CN110034801B - 波束训练的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种波束训练的方法和装置,能够在室外回传场景中采用方向性天线收发波束训练帧,进而对齐波束。该波束训练的方法,包括:第一设备采用第一波束方向和第一调制编码策略MCS向至少一个第二设备发送至少一个第一扇区扫描SSW帧,其中,所述第一MCS的数据速率大于或等于27.5Mbps;所述第一设备在所述第一SSW帧中指示的反馈偏移后接收所述第二设备发送第一扇区扫描反馈SSW Feedback帧;所述第一设备在接收到所述第一SSW Feedback帧后,在所述第一SSW帧中指示的确认偏移后向所述第二设备发送第一扇区扫描确认SSW ACK帧。
Description
技术领域
本申请涉及通信领域,并且更具体的,涉及通信领域中的波束训练的方法和装置。
背景技术
物联网(internet of thing,IoT)的业务非常分散和灵活。如果每个接入点(access point,AP)间都采用传统的光纤回传,网络部署成本会很高。这时,当部分接入点间采用无线通信连接时,不仅可以满足IoT业务分散和灵活的要求,还可以降低网络的部署成本。毫米波频段具有大量的频谱,并且可以继承更多的天线阵元(element),可以实现方向性传输,因此可以用于无线回传系统。同时,在60GHz毫米波频段中,存在由国际电工电子工程学会(institute of electrical and electronics engineers,IEEE)802.11ad定义的无线接入设备。因此,作为IEEE 802.11ad的演进版本,在IEEE 802.11ay的标准定义的用例中可以采用统一的协议架构,同时支持无线接入场景和无线回传场景。
IEEE 802.11ay的标准沿袭了IEEE 802.11ad的网络架构,该网络架构支持方向性吉比特(directional multi-gigabit,DMG)标准。DMG标准支持基于调度的服务周期(Service Period,SP)的数据传输类型。波束训练是高频通信中特有的一种流程,由于高频信道衰减大,收发双方如果没有进行波束对齐,造成传输速率低,甚至无法进行通信。因此在IEEE 802.11ad中设计了采用调制编码策略0(Modulation and Coding Scheme,MCS)采用的32倍扩频补偿接收端未对齐波束的通信场景,即接收采用准全向的场景。波束训练流程中定义了3种波束赋形(beam forming,BF)帧用于扇区级扫描(Sector Level Sweep,SLS),分别为扇区扫描(Sector Sweep,SSW)帧、扇区扫描反馈(SSW-Feedback)帧和扇区扫描确认(SSW ACK)帧。
而室外回传场景和室内场景有很多不同,特别是室外回传场景,为了提高覆盖减少部署成本,且不受手持终端面积的限制,天线增益可能大于15dB。造成IEEE 802.11ad中为补偿准全向天线的链路预算而设计的MCS 0用于波束训练会造成系统的瓶颈。
一方面如果接收端沿用11ad中接收端采用准全向天线接收波束训练帧,接收波束训练帧范围过小。假设室外回传场景的接收主波束增益为25dB,就造成方向性接收MCS 1帧的功率比准全向接收的MCS 0帧的功率高10dB。也就是说本来在收发双方都采用方向天线收发的时候,两个设备可能可以通讯的设备,因为无法收到波束训练帧,无法对齐波束。
发明内容
本申请提供一种波束训练的方法和装置,能够在室外回传场景中采用方向性天线收发波束训练帧,进而对齐波束。
第一方面,提供了一种波束训练的方法,包括:
第一设备采用第一波束方向和第一调制编码策略MCS向至少一个第二设备发送至少一个第一扇区扫描SSW帧,其中,所述第一MCS的数据速率大于或等于27.5Mbps;
所述第一设备在所述第一SSW帧中指示的反馈偏移后接收所述第二设备发送第一扇区扫描反馈SSW Feedback帧;
所述第一设备在接收到所述第一SSW Feedback帧后,在所述第一SSW帧中指示的确认偏移后向所述第二设备发送第一扇区扫描确认SSW ACK帧。
因此,本申请实施例中,由于第一MCS的数据速率大于27.5Mbps,由此第一设备可以通过采用第一MCS来发送第一TDD SSW来增加接收波束训练帧的范围,进而缩小控制物理层PHY的覆盖范围和数据物理层PHY的覆盖范围之差,保证控制传输的正确接收,因此本申请实施例中的波束训练的方法可以适用于室外回传场景。
本申请实施例中,第一设备为发起波束训练的一方,也可以称为发起者(initiator)或发起者设备,例如可以为AP/PCP或STA。第二设备为波束训练的另外一方,也可以称为响应者(responder)或响应者设备,例如可以为AP/PCP或STA。
这里,SSW帧具体可以为TDD SSW帧。具体的,TDD SP中定义了3种BF帧,相应的可以称为TDD SSW帧,TDD SSW Feedback帧,TDD SSW ACK帧。需要注意的是,为了区分DTI阶段中的SSW帧与传统的扇区级别扫描(Sector Level Sweep,SLS)过程中的SSW帧,将TDD SP阶段中的SSW帧称为TDD SSW。同理,将TDD SP阶段中的SSW Feedback帧称为TDD SSW Feedback帧,将TDD SP阶段中的SSW ACK帧称为TDD SSW ACK帧。
具体的,第二设备在接收第一TDD SSW帧的过程中,可以根据互易性确定发送第一TDD SSW Feedback帧的发送波束方向。作为一个实施例,可以在接收到第一TDD SSW帧的接收波束方向上发送第一TDD SSW feedback帧,即接收第一TDD SSW帧的接收波束方向与发送第一TDD SSW Feedback帧的发送波束方向相同。并且,由于在TDD SSW帧的收发过程中,发射天线增益和接收天线增益都被考虑,因此如果希望TDD SSW Feedback帧被发起者接收到,则也希望发起者采用方向性接收。这时,发起者可以在第一波束方向上接收第一TDDSSW Feedback帧。但在第一TDD SSW Feedback帧之前,发起者实际上没有收到过响应者的任何反馈,因此,发起者仅可以利用信道互易性,采用第一TDD SSW帧的发送波束方向(即上述第一波束方向)接收TDD第一SSW Feedback帧。
这里的第一TDD SSW帧,第一TDD SSW Feedback帧,第一TDD SSW ACK帧指的是发起者和响应者双方在第一次握手的过程中传输的三种波束训练帧。也就是说第一TDD SSW帧中,至少有一个TDD SSW帧被响应者设备接收。并且在第一TDD SSW Feedback帧和第一TDD SSW ACK帧前,发起者设备和响应者设备间没有任何波束训练信息。因此这里的第一TDD SSW帧,第一TDD SSW Feedback帧,第一TDD SSW ACK帧发送过程完成后,发起者设备和响应者设备获得了初始的接收波束方向和发送波束方向信息。
可选的,所述第一调制编码策略MCS为方向性多吉比特DMG协议中定义的MCS标识为1的传输格式,即MCS1。
具体的,本申请实施例中,比较优选的实施例是采用MCS 1发送第一TDD SSW帧,这样就直接使用协议中已经定义的传输格式,不需要重新设计软硬件。其中采用MCS 1时控制传输与数据传输的SNR相同。如果采用L-Header的传输,则控制传输的SNR会比数据传输的SNR低3~4dB,但此时控制传输也能够正确接收。而如果采用EDMG Header-A的传输格式,则控制传输的SNR会比数据传输的SNR低2~3dB,但此时控制传输也能正确接收。如果把MCS 0扩频倍数修改为8,那么控制传输的SNR会比数据传输的SNR低4~5dB,但此时控制传输也能正确接收。通常,为了满足工程上一定的余量。这些设计都是可以接受的,但是按照MCS 0,留出比数据传输SNR低10dB的余量对覆盖范围影响较大,此时可能造成MCS 0进行波束训练的节点,无法采用MCS 1传输。
可选的,所述第一SSW帧中包括用于指示所述第二设备的个数的指示。
该指示例如可以为第一字段。因此,本申请实施例中,第一设备可以同时与多个第二设备进行波束训练。进一步地,当接收端采用方向性天线接收波束训练帧进行波束训练时,还可以进行一对多的训练,进而提高波束训练效率。
可选的,所述方法还包括:
所述第一设备在发送所述第一SSW ACK帧之后,采用第二波束发送第二SSW帧,其中,所述第二波束包括至少一个波束方向;
所述第一设备在所述第一SSW ACK帧中指示的反馈偏移后接收所述第二设备发送第二SSW Feedback帧;
所述第一设备在第一SSW ACK帧中指示的确认偏移后向所述第二设备发送第二SSW ACK帧。
应注意,本申请实施例中,第一SSW帧与第二SSW帧的帧格式可以相同。第一SSWFeedback帧与第二SSW Feedback帧的帧格式也可以相同。第一TDD SSW ACK帧与第二TDDSSW帧的帧格式可以相同。
当end of training字段指示波束训练没有结束时,通过第一TDD SSW ACK携带指示信息。也就是说,除了在TDD SSW帧中包括响应者反馈偏移字段和发起者确认偏移字段,在第一TDD SSW ACK帧中还包括响应者反馈偏移字段和发起者确认偏移字段,其中,反馈偏移字段用于指示发起者下一次(相对第一次TDD SSW ACK即为第二次TDD SSW ACK)接收TDDSSW Feedback帧的时间,确认偏移字段用于指示发起者下一次(相对第一次TDD SSW ACK即为第二次TDD SSW ACK)发送TDD SSW ACK帧的时间。可以理解,下一次发送的TDD SSWFeedback帧指的是响应者在接收到第一TDD SSW ACK帧之后的发送的第一个TDD SSWFeedback帧,可以称为第二TDD SSW Feedback帧。下一次发送的TDD SSW ACK帧指的是发起者在第一TDD SSW ACK帧之后的发送的第一个TDD SSW ACK帧,可以称为第二TDD SSWFeedback帧。
或者,本申请实施例中,第一MCS的数据速率也可以等于27.5Mbps,即此时,第一SSW帧采用MCS 0的数据速率。和现有技术不同,第一SSW帧中可以携带允许所述第二SSW帧采用第二MCS的数据速率大于27.5Mbps的指示。这样通过第一SSW Feedback和第一SSW ACK完成第一设备和第二设备间的握手后,第二SSW帧可以采用更高的数据数量传输,则可以携带更多的信息,如管理信息。
在一种具体的实现方式中,响应者设备在收到第一TDD SSW ACK帧之后的响应者反馈偏移之后,向发起者设备发送第二TDD SSW Feedback帧。这里,该响应者反馈偏移即为该第一TDD SSW ACK帧中的响应者反馈偏移字段指示的反馈偏移。并且,发起者设备在发送了第二TDD SSW帧之后如果接收到第二TDD SSW Feedback帧,则在发送了第一TDD SSW ACK帧之后的第二时间间隔之后向响应者设备发送第二TDD SSW ACK,这里第二时间间隔为响应者反馈偏移与发起者确认偏移之和,发起者确认偏移即为该第一TDD SSW ACK帧中的发起者确认偏移字段所指示的确认偏移。
应理解,本申请实施例中,第二TDD SSW帧中也可以包括响应者反馈偏移和发起者确认偏移。并且,第二TDD SSW帧中的响应者反馈偏移所指示的第二TDD SSW Feedback帧的发送时间与第一TDD SSW ACK帧中的响应者反馈偏移所指示的第二TDD SSW Feedback帧的发送时间一致。同样的,第二TDD SSW帧中的发起者确认偏移所指示的第二TDD SSW ACK帧的发送时间与第一TDD SSW ACK帧中的发起者确认偏移所指示的第二TDD SSW ACK帧的发送时间一致。分别是相对TDD SSW帧的时刻和相对TDD SSW ACK的时间进行偏移计算。
进一步的,由于在第一次收发双方获得可以通信的波束信息后,所有的波束训练过程都可以采用第一TDD SSW Feedback帧和第一TDD SSW ACK采用的发送和接收波束配置。因此后续的波束训练过程中用的波束训练帧也都可以被称作第二,例如后续的TDD SSW帧也可以称为第二TDD SSW帧,后续的TDD SSW Feedback帧也可以称为第二TDD SSWFeedback帧,后续的TDD SSW ACK帧也可以称为第二TDD SSW ACK帧。
