亚1GHZ网络中的调制和编码方案.pdf

公开了用于控制亚1GHz网络(例如，IEEE 802.11ah网络)中的消息的特性的系统和方法。指示可用的调制和编码方案(MCS)的一个或多个数据结构可被存储在发射机和接收机处或者可由发射机和接收机访问。这些数据结构可基于无线网络处使用中的MCS索引、帧格式、无线网络带宽、和/或空间流数目来组织。存储在数据结构中的信息可在生成和处理经由亚1GHz网络传达的消息中使用。

1.  一种非瞬态处理器可读介质，其存储：
供在经由亚1GHz无线网络的通信期间使用的一个或多个数据结构，所述一个或多个数据结构对应于所述亚1GHz无线网络的一个或多个可用带宽和所述亚1GHz无线网络的一个或多个可用空间流，
其中所述亚1GHz无线网络的所述一个或多个可用带宽包括1MHz带宽，并且
其中每个数据结构针对多个调制和编码方案(MCS)索引中的每个MCS索引指示：
包括所述MCS索引的分组的调制方案；
编码所述分组的编码率；
所述分组中每副载波码元的比特数；
所述分组中数据码元的数目；以及
所述分组中导频码元的数目。

2.  如权利要求1所述的非瞬态处理器可读介质，其特征在于，每个数据结构针对所述多个MCS索引中的每个MCS索引进一步指示：
所述分组中每正交频分复用(OFDM)码元的经编码比特数；
所述分组中每OFDM码元的数据比特数；
编码器的数目；以及
与所述分组相关联的至少一个数据率。

3.  如权利要求2所述的非瞬态处理器可读介质，其特征在于，所述至少一个数据率包括与所述分组中8微秒保护区间的使用相关联的第一数据率和与所述分组中4微秒保护区间的使用相关联的第二数据率。

4.  如权利要求2所述的非瞬态处理器可读介质，其特征在于，所述数据结构中的全部数据结构针对所述多个MCS索引中的每个MCS索引指示单个编 码器要编码所述分组。

5.  如权利要求2所述的非瞬态处理器可读介质，其特征在于，所述一个或多个数据结构中的至少一个数据结构指示特定的MCS索引不可用。

6.  如权利要求5所述的非瞬态处理器可读介质，其特征在于，所述一个或多个数据结构中的至少一个数据结构指示：
当所述亚1GHz无线网络的工作带宽为2MHz并且当使用1个、2个、或4个空间流时，等于9的MCS索引不可用；
当所述工作带宽为8MHz并且使用3个空间流时，等于6的MCS索引不可用；以及
当所述工作带宽为16MHz并且使用3个空间流时，等于9的MCS索引不可用。

7.  如权利要求5所述的非瞬态处理器可读介质，其特征在于，所述特定的MCS索引基于每OFDM码元的数据比特数不是整数、每OFDM码元的数据比特数与编码器的数目的商不是整数、或者每OFDM码元的经编码比特数与编码器的数目的商不是整数而不可用。

8.  如权利要求2所述的非瞬态处理器可读介质，其特征在于，所述数据结构中的至少一个数据结构针对至少一个带宽和至少一个空间流数目指示：
当所述MCS索引为0时，所述调制方案为二进制相移键控(BPSK)、所述编码率为1/2、并且所述每副载波码元的比特数为1；
当所述MCS索引为1时，所述调制方案为正交相移键控(QPSK)、所述编码率为1/2、并且所述每副载波码元的比特数为2；
当所述MCS索引为2时，所述调制方案为QPSK、所述编码率为3/4、并且所述每副载波码元的比特数为2；
当所述MCS索引为3时，所述调制方案为16点正交振幅调制(16-QAM)、所述编码率为1/2、并且所述每副载波码元的比特数为4；
当所述MCS索引为4时，所述调制方案为16-QAM、所述编码率为3/4、并且所述每副载波码元的比特数为4；
当所述MCS索引为5时，所述调制方案为64点QAM(64-QAM)、所述编码率为2/3、并且所述每副载波码元的比特数为6；
当所述MCS索引为6时，所述调制方案为64-QAM、所述编码率为3/4、并且所述每副载波码元的比特数为6；
当所述MCS索引为7时，所述调制方案为64-QAM、所述编码率为5/6、并且所述每副载波码元的比特数为6；
当所述MCS索引为8时，所述调制方案为256点QAM(256-QAM)、所述编码率为3/4、并且所述每副载波码元的比特数为8；
当所述MCS索引为9时，所述调制方案为256-QAM、所述编码率为5/6、并且所述每副载波码元的比特数为8；或者
其任何组合。

9.  如权利要求2所述的非瞬态处理器可读介质，其特征在于，所述数据结构中的至少一个数据结构指示：
当所述亚1GHz无线网络的工作带宽为1MHz时：
所述数据码元的数目为24；
所述导频码元的数目为2；并且
所述编码器的数目为1；
当所述工作带宽为2MHz时：
所述数据码元的数目为52；
所述导频码元的数目为4；并且
所述编码器的数目为1；
当所述工作带宽为4MHz时：
所述数据码元的数目为108；
所述导频码元的数目为6；并且
所述编码器的数目为1或2；
当所述工作带宽为8MHz时：
所述数据码元的数目为234；
所述导频码元的数目为8；并且
所述编码器的数目为1、2、或3；以及
当所述工作带宽为16MHz时：
所述数据码元的数目为468；
所述导频码元的数目为16；并且
所述编码器的数目为1、2、3、4或6。

10.  如权利要求2所述的非瞬态处理器可读介质，其特征在于，所述数据结构中的至少一个数据结构针对1MHz的带宽并且在使用1个空间流时指示：
当所述MCS索引为10时，所述调制方案为二进制相移键控(BPSK)、所述编码率为1/4、每副载波码元的比特数为1、每OFDM码元的经编码比特数为26、并且每OFDM码元的数据比特数为6。

