專利名稱：無線發(fā)射設(shè)備和無線接收設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用包括前置碼和數(shù)據(jù)的無線分組，在類似無線LAN的移動通信系統(tǒng)中分別發(fā)射和接收無線信號的無線發(fā)射設(shè)備和無線接收設(shè)備，還涉及在上述設(shè)備中使用得無線接收方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)正在致力于制定名為IEEE802.11n的無線LAN標(biāo)準(zhǔn)，目的是實(shí)現(xiàn)100Mbps或更高的通過量。IEEE802.11n將非常可能用到一種稱為多輸入多輸出(MIMO)的技術(shù)，以在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中使用多個天線。IEEE802.11n需要與使用正交頻分復(fù)用(OFDM)的IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)共存。因此，需要IEEE802.11n無線發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備具有所謂的向后兼容性。
在由Jan Boer等人在“Backwards Compatibility”，IEEE802.11-03/714r0中提出的方案中引入了用于MIMO的無線前置碼。在該方案中，首先從單個特定發(fā)射天線傳輸用于時間同步、頻率同步和自動增益控制(AGC)的短前置碼序列，用于估計信道脈沖響應(yīng)的長前置碼序列，在無線分組中使用的指示調(diào)制方案的信號字段以及用于IEEE802.11n的其它信號字段。接著，從其它三個發(fā)射天線發(fā)射長前置碼序列。在發(fā)射完成前置碼之后，從所有天線發(fā)射數(shù)據(jù)。
從短前置碼到第一信號字段，所提方案中的前置碼與采用單個發(fā)射天線的IEEE802.11a中所規(guī)定的前置碼相同。因此，當(dāng)符合IEEE802.11a的無線接收設(shè)備接收包含Boer所提出的前置碼的無線分組時，這些無線設(shè)備識別出數(shù)據(jù)分組是基于IEEE802.11a的。因此，同時符合IEEE802.11a和IEEE802.11n的前置碼允許IEEE802.11a和IEEE802.11n共存。
通常，在無線接收設(shè)備中，通過數(shù)字信號處理對所接收的信號執(zhí)行解調(diào)制。因此，在這些無線接收設(shè)備中提供了模擬到數(shù)字(A/D)變換器，用于量化所接收的模擬信號。A/D變換器具有一個輸入動態(tài)范圍(要變換的模擬信號的允許電平范圍)。因此，必須執(zhí)行自動增益控制(AGC)，以便在A/D變換器的輸入動態(tài)范圍內(nèi)調(diào)整所接收信號的電平。
由于使用上面提及的長前置碼序列估計信道脈沖響應(yīng)是通過數(shù)字信號處理執(zhí)行的，必須使用在長前置碼序列之前發(fā)射的信號執(zhí)行AGC。在Boer方案的前置碼中，AGC是使用在長前置碼之前從特定發(fā)射天線發(fā)射的短前置碼來執(zhí)行的。就是說，測量短前置碼的接收電平，然后執(zhí)行AGC，從而接收電平落在A/D變換器的輸入動態(tài)范圍內(nèi)。依靠使用短前置碼序列的AGC，可以正確地接收從特定發(fā)射天線發(fā)射的長前置碼序列和數(shù)據(jù)。如果所有天線都分開排列，從上述天線發(fā)射的信號的接收電平會不可避免地彼此產(chǎn)生差異。因此，當(dāng)無線接收設(shè)備接收從另外三個發(fā)射天線發(fā)射的長前置碼，或者從所有天線發(fā)射的數(shù)據(jù)時，它們的接收電平會大大高于或低于AGC使用從特定發(fā)射天線發(fā)射的短前置碼序列獲得的電平。當(dāng)接收電平超過A/D變換器輸入動態(tài)范圍的上限時，A/D變換器的輸出達(dá)到飽和。另一方面，當(dāng)接收電平小于A/D變換器輸入動態(tài)范圍的下限時，A/D變換器的輸出產(chǎn)生嚴(yán)重的量化誤差。在上述兩種情況下，A/D變換器無法執(zhí)行正確的變換，這將對A/D變換之后的處理造成不利影響。
此外，數(shù)據(jù)是從所有天線發(fā)射的。因此，在發(fā)射數(shù)據(jù)期間，接收電平中偏差的范圍進(jìn)一步增加，這加劇了前面提到的A/D變換器輸出的飽和和/或其中的量化誤差，從而大大降低了接收性能。
