專利名稱：無線通信裝置和無線通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用OFDM (正交頻分多路復(fù)用)調(diào)制方案和進行在寬帶上擴 展發(fā)送信號的冊B (超寬帶)通信的無線通信裝置和無線通信方法，尤其涉 及進行在頻域和時域上擴展的發(fā)送數(shù)據(jù)的接收處理的基于MB-OFDM (寬帶正 交頻分多路復(fù)用)無線通信裝置和無線通信方法。
背景技術(shù)：
最近，允許利用叫做"超寬帶(UWB)通信，，的極寬頻帶，以高于或等于 100 Mbp的速度進行高速發(fā)送的無線通信方案已經(jīng)引起人們注意。例如，在 美國，F(xiàn)CC (聯(lián)邦通信委員會)指定了用于UWB的譜掩碼，和在室內(nèi)環(huán)境下， 可以在3. 1 GHz到10. 6 GHz的頻帶上進行UWB發(fā)送。盡管由于其發(fā)送功率， 無線通信方案是為近場應(yīng)用設(shè)計的，但UWB通信允許高速無線發(fā)送。因此， 可以采用通信范圍為大約10 m的PAN (個人區(qū)域網(wǎng))，和作為實現(xiàn)近場超高 速通信的無線通信系統(tǒng)，預(yù)期冊B通信將付諸實施。
例如，在IEEE 802. 15. 3標準體系下，已經(jīng)開發(fā)出分組結(jié)構(gòu)包括前置碼 的數(shù)據(jù)發(fā)送方案，作為用于UWB通信的訪問控制方案。在這種體系下，DS(直 接擴展)信息信號的擴展速度已經(jīng)增大到最大極限的DSSS(直接序列擴展譜) -UWB方案、和應(yīng)用OFDM調(diào)制方案的OFDM-冊B方案被定義成冊B發(fā)送方案， 并且正在進行各種方案的試驗。按照OFDM (正交頻分多^各復(fù)用)發(fā)送，可以 避免無線電信號的相變引起的發(fā)送質(zhì)量下降，并且可以實現(xiàn)高速高質(zhì)無線發(fā) 送。
對于后一種的OFDM—UWB方案，已經(jīng)考查了將FCC指定的3. 1 GHz到10.6 GHz的頻帶劃分成每一個具有528 MHz的帶寬的多個子頻帶，和在子頻帶之 間進行跳頻(FH )的多頻帶方案(下文稱為"MB-OFDM方案")。按照FH方案， 通信可能因來自其它系統(tǒng)的影響而失敗，但由于頻率不斷變化，通信基本上 不會中斷。也就是說，可以與其它系統(tǒng)共存，并且可以達到高抗相變性和易 縮》文性。
此外，作為另一種UWB應(yīng)用，已經(jīng)考查了已經(jīng)廣泛用作個人計算機的通 用接口的USB (通用串行總線)的無線形式，即，"無線USB"。由于UWB是近 場大容量無線通信方案，可以在像包括存儲設(shè)備的超高速近場DAN (設(shè)備區(qū) 域網(wǎng))那樣的超短程區(qū)域中實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)發(fā)送。例如，可以在短程內(nèi)無線連 接像數(shù)字攝像機或音樂播放器那樣的移動數(shù)字設(shè)備、和電視機或個人計算機， 以便在短時間內(nèi)高速傳送^i^動圖像或CD (激光唱盤)的音樂數(shù)據(jù)那樣的大 容量數(shù)據(jù)。無線USB將MB-OFDM方案用作通信方案(Phy層和MAC層)。
當前，對于MB-OFDM方案，在IEEE 802.15.3 TG 3a下討論的內(nèi)容基本 上直接對應(yīng)于ECMA (歐洲計算機制造商協(xié)會)標準，和在ECMA-368 (參見， 例如，非專利文件1 )中描述了 UWB通信系統(tǒng)中的Phy層和MAC層的標準頭見 范。
按照這種標準規(guī)范，MB-OFDM通信系統(tǒng)應(yīng)用在頻域和時域上擴展發(fā)送數(shù) 據(jù)的通信方案。如本文使用的術(shù)語"擴展"指的是在頻域和時域上利用多個 擴展位置(下文也稱為"塊")進行相同數(shù)據(jù)的發(fā)送數(shù)次。在IFDM發(fā)送中， 沿著頻域和時域方向的二維擴展將按照線路狀態(tài)優(yōu)化擴展因子，導(dǎo)致最佳性 能(參見，例如，專利文件l)。此外，在接收方，疊加數(shù)次接收的相同數(shù)據(jù) 使SNR (信噪比)得到改善。


圖12例示了基于這樣擴展方案的數(shù)據(jù)通信的機制。在頻域上提供了具有 中心頻率F1、 F2、和F3的三個子頻帶(頻道)，和對于每個OFDM碼元，以 循環(huán)方式在這些子頻帶之間進行跳頻。并且，當在時域上觀看時，以預(yù)定發(fā) 送定時T1， T2， T3，...發(fā)送OFDM信號。