11.  如权利要求1所述的非瞬态处理器可读介质，其特征在于，所述亚1GHz无线网络根据电气和电子工程师协会(IEEE)802.11ah协议来操作。

12.  如权利要求1所述的非瞬态处理器可读介质，其特征在于，进一步包括在由处理器执行时使所述处理器执行以下操作的指令：
经由在使用第一数目的空间流时在第一带宽下操作的所述亚1GHz无线网络来接收第一分组；
从所述第一分组中提取第一MCS索引；
标识所述一个或多个数据结构中与所述第一带宽和所述第一数目的空间流相对应的第一数据结构；
基于所述第一MCS索引和所述第一数据结构来确定收到分组的至少一个编码特性；以及
基于所述至少一个编码特性来解码所述第一分组。

13.  如权利要求12所述的非瞬态处理器可读介质，其特征在于，所述第一MCS索引是从所述第一分组的物理层(PHY)前置码的信号(SIG)字段中提取的。

14.  一种方法，包括：
在发射机处从多个调制和编码方案(MCS)中选择可供在经由亚1GHz无线网络传达分组中使用的MCS，所述亚1GHz无线网络在使用特定数目的空间流时在特定带宽下操作，其中所述亚1GHz无线网络支持1MHz的带宽下的操作；
基于与所选择的MCS相对应的MCS索引来确定至少一个编码特性；
将所述MCS索引插入到所述分组中；
基于所述至少一个编码特性来编码所述分组；以及
经由所述亚1GHz无线网络向接收机发送经编码分组。

15.  一种方法，包括：
在接收机处接收经由在使用特定数目的空间流时在特定带宽下操作的亚1GHz无线网络发送的分组，其中所述亚1GHz无线网络支持1MHz的带宽下的操作；
从所接收到的分组中提取调制和编码方案(MCS)索引；
标识存储在所述接收机处的数据结构，所述数据结构与所述特定带宽和所述特定数目的空间流相对应；
基于所提取的MCS索引和所标识的数据结构来确定所接收到的分组的至少一个编码特性；以及
基于所述至少一个编码特性来解码所接收到的分组。

16.  一种装置，包括：
存储一个或多个数据结构的存储器，所述一个或多个数据结构与亚1GHz无线网络的一个或多个可用带宽和所述亚1GHz无线网络的一个或多个可用空间流相对应，其中所述亚1GHz无线网络的所述一个或多个可用带宽包括1 MHz的带宽，并且其中每个数据结构针对多个调制和编码方案(MCS)索引中的每个MCS索引指示包括该MCS索引的分组的至少一个编码特性；以及
耦合至所述存储器的处理器，所述处理器配置成：
从经由在使用第一数目的空间流时在第一带宽下操作的所述亚1GHz无线网络接收的第一分组中提取第一MCS索引；以及
基于在所述多个数据结构中与所述第一带宽和所述第一数目的空间流相对应的第一数据结构中对所述第一MCS索引的搜索来确定所接收到的分组的至少一个编码特性。

17.  一种设备，包括：
用于存储一个或多个数据结构的装置，所述一个或多个数据结构与亚1GHz无线网络的一个或多个可用带宽和所述亚1GHz无线网络的一个或多个可用空间流相对应，其中所述亚1GHz无线网络的所述一个或多个可用带宽包括1MHz的带宽，并且其中每个数据结构针对多个调制和编码方案(MCS)索引中的每个MCS索引指示包括该MCS索引的分组的至少一个编码特性；以及
用于基于包括在分组中的特定MCS索引来处理所述分组的装置。

18.  如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述用于处理的装置包括配置成基于所述MCS索引来编码所述分组的编码器。

19.  如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述用于处理的装置包括配置成基于所述MCS索引来解码所述分组的解码器。

20.  如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述亚1GHz无线网络根据电气和电子工程师协会(IEEE)802.11ah协议来操作。

