專利名稱：無線通信設備和方法、計算機程序以及無線通信系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā) 明涉及無線通信設備、無線通信方法、計算機程序和無線通信系統(tǒng)。具體而 言，本發(fā)明涉及無線通信設備、無線通信方法、計算機程序和無線通信系統(tǒng)，其中，在發(fā)送側 對包特征化地執(zhí)行符號重復，并且在接收側使用檢測符號重復的特征的結果來實現(xiàn)穩(wěn)定的
通{曰。
背景技術：
用于毫米波通信的技術已經(jīng)被開發(fā)來主要應用到短距離無線接入通信、圖像發(fā)送 系統(tǒng)、簡化的通信和汽車防碰撞雷達等，以便通過實現(xiàn)高容量長距離通信、小尺寸低成本通 信裝置等來增加它們的使用。毫米波具有10毫米到1毫米的波長，對應于30GHz到300GHz 的頻率。例如，在使用60GHz的無線通信中，也可能分配以GHz計的信道，并實現(xiàn)很高的數(shù) 據(jù)通信。與廣泛用于無線LAN(局域網(wǎng))技術的微波相比，毫米波短且非常線性，允許裝置 發(fā)送大量的信息。但是，由于反射，顯著地發(fā)生毫米波衰減，并且無線通信路徑可以主要是 直達波或者至多是單反射波，另外，毫米波具有因為大的傳播損失而導致無線信號傳播得 不遠的特性。為了補償毫米波的這種飛行距離問題，考慮使收發(fā)器的天線具有方向性，以通過 將發(fā)送波束和接收波束定向到通信方的位置來擴展通信距離。通過在發(fā)送/接收裝置上安 裝多個天線并改變每個天線的發(fā)送權重或者接收權重，可以控制波束的方向性。在毫米波 的情況下，很少使用反射波，但是由于波束形狀的方向性而導致直達波很重要。因此，具有 敏銳的方向性的波束可以用于毫米波。因此，在了解到最佳的天線方向性后，可以執(zhí)行與毫 米波的無線通信。例如，已經(jīng)提出了具有第一通信單元和第二通信單元的無線發(fā)送系統(tǒng)。在該系統(tǒng) 中，第二通信單元使用至少一種通信，諸如電力線通信、光通信及聲波通信，并發(fā)送限定發(fā) 送天線的方向性的信號。隨后，在確定發(fā)送天線的方向后，使用IOGHz或者更高頻率的電波 的第一通信裝置使接收器(接收部分)和發(fā)送器(發(fā)送部分)在其間執(zhí)行無線傳輸(例如 日本專利 No. 3544891 和 3333117)。另外，一種用于使用天線方向性來擴展通信距離的方法已經(jīng)被應用到使用毫米波 頻帶的無線PAN(mmWPAN 毫米波無線個人區(qū)域網(wǎng))，其是基于IEEE 802. 15. 3c的標準。

發(fā)明內容
在使用具有高直線性的頻帶的無線通信的情況下，在用于將發(fā)送波束和接收波束 引導到通信對方的位置的通信等之前，可以執(zhí)行全向(非定向)通信。例如，在對方向性進 行控制的通信之前，可以全向地發(fā)送用于向周圍的無線通信設備報告各種信息的信標。全向通信具有比光學地設置通信方向性的通信更低的增益。因此，通過在全向發(fā) 送的包中執(zhí)行符號重復，并使用被重復的各個符號來提高增益，可以補償由于全向導致的增益衰減。但是，如果通過在無線通信設備之間執(zhí)行通信來確定符號重復的次數(shù)，則在期望 的通信期間會發(fā)生開銷的增大。因此，需要無線通信設備、無線通信方法、計算機程序和無線通信系統(tǒng)，其可以即 使在天線方向性增益不足的情況下，也以有效的方式來實現(xiàn)穩(wěn)定的通信。本發(fā)明的第一實施例是一種無線通信設備，其包括包產生部分，用于產生包，并 對所述包的前導碼特征化地執(zhí)行符號重復；以及發(fā)送部分，用于將進行了所述符號重復的 包作為無線信號發(fā)送。在這個實施例中，產生包，然后對所述包的前導碼特征化地執(zhí)行符號重復。例如， 根 據(jù)包的類型和天線方向性圖案的至少一個來執(zhí)行符號重復的特征化。另外，可以對每個 符號或者預定的符號單元來執(zhí)行符號重復。符號重復的特征化可以改變下述各項中的至少 一項符號重復的次數(shù)；符號幅度；符號相位；以及復合符號系列。如果對于包的前導碼、包 頭和凈荷中的兩個或更多個執(zhí)行符號重復，則可以對所選擇的項目相等地執(zhí)行符號重復的 特征化。另外，可以在時間方向和/或在頻率方向上執(zhí)行符號重復。而且，當根據(jù)觀察電波 傳播的狀態(tài)的結果而改變符號重復的特征化時，可以增加符號重復的次數(shù)。因此，可以將進 行了符號重復的包作為無線信號發(fā)送。本發(fā)明的第二實施例是一種無線通信設備，其包括接收部分，用于接收無線信 號；前導碼檢測器，用于檢測通過接收由所述接收部分接收的無線信號而獲得的包的前導 碼；包處理部分，用于使用所述前導碼檢測的結果來從包中提取緊接著所述前導碼的數(shù)據(jù)。 在該通信設備中，前導碼檢測器檢測包中的符號重復的特征，然后參考所檢測到的符號重 復的特征來檢測前導碼。在該實施例中，可以計算所述包中的符號重復的相關值或者事先定義的圖案和所 述包之間的相關值。然后，可以將所計算出的相關值與事先定義的閾值相比較，以檢測前導 碼。