專利名稱：多天線接收裝置的接收裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線通信系統(tǒng)，特別涉及一種多重輸入多重輸出的無線通信系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來多重輸入多重輸出(multiple-input-multiple-out，簡(jiǎn)稱ΜΙΜΟ)技術(shù)， 被廣泛地應(yīng)用在許多無線通信系統(tǒng)，如無線局域網(wǎng)絡(luò)(wireless local areanetwork，簡(jiǎn) ^ WLAN), WiMAX(fforldwide Interoperability for MicrowaveAccess, ^itSiliti^^ 入)，甚至是未來的第四代(4G)移動(dòng)電話通信系統(tǒng)，用以提升傳輸速率，或是增加通道容量 (channel capacity)0伴隨著ΜΙΜΟ技術(shù)的應(yīng)用，無線通信系統(tǒng)不可避免地在傳送端與接收端，都須 增加其天線數(shù)量及射頻前端電路(RF Front-end，簡(jiǎn)稱RFE)與模擬前端電路(Analog Front-end，簡(jiǎn)稱AFE)的元件數(shù)量，提供對(duì)應(yīng)所需的多重輸入多重輸出的傳收路徑。然 而如何在增加天線數(shù)量及其對(duì)應(yīng)的傳收路徑上的電路元件的情況下，亦能適當(dāng)?shù)囊种?功耗需求的增加，是目前在MIMO系統(tǒng)應(yīng)用上值得思考的問題。一般在無線通信系統(tǒng) 中，如圖1所示，每一個(gè)數(shù)據(jù)幀(data frame)或是分組(packet)的格式(format)中， 大都會(huì)有一段前置序列(preamble sequence)，供做數(shù)據(jù)幀檢測(cè)(frame detection)或 是分組檢測(cè)(packet deection),自動(dòng)增益控制(auto-gain control，簡(jiǎn)稱AGC)，載 波同步(carrier synchronization)，時(shí)序同步(timing synchronization)，及中貞同步 (framesynchronization)等。有些系統(tǒng)還會(huì)有一些指標(biāo)序列(pilot sequence)放置 在前置序列之中，或是穿插在數(shù)據(jù)序列(data sequence)之間，供做通道估計(jì)(channel estimation) ^^fflit^^^l (channel equalizer)白勺;Sj^t生;IE^ (adapt ive tracking), 以及頻率追S宗(frequency tracking)禾口時(shí)序追S宗(timingtracking)。如果是數(shù)據(jù)序列會(huì)因應(yīng)不同的通道品質(zhì)(channel quality)或是流量 (throughput)需求，采用不同的調(diào)制(modulation)與編碼率(coding rate)，甚至是不 同的空間分流(spatial stream)數(shù)時(shí)，一般也都還會(huì)有一段額外的報(bào)頭序列(header sequence)，置放于數(shù)據(jù)序列之前，使接收機(jī)能以正確的解調(diào)與解碼方式，解出后續(xù)收到的 數(shù)據(jù)序列。而該報(bào)頭序列一般會(huì)以最低層級(jí)(lowestlevel)的調(diào)制與編碼率來做編碼，所 以對(duì)解調(diào)與解碼時(shí)所需的信號(hào)噪聲比(signal-to-noise ratio，簡(jiǎn)稱SNR)的要求會(huì)是最 低的，也最能抵抗較差的通道響應(yīng)(channel response) 0圖2為一個(gè)典型多天線傳送機(jī)方塊圖。多天線傳送機(jī)200包括有一傳送數(shù)據(jù)幀控 制器(TX frame controller) 210、一序列選擇電路212、一 ΜΙΜΟ編碼調(diào)制電路214、與M組 傳送射頻前端電路與模擬前端電路(TX RFE&AFE)216。當(dāng)傳送端要送出一個(gè)數(shù)據(jù)幀或是分 組時(shí)，該傳送數(shù)據(jù)幀控制器(TX frame controller) 210，在特定的時(shí)間，通過該序列選擇電 路212依序?qū)⑶爸眯蛄?preamble sequence)，報(bào)頭序列(header sequence)及數(shù)據(jù)序列 (datasequence)送至該MIMO編碼調(diào)制電路214，該MIMO編碼調(diào)制電路214根據(jù)特定的調(diào)制(modulation)與編碼率(coding rate)，以及空間分流(spatialstream)數(shù)，進(jìn)行 MIMO 編碼調(diào)制后，再經(jīng)由M組射頻前端電路與模擬前端電路(TX RFE&AFE)216，從M根天線同時(shí) 傳送出各個(gè)傳送路徑的信號(hào)，其中M > 1。其中數(shù)據(jù)序列會(huì)因應(yīng)不同的通道品質(zhì)(channel quality)或是流量 (throughput)需求，采用不同的調(diào)制(modulation)與編碼率(coding rate)，甚至是空間 分流(spatial stream)，讓不同傳輸天線路徑上的信號(hào)可以是不同的，達(dá)到增加傳輸速率， 或是增加通道容量的目的。而數(shù)據(jù)序列所用的調(diào)制與編碼參數(shù)，放在報(bào)頭序列的內(nèi)容之中， 讓接收端知道，其中報(bào)頭序列是以最低層級(jí)(lowest level)的調(diào)制與編碼率來做編碼調(diào) 制。