如上所述，在Boer所提出的前置碼中，在接收端只使用從單個發(fā)射天線發(fā)射的短前置碼序列來執(zhí)行AGC，這使得在接收從MIMO模式中的其它天線發(fā)射的信號時所發(fā)生的接收電平中的偏差很難處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面是提供一種無線發(fā)射設(shè)備，用于與無線接收設(shè)備之間進(jìn)行無線分組的通信，包括多個天線；以及一個信號發(fā)生器，所述信號發(fā)生器被配置為為正在發(fā)射的無線分組產(chǎn)生信號，所述無線分組包括用于在無線接收設(shè)備上進(jìn)行的第一自動增益控制(第一AGC)的短前置碼序列，用于估計無線發(fā)射設(shè)備和無線接收設(shè)備之間的信道脈沖響應(yīng)的第一長前置碼序列，用于傳送關(guān)于無線分組的長度的信息的信號字段，用于第二自動增益控制(第二AGC)并通過所述多個天線并行發(fā)射的AGC前置碼序列，所述第二自動增益控制在第一自動增益控制之后在接收設(shè)備上執(zhí)行；用于估計無線發(fā)射設(shè)備和無線接收設(shè)備之間的信道脈沖響應(yīng)的第二長前置碼序列，用于傳送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)字段，其中，所述第一信號字段至少包括下列之一(a)用于通知AGC前置碼的發(fā)射的保留位，(b)用于通知第二信號字段、AGC前置碼和數(shù)據(jù)的發(fā)射的保留位，以及(c)用于通知使用多個天線發(fā)射AGC前置碼和數(shù)據(jù)的保留位。
本發(fā)明的第二方面是提供一種無線接收設(shè)備，該無線接收設(shè)備包括接收單元，被配置為接收無線分組以產(chǎn)生接收的信號，所述分組包括從多個天線中的一個按順序發(fā)射的短前置碼序列，第一長前置碼序列，具有保留位的第一信號字段，以及第二信號字段，所述信號還包括在發(fā)射第二信號字段之后，通過多個天線并行發(fā)射的多個AGC前置碼和數(shù)據(jù)信號；放大所接收的信號的可變增益放大器；以及增益控制器，在接收到所述保留位時，使用AGC前置碼控制可變增益放大器的增益。
本發(fā)明的第三方面是提供一種無線接收設(shè)備，該無線接收設(shè)備包括接收單元，被配置為接收無線分組以產(chǎn)生接收的信號，所述分組包括從多個天線中的至少一個按順序發(fā)射的短前置碼序列，第一長前置碼序列，具有保留位的第一信號字段，以及第二信號字段，所述信號還包括在發(fā)射第二信號字段之后，通過多個天線并行發(fā)射的多個AGC前置碼和數(shù)據(jù)信號；一個放大所接收的信號的可變增益放大器；一個增益控制器，使用AGC前置碼控制可變增益放大器的增益；以及一個啟動控制器，響應(yīng)于接收到所述接收位控制增益控制器啟動其增益控制操作。


圖1是說明本發(fā)明實(shí)施例中使用的用于無線通信的包括AGC前置碼的無線分組的格式的視圖；圖2是說明符合IEEE802.11a的無線分組的視圖；圖3是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線發(fā)射設(shè)備的配置的方框圖；圖4是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線接收設(shè)備的配置的方框圖；圖5是說明安裝在圖4所示設(shè)備中的接收單元的配置示例的方框圖；圖6是說明安裝在圖4所示設(shè)備中的數(shù)字解調(diào)器的示例的方框圖；圖7是表明現(xiàn)有技術(shù)中短前置碼和數(shù)據(jù)的接收功率的分布的圖形；圖8是表明實(shí)施例中短前置碼和數(shù)據(jù)的接收功率的分布的圖形。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1所示為本發(fā)明第一實(shí)施例中使用的無線分組的格式。此格式是用于MIMO模式的物理層協(xié)議數(shù)據(jù)部分格式，并提供與IEEE802.11a無線基站的互用性和與之共存。
從圖1可以看出，前置碼包括從天線Tx1發(fā)射的物理層匯聚協(xié)議(PLCP)信號。該P(yáng)LCP信號包括短前置碼序列101，第一長前置碼序列102，第一信號字段(SIGNA)103以及第二信號字段(SIGNAL2)104。短前置碼序列101包含若干單位前置碼SP。長前置碼序列102包含具有各自預(yù)定長度的單位前置碼LP。LP的單位前置碼比SP的單位前置碼長。
短前置碼序列101、第一長前置碼序列102和第一信號字段103符合IEEE802.11a，而第二信號字段104是新的無線LAN標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11n所必需的。符合IEEE802.11a的第一信號字段103可以稱為“遺留信號字段”。由于第二信號字段104是為新的高通過量的無線LAN標(biāo)準(zhǔn)而提供的，它可以稱為“高通過量信號字段”。在前置碼序列101和長前置碼序列102之間插入了保護(hù)間隔GI。