并且,第一TDD SSW ACK帧与第二TDD SSW ACK帧的帧格式可以相同,则第二TDDSSW ACK帧同样可以包括响应者反馈偏移字段和发起者确认偏移字段。并且,反馈偏移字段用于指示发起者在该第二TDD SSW ACK帧之后接收的第一个TDD SSW feedback帧的时间,确认偏移字段用于指示发起者在该第二TDD SSW ACK帧之后发送的第一个TDD SSW ACK帧的时间。例如,第二次发送的TDD SSW ACK帧可以包括第一响应者反馈偏移字段和第一发起者确认偏移字段,且第一响应者反馈偏移字段用于指示发起者在第三次接收TDD SSWFeedback帧的时间,第一发起者确认偏移字段用于指示发起者第三次发送TDD SSW ACK的时间。
可选的,所述第一SSW Feedback帧中包括第一接收波束的标识和第一信号噪声比SNR,其中,所述第一接收波束为所述第二设备收到所述第一SSW帧的接收波束,所述第一SNR为采用所述第一接收波束接收所述第一SSW帧的SNR;
所述第二SSW Feedback帧中包括第二接收波束的标识和第二信号噪声比SNR,其中,所述第二接收波束为所述第二设备收到所述第一SSW帧和所述第二SSW帧中的一个训练帧的接收波束,所述第二SNR为采用所述第二接收波束接收所述训练帧的SNR;
其中,所述第一SNR与所述第二SNR不同,或者所述第一接收波束的标识与所述第二接收波束的标识不同。
由于TDD SSW帧发送可能被TDD SSW Feedback帧和TDD SSW ACK分成多段,如果沿用11ad/11ay中每个Feedback中都反馈当前最好的波束的标识和SNR,那么,部分反馈帧的资源就浪费了(这里的资源,都是指的时频资源,及在一定时间段内,一定频段中传输的资源)。而且由于在现有机制中,TDD SSW Feedback的偏移在TDD SSW帧中被携带,因此,第二设备有可能因为没有接收到TDD SSW,因此,预先分配好的TDD SSW Feedback帧的资源也被浪费掉了。同理TDD SSW ACK也类似,由于不能收到TDD SSW Feedback帧,因此预先分配好的TDD SSW ACK帧的资源也被浪费了。而在我们的设计中TDD SSW Feedback反馈偏移和TDDSSW ACK确认偏移的参数都在前面的TDD SSW ACK中被携带,因此后续的预分配的TDD SSWFeedback帧和TDD SSW ACK帧的资源总是被用作传输。因此,优选的,当所述第一SNR与所述第二SNR不同,或者所述第一接收波束的标识与所述第二接收波束的标识不同时,接收端能够实现总是上报没有上报过的波束最好的波束信息,即波束的标识和SNR。
可选的,所述第一设备在所述第一波束方向上接收所述第一SSW Feedback帧和所述第二SSW Feedback帧。
可选的,所述第一设备在所述第一波束方向上发送所述第一SSW ACK帧和所述第二SSW ACK帧。
由于第一次握手后,收发双方均可以确定可以进行数据传输的收发模式,因此为了保证训练过程中可以成功传输TDD SSW feedback和TDD SSW ACK,后续的训练过程中发起者可以在第一次握手时所训练的波束方向上接收第二TDD SSW feedback帧,和/或在第一次握手时所训练的波束方向上向响应者发送第二TDD SSW ACK帧,响应者可以在第一次握手时所训练的波束方向上发送第二TDD SSW Feedback帧,和或在第一次握手时所训练的波束方向上接收响应者发送的第二TDD SSW ACK帧。
可选的,所述第一SSW帧中携带允许所述第二SSW帧采用第二MCS的数据速率大于27.5Mbps的指示。
由于第一SSW帧是在第一设备和第二设备通过第一SSW Feedback帧和第一SSWACK握手前发送的SSW帧,收发双方波束并未对齐。而在通过指示允许第二SSW是否允许采用更高数据速率传输时,而第一SSW仍然采用MCS 0传输,可以兼顾波束训练效率和波束训练的鲁棒性。
可选的,所述第一SSW ACK帧中携带所述第二SSW帧采用的第二MCS的数据速率大于27.5Mbps的指示。
也就是说,第二波束的数据速率或者具体的MCS等级,可以在第一SSW ACK中被携带。因此,可以通过在接收第一SSW Feedback中的反馈信息,估计第二SSW帧所需要的传输速率。
可选的,本申请实施例中,当所述第一MCS数据速率大于27.5Mbps时,所述第一SSW帧可以携带管理信息,该管理信息可以为一个BSS中资源调度的情况,例如当前TDD SP调度的信息。所述TDD SP调度信息,可以包括TDD SP中的帧frame划分,时隙Slot划分,以及每个slot中传输的方向(上行,下行,不确定等)等信息。
可选的,本申请实施例中,当所述第二MCS数据速率大于27.5Mbps时,所述第二SSW帧也可以携带管理信息,该管理信息可以为一个BSS中资源调度的情况,例如当前TDD SP调度的信息。所述TDD SP调度信息,可以包括TDD SP中的帧frame划分,时隙Slot划分,以及每个slot中传输的方向(上行,下行,不确定等)等信息。
第二方面,提供了一种波束训练的方法,包括:
第二设备接收第一设备发送的第一SSW帧,其中,所述第一SSW帧是采用第一调制编码策略MCS发送的,所述第一MCS的数据速率大于或等于27.5Mbps;
所述第二设备根据所述第一SSW帧中指示的反馈偏移向所述第一设备发送第一扇区扫描反馈SSW feedback;
所述第二设备在所述第一SSW帧中指示的确认偏移后接收所述第一设备发送的第一扇区扫描确认SSW ACK帧。
因此,本申请实施例中,由于第一MCS的数据速率大于27.5Mbps,由此第一设备可以通过采用第一MCS来发送第一TDD SSW来增加接收波束训练帧的范围,进而缩小控制物理层PHY的覆盖范围和数据物理层PHY的覆盖范围之差,保证控制传输的正确接收,因此本申请实施例中的波束训练的方法可以适用于室外回传场景。
本申请实施例中,第一设备为发起波束训练的一方,也可以称为发起者(initiator)或发起者设备,例如可以为AP/PCP或STA。第二设备为波束训练的另外一方,也可以称为响应者(responder)或响应者设备,例如可以为AP/PCP或STA。
这里,SSW帧具体可以为TDD SSW帧。具体的,TDD SP中定义了3种BF帧,相应的可以称为TDD SSW帧,TDD SSW Feedback帧,TDD SSW ACK帧。需要注意的是,为了区分DTI阶段中的SSW帧与传统的扇区级别扫描(Sector Level Sweep,SLS)过程中的SSW帧,将TDD SP阶段中的SSW帧称为TDD SSW。同理,将TDD SP阶段中的SSW Feedback帧称为TDD SSW Feedback帧,将TDD SP阶段中的SSW ACK帧称为TDD SSW ACK帧。
具体的,第二设备在接收第一TDD SSW帧的过程中,可以根据互易性确定发送第一TDD SSW Feedback帧的发送波束方向。作为一个实施例,可以在接收到第一TDD SSW帧的接收波束方向上发送第一TDD SSW feedback帧,即接收第一TDD SSW帧的接收波束方向与发送第一TDD SSW Feedback帧的发送波束方向相同。并且,由于在TDD SSW帧的收发过程中,发射天线增益和接收天线增益都被考虑,因此如果希望TDD SSW Feedback帧被发起者接收到,则也希望发起者采用方向性接收。这时,发起者可以在第一波束方向上接收第一TDDSSW Feedback帧。但在第一TDD SSW Feedback帧之前,发起者实际上没有收到过响应者的任何反馈,因此,发起者仅可以利用信道互易性,采用第一TDD SSW帧的发送波束方向(即上述第一波束方向)接收TDD第一SSW Feedback帧。
这里的第一TDD SSW帧,第一TDD SSW Feedback帧,第一TDD SSW ACK帧指的是发起者和响应者双方在第一次握手的过程中传输的三种波束训练帧。也就是说第一TDD SSW帧中,至少有一个TDD SSW帧被响应者设备接收。并且在第一TDD SSW Feedback帧和第一TDD SSW ACK帧前,发起者设备和响应者设备间没有任何波束训练信息。因此这里的第一TDD SSW帧,第一TDD SSW Feedback帧,第一TDD SSW ACK帧发送过程完成后,发起者设备和响应者设备获得了初始的接收波束方向和发送波束方向信息。
可选的,所述第一MCS为方向性多吉比特DMG协议中定义的MCS标识为1的传输格式。
具体的,本申请实施例中,比较优选的实施例是采用MCS 1发送第一TDD SSW帧,这样就直接使用协议中已经定义的传输格式,不需要重新设计软硬件。其中采用MCS 1时控制传输与数据传输的SNR相同。如果采用L-Header的传输,则控制传输的SNR会比数据传输的SNR低3~4dB,但此时控制传输也能够正确接收。而如果采用EDMG Header-A的传输格式,则控制传输的SNR会比数据传输的SNR低2~3dB,但此时控制传输也能正确接收。如果把MCS 0扩频倍数修改为8,那么控制传输的SNR会比数据传输的SNR低4~5dB,但此时控制传输也能正确接收。通常,为了满足工程上一定的余量。这些设计都是可以接受的,但是按照MCS 0,留出比数据传输SNR低10dB的余量对覆盖范围影响较大,此时可能造成MCS 0进行波束训练的节点,无法采用MCS 1传输。
可选的,所述第一SSW帧中包括用于指示所述第二设备的个数的指示。
该指示例如可以为第一字段。因此,本申请实施例中,第一设备可以同时与多个第二设备进行波束训练。进一步地,当接收端采用方向性天线接收波束训练帧进行波束训练时,还可以进行一对多的训练,进而提高波束训练效率。
可选的,所述方法还包括:
所述第二设备接收所述第一设备发送的第二SSW帧,其中,所述第二SSW帧是所述第一设备在发送所述第一SSW ACK帧之后发送的;
所述第二设备根据所述第一SSW ACK帧中指示的反馈偏移后向所述第一设备发送第二SSW Feedback帧;
所述第二设备在所述第一SSW ACK帧中指示的确认偏移后接收所述第一设备发送的第二SSW ACK帧。
应注意,本申请实施例中,第一SSW帧与第二SSW帧的帧格式可以相同。第一SSWFeedback帧与第二SSW Feedback帧的帧格式也可以相同。第一TDD SSW ACK帧与第二TDDSSW帧的帧格式可以相同。
当end of training字段指示波束训练没有结束时,通过第一TDD SSW ACK携带指示信息。也就是说,除了在TDD SSW帧中包括响应者反馈偏移字段和发起者确认偏移字段,在第一TDD SSW ACK帧中还包括响应者反馈偏移字段和发起者确认偏移字段,其中,反馈偏移字段用于指示发起者下一次(相对第一次TDD SSW ACK即为第二次TDD SSW ACK)接收TDDSSW Feedback帧的时间,确认偏移字段用于指示发起者下一次(相对第一次TDD SSW ACK即为第二次TDD SSW ACK)发送TDD SSW ACK帧的时间。可以理解,下一次发送的TDD SSWFeedback帧指的是响应者在接收到第一TDD SSW ACK帧之后的发送的第一个TDD SSWFeedback帧,可以称为第二TDD SSW Feedback帧。下一次发送的TDD SSW ACK帧指的是发起者在第一TDD SSW ACK帧之后的发送的第一个TDD SSW ACK帧,可以称为第二TDD SSWFeedback帧。
或者,本申请实施例中,第一MCS的数据速率也可以等于27.5Mbps,即此时,第一SSW帧采用MCS 0的数据速率。和现有技术不同,第一SSW帧中可以携带允许所述第二SSW帧采用第二MCS的数据速率大于27.5Mbps的指示。这样通过第一SSW Feedback和第一SSW ACK完成第一设备和第二设备间的握手后,第二SSW帧可以采用更高的数据数量传输,则可以携带更多的信息,如管理信息。
在一种具体的实现方式中,响应者设备在收到第一TDD SSW ACK帧之后的响应者反馈偏移之后,向发起者设备发送第二TDD SSW Feedback帧。这里,该响应者反馈偏移即为该第一TDD SSW ACK帧中的响应者反馈偏移字段指示的反馈偏移。并且,发起者设备在发送了第二TDD SSW帧之后如果接收到第二TDD SSW Feedback帧,则在发送了第一TDD SSW ACK帧之后的第二时间间隔之后向响应者设备发送第二TDD SSW ACK,这里第二时间间隔为响应者反馈偏移与发起者确认偏移之和,发起者确认偏移即为该第一TDD SSW ACK帧中的发起者确认偏移字段所指示的确认偏移。