圖3為一個(gè)典型多天線接收機(jī)方塊圖。多天線接收機(jī)300包括有一接收數(shù)據(jù)幀控 制器(RX frame controller) 310、一 ΜΙΜΟ解調(diào)解碼電路312、一序列分隔電路314、與N組 接收射頻前端電路與模擬前端電路(TX RFE&AFE)316。接收端會(huì)同時(shí)從N根天線，經(jīng)由N組 RX RFE&AFE(316_1 316_N)，接收N個(gè)接收路徑的信號(hào)。并且利用前置序列來做數(shù)據(jù)幀 或分組檢測(cè)(frame/packet detection)，判斷數(shù)據(jù)幀或分組是否已進(jìn)來，一旦數(shù)據(jù)幀或分 組檢測(cè)成功，接著才利用前置序列陸續(xù)完成自動(dòng)增益控制，載波同步，時(shí)序同步，及幀同步 等程序。當(dāng)幀同步完成后，后續(xù)接收序列的時(shí)序大致上就已確定。接著，接收數(shù)據(jù)幀控制器 (RX frame controller) 310會(huì)在對(duì)應(yīng)接收到報(bào)頭序列的區(qū)間，用最低層級(jí)(lowest level) 的解碼方式，將報(bào)頭序列進(jìn)行MIMO解調(diào)解碼。在對(duì)應(yīng)接收到數(shù)據(jù)序列的區(qū)間，依據(jù)從報(bào)頭 序列解出的數(shù)據(jù)中，選定數(shù)據(jù)序列對(duì)應(yīng)的MIMO解調(diào)解碼方式，將數(shù)據(jù)序列解碼出來。多天線系統(tǒng)因?yàn)橥瑫r(shí)使用到多重傳輸路徑，因此對(duì)于系統(tǒng)功耗而言，是一個(gè)負(fù)擔(dān)。 然而，如果以系統(tǒng)平均功耗(PAvg)而言，是將傳輸功耗(Ρτχ)，接收功耗(Ρκχ)，閑置功耗(Ρκχ— Idle)，以及睡眠功耗(Pslrap)，依據(jù)其使用時(shí)間平均而得，如下式所示
P _ Ptx ‘ Ttx + Prx ■ Trx + Prx _ ^ie . Trx jdle + Psieep ‘ r^sieeprAvg -~~T^~~Tr Tr
1TX 1RX 十1 RX _Idk 十 J Sleep^( 1 )當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作的時(shí)間分配是固定時(shí)，如何有效的減少傳輸功耗，接收功耗，閑置 功耗，或是睡眠功耗，變成是一個(gè)極為重要的議題。從系統(tǒng)應(yīng)用的層面來看，系統(tǒng)在傳收數(shù)據(jù)的時(shí)間，往往是最功耗的部分。而系統(tǒng)最 少所需的傳收天線數(shù)需等于傳收信號(hào)所使用的空間分流(spatial stream)數(shù)。對(duì)傳送端 而言，一開始即知道傳送數(shù)據(jù)序列所要使用的空間分流(spatial stream)數(shù)，因此很容易 就決定，傳送機(jī)要使用哪些特定傳送天線來傳送數(shù)據(jù)。然而就接收機(jī)而言，往往是要等到報(bào)頭序列解調(diào)解碼之后，才知道數(shù)據(jù)序列所使 用的空間分流(spatial stream)數(shù)。因此一開始進(jìn)入接收狀態(tài)時(shí)，往往就先將所有接收 天線全部打開，在分組接收過程，則利用多天線系統(tǒng)的空間分集增益(Spatial Diversity Gain)，來增強(qiáng)接收端的效能。因此，如何達(dá)到多重輸入多重輸出(MIMO)技術(shù)中可以有不錯(cuò)的接收效能，又能減 少達(dá)平均功耗的問題，為一亟待解決的議題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出一種多天線接收機(jī)接收裝置，在多天線接收機(jī)接收狀態(tài)下，可以有不錯(cuò)的接收效能，又可降低系統(tǒng)平均接收功耗。本發(fā)明提出一種用于一多天線接收裝置的接收方法，該多天線接收裝置用以接收 一數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀包括有一非數(shù)據(jù)序列以及一數(shù)據(jù)序列，該接收方法包含進(jìn)入一接收非 數(shù)據(jù)序列狀態(tài)，并開啟N個(gè)接收路徑用以接收該數(shù)據(jù)幀的該非數(shù)據(jù)序列；以及進(jìn)入一接收 數(shù)據(jù)序列狀態(tài)，并開啟M個(gè)接收路徑用以接收該數(shù)據(jù)幀的該報(bào)頭序列，其中，M值小于N值。有關(guān)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其功效，現(xiàn)在配合


如后。

圖1 數(shù)據(jù)幀(data frame)或是分組(packet)的格式圖2 典型多天線傳送機(jī)方塊圖。圖3 :典型多天線接收機(jī)方塊圖。圖4 本發(fā)明的多天線接收機(jī)的一實(shí)施例的方塊圖。圖5 本發(fā)明的多天線接收機(jī)的接收狀態(tài)中切換狀態(tài)的流程圖。主要元件符號(hào)說明200 多天線傳送機(jī)210 傳送數(shù)據(jù)幀控制器212:序列選擇電路214 =MIMO編碼調(diào)制電路216 傳送端射頻前端電路與模擬前端電路300、400 多天線接收機(jī)310,410 接收數(shù)據(jù)幀控制器312、412 :ΜΙΜ0解調(diào)解碼電路314、414 序列分隔電路316,416 接收端射頻前端電路與模擬前端電路步驟510 接收前置序列狀態(tài)步驟520 接收?qǐng)?bào)頭序列狀態(tài)步驟530 接收數(shù)據(jù)序列狀態(tài)