隨后，可以使用所述前導碼檢測的結果來從所述包中提取緊接著所述前導碼的數(shù)據(jù)，然 后處理所述數(shù)據(jù)。本發(fā)明的第三實施例是一種無線通信方法，其包括以下步驟在包產生部分中對 包的前導碼特征化地執(zhí)行符號重復；以及從發(fā)送部分將進行了符號重復的所述包作為無線 信號發(fā)送。本發(fā)明的第四實施例是一種無線通信方法，其包括以下步驟由接收部分接收無 線信號；使前導碼檢測器檢測在通過由所述接收部分接收所述無線信號而獲得的包中的符 號重復的特征，隨后，根據(jù)所檢測到的符號重復的特征來檢測所述前導碼；以及使包處理部 分利用所述前導碼檢測的結果來從所述包中提取在所述前導碼之后的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的第五實施例是一種計算機程序，其使得計算機對具有用于無線通信的通 信部分的通信設備執(zhí)行通信處理。所述計算機程序使得所述計算機用作可對包的前導碼 特征化地執(zhí)行符號重復的裝置或者部件；以及可從所述通信部分將進行符號重復的所述包 作為無線信號發(fā)送的裝置或者部件。本發(fā)明的第六實施例是一種計算機程序，其使得計算機對具有用于無線通信的通 信部分的通信設備執(zhí)行通信處理。所述計算機程序使得計算機作為可通過所述通信部分 來發(fā)送無線信號的裝置或者部件；可檢測在通過由所述通信部分接收所述無線信號而獲得 的包中的符號重復的特征、隨后根據(jù)所檢測的符號重復的特征來檢測所述前導碼的裝置或者部件；以及可利用所述前導碼檢測的結果來從所述包中提取緊接著所述前導碼的數(shù)據(jù)的 裝置或者部件。本發(fā)明的第七實施例是一種無線通信系統(tǒng)，其包括發(fā)送包的第一無線通信設備和 接收包的第二無線通信設備。這里，所述第一無線通信設備包括包產生部分，用于對所述 包的前導碼特征化地執(zhí)行符號重復；以及發(fā)送部分，用于將進行了符號重復的所述包作為 無線信號發(fā)送。另外，所述第二無線通信設備包括接收部分，用于接收所述無線信號；前 導碼檢測器，用于檢測在通過經(jīng)由所述接收部分接收所述無線信號而獲得的包中的符號重 復的特征，隨后根據(jù)所檢測的符號重復的特征來檢測所述前導碼；以及包處理部分，用于利 用所述前導碼檢測的結果來從所述包中提取緊接著所述前導碼的數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^以計算機可讀格式提供的存儲介質或者通信介質來提供根據(jù)本發(fā)明的 實施例的計算機程序。所述存儲介質可以是光盤、磁盤或者半導體存儲器，并且所述通信介 質可以是網(wǎng)絡。可以通過以計算機可讀格式提供所述程序來在計算機系統(tǒng)上實現(xiàn)基于程序 的處理。根據(jù)本發(fā)明的任意實施例，對所產生的包的前導碼特征化地執(zhí)行符號重復，然后 將結果產生的包作為無線信號發(fā)送。隨后，根據(jù)所檢測到的符號重復的特征來檢測通過接 收所述無線信號和所述前導碼而獲得的包上的符號重復的特征。因此，由于甚至不用給出關于在發(fā)送側執(zhí)行的符號重復的信息就能在接收側提取 包頭或者凈荷的數(shù)據(jù)，因此可以防止開銷的增大。另外，即使沒有足夠的天線方向性增益， 符號重復也可以提高增益，從而可以實現(xiàn)穩(wěn)定的通信。


圖1是圖示無線通信設備的配置的圖；圖2是圖示包的示例性格式的圖；圖3是圖示前導碼檢測器的配置的圖；圖4是圖示能夠同時執(zhí)行前導碼檢測的前導碼檢測器的示例性配置的圖；圖5是圖示在符號重復之前的示例性包格式的圖；圖6是圖示相對于每個預定符號單元對前導碼執(zhí)行符號重復的情況的圖；圖7是圖示相對于每個預定符號對前導碼執(zhí)行符號重復的情況的圖；圖8是圖示使用復合系數(shù)來對前導碼執(zhí)行符號重復的情況的圖；圖9是圖示將復合符號系列用于前導碼上的符號重復的情況(部分1)的圖；圖10是圖示將復合符號系列用于前導碼上的符號重復的情況(部分2)的圖；圖11是圖示改變前導碼上的符號重復的基本圖案的類型的情況的圖；圖12是圖示對前導碼和凈荷相等地執(zhí)行符號重復的特征化的情況(部分1)的 圖；圖13是圖示對前導碼和凈荷相等地執(zhí)行符號重復的特征化的情況(部分2)的 圖；圖14是圖示在時間方向上對凈荷執(zhí)行符號重復的情況的圖；圖15是圖示在時間方向上對凈荷執(zhí)行符號重復的情況的圖；圖16是圖示無線通信系統(tǒng)的配置的圖17是圖示從信標發(fā)送到數(shù)據(jù)接收完成的通信過程的圖；圖18是圖示在方向性訓練中用于符號重復的通信過程的圖；以及圖19是圖示信息設備的配置的圖。