应理解,本申请实施例中,第二TDD SSW帧中也可以包括响应者反馈偏移和发起者确认偏移。并且,第二TDD SSW帧中的响应者反馈偏移所指示的第二TDD SSW Feedback帧的发送时间与第一TDD SSW ACK帧中的响应者反馈偏移所指示的第二TDD SSW Feedback帧的发送时间一致。同样的,第二TDD SSW帧中的发起者确认偏移所指示的第二TDD SSW ACK帧的发送时间与第一TDD SSW ACK帧中的发起者确认偏移所指示的第二TDD SSW ACK帧的发送时间一致。分别是相对TDD SSW帧的时刻和相对TDD SSW ACK的时间进行偏移计算。
进一步的,由于在第一次收发双方获得可以通信的波束信息后,所有的波束训练过程都可以采用第一TDD SSW Feedback帧和第一TDD SSW ACK采用的发送和接收波束配置。因此后续的波束训练过程中用的波束训练帧也都可以被称作第二,例如后续的TDD SSW帧也可以称为第二TDD SSW帧,后续的TDD SSW Feedback帧也可以称为第二TDD SSWFeedback帧,后续的TDD SSW ACK帧也可以称为第二TDD SSW ACK帧。
并且,第一TDD SSW ACK帧与第二TDD SSW ACK帧的帧格式可以相同,则第二TDDSSW ACK帧同样可以包括响应者反馈偏移字段和发起者确认偏移字段。并且,反馈偏移字段用于指示发起者在该第二TDD SSW ACK帧之后接收的第一个TDD SSW feedback帧的时间,确认偏移字段用于指示发起者在该第二TDD SSW ACK帧之后发送的第一个TDD SSW ACK帧的时间。例如,第二次发送的TDD SSW ACK帧可以包括第一响应者反馈偏移字段和第一发起者确认偏移字段,且第一响应者反馈偏移字段用于指示发起者在第三次接收TDD SSWFeedback帧的时间,第一发起者确认偏移字段用于指示发起者第三次发送TDD SSW ACK的时间。
可选的,所述第一SSW Feedback帧中包括第一接收波束的标识和第一信号噪声比SNR,其中,所述第一接收波束为所述第二设备收到所述第一SSW帧的接收波束,所述第一SNR为采用所述第一接收波束接收所述第一SSW帧的SNR;
所述第二SSW Feedback帧中包括第二接收波束的标识和第二信号噪声比SNR,其中,所述第二接收波束为所述第二设备收到所述第一SSW帧和所述第二SSW帧中的一个训练帧的接收波束,所述第二SNR为采用所述第二接收波束接收所述训练帧的SNR;
其中,所述第一SNR与所述第二SNR不同,或者所述第一接收波束的标识与所述第二接收波束的标识不同。
由于TDD SSW帧发送可能被TDD SSW Feedback帧和TDD SSW ACK分成多段,如果沿用11ad/11ay中每个Feedback中都反馈当前最好的波束的标识和SNR,那么,部分反馈帧的资源就浪费了。而且由于在现有机制中,TDD SSW Feedback的偏移在TDD SSW帧中被携带,因此,第二设备有可能因为没有接收到TDD SSW,因此,预先分配好的TDD SSW Feedback帧的资源也被浪费掉了。同理TDD SSW ACK也类似,由于不能收到TDD SSW Feedback帧,因此预先分配好的TDD SSW ACK帧的资源也被浪费了。而在我们的设计中TDD SSW Feedback反馈偏移和TDD SSW ACK确认偏移的参数都在前面的TDD SSW ACK中被携带,因此后续的预分配的TDD SSW Feedback帧和TDD SSW ACK帧的资源总是被用作传输。因此,优选的,当所述第一SNR与所述第二SNR不同,或者所述第一接收波束的标识与所述第二接收波束的标识不同时,接收端能够实现总是上报没有上报过的波束最好的波束信息,即波束的标识和SNR。
可选的,所述第一SSW帧中携带允许所述第二SSW帧采用的第二MCS的数据速率大于27.5Mbps的指示。
由于第一SSW帧是在第一设备和第二设备通过第一SSW Feedback帧和第一SSWACK握手前发送的SSW帧,收发双方波束并未对齐。而在通过指示允许第二SSW是否允许采用更高数据速率传输时,而第一SSW仍然采用MCS 0传输,可以兼顾波束训练效率和波束训练的鲁棒性。
可选的,所述第一SSW ACK帧中携带所述第二SSW帧采用的第二MCS的数据速率大于27.5Mbps的指示。
也就是说,第二波束的数据速率或者具体的MCS等级,可以在第一SSW ACK中被携带。因此,可以通过在接收第一SSW Feedback中的反馈信息,估计第二SSW帧所需要的传输速率。
可选的,所述第二调制编码策略MCS数据速率大于27.5Mbps时,所述第一SSW帧携带管理信息。
可选的,本申请实施例中,当所述第一MCS数据速率大于27.5Mbps时,所述第一SSW帧可以携带管理信息,该管理信息可以为一个BSS中资源调度的情况,例如当前TDD SP调度的信息。所述TDD SP调度信息,可以包括TDD SP中的帧frame划分,时隙Slot划分,以及每个slot中传输的方向(上行,下行,不确定等)等信息。
可选的,本申请实施例中,当所述第二MCS数据速率大于27.5Mbps时,所述第二SSW帧也可以携带管理信息,该管理信息可以为一个BSS中资源调度的情况,例如当前TDD SP调度的信息。所述TDD SP调度信息,可以包括TDD SP中的帧frame划分,时隙Slot划分,以及每个slot中传输的方向(上行,下行,不确定等)等信息。
第三方面,提供了一种波束训练的装置,用于执行上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。具体地,该波束训练的装置包括用于执行上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法的单元。
第四方面,提供了一种波束训练的装置,用于执行上述第二方面或第二方面的任意可能的实现方式中的方法。具体地,该波束训练的装置包括用于执行上述第二方面或第二方面的任意可能的实现方式中的方法的单元。
第五方面,提供了一种波束训练的装置,该波束训练的装置包括:收发器、存储器、处理器和总线系统。其中,该收发器、该存储器和该处理器通过该总线系统相连,该存储器用于存储指令,该处理器用于执行该存储器存储的指令,以控制收发器接收和/或发送信号,并且当该处理器执行该存储器存储的指令时,该执行使得该处理器执行上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。
第六方面,提供了一种波束训练的装置,该波束训练的装置包括:收发器、存储器、处理器和总线系统。其中,该收发器、该存储器和该处理器通过该总线系统相连,该存储器用于存储指令,该处理器用于执行该存储器存储的指令,以控制收发器接收和/或发送信号,并且当该处理器执行该存储器存储的指令时,该执行使得该处理器执行上述第二方面或第二方面的任意可能的实现方式中的方法。
第七方面,提供了一种计算机可读介质,用于存储计算机程序,该计算机程序包括用于执行上述第一方面的任意可能的实现方式中的方法的指令。
第八方面,提供了一种计算机可读介质,用于存储计算机程序,该计算机程序包括用于执行上述第一方面的任意可能的实现方式中的方法的指令。
第九方面,提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括:计算机程序代码,当所述计算机程序代码被通信设备(例如,波束训练的装置)的通信单元、处理单元或收发器、处理器运行时,使得波束训练的装置执行上述第一方面的任意可能的实现方式中的方法。
第十方面,提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括:计算机程序代码,当所述计算机程序代码被通信设备(例如,波束训练的装置)的通信单元、处理单元或收发器、处理器运行时,使得波束训练的装置执行上述第二方面的任意可能的实现方式中的方法。
附图说明
图1示出了本申请实施例提供的一种无线回传系统的示意图。
图2示出了DMG标准定义的一种信标区间(beacon interval,BI)的示意图。
图3示出了本申请实施例提供的一种波束训练的方法的示意性流程图。
图4示出了一种TDD SSW帧的帧格式的示意图。
图5示出了本申请实施例提供的一种波束训练的装置的示意图。
图6示出了本申请实施例提供的另一种波束训练的装置的示意图。
图7示出了本申请实施例提供的另一种波束训练的装置的示意图。
图8示出了本申请实施例提供的另一种波束训练的装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。
应理解,本申请实施例可以应用于无线局域网(wireless local area network,WLAN),并且本申请实施例可以适用于WLAN当前采用的国际电工电子工程学会(instituteof electrical and electronics engineers,IEEE)802.11系列协议中的任意一种协议。WLAN可以包括一个或多个基本服务集(basic service set,BSS),基本服务集中的网络节点包括接入点(access point,AP)和站点(station,STA)。IEEE 802.11ad在原有的BSS基础上,引入个人基本服务集(personal basic service set,PBSS)和个人基本服务集控制节点(PBSS control point,PCP)。每个个人基本服务集可以包含一个AP/PCP和多个关联于该AP/PCP的STA。
图1示出了本申请实施例提供的一种无线回传系统的示意图,该系统中至少部分传输节点间采用无线通信连接。具体的,电线杆上有毫米波的传输节点101至106,该传输节点可以给路上的行人或周边的家庭提供无线接入。多个电线杆上的传输节点之间存在无线连接,并且通过一跳或多跳的无线连接将网络中的数据回传到一个具有光纤连接到提供商网络107的节点(例如传输节点106)。
应理解,本申请实施例中的传输节点可以是WLAN中AP/PCP,AP/PCP可用于与接入终端通过无线局域网进行通信,并将接入终端的数据传输至网络侧,或将来自网络侧的数据传输至接入终端。接入终端可以是WLAN中用户站点(station,STA),该用户站点也可以称为系统、用户单元、接入终端、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理、用户装置或用户设备(user equipment,UE)。该STA可以是蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(session initiation protocol,SIP)电话、无线本地环路(wireless local loop,WLL)站、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、具有无线局域网(例如Wi-Fi)通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备。
IEEE 802.11ay和IEEE 802.11ad的网络架构中包括支持DMG协议的AP/PCP和STA。图2示出了DMG标准定义的一种信标区间(beacon interval,BI)的示意图。BI包括信标发送区间(beacon transmission interval,BTI)、关联波束训练(associated beamformingtraining,A-BFT)、宣告时间区间(announce time interval,ATI)和数据传输区间(DataTransmission Interval,DTI)。其中,在BTI中,所有的非PCP和非AP的STA会检测信标。A-BFT用于STA和AP/PCP进行波束训练。ATI用于AP/PCP和STA间发起请求和应答。而DTI中可以包括两种类型的数据传输,一种是基于调度的服务周期(Service Period,SP),另外一种是基于竞争的接入周期(Contention based Access Period,CBAP)。并且,BTI、A-BFT、ATI在BI中可选出现,而DTI中可以包括多个SP和/或多个CBAP。
本申请实施例中,为了兼容已经存在的DMG STA设备,把基于室外场景的设备划分到单独时间段中,并且复用现有的DTI中调度机制。标识出一种特殊的SP,可以称基于调度的SP为时分双工(Time Division Duplex,TDD)SP。
图3示出了TDD SP中的一种波束训练的方法的示意性流程图。当调度信令中的TDDApplicable SP字段被设为1时,明确的定义了源地址中的STA和目的地址中的STA的发射和接收调度资源,这里,调度资源即为时域和/或频域上的调度资源。