亚1GHz网络中的调制和编码方案
相关申请的交叉引用
本申请要求共同拥有的于2012年4月2日提交的美国临时专利申请No.61/619,337的优先权，该临时申请的内容通过援引全部明确纳入于此。
背景技术
领域
本公开涉及无线数据通信。
背景
技术进步已导致越来越小且越来越强大的计算设备。例如，当前存在各种各样的便携式个人计算设备，包括较小、轻量且易于由用户携带的无线计算设备，诸如便携式无线电话、个人数字助理(PDA)以及寻呼设备。更具体地，便携式无线电话(诸如蜂窝电话和网际协议(IP)电话)可通过无线网络来传达语音和数据分组。许多此类无线电话纳入附加设备以便为最终用户提供增强的功能性。例如，无线电话还可包括数码相机、数码摄像机、数字记录器以及音频文件播放器。同样，此类无线电话可执行软件应用，诸如可被用于访问因特网的web浏览器应用。由此，这些无线电话可包括显著的计算能力。
在一些通信系统中，网络可被用于在若干个空间上分开的交互设备之间交换消息。网络可根据地理范围来分类，该地理范围可以例如是城市区域、局部区域或者个人区域。此类网络可分别被指定为广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)、无线局域网(LAN)或个域网(PAN)。网络还可根据用于互连各种网络节点和设备的交换/路由技术(例如，电路交换相对于分组交换)、用于传输的物理介质的类型(例如，有线相对于无线)、和所使用的通信协议集(例如，网际协议套集、SONET(同步光学联网)、以太网等)而有所不同。
当网络元件是移动的并具有动态连通性需求时，或者在网络架构以自组织 (ad hoc)拓扑而非固定拓扑形成的情况下，无线网络可以是优选的。无线网络可采用非制导传播模式的使用无线电、微波、红外、光或其他频带中的电磁波的无形物理介质。在与固定的有线网络相比较时，无线网络可有利地促成用户移动性和快速的现场部署。
无线网络中的设备可与其他设备/系统传送/接收信息。该信息可包括分组。分组可包括开销信息(例如，与将分组路由通过网络有关的头部信息、分组性质等)以及数据(例如，该分组的有效载荷中的用户数据、多媒体内容等)。
概述
无线联网系统可以在各种频率范围和各种带宽下操作。电气和电子工程师协会(IEEE)802.11是与无线联网相关联的一组工业标准、协议和群组。例如，IEEE 802.11a、802.11b、802.11g和802.11n是可在客户房屋无线联网中(诸如家庭或办公室环境中)使用的无线联网标准。“发展中的”IEEE 802.11标准包括802.11ac(题为“小于6GHz中的甚高吞吐量”)、802.11ad(题为“60GHz中的甚高吞吐量”)、802.11af(题为“电视白空间中的无线局域网(LAN)”)、以及802.11ah(题为“亚1GHz”)。
具体而言，IEEE 802.11ah与小于1GHz的频率下的无线通信相关联。此类通信对于具有低占空比(诸如传感器)的设备而言可以是有用的。为了解说，通过IEEE 802.11ah网络通信的无线传感器可苏醒几秒来执行几个测量，将测量的结果传达至目的地，并随后休眠几分钟。IEEE 802.11ah无线网络可支持在1MHz、2MHz、4MHz、8MHz和16MHz带宽下使用1个、2个、3个、或4个空间流的通信。
公开了控制亚1GHz网络(例如，IEEE 802.11ah网络)中的消息特性的系统和方法。例如，在从发射机向接收机发送消息(例如，分组)之前，发射机可以选择应用于该消息的调制和编码方案(MCS)。一个以上MCS可供用于每个带宽/空间流组合。与所选择的MCS相对应的索引值可包括在消息中。例如，MCS索引可包括在消息的物理层(PHY)前置码的信号(SIG)字段中。当消息被接收时，接收机可以使用该MCS索引来确定可在解码该消息时有用的各种消息特性。在一个实现中，发射机和接收机可各自存储或以其他方式访 问可通过MCS索引搜索的数据结构(例如，表)。
经由亚1GHz无线网络传达的分组可遵循多种帧格式之一(例如，单用户(SU)或即“短”格式和多用户(MU)或即“长”格式)并且可遵循各种定时参数。帧格式可以标识什么字段包括在分组中以及这些字段在分组中的次序。定时参数可指示与分组相关联的数量和字段历时。帧格式和/或定时参数可在分组的编码和/或解码中使用。指示用于不同帧格式的定时参数的数据结构(例如，表)可被存储在发射机和接收机处或者以其他方式可由发射机和接收机访问。
经由亚1GHz无线网络传达的分组还可经受频调缩放。例如，分组的不同字段可被频调缩放不同的量。频调缩放参数可在分组的编码和/或解码中使用。指示用于不同字段的频调缩放参数的数据结构(例如，表)可被存储在发射机和接收机处或者以其他方式可由发射机和接收机访问。
在一特定实施例中，一种非瞬态处理器可读介质存储一个或多个数据结构以供在经由亚1GHz无线网络的通信期间使用。该一个或多个数据结构对应于亚1GHz无线网络的一个或多个可用带宽和亚1GHz无线网络的一个或多个可用空间流。亚1GHz无线网络的一个或多个可用带宽包括1MHz带宽。每个数据结构针对多个调制和编码方案(MCS)索引中的每一个MCS索引指示：包括该MCS索引的分组的调制方案、编码该分组的编码率、该分组中每个副载波码元的比特数、该分组中数据码元的数目、以及该分组中导频码元的数目。
在另一特定实施例中，一种方法包括在发射机处从多个MCS中选择可供在经由亚1GHz无线网络传达分组中使用的MCS，该亚1GHz无线网络在使用特定数目的空间流时在特定带宽下操作。
该亚1GHz无线网络支持1MHz带宽下的操作。该方法还包括基于与所选择的MCS相对应的MCS索引来确定至少一个编码特性。该方法进一步包括将该MCS索引插入到分组中，基于该至少一个编码特性来编码该分组，以及向接收机发送经编码分组。
在另一特定实施例中，一种方法包括经由亚1GHz无线网络接收分组，该亚1GHz无线网络在使用特定数目的空间流时在特定带宽下操作。该亚1GHz无线网络支持1MHz带宽下的操作。该方法还包括从收到分组提取调制和编码方案(MCS)索引。该方法进一步包括标识存储在接收机处的数据结构， 该数据结构对应于特定带宽和特定数目的空间流。该方法包括基于所提取的MCS索引和所标识的数据结构来确定收到分组的至少一个编码特性。该方法还包括基于该至少一个编码特性来解码收到分组。
在另一特定实施例中，一种装置包括存储一个或多个数据结构的存储器。这些数据结构对应于亚1GHz无线网络的带宽和空间流。亚1GHz无线网络的一个或多个可用带宽包括1MHz带宽。每个数据结构针对多个MCS索引中的每一个MCS索引指示包括该MCS索引的分组的至少一个编码特性。该装置还包括耦合至存储器的处理器，该处理器被配置成从经由亚1GHz无线网络接收的第一分组提取第一MCS索引，该亚1GHz无线网络在使用第一数目的空间流时在第一带宽下操作。该处理器还被配置成基于在多个数据结构中的对应于第一带宽和第一数目的空间流的第一数据结构中对第一MCS索引的搜索来确定收到分组的至少一个编码特性。