將一個OFDM碼元在它的中心頻率上劃分成兩個塊，和利用前一半和后一 半的塊發(fā)送相同數(shù)據(jù)。例如，在時刻Tl，在具有中心頻率Fl的子頻帶上發(fā) 送的0FDM碼元前一半和后一半的部分承載的A1和A2代表相同數(shù)據(jù)，即，婆史 據(jù)A。進一步利用兩個相繼OFDM碼元發(fā)送相同數(shù)據(jù)。因此，在時刻T2，在具 有中心頻率F2的子頻帶上發(fā)送的OFDM碼元前一半和后一半的塊承載的A3和 A4代表與Al相同的數(shù)據(jù)A。利用一個OFDM碼元前一半和后一半的部分發(fā)送 數(shù)據(jù)A兩次意味著在頻域上，在不同擴展位置上發(fā)送相同數(shù)據(jù)數(shù)次，因此， 對應(yīng)于"頻域擴展(FDS)"。并且，在兩個相繼OFDM碼元上發(fā)送數(shù)據(jù)A意味 著在時域上，在不同擴展位置上發(fā)送相同數(shù)據(jù)數(shù)次，因此，對應(yīng)于"時域擴 展(TDS)"。這同樣適用于其它塊B1到B4和C1到C4。
同時，在存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換通信系統(tǒng)中， 一般采用將發(fā)送數(shù)據(jù)組裝成叫做分 組的發(fā)送單元，然后在通信站之間發(fā)送和接收它的分組通信。 一個分組基本
上由前置碼、作為Phy首標的PLCP (物理層會聚協(xié)議)首標、和作為Phy有 效負載的PSDU (物理層服務(wù)數(shù)據(jù)單元)組成。前置碼由找出分組或獲取同步 定時的已知訓(xùn)練序列形成。圖13示出了一個分組(Phy幀)的示范性格式。 如圖所示，PLCP首標包括像MAC首標和Phy首標那樣的重要信息。
按照ECMA標準規(guī)范，指定了像53. 5 Mbps、 80 Mbps、 106.7 Mbps、 160 Mbps、 200 Mbps、 320 Mbps、 400 Mbps、和480 Mbps那樣的多個數(shù)據(jù)速率， 和擴展要發(fā)送的數(shù)據(jù)的次數(shù)被指定成，對于53. 5Mbps到80Mbps, 4次；對 于106. 7 Mbps到200 Mbps, 2次；和對于320 Mbps到480 Mbps, 1次。按 照通信狀態(tài)等，與擴展數(shù)據(jù)的次數(shù)一起，自適應(yīng)地設(shè)置數(shù)據(jù)速率、編碼率、 和調(diào)制方案的鏈路自適應(yīng)是可能的。但是，規(guī)定以與通信環(huán)境無關(guān)的最低數(shù) 據(jù)速率(53.5 Mbps)遞送描述分組發(fā)送的重要信息的PLCP首標部分，并且 還規(guī)定在頻域和時域上擴展要發(fā)送的數(shù)據(jù)，以便改善SNR。
<formula>formula see original document page 7</formula>
如果即使通信環(huán)境好，也進行頻域擴展和時域擴展以改善SNR,則使通 信特性得到極大改善，這本身沒有什么問題。但是，在接收器方進行擴展信 號的接收和解擴處理將帶來進一步的問題，因為功耗不必要地增大了 。
此外，在無線USB中，也規(guī)定以與通信環(huán)境無關(guān)的低數(shù)據(jù)速率發(fā)送和接 收叫做薩C (微觀調(diào)度管理命令)的控制分組的有效負載部分，和在頻域和
時域上擴展數(shù)據(jù)，以便改善存在與如上所述類似的問題的SNR。 專利文件l:日本待審專利申請公布:第2002-190788號; 非專利文 <牛1 : http:〃www.ecma-international.org/publication/
standards/Ecma-368.htm

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
本發(fā)明的一個目的是提供可以有效地進行在頻域和時域上擴展的發(fā)送it 據(jù)的接收處理的優(yōu)良基于MB-0FDM無線通信裝置和無線通信方法。
本發(fā)明的進一步目的是提供與MB-OFDM通信中Phy幀的PLCP首標部分或 無線USB中固C的有效負載部分一樣，可以以降低的功耗，對通過在頻域和 時域上進行擴展處理，以與通信環(huán)境無關(guān)的低數(shù)據(jù)速率發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)有 效地進行接收處理的優(yōu)良無線通信裝置和無線通信方法。
技術(shù)解決方案
本發(fā)明就是在考慮了前面的問題之后作出的，和本發(fā)明提供了進行在頻 域或時域上將要發(fā)送的數(shù)據(jù)擴展成多個塊的發(fā)送信號的接收處理的無線通信 裝置，其特征在于包括進行擴展信號的接收處理的接收處理單元；進行接收 信號的信道估計和SNR估計的信道估計和SNR估計單元；進行接收信號的解 擴的解擴單元；進行已經(jīng)通過解擴單元的接收信號的解碼處理的解碼單元； 和根據(jù)信道估計和SNR估計結(jié)果，控制解擴單元和接收處理單元的控制單元。
人們期望使用極寬頻帶的UWB通信成為實現(xiàn)近場超高速發(fā)送的無線通信 系統(tǒng)，并且正在將它標準化。例如，在OFDM-UWB通信系統(tǒng)中，已經(jīng)應(yīng)用了在 頻域和時域上利用多個位置發(fā)送相同數(shù)據(jù)數(shù)次的擴展數(shù)據(jù)通信方案。按照這 樣的數(shù)據(jù)發(fā)送方案，在接收方，疊加接收的擴展信號使SNR得到改善。