在PLCP信號之后，放置了從多個天線Tx1到Tx4并行發(fā)射的AGC前置碼105A到105D。AGC前置碼105A到105D從多個天線Tx1到Tx4同時發(fā)射。AGC前置碼105A到105D使接收設(shè)備能夠在執(zhí)行MIMO通信時執(zhí)行細(xì)微的AGC。對于根據(jù)IEEE802.11n的MIMO模式的接收，這些前置碼是執(zhí)行細(xì)微AGC唯一的。因此，AGC前置碼105A到105D可以稱為“高通過量短訓(xùn)練字段”。另一方面，由于短前置碼序列符合IEEE802.11a，在用于粗AGC操作時，它可以稱為“遺留短培訓(xùn)字段”。
在AGC前置碼105A到105D之后，放置第二長前置碼序列106A到109A，106B到109B，106C到109C和106D到109D。在本實(shí)施例中，使用相同的信號序列作為AGC前置碼105A到105D。但是，可以用不同的信號序列作為AGC前置碼105A到105D。在形成第二長前置碼序列106A到109A，106B到109B，106C到109C和106D到109D的相鄰各組單位前置碼LP之間插入保護(hù)間隔GI。第二長前置碼序列106A到109A，106B到109B，106C到109C和106D到109D序列在本實(shí)施例中是正交關(guān)系。但是，它們不限于正交關(guān)系。每個發(fā)射天線的單位前置碼LP的數(shù)量等于MIMO模式的發(fā)射天線的數(shù)量。為了區(qū)分兩種長前置碼序列，可以將符合IEEE802.11a的第一長前置碼序列102稱為“遺留長訓(xùn)練字段”。由于第二長前置碼序列106到109用于新的高通過量無線LAN標(biāo)準(zhǔn)，可以將其稱為“高通過量長培訓(xùn)字段”。
在每個第二長前置碼序列106A到109A，106B到109B，106C到109C和106D到109D之后，放置分別從天線Tx1到Tx4發(fā)射的發(fā)射數(shù)據(jù)字段(DATA)110A到110D。第二長前置碼序列106A到109A，106B到109B，106C到109C和106D到109D分別從多個天線Tx1到Tx4同時發(fā)射。
在描述第一信號字段103之前，先描述第二信號字段104。第二信號字段104包含標(biāo)識信息，該標(biāo)識信息表明圖1中所示的無線分組符合與IEEE802.11a不同的IEEE802.11n。換句話說，第二信號字段104表明接下來要接收第二長前置碼序列106A到109A，106B到109B，106C到109C和106D到109D，還表明第二長前置碼序列中所包括的符號的數(shù)量。字段104還表明調(diào)制和編碼方案(MCS)，該調(diào)制和編碼方案是發(fā)射數(shù)據(jù)110A到110D的調(diào)制方案和編碼方案的組合。編碼方案表明作為誤差校正信號的卷積碼的編碼率。
下面將詳細(xì)描述第一信號字段103。字段103包含指示調(diào)制方案和接下來的發(fā)射數(shù)據(jù)110A到110D的無線分組長度。如上所述，在如圖1中所述的無線通信前置碼信號中，PLCP信號區(qū)，特別是范圍在短前置碼序列101到第一信號字段103的無線分組區(qū)符合IEEE802.11a。
圖2所示為一個基于IEEE802.11a的無線分組。在這種情況中，從單個發(fā)射天線Tx1發(fā)射用于時間同步、頻率同步和AGC的短前置碼序列x11，用于信道響應(yīng)估計的長前置碼序列x12，以及包括表明無線分組的調(diào)制方案和長度的字段的信號字段x13。之后，從天線Tx1發(fā)射發(fā)射數(shù)據(jù)項(xiàng)x14和x15。
圖1中所示的第一信號字段103與圖2中所示的基于IEEE802.11a的無線分組的信號字段x13類似。如圖1中詳細(xì)顯示的，第一信號字段103包括一個速率部分(RATE)，表明基于IEEE802.11a的無線分組中數(shù)字信號的調(diào)制和編碼方案(MCS)，一個保留位(R)132，為未來的標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展而保留，以及一個分組長度部分(LENGTH)133，表明無線分組的長度。字段103還包括一個奇偶校驗(yàn)部分(P)134，該奇偶校驗(yàn)部分對從速率部分131到分組長度部分133的范圍內(nèi)的信息執(zhí)行奇偶校驗(yàn)檢查，以及一個信號尾隨部分(SIGNAL TAIL)135，用于終止卷積碼。這些部分由OFDM多路復(fù)用組合起來，并從發(fā)射天線Tx1發(fā)射。