具體實施例方式以下，將參考附圖來說明本發(fā)明的實施例。在要全向地發(fā)送的包中執(zhí)行符號重復以補償由于全向(非定向)通信中的全向導致的增益衰減時，當通過在無線通信設備之間 執(zhí)行通信來確定符號重復的次數(shù)時，開銷將變大?？紤]這樣的問題，本發(fā)明的任意實施例通過以下來防止開銷的增大允許接收側 甚至在無需通過初步通信來獲得關于符號重復的信息的情況下解碼在發(fā)送側執(zhí)行的符號 重復。另外，本發(fā)明的任意實施例通過符號重復來提高增益，以便在即使天線方向性增益不 足的情況下，也實現(xiàn)穩(wěn)定的通信。將以下述順序來描述所述實施例1.無線通信設備的配置2.符號重復的操作3.無線通信設備的操作<1.無線通信設備的配置>圖1是圖示無線通信設備的配置的圖。無線通信設備10包括包產生部分11、發(fā)送 部分12、發(fā)送/接收切換部分21、方向控制部分22和天線23。無線通信表示10還包括接 收部分31、前導碼檢測器32、包處理部分33和電波傳播觀察部分34。包產生部分11包括 凈荷產生器111、包頭產生器112、前導碼產生器113和包格式化器114。包處理部分33包 括包頭解碼器331和凈荷解碼器332。包產生部分11的凈荷產生器111利用所發(fā)送的數(shù)據(jù) 來產生包的凈荷。包頭產生器112利用關于要發(fā)送的包的頭部的信息來產生包頭。前導碼 產生器113產生要發(fā)送的包的前導碼。包格式化器114利用所產生的凈荷以及所產生的包 頭和前導碼來產生預定格式的包。例如，如圖2中所示，以前導碼位于包的頭部、隨后是包 頭和凈荷這種順序的格式來產生包。此外，包產生部分11對包的前導碼、包頭和凈荷中的至少一個特征化地執(zhí)行符號 重復。例如，包產生部分11對每個符號或者對每個預定符號單元執(zhí)行符號重復。另外，包產 生部分11至少改變符號重復的次數(shù)、符號幅度、符號相位和復合符號系列中的任意一個。 此外，包產生部分11根據(jù)包的類型和天線方向圖來特征化地執(zhí)行符號重復。發(fā)送部分12對于從包格式化器114產生的預定格式的包執(zhí)行調制處理等，然后產 生預定通信模式的發(fā)送信號。發(fā)送/接收切換部分21向方向控制部分22提供從發(fā)送部分 12產生的發(fā)送信號。方向控制部分22使得天線23的方向為全向或者期望的波束圖案的方 向，隨后從天線23發(fā)送從發(fā)送部分12產生的發(fā)送信號。在天線23的方向被設置為例如全向或者期望的波束圖案的方向時，方向控制部 分22提供作為由天線23接收的無線信號而獲得的接收信號。發(fā)送/接收切換部分21向 接收部分31提供由天線23接收的信號。接收部分31向前導碼檢測器32和包處理部分33提供所接收的包數(shù)據(jù)，其中，通 過將所接收的信號進行解調處理等來獲得所接收的包數(shù)據(jù)。前導碼檢測器32執(zhí)行從所接收的包數(shù)據(jù)中檢測前導碼的處理。檢測結果被輸出到包處理部分33和電波傳播觀察部分34。前導碼檢測器32檢測包中的符號重復的特征， 然后根據(jù)所檢測到的符號重復的特征來檢測前導碼。包處理部分33包括包頭解碼器331和凈荷解碼器332。當前導碼檢測器32已經(jīng) 檢測到前導碼時，包頭解碼器331解碼緊接著所檢測到的前導碼的包頭以獲取頭部信息。 當前導碼檢測器32已經(jīng)檢測到前導碼時，凈荷解碼器332解碼根據(jù)這個檢測到的前導碼而 確定的凈荷，然后輸出數(shù)據(jù)信號。具體而言，當前導碼檢測器32已經(jīng)檢測到前導碼時，包頭 解碼器331和凈荷解碼器332根據(jù)由前導碼檢測器32產生的定時識別信號來解碼包頭和 凈荷，所述定時識別信號能夠識別開始包頭的定時和凈荷的定時，如下所述。電波傳播觀察部分34根據(jù)所接收的信號來確定電波傳播環(huán)境，并根據(jù)電波傳播 環(huán)境來改變符號重復圖案。例如，電波傳播觀察部分34被設計用來在檢測到前導碼后所接 收的信號的接收功率小時或者當不滿足信噪功率比時增強增益。更確切地說，電波傳播觀 察部分34提高前導碼產生器113中的前導碼的重復次數(shù)。
現(xiàn)在參見圖3，將說明用于檢測前導碼上的符號重復的前導碼檢測器的示例配置。 所述前導碼檢測器通過計算包中的符號重復的相關值或者計算預定圖案和包的相關值，然 后在計算出的相關值和預定閾值之間進行比較，來執(zhí)行前導碼的檢測。前導碼檢測器32包 括相關值計算器321、加法器322、閾值比較器323和特征檢測器324。相關值計算器321計算在所接收的包中的重復的前導碼的相關值。例如，計算作 為公知圖案或者序列的基本圖案或者復合符號系列與所接收的包中的前導碼圖案或者復 合符號系列之間的相關值。另外，相關值計算器321可以計算在所接收的包內重復的前導 碼圖案之間或者在復合符號系列之間的相關值。加法器322將由相關值計算器321計算的相關值相加，以便符號重復能夠增大增
■、Λ