在另一特定实施例中，一种设备包括用于存储一个或多个数据结构的装置。该一个或多个数据结构对应于亚1GHz无线网络的一个或多个可用带宽和亚1GHz无线网络的一个或多个可用空间流。亚1GHz无线网络的一个或多个可用带宽包括1MHz带宽。每个数据结构针对多个MCS索引中的每一个MCS索引指示包括该MCS索引的分组的至少一个编码特性。该设备还包括用于基于包括在分组中的特定MCS索引来处理该分组的装置。
由至少一个所公开的实施例提供的一个特定优点是控制经由亚1GHz无线网络传达的消息(例如，分组)的各种特性的能力。例如，此类特性可包括MCS、帧格式、定时参数、频调缩放参数、和/或本文中描述的其他特性。
本公开的其他方面、优点和特征将在阅读了整个申请后变得明了，整个申请包括下述章节：附图简述、详细描述以及权利要求。
附图简述
图1是能操作用于控制亚1GHz无线网络中的消息特性的系统的特定实施例的图示；
图2-8解说图1的MCS表的特定示例；
图9-10解说在单个编码器被用于所有可能的带宽和所有可能数目的空间 流时图1的MCS表的特定示例；
图11是用于在亚1GHz无线网络中基于MCS索引来确定消息特性的方法的特定实施例的流程图；
图12是用于基于MCS索引来控制亚1GHz无线网络中的消息特性的方法的特定实施例的流程图；
图13是解说可用于图1的分组的帧格式的特定实施例的图示；
图14解说图1的定时参数的特定示例；
图15是用于控制亚1GHz无线网络中的帧格式和定时参数的方法的特定实施例的流程图；
图16解说图1的频调缩放参数的特定示例；
图17是用于控制亚1GHz无线网络中的频调缩放参数的方法的特定实施例的流程图；
图18是包括能操作用于控制亚1GHz无线网络中的消息特性的组件的移动通信设备的框图。
详细描述
图1是能操作用于控制亚1GHz无线网络140中的消息特性的系统100的特定实施例的图示。在一特定实施例中，亚1GHz无线网络140根据IEEE802.11ah协议来操作。无线网络140可支持多个带宽和一个或多个空间流。例如，无线网络140可支持1MHz、2MHz、4MHz、8MHz和16MHz带宽以及1个、2个、3个或4个空间流的使用。
系统100包括发射机110和接收机120。应当注意，尽管图1中示出单个发射机和接收机，但是替换实施例可包括一个以上发射机和/或接收机。发射机110和接收机120可经由分组(诸如解说性的分组130)来通信。应当注意，尽管图1中示出专用发射机110和专用接收机120，但是一些设备(例如，收发机或者包括收发机的移动通信设备)可以能够进行分组传送和分组接收两者。因此，无线网络140支持双向通信。
发射机110可以存储或以其他方式访问MCS表111、定时参数112、和频调缩放参数113。发射机110可包括配置成创建并编码分组(诸如分组130) 的分组创建器/编码器114。创建器/编码器114可以在创建和编码过程期间设置分组130的一个或多个特性。
例如，创建器/编码器114可以从多个可用的调制和编码方案(MCS)中选择分组130的特定MCS。哪些MCS可用可以取决于无线网络140处使用的带宽和空间流的数目。在一特定实施例中，与无线网络相关联的接入点可以向连接至无线网络140的设备通知带宽和空间流的数目(例如，经由信标、探测响应、或其他控制消息)。设备还可以通过检查经由无线网络140传达的消息来确定网络特性(诸如带宽和空间流的数目)。选择哪个特定的MCS可以基于诸如信道状况、距离和期望数据率之类的因素。发射机110可以存储或以其他方式访问一个或多个MCS表111，该一个或多个MCS表111标识针对带宽和空间流的数目的每种组合的可用MCS。创建器/编码器114可将所选择的MCS的索引插入到分组130中。在一特定实施例中，MCS索引可包括在分组130的物理层(PHY)前置码的信号(SIG)字段中。MCS索引可以指示分组130的调制方案和编码率，并且还可以指示或者用于推导分组130的附加编码特性，诸如每副载波码元的比特数、数据码元的数目、导频码元的数目、每正交频分复用(OFDM)码元的经编码比特数、每(OFDM)码元的数据比特数、用于编码分组130的编码器的数目、数据率、和/或保护区间。参照图2-10来描述MCS表的特定示例。
接收机120可以存储或以其他方式访问可以分别与MCS表111、定时参数112和频调缩放参数113相同的MCS表121、定时参数122和频调缩放参数123。接收机120可包括配置成处理收到分组(诸如收到分组130)的分组提取器/解码器124。例如，提取器/解码器124可以从分组130中提取MCS索引。提取器/解码器124可以标识MCS表121中与无线网络140处使用的带宽和空间流的数目相对应的特定MCS表，并且可以在该特定MCS表中搜索与所提取的MCS索引相对应的特性值。基于该搜索，提取器/解码器124可以确定分组130的一个或多个编码特性，并且可以基于(诸)编码特性来解码分组130。
分组130可遵循多种帧格式之一(例如，单用户(SU)或即“短”格式和多用户(MU)或即“长”格式)并且可遵循各种定时参数。在一特定实施例中，由发射机110选择或者由接收机120指定帧格式。帧格式可以标识要包括在分 组130中的字段以及这些字段在分组130中的次序。定时参数可指示与分组130相关联的数量和字段历时。因此，帧格式和/或定时参数可在分组130的编码和/或解码中使用。指示用于不同帧格式的定时参数的数据结构(例如，表)可被存储在发射机和接收机处或者以其他方式可由发射机和接收机访问。例如，定时参数可被存储在发射机110处的存储器中的表或数组中作为定时参数112，以及被存储在接收机120处的存储器中的表或数组中作为定时参数122。
在一特定实施例中，用于分组130的帧格式至少部分地基于底层亚1GHz无线网络140是否正在1MHz带宽下操作。例如，当带宽为1MHz时仅SU帧格式可用，但是SU帧格式和MU帧格式可用于大于1MHz的带宽。在一特定实施例中，当带宽为1MHz时，某些字段历时可以比带宽大于1MHz时长。参照图13-14进一步描述帧格式和定时参数的示例。