因此，如果無線設(shè)備符合IEEE802.11a，則能夠在由分組長度部分133所指示的無線分組區(qū)中執(zhí)行正常的接收操作。就是說，在第一信號字段103后跟隨的信號區(qū)內(nèi)開始發(fā)射，無線分組可得以保護(hù)以免受其它符合IEEE802.11a的無線發(fā)射設(shè)備的破壞。
保留位132不是符合IEEE802.11a的無線設(shè)備所必須的，因此在接收器設(shè)備中可以忽略。本實(shí)施例使用保留位132控制基于除IEEE802.11a之外的標(biāo)準(zhǔn)，例如，IEEE802.11n的無線設(shè)備的操作。具體而言，例如，保留位132用于(a)提前通知AGC前置碼105A到105D的發(fā)射，以及(b)指示圖1中所示的對應(yīng)于IEEE802.11n的無線分組的發(fā)射。此外，保留位132還用于(c)提前通知由多個發(fā)射天線205A到205D所執(zhí)行的AGC前置碼105A到105D和數(shù)據(jù)項(xiàng)110A到110D的發(fā)射，以及(d)通知第二信號字段104的發(fā)射。
通知(a)包括通過提前通知第二信號字段104的發(fā)射間接通知AGC前置碼105A到105D的發(fā)射。在(b)中所述的對應(yīng)于IEEE802.11n的無線分組指示無線分組包括短前置碼序列101，第一長前置碼序列102，第一信號字段103，第二信號字段104，AGC前置碼105A到105D，第二長前置碼序列106A到109A、106B到109B、106C到109C和106D到109D以及數(shù)據(jù)項(xiàng)110A到110D的。就是說，無線分組包括從多個發(fā)射天線發(fā)射、并使用MIMO用多路復(fù)合組合起來的信號。
如果用例如設(shè)置為“1”的保留位132來執(zhí)行發(fā)射，則符合IEEE802.11n的無線設(shè)備接收并解調(diào)制保留位132，從而識別出接收到對應(yīng)于IEEE802.11n的無線分組。更具體地說，保留位132可以表明接收到圖1中所示的無線分組，并表明第二信號字段和AGC前置碼105A到105D將在保留位132之后接收。
現(xiàn)在參考圖3描述根據(jù)本實(shí)施例的無線發(fā)射設(shè)備。首先，數(shù)字解調(diào)器203通過組合發(fā)射數(shù)據(jù)201和從存儲器202輸出的上述前置碼來形成無線分組的信號。如此獲得的無線分組信號被發(fā)送到發(fā)射單元204A到204D，在此，它們要經(jīng)過發(fā)射所需的處理，例如，數(shù)字到模擬(D/A)變換、到射頻(RF)的頻率變換以及功率放大。之后，最終的信號被發(fā)送到與圖1中所描述的天線Tx1到Tx4對應(yīng)的多個天線205A到205D，在此，RF信號從每個發(fā)射天線205A到205D發(fā)射到圖4中所示的無線接收設(shè)備。在下面的描述中，圖1中所示的天線Tx1到Tx4分別稱為天線205A到205D。
在本實(shí)施例中，圖1中所示的包括短前置碼序列101、第一長前置碼序列102、第一信號字段103和第二信號字段104的PLCP信號從圖2中所示的發(fā)射單元204A的發(fā)射天線205A發(fā)射。如圖1中所示放在PLCP信號之后的AGC前置碼105A到105D，第二長前置碼序列106A到109A、106B到109B、106C到109C和106D到109D，以及數(shù)據(jù)110A到110D通過如圖3中所示的所有發(fā)射天線205A到205D發(fā)射。
在圖4中所示的無線接收設(shè)備中，多個接收天線301A到301D從圖3中所示的無線發(fā)射設(shè)備接收RF信號。該無線接收設(shè)備可以有一個接收天線或多個接收天線。由接收天線301A到301D接收的RF信號被分別發(fā)送到接收單元302A到302D。接收單元302A到302D各自執(zhí)行各種類型的接收處理，如從RF波段到BB(基帶)的頻率變換(向下變換)，自動增益控制(AGC)、模擬到數(shù)字變換等，從而生成基帶信號。
來自接收單元302A到302D的基帶信號被發(fā)送到信道脈沖響應(yīng)估計單303A到303D和數(shù)字解調(diào)器304。這些單元303A到303D估計圖3中的無線發(fā)射設(shè)備和圖4的無線接收設(shè)備之間各自傳播路徑的脈沖響應(yīng)。下面，將詳細(xì)描述信道脈沖響應(yīng)估計單元303A到303D。數(shù)字解調(diào)器304根據(jù)單元303A到303D所提供的估計的信道脈沖響應(yīng)解調(diào)基帶信號，從而生成對應(yīng)于圖3中所示的發(fā)射數(shù)據(jù)201的接收數(shù)據(jù)305。