具體實(shí)施例方式本發(fā)明在多天線接收機(jī)400的接收狀態(tài)下，降低系統(tǒng)平均接收功耗。多天線接收機(jī)400 —開始會(huì)是處于閑置狀態(tài)，進(jìn)行分組檢測(cè)。當(dāng)檢測(cè)到分組進(jìn)來 時(shí)，則進(jìn)入接收狀態(tài)。當(dāng)一開始進(jìn)入接收狀態(tài)時(shí)，依序進(jìn)入接收前置序列(RX preamble)，接 收?qǐng)?bào)頭序列(RX header)及接收數(shù)據(jù)序列(RXdata)三個(gè)階段。當(dāng)分組結(jié)束時(shí)，則離開接收 狀態(tài)。如果以系統(tǒng)平均接收功耗(Pkx)而言，是將接收前置序列功耗(PKX—PMamb J，接收?qǐng)?bào) 頭序列功耗(pKX—HMdCT)，以及接收數(shù)據(jù)序列功耗(pKX—Data)，依據(jù)其使用時(shí)間平均而得，如下式 所示
n Prx Pr eamble ‘ ^RX Preamble "‘" ^RX Header ‘ ^RX Header + PrX Data . Trx DatarRx =^T^Tr
1RX _Pr eamble 1 RX_Header 十 1RX _Data(2)
6
本發(fā)明將多天線接收機(jī)400的接收操作狀態(tài)分成接收前置序列狀態(tài)、接收?qǐng)?bào)頭 序列狀態(tài)，以及接收數(shù)據(jù)序列狀態(tài)。本發(fā)明將接收操作狀態(tài)區(qū)分成不同的接收狀態(tài)，并分別 依據(jù)不同的接收狀態(tài)下，進(jìn)行不同的處理(換句話說，在不同的接收狀態(tài)下，對(duì)不同的接收 路徑作不同的功耗控制)，以降低的平均接收功耗。 在不同的接收狀態(tài)下，對(duì)不同的接收路徑作不同的功耗控制之一實(shí)施方式如下(1)接收前置序列狀態(tài)開啟所有天線接收路徑的RX RFE&AFE ；(2)接收?qǐng)?bào)頭序列狀態(tài)開啟所有天線接收路徑的RX RFE&AFE ；(3)接收數(shù)據(jù)序列狀態(tài)關(guān)閉不需要的天線接收路徑的RX RFE&AFE。圖4所示為本發(fā)明的一多天線接收機(jī)的一實(shí)施例，在本實(shí)施中，由于同時(shí)具有N個(gè) 接收路徑，因此接收數(shù)據(jù)幀控制器(RX Frame Controller) 410，分別控制N個(gè)接收路徑的 RX RFE&AFE 416的開關(guān)狀態(tài)。一優(yōu)選實(shí)施例，該接收數(shù)據(jù)幀控制器410，依據(jù)不同的接收狀 態(tài)下，對(duì)不同的接收路徑作不同的功耗控制。圖5為本發(fā)明的多天線接收機(jī)400在接收狀態(tài)中切換狀態(tài)之一實(shí)施流程圖。其接 收狀態(tài)中切換的流程如下(1)步驟510 —開始進(jìn)入接收狀態(tài)，即進(jìn)入接收前置序列狀態(tài)開啟所有天線接 收路徑的RX RFE&AFE 416。接著依據(jù)需要進(jìn)行自動(dòng)增益控制，載波同步，時(shí)序同步，幀同步， 或是通道估計(jì)。當(dāng)幀同步完成后，后續(xù)接收序列的時(shí)序大致上就已確定。(2)步驟520 當(dāng)前置序列結(jié)束時(shí)，則進(jìn)入接收?qǐng)?bào)頭序列狀態(tài)依然開啟所有天線 接收路徑的RX RFE&AFE 416。用最低層級(jí)的解調(diào)解碼方式，將報(bào)頭序列進(jìn)行ΜΙΜΟ解調(diào)解 碼。(3)步驟530:當(dāng)報(bào)頭序列結(jié)束時(shí)，則進(jìn)入接收數(shù)據(jù)序列狀態(tài)依據(jù)一預(yù)定方法 (詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參閱后面內(nèi)容)，以關(guān)閉不需要的天線接收路徑的RXRFE&AFE 416，并只保留 開啟特定天線接收路徑的RX RFE&AFE416。多天線接收機(jī)400依據(jù)從報(bào)頭序列解出的數(shù)據(jù)， 選定數(shù)據(jù)序列對(duì)應(yīng)的MIMO解調(diào)解碼方式，將數(shù)據(jù)序列解碼出來。(4)當(dāng)數(shù)據(jù)序列結(jié)束時(shí)，則離開接收狀態(tài)。第一實(shí)施方法針對(duì)多天線接收機(jī)400的接收數(shù)據(jù)序列狀態(tài)中，該接收數(shù)據(jù)幀控制器410決定保 留開啟特定天線接收路徑的RX RFE&AFE的該預(yù)定方法的第一實(shí)施方法(1)開啟所有天線接收路徑的RX RFE&AFE，并利用前置序列，計(jì)算出所有N個(gè)天線 接收路徑的信號(hào)強(qiáng)度(signal strength)，其中N彡1。(2)開啟所有天線接收路徑的RX RFE&AFE，并從報(bào)頭序列所帶的數(shù)據(jù)中，找出數(shù) 據(jù)序列所使用的調(diào)制編碼方式(modulation and codingscheme，簡(jiǎn)稱MCS)，以及空間分流 (spatial stream)數(shù)，Nss,其中 Nss 彡 1。(3)依據(jù)MCS，選定出信號(hào)強(qiáng)度高臨界值，SShigh,及信號(hào)強(qiáng)度低臨界值，SSlow,其中 SShigh〉SSlow ο(4)分別找出i.