分组130还可经受频调缩放。例如，分组130的不同字段可被频调缩放不同的量。频调缩放参数可在分组的编码和/或解码中使用。指示用于不同字段的频调缩放参数的数据结构(例如，表)可被存储在发射机和接收机处或者以其他方式可由发射机和接收机访问。例如，频调缩放参数可被存储在发射机110处的存储器中的表或数组中作为频调缩放参数113，以及被存储在接收机120处的存储器中的表或数组中作为频调缩放参数123。在一特定实施例中，可以基于分组130是以SU帧格式来表示还是以MU帧格式来表示来使用不同的频调缩放参数。参照图16进一步描述频调缩放参数的示例。
在操作期间，发射机110可以基于所选择的MCS索引和与其相关联的编码特性、所选择的帧格式、所选择的定时参数、和/或所选择的频调缩放参数来创建和编码分组130。底层亚1GHz无线网络140处使用的带宽和空间流的数目也可以影响分组130的创建和编码。例如，带宽和空间流的数目可以影响什么MCS索引可用、什么帧格式可用、某些定时和频调缩放参数的值或者准许的值范围。一旦接收到分组130，接收机120就可以在处理(例如，解码)分组130中使用该MCS索引、该帧格式、所述定时参数、和/或所选择的频调缩放参数。
图1的系统100可以因此提供MCS索引、帧格式、定时参数、频调缩放参数和其他消息特性的标准化值以供在亚1GHz无线网络(例如，IEEE 802.11ah无线网络)中使用，其中此类值基于无线网络的特性(例如，带宽和空间流的数目)而变化。标准化此类PHY(例如，层1)和媒体接入控制(MAC)(例如，层2)消息接发特性可以实现经由亚1GHz无线网络的可靠通信。
图2A-2C解说图1的MCS表111和MCS表121的示例。具体地，图2A-2C解说在使用1个空间流时在1MHz带宽下操作的亚1GHz无线网络的MCS表。
MCS表可包括关于多个MCS索引中的每个MCS索引的消息特性。例如，MCS表可指示关于每个MCS索引(“MCS Idx”)的调制方案(“Mod”)、编码率(“R”)、每副载波码元的比特数(“N_bpscs”)、数据码元的数目(“N_sd”)、和/或导频码元的数目(“N_sp”)。MCS表还可指示每OFDM码元的经编码比特数(“N_cbps”)、每OFDM码元的数据比特数(“N_dbps”)、所使用的编码器的数目(“N_es”)、数据率、和/或保护区间(“GI”)。数据率可以取决于使用8微秒保护区间还是4微秒保护区间而变化。
在一些实施例中，可从其他特性推导的特性可从MCS表中省略。为了解说，每OFDM码元的经编码比特数可根据公式N_cbps＝N_sd*N_bpscs来推导。每OFDM码元的数据比特数可根据公式N_dbps＝N_cbps*R来推导。在一特定实施例中，编码器的数目可以基于公式N_es＝取整(数据率/60Mbps)来确定，其中取整()是整数取整函数。在一些情况下，用于N_es的公式可被修改，如本文中进一步描述的。
在一特定实施例中，如果N_cbps/N_es为非整数、N_dbps/N_es为非整数、或者如果N_dbps为非整数，则针对给定带宽和空间流的数目的MCS索引可能是不可用的。为了实现简单化，可以使此类MCS索引不可用(例如，从而穿孔码型在OFDM码元之间一致并且从而在穿孔/速率匹配之后不需要额外的填充码元)。在一特定实施例中，为了能够使用本来不可用的一些MCS索引，编码器的数目N_es可被修改，以使得N_cbps/N_es和/或N_dbps/N_es变为整数，如本文中进一步描述的。
如以上所描述的，经由亚1GHz网络传达的每个分组可以包括MCS索引。MCS索引可被用来确定分组的各种特性。一般而言，当MCS被选择时，可以向传出分组应用一次MCS。然而，在一特定实施例中，在使用1MHz带宽和1个空间流时，可用MCS索引之一可对应于其中应用两次与Mod＝BPSK(二 进制相移键控)和R＝1/4相对应的MCS的情景。如图2中所示，可以存在与1MHz和1个空间流相对应的MCS表的至少三个不同选项。根据第一选项(图2A中指定为“选项1”)，重复MCS情景可具有MCS索引0。根据第二选项(图2B中指定为“选项2”)，重复MCS情景可具有MCS索引10。根据第三选项(图2C中指定为“选项3”)，重复MCS情景可具有MCS索引15(即，在4位MCS索引被解读为2的补数时为-1的MCS索引)。
图3A-3C解说图1的MCS表111和MCS表121的附加示例。具体地，图3A-3C解说在使用2个、3个、或4个空间流时在1MHz带宽下操作的亚1GHz无线网络的MCS表。
图4A-4D解说图1的MCS表111和MCS表121的附加示例。具体地，图4A-4D解说在使用1个、2个、3个、或4个空间流时在2MHz带宽下操作的亚1GHz无线网络的MCS表。如图4A、4B和4D中经由阴影示出的，因为N_dbps可以是非整数，所以在使用1、2、或4个空间流在2MHz下操作时，MCS索引9可能是不可用的。不可用的MCS索引可以通过被标记(例如，使用可用性位)或者从MCS表移除的方式被指示为不可用。
图5A-5D解说图1的MCS表111和MCS表121的附加示例。具体地，图5A-5D解说在使用1个、2个、3个、或4个空间流时在4MHz带宽下操作的亚1GHz无线网络的MCS表。
图6A-6D解说图1的MCS表111和MCS表121的附加示例。具体地，图6A-6D解说在使用1个、2个、3个、或4个空间流时在8MHz带宽下操作的亚1GHz无线网络的MCS表。如图6C中经由阴影示出的，因为N_dbps/N_es可以是非整数，所以在使用3个空间流在8MHz下操作时，MCS索引6可能是不可用的。
图7A-7D解说图1的MCS表111和MCS表121的附加示例。具体地，图7A-7D解说在使用1个、2个、或3个空间流时在16MHz带宽下操作的亚1GHz无线网络的MCS表。
示出了与16MHz和3个空间流相对应的MCS表的两个选项。在图7C的第一选项中，MCS索引9不可用，因为N_dbps/N_es为非整数。然而，如图7D的第二选项中所示，对于MCS索引9，N_es可以从5增大到6，这将 N_dbps/N_es改变成整数量并且使MCS索引9可用。因此，编码器的数目可被修改以使某些MCS索引可用。在本来不使用6个编码器的设备中，此修改可能导致编码器的添加。然而，在将6个编码器用于其他带宽/空间流组合的设备(例如，支持16MHz下的4个空间流的设备，如图8中所示)中，此修改可在不添加附加硬件的情况下执行。
图8A-8B解说图1的MCS表111和MCS表121的附加示例。具体地，图8A-8B解说在使用4个空间流时在16MHz带宽下操作的亚1GHz无线网络的MCS表。
示出了与16MHz、4个空间流相对应的MCS表的两个选项。在图8A的第一选项中，MCS索引7不可用，因为N_cbps/N_es为非整数。然而，如图8B的第二选项中所示，对于MCS索引7，N_es可以从5增大到6，这将N_cbps/N_es改变成整数量并且使MCS索引7可用。