但是，如果即使在好的通信環(huán)境下也進行頻域擴展和時域擴展，在接收 器方進行擴展信號的接收處理數(shù)次在改善SNR方面沒有什么問題；但是，盡 管使通信特性得到極大改善，這本身沒有什么問題，但使功耗不必要地增大， 這可能會引起問題。
例如，規(guī)定讓MB-0FDM通信中Phy幀的PLCP首標部分或無線USB中廳C 的有效負載部分經(jīng)受與通信環(huán)境無關(guān)的頻域擴展和時域擴展。在好的通信環(huán) 境下，盡管可以同時對數(shù)據(jù)進行接收處理，但接收器需要對那些擴展信號進
行解擴處理，導(dǎo)致功耗不必要增大。
另一方面，按照本發(fā)明的無線通信裝置被配置成，當進行MB-OFDM信號 的接收處理時，利用分組的前置碼部分，根據(jù)信道估計值和SNR估計值選擇 允許/禁止頻域上的解擴和時域上的解擴。也就是說，當估計的SNR值超過某 個值時，啟動禁止解擴的塊選擇處理流程。因此，通過終止不必要解擴處理， 可以降低功耗。
如圖12所示，在在由頻域和時域決定的二維空間上，利用多個塊發(fā)送相 同數(shù)據(jù)數(shù)次的情況下，由于使用了不同頻帶，各個塊遭受不同的相變影響。 于是，作為塊選擇方法，從擴展相同數(shù)據(jù)的多個塊當中選^^特性好的一個或 兩個塊。然后，在除了一個或多個所選塊的時區(qū)之外的時區(qū)中不進行解擴處 理，并且終止相應(yīng)電路的操作。因此，可以實現(xiàn)功耗的降低。
當接收到擴展信號時，首先，控制單元根據(jù)SNR估計結(jié)果，確定是否有 必要利用解擴單元進行接收信號的解擴處理。當SNR低于預(yù)定值時，為了實 現(xiàn)SNR的改善，確定有必要對已經(jīng)在頻域和時域上二維擴展的所有塊進行解 擴處理，并且激活解擴單元。另一方面，當SNR超過預(yù)定值時，確定沒有必 要對所有塊進行解擴處理，而且，啟動根據(jù)每個塊的信道估計結(jié)果選擇進行 解碼處理或解擴處理的塊的塊選擇流程。
在這種塊選擇中，控制單元辨別在擴展相同數(shù)據(jù)的多個塊當中是否存在 具有指示可以不解擴地進行解碼處理的信道估計結(jié)果的塊。例如，對于FFT 輸出OFDM碼元的每個塊，根據(jù)信道估計結(jié)果是否指示超過第一閾值的子載波 的數(shù)量(或比率)大于等于預(yù)定值，可以確定是否可以不解擴地進行解碼處 理。然后，如果存在具有好信道估計結(jié)果的塊，終止解擴單元中的解擴處理， 只讓這個塊經(jīng)受解碼單元中的解碼處理。只對一個塊進行解碼處理意味著在 頻域和時域兩者上的解擴處理都終止了 。
并且，如果在接收的擴展信號中不存在可以不解擴地進行解碼處理的塊， 控制單元隨后辨別是否存在具有指示可以與一些其它塊一起，通過進行解擴 來進行解碼處理的信道估計值的塊。然后， 一旦能夠確認存在這樣一些塊， 只對那些塊進行解擴處理，并且進行解碼單元中的解碼處理。對于未使用的 塊，終止相應(yīng)電路。因此，可以實現(xiàn)功耗的降低。
例如，如果存在具有指示不包括超過第一閾值的子載波，但超過低于第 一閾值的第二閾值的子載波的數(shù)量(或比率)大于等于預(yù)定值的信道估計結(jié)
果的塊，可以確定通過只讓那些塊經(jīng)受解擴處理就可以進行解碼處理，以實
現(xiàn)SNR的改善。
而且，對于通過塊選擇已經(jīng)終止了解擴處理的塊，按照本發(fā)明的無線通 信裝置還終止RF模擬處理單元或AD轉(zhuǎn)換器或像FFT或信道校正電路那樣的 數(shù)字處理電路部分的操作。因此，可以進一步提高低功耗的效果。例如，對 于不進行解碼處理的0FDM碼元，可以終止FFT或信道校正電路的才喿作。此外， 對于OF顧碼元內(nèi)不進行解碼處理或解擴處理的塊部，也可以終止信道校正電 路。
例如，在終止解擴處理和只對一個塊進行解碼處理的情況下，對于未解 碼的OFDM碼元部分，可以終止FFT和信道校正電路。此外，對于0FDM碼元 內(nèi)未解碼的塊，也可以終止信道4交正電路。
而且，當利用如上所述的塊選擇，只解擴和解碼擴展相同數(shù)據(jù)的多個塊 的一些時，控制單元優(yōu)先進行頻域上的解擴處理。因此，對于不進行解擴的 時域上的擴展信號，可以有效地終止FFT，并且可以提高低功耗效果。
如圖12所示，在一個OFDM碼元由多個塊組成，和通過利用0FDM碼元內(nèi) 的所有塊發(fā)送相同數(shù)據(jù)，進行頻域上的擴展，同時通過利用兩個或更多個相 繼OFDM碼元發(fā)送相同數(shù)據(jù)，進行時域上的擴展的通信方案中，首先，控制單 元辨別FFT輸出OFDM碼元內(nèi)的每個塊是否具有指示可以與一些其它塊一起， 通過進行解擴來進行解碼處理的信道估計結(jié)果，即，是否可以只在OFDM碼元 內(nèi)通過進行解擴處理來進行解碼處理。然后，如果可以只在OFDM碼元內(nèi)通過 進行解擴處理來進行解碼處理，對OFDM碼元內(nèi)的塊進行解擴處理，然后，進 行解碼單元中的解碼處理。這對應(yīng)于允許頻域上的解擴，同時禁止時域上的
解擴的塊選擇操作。在這樣的情況下，控制單元針對不進行解擴處理的OFDM 碼元，終止FFT和信道校正電路的操作，并且可以獲得更高低功耗效果。