信號(hào)強(qiáng)度大于等于SS_的接收路徑個(gè)數(shù)，Nbettek,并定義該Nbettek個(gè)天線接收路 徑為信號(hào)品質(zhì)優(yōu)良；ii.信號(hào)強(qiáng)度小于SShkh且信號(hào)強(qiáng)度大于等于SSmw的接收路徑個(gè)數(shù)，Ngood,并定義該Nwmd個(gè)天線接收路徑為信號(hào)品質(zhì)良好；以及iii.信號(hào)強(qiáng)度小于SSot的接收路徑個(gè)數(shù)，Nbad，并定義該Nbad個(gè)天線接收路徑為信 號(hào)品質(zhì)不良；其中，Nbettek+NGOOD+NBAD= N。(5)決定開啟特定天線接收路徑的方法如下i.如果Nbettek大于等于Nss，則在Nbettek個(gè)信號(hào)品質(zhì)優(yōu)良的天線接收路徑之中，選用 信號(hào)強(qiáng)度最大的Nss個(gè)天線接收路徑，并關(guān)閉其余N-Nss個(gè)天線接收路徑；ii.如果Nbettek小于Nss，且NBETTEK+NeQQD總和大于等于Nss，則選用所有NBETTHi個(gè)信號(hào) 品質(zhì)優(yōu)良及N_d個(gè)信號(hào)品質(zhì)良好的天線接收路徑，并關(guān)閉其余Nbad個(gè)信號(hào)品質(zhì)不良天線接 收路徑；iii.如果NBETTEK+Ne(MD總和小于Nss，則關(guān)閉所有N個(gè)天線接收路徑。其中，第η個(gè)天線接收路徑的信號(hào)強(qiáng)度，其中1 < η < N，可以由第η個(gè)天線接收路 徑的功率計(jì)算器(power calculator)或是能量檢測(cè)器(energydetector)量測(cè)而得，也可 以在接收前置序列時(shí)，由第η個(gè)天線接收路徑的自動(dòng)增益控制的結(jié)果，對(duì)應(yīng)而得。第二實(shí)施方法針對(duì)多天線接收機(jī)400的接收數(shù)據(jù)序列狀態(tài)中，該接收數(shù)據(jù)幀控制器410決定保 留開啟特定天線接收路徑的RX RFE&AFE該預(yù)定方法的第二實(shí)施方法(1)開啟所有天線接收路徑的RX RFE&AFE，并在接收前置序列時(shí)，計(jì)算出所有N個(gè) 天線接收路徑的信號(hào)噪聲比(SNR)，其中N彡1。(2)開啟所有天線接收路徑的RX RFE&AFE，并從報(bào)頭序列所帶的數(shù)據(jù)中，找出數(shù) 據(jù)序列所使用的調(diào)制編碼方式(modulation and codingscheme，簡(jiǎn)稱MCS)，以及空間分流 (spatial stream)數(shù)，Nss,其中 Nss 彡 1。(3)依據(jù)MCS，選定出SNR高臨界值，SNRhkh，及SNR低臨界值，SNRujw，其中SNRhkh > SNRLOW。(4)分別找出i. SNR大于等于SNR_的接收路徑個(gè)數(shù)，Nbettek,并定義該Nbettek個(gè)天線接收路徑為 信號(hào)品質(zhì)優(yōu)良；ii.SNR小于SNR_且SNR大于等于SNRujw的接收路徑個(gè)數(shù)，N·，并定義該N·個(gè) 天線接收路徑為信號(hào)品質(zhì)良好；以及iii. SNR小于SNRot的接收路徑個(gè)數(shù)，Nbad，并定義該Nbad個(gè)天線接收路徑為信號(hào)品 質(zhì)不良；其中，Nbettek+Ngood+Nbad= N。(5)決定開啟特定天線接收路徑的方法如下i.如果Nbettek大于等于Nss，則在Nbettek個(gè)信號(hào)品質(zhì)優(yōu)良的天線接收路徑之中，選用 SNR最大的Nss個(gè)天線接收路徑，并關(guān)閉其余N-Nss個(gè)天線接收路徑；ii.如果Nbettek小于Nss，且NBETTEK+NeQQD總和大于等于Nss，則選用所有NBETTHi個(gè)信號(hào) 品質(zhì)優(yōu)良及N_d個(gè)信號(hào)品質(zhì)良好的天線接收路徑，并關(guān)閉其余Nbad個(gè)信號(hào)品質(zhì)不良天線接 收路徑；iii.如果NBETTEK+Ne(MD總和小于Nss，則關(guān)閉所有N個(gè)天線接收路徑。
其中，第η個(gè)天線接收路徑的SNRn，其中1 < η < N，可利用第η個(gè)天線接收路徑 接收到的連續(xù)兩個(gè)前置周期性信號(hào)，以下列算式求得
(3)其中，L為前置序列中周期性信號(hào)的周期；Rn,k為第η個(gè)天線接收路徑的連續(xù)兩個(gè) 前置周期性信號(hào)中的第k點(diǎn)信號(hào)，其中0彡k < 2 · L。第三實(shí)施方法針對(duì)多天線接收機(jī)400的接收數(shù)據(jù)序列狀態(tài)中，該接收數(shù)據(jù)幀控制器410決定保 留開啟特定天線接收路徑的RX RFE&AFE該預(yù)定方法的第三實(shí)施方法(1)開啟所有天線接收路徑的RX RFE&AFE，并在接收前置序列時(shí)，計(jì)算出所有N個(gè) 天線接收路徑的通道時(shí)滯延展(delay spread)，其中N彡1。(2)開啟所有天線接收路徑的RX RFE&AFE，并從報(bào)頭序列所帶的數(shù)據(jù)中，找出數(shù) 據(jù)序列所使用的調(diào)制編碼方式(modulation and codingscheme，簡(jiǎn)稱MCS)，以及空間分流 (spatial stream)數(shù)，Nss,其中 Nss 彡 1。(3)依據(jù)MCS，選定出時(shí)滯延展長(zhǎng)臨界值，TD·，及時(shí)滯延展短臨界值，TDshqkt，其中 TD > TD