具体的,本申请实施例中,第一设备为发起波束训练的一方,也可以称为发起者(initiator)或发起者设备,例如可以为上文中的AP/PCP或STA。第二设备为波束训练的另外一方,也可以称为响应者(responder)或响应者设备,例如可以为上文中的AP/PCP或STA。
在波束训练的过程中,通过收发双方采用不同波束配置发送和接收训练帧,能够获得收发双方可以通信的收发波束配置,如发送波束编号、接收波束编号,对应的信噪比(Signal-to-noise ratio,SNR)等信息。
310,第一设备采用第一波束方向和第一调制编码策略(Modulation and CodingScheme,MCS)向第二设备发送至少一个第一扇区扫描SSW帧。其中,第一MCS的数据速率(transmission rate)大于或等于27.5Mbps。
这里,SSW帧具体可以为TDD SSW帧。具体的,TDD SP中定义了3种BF帧,相应的可以称为TDD SSW帧,TDD SSW Feedback帧,TDD SSW ACK帧。需要注意的是,为了区分DTI阶段中的SSW帧与传统的扇区级别扫描(Sector Level Sweep,SLS)过程中的SSW帧,将TDD SP阶段中的SSW帧称为TDD SSW。同理,将TDD SP阶段中的SSW Feedback帧称为TDD SSW Feedback帧,将TDD SP阶段中的SSW ACK帧称为TDD SSW ACK帧。
可以理解,上述名词仅是为了方便区分,而并非是对本发明的限制。当然,上述DTI阶段中的基于调度的SP也可以具有其他的名称,并不限制名称为TDD SP。相应的,DTI阶段中的BF帧也可以具有其他名称,而不限制为TDD BF帧。其他任何带有时间上划分资源概念的名称都可以,例如,本申请实施例中,还可以将DTI阶段中调度的特殊的SP中的SSW帧称为Slot-Based SSW帧或Frame-Based SSW帧等,将DTI阶段中调度的特殊的SP中的的SSWFeedback帧称为Slot-Based SSW Feedback帧或Frame-Based SSW Feedback帧等,将DTI阶段中调度的特殊的SP中的的SSW ACK帧称为Slot-Based SSW ACK帧或Frame-Based SSWACK帧等,本申请实施例对此不限定。
图4给出一种TDD SSW帧的格式,包括帧控制(frame control)、占用时长(duration)、接收节点地址(RA)、发送节点地址(TA)、TDD波束训练控制(BF control)字段、帧主体(frame body)和校验位(FCS)。其中,FCS可以采用32位的CRC校验。其中,TDD BFcontrol字段能够表示每个TDD BF帧的类型。并且具体的,TDD BF control字段包括了TDDSSW、TDD SSW Feedback和TDD SSW ACK等子类型的指示。另外,控制帧中还包括结束训练字段(End of training),该字段可以用于指示是否结束训练过程。例如,当该字段为0时,表示训练没有结束,后续还会继续发送TDD SSW帧;当该字段为1时,表示训练结束,后续不会继续发送TDD SSW帧。
具体的,TDD SSW帧中的frame body字段包括发送波束标识(TX Beam Index)、响应者反馈偏移(Responder Feedback Offset)、发起者确认偏移(Initiator ACK Offset)等字段。其中,发送波束标识用于指示发起者发送该TDD SSW帧所使用的波束标识。响应者反馈偏移也可以简称为反馈偏移,用于指示响应者设备在收到该TDD SSW帧之后,向发起者设备发送TDD SSW Feedback帧的时间。发起者确认偏移也可以简称为确认偏移,用于指示发起者设备在接收到TDD SSW Feedback帧之后向响应者设备发送TDD SSW ACK的时间。可选的,所有的时间参数可以毫秒为单位,或者通过TDD SSW帧中携带反馈偏移和或确认偏移的时间单位。
在一种具体的实现方式中,响应者设备在收到该TDD SSW帧之后的响应者反馈偏移之后,向发起者设备发送TDD SSW Feedback帧。这里,该响应者反馈偏移即为该TDD SSW帧中的响应者反馈偏移字段指示的反馈偏移。并且,发起者设备在发送了该TDD SSW帧之后如果接收到该TDD SSW Feedback帧,则在发送了该TDD SSW帧之后的第一时间间隔之后向响应者设备发送TDD SSW ACK,这里第一时间间隔为响应者反馈偏移与发起者确认偏移之和,发起者确认偏移即为该TDD SSW帧中的发起者确认偏移字段所指示的确认偏移。
现有技术中,对于室内回传的场景,采用MCS 0传输TDD SSW帧。MCS 0为DMG协议中定义的MCS标识为0的传输格式。其中,MCS 0的传输数据速率等于27.5Mbps。此时,采用MCS0是按照接收端采用准全向接收主波束(the main beam)增益和方向性接收主波束增益不大于15dB设计的。但是,在室外场景下,每个用于回传的节点具有的天线增益可以和室内场景中的AP/PCP配置的更高或者相当,例如接收端采用准全向接收主波束增益和方向性接收主波束增益大于或等于25dB。因此,在室外回传场景下,如果仍然采用MCS 0传输TDD SSW帧,会使得控制物理层PHY(采用MCS 0方式)和数据物理层PHY(采用MCS 1方式)的覆盖范围不一致。也就是说,当节点通过MCS 0进行波束训练时,接收端可能收不到TDD SSW。但如果接收端采用方向性接收,可以采用MCS 1进行数据传输,这样使得部署的数据传输的范围受到MCS 0的限制。
为了解决上述问题,本申请实施例在TDD SP中的波束训练的过程中,发起设备可以采用第一MCS向响应者(即第二设备)发送TDD SSW帧,其中,第一MCS的数据速率大于27.5Mbps。也就是说,这里,第一MCS的数据速率可以大于MCS 0的数据速率。具体的,第一MCS可以为DMG协议中定义的任意一种数据速率大于MCS 0的MCS,或者任意一种基于数据速率大于MCS 0的传输方式的修改所获得的MCS。
因此,本申请实施例中,由于第一MCS的数据速率大于27.5Mbps,由此第一设备可以通过采用第一MCS来发送第一TDD SSW来增加接收波束训练帧的范围,进而缩小控制物理层PHY的覆盖范围和数据物理层PHY的覆盖范围之差,保证控制传输的正确接收,因此本申请实施例中的波束训练的方法可以适用于室外回传场景。
值得注意的是这里,每个MCS包括的是编码和调制,以及成帧的过程。通常给定了编码的方式、码率和调制方式,基本上也就确定了传输的格式。
具体的,TDD SSW帧中的PPDU包括前导(preamble)、包头(header)和数据(data)。前导中包括短训练字段(Short Training Field,STF)和信道估计(Channel EstimationField,CEF),其中CEF包括Gu512和Gv512,以及Gv128。并且,Gu512=[Gb128,-Ga128,Gb128,-Ga128];Gu512=[-Gb128,Ga128,-Gb128,-Ga128];Gv128=-Gb128。其中STF有两可选项。第一TDD SSW帧中STF可以采用和数据帧中STF相同的设计,包括16个重复的Ga128,后缀-Ga128序列。或采用采用和MCS 0的STF相同的设计,包括48个重复的Gb128序列,后缀-Gb128和-Ga128序列。这里,GaN表示N比特长的Ga格雷序列,GbN表示N比特长的Gb格雷序列,其中(GaN,GbN)形成格雷互补对。
第一TDD SSW帧包头可以采用L-header的传输方式,或MCS 0的传输方式,或者,采用类似MCS 0的传输方式。具体的,L-header和类MCS 0的传输方式可以参见下文中的描述。L-Header表示DMG header,在11ay中称11ad的包头为传统包头(legacy Header,L-Header)。
本申请实施例中,数据可以采用第一MCS的传输方式。除了可以采用MCS 0以外,下文将描述本申请实施例提供的四种第一MCS的传输方式,但本申请实施例并不限于此。并且,下面四种方式,最大限度的复用的现有的传输格式,减少了软硬件设计的复杂度。
1)第一MCS可以为方向性多吉比特DMG协议中定义的MCS标识为1的传输格式,即MCS 1。MCS 1的数据速率可达385Mbs。具体的,可以采用π/2-BPSK调制,LDPC编码,R=1/2码率,并且进行两倍重复ρ=2。
在LDPC编码过程中,首先计算LDPC码块的数量Ncw:
Ncw=ceil(length*8/((Lcw/ρ)*R))
其中,Length表示这个包中PSDU的长度,单位为字节;Lcw=672;ceil表示向上取整。
数据分成多个Lz=Lcw/2ρ个码字(b1,b2,…,bLz)。这里,依次取168长的码字,每个Lz长的码字后面填Lz个零,形成2*Lz长的序列(b1,b2,…,bLz,01,02,…,0Lz)。通过LDPC编码后获得336个校验位,形成2Lz+336长的序列c=(b1,b2,…,bLz,01,02,…,0Lz,P1,P2,…,P336),使得HcT=0,其中H是1/2码率的LDPC的校验矩阵(parity check matrix),(*)T表示矩阵的转置运算。把Lz+1到336中的零,替换为b1,b2,…,bLz加扰后的数据。然后把重复以上的过程,形成多个LDPC码块。然后通过π/2-BPSK调制,每448个调制符号形成一个单载波块,加上Ga64的序列形成一个单载波块。不够一个448个调制符号的单载波块通过填充零来补齐。并且,在进行编码调制前,还需要加扰。
2)第一MCS可以为采用单载波或OFDM模式的L-Header类似MCS方式的传输格式。由于L-Header只有64比特,这里要做修改,每64比特采用如下操作,获得两个连续的单载波块,不足64比特补零。不断重复如下操作:
每LH=64个信息位(q1,q2,...,qLH),采用LDPC编码填充504个零,用3/4的LDPC编码矩阵,获得校验168比特(p1,p2,...,p168),形成cs1=(q1,q2,...,qLH,p1,p2,...,p152,p161,p162,...,p160),获得cs2=(q1,q2,...,qLH,p1,p2,...,p152,p161,p162,...,p168),并把获得448比特的码块(cs1,cs2)进行π/2BPSK调制,加入保护间隔Ga64,形成单载波块。第二个单载波块,前一个单载波块中448比特的信息取反。
3)第一MCS可以为采用单载波或OFDM模式的EDMG Header A(Enhanced DMG头-A)类似MCS方式的传输格式。由于EDMG Header-A只有128比特,而TDD SSW的长度可能大于128比特,所以要做相应的适配。具体的,每64比特可以采用如下操作,获得一个单载波块,不足的位数补零。并且,不断重复如下操作:每LH=64个信息位(q1,q2,...,qLH),采用LDPC编码填充504个零,用3/4的LDPC编码矩阵,获得校验168比特(p1,p2,...,p168),形成cs1=(q1,q2,...,qLH,p1,p2,...,p152,p161,p162,...,p160),获得cs2=(q1,q2,...,qLH,p1,p2,...,p152,p161,p162,...,p168),并把获得448比特的码块(cs1,cs2)进行π/2BPSK调制,加入保护间隔Ga64,形成单载波块。在进行编码调制前,还需要加扰。
4)第一MCS可以为采用类似MCS 0,但更短的扩频码的方式的传输格式,例如采用Ga8,把扩频倍数修改为8倍。
具体的讲,类似MCS 0的传输方式,TDD SSW帧中的包头和数据也采用相同的编码。首先,计算LDPC码块个数Ncw:
Ncw=1+ceil((length-6)*8/168))
其中,Length是这个包中PSDU的长度,单位为字节;ceil表示向上取整。