更具體地說，數(shù)字解調(diào)器304在其輸入部分具有一個信道脈沖響應(yīng)的均衡器。該均衡器執(zhí)行均衡處理，以基于估計的信道脈沖響應(yīng)校正在傳播路徑中失真的接收的信號。數(shù)字解調(diào)器304還在由時間同步確定的適當(dāng)時機(jī)解調(diào)均衡處理后的信號，從而再現(xiàn)數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在將介紹圖4中所示的接收單元302A到302D。圖5所示為接收單元302A配置的詳細(xì)情況。由于其他的接收單元302B到302D與單元302A具有同樣的配置，因此，將只介紹接收單元302A。由接收天線301A接收的RF接收信號由下變換器401進(jìn)行向下變換，成為一個基帶信號。此時，可以直接將RF信號變換為基帶信號，也可以先變換成中間頻率(IF)信號，再變換成基帶信號。
由下變換器401生成的基帶信號被發(fā)送到可變增益放大器402，在此對信號執(zhí)行AGC，即信號電平調(diào)整。從可變增益放大器402輸出的信號由A/D變換器403進(jìn)行采樣和量化。從A/D變換器403輸出的數(shù)字信號被發(fā)送到接收單元302外部以及增益控制器404。該增益控制器基于從A/D變換器403輸出的數(shù)字信號執(zhí)行增益計算，并控制可變增益放大器402的增益。進(jìn)行增益控制的特定操作將在下文中描述。
為接收包括具有圖1中所示格式的前置碼的無線分組而執(zhí)行的如圖4和圖5中所示的無線接收設(shè)備的操作，現(xiàn)對該操作說明如下。首先，無線接收設(shè)備接收從圖3的發(fā)射天線205A發(fā)射的前置碼序列101，然后使用對應(yīng)于該短前置碼序列101的基帶信號，執(zhí)行分組邊緣檢測、時間同步、自動頻率控制(AFC)和AGC。AFC也稱為頻率同步。分組邊緣檢測、時間同步和AFC可以使用公知的技術(shù)來執(zhí)行，在此不再贅述。下面，將只解釋AGC。
對應(yīng)于短前置碼序列101的基帶信號被可變增益放大器402根據(jù)預(yù)定初始增益值進(jìn)行放大。來自可變增益放大器402的信號輸出通過A/D變換器403輸入到增益控制器404。增益控制器404根據(jù)對應(yīng)于短前置碼序列101的、在A/D變換之后獲得的所接收信號的電平計算增益，并根據(jù)所計算的增益控制可變增益放大器402的增益。
假設(shè)對應(yīng)于短前置碼序列101的、在A/D變換之前獲得的基帶信號的電平是X。如果電平X高，輸入到A/D變換器403的基帶信號超過A/D變換器403的輸入動態(tài)范圍的上限。因此，從A/D變換器403輸出的信號(數(shù)字信號)達(dá)到飽和，并衰減信號接收的質(zhì)量。另一方面，如果電平X非常低，則從A/D變換器402輸出的信號(即通過A/D變換獲得的數(shù)字信號)會產(chǎn)生嚴(yán)重的量化誤差。因此，當(dāng)電平X非常高或非常低時，A/D變換器403無法執(zhí)行正確的變換，從而嚴(yán)重降低了信號接收的質(zhì)量。
為克服上述問題，增益控制器404控制可變增益放大器402的增益，使得對應(yīng)于短前置碼序列101的基帶信號的電平X被調(diào)整到目標(biāo)值Z。如果輸入基帶信號電平非常高使得將A/D變換器403的輸出限制到其上限電平，或者如果具有非常低的電平，則可變增益放大器402的增益由一個控制過程無法得到適當(dāng)?shù)目刂啤Ｔ谶@種情況下，增益控制重復(fù)地進(jìn)行。結(jié)果，輸入到A/D變換器403的基帶信號可以被調(diào)整到落A/D變換器403的輸入動態(tài)范圍內(nèi)的值。因此，使用對應(yīng)于短前置碼序列101的基帶信號來適當(dāng)?shù)乜刂瓶勺冊鲆娣糯笃?02的增益，從而執(zhí)行適當(dāng)?shù)腁/D變換以避免信號接收的質(zhì)量的降低。
在上述實(shí)施例中，使用從A/D變換器403輸出的數(shù)字信號測量可變增益放大器402的增益。當(dāng)然，可以使用在A/D變換之前獲得的模擬信號來執(zhí)行這種電平測量。此外，接收電平可以不用在BB基帶中測量，而是在IF頻帶或RF頻帶中測量。