在一些实施例中，单个编码器可被用于所有带宽/空间流组合。作为结果，N_dbps/N_es＝N_dbps并且N_cbps/N_es＝N_cbps，以及附加的MCS索引可以变得可用。当使用单个编码器时，关于1-4个空间流情况下的1MHz、1-4个空间流情况下的2MHz、1-3个空间流情况下的4MHz、和1个空间流情况下的8MHz的MCS表可以与以上描述的那些表相同，因为那些表中的每一行具有N_es＝1。相反，可以修改包括至少一个具有N_es>1的行的MCS表，如图9-10中所示。
图9A-9D解说在单个编码器被用于所有带宽/空间流组合时图1的MCS表111和MCS表121的示例。具体地，图9A-9D解说在单个编码器的情况下在使用4个空间流时在4MHz带宽下操作并且在使用2个、3个或4个空间流时在8MHz带宽下操作的亚1GHz无线网络的MCS表。注意，因为N_es＝1，所以在图6C中被示为不可用的关于8MHz和3个空间流的MCS索引6在图9C中是可用的。
图10A-10D解说在单个编码器被用于所有带宽/空间流组合时图1的MCS表111和MCS表121的附加示例。具体地，图10A-10D解说在单个编码器的情况下在使用1个、2个、3个、或4个空间流时在16MHz带宽下操作的亚1GHz无线网络的MCS表。注意，因为N_es＝1，所以在图7C中被示为除非 N_es被从5增大到6否则不可用的关于16MHz和3个空间流的MCS索引9在图10C中是可用的。
图11是用于在亚1GHz无线网络中基于MCS索引来确定消息特性的方法1100的特定实施例的流程图。在一解说性实施例中，方法1100可由图1的接收机120来执行。
方法1100可以包括在1102，在接收机处经由在使用特定数目的空间流时在特定带宽下操作的亚1GHz无线网络从发射机接收分组。该无线网络可以是IEEE 802.11ah网络。例如，在图1中，接收机120可以经由无线网络140从发射机110接收分组130。
方法1100还可以包括在1104，从收到分组提取MCS索引，以及在1106，标识存储在接收机处的数据结构。该数据结构可以对应于特定带宽和特定数目的空间流。在一特定实施例中，MCS索引可以从分组的PHY前置码的SIG字段中提取。例如，在图1中，提取器/解码器124可以从分组130中提取MCS索引并且可以标识MCS表121中与该带宽和空间流数目相对应的一个MCS表。为了解说，当带宽为4MHz并且使用1个空间流时，所标识的MCS表可以是图5顶部处的表。
方法1100可以进一步包括在1108，基于搜索所标识的数据结构以寻找与所提取的MCS索引相对应的特性值来确定收到分组的至少一个编码特性。编码特性可以包括调制方案、编码率、每副载波码元的比特数、数据码元的数目、导频码元的数目、每OFDM码元的经编码比特数、每OFDM码元的数据比特数、编码器的数目、数据率、和/或保护区间。为了解说，在所提取的MCS索引为5时，可以从图5的顶部处的表中确定Mod＝64-QAM、R＝2/3、N_bpscs＝6、N_sd＝108、N_sp＝6、N_cbps＝648、N_dbps＝432、N_es＝1、和/或8微秒GI情况下的数据率＝10,800Kbps和/或4微秒GI情况下的数据率＝12,000Kbps。
该方法1100可包括基于该至少一个编码特性来解码分组。例如，在图1中，提取器/解码器124可以基于该至少一个编码特性来解码分组130。为了解说，应用于分组130的解调类型(例如，二进制相移键控(BPSK)、正交PSK(QPSK)、正交振幅调制(QAM)等)可基于图5的顶部处的MCS表中的 “Mod”特性来确定。
图12是用于基于MCS索引来控制经由亚1GHz无线网络传达的消息的消息特性的方法1200的特定实施例的流程图。在一解说性实施例中，方法1200可由图1的发射机110来执行。
方法1200可包括在1202，在发射机处从多个MCS中选择可供在经由亚1GHz无线网络传达分组中使用的MCS，该亚1GHz无线网络在使用特定数目的空间流时在特定带宽下操作。例如，在图1中，发射机110可以从MCS表111之一中选择与使用中的带宽和空间流数目相对应的可用MCS。
方法1200还可以包括在1204，基于与所选择的MCS相对应的MCS索引来确定至少一个编码特性。方法1200可以进一步包括在1206，将MCS索引插入到分组中，并且在1208，基于该至少一个编码特性来编码该分组。例如，在图1中，创建器/编码器114可以将MCS索引插入到分组130中并且编码分组130。方法1200可以包括在1210，向接收机发送经编码分组。例如，在图1中，发射机110可以向接收机120发送分组130。
图13是解说可被用于表示图1的分组130并且一般地标记为1300的帧格式的特定实施例的图示。在一特定实施例中，经由亚1GHz网络传送的分组可以遵循多种帧格式中的一种，诸如单用户(SU)帧格式1310或多用户(MU)帧格式1320。每个帧格式1310、1320可以指定要包括在分组中的字段以及此类字段的次序。
SU帧格式1310可以包括短训练字段(STF)1311、长训练字段(LTF)1312(LTF_1)、和SIG字段1313。在使用多个空间流时，SU帧格式1310还可以包括附加LTF 1314(例如，每个附加空间流一个附加LTF)。STF 1311、LTF 1312、SIG字段1313和附加LTF 1314可以表示分组前置码。SU帧格式1310还可以包括数据部分1315。
MU帧格式1320可以包括两个部分：不具有预编码的第一部分(标记为全向部分1330)和具有预编码的第二部分(标记为MU部分1340)。全向部分1330可包括STF 1321、第一LTF 1322(LTF_1)、和信号A(SIG-A)字段1323。MU 1340部分可包括附加STF 1324并且在使用一个以上空间流时包括一个或多个附加LTF 1325。MU部分1340还可包括信号B(SIG-B)字段 1326和数据部分1327。在一特定实施例中，SIG-B字段1326可在每用户基础上存在。STF和LTF_1字段可以在未预编码的全向部分1330和经预编码的MU部分1340两者中存在以辅助接收机遵循部分1330和1340的接收与处理之间明显的信道状况变化。
在一特定实施例中，由发射机选择的帧格式可以取决于使用中的无线网络带宽。例如，当带宽为1MHz时仅SU帧格式1310可用，但是当带宽大于1MHz(例如，2MHz、4MHz、8MHz或16MHz)时SU帧格式1310和MU帧格式1320两者都可用。
在一特定实施例中，与SU帧格式1310和MU帧格式1320相关联的定时参数可以存储在发射机和/或接收机处或者以其他方式可由发射机和/或接收机访问。图14解说SU帧格式1310和MU帧格式1320的定时参数1400的特定示例。在一解说性实施例中，定时参数1400可以是图1的定时参数112和/或定时参数122。