具体而言,第一个LDPC码字中,除了包头以外还可以传输6字节,还可以传88字节。随后的LDPC码字,除了最后一个LDPC码字传输比特数LDPCW=ceil((length-6)*8/((Ncw-1)),最后一个LDPC码字可以传输比特数LDPLCW=(length-6)*8-(Ncw-2)*LDPCW,,其中LDPCW,LDPLCW取值为120~168比特,其中ceil表示向上取整。每个码字用零填充到504比特,采用3/4码率的LDPC校验矩阵,产生校验位。把中间的零全部删除,仅取信息位和校验比特位。然后调制,把编码后的比特流进行DBPSK(differential binary phase shift keying)。然后使用Ga8序列进行扩频。另外Data字段在进入LDPC编码前,需要加扰。使用S(x)=x7+x4+1,循环移位器,加扰。循环移位器,低4位初始值和Header中Scramble字段中给出。具体的讲,在MCS0中扩频序列为Ga32,为了降低设备实现的难度,扩频序列采用用Ga32中取8个即可,通常的可以采用开始8个,或最后8个,记做G8。可以理解为用G8替换原来MCS 0中Ga32。
因此,比较优选的实施例是采用MCS 1发送第一TDD SSW帧,这样就直接使用协议中已经定义的传输格式,不需要重新设计软硬件。其中采用MCS 1时控制传输与数据传输的SNR相同。如果采用L-Header的传输,则控制传输的SNR会比数据传输的SNR低3~4dB,但此时控制传输也能够正确接收。而如果采用EDMG Header-A的传输格式,则控制传输的SNR会比数据传输的SNR低2~3dB,但此时控制传输也能正确接收。如果把MCS 0扩频倍数修改为8,那么控制传输的SNR会比数据传输的SNR低4~5dB,但此时控制传输也能正确接收。通常,为了满足工程上一定的余量。这些设计都是可以接受的,但是按照MCS 0,留出比数据传输SNR低10dB的余量对覆盖范围影响较大,此时可能造成MCS 0进行波束训练的节点,无法采用MCS 1传输。
可选的,本申请实施例中,当所述第一MCS数据速率大于27.5Mbps时,所述第一SSW帧可以携带管理信息,该管理信息可以为一个BSS中资源调度的情况,例如当前TDD SP调度的信息。所述TDD SP调度信息,可以包括TDD SP中的帧frame划分,时隙Slot划分,以及每个slot中传输的方向(上行,下行,不确定等)等信息。由于当第一MCS的数据速率大于27.5Mbps时,可以增加波束帧的长度。例如,当第一MCS为MCS 1时,第一SSW帧中的字节数不在受到27字节的限制。因此,可以在第一SSW帧中携带管理信息。而不同于传统技术中,在波束训练结束后,才在最后一个TDD SSW ACK中指示第一设备和第二设备传输管理帧的资源,在管理帧中携带所述管理信息,例如TDD SP调度信息。
可选的,本申请实施例中,所述第一TDD SSW帧中可以包括用于指示所述第二设备的个数的指示,该指示例如可以为第一字段。也就是说,本申请实施例中,第一设备可以同时与多个第二设备进行波束训练。此时,第一设备可以在该第一TDD SSW帧中增加该第一字段。具体的,第一字段可以具有2~3比特。
由于本申请实施例中,当第一设备采用MCS 0或类似MCS 0的传输格式发送第一TDD SSW时,TDD SSW帧的长度受到限制。第一TDD SSW帧中仅可以包括一个与第二设备对应的RA地址,一个反馈偏移和确认偏移。这样,当该第一TDD SSW帧中的RA地址对应的设备收到该第一TDD SSW帧后,可以根据反馈偏移的指示进行反馈,根据确认偏移的指示接收确认帧。而其他设备如果也收到该第一TDD SSW帧,则其他设备可以通过第一字段指示的第二设备的数量,记做NU,计算自己的反馈时间,进一步地可以在随后的NU个反馈单位时间内随机退避反馈。其中,反馈单位时间可以为帧间间隔(SIFS)与TDD SSW feedback帧占用的时长之和。第一设备在确认偏移后的时间上,对应给接收到TDD SSW Feedback帧的设备反馈TDDSSW ACK帧。
或者,当第一设备采用其他MCS(例如MCS 1或其他具有更高数据速率的MCS)发送第一TDD SSW时,第一TDD SSW帧中可以包括多个第二设备对应的RA地址,多个反馈偏移和确认偏移。这样,当该多个第二设备收到该第一TDD SSW帧时,则该多个第二设备均可以根据反馈偏移的指示进行反馈,根据确认偏移的指示接收确认帧。
因此,当接收端采用方向性天线接收波束训练帧进行波束训练时,还可以进行一对多的训练,进而提高波束训练效率。
320,所述第一设备在所述第一SSW帧中指示的反馈偏移后接收所述第二设备发送第一波束扫描反馈SSW Feedback帧。这里,第一SSW feedback帧也可以称为第一TDD SSWFeedback帧,即该第一SSW Feedback帧为TDD SP阶段中的SSW Feedback帧。
本申请实施例中,第二设备通过接收波束扫描,接收到至少一个所述第一TDD SSW帧之后,根据收到的第一TDD SSW中的反馈偏移信息,发送反馈的TDD SSW feedback称为第一TDD SSW Feedback帧。
具体的,TDD SSW Feedback帧的frame body字段中包括发送波束标识(TX BeamIndex,TXBeamID)、接收波束标识(RX Beam Index,RXBeamID)和信号噪声比报告(SNRreport),其中SNR report可以称为SNR。发送波束标识用于指示从发起者接收到的SSW帧所采用的发送波束的标识,接收波束标识为响应者接收到该SSW帧采用的接收波束的标识,SNR为采用该接收波束接收该SSW帧的SNR。
相应的,第一TDD SSW Feedback帧的frame body字段的长度本发明不做特别限制,frame body字段中包括第一发送波束标识、第一接收波束标识和第一SNR。其中,第一发送波束标识用于指示从发起者接收到的第一SSW帧在所采用的发送波束的标识,第一接受波束标识为响应者接收到第一SSW帧采用的接收波束,第一SNR为采用所述接收波束接收所述第一SSW帧的SNR。
具体的,当第一设备发送至少一个SSW帧时,第二设备采用多个接收波束扫描该SSW帧。当第二设备采用第一接收波束接收到第一SSW帧时,第二设备利用互易性进行第一TDD SSW Feedback的发送。具体的,第二设备在接收第一TDD SSW帧的过程中,可以根据互易性确定发送第一TDD SSW Feedback帧的发送波束方向。作为一个实施例,可以在接收到第一TDD SSW帧的接收波束方向上发送第一TDD SSW feedback帧,即接收第一TDD SSW帧的接收波束方向与发送第一TDD SSW Feedback帧的发送波束方向相同。
并且,由于在TDD SSW帧的收发过程中,发射天线增益和接收天线增益都被考虑,因此如果希望TDD SSW Feedback帧被发起者接收到,则也希望发起者采用方向性接收。这时,发起者可以在第一波束方向上接收第一TDD SSW Feedback帧。但在第一TDD SSWFeedback帧之前,发起者实际上没有收到过响应者的任何反馈,因此,发起者仅可以利用信道互易性,采用第一TDD SSW帧的发送波束方向(即上述第一波束方向)接收TDD第一SSWFeedback帧。
330,所述第一设备在接收到所述第一SSW Feedback帧后,在所述第一SSW帧中指示的确认偏移后向所述第二设备发送第一波束扫描确认SSW ACK帧。第一SSW ACK帧也可以称为第一TDD SSW ACK帧,即该第一SSW ACK帧为TDD SP阶段中的SSW ACK帧。本申请实施例中,第一设备在接收到第一TDD SSW Feedback帧之后,根据第一SSW帧中的确认反馈偏移发送的TDD SSW ACK帧可以称为第一TDD SSW帧。
具体的,TDD SSW ACK帧中的frame body字段可以包括TX Beam Index、SNR、发起者管理偏移(initiator management offset)。还可以包括响应者管理偏移(respondermanagement offset)等字段。其中TX Beam Index表示发起者确认收到的响应者在TDDFeedback帧中反馈的发送波束标识。SNR表示发起者确认收到的响应者在TDD Feedback帧中反馈的SNR。发起者管理偏移用于指示发起者发送管理帧的偏移时间,响应者管理偏移用于指示响应者发送管理帧的偏移时间。
本申请实施例中,可以称310-330的过程为第一次握手过程。可见,收发双方(即发起者和响应者双方)在第一次握手的过程中(即完成第一次握手前),针对每一个发送波束方向的TDD SSW,必须要预先分配波束扫描反馈和波束扫描确认的资源,这样发起者可以采用第一TDD SSW帧的发送波束方向来接收第一TDD SSW Feedback帧。并且,第一TDD SSWACK也可以采用第一TDD SSW帧的发送波束方向来发送,响应者采用第一TDD SSW Feedback帧中反馈的接收到的第一TDD SSW帧的接收波束方向发送第一TDD SSW Feedback帧,才能保证收发双方都利用了天线增益的链路预算。
因此这里的第一TDD SSW帧,第一TDD SSW Feedback帧,第一TDD SSW ACK帧指的是发起者和响应者双方在第一次握手的过程中传输的三种波束训练帧。也就是说第一TDDSSW帧中,至少有一个TDD SSW帧被响应者设备接收。并且在第一TDD SSW Feedback帧和第一TDD SSW ACK帧前,发起者设备和响应者设备间没有任何波束训练信息。因此这里的第一TDD SSW帧,第一TDD SSW Feedback帧,第一TDD SSW ACK帧发送过程完成后,发起者设备和响应者设备获得了初始的接收波束方向和发送波束方向信息。
在波束训练的过程中,将第一设备和第二设备首次通过波束训练完成握手的过程中的BF帧都冠名为“第一”,即第二设备在第一设备预留给第二设备的反馈资源前,首次接收到来自第一设备的SSW帧称为第一SSW帧,而第一SSW帧采用的波束方向称为第一波束方向。第一设备首次接收到来自第二设备的TDD SSW Feedback帧,则第一设备在用所述第一波束方向接收到第二设备发送的TDD SSW Feedback帧,称为第一SSW Feedback帧。而第一设备在收到所述第一SSW Feedback帧后,首次向第二设备发送TDD SSW ACK帧,称为第一SSW ACK帧。也就是说在第一SSW帧之前,第一设备可能也在其他波束方向上发送了TDD SSW帧,并且分配了TDD SSW Feedback的资源,和TDD SSW ACK的资源,但是由于第二设备并没有收到这些TDD SSW帧,因此也不会在事先分配的TDD SSW Feedback帧的资源上反馈,(即无法解析TDD SSW中的反馈偏移信息),第一设备由于没有收到第一设备发送的TDD SSWfeedback帧,因此也无法发送TDD SSW ACK帧。因此第一设备和第二设备就无法建立通信,实现握手。
另外,这里的“首次”也是在一定时间内有效的,即如果第一设备和第二设备间以前建立过通信。但是在约定时间内没有通信,第一设备和第二设备再次通信时,仍然有可能重新完成310-330的过程,获得当前当前的第一设备和第二设备间的收发波束信息,以及TDD SP的分配情况。
可选的,本申请实施例中,由于每个设备的波束训练会占用很长的时间,在分给用户的资源不能一次完成所有波束方向的训练,因此end of training字段指示后续是否还有TDD SSW帧被发送。
现有技术中,每个阶段中的TDD SSW,TDD SSW Feedback,TDD SSW ACK过程是相同的。即第一设备总是在该阶段中的TDD SSW帧发送的波束上接收TDD SSW帧中指示的反馈偏移后接收TDD SSW Feedback帧,这样就造成当后续TDD SSW中携带的参数如果无法正确被接收,那么End of Training=1,及波束训练结束的标识无法被正确接收。造成接收端不能获得正确的信息,例如波束训练是否结束的信息。
本申请,还提供以下实施例,即当end of training字段指示波束训练没有结束时,通过第一TDD SSW ACK携带指示信息。也就是说,除了在TDD SSW帧中包括响应者反馈偏移字段和发起者确认偏移字段,在第一TDD SSW ACK帧中还包括响应者反馈偏移字段和发起者确认偏移字段,其中,反馈偏移字段用于指示发起者下一次(相对第一次TDD SSW ACK即为第二次TDD SSW ACK)接收TDD SSW Feedback帧的时间,确认偏移字段用于指示发起者下一次(相对第一次TDD SSW ACK即为第二次TDD SSW ACK)发送TDD SSW ACK帧的时间。可以理解,下一次发送的TDD SSW Feedback帧指的是响应者在接收到第一TDD SSW ACK帧之后的发送的第一个TDD SSW Feedback帧,可以称为第二TDD SSW Feedback帧。下一次发送的TDD SSW ACK帧指的是发起者在第一TDD SSW ACK帧之后的发送的第一个TDD SSW ACK帧,可以称为第二TDD SSW Feedback帧。也就是说第一SSW ACK帧指示第1个第二SSWFeedback帧和第1个第二SSW ACK帧的资源,而第i个第二SSW Feedback帧和第i个第二SSWACK帧的资源在第i-1个第二SSW ACK帧中被携带,i为大于1的正整数。