frff. ο閾值比較器323將預定閾值與由加法器322執(zhí)行的相加的結果相比較。然后，當 所述結果超過閾值時，所述閾值比較器323確定已經(jīng)檢測到前導碼。特征檢測器324根據(jù)來自相關值計算器或者加法器的輸入來檢測重復圖案的特 征。此外，特征檢測器324產生定時識別信號，所述定時識別信號使得可根據(jù)檢測到的特征 來識別開始包頭或者凈荷的定時。然后，特征檢測器324向包頭解碼器331或者凈荷解碼 器332輸出定時識別信號。例如，當執(zhí)行符號重復時，特征檢測器324預先在無線通信設備 之間建立關于是否應當通過改變幅度、相位和所使用的復合符號系列中的任意一個而執(zhí)行 符號重復的規(guī)則。然后，特征檢測器324根據(jù)來自相關值計算器或者加法器的輸出來識別 重復圖案。此外，特征檢測器324確定是所識別的重復圖案中的哪一個，并根據(jù)檢測結果來 產生定時識別信號。此外，前導碼的檢測不限于僅僅一個基本圖案或者復合符號系列。為了檢測前導 碼，可以使用多個不同的基本圖案或者復合符號系列，以便相對各個基本圖案或者復合符 號系列并行地執(zhí)行前導碼檢測過程。圖4是圖示能夠同時執(zhí)行前導碼檢測的前導碼檢測器的示例性配置的圖。在圖4 中，相關值計算器321-1到321-n通過使用彼此不同的基本圖案或者復合符號系列，來對復 合符號系列計算在所接收的包中的相應前導碼圖案或者相關值。加法器322-1以與上述加法器322類似的方式來將由計算器321-1計算出的相關值相加。另外，加法器322-2到322-n分別將由相關值計算器321-2到321_n計算出的相 關值相加。閾值比較器323-1以與上述閾值比較器323類似的方式來將由加法器322_1執(zhí)行 的相加的結果與預定閾值相比較。然后，當結果超過閾值時，識別出前導碼。另外，閾值比 較器323-2到323-n將由加法器322-2到322_n執(zhí)行的相加的結果與預定閾值相比較。然 后，當結果超過閾值時識別出前導碼。這里，在閾值比較器323-1到323-n中使用的閾值可 以彼此相等。或者，可以相對于在相關值計算器321-1到321-n中使用的基本圖案或者復 合符號系列來限定和使用閾值。 特征檢測器324根據(jù)來自相應的相關值計算器321-1到321_n或者加法器322_1 到322-n的輸出來檢測重復圖案的特征。特征檢測器324產生定時識別信號，所述定時識 別信號使得可識別開始包頭或者凈荷的定時，特征檢測器324然后向包頭解碼器331或者 凈荷解碼器332輸出所述信號。因此，即使基本圖案或者復合符號系列作為符號重復的特征被改變，也有可能通 過并行地執(zhí)行基本圖案或者復合符號系列的前導碼檢測來迅速地檢測前導碼。<符號重復的操作>接著，將說明符號重復的操作。利用重復特征的改變來執(zhí)行符號重復。這里，所述 重復特征可以是符號重復的次數(shù)、符號的幅度或者相位、符號所乘以的復合系數(shù)、復合符號 系列及其他類似事項中的至少一個。因此，在改變這樣的特征的水平的同時，執(zhí)行符號重
Μ. ο圖5是圖示在符號重復之前的示例性包格式的圖。包包括前導碼、包頭和凈荷。在所述前導碼中，符號的數(shù)量被定義為“P”。因此，例如，存在復合符號SP(O)到 SP (P-I)。在包頭中，符號的數(shù)量被定義為“H”。因此，例如，存在復合符號Sh (0)到Sh (H-I)。 在凈荷中，符號的數(shù)量被定義為“D”。因此，例如存在復合符號Sd(O)到sd(D-l)。這里，由前導碼中的復合符號sp (0)到sp (P-I)表示的圖案被定義為基本圖案sp。 然后，在無線通信設備之間作為公知常識提供基本圖案sp。因此，只要在無線通信設備之間 共同地識別到基本圖案sp，則可以容易地執(zhí)行在接收時的包的檢測。圖6-11是圖示對前導碼執(zhí)行符號重復的包的圖。圖6是圖示相對于預定符號單元-例如基本圖案單元-對前導碼執(zhí)行符號重復的 情況的圖。在圖6中所示的示例的情況下，例如，將由復合符號Sp(0)到sp(P-l)表示的基 本圖案sp重復四次。這里，可以明白，如果重復基本圖案sp的次數(shù)是“R”，則所接收的功率的增益是 “l(fā)Oxlog(R)分貝(dB)”。因此，即使全向地執(zhí)行通信，也可以穩(wěn)定的執(zhí)行通信，因為基本圖 案sp的重復可以導致前導碼中的所接收功率的增益的提高。圖7是圖示相對于每個符號-例如在基本圖案中的每個符號-對于前導碼執(zhí)行符 號重復的情況的圖。在圖7中，基本圖案sp包括復合符號Sp(0)到sp(P-l)。為了重復基 本圖案中的每個符號，重復基本圖案sp中的相應復合符號Sp(0)到sp(P-l)。圖7圖示了 將復合符號sp(0)到sp(P-l)中的每個重復四次的示例。因此，即使全向地執(zhí)行通信，也可 以穩(wěn)定的執(zhí)行通信，因為基本圖案中每個符號的重復可以導致前導碼中的所接收功率的增 益的提高。
圖8是圖示在前導碼中執(zhí)行基本圖案重復并將重復的最后基本圖案乘以復合系 數(shù)的情況。在這個圖8中，如果將基本圖案sp重復四次，并且重復的最后基本圖案乘以復 合系數(shù)A。以這種方式，由于重復的最后基本圖案乘以復合系數(shù)，因此即使基本圖案彼此相 同，也可以識別前導碼的尾部，而不依賴于重復的次數(shù)。因此，可以正確地執(zhí)行包頭或者凈 荷的解碼，而無需在包通信之前在無線通信裝置之間的初步通信以獲得關于重復次數(shù)等的信息。