1 uLOHG Z Y I^SHORT °(4)分別找出i.時(shí)滯延展小于等于TDskm的接收路徑個(gè)數(shù)，Nbettee,并定義該Nbettek個(gè)天線接收 路徑為信號(hào)品質(zhì)優(yōu)良；ii.時(shí)滯延展大于TDshott且時(shí)滯延展小于等于TD·的接收路徑個(gè)數(shù)，N·，并定義 該Nwmd個(gè)天線接收路徑為信號(hào)品質(zhì)良好；以及iii.時(shí)滯延展大于TDrae的接收路徑個(gè)數(shù)，Nbad,并定義該Nbad個(gè)天線接收路徑為 信號(hào)品質(zhì)不良；其中，Nbettek+Ngood+Nbad= N。(5)決定開啟特定天線接收路徑的方法如下i.如果Nbettek大于等于Nss，則在Nbettek個(gè)信號(hào)品質(zhì)優(yōu)良的天線接收路徑之中，選用 時(shí)滯延展最小的Nss個(gè)天線接收路徑，并關(guān)閉其余N-Nss個(gè)天線接收路徑；ii.如果Nbettek小于Nss，且NBETTEK+NeQQD總和大于等于Nss，則選用所有NBETTHi個(gè)信號(hào) 品質(zhì)優(yōu)良及N_d個(gè)信號(hào)品質(zhì)良好的天線接收路徑，并關(guān)閉其余Nbad個(gè)信號(hào)品質(zhì)不良天線接 收路徑；iii.如果NBETTEK+Ne(MD總和小于Nss，則關(guān)閉所有N個(gè)天線接收路徑。其中，第η個(gè)天線接收路徑的時(shí)滯延展TDn，其中1 < η < N，可利用前置序列匹配 濾波器(matched filter)的輸出，估計(jì)最大時(shí)滯延展，如下式所示 其中，Mn, k為第η個(gè)天線接收路徑的前置序列匹配濾波器第k個(gè)輸出信號(hào)，0 ^ k < L，THmf為一個(gè)臨界值。此外，第η個(gè)天線接收路徑的時(shí)滯延展TDn，也可利用前置序列匹配濾波器(matched filter)的輸出，估計(jì)時(shí)滯延展的均方根，如下式所示
(5)其中，Mn, k為第η個(gè)天線接收路徑之前置序列匹配濾波器第k個(gè)輸出信號(hào)，0彡k < L。第四實(shí)施方法針對(duì)多天線接收機(jī)400的接收數(shù)據(jù)序列狀態(tài)中，該接收數(shù)據(jù)幀控制器410決定保 留開啟特定天線接收路徑的RX RFE&AFE該預(yù)定方法的第四實(shí)施方法(1)開啟所有天線接收路徑的RX RFE&AFE，并在接收前置序列時(shí)，計(jì)算出所有N個(gè) 天線接收路徑的振幅跨率(envelop level crossing rate) [1]，其中N彡1。(2)開啟所有天線接收路徑的RX RFE&AFE，并從報(bào)頭序列所帶的數(shù)據(jù)中，找出數(shù) 據(jù)序列所使用的調(diào)制編碼方式(modulation and codingscheme，簡(jiǎn)稱MCS)，以及空間分流 (spatial stream)數(shù)，Nss,其中 Nss 彡 1。(3)依據(jù)MCS，選定出振幅跨率高臨界值，LCRhkh，及振幅跨率低臨界值，LCRot，其 中 LCRhigh > LCRl01O(4)分別找出i.振幅跨率小于等于LCRot的接收路徑個(gè)數(shù)，Nbettek，并定義該NBEraK個(gè)天線接收路 徑為信號(hào)品質(zhì)優(yōu)良；ii.振幅跨率大于LCRot且振幅跨率小于等于LCRhkh的接收路徑個(gè)數(shù)，Ngood,并定 義該Nwmd個(gè)天線接收路徑為信號(hào)品質(zhì)良好；以及iii.振幅跨率大于LCRhkh的接收路徑個(gè)數(shù)，Nbad，并定義該Nbad個(gè)天線接收路徑為 信號(hào)品質(zhì)不良；其中，Nbettek+Ngood+Nbad= N。(5)決定開啟特定天線接收路徑的方法如下i.如果Nbettek大于等于Nss，則在Nbettek個(gè)信號(hào)品質(zhì)優(yōu)良的天線接收路徑之中，選用 振幅跨率最小的Nss個(gè)天線接收路徑，并關(guān)閉其余N-Nss個(gè)天線接收路徑；ii.如果Nbettek小于Nss，且NBETTEK+Nera總和大于等于Nss，則選用所有NBETTHi個(gè)信號(hào) 品質(zhì)優(yōu)良及N_d個(gè)信號(hào)品質(zhì)良好的天線接收路徑，并關(guān)閉其余Nbad個(gè)信號(hào)品質(zhì)不良天線接 收路徑；iii.如果NBETTEK+Ne(MD總和小于Nss，則關(guān)閉所有N個(gè)天線接收路徑。其中，第η個(gè)天線接收路徑的振幅跨率，可利用連續(xù)多個(gè)分組之前置序列振幅大 小變化的長(zhǎng)時(shí)(long-term)統(tǒng)計(jì)結(jié)果。也可以利用多普勒頻偏估計(jì)值，來推得振幅跨率，因 為振幅跨率與多普勒頻偏成正比關(guān)系。第五實(shí)施方法針對(duì)多天線接收機(jī)400的接收數(shù)據(jù)序列狀態(tài)中，該接收數(shù)據(jù)幀控制器410決定保 留開啟特定天線接收路徑的RX RFE&AFE該預(yù)定方法的第五實(shí)施方法(1)開啟所有天線接收路徑的RX RFE&AFE，并在接收前置序列時(shí)，計(jì)算出所有N個(gè)