在一特定实施例中，分组(例如，图1的分组130)的定时参数1400中的一个或多个可以取决于使用中的带宽(例如，1MHz、2MHz、4MHz、8MHz、或16MHz)和/或空间流数目(1、2、3或4)而变化。定时参数1400可以包括复数据副载波的数目N_sd、导频副载波的数目N_sp、总副载波(不包括保护)的数目N_st、最高副载波索引N_sr、副载波频率间隔Δ_f、离散傅里叶逆变换(IDFT)和DFT周期T_dft、保护区间历时T_gi、双保护区间历时T_gi2、短保护区间历时T_gis、具有长区间的OFDM码元历时T_syml、具有短保护区间的OFDM码元历时T_syms、服务字段比特数N_服务、和/或每二进制卷积码(BCC)编码器的尾部比特数N_尾部。
定时参数1400可以包括SU和MU帧格式的STF历时T_stf、SU和MU格式的LTF_1历时T_ltf1、SIG字段和SIG-A字段历时T_sig、附加LTF的第二LTF历时T_mimo_ltf、MU帧格式的第二STF历时T_mu_stf、和/或SIG-B字段历时T_sig_b。一些定时参数1400可以取决于使用中的带宽而具有不同的值。例如，与在带宽大于1MHz时相比，STF历时T_stf、LTF1历时T_ltf1、和SIG/SIG-A字段历时T_sig在带宽为1MHz时可以各自更长。在一特定实施例中，所述定时参数中的一个或多个可以相互相关，如图14中所示。因此， 能够从其他定时参数推导的定时参数可从存储定时参数1400的表中省略。
图15是用于控制亚1GHz无线网络中的帧格式和定时参数的方法1500的特定实施例的流程图。在一解说性实施例中，方法1500可以由图1的发射机110来执行。
方法1500可以包括在1502，在发射机处确定要向接收机发送分组，并且在1504，确定无线网络带宽。例如，在图1中，发射机110可以确定要向接收机120发送分组130并且可以确定亚1GHz无线网络140的带宽(例如，基于来自接入点的信息或者对消息接发数据的检查)。
当带宽为1MHz时，方法1500可以包括在1506，选择供在传达该分组中使用的SU帧格式。例如，该SU帧格式可以是图13的SU帧格式1310。当带宽大于1MHz时，方法1500可以包括在1508，选择该SU帧格式或一MU帧格式。例如，该MU帧格式可以是图13的MU帧格式1320。
方法1500还可以包括在1510，根据所选择的帧格式并且基于与所选择的帧格式相关联的一个或多个定时参数来生成分组。例如，这些定时参数可以是图14的定时参数1400中的一个或多个。方法1500可以进一步包括在1512，从发射机向接收机发送分组。例如，在图1中，发射机110可以向接收机120发送分组130。
图16解说频调缩放参数1600的特定示例。在一解说性实施例中，频调缩放参数1600可以是图1的频调缩放参数113和/或频调缩放参数123。
在生成分组(例如，图1的分组130)时，可以通过一个或多个频调缩放参数来缩放该分组的一个或多个字段。不同的频调缩放参数可以应用于相同分组的不同字段。在一特定实施例中，频调缩放参数可以是使用中的帧格式(例如，该分组的格式是图13的SU帧格式1310还是图13的MU帧格式1320)、带宽、和/或空间流数目的函数。
例如，频调缩放参数1600可以包括1MHz、2MHz、4MHz、8MHz和16MHz带宽下的SU帧格式的参数，包括STF频调缩放参数、LTF_1频调缩放参数、SIG字段频调缩放参数和数据部分频调缩放参数。当使用一个以上空间流时，还可以应用多输入多输出LTF(MIMO-LTF)频调缩放参数。在1MHz带宽下，SIG字段和数据部分可具有相同数目的可用频调，并且因此具有相同 的频调缩放参数。在更高带宽下，SIG字段可以通过重复更低带宽SIG字段来生成。因此，SIG字段频调缩放参数可以随带宽加倍(例如，从1MHz到2MHz、4MHz、8MHz、和16MHz)而加倍(例如，从26到52、104、208、和416)，如图16中所示。然而，数据部分频调缩放参数不可加倍。因此，SIG字段频调缩放参数和数据部分频调缩放参数对于某些带宽而言可以是不同的。
如以上参照图13所解释的，MU帧格式在1MHz带宽下可能不可用。在图16中，1MHz下的MU帧格式的频调缩放参数1600被涂上阴影，以指示此不可用性。对于大于1MHz带宽下的MU帧格式，频调缩放参数1600可以包括STF频调缩放参数、LTF_1频调缩放参数、SIG-A字段频调缩放参数、SIG-B字段频调缩放参数、数据部分频调缩放参数、以及MU-STF频调缩放参数。当使用一个以上空间流时，还可以应用MIMO-LTF频调缩放参数。SIG-A字段频调缩放参数可以随带宽加倍而加倍，但是SIG-B字段频调缩放参数和数据部分频调缩放参数不可加倍。因此，对于一些带宽而言，SIG-A字段频调缩放参数可以不同于数据部分频调缩放参数。对于每一带宽而言，SIG-B频调缩放参数可以与数据部分频调缩放参数相同，如图16中所示。
图17是用于控制亚1GHz无线网络中的频调缩放参数的方法1700的特定实施例的流程图。在一解说性实施例中，方法1700可以由图1的发射机110来执行。
方法1700可以包括在1702，在发射机处选择供在经由在特定带宽下操作的亚1GHz无线网络传达分组中使用的一个或多个频调缩放参数。该一个或多个频调缩放参数可以至少部分地基于分组的帧格式和该特定带宽来选择。例如，在图1中，发射机110可以选择一个或多个频调缩放参数113。在一解说性实施例中，这些频调缩放参数可以是图16的频调缩放参数1600中的一个或多个。
方法1700还可以包括在1704，生成分组，包括根据该一个或多个频调缩放参数来缩放该分组的一个或多个字段。例如，当分组是SU帧格式分组并且带宽大于或等于1MHz时，诸如STF、LTF_1、SIG、MIMO-LTF和/或数据之类的字段可以通过频调缩放参数来缩放。作为另一示例，当分组为MU帧格式分组并且带宽大于1MHz时，诸如STF、LTF_1、SIG-A、MU-STF、MIMO-LTF、 SIG-B、和/或数据之类的字段可被缩放。
方法1700可以进一步包括在1706，从发射机向接收机发送分组。例如，在图1中，发射机110可以向接收机120发送分组130。
应当注意，尽管各种数据结构已被示出并描述为表，但是也可以结合所描述的技术使用其他类型的数据结构。此外，一些数据结构可被组合，而其他数据结构可被拆分。例如，取代将不同的MCS表用于每一个带宽/空间流组合，一特定实施例可以利用通过带宽、空间流数目和MCS索引来编索引的单个MCS表。作为另一示例，取代使用单个定时参数表或频调缩放参数表，可以使用多个表(例如，针对每一带宽、帧格式、或带宽/帧格式组合的不同表)。因此，可以结合所描述的技术使用比那些所解说的数据结构更多、更少、和/或不同类型的数据结构。