圖9是圖示在前導碼中執(zhí)行基本圖案重復并將各個重復的基本圖案乘以各個不 同的復合系數(shù)的情況。此外，在圖9中，將基本圖案sp重復四次，然后將第一基本圖案乘以 復合符號系列C(O)，然后將第二基本圖案乘以復合符號系列C(I)，然后將第三基本圖案乘 以復合符號系列C(2)，然后將最后的基本圖案乘以復合符號系列C(3)。對于如上所述的乘以復合符號系列，如果復合符號系列在無線通信設備之間是已 知的，則即使當重復的次數(shù)是未知的時，也可以檢測復合符號系列。因此，從檢測的結果可 以確定重復基本圖案的次數(shù)和基本圖案在重復中的次序等。這里，選擇復合符號系列，以便可以盡可能獲得具有較高正交性的許多系列。因 此，通過如上所述地選擇復合符號系列，例如，不同復合符號系列的使用允許兩個或更多個 無線通信系統(tǒng)的操作共存，即使使用相同的空間、相同的時間和相同的頻道。圖10圖示了 對前導碼執(zhí)行基本圖案重復，并將重復的基本圖案乘以它們各自的不同復合系數(shù)，并根據(jù) 基本圖案重復的次數(shù)來改變要乘以的復合符號系列的情況。例如，如果基本圖案重復的次數(shù)是1，則使用復合符號系列Cl (0)。另外，如果復合 符號系列的次數(shù)是2，則使用復合符號系列C2(0)和C2(l)。將第一基本圖案sp乘以復合 符號系列C2 (0)，并將第二基本圖案sp乘以復合符號系列C2 (1)。另外，如果復合符號系列 的次數(shù)是4，則使用復合符號系列C4(0)到C4(3)。將第一基本圖案sp乘以復合符號系列 C4(0)，并且將第二基本圖案sp乘以復合符號系列C4(l)。此外，將第三基本圖案sp乘以復 合符號系列C4 (2)，并且將在重復中的最后一個基本圖案sp乘以復合符號系列C4(3)。另外，可以通過替換要乘到基本圖案的復合符號來改變基本圖案的復合符號的幅 度和相位，但是在附圖中未示出。因此，可以通過替換要乘到基本圖案的復合符號來改變基 本圖案的復合符號的幅度和相位，來特征化地執(zhí)行符號重復。圖11是圖示根據(jù)對前導碼的基本圖案重復的次數(shù)來改變符號重復的基本圖案的 類型的情況的圖。例如，如果基本圖案重復的次數(shù)是1，則使用基本圖案spl。如果基本圖 案重復的次數(shù)是2，則使用基本圖案sp2。如果基本圖案重復的次數(shù)是3，則使用基本圖案 sp3。此外，如果基本圖案重復的次數(shù)是4，則使用基本圖案sp4。因此，如果根據(jù)基本圖案重復的次數(shù)來改變基本圖案的類型，則作為通過重復而 改善增益的結果，前導碼檢測器可以正確地檢測前導碼。另外，可以根據(jù)基本圖案重復的 次數(shù)來改變基本圖案的類型，當檢測到前導碼時可以根據(jù)基本圖案的類型來確定重復的編 號。換句話說，由于可以確定重復的次數(shù)，因此變得有可能確定從前導碼的頭部到包頭或者 凈荷的頭部的數(shù)據(jù)長度。因此，可以正確地執(zhí)行包頭和凈荷，而無需在包通信之前在無線通 信裝置之間的初步通信以得到關于重復次數(shù)等的信息。如上所述，如果在前導碼上重復基本圖案，則基本圖案的數(shù)量可以限于有限數(shù)，或 者可以在無線通信設備之間通知圖案的有限數(shù)量，可以簡化對所接收的包的前導碼檢測處理?；蛘撸梢栽O計為不僅對前導碼執(zhí)行符號重復，而且對包頭和凈荷中的至少一個 執(zhí)行符號重復。因此，通過對包頭和凈荷執(zhí)行符號重復，可以獲得包頭或者凈荷的增益。因 此，可以穩(wěn)定地解調包頭或者凈荷。當對包頭或者凈荷執(zhí)行符號重復時，可以隨意使用任意重復圖。然而，理想的是執(zhí) 行與對前導碼應用的重復圖的特征化相同的特征化。因此，由于在解碼包頭或者凈荷時已 經(jīng)識別了重復圖，因而有可能省略檢測包頭或者凈荷上的重復圖的操作。因此，可以容易地 提高包頭或者凈荷的增益。圖12-15是圖示其中對前導碼和凈荷執(zhí)行符號重復的包的圖。圖12圖示了下述情況在前導碼上重復基本圖案的重復，并將重復的基本圖案與 它們相應的不同復合符號系列相乘，并且根據(jù)基本圖案重復的次數(shù)來改變要乘以的復合符 號系列。另外，其圖示了對凈荷執(zhí)行符號重復與對前導碼執(zhí)行的基本圖案重復的次數(shù)相同 的重復次數(shù)。這里，圖12圖示了重復次數(shù)是4的情況。例如，如果前導碼上的重復次數(shù)是 4，則可以在凈荷上執(zhí)行四次預定數(shù)量⑶的復合符號sd(0)到sd(D-l)的重復。因此，如果設計為也對凈荷執(zhí)行符號重復，則可以像在前導碼的重復情況中那樣 提高凈荷中的接收功率的增益。因此，即使全向地執(zhí)行通信，也可以穩(wěn)定地執(zhí)行通信。圖13圖示了下述情況在前導碼上重復基本圖案的重復，并將重復的基本圖案與 它們相應的不同復合符號系列相乘，并且根據(jù)基本圖案重復的次數(shù)來改變要乘以的復合符 號系列。另外，其圖示了對凈荷執(zhí)行符號重復與對前導碼執(zhí)行的基本圖案重復的次數(shù)相同 的重復次數(shù)，然后以與前導碼類似的方式將重復的符號乘以復合符號系列。這里，圖13圖 示了重復的次數(shù)是4的情況。例如，如果在前導碼上的重復次數(shù)是4并且將重復的基本圖 案乘以復合符號系列C(0)、C(1)、C(2)和C(3)，則可以在凈荷上執(zhí)行四次預定數(shù)量(D)的 復合符號sd(0)到sd(D-l)的重復。另外，將第一重復符號乘以復合符號系列C(0)。