或者,本申请实施例中,第一MCS的数据速率也可以等于27.5Mbps,即此时,第一SSW帧采用MCS 0的数据速率。和现有技术不同,第一SSW帧中可以携带允许所述第二SSW帧采用第二MCS的数据速率大于27.5Mbps的指示。这样通过第一SSW Feedback和第一SSW ACK完成第一设备和第二设备间的握手后,第二SSW帧可以采用更高的数据数量传输,则可以携带更多的信息,如管理信息。
应注意,本申请实施例中,第一SSW帧与第二SSW帧的帧格式可以相同。第一SSWFeedback帧与第二SSW Feedback帧的帧格式也可以相同。第一TDD SSW ACK帧与第二TDDSSW帧的帧格式可以相同。
在一种具体的实现方式中,响应者设备在收到第一TDD SSW ACK帧之后的响应者反馈偏移之后,向发起者设备发送第二TDD SSW Feedback帧。这里,该响应者反馈偏移即为该第一TDD SSW ACK帧中的响应者反馈偏移字段指示的反馈偏移。并且,发起者设备在发送了第二TDD SSW帧之后如果接收到第二TDD SSW Feedback帧,则在发送了第一TDD SSW ACK帧之后的第二时间间隔之后向响应者设备发送第二TDD SSW ACK,这里第二时间间隔为响应者反馈偏移与发起者确认偏移之和,发起者确认偏移即为该第一TDD SSW ACK帧中的发起者确认偏移字段所指示的确认偏移。
应理解,本申请实施例中,第二TDD SSW帧中也可以包括响应者反馈偏移和发起者确认偏移。并且,第二TDD SSW帧中的响应者反馈偏移所指示的第二TDD SSW Feedback帧的发送时间与第一TDD SSW ACK帧中的响应者反馈偏移所指示的第二TDD SSW Feedback帧的发送时间一致。同样的,第二TDD SSW帧中的发起者确认偏移所指示的第二TDD SSW ACK帧的发送时间与第一TDD SSW ACK帧中的发起者确认偏移所指示的第二TDD SSW ACK帧的发送时间一致。分别是相对TDD SSW帧的时刻和相对TDD SSW ACK的时间进行偏移计算。
进一步的,由于在第一次收发双方获得可以通信的波束信息后,所有的波束训练过程都可以采用第一TDD SSW Feedback帧和第一TDD SSW ACK采用的发送和接收波束配置。因此后续的波束训练过程中用的波束训练帧也都可以被称作第二,例如后续的TDD SSW帧也可以称为第二TDD SSW帧,后续的TDD SSW Feedback帧也可以称为第二TDD SSWFeedback帧,后续的TDD SSW ACK帧也可以称为第二TDD SSW ACK帧。
并且,第一TDD SSW ACK帧与第二TDD SSW ACK帧的帧格式可以相同,则第二TDDSSW ACK帧同样可以包括响应者反馈偏移字段和发起者确认偏移字段。并且,反馈偏移字段用于指示发起者在该第二TDD SSW ACK帧之后接收的第一个TDD SSW feedback帧的时间,确认偏移字段用于指示发起者在该第二TDD SSW ACK帧之后发送的第一个TDD SSW ACK帧的时间。例如,第二次发送的TDD SSW ACK帧可以包括第一响应者反馈偏移字段和第一发起者确认偏移字段,且第一响应者反馈偏移字段用于指示发起者在第三次接收TDD SSWFeedback帧的时间,第一发起者确认偏移字段用于指示发起者第三次发送TDD SSW ACK的时间。具体的,第二TDD SSW ACK帧可以参见上文中第一TDD SSW ACK帧的描述,为避免重复,这里不再赘述。
在一种可能的实现方式中,当end of training为0时,可以复用如下字段:发起者管理偏移(Initiator Management offset),响应者管理偏移(Responder ManagementOffset),Periodicity(周期性)等。也就是说,当End of Training=0时,这些字段占的比特位被重新解释为响应者反馈偏移字段和发起者确认偏移字段。
在另一种可能的实现方式中,可以直接增加比特位,并且定义该新增加的比特位为响应者反馈偏移(Responder Feedback Offset)和发起者确偏移(Initiator Ackoffset)。
和传统技术相同,可以采用MCS 0传输TDD SSW ACK帧。由于反馈帧的数目相对SSW帧较少,所以,实际上TDD SSW ACK帧,即使采用MCS0传输,传输大于27字节的内容,也不会引起过的的系统开销。而和TDD SSW类似,也可以采用更高数据速率的调制编码方式。因此,本发明不限制TDD SSW ACK帧的发送字节数是否小于等于27字节。
可选的,本申请实施例中,所述方法还包括340至360。
340,所述第一设备在发送所述第一SSW ACK帧之后,采用第二波束发送至少一个第二SSW帧,其中,所述第二波束包括至少一个波束方向。并且,第二波束可以包括第一波束方向。这里第二SSW帧即上文中的第二TDD SSW帧。具体的,第二SSW帧参见上文中的描述,为避免重复,这里不再赘述。
例如,当第一波束为TXBeamID=0的波束时,第二波束可以包括TXBeamID=0、TXBeamID=1、TXBeamID=2等不同的波束。
对应的,当第一设备发送至少一个第二TDD SSW帧时,第二设备扫描第二TDD SSW帧。例如,响应者可以在第二接收波束方向上扫描到第二TDD SSW帧。
可选的,本申请实施例中,上文中所述第一SSW帧中还可以包括允许所述第二SSW帧采用第二MCS的数据速率大于27.5Mbps的指示。
由于第一SSW帧是在第一设备和第二设备通过第一SSW Feedback帧和第一SSWACK握手前发送的SSW帧,收发双方波束并未对齐。而在通过指示允许第二SSW是否允许采用更高数据速率传输时,而第一SSW仍然采用MCS 0传输,可以兼顾波束训练效率和波束训练的鲁棒性。
可选的,本申请实施例中,所述第一SSW ACK中还可以包括所述第二SSW帧采用的第二MCS的数据速率大于27.5Mbps的指示。
也就是说,第二波束的数据速率或者具体的MCS等级,可以在第一SSW ACK中被携带。因此可以通过在接收第一SSW Feedback中的反馈信息,估计第二SSW帧所需要的传输速率。
作为一个具体的实施例,所述第二调制编码策略MCS包括方向性多吉比特DMG协议中定义的MCS标识为1的传输格式。
具体的,第二MCS可以参见上文中第一MCS的数据速率大于27.5Mbps的实施例中的描述,为避免重复,这里不再赘述。
可选的,本申请实施例中,当所述第二MCS数据速率大于27.5Mbps时,所述第二SSW帧可以携带管理信息,该管理信息可以为一个BSS中资源调度的情况的信息,例如当前TDDSP调度的信息。所述TDD SP调度信息,可以包括TDD SP中的帧frame划分,时隙Slot划分,以及每个slot中传输的方向(上行,下行,不确定等)等信息。由于当第二MCS的数据速率大于27.5Mbps时,可以增加波束帧的长度。例如,当第二MCS为MCS 1时,第二SSW帧中的字节数不再受到27字节的限制。因此,可以在第二SSW帧中携带管理信息。
350,所述第一设备在所述第一SSW ACK帧中指示的反馈偏移后接收所述第二设备发送第二SSW Feedback帧。这里第二SSW Feedback帧即上文中的第二TDD SSW Feedback帧。具体的,第二SSW Feedback帧参见上文中的描述,为避免重复,这里不再赘述。
可选的,本申请实施例中,所述第二设备可以采用与发送第一SSW Feedback帧所采用的波束方向相同的波束方向发送第二SSW Feedback帧。
可选的,本申请实施例中,所述第一设备可以在所述第一波束方向上接收所述第一SSW Feedback帧和所述第二SSW Feedback帧。
可选的,本申请实施例中,所述第一设备可以在所述第一波束方向上发送所述第一SSW ACK帧和所述第二SSW ACK帧。
可选的,本申请实施例中,所述第二设备可以采用与接收第一SSW ACK帧所采用的波束方向相同的波束方向接收第二SSW ACK帧。
由于第一次握手后,收发双方均可以确定可以进行数据传输的收发模式,因此为了保证训练过程中可以成功传输TDD SSW feedback和TDD SSW ACK,后续的训练过程中发起者可以在第一次握手时所训练的波束方向上接收第二TDD SSW feedback帧,和/或在第一次握手时所训练的波束方向上向响应者发送第二TDD SSW ACK帧,响应者可以在第一次握手时所训练的波束方向上发送第二TDD SSW Feedback帧,和或在第一次握手时所训练的波束方向上接收响应者发送的第二TDD SSW ACK帧。
可选的,本申请实施例中,所述第二SSW Feedback中包括第二接收波束的标识和第二信号噪声比SNR,其中,所述第二接收波束为所述第二设备收到所述第一SSW帧和所述第二SSW帧中的一个训练帧的接收波束,所述第二SNR为采用所述第二接收波束接收所述训练帧的SNR。
本申请实施例中,所述第一SSW Feedback中包括第一接收波束的标识和第一信号噪声比SNR,其中,所述第一接收波束为所述第二设备收到所述第一SSW帧的接收波束,所述第一SNR为采用所述第一接收波束接收所述第一SSW帧的SNR。这里,所述第一SNR与所述第二SNR不同,或者所述第一接收波束的标识与所述第二接收波束的标识不同。
由于TDD SSW帧发送可能被TDD SSW Feedback帧和TDD SSW ACK分成多段,如果沿用11ad/11ay中每个Feedback中都反馈当前最好的波束的标识和SNR,那么,部分反馈帧的资源就浪费了。而且由于在现有机制中,TDD SSW Feedback的偏移在TDD SSW帧中被携带,因此,第二设备有可能因为没有接收到TDD SSW,因此,预先分配好的TDD SSW Feedback帧的资源也被浪费掉了。同理TDD SSW ACK也类似,由于不能收到TDD SSW Feedback帧,因此预先分配好的TDD SSW ACK帧的资源也被浪费了。而在我们的设计中TDD SSW Feedback反馈偏移和TDD SSW ACK确认偏移的参数都在前面的TDD SSW ACK中被携带,因此后续的预分配的TDD SSW Feedback帧和TDD SSW ACK帧的资源总是被用作传输。因此,优选的,当所述第一SNR与所述第二SNR不同,或者所述第一接收波束的标识与所述第二接收波束的标识不同时,接收端能够实现总是上报没有上报过的波束最好的波束信息,即波束的标识和SNR。
360,所述第一设备在第一SSW ACK帧中指示的确认偏移后向所述第二设备发送第二SSW ACK帧。这里第二SSW ACK帧即上文中的第二TDD SSW ACK帧。具体的,第二SSW ACK帧参见上文中的描述,为避免重复,这里不再赘述。
因此,本申请实施例在end of training=0时,通过在SSW ACK帧中指示响应者反馈偏移和发起者确认偏移,使得TDD SSW波束扫描训练的发送波束的个数,不再和TDD SSWFeedback帧和TDD SSW ACK帧的数目一一对应,即使得第二波束可以包括至少一个波束方向,进一步使得后续的SSW Feedback帧和SSW ACK帧不需要那么频繁发送,进而提高波束训练的效率。
并且由于第二TDD SSW Feedback和第二TDD SSW ACK的发送和接收波束方向上,能够保证发起者设备和响应者设备完成信息交互,因此第二TDD SSW Feedback和第二TDDSSW ACK中携带的信息,也能被发起者设备和或响应者设备获得。例如波束训练结束(Endof training),发起者管理偏移(Initiator Management offset),响应者管理偏移(Responder Management Offset)。
上文结合图1至图4详细描述了本申请实施例提供的波束训练的方法,下文将结合图5至图8详细描述本申请实施例提供的波束训练的装置。
图5示出了本申请实施例提供的一种波束训练的装置500的示意性框图。该装置500包括发送单元510和接收单元520。
发送单元510,用于采用第一波束方向和第一调制编码策略MCS向至少一个第二设备发送至少一个第一扇区扫描SSW帧,其中,所述第一MCS的数据速率大于或等于27.5Mbps;