無線接收設(shè)備接收從發(fā)射天線205A發(fā)射的第一長前置碼序列102，并執(zhí)行信道脈沖響應(yīng)估計，即，使用對應(yīng)于長前置碼序列102的基帶信號，估計無線發(fā)射設(shè)備到無線接收設(shè)備之間的傳播路徑的響應(yīng)(頻率變換函數(shù))。由于從發(fā)射天線205A發(fā)射的信號已經(jīng)進(jìn)行過前面所描述的AGC，當(dāng)執(zhí)行信道脈沖響應(yīng)估計時，輸入到A/D變換器403的電平得到適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。因此，關(guān)于從發(fā)射天線205A發(fā)射的信號，從A/D變換器403可以獲得高度精確的數(shù)字信號。利用所獲得的數(shù)字信號可以精確地執(zhí)行信道脈沖響應(yīng)估計。
無線接收設(shè)備接收從發(fā)射天線205A發(fā)射的第一信號字段103，并使用數(shù)字解調(diào)器304和上述信道估計結(jié)果，來解調(diào)制對應(yīng)于第一信號字段103的基帶信號。如圖1中所示，第一信號字段103包含速率部分131，表明在前置碼數(shù)據(jù)后面跟著的數(shù)據(jù)信號的MCS，以及一個分組長度部分133，表明無線分組的長度。在從第一信號字段103的分組長度部分133識別出的無線分組區(qū)中，無線接收設(shè)備使數(shù)字解調(diào)器304繼續(xù)解碼處理。
參考圖6，下面將詳細(xì)說明圖4中所示的數(shù)字解調(diào)器304。數(shù)字解調(diào)器304從圖4中所示的接收單元302A到302D接收信號500。數(shù)字解調(diào)器304包含一個快速傅立葉變換(FFT)單元501，符號定時控制器502，解除映射單元503，誤差糾正單元504，信號解碼器505以及AGC啟動控制器506。
符號定時控制器502使用輸入短前置碼序列101、長前置碼序列102等，執(zhí)行包括在定時同步中的符號同步。具體而言，識別圖1中所示的無線分組中每個符號的末端。由于使用公知的方法來執(zhí)行符號同步，因此無須給出該方法的詳細(xì)說明。
FFT單元501根據(jù)符號定時控制器502所識別的定時對輸入信號500執(zhí)行FFT，從而使用第一長前置碼序列102執(zhí)行信道響應(yīng)估計。傳播路徑估計也是一種公知的技術(shù)，因此將不再給出詳細(xì)說明。
此后，F(xiàn)FT單元501與第一信號字段103同步地對輸入信號500執(zhí)行FFT。FFT單元501的輸出在由解除映射單元503變換為二進(jìn)制值序列之后，被輸入到誤差糾正單元504。誤差糾正單元504的輸出作為接收的數(shù)據(jù)305從數(shù)字解調(diào)器304輸出到信號解碼器505。作為一種替代方式，解除映射單元503可以直接輸入到信號解碼器505，而不使用誤差糾正單元。
信號解碼器505用于對第一信號字段103解碼。當(dāng)信號解碼器505解碼第一信號字段103中的保留位132并檢測到其當(dāng)前值，例如是“1”時，它識別出不久將要接收AGC前置碼105A到105D，并將這一信息通知AGC啟動控制器，即接收AGC前置碼的在先通知。接收到在先通知時，AGC啟動控制器向圖5中所示的增益控制器404提供AGC啟動命令，從而使得增益控制器404開始增益控制。
在從發(fā)射天線205A接收第二信號字段104之后，無線接收設(shè)備從發(fā)射天線205A到205D接收AGC前置碼105A到105D。從目前為止已經(jīng)發(fā)射了在先信號的發(fā)射天線205A，以及從尚未發(fā)射任何信號的發(fā)射天線205B到205C發(fā)射AGC前置碼105A到105D。因此，AGC前置碼105A到105D是用不同的接收信號電平接收的，這一點(diǎn)不同于發(fā)射天線205A用幾乎相同的接收信號電平發(fā)射信號(第一短前置碼序列101、第二長前置碼序列102、第一信號103和第二信號104)。
此時，AGC啟動控制器506已經(jīng)得到了由信號解碼器505發(fā)出的接收AGC前置碼105A到105D的在先通知。因此，當(dāng)AGC前置碼通過圖5中的A/D變換器403時，它根據(jù)來自符號定時控制器502的符號定時信息，向接收單元302A到302D提供其他AGC啟動命令。在接收到AGC啟動命令時，接收單元302A到302D使用AGC前置碼105A到105D再次執(zhí)行AGC。因此，從發(fā)射天線205A到205D提供的信號，即通過MIMO信道發(fā)射的信號，可以得到正確的調(diào)整，并輸入到相應(yīng)的A/D變換器403。