將第 二重復符號乘以復合符號系列C(l)，將第三重復符號乘以復合符號系列C(2)，并將第四重 復符號乘以復合符號系列C(3)。這里，作為用于前導碼的復合符號系列，選擇復合符號系列以便可以盡可能獲得 具有較高的正交性的許多系列。因此，通過如上所述地選擇復合符號系列，例如，不同復合 符號系列的使用允許兩個或更多個無線通信系統(tǒng)的操作共存，即使使用相同的空間、相同 的時間和相同的頻道。另外，可以在時間方向和/或在頻率方向上執(zhí)行符號重復。圖14和15表示當使 用OFDM(正交頻分復用)作為通信模式時，在時間方向和/或頻率方向上執(zhí)行符號重復。這 里，如果在時間方向上的重復次數(shù)表示為“Rt”而在頻率方向上的重復次數(shù)表示為“Rf ”，則 重復的有效次數(shù)“R”可以表示為“R = RtXRf”。圖14圖示了下述情況在前導碼上重復基本圖案的重復，并將重復的基本圖案與 它們相應的不同復合符號系列相乘，并且根據(jù)基本圖案重復的次數(shù)來改變要乘以的復合符 號系列。另外，在OFDM中在時間方向上對凈荷執(zhí)行符號重復。此外，在圖15中所示的示例 中，在時間方向上，將前導碼上的符號重復重復四次，并將凈荷上的符號重復重復二次。此 外，在OFDM中的副載波的數(shù)量被設置為“k”。圖15圖示了下述情況在前導碼上重復基本圖案的重復，并將重復的基本圖案與它們相應的不同復合符號系列相乘，并且根據(jù)基本圖案重復的次數(shù)來改變要乘以的復合符 號系列。另外，在OFDM中在時間方向和頻率方向的每個上對凈荷執(zhí)行符號重復。此外，在圖 15中所示的示例中，在時間方向上，將前導碼上的符號重復重復四次，并將凈荷上的符號重 復重復二次。在圖15中，在頻率方向上對每個子載波執(zhí)行符號重復?；蛘?，像在時間方向 上的符號重復的情況那樣，對每個符號或者每個預定的符號單元執(zhí)行符號重復。因此，只要執(zhí)行這樣的符號重復，就可以提高增益。因此，即使全向地執(zhí)行通信，也 可以穩(wěn)定地執(zhí)行通信。另外，可以通過改變重復的特征來容易地執(zhí)行前導碼的檢測以及包 頭和凈荷的區(qū)分。因此，可以正確地執(zhí)行包頭或者凈荷的解碼，而無需在包通信之前在無線 通信裝置之間的初步通信以便獲得關于重復次數(shù)等的信息。此外，也可能將重點放在時間 方向或者頻率方向上來執(zhí)行符號重復。例如，如果不期望使得包的數(shù)據(jù)長度更長，則即使當 在時間方向上的重復次數(shù)小時，在頻率方向上的重復次數(shù)的提高也可以產生期望的增益。<3.無線通信設備的操作>接著，將說明利用符號重復來執(zhí)行無線通信的無線通信設備的操作。圖16圖示了 無線通信系統(tǒng)的示例，其中，例如，在無線通信設備IOa和無線通信設備IOb之間執(zhí)行使用 毫米波的通信。這里，無線通信設備IOa和IOb的每個可以具有與圖1中所示的配置相同 的配置。所述無線通信系統(tǒng)可以控制其本身的方向性。另外，無線通信在通信中可以具有 在包和 天線方向性之間的任意關系。在這種情況下，根據(jù)方向性和包的類型，可以通過改變 重復的次數(shù)或者重復圖案以執(zhí)行數(shù)據(jù)通信，來防止冗余的重復，同時避免幀效率的損失。圖17是圖示在無線通信設備IOa和IOb之間的從信標發(fā)送到數(shù)據(jù)接收完成的通 信過程的圖。信標用于向周圍的無線通信設備通知無線通信的信息，并且大部分是全向地 被發(fā)送。因此，無線通信設備IOa全向(非定向)地發(fā)送信標?？梢躁P于信標穩(wěn)定地執(zhí)行 符號重復。因此，例如，可以執(zhí)行16次符號重復。無線通信設備IOb全向(非定向)地發(fā) 送信標響應，作為對信標接收的響應。同樣，在信標響應中，可以執(zhí)行符號重復以便信標的 穩(wěn)定接收。因此，例如，可以執(zhí)行16次符號重復。接著，無線通信設備IOa檢測另一個無線通信設備IOb以彼此通信，然后執(zhí)行方向 性訓練，以便選擇天線23的最佳波束圖案，以使用毫米波等實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信。在方向性 訓練中，可以依序改變方向性以發(fā)送波束學習信號。根據(jù)來自無線通信設備IOb的方向性 訓練響應來設置最佳波束圖案。另外，例如，無線通信設備IOb在當接收到波束學習信號時 所接收的功率變得最大的方向上發(fā)送響應信號。在所述方向性訓練中，例如，不執(zhí)行符號重 復，因為是在建立了方向性后才執(zhí)行通信。因此，執(zhí)行方向性訓練，然后完成最佳波束圖案的確定，隨后使用所定義的波束圖 案來從無線通信設備IOb發(fā)送數(shù)據(jù)。另一方面，無線通信設備IOb在接收到數(shù)據(jù)時作出響 應。另外，由于使用最佳方向來執(zhí)行通信，因此數(shù)據(jù)通信不要求符號重復。因此，可以無需冗余重復地執(zhí)行數(shù)據(jù)通信，同時避免了幀效率的損失。此外，當使用兩個或更多個方向性圖案或者逐漸訓練方向性圖案時，可以根據(jù)每 個方向性圖案來改變重復的次數(shù)或者重復圖案。圖18是圖示在方向性訓練中的符號重復的通信過程的圖。無線通信設備IOa全向 (非定向)地發(fā)送信標?？梢躁P于信標穩(wěn)定地執(zhí)行符號重復。因此，例如可以執(zhí)行16次符號重復。無線通信設備IOb全向(非定向)地發(fā)送信標響應，作為對信標接收的響應。同樣，在信標響應中，可以執(zhí)行符號重復以便信標的穩(wěn)定接收。因此，例如，可以執(zhí)行16次符