另一方面，在一個OFDM碼元內(nèi)的塊不足以收集好信道估計結(jié)果和確定不 可以進行解碼處理的情況下，由于SNR改善得不夠，即使進行解擴處理，控 制單元也要在經(jīng)過時域上的擴展的兩個或更多個OFDM碼元上搜索具有指示 可以與一些其它塊一起，通過進行解擴來進行解碼處理的信道估計結(jié)果的塊。 然后，在那些OFDM碼元之間收集滿足這樣信道估計結(jié)果的一些塊，和進行解 擴處理以改善SNR。然后，進行解碼單元中的解碼處理。這對應(yīng)于禁止頻域 上的解擴，同時允許時域上的解擴的塊選擇操作。在這種情況下，必須從相
應(yīng)OFDM碼元中提取要用于解擴的塊。因此，不能終止FFT。但是，對于不進 行解擴處理的塊，可以終止信道校正電路的操作。 有益效果
按照本發(fā)明，可以提供可以有效地進行在頻域和時域上擴展的發(fā)送數(shù)據(jù) 的接收處理的優(yōu)良基于MB-OFDM無線通信裝置和無線通信方法。
而且，按照本發(fā)明，可以提供可以按照通信環(huán)境有效地進行擴展信號的 解擴或其它接收處理的優(yōu)良基于MB-0FDM無線通信裝置和無線通信方法。
按照本發(fā)明的無線通信裝置在接收到通過在頻域和時域上進行擴展處 理，以與通信環(huán)境無關(guān)的低數(shù)據(jù)速率發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)時，與MB-0FDM通信 中Phy幀的PLCP首標部分或無線USB中醒C的有效負載部分一樣，按照通信 環(huán)境進行擴展信號的解擴處理或其它信號處理的允許/禁止切換，從而可以實 現(xiàn)使功耗降低的有效接收處理。
通過參照附圖對本發(fā)明的示范性實施例進行更詳細描述，本發(fā)明的其它 目的、特征、或優(yōu)點將變得顯而易見。
附圖簡述
圖1是示意性地示出按照本發(fā)明實施例的MB-OFDM接收器的硬件配置的 圖形；
圖2是示出解擴電路18的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖形；
圖3是示意性地示出包括允許/禁止切換單元17和解擴電路18的組合的 塊選擇等效電路的圖形；
圖4是示出在如圖1所示的接收器中執(zhí)行的擴展信號的接收處理過程的 流程圖5是示出塊選擇處理的特定過程的流程圖6是示出發(fā)送數(shù)據(jù)A的0FDM碼元Fl和F2的信道估計結(jié)果的例子的圖
形；
圖7是示出在如圖6所示的信道估計結(jié)果的情況下使能控制電路21的操 作例子的圖形； .
圖8是示出發(fā)送數(shù)據(jù)A的0FDM碼元Fl和F2的信道估計結(jié)果的例子的圖
形；
圖9是示出在如圖8所示的信道估計結(jié)果的情況下使能控制電路21的操
作例子的圖形；
圖10是示出發(fā)送數(shù)據(jù)A的OFDM碼元Fl和F2的信道估計結(jié)果的例子的 圖形；
圖ll是示出在如圖10所示的信道估計結(jié)果的情況下使能控制電路21的 操作例子的圖形；
圖12是示出利用擴展方案在由頻域方向和時域方向決定的二維空間上 布置要發(fā)送的數(shù)據(jù)的方式的圖形；和
圖13是示出分組(Phy幀)的格式的圖形。 標號說明
11 天線；12 RF處理單元；13 AD轉(zhuǎn)換器；14 FFT; 15 信道估計 和SNR估計單元；16 信道校正電路；18 解擴電路；19 去交織器；20 解 碼器；21使能控制電路
實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式
本發(fā)明涉及進行應(yīng)用OFDM調(diào)制方案的UWB通信的無線通信裝置，尤其涉 及將FCC指定的3. 1 GHz到10. 6 GHz的頻帶劃分成每一個具有528 MHz的帶 寬的多個子頻帶，和在子頻帶之間進行跳頻(FH)的基于MB-OFDM通信裝置。 下面參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。
圖1示意性地示出了按照本發(fā)明實施例的MB-OFDM接收器的硬件配置。 如圖12所示，假設(shè)接收器接收的信號已經(jīng)經(jīng)過頻域和時域上發(fā)送數(shù)據(jù)的擴展 處理。
在RF處理單元12中，由天線11接收的RF信號經(jīng)過利用混合器(未示 出)的頻率合成處理，然后降頻轉(zhuǎn)換成模擬基帶信號。并且，利用帶通濾波 器(BPF)(未示出)除去除了所希望信號之外的不想要成分，和通過可變增 益放大器(VGA)(未示出)放大其余部分。然后，AD轉(zhuǎn)換器13以預(yù)定取樣 率對基帶信號進行AD轉(zhuǎn)換。FFT 14將付里葉變換應(yīng)用于經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換之后的 數(shù)字基帶信號，生成排列在頻率范圍內(nèi)的子載波。
信道估計和SNR估計單元15將經(jīng)過FFT之后的前置碼接收信號乘以已知 訓(xùn)練序列，進行信道估計和SNR估計。信道估計和SNR估計方法本身與本發(fā) 明的要點無直接關(guān)系，因此省略對它的詳細描述。
在信道校正電路16中，進行像均衡處理、相位跟蹤、和殘余頻率偏差校