接收单元520,用于在所述第一SSW帧中指示的反馈偏移后接收所述第二设备发送第一扇区扫描反馈SSW Feedback帧;
所述发送单元510还用于在接收到所述第一SSW Feedback帧后,在所述第一SSW帧中指示的确认偏移后向所述第二设备发送第一扇区扫描确认SSW ACK帧。
这里,SSW帧具体可以为TDD SSW帧。因此,本申请实施例中,由于第一MCS的数据速率大于27.5Mbps,由此第一设备可以通过采用第一MCS来发送第一TDD SSW来增加接收波束训练帧的范围,进而缩小控制物理层PHY的覆盖范围和数据物理层PHY的覆盖范围之差,保证控制传输的正确接收,因此本申请实施例中的波束训练的方法可以适用于室外回传场景。
可选的,所述第一调制编码策略MCS为方向性多吉比特DMG协议中定义的MCS标识为1的传输格式。
具体的,本申请实施例中,比较优选的实施例是采用MCS 1发送第一TDD SSW帧,这样就直接使用协议中已经定义的传输格式,不需要重新设计软硬件。其中采用MCS 1时控制传输与数据传输的SNR相同。如果采用L-Header的传输,则控制传输的SNR会比数据传输的SNR低3~4dB,但此时控制传输也能够正确接收。而如果采用EDMG Header-A的传输格式,则控制传输的SNR会比数据传输的SNR低2~3dB,但此时控制传输也能正确接收。如果把MCS 0扩频倍数修改为8,那么控制传输的SNR会比数据传输的SNR低4~5dB,但此时控制传输也能正确接收。通常,为了满足工程上一定的余量。这些设计都是可以接受的,但是按照MCS 0,留出比数据传输SNR低10dB的余量对覆盖范围影响较大,此时可能造成MCS 0进行波束训练的节点,无法采用MCS 1传输。
可选的,所述第一SSW帧中包括用于指示所述第二设备的个数的指示。
该指示例如可以为第一字段。因此,本申请实施例中,第一设备可以同时与多个第二设备进行波束训练。进一步地,当接收端采用方向性天线接收波束训练帧进行波束训练时,还可以进行一对多的训练,进而提高波束训练效率。
可选的,所述发送单元510还用于在发送所述第一SSW ACK帧之后,采用第二波束发送第二SSW帧,其中,所述第二波束包括至少一个波束方向;
所述接收单元520还用于在所述第一SSW ACK帧中指示的反馈偏移后接收所述第二设备发送第二SSW Feedback帧;
所述发送单元510还用于在第一SSW ACK帧中指示的确认偏移后向所述第二设备发送第二SSW ACK帧。
可选的,所述第一SSW Feedback帧中包括第一接收波束的标识和第一信号噪声比SNR,其中,所述第一接收波束为所述第二设备收到所述第一SSW帧的接收波束,所述第一SNR为采用所述第一接收波束接收所述第一SSW帧的SNR;
所述第二SSW Feedback帧中包括第二接收波束的标识和第二信号噪声比SNR,其中,所述第二接收波束为所述第二设备收到所述第一SSW帧和所述第二SSW帧中的一个训练帧的接收波束,所述第二SNR为采用所述第二接收波束接收所述训练帧的SNR;
其中,所述第一SNR与所述第二SNR不同,或者所述第一接收波束的标识与所述第二接收波束的标识不同。
因此,当所述第一SNR与所述第二SNR不同,或者所述第一接收波束的标识与所述第二接收波束的标识不同时,接收端能够实现总是上报没有上报过的波束最好的波束信息,即波束的标识和SNR。
可选的,所述接收单元520具体用于在所述第一波束方向上接收所述第一SSWFeedback帧和所述第二SSW Feedback帧。
可选的,所述发送单元510具体用于在所述第一波束方向上发送所述第一SSW ACK帧和所述第二SSW ACK帧。
由于第一次握手后,收发双方均可以确定可以进行数据传输的收发模式,因此为了保证训练过程中可以成功传输TDD SSW feedback和TDD SSW ACK,后续的训练过程中发起者可以在第一次握手时所训练的波束方向上接收第二TDD SSW feedback帧,和/或在第一次握手时所训练的波束方向上向响应者发送第二TDD SSW ACK帧,响应者可以在第一次握手时所训练的波束方向上发送第二TDD SSW Feedback帧,和或在第一次握手时所训练的波束方向上接收响应者发送的第二TDD SSW ACK帧。
可选的,所述第一SSW帧中携带允许所述第二SSW帧采用第二MCS的数据速率大于27.5Mbps的指示。
可选的,所述第一SSW ACK帧中携带所述第二SSW帧采用的第二MCS的数据速率大于27.5Mbps的指示。
可选的,所述第一调制编码策略MCS数据速率大于27.5Mbps时,所述第一SSW帧携带管理信息。
可选的,所述第二调制编码策略MCS数据速率大于27.5Mbps时,所述第二SSW帧携带管理信息。
应注意,本发明实施例中,发送单元510和接收单元520可以由收发器实现。如图6所示,波束训练的装置600可以包括处理器610、存储器620和收发器630。其中,存储器620可以用于存储处理器610执行的代码等,处理器610可以用于对数据或程序进行处理。
在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器610中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成,或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器620,处理器610读取存储器620中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复,这里不再详细描述。
图5所示的波束训练的装置500或图6所示的波束训练的装置600能够实现前述方法实施例对应第一设备的各个过程,具体的,该波束训练的装置500或波束训练的装置600可以参见上文中的描述,为避免重复,这里不再赘述。
图7示出了本申请实施例提供的一种波束训练的装置700的示意性框图。该装置700包括接收单元710和发送单元720。
接收单元710,用于接收第一设备发送的第一SSW帧,其中,所述第一SSW帧是采用第一调制编码策略MCS发送的,所述第一MCS的数据速率大于或等于27.5Mbps;
发送单元720,用于根据所述第一SSW帧中指示的反馈偏移向所述第一设备发送第一扇区扫描反馈SSW feedback;
所述接收单元710还用于在所述第一SSW帧中指示的确认偏移后接收所述第一设备发送的第一扇区扫描确认SSW ACK帧。
这里,SSW帧具体可以为TDD SSW帧。因此,本申请实施例中,由于第一MCS的数据速率大于27.5Mbps,由此第一设备可以通过采用第一MCS来发送第一TDD SSW来增加接收波束训练帧的范围,进而缩小控制物理层PHY的覆盖范围和数据物理层PHY的覆盖范围之差,保证控制传输的正确接收,因此本申请实施例中的波束训练的方法可以适用于室外回传场景。
可选的,所述第一MCS为方向性多吉比特DMG协议中定义的MCS标识为1的传输格式。
具体的,本申请实施例中,比较优选的实施例是采用MCS 1发送第一TDD SSW帧,这样就直接使用协议中已经定义的传输格式,不需要重新设计软硬件。其中采用MCS 1时控制传输与数据传输的SNR相同。如果采用L-Header的传输,则控制传输的SNR会比数据传输的SNR低3~4dB,但此时控制传输也能够正确接收。而如果采用EDMG Header-A的传输格式,则控制传输的SNR会比数据传输的SNR低2~3dB,但此时控制传输也能正确接收。如果把MCS 0扩频倍数修改为8,那么控制传输的SNR会比数据传输的SNR低4~5dB,但此时控制传输也能正确接收。通常,为了满足工程上一定的余量。这些设计都是可以接受的,但是按照MCS 0,留出比数据传输SNR低10dB的余量对覆盖范围影响较大,此时可能造成MCS 0进行波束训练的节点,无法采用MCS 1传输。
可选的,所述第一SSW帧中包括用于指示所述装置的个数的指示。
该指示例如可以为第一字段。因此,本申请实施例中,第一设备可以同时与多个第二设备进行波束训练。进一步地,当接收端采用方向性天线接收波束训练帧进行波束训练时,还可以进行一对多的训练,进而提高波束训练效率。
可选的,所述接收单元710还用于接收所述第一设备发送的第二SSW帧,其中,所述第二SSW帧是所述第一设备在发送所述第一SSW ACK帧之后发送的;
所述发送单元720还用于根据所述第一SSW ACK帧中指示的反馈偏移后向所述第一设备发送第二SSW Feedback帧;
所述接收单元710还用于在所述第一SSW ACK帧中指示的确认偏移后接收所述第一设备发送的第二SSW ACK帧。
可选的,所述第一SSW Feedback帧中包括第一接收波束的标识和第一信号噪声比SNR,其中,所述第一接收波束为所述第二设备收到所述第一SSW帧的接收波束,所述第一SNR为采用所述第一接收波束接收所述第一SSW帧的SNR;
所述第二SSW Feedback帧中包括第二接收波束的标识和第二信号噪声比SNR,其中,所述第二接收波束为所述第二设备收到所述第一SSW帧和所述第二SSW帧中的一个训练帧的接收波束,所述第二SNR为采用所述第二接收波束接收所述训练帧的SNR;
其中,所述第一SNR与所述第二SNR不同,或者所述第一接收波束的标识与所述第二接收波束的标识不同。
因此,当所述第一SNR与所述第二SNR不同,或者所述第一接收波束的标识与所述第二接收波束的标识不同时,接收端能够实现总是上报没有上报过的波束最好的波束信息,即波束的标识和SNR。
可选的,所述第一SSW帧中携带允许所述第二SSW帧采用的第二MCS的数据速率大于27.5Mbps的指示。
可选的,所述第一SSW ACK帧中携带所述第二SSW帧采用的第二MCS的数据速率大于27.5Mbps的指示。
可选的,所述第一调制编码策略MCS数据速率大于27.5Mbps时,所述第一SSW帧携带管理信息。
可选的,所述第二调制编码策略MCS数据速率大于27.5Mbps时,所述第二SSW帧携带管理信息。
应注意,本发明实施例中,接收单元710和发送单元720可以由收发器实现。如图8所示,波束训练的装置800可以包括处理器810、存储器820和收发器830。其中,存储器820可以用于存储处理器810执行的代码等,处理器810可以用于对数据或程序进行处理。
在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器810中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成,或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器820,处理器810读取存储器820中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复,这里不再详细描述。
图7所示的波束训练的装置700或图8所示的波束训练的装置800能够实现前述方法实施例对应第二设备的各个过程,具体的,该波束训练的装置700或波束训练的装置800可以参见上文中的描述,为避免重复,这里不再赘述。
本申请实施例还提供了一种计算机可读介质,用于存储计算机程序,该计算机程序包括用于执行上述方法实施例中第一设备或第二设备对应的方法的指令。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括:计算机程序代码,当所述计算机程序代码被通信设备(例如,终端设备或网络设备)的通信单元、处理单元或收发器、处理器运行时,使得通信设备执行上述任方法实施例中第一设备或第二设备对应的方法。
本申请中的各个实施例可以独立的使用,也可以进行联合的使用,这里不做限定。
应理解,本发明实施例中提及的处理器可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