在解碼第二信號字段104之后可以發(fā)出第二AGC啟動命令。在本實(shí)施例中，第二AGC啟動命令是在解碼第一信號字段103的保留位132之后發(fā)出的。這使得在響應(yīng)AGC啟動信號而實(shí)際啟動AGC之前，可以保證足夠長的時間。具體而言，可以給出解碼第二信號字段104所需的時間富余量。因此，與AGC啟動命令在解碼第二信號字段104之后輸出的情況相比，解碼速度可以降低，從而可以提供更廉價的LSI。此外，由于使用AGC前置碼105A到105D的AGC可以執(zhí)行的時間比在解碼第二信號字段104之后輸出AGC啟動命令的情況要長，在使用正確的AGC值進(jìn)行控制的條件下，可以接收高質(zhì)量的信號。換句話說，使用對應(yīng)于AGC前置碼105A到105D的基帶信號經(jīng)過如圖4中所示的變換之后所獲得的信號電平，可以再次執(zhí)行可變增益放大器402的增益控制。
在Jan Boer所提出的前置碼中，根據(jù)前面的描述，只使用從單個發(fā)射天線發(fā)射的短前置碼序列(遺留短前置碼)來執(zhí)行AGC。AGC執(zhí)行時使用的是發(fā)射短前置碼序列的天線發(fā)射信號所用的接收電平。當(dāng)無線接收設(shè)備接收從其他三個天線發(fā)射的信號時，該設(shè)備使用所獲得的增益再次執(zhí)行增益控制。
圖7說明了當(dāng)利用Jan Boer所提出的前置碼時，短前置碼和數(shù)據(jù)的接收功率的分布。信道處于具有50納秒(一個數(shù)據(jù)信號的持續(xù)時間是4微秒)的延遲擴(kuò)展的多路徑環(huán)境。從這一數(shù)字可以看出，短前置碼(遺留短前置碼)的接收電平與數(shù)據(jù)的接收電平之間的比值變化非常大。
在例如圖7中的區(qū)域A中，用高的接收電平接收短前置碼，而數(shù)據(jù)的接收電平低。因此，如果根據(jù)短前置碼的接收功率來調(diào)整AGC，數(shù)據(jù)的接收功率低于短前置碼的接收功率，導(dǎo)致A/D變換器403中的量化誤差。在圖7中的區(qū)域B中，用低接收電平接收短前置碼，而數(shù)據(jù)的接收電平高。因此，如果根據(jù)短前置碼的接收功率來調(diào)整AGC，當(dāng)數(shù)據(jù)輸入時，A/D變換器的輸出就飽和。因此，應(yīng)該理解，在常規(guī)方案中，數(shù)據(jù)與短前置碼的接收功率比不是恒定的；由于A/D變換器的輸出中的量化誤差或飽和，接收特征會降低。
另一方面，在本實(shí)施例中，所有發(fā)射數(shù)據(jù)信號的天線205A到205D都分別發(fā)射AGC前置碼105A到105D。圖8顯示了根據(jù)本實(shí)施例，短前置碼和數(shù)據(jù)的接收功率的分布。信道環(huán)境與圖7中的情形相同。
如圖8中所示，AGC前置碼的接收功率與數(shù)據(jù)110A到110D基本成正比。這表明A/D變換器的輸入電平進(jìn)行了調(diào)整，從而使接收精度與圖7相比顯著提高。
本領(lǐng)域技術(shù)人員會自然地想到本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和修改。因此，本發(fā)明從更廣泛的方面來看，并不局限于圖中所示和本說明書所描述的特定細(xì)節(jié)和代表性實(shí)施例。因此，只要不背離本發(fā)明原理所體現(xiàn)的實(shí)質(zhì)和范圍，可以進(jìn)行各種修改，而不超出本發(fā)明權(quán)利要求書中所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種無線發(fā)射設(shè)備，用于與無線接收設(shè)備之間進(jìn)行無線分組的通信，包括多個天線；以及一個信號發(fā)生器，所述信號發(fā)生器被配置為為正在發(fā)射的無線分組產(chǎn)生信號，所述無線分組包括用于在無線接收設(shè)備上進(jìn)行的第一自動增益控制(第一AGC)的短前置碼序列，用于估計無線發(fā)射設(shè)備和無線接收設(shè)備之間的信道脈沖響應(yīng)的第一長前置碼序列，用于傳送關(guān)于無線分組的長度的信息的信號字段，用于第二自動增益控制(第二AGC)并通過所述多個天線并行發(fā)射的AGC前置碼序列，所述第二自動增益控制在第一自動增益控制之后在接收設(shè)備上執(zhí)行，用于估計無線發(fā)射設(shè)備和無線接收設(shè)備之間的信道脈沖響應(yīng)的第二長前置碼序列，以及用于傳送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)字段，其中，所述第一信號字段至少包括下列之一(a)用于通知AGC前置碼的發(fā)射的信息，(b)用于通知第二信號字段、AGC前置碼和數(shù)據(jù)的發(fā)射的信息，以及(c)用于通知使用多個天線發(fā)射AGC前置碼和數(shù)據(jù)的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的無線發(fā)射設(shè)備，其中所述信號字段包括指示短前置碼序列和第一長前置碼序列符合IEEE802.11a的信號字段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)射設(shè)備，其中，所述信號字段包括符合IEEE802.11a的第一信號字段；以及指示AGC前置碼序列和第二長前置碼序列符合除IEEE802.11a之外的標(biāo)準(zhǔn)的第二信號字段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的無線發(fā)射設(shè)備，其中無線分組還包括要在發(fā)射AGC前置碼之后和發(fā)射數(shù)據(jù)之前，使用多個天線中的至少一個發(fā)射的第二長前置碼序列。