正那樣的信道校正處理。信道校正方法本身與本發(fā)明的要點無直接關(guān)系，因 此省略對它的詳細描述。
解擴電路18使在頻域和時域上擴展的接收信號經(jīng)受頻域和時域上的解 擴處理。圖2示意性地示出了解擴電路18的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。倘若給出與如圖12 所示的發(fā)送數(shù)據(jù)A有關(guān)的描述，組合數(shù)據(jù)塊Al和A2和組合數(shù)據(jù)塊A3和A4, 其中，數(shù)據(jù)塊A1和A2已經(jīng)擴展在頻域上(或在一個碼元內(nèi)發(fā)送)，和數(shù)據(jù)塊 A3和A4也已經(jīng)擴展在頻域上(或在一個碼元內(nèi)發(fā)送)。并且，進行頻域上的 解擴處理。隨后，組合已經(jīng)擴展在時域上(或在兩個相繼碼元上發(fā)送)的數(shù) 據(jù)塊Ul + A2)和(A3 + A4)。因此，進行時域上的解擴處理。
去交織器19進行與在發(fā)送器方(未示出)進行的交織有關(guān)的去交織處理。 然后，解碼器20解調(diào)各自子載波的相位和振幅，并且還將來自相空間上的信 號點的各自子載波解碼成原始信號序列。解碼器20將獲得的數(shù)據(jù)傳遞給上層 (未示出)。
例如，規(guī)定讓MB-OFDM通信中Phy幀的PLCP首標部分或無線USB中醒C 的有效負載部分經(jīng)受與通信環(huán)境無關(guān)的頻域擴展和時域擴展。在好的通信環(huán) 境下，盡管可以同時對數(shù)據(jù)進行接收處理，但接收器需要進行擴展信號的接 收和解擴處理，導(dǎo)致功耗不必要增大(如上所述)。
另一方面，在按照本發(fā)明的接收器中，將使能控制電路21配置成接收在 信道估計和SNR估計單元15中獲得的估計結(jié)果作為使能控制信息，以便選擇 允許/禁止頻域上的解擴和時域上的解擴。也就是說，當估計的SNR值超過某 個值時，啟動禁止解擴的塊選擇處理流程，并且將允許/禁止切換信號輸出到 允許/禁止切換單元17。通過終止不必要解擴處理，可以降低功耗。
雖然圖2示出了解擴電路18的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但圖3示意性地示出了包括允 許/禁止切換單元17和解擴電路18的組合的塊選擇等效電路。下文將給出與 如圖12所示的發(fā)送數(shù)據(jù)有關(guān)的描述。
當?shù)谝贿x擇單元禁止頻域上的解擴時，從每個OFDM碼元只輸出前一半和 后 一半接收數(shù)據(jù)塊的所選那 一個。
并且，當?shù)诙x擇單元禁止時域上的解擴時，只輸出OFDM碼元的所選數(shù) 據(jù)塊(或OF畫碼元內(nèi)擴展在頻域上的數(shù)據(jù)塊)。
>接照這種配置，可以獨立地控制允許/禁止頻域上的解擴處理的操作和允 許/禁止時域上的解擴處理的操作。
使能控制電路21進一步含有啟動和終止RF處理單元12、 AD轉(zhuǎn)換器13、 FFT14、和信道校正電路16每一個的電路操作的使能信號。然后，依照如上 所述的塊選擇處理，對于解擴處理已經(jīng)終止的數(shù)據(jù)塊，也終止像RF處理單元 12、 AD轉(zhuǎn)換器13、 FFT 14、或信道校正電路16那樣的數(shù)字處理電路部分的 操作。因此，可以進一步提高低功耗的效果。
圖4以流程圖的形式示出了在如圖1所示的接收器中執(zhí)行的、進行擴展 信號的接收處理的過程。
信道估計和SNR估計單元15利用FFT對劃分成頻率范圍的子載波的OFDM 碼元進行信道估計和SNR估計(步驟Sl )。使能控制電路21根據(jù)SNR估計結(jié) 果檢驗解擴處理的必要性(步驟S2 )。
如果SNR低于預(yù)定值.(在步驟S2中，否定)，為了實現(xiàn)SNR的改善，確 定有必要對已經(jīng)在頻域和時域上二維擴展的所有塊進行解擴處理，并且接通 解擴電路18 (步驟S6)。
另一方面，當SNR超過預(yù)定值時(在步驟S2中，肯定)，可以確定沒有 必要對所有塊進行解擴處理。在這種情況下，啟動根據(jù)每個塊的信道估計結(jié) 果進一 步選擇進行解碼處理或解擴處理的塊的塊選擇流程。
在這個塊選擇處理中，首先，辨別在擴展相同數(shù)據(jù)的多個塊當中是否存 在具有可以不解擴地進行解碼處理的高信道質(zhì)量的塊。然后，如果存在具有 高信道質(zhì)量的塊，禁止解擴電路18，和只讓具有高信道質(zhì)量的一個塊經(jīng)受解 碼單元中的解碼處理(步驟S4)。
并且，如果不存在具有可以不解擴地進行解碼處理的高信道質(zhì)量的塊， 隨后辨別是否存在可以通過只解擴少于擴展塊總數(shù)的預(yù)定個塊進行解碼處理 的一組塊。在通過只解擴一些塊就可以有效地改善SNR的情況下，可以部分 禁止頻域或時域上的解擴處理(步驟S5 )。
此外，在盡管SNR超過預(yù)定值，但考慮到信道估計結(jié)果，確定有必要對 在頻域和時域上二維擴展的所有塊進行解擴處理的情況下，接通解擴電路18 (步驟S6 )。