还应理解,本发明实施例中提及的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器,或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中,非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM,PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM,EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM,EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明,许多形式的RAM可用,例如静态随机存取存储器(Static RAM,SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM,DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM,SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double DataRate SDRAM,DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM,ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM,SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM,DR RAM)。
需要说明的是,当处理器为通用处理器、DSP、ASIC、FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件时,存储器(存储模块)集成在处理器中。
应注意,本文描述的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
应理解,本申请实施例中出现的第一、第二等描述,仅作示意与区分描述对象之用,没有次序之分,也不表示本申请实施例中对设备个数的特别限定,不能构成对本申请实施例的任何限制。
还应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (30)
1.一种波束训练的方法,其特征在于,包括:
第一设备采用第一波束方向和第一调制编码策略MCS向至少一个第二设备发送至少一个第一扇区扫描SSW帧,其中,所述第一MCS的数据速率大于27.5Mbps;
所述第一设备在所述第一SSW帧中指示的反馈偏移后接收所述第二设备发送第一扇区扫描反馈SSW Feedback帧;
所述第一设备在接收到所述第一SSW Feedback帧后,在所述第一SSW帧中指示的确认偏移后向所述第二设备发送第一扇区扫描确认SSW ACK帧。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一调制编码策略MCS为方向性多吉比特DMG协议中定义的MCS标识为1的传输格式。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述第一SSW帧中包括用于指示所述第二设备的个数的指示。
4.根据权利要求1所述的方法,所述方法还包括:
所述第一设备在发送所述第一SSW ACK帧之后,采用第二波束发送第二SSW帧,其中,所述第二波束包括至少一个波束方向;
所述第一设备在所述第一SSW ACK帧中指示的反馈偏移后接收所述第二设备发送第二SSW Feedback帧;
所述第一设备在第一SSW ACK帧中指示的确认偏移后向所述第二设备发送第二SSWACK帧。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述第一SSW Feedback帧中包括第一接收波束的标识和第一信号噪声比SNR,其中,所述第一接收波束为所述第二设备收到所述第一SSW帧的接收波束,所述第一SNR为采用所述第一接收波束接收所述第一SSW帧的SNR;
所述第二SSW Feedback帧中包括第二接收波束的标识和第二信号噪声比SNR,其中,所述第二接收波束为所述第二设备收到所述第一SSW帧和所述第二SSW帧中的一个训练帧的接收波束,所述第二SNR为采用所述第二接收波束接收所述训练帧的SNR;
其中,所述第一SNR与所述第二SNR不同,或者所述第一接收波束的标识与所述第二接收波束的标识不同。
6.根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于,所述第一设备在所述第一波束方向上接收所述第一SSW Feedback帧和所述第二SSW Feedback帧。
7.根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于,所述第一设备在所述第一波束方向上发送所述第一SSW ACK帧和所述第二SSW ACK帧。
8.根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于,所述第一SSW帧中携带允许所述第二SSW帧采用第二MCS的数据速率大于27.5Mbps的指示。
9.根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于,所述第一SSW ACK帧中携带所述第二SSW帧采用的第二MCS的数据速率大于27.5Mbps的指示。
10.根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于,所述第一调制编码策略MCS数据速率大于27.5Mbps时,所述第一SSW帧携带管理信息。
11.根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于,第二调制编码策略MCS数据速率大于27.5Mbps时,所述第二SSW帧携带管理信息。
12.一种波束训练的方法,其特征在于,包括:
第二设备接收第一设备发送的第一SSW帧,其中,所述第一SSW帧是采用第一调制编码策略MCS发送的,所述第一MCS的数据速率大于27.5Mbps;
所述第二设备根据所述第一SSW帧中指示的反馈偏移向所述第一设备发送第一扇区扫描反馈SSW feedback;
所述第二设备在所述第一SSW帧中指示的确认偏移后接收所述第一设备发送的第一扇区扫描确认SSW ACK帧。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述第一MCS为方向性多吉比特DMG协议中定义的MCS标识为1的传输格式。
14.根据权利要求12或13所述的方法,其特征在于,还包括:
所述第二设备接收所述第一设备发送的第二SSW帧,其中,所述第二SSW帧是所述第一设备在发送所述第一SSW ACK帧之后发送的;
所述第二设备根据所述第一SSW ACK帧中指示的反馈偏移后向所述第一设备发送第二SSW Feedback帧;
所述第二设备在所述第一SSW ACK帧中指示的确认偏移后接收所述第一设备发送的第二SSW ACK帧。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述第一SSW Feedback帧中包括第一接收波束的标识和第一信号噪声比SNR,其中,所述第一接收波束为所述第二设备收到所述第一SSW帧的接收波束,所述第一SNR为采用所述第一接收波束接收所述第一SSW帧的SNR;
所述第二SSW Feedback帧中包括第二接收波束的标识和第二信号噪声比SNR,其中,所述第二接收波束为所述第二设备收到所述第一SSW帧和所述第二SSW帧中的一个训练帧的接收波束,所述第二SNR为采用所述第二接收波束接收所述训练帧的SNR;
其中,所述第一SNR与所述第二SNR不同,或者所述第一接收波束的标识与所述第二接收波束的标识不同。
16.一种波束训练的装置,其特征在于,包括:
发送单元,用于采用第一波束方向和第一调制编码策略MCS向至少一个第二设备发送至少一个第一扇区扫描SSW帧,其中,所述第一MCS的数据速率大于27.5Mbps;
接收单元,用于在所述第一SSW帧中指示的反馈偏移后接收所述第二设备发送第一扇区扫描反馈SSW Feedback帧;
所述发送单元还用于在接收到所述第一SSW Feedback帧后,在所述第一SSW帧中指示的确认偏移后向所述第二设备发送第一扇区扫描确认SSW ACK帧。
17.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述第一调制编码策略MCS为方向性多吉比特DMG协议中定义的MCS标识为1的传输格式。
18.根据权利要求16或17所述的装置,其特征在于,所述第一SSW帧中包括用于指示所述第二设备的个数的指示。
19.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,
所述发送单元还用于在发送所述第一SSW ACK帧之后,采用第二波束发送第二SSW帧,其中,所述第二波束包括至少一个波束方向;
所述接收单元还用于在所述第一SSW ACK帧中指示的反馈偏移后接收所述第二设备发送第二SSW Feedback帧;
所述发送单元还用于在第一SSW ACK帧中指示的确认偏移后向所述第二设备发送第二SSW ACK帧。
20.根据权利要求19所述的装置,其特征在于,所述第一SSW Feedback帧中包括第一接收波束的标识和第一信号噪声比SNR,其中,所述第一接收波束为所述第二设备收到所述第一SSW帧的接收波束,所述第一SNR为采用所述第一接收波束接收所述第一SSW帧的SNR;
所述第二SSW Feedback帧中包括第二接收波束的标识和第二信号噪声比SNR,其中,所述第二接收波束为所述第二设备收到所述第一SSW帧和所述第二SSW帧中的一个训练帧的接收波束,所述第二SNR为采用所述第二接收波束接收所述训练帧的SNR;
其中,所述第一SNR与所述第二SNR不同,或者所述第一接收波束的标识与所述第二接收波束的标识不同。
21.根据权利要求19或20所述的装置,其特征在于,所述接收单元具体用于在所述第一波束方向上接收所述第一SSW Feedback帧和所述第二SSW Feedback帧。
22.根据权利要求19或20所述的装置,其特征在于,所述发送单元具体用于在所述第一波束方向上发送所述第一SSW ACK帧和所述第二SSW ACK帧。
23.根据权利要求19或20所述的装置,其特征在于,所述第一SSW帧中携带允许所述第二SSW帧采用第二MCS的数据速率大于27.5Mbps的指示。
24.根据权利要求19或20所述的装置,其特征在于,所述第一SSW ACK帧中携带所述第二SSW帧采用的第二MCS的数据速率大于27.5Mbps的指示。
25.根据权利要求19或20所述的装置,其特征在于,所述第一调制编码策略MCS数据速率大于27.5Mbps时,所述第一SSW帧携带管理信息。
26.根据权利要求19或20所述的装置,其特征在于,第二调制编码策略MCS数据速率大于27.5Mbps时,所述第二SSW帧携带管理信息。
27.一种波束训练的装置,其特征在于,包括:
接收单元,用于接收第一设备发送的第一SSW帧,其中,所述第一SSW帧是采用第一调制编码策略MCS发送的,所述第一MCS的数据速率大于27.5Mbps;
发送单元,用于根据所述第一SSW帧中指示的反馈偏移向所述第一设备发送第一扇区扫描反馈SSW feedback;
所述接收单元还用于在所述第一SSW帧中指示的确认偏移后接收所述第一设备发送的第一扇区扫描确认SSW ACK帧。
28.根据权利要求27所述的装置,其特征在于,所述第一MCS为方向性多吉比特DMG协议中定义的MCS标识为1的传输格式。
29.根据权利要求27或28所述的装置,其特征在于,
所述接收单元还用于接收所述第一设备发送的第二SSW帧,其中,所述第二SSW帧是所述第一设备在发送所述第一SSW ACK帧之后发送的;
所述发送单元还用于根据所述第一SSW ACK帧中指示的反馈偏移后向所述第一设备发送第二SSW Feedback帧;
所述接收单元还用于在所述第一SSW ACK帧中指示的确认偏移后接收所述第一设备发送的第二SSW ACK帧。
30.根据权利要求29所述的装置,其特征在于,所述第一SSW Feedback帧中包括第一接收波束的标识和第一信号噪声比SNR,其中,所述第一接收波束为第二设备收到所述第一SSW帧的接收波束,所述第一SNR为采用所述第一接收波束接收所述第一SSW帧的SNR;
所述第二SSW Feedback帧中包括第二接收波束的标识和第二信号噪声比SNR,其中,所述第二接收波束为所述第二设备收到所述第一SSW帧和所述第二SSW帧中的一个训练帧的接收波束,所述第二SNR为采用所述第二接收波束接收所述训练帧的SNR;
其中,所述第一SNR与所述第二SNR不同,或者所述第一接收波束的标识与所述第二接收波束的标识不同。
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