAC头扩展字段中的链路自适应扩展分量。这将参照图9进行描述。 \n[0043] 返回图5，源装置调整由接收器装置推荐的传输模式的设置信息中的参数信息，从而执行链路调整步骤(S300)。在此步骤中，可调整的参数信息包括UEP信息、波束搜索信息和关于HRP模式和低速率PHY(LRP)模式的调整的信息。也就是，如果源装置从接收器装置接收到记录有LR响应分量的数据(设置信息)，则基于接收的设置信息以及源装置关于当前信道装置的判断，确定是否执行链路调整步骤。 \n[0044] 同时，在上述链路自适应机制中，源装置和接收器装置是用于描述数据流的术语。\n除了一般发送装置之外，源装置可用作接收装置。类似地，接收器装置可用作发送装置和接收装置。 \n[0045] 图8是显示根据本发明示例性实施例的传输包的示图。传输包700主要包括PLCP(物理层汇聚协议)头770、MPDU字段750和波束跟踪字段760。PLCP头770被再分为前同步710、PHY头720、MAC头730和HCS字段740。 \n[0046] 前同步710是用于同步PHY层和信道估计的信号。典型地，前同步具有多个短训练信号和长训练信号。 \n[0047] PHY头720是基于将用于PHY层的信息产生的区域，MAC头730是基 于将用于MAC层的信息产生的区域。此外，HCS(头检查序列)字段740是用于检查错误是否发生在PLCP头770中(也就是错误发生在头中)的区域。 \n[0048] MPDU(MAC协议数据单元)字段750是记录将被实际发送的数据，也就是经过以预定编码率纠错编码的未压缩数据的区域。 \n[0049] 波束跟踪字段760是记录用于波束控制的附加信息的区域。波束控制是指根据具有方向性的无线信号的接收方向设置天线的方向。例如，接收具有方向性的无线信号的接收装置从阵天线接收具有不同相位的相同无线信号，通过离散傅立叶变换从接收的信号的和计算DOA(到达方向)，并通过幅度和相位的组合来建立接收信号的方向，从而在相应方向上优化阵天线。为此，在波束跟踪字段760中记录当建立接收装置中的天线的方向时被参考的信息。 \n[0050] 在传输包的上述结构中，将参照图9详细描述在本发明示例性实施例中的MAC头的功能。图9是显示根据本发明示例性实施例在传输包的结构中MAC头730的结构的示图。\n如图9所示，为了执行链路自适应机制，在MAC头730中记录链路自适应(LA)字段736和表示LA字段736的存在/不存在的链路自适应扩展(LAE)字段731。 \n[0051] 当LA字段736被激活时LAE字段731具有值“1”，当LA字段736禁止时LAE字段\n731具有值“0”。当链路自适应字段736被激活时，链路自适应字段具有四个子字段。也就是，链路自适应字段736包括表示关于传输包的传输方向的信息的方向字段732、记录高速率Phy模式索引的HRP模式字段733、记录低速率Phy模式索引的LRP模式字段734以及用于未来预备使用的保留字段735。关于字段的长度，方向字段732是1位，HRP模式字段\n733和LRP模式字段734分别是4位，保留字段735是7位。因此，可以看出链路自适应字段736是16位。 \n[0052] 方向字段732具有1位，因此方向字段732可具有值0或1。当方向字段732具有值0时，是指源装置将记录有链路推荐请求分量的数据发送给接收器装置。此外，当方向字段732具有值1时，是指接收器装置将记录有链路推荐响应分量的数据发送给源装置。 [0053] 同时，链路自适应机制具有两个逻辑信道：具有接近30Gbps的传输率的高速率PHY(以下称为HRP)信道以及具有接近40Gbps的传输率的低速率PHY(以下称为LRP)信道。因此，可以看出，在构成LA字段736的子字段中 分开记录HRP模式字段733和LRP模式字段734。具体地讲，在HRP模式字段733中记录表示关于编码模式的信息、关于调制系统的信息、关于传输数据单元中的位级的数量的信息以及关于位级的编码率的信息的组合的模式索引。在模式索引中，可选择一个索引号码。如果选择索引号码之一，则与选择的索引号码相应的信息的组合用作新的传输模式的设置信息。在图10中显示表示信息的组合的表的例子。 \n[0054] 图10是显示根据本发明示例性实施例的HRP模式索引表的示图。 [0055] 参照图10的表，定义HRP模式索引具有范围从0到6的值。然而，这仅是示例。在\n4位的情况下，HRP模式索引可被定义为具有范围从0到15的值。尽管当使用模式索引时，表示项的字段，例如组信息(一组中的位级的数量)、编码率、调制系统等被单独排列，但是可由一个索引来表示多个项组合。图10中的表需要在源装置和接收器装置之间预先决定或者需要从源装置发送给接收器装置。 \n[0056] 可以看出，当HRP模式索引范围从0到2时应用EEP(等错误保护)，而当HRP模式索引范围从3到4时应用UEP。关于调制系统，当HRP模式索引是3时应用QPSK，而当HRP模式索引是4时应用16-QAM。此时，对于较高位级应用较低值的编码率(例如，4/7)，而对于较低位级应用较高值的编码率(例如，4/5)。然而，在这种情况下，由于对于所有的位级的平均编码率变为2/3，因此可以看出由于HRP模式索引是1或2，将被传输的数据的大小相同。同时，当HRP模式索引是5或6时，传输错误发生，并且执行重传。当重传时，具有较高重要性的较高位级以编码率1/3被重传，并且具有较低重要性的较低位级不被发送(编码率无穷大)。 \n[0057] 图11是显示根据本发明示例性实施例的发送装置100的配置的示图。