如圖12所示，在在由頻域和時域決定的二維空間上，利用多個塊發(fā)送相 同數(shù)據(jù)數(shù)次的情況下，由于使用了不同頻帶，各個塊遭受不同的相變影響。 因此，在步驟S3中的塊選擇處理中，如果存在至少一個具有高信道質(zhì)量和完 全不需要解擴處理的塊，可以只選擇這個塊。并且，在信道質(zhì)量不是那么高，
但與另一個塊一起的解擴將有效地改善SNR的情況下，可以只利用那些塊進
行解擴處理。
然后，在接收到通過塊選擇已經(jīng)終止了解擴處理的塊的時區(qū)內(nèi)，接收器
也終止RF模擬處理單元12或AD轉(zhuǎn)換器13或像FFT 14或信道4交正電路16 那樣的數(shù)字處理電路部分的操作。因此，可以進一步提高低功耗的效果。例 如，對于不進行解碼處理的OFDM碼元，可以終止FFT 14或信道4交正電路16 的操作。此外，對于OFDM碼元內(nèi)不進行解碼處理或解擴處理的塊部，也可以 終止信道校正電路16。
另外，當對擴展相同數(shù)據(jù)的多個塊的一些終止解擴處理時，優(yōu)先進行頻 域上的解擴處理。因此，對于未進行解擴的時域上的擴展信號，可以有效地 終止FFT，并且可以提高低功耗效果。
在如圖l2所示的擴展方案的情況下，如果OFDM碼元中的兩個塊具有好 信道估計結(jié)果，和可以通過只讓那些塊經(jīng)受解擴處理來進行解碼處理，以改 善SNR,進行允許頻域上的解擴，同時禁止時域上的解擴的塊選擇操作。在 這樣的情況下，可以在接收不進行解擴處理的OFDM碼元的時區(qū)內(nèi)終止FFT和 信道校正電路的操作，并且可以獲得更高低功耗效果。
另一方面，在OFDM碼元中的塊具有差信道估計結(jié)果，和如果只有OFDM 碼元中的塊經(jīng)受解擴處理，預(yù)期SNR的改善不夠的情況下，搜索具有指示可 以與一些其它塊一起，通過進行解擴來進行解碼處理的信道估計結(jié)果的塊， 直到隨后的FFT輸出OFDM碼元。然后，在那些OF固碼元之間讓滿足這個信 道估計結(jié)果的一些塊經(jīng)受解擴處理，然后經(jīng)受解碼處理。這對應(yīng)于禁止頻域 上的解擴，同時允許時域上的解擴的塊選擇操作。在這種情況下，必須從相 應(yīng)OFDM碼元中提取要用于解擴的塊。因此，不能終止FFT。但是，在接收到 每個OFDM碼元內(nèi)不進行解擴處理的塊的時區(qū)中，可以終止信道校正電路的操 作。
圖5以流程圖的形式示出了接收信號的SNR低于預(yù)定值時開始的塊選擇 處理的特定過程。
當開始塊選擇處理時，首先，辨別在包括在FFT輸出OFDM碼元中的塊當 中是否存在具有指示可以不解擴地進行解碼處理的信道估計結(jié)果的塊(步驟 Sll )。
例如，對于FFT輸出OFDM碼元的每個塊，根據(jù)信道估計結(jié)果是否指示超
過第一閾值P1的子載波的比率大于等于預(yù)定值M，可以確定是否可以不解擴 地進行解碼處理。
然后，如果在FFT輸出OFDM碼元中存在具有好信道估計結(jié)果的塊(在步 驟Sll中，肯定)，終止解擴處理，只讓這個塊經(jīng)受解碼處理(步驟S12)。 只對一個塊進行解碼處理意^^未著在頻域和時域兩者上的解擴處理都終止了。
例如，在發(fā)送數(shù)據(jù)A的0FDM碼元Fl和F2具有如圖6所示的信道估計結(jié) 果的情況下，在塊A1中，信道估計結(jié)果指示超過第一閾值Pl的子載波的比 率大于等于預(yù)定值M，因此可以發(fā)現(xiàn)，可以不解擴地進行解碼處理。圖7示 出了在這種情況下使能控制電路21的操作例子。只有塊Al經(jīng)受接收處理， 而沒有必要接收其它塊A2到A4。因此，只要求使能控制電路21只在接收一 個OFDM碼元Fl的時區(qū)內(nèi)使能FFT 14，并且只在接收這個FFT輸出中的塊Al 的時區(qū)內(nèi)也使能信道校正電路16。
如果在FFT輸出OFDM碼元中不存在可以不解擴地進^f亍解碼處理的塊(在 步驟S11中，否定)，隨后，辨別是否已經(jīng)獲得指示可以通過解擴OF匿碼元 中的每個塊進行解碼處理的信道估計值(步驟S13)。
例如，在在FFT輸出0FDM碼元中存在超過低于第一閾值P1的第二閾值 P2的子載波的比率大于等于預(yù)定值M的多個塊的情況下，可以確定如果只讓 那個OFDM碼元中的塊經(jīng)受解擴處理，可以進4亍解碼處理，/人而實現(xiàn)SNR的改 善。
然后，如果只在一個OFDM碼元內(nèi)進行解擴處理就可以進行解碼處理，讓 那個OFDM碼元內(nèi)的塊經(jīng)受解擴處理，然后經(jīng)受解碼處理(步驟S14)。這對 應(yīng)于允許頻域上的解擴，同時禁止時域上的解擴的塊選擇操作。在這樣的情 況下，對于不進行解擴處理的OFDM碼元，可以終止FFT和信道校正電路的揭:作。
例如，在發(fā)送數(shù)據(jù)A的OFDM碼元Fl和F2具有如圖8所示的信道估計結(jié) 果的情況下，不進行解擴就不能解碼塊Al或A2。但是，那些塊的信道估計 結(jié)果指示超過第二閾值P2的子載波的比率大于等于預(yù)定值M，因此可以發(fā)現(xiàn)， 只在0FDM碼元Fl內(nèi)進行解擴處理就可以進行解碼處理。圖9示出了在這種 情況下使能控制電路21的操作例子。只有一個0FDM碼元Fl經(jīng)受接收處理， 而沒有必要接收OFDM碼元F2。因此，只要求使能控制電路21只在接收一個 0FDM碼元Fl的時區(qū)內(nèi)4吏能FFT 14和信道校正電3各16。