10i.ft^BC 白(frequency domain level crossingrate)，胃巾 N > 1。(2)開啟所有天線接收路徑的RX RFE&AFE，并從報(bào)頭序列所帶的數(shù)據(jù)中，找出數(shù) 據(jù)序列所使用的調(diào)制編碼方式(modulation and codingscheme，簡(jiǎn)稱MCS)，以及空間分流 (spatial stream)數(shù)，Nss,其中 Nss 彡 1。(3)依據(jù)MCS，選定出頻域跨率高臨界值，F(xiàn)LCRhkh，及頻域跨率低臨界值，F(xiàn)LCRot, 其中 FLCRhkh > FLCRot。(4)分別找出i.頻域跨率小于等于FLCRot的接收路徑個(gè)數(shù)，Nbettee,并定義該Nbettek個(gè)天線接收 路徑為信號(hào)品質(zhì)優(yōu)良；ii.頻域跨率大于FLCRmw且頻域跨率小于等于FLCRhkh的接收路徑個(gè)數(shù)，Ngood,并 定義該Ntoot個(gè)天線接收路徑為信號(hào)品質(zhì)良好；以及iii.頻域跨率大于FLCRhkh的接收路徑個(gè)數(shù)，Nbad，并定義該Nbad個(gè)天線接收路徑 為信號(hào)品質(zhì)不良；
其中，Nbettek+NGOOD+NBAD= N。(5)決定開啟特定天線接收路徑的方法如下i.如果Nbettek大于等于Nss，則在Nbettek個(gè)信號(hào)品質(zhì)優(yōu)良的天線接收路徑之中，選用 頻域跨率最小的Nss個(gè)天線接收路徑，并關(guān)閉其余N-Nss個(gè)天線接收路徑；ii.如果Nbettek小于Nss，且NBETTEK+Nera總和大于等于Nss，則選用所有NBETTHi個(gè)信號(hào) 品質(zhì)優(yōu)良及N_d個(gè)信號(hào)品質(zhì)良好的天線接收路徑，并關(guān)閉其余Nbad個(gè)信號(hào)品質(zhì)不良天線接 收路徑；iii.如果NBETTEK+Ne(MD總和小于Nss，則關(guān)閉所有N個(gè)天線接收路徑。其中，第η個(gè)天線接收路徑的頻域跨率，可利用一個(gè)前置周期信號(hào)經(jīng)過快速傅立 葉轉(zhuǎn)換(FFT)的輸出，求得
7—1 j τλ N CSI HIGHFLCRn = ~Tf-
nFFT ,(6)其中，Nfft為FFT的點(diǎn)數(shù)，Ncsijigh為所有FFT輸出中滿足下列關(guān)系的點(diǎn)數(shù)(a) FFT輸出的絕對(duì)值大于等于一個(gè)特定臨界值，或是(b) FFT輸出的絕對(duì)值平方大于等于一個(gè)特定臨界值。第六實(shí)施方法針對(duì)多天線接收機(jī)400的接收數(shù)據(jù)序列狀態(tài)中，該接收數(shù)據(jù)幀控制器410決定保 留開啟特定天線接收路徑的RX RFE&AFE該預(yù)定方法的第六實(shí)施方法(1)開啟所有天線接收路徑的RX RFE&AFE，并利用前置序列，計(jì)算出所有N個(gè)天線 接收路徑的信號(hào)強(qiáng)度，SNR，時(shí)滯延展，振幅跨率，或是頻域跨率，當(dāng)中的任兩項(xiàng)或兩項(xiàng)以上 信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)，其中N > 1。(2)開啟所有天線接收路徑的RX RFE&AFE，并從報(bào)頭序列所帶的數(shù)據(jù)中，找出數(shù) 據(jù)序列所使用的調(diào)制編碼方式(modulation and codingscheme，簡(jiǎn)稱MCS)，以及空間分流 (spatial stream)數(shù)，Nss,其中 Nss 彡 1。(3)依據(jù)MCS，選定出各個(gè)信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)的兩個(gè)臨界值，其中i.如果信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)包含信號(hào)強(qiáng)度，則定義信號(hào)強(qiáng)度高臨界值，SShkh，及信號(hào)強(qiáng)度低臨界值，SSot，其中SShkh > SSlow ；ii.如果信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)包含SNR，則定義SNR高臨界值，SNRhkh，及SNR低臨界值， SNRot，其中 SNRhkh >SNRl。w;iii.如果信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)包含時(shí)滯延展，則定義時(shí)滯延展長(zhǎng)臨界值，TDrae，及時(shí)滯 延展短臨界值， 1 "SHORT , 其中TDrae >
1 iySHORT，iv.如果信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)包含振幅跨率，則定義振幅跨率高臨界值，LCRhkh,及振幅 跨率低臨界值，LCRot，其中LCRhkh > LCRlow ；v.如果信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)包含頻域跨率，則定義頻域跨率高臨界值，F(xiàn)LCRhkh,及頻域 跨率低臨界值，F(xiàn)LCRot，其中FLCRhkh > FLCROT。(6)分別找出i.信號(hào)品質(zhì)優(yōu)良的接收路徑，其定義為需滿足以下所有條件(a)如果信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)包含信號(hào)強(qiáng)度，則信號(hào)強(qiáng)度需大于等于SShkh ；(b)如果信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)包含SNR，則SNR需大于等于SNRhkh ；(c)如果信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)包含時(shí)滯延展，則時(shí)滯延展需小于等于TDshqkt ；(d)如果信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)包含振幅跨率，則振幅跨率需小于等于LCRot ；(e)如果信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)包含頻域跨率，則頻域跨率需小于等于FLCRot ；及其個(gè)數(shù)，Nbettek。