图18是移动通信设备1800的框图。在一特定实施例中，移动通信设备1800或其组件包括或被包括于图1的发射机110、图1的接收机120、收发机、或其任何组合。此外，图11、12、15和/或17中描述的方法的全部或部分可在移动通信设备1800或其组件处执行或由移动通信设备1800或其组件执行。移动通信设备1800包括耦合到存储器1832的处理器1810(诸如，数字信号处理器(DSP))。
存储器1832可以是存储指令1860的非瞬态有形计算机可读和/或处理器可读存储设备。指令1860可由处理器1810执行以执行本文中所述的一个或多个功能或方法(诸如，参照图11、12、15和/或17所述的方法)。存储器1832还可存储MCS表1861、定时参数1862、和频调缩放参数1863。MCS表1861可包括图1的MCS表111、图1的MCS表121、图2-10中解说的MCS表、或其任何组合。定时参数1862可包括图1的定时参数112、图1的定时参数122、图14的定时参数1400、或其任何组合。频调缩放参数1863可包括图1的频调缩放参数113、图1的频调缩放参数123、图16的频调缩放参数1600、或其任何组合。
处理器1810还可包括、实现、或执行与本文中描述的设备组件有关的指令。例如，处理器1810可包括或实现编码器1891(例如，图1的分组创建器/编码器114)和/或解码器1892(例如，图1的分组提取器/解码器124)。
图18还示出了被耦合至处理器1810和显示器1828的显示器控制器1826。编码器/解码器(CODEC)1834也可耦合至处理器1810。扬声器1836和话筒1838可被耦合至CODEC 1834。图18还指示了无线控制器1840可被耦合至处理器1810，其中无线控制器1840经由收发机1850与天线1842通信。无线控制器1840、收发机1850、以及天线1842可因此表示实现由移动通信设备1800进行的无线通信的无线接口。例如，无线通信可以经由亚1GHz无线网络(例如，IEEE 802.11ah无线网络)，诸如图1的无线网络140。此类无线接口可被用于发送或接收图1的分组130。移动通信设备1800可包括众多无线接口，其中不同的无线网络被配置成支持不同的联网技术或者联网技术组合。
应当注意，尽管图18解说了移动通信设备，但是其他类型的设备也可经由亚1GHz无线网络(例如，IEEE 802.11ah无线网络)来通信。一些设备可包括比图18中解说的那些组件更多、更少、和/或不同的组件。例如，IEEE 802.11ah无线传感器可以不包括显示器1828、扬声器1836、或话筒1838。
在特定实施例中，将处理器1810、显示控制器1826、存储器1832、CODEC1834、无线控制器1840和收发机1850包括在系统级封装或片上系统设备1822中。在特定实施例中，输入设备1830和电源1844被耦合至片上系统设备1822。此外，在特定实施例中，如图18中所解说的，显示器设备1828、输入设备1830、扬声器1836、话筒1838、天线1842和电源1844在片上系统设备1822的外部。然而，显示器设备1828、输入设备1830、扬声器1836、话筒1838、天线1842、和电源1844中的每一者可耦合至片上系统设备1822的一组件，诸如接口或控制器。
结合所描述的实施例，一种设备包括用于存储一个或多个数据结构的装置。该一个或多个数据结构对应于亚1GHz无线网络的一个或多个可用带宽和亚1GHz无线网络的一个或多个可用空间流。亚1GHz无线网络的一个或多个可用带宽包括1MHz带宽。每个数据结构针对多个MCS索引中的每一个MCS索引指示包括该MCS索引的分组的至少一个编码特性。例如，用于存储的装置可以包括图1的发射机110的组件(例如，存储器或数据存储设备)、图1的接收机120的组件(例如，存储器或数据存储设备)、图18的存储器1832、配置成存储数据的另一设备、或其任何组合。该设备还包括用于基于包括在分 组中的特定MCS索引来处理该分组的装置。例如，用于处理的装置可包括图1的分组创建器/编码器114、图1的分组提取器/解码器124、图18的处理器1810、图18的编码器1891、图18的解码器1892、配置成处理数据的另一设备、或其任何组合。
本领域技术人员将进一步领会，结合本文所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑框、配置、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件或这两者的组合。各种解说性组件、框、配置、模块、电路、和步骤已经在上文以其功能性的形式作了一般化描述。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员可针对每一具体应用以不同方式来实现所描述的功能，但此类实现决策不应被解读为致使脱离本公开的范围。
结合本文所公开的实施例描述的方法或算法的各个步骤可直接用硬件、由处理器执行的软件模块或两者的组合来实现。软件模块可驻留在随机存取存储器(RAM)、闪存、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦式可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动盘、压缩盘只读存储器(CD-ROM)、或本领域中所知的任何其他形式的非瞬态存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读和写信息。替换地，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在专用集成电路(ASIC)中。ASIC可驻留在计算设备或用户终端(例如移动电话或PDA)中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在计算设备或用户终端中。
提供前面对所公开的实施例的描述是为了使本领域技术人员皆能制作或使用所公开的实施例。对这些实施例的各种修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的，并且本文中定义的原理可被应用于其他实施例而不会脱离本公开的范围。因此，本公开并非旨在被限定于本文中公开的实施例，而是应被授予与如由所附权利要求定义的原理和新颖性特征一致的最广的可能范围。