號重復。接著，無線通信設備IOa檢測另一個無線通信設備IOb以彼此通信，然后執(zhí)行方向 性訓練，以便選擇天線23的最佳波束圖案，以使用毫米波等實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信。在方向性訓練中，選擇方向性圖案的范圍可能在一定程度上變窄，因為應當在觀 察每個天線方向性圖案的接收狀態(tài)的同時選擇適當?shù)牟ㄊ鴪D案。因此，在無線通信設備IOa 中，例如，可以執(zhí)行8次符號重復，以穩(wěn)定地接收波束學習信號。另外，在無線通信設備IOb 中，例如，可以執(zhí)行8次符號重復以用于方向性訓練響應。此外，當使用兩個或者多個方向性圖案或者逐漸地訓練方向性圖案時，可以根據(jù) 每個方向性圖案來改變重復的次數(shù)或者重復圖案。因此，執(zhí)行方向性訓練，然后完成最佳波束圖案的確定，隨后使用限定的波束圖案 來從無線通信設備IOa發(fā)送數(shù)據(jù)。另一方面，無線通信設備IOb在接收到數(shù)據(jù)時進行響應。 另外，由于以最佳方向來執(zhí)行通信，因此數(shù)據(jù)通信不要求符號重復。因此，在方向性訓練中，選擇天線方向性圖案的范圍可能變窄。因此，即使重復的 數(shù)量小于全向的數(shù)量，也可以穩(wěn)定地接收波束學習信號和響應信號。在方向性訓練后，天線 方向性圖案被設置為最佳狀態(tài)。因此，即使不執(zhí)行重復，也可以穩(wěn)定地執(zhí)行數(shù)據(jù)通信。因為， 通過根據(jù)包類型來改變重復的次數(shù)或者重復圖案，可以執(zhí)行沒有幀效率損失的數(shù)據(jù)通信。此外，可以通過電波傳播的狀態(tài)來改變重復的次數(shù)或者重復圖案。因此，可以進一 步穩(wěn)定地執(zhí)行通信。例如，當電波傳播的狀態(tài)在電波傳播觀察部分34中不良時，通過增加 符號重復的次數(shù)來實現(xiàn)增益的提高。相反，當電波傳播的狀態(tài)良好時，可以降低符號重復的 次數(shù)以防止增益提高得比所需要的多。從而可以根據(jù)電波傳播的狀態(tài)來執(zhí)行數(shù)據(jù)通信，同 時避免幀效率損失。特征檢測器檢測符號重復的特征，并且即使符號重復的特征根據(jù)包類別或者電波 傳播的狀態(tài)而改變，也可以根據(jù)所檢測到的特征來控制包頭和凈荷的解碼。因此，可以執(zhí)行 無幀效率損失的數(shù)據(jù)通信，而無需在包通信之前在無線通信裝置之間的初步通信以獲得關 于重復次數(shù)等的信息。無線通信過程可以與在圖17和圖18中所示的那些不同。另外，符號重復包類型 和天線方向性圖案不限于在圖17和圖18中所示的那些?；蛘?，可以根據(jù)在執(zhí)行無線通信 時的狀態(tài)、環(huán)境等來限定符號重復包類型和天線方向性圖案。此外，所述無線通信設備可以是下述的任何一種便攜信息裝置，諸如計算機設 備、手機和個人數(shù)字助理(PDA)；信息設備，諸如便攜式音樂播放器和游戲機；以及安裝在 家用電器上的無線通信模塊，比如電視接收機。圖19圖示信息設備50的示例性配置，無線通信設備作為模塊安裝在所述信息設 備50上。中央處理單元(CPU) 51在由操作系統(tǒng)(OS)提供的程序執(zhí)行環(huán)境下執(zhí)行在只讀存 儲器(R0M)52和硬盤驅動器(HDD)61中存儲的程序。例如，可以實現(xiàn)使得CPU 51執(zhí)行與所 接收的包或者所接收的包中的一部分的同步處理有關的特定程序。ROM 52存儲程序代碼，諸如通電自檢(POST)和基本輸入/輸出系統(tǒng)(BIOS)的程 序代碼。另外，隨機存取存儲器(RAM) 53用于將在ROM 52或者硬盤驅動器(HDD) 61中存儲的程序裝載到CPU 51上以執(zhí)行程序，或者用于暫時地保存在執(zhí)行中的程序的工作數(shù)據(jù)。這 些結構部件通過與CPU 51的本地引腳直接地鏈接的本地總線54而彼此連接。本地總線54也連接到輸入/輸出接口單元55。輸入/輸出接口單元55連接到用 戶接 口單元56、輸入/輸出單元57、顯示單元58、記錄單元59、通信單元60和驅動器61。用戶接口單元56包括定點裝置，諸如鍵盤和鼠標等，用于根據(jù)用戶的操作來產生 操作信號。輸入/輸出單元57是用于在所述設備和外部儀器之間輸出和輸入各種數(shù)據(jù)等 的接口。顯示單元58可以是液晶顯示器(IXD)或者陰極射線管(CRT)等，并且以文本或者 圖像來顯示各種信息。存儲單元59包括硬盤驅動器(HDD)等。