ii.信號(hào)品質(zhì)良好的接收路徑，其定義需滿足以下所有條件(a)如果信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)包含信號(hào)強(qiáng)度，則信號(hào)強(qiáng)度需大于等于SSot ；(b)如果信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)包含SNR，則SNR需大于等于SNRujw ；(c)如果信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)包含時(shí)滯延展，則時(shí)滯延展需小于等于TDmc ；(d)如果信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)包含振幅跨率，則振幅跨率需小于等于LCRhkh ；(e)如果信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)包含頻域跨率，則頻域跨率需小于等于FLCRhkh ；(f)不屬于前述信號(hào)品質(zhì) 良的接收路徑；及其個(gè)數(shù)，N_。iii.其他不屬于前述信號(hào)品質(zhì)優(yōu)良或信號(hào)品質(zhì)良好的接收路徑，都定義為信號(hào)品 質(zhì)不良的接收路徑；及其個(gè)數(shù)，Nbad。其中，Nbettek+Ngood+Nbad= N。(7)決定開啟特定天線接收路徑的方法如下i.如果Nbettek大于等于Nss，則在Nbettek個(gè)信號(hào)品質(zhì)優(yōu)良的天線接收路徑之中，選用 信號(hào)強(qiáng)度最大的Nss個(gè)天線接收路徑，并關(guān)閉其余N-Nss個(gè)天線接收路徑；ii.如果Nbettek小于Nss，且NBETTEK+Nera總和大于等于Nss，則選用所有NBETTHi個(gè)信號(hào) 品質(zhì)優(yōu)良及N_d個(gè)信號(hào)品質(zhì)良好的天線接收路徑，并關(guān)閉其余Nbad個(gè)信號(hào)品質(zhì)不良天線接 收路徑；iii.如果NBETTEK+Ne(MD總和小于Nss，則關(guān)閉所有N個(gè)天線接收路徑。其中，第η個(gè)天線接收路徑的各個(gè)信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)的值的求法，可參考前面五個(gè)方 法中關(guān)于信號(hào)強(qiáng)度，SNR，時(shí)滯延展，振幅跨率，或是頻域跨率的敘述。雖然本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容已經(jīng)以優(yōu)選實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明， 本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神所作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，都應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的范圍內(nèi)，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種用于一多天線接收裝置的接收方法，該多天線接收裝置用以接收一數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀包括有一非數(shù)據(jù)序列以及一數(shù)據(jù)序列，該接收方法包含進(jìn)入一接收非數(shù)據(jù)序列狀態(tài)，并開啟N個(gè)接收路徑用以接收該數(shù)據(jù)幀的該非數(shù)據(jù)序列；以及進(jìn)入一接收數(shù)據(jù)序列狀態(tài)，并開啟M個(gè)接收路徑用以接收該數(shù)據(jù)幀的該數(shù)據(jù)序列，其中，M值小于N值。
2.如權(quán)利要求1所述的接收方法，其中，該M值依據(jù)該非數(shù)據(jù)序列的一信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)所決定。
3.如權(quán)利要求2所述的接收方法，其中，該信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)為信號(hào)強(qiáng)度、信號(hào)噪聲比、時(shí) 滯延展、振幅跨率或頻域跨率中的至少一個(gè)。
4.如權(quán)利要求2所述的接收方法，其中，依據(jù)數(shù)據(jù)序列所使用的調(diào)制編碼方式，針對(duì)該 信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)設(shè)定一臨界值，并依據(jù)該N個(gè)接收路徑在該臨界值的上下兩區(qū)間的分布數(shù)量 決定該M值。
5.如權(quán)利要求2所述的接收方法，其中，依據(jù)數(shù)據(jù)序列所使用的調(diào)制編碼方式，針對(duì)該 信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)設(shè)定一第一臨界值與一第二臨界值，并依據(jù)該N個(gè)接收路徑在該第一臨界值 與該第二臨界值的各區(qū)間的分布數(shù)量決定該M值。