并且，在FFT輸出OFDM碼元中的至少一個塊具有差信道估計結(jié)果，和如 果只有OFDM碼元中的塊經(jīng)受解擴處理，預(yù)期SNR的改善不夠的情況下(在步 驟S13中，否定)，檢驗是否存在具有指示可以與一些其它塊一起，通過進行 解擴來進行解碼處理的信道估計結(jié)果的塊，直到隨后的FFT輸出0FDM碼元(步 驟S15)。具體地說，在擴展相同數(shù)據(jù)的隨后0FDM碼元中，確認超過第二閾 值P2的子載波的比率大于等于預(yù)定值M的塊的存在性。
然后，在在不同OFDM碼元中成功地發(fā)現(xiàn)滿足信道估計結(jié)果的塊的情況下 (在步驟S15中，肯定)，只讓那些塊經(jīng)受解擴處理，然后經(jīng)受解碼處理(步 驟S16)。這對應(yīng)于禁止頻域上的解擴，同時允許時域上的解擴的塊選擇操作。 在這種情況下，必須從相應(yīng)OFDM碼元中收集要用于解擴的塊。因此，不能終 止FFT。但是，對于不進行解擴處理的塊，可以終止信道校正電路的操作。
例如，在發(fā)送數(shù)據(jù)A的OFDM碼元Fl和F2具有如圖10所示的信道估計 結(jié)果的情況下，如果只有這些碼元內(nèi)的塊被解擴，不能解碼0FDM碼元Fl和 F2。但是，包括在相應(yīng)碼元中的塊Al和A3的信道估計結(jié)果指示超過第二閾 值P2的子載波的比率大于等于預(yù)定值M，因此可以發(fā)現(xiàn)，通過解擴OFDM碼 元上的那些塊可以進行解碼處理。圖11示出在這種情況下使能控制電路21 的操作例子。由于必須對0FDM碼元Fl和F2兩者進行接收處理，使能控制電 路21連續(xù)使能FFT 14。但是，在相應(yīng)碼元內(nèi)，只要求只在接收塊Al和A3 的時區(qū)內(nèi)使能信道校正電路16。
并且，在塊選擇流程中，在在一個塊內(nèi)或在塊之間不能提取具有指示超 過第二閾值P2的子載波的比率大于等于預(yù)定值M的信道估計結(jié)果的塊的情況 下(在步驟S15中，否定)，確定有必要對在頻域和時域上二維擴展的所有塊 進行解擴處理。不終止解擴電路18，和使能控制電路18始終連續(xù)使能FFT 14 和信道4交正電路16 (步驟S17 )。
于是，在接收信號的SNR大于等于預(yù)定值的情況下，才艮據(jù)信道估計值選 擇要接收的塊。不接收未選擇塊，從而可以在那個塊的時區(qū)內(nèi)終止接收電路。 此外，這種終止允許在解擴之前終止電路。如上所述，可以只要求使能控制 電路21終止像FFT 14或信道校正電路16那樣的數(shù)字電路。如果也終止像 RF處理電路12或AD轉(zhuǎn)換器13那樣的模擬電路，可以實現(xiàn)功耗的進一步降 低。
工業(yè)可應(yīng)用性
上面參照本發(fā)明的特定實施例已經(jīng)對本發(fā)明作了詳細描述。但是，顯而 易見，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以不偏離本發(fā)明要點地作出修改或變更。
在這個描述中，已經(jīng)主要描述了本發(fā)明應(yīng)用于進行0FDM-UWB通信的MB-OF匿通信方案的實施例。但是，本發(fā)明的要點不局限于此。即使在在頻域或 時域上進行擴展處理的通信系統(tǒng)或在任何其它域上進行數(shù)據(jù)擴展處理的通信 系統(tǒng)中，借助于本發(fā)明的應(yīng)用，接收器也可以根據(jù)SNR或信道估計結(jié)果，自 適應(yīng)地終止解擴處理或接收電路的操作，從而根據(jù)通信環(huán)境實現(xiàn)功耗的降低。
總而言之，本發(fā)明以示范性例子的形式得到公開，但不應(yīng)該理解為僅限 于這個描述的內(nèi)容。為了確定本發(fā)明的要點，應(yīng)該考慮權(quán)利要求書的描述。
權(quán)利要求
1. 一種進行發(fā)送信號的接收處理的無線通信裝置，其中要發(fā)送的數(shù)據(jù)在頻域或時域上被擴展成多個塊，其特征在于，包含進行擴展信號的接收處理的接收處理單元；進行接收信號的信道估計和SNR估計的信道估計和SNR估計單元；進行接收信號的解擴的解擴單元；進行已經(jīng)通過解擴單元的接收信號的解碼處理的解碼單元；和根據(jù)信道估計和SNR估計結(jié)果，控制解擴單元和接收處理單元的控制單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信裝置，其特征在于，控制單元4艮才居 SNR估計結(jié)果，確定是否有必要利用解擴單元進行接收信號的解擴處理，和當確定沒有必要對所有塊進行解擴處理時，控制單元根據(jù)每個塊的信道 估計結(jié)果，選擇進行解碼處理或解擴處理的塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的無線通信裝置，其特征在于，控制單元辨別在 擴展相同數(shù)據(jù)的多個塊當中是否存在具有指示可以不解擴地進行解碼處理的 信道估計結(jié)果的塊。