发送装置\n100包括存储单元110、位分离器120、信道编码单元130、头添加单元140、RF(射频)单元\n150、模式选择单元160和传输模式表170。 \n[0058] 存储单元110存储未压缩数据。当AV数据是视频数据时，各像素的亚像素值被存储。根据将被使用的色彩空间(例如，RGB色彩空间或YCbCr色彩空间)可存储亚像素值以具有各种值。在本发明中，假设根据RGB色彩空间每个像素具有R(红)、G(绿)和B(蓝)三个亚像素。当然，当视频数据是灰色时，由于亚像素分量仅是一个，因此一个亚像素可按原样形成像素。另外，两个或四个亚像素分量可形成一个像素。\n[0059] 位分离器120从高顺序(高位级)位到低顺序(低位级)位从存储单元110中分\n7 0\n离亚像素值。例如，在8位视频的情况下，顺序范围从2 到2，亚像素值总共可被分为8位。\n这里，m表示像素位的数量，Bitm-1表示(m-1)顺序位。对每个亚像素独立地执行这种位分离步骤。 \n[0060] 信道编码单元130根据重要性以适当的编码率对分离的位置性纠错编码，从而产生净荷。这种纠错编码主要包括块编码和卷积编码。块编码(例如，里德所罗门编码)按照预定数量的块对数据执行编码和解码。卷积编码使用具有预定长度的存储器通过比较先前数据和当前数据来执行编码。 \n[0061] 纠错编码包括把将被输入的k位转换为n位码字的步骤。此时，“k/n”表示编码率。由于当编码率低时，具有大于输入位的位的码字被编码，因此纠错概率增加。通过收集纠错编码的结果来形成净荷(即，MPDU750)。 \n[0062] 头产生单元140产生前同步710、PHY头720和MAC头730，并将它们填充到具有多个编码TDU的MPDU750，从而产生图8中显示的传输包700。此时，HRP模式索引被记录在PHY头720中。如上所述，HRP模式索引表示组信息(TDU的组系统)、编码率、调制系统等的组合，并且由模式选择单元160提供HRP模式索引。 \n[0063] RF单元150使用来自模式选择单元160的调制系统来调制来自头产生单元140的传输包，并通过天线发送调制的传输包。 \n[0064] 模式选择单元160基于传输包的传输环境在传输模式表170(如图10的表)中选择一个模式索引。模式选择单元160将根据选择的模式索引的组信息和关于编码率的信息提供给信道编码单元130，并将根据模式索引的调制系统提供给RF单元150。 [0065] 图12是显示根据本发明示例性实施例的接收装置200的配置的示图。接收装置\n200包括RF单元210、头读取单元220、信道解码单元230、位组合器240、播放单元250、模式选择单元260和传输模式表270。 \n[0066] RF单元210解调接收的无线信号，并恢复传输包。可从模式选择单元260提供将被应用于解调的解调方法。 \n[0067] 头读取单元220读取由图11的头产生单元140添加的PHY头和MAC头，并将去除了头的MPDU(也就是，净荷)提供给信道解码单元230。此时，头读取单元220读取记录在PHY头720中的模式索引，并将读取的模式索引提供给模式选择单元260。\n[0068] 模式选择单元260参照传输模式表270从头读取单元220选择与模式索引相应的组信息、编码率和解调方法。随后，模式选择单元260将调制系统提供给RF单元210，并将组信息和编码率提供给信道解码单元230。RF单元210根据解调系统来解调无线信号。 [0069] 信道解码单元230通过来自模式选择单元260的组信息(TDU中的位级的号码)获得构成当前MPDU的TDU的种类，并且以应用到相应TDU的编码率执行纠错解码。还从模式选择单元260提供编码率。纠错解码是信道编码单元150中的纠错编码的逆步骤，并且包括从n位码字恢复k位原始数据的步骤。 \n[0070] 位组合器240通过输出位级(从最高级到最低级)来组合位，以便恢复各亚像素分量。由位组合器240恢复的各亚像素分量(例如，R、G和B分量)被提供给播放单元250。 [0071] 当亚像素分量(也就是，像素数据)被收集，并且一个视频帧被形成时，播放单元\n270根据播放同步信号在显示装置(例如CRT(阴极射线管)、LCD(液晶显示器)、PDP(等离子显示面板)等)上显示视频帧。 \n[0072] 尽管在以上描述中视频数据用作未压缩数据，但是本领域的技术人员完全能够理解，相同的方法可被应用到未压缩视频数据，例如波形文件等。 \n[0073] 图11到图12的各部分可由软件(例如，任务、类、子程序、处理、对象、执行线程和程序)或硬件(例如，现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC))来实现。此外，各部分可由软件和硬件的组合来实现。部分可被包括在计算机可读存储介质中，或部分分离到多个计算机。 \n[0074] 尽管已经结合本发明的示例性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以对其进行各种修改和改变。因此，应该理解，上述示例性实施例在所有方面不是限制性的，而是示例性的。本发明的范围由权利要求限定，而不是由先前的描述限定，并且落在权利要求的范围内的所有改变和修改或者这种范围的等同物因此被权利要求包括。 \n[0075] 产业上的可利用性 \n[0076] 根据本发明的示例性实施例，可提供能够在高频无线通信中快速且高效地发送和接收未压缩数据的新的链路自适应机制。\n[0077] 本发明的效果不限于以上描述，并且本领域的技术人员通过权利要求将清楚地理解本发明的其他效果。