6.如權(quán)利要求1所述的接收方法，其中，該非數(shù)據(jù)序列包括有一前置序列以及一報(bào)頭 序列，該進(jìn)入接收非數(shù)據(jù)序列狀態(tài)的步驟還包括進(jìn)入一接收前置序列狀態(tài)，并開啟該N個(gè)接收路徑用以接收該數(shù)據(jù)幀的該前置序列；以及進(jìn)入一接收?qǐng)?bào)頭序列狀態(tài)，并開啟該N個(gè)接收路徑用以接收該數(shù)據(jù)幀的該報(bào)頭序列。
7.如權(quán)利要求6所述的接收方法，其中，該M值依據(jù)該前置序列的一信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)所決定。
8.如權(quán)利要求7所述的接收方法，其中，該信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)為信號(hào)強(qiáng)度、信號(hào)噪聲比、時(shí) 滯延展、振幅跨率或頻域跨率中的至少一個(gè)。
9.如權(quán)利要求7所述的接收方法，其中，依據(jù)數(shù)據(jù)序列所使用的調(diào)制編碼方式，針對(duì)該 信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)設(shè)定一臨界值，并依據(jù)該N個(gè)接收路徑在該臨界值的上下兩區(qū)間的分布數(shù)量 決定該M值。
10.如權(quán)利要求7所述的接收方法，其中，依據(jù)數(shù)據(jù)序列所使用的調(diào)制編碼方式，針對(duì) 該信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)設(shè)定一第一臨界值與一第二臨界值，并依據(jù)該N個(gè)接收路徑在該第一臨界 值與該第二臨界值的各區(qū)間的分布數(shù)量決定該M值。
11.一種多天線接收裝置，用以接收一數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀包括有一非數(shù)據(jù)序列狀態(tài)及一 數(shù)據(jù)序列，該接收裝置包含N個(gè)接收路徑，用以接收來自天線的射頻信號(hào)，以輸出N個(gè)射頻接收信號(hào)； 一 MIMO解調(diào)解碼電路，耦接該N個(gè)接收路徑，用以對(duì)該N個(gè)射頻接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)解 碼，以產(chǎn)生一解調(diào)解碼信號(hào)；以及一序列分隔電路，耦接該MIMO解調(diào)解碼電路，對(duì)該解調(diào)解碼信號(hào)進(jìn)行分隔以產(chǎn)生該數(shù) 據(jù)幀的該報(bào)頭序列及該數(shù)據(jù)序列；以及一控制電路，用以分別控制該N個(gè)接收路徑的使能或禁用；其中，進(jìn)入一接收非數(shù)據(jù)序列狀態(tài)，該控制電路開啟N個(gè)接收路徑用以接收該數(shù)據(jù)幀 的該非數(shù)據(jù)序列；以及其中，進(jìn)入一接收數(shù)據(jù)序列狀態(tài)，該控制電路依據(jù)所接收到的該非數(shù)據(jù)序列以決定開 啟M個(gè)接收路徑用以接收該數(shù)據(jù)幀的該數(shù)據(jù)序列，其中，M值小于N值。
12.如權(quán)利要求11所述的多天線接收裝置，其中，該M值依據(jù)該非數(shù)據(jù)序列的一信號(hào)品 質(zhì)指標(biāo)所決定。
13.如權(quán)利要求12所述的多天線接收裝置，其中，該信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)為信號(hào)強(qiáng)度、信號(hào)噪 聲比、時(shí)滯延展、振幅跨率或頻域跨率中的至少一個(gè)。
14.如權(quán)利要求12所述的多天線接收裝置，其中，依據(jù)該數(shù)據(jù)序列所使用的調(diào)制編碼 方式，針對(duì)該信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)設(shè)定一臨界值，并依據(jù)該N個(gè)接收路徑在該臨界值的上下兩區(qū) 間的分布數(shù)量決定該M值。
15.如權(quán)利要求12所述的多天線接收裝置，其中，依據(jù)該數(shù)據(jù)序列所使用的調(diào)制編碼 方式，針對(duì)該信號(hào)品質(zhì)指標(biāo)設(shè)定一第一臨界值與一第二臨界值，并依據(jù)該N個(gè)接收路徑在 該第一臨界值與該第二臨界值的各區(qū)間的分布數(shù)量決定該M值。
全文摘要
多天線接收裝置的接收裝置及其方法。該多天線接收裝置用以接收一數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀包括有一非數(shù)據(jù)序列以及一數(shù)據(jù)序列，該接收方法包含進(jìn)入一接收非數(shù)據(jù)序列狀態(tài)，并開啟N個(gè)接收路徑用以接收該數(shù)據(jù)幀的該非數(shù)據(jù)序列；以及進(jìn)入一接收數(shù)據(jù)序列狀態(tài)，并開啟M個(gè)接收路徑用以接收該數(shù)據(jù)幀的該報(bào)頭序列，其中，M值小于N值。
文檔編號(hào)H04B7/08GK101908917SQ20091014600
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者余俊宏, 柳德政, 顏光裕 申請(qǐng)人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司