5.一種無線接收設(shè)備，包括接收單元，被配置為接收無線分組以產(chǎn)生接收的信號，所述分組包括從多個天線中的至少一個按順序發(fā)射的短前置碼序列，第一長前置碼序列，第一信號字段，以及第二信號字段，所述信號還包括在發(fā)射第二信號字段之后，通過多個天線并行發(fā)射的多個AGC前置碼和數(shù)據(jù)信號；放大所接收的信號的可變增益放大器；以及增益控制器，在接收到包括在所述第一信號字段中的信息時，使用AGC前置碼控制可變增益放大器的增益。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的無線接收設(shè)備，其中所述信息用于通知發(fā)射AGC前置碼。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的無線接收設(shè)備，其中所述信息用于通知發(fā)射第二信號字段、AGC前置碼和數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的無線接收設(shè)備，其中所述信息用于通知使用多個天線發(fā)射AGC前置碼和數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的無線接收設(shè)備，進(jìn)一步包括一個模擬到數(shù)字變換器，該變換器將從可變增益放大器的信號輸出變換為數(shù)字信號。
10.一種無線接收設(shè)備，包括接收單元，被配置為接收無線分組以產(chǎn)生接收的信號，所述分組包括從多個天線中的至少一個按順序發(fā)射的短前置碼序列，第一長前置碼序列，第一信號字段以及第二信號字段，所述信號還包括在發(fā)射第二信號字段之后，通過多個天線并行發(fā)射的多個AGC前置碼和數(shù)據(jù)信號；放大所接收的信號的可變增益放大器；增益控制器，使用AGC前置碼控制可變增益放大器的增益；以及啟動控制器，響應(yīng)于接收到所述第一信號字段，控制所述增益控制器啟動其增益控制操作。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的無線接收設(shè)備，其中所述第一信號字段用于通知發(fā)射AGC前置碼。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的無線接收設(shè)備，其中所述第一信號字段用于通知發(fā)射第二信號字段、AGC前置碼和數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的無線接收設(shè)備，其中所述第一信號字段用于通知使用多個天線發(fā)射AGC前置碼和數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的無線接收設(shè)備，進(jìn)一步包括一個模擬到數(shù)字變換器，該變換器將可變增益放大器的信號輸出變換為數(shù)字信號。
全文摘要
一種無線發(fā)射設(shè)備，用于與無線接收設(shè)備之間進(jìn)行無線分組的通信，包括多個天線；以及一個信號發(fā)生器，所述信號發(fā)生器被配置為為正在發(fā)射的無線分組產(chǎn)生信號，所述無線分組包括短前置碼序列，第一長前置碼序列，信號字段，AGC前置碼序列，通過多個天線并行發(fā)射；第二長前置碼序列，以及傳送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)字段，其中，所述第一信號字段至少包括下列之一(a)用于通知AGC前置碼的發(fā)射的信息，(b)用于通知第二信號字段、AGC前置碼和數(shù)據(jù)的發(fā)射的信息，以及(c)用于通知使用多個天線發(fā)射AGC前置碼和數(shù)據(jù)的信息。
文檔編號H04B7/04GK1677977SQ200510062840
公開日2005年10月5日 申請日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者青木亞秀 申請人:株式會社東芝