和當存在該塊時，控制單元終止解擴單元中的解擴處理， 然后，只讓該塊經(jīng)受解碼單元中的解碼處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線通信裝置，其特征在于，0FDM調(diào)制發(fā)送 信號，和對于經(jīng)過OFDM調(diào)制之后的每個塊，控制單元根據(jù)信道估計結(jié)果是否指示 超過第一閾值的子載波的數(shù)量(或比率)大于等于預(yù)定值，確定是否可以不 解擴地進行解碼處理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線通信裝置，其特征在于，當不存在具有指示可以不解擴地進行解碼處理的信道估計結(jié)果的塊時，控制單元辨別是否存 在具有指示可以與一些其它塊一起，通過進行解擴來進行解碼處理的信道估計值的塊，和當存在該塊時，控制單元在只讓那些塊經(jīng)受解擴處理之后，允 許進行解碼單元中的解碼處理。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線通信裝置，其特征在于，0FDM調(diào)制發(fā)送信號，和控制單元從擴展相同數(shù)據(jù)的多個塊當中提取超過低于第 一 閾值的第二閾 值的子載波的數(shù)量(或比率)大于等于預(yù)定值的一些塊，和在只讓一些塊經(jīng) 受解擴處理之后，允許進行解碼單元中的解碼處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線通信裝置，其特征在于，在頻域和時域上擴展要發(fā)送的數(shù)據(jù)，和在只解擴擴展相同數(shù)據(jù)的多個塊的一些的情況下，控制單元優(yōu)先進行頻 域上的解擴處理。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線通信裝置，其特征在于， 一個0FDM碼元 由多個塊形成，和通過利用OFDM碼元內(nèi)的所有塊發(fā)送相同數(shù)據(jù)，進行頻域上 的擴展，同時通過利用兩個或更多個OF畫碼元發(fā)送相同數(shù)據(jù)，進行時域上的 擴展，控制單元辨別OFDM碼元內(nèi)的每個塊是否具有指示可以與相同碼元內(nèi)的 另一個塊一起，通過進行解擴來進^f亍解碼處理的信道估計結(jié)果，和當在相同碼元中存在每一個具有該信道估計結(jié)果的多個塊時，控制單元 在讓相同碼元中的塊經(jīng)受解擴處理之后，允許進行解碼單元中的解碼處理。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線通信裝置，其特征在于，接收處理單元包 括OF函解調(diào)接收信號的FFT、和信道校正電路，和對于不進行解擴處理的OFDM碼元，控制單元終止FFT和信道;f交正電路的 操作。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線通信裝置，其特征在于，當在一個0FDM 碼元中不存在每一個具有該信道估計結(jié)果的多個塊時，控制單元在擴展與一 個OFDM碼元的數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)的多個OFDM碼元內(nèi)，^是耳又具有指示可以與一 些其它塊一起，通過進行解擴來進行解碼處理的信道估計結(jié)果的塊，和在讓 滿足該信道估計結(jié)果的塊經(jīng)受解擴處理之后，允許進行解碼單元中的解碼處 理。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的無線通信裝置，其特征在于，接收處理單元 包括OFDM解調(diào)接收信號的FFT、和信道校正電路，和對于不進行解擴處理的碼元，控制單元終止信道才交正電路的"t桑作。
12. —種進行發(fā)送信號的接收處理的無線通信方法，其中，要發(fā)送的數(shù) 據(jù)在頻域或時域上被擴展成多個塊，其特征在于，包含進行擴展信號的接收處理的接收處理步驟；進行接收信號的信道估計和SNR估計的信道估計和SNR估計步驟； 根據(jù)SNR估計結(jié)果，確定是否有必要進行接收信號的解擴處理的確定步驟；當確定沒有必要對所有塊進行解擴處理時，根據(jù)每個塊的信道估計結(jié)果 選擇進行解碼處理或解擴處理的塊的塊選擇步驟；對選來經(jīng)受解擴處理的塊進行解擴的解擴步驟；和解碼選來不解擴地經(jīng)受解碼處理的塊的信號或解擴了選來解擴的多個塊 之后獲得的信號的解碼步驟。
全文摘要
有效地接收在頻域和時域上擴展的發(fā)送信號。當接收到擴展信號時，如果SNR超過預(yù)定值，確定沒有必要對所有塊進行解擴處理，和啟動塊選擇流程。如果存在具有指示可以不解擴地進行解碼處理的信道估計結(jié)果的塊，只讓那個塊經(jīng)受解碼處理，并且終止頻域和時域上的解碼處理。此外，當通過只解擴一些塊來進行解碼時，優(yōu)先進行頻域上的解擴處理，以便對于不進行解擴的時域上的擴展信號，有效地終止FFT。
文檔編號H04J11/00GK101395816SQ20078000772
公開日2009年3月25日 申請日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月3日
發(fā)明者山菅裕之 申請人:索尼株式會社