存儲單元59用于要由CPU 51執(zhí)行的程序(諸如操作系統(tǒng)和各種應用程序)的安裝，并且也用于存儲數(shù)據(jù)文件等。通信單元60是包括作為模塊的無線通信設備的無線通信接口。通信單元60在基 礎架構模式中作為接入點或終端站，或者在ad-hoc模式中用于執(zhí)行與通信范圍中的另一 個通信終端的無線通信。驅動器61被提供用于讀出在附接的可拆卸介質70中存儲的各種數(shù)據(jù)、計算機程 序等，所述附接的可拆卸介質70諸如是磁盤、光盤、磁光盤或者半導體存儲器。根據(jù)如上所述的本發(fā)明的實施例，可以將符號重復特征化地應用到所產生的包的 前導碼，然后可以將所述包作為無線信號發(fā)送。隨后，根據(jù)所檢測到的符號重復的特征來檢 測在通過接收無線信號和前導碼而獲得的包上的符號重復的特征。因此，可以防止開銷的提高，因為甚至無需提供關于在發(fā)送側執(zhí)行的符號重復的 信息，就可以在接收側提取包頭或者凈荷的數(shù)據(jù)。另外，即使沒有足夠的天線方向性增益， 符號重復也可以提高增益，從而可以實現(xiàn)穩(wěn)定的通信。本發(fā)明不應當被解釋為限于上述實施例。僅為說明的目的描述了本發(fā)明的實施 例。顯然，本領域內的技術人員可以在不背離本發(fā)明的主旨的情況下完成該實施例的更正 和替代。為了判斷本發(fā)明的主旨，應當考慮權利要求。本申請包含與2009年4月22日在日本專利局提交的日本在先專利申請JP 2009-104253中公開的主題相關的主題，所述日本在先專利申請的整體內容通過引用合并 于此。本領域內的技術人員應當明白，可以根據(jù)設計要求和其他因素來進行各種變型、 組合、子組合和改變，只要所述變型、組合、子組合和改變在所附的權利要求及其等同內容 的范圍內。
權利要求
一種無線通信設備，包括包產生部分，用于產生包，并對所述包的前導碼特征化地執(zhí)行符號重復；以及發(fā)送部分，用于將進行了所述符號重復的包作為無線信號發(fā)送。
2.根據(jù)權利要求1的無線通信設備，其中，所述包產生部分根據(jù)所述包的類型和天線方向性圖案中的至少一個來特征化地執(zhí)行符號重復。
3.根據(jù)權利要求2的無線通信設備，其中，所述包產生部分對每個符號或者對每個預定符號單元執(zhí)行符號重復。
4.根據(jù)權利要求3的無線通信設備，其中，所述包產生部分改變下述各項中的至少一項符號重復的次數(shù)、符號幅度、符號相位以 及復合符號系列。
5.根據(jù)權利要求1的無線通信設備，其中，當對包的所述前導碼、包頭和凈荷中的兩個或更多個執(zhí)行符號重復時，所述包產生部 分對包的所述前導碼、包頭和凈荷中的兩個或更多個相等地執(zhí)行符號重復的特征化。
6.根據(jù)權利要求5的無線通信設備，其中， 所述包產生部分在時間方向和/或在頻率方向上執(zhí)行所述符號重復。
7.根據(jù)權利要求1的無線通信設備，還包括 電波傳播觀察部分，其觀察電波傳播的狀態(tài)，其中，所述包產生部分根據(jù)來自所述電波傳播觀察部分的觀察結果來改變符號重復的特征。
8.根據(jù)權利要求7的無線通信設備，其中，當所述電波傳播的狀態(tài)不良時，所述包產生部分增加符號重復的次數(shù)。
9.一種無線通信設備，包括 接收部分，用于接收無線信號；前導碼檢測器，用于檢測通過接收由所述接收部分接收的所述無線信號而獲得的包的 前導碼；以及包處理部分，用于使用所述前導碼檢測的結果來從所述包中提取緊接著前導碼的數(shù) 據(jù)，其中，所述前導碼檢測器檢測所述包中的符號重復的特征，然后參考所述檢測到的符號重復 的特征來檢測所述前導碼。
10.根據(jù)權利要求9的無線通信設備，其中，所述前導碼檢測器通過計算所述包中的符號重復的相關值或者計算預定圖案和所述 包的相關值，然后在所計算出的相關值和預定閾值之間進行比較，來執(zhí)行前導碼的檢測。
11.一種無線通信方法，包括以下步驟在包產生部分中對包的前導碼特征化地執(zhí)行符號重復；以及 從發(fā)送部分將進行了符號重復的所述包作為無線信號發(fā)送。
12.一種無線通信方法，包括以下步驟 由接收部分接收無線信號；使前導碼檢測器檢測在通過由所述接收部分接收所述無線信號而獲得的包中的符號 重復的特征，隨后，根據(jù)檢測到的符號重復的特征來檢測所述前導碼；以及使包處理部分利用所述前導碼檢測的結果來從所述包中提取在所述前導碼之后的數(shù)據(jù)。
13.一種計算機程序，其使得計算機對具有用于無線通信的通信部分的通信設備執(zhí)行 通信處理，其中使得所述計算機用作對包的前導碼特征化地執(zhí)行符號重復的裝置；以及從所述通信部分將進行了所述符號重復的所述包作為無線信號發(fā)送的裝置。
14.一種計算機程序，其使得計算機對具有用于無線通信的通信部分的通信設備執(zhí)行 通信處理，其中，使得所述計算機用作通過所述通信部分來接收無線信號的裝置；檢測在通過由所述通信部分接收所述無線信號而獲得的包中的符號重復的特征、隨后 根據(jù)檢測到的符號重復的特征來檢測所述前導碼的裝置；以及利用所述前導碼檢測的結果來從所述包中提取緊接著所述前導碼的數(shù)據(jù)的裝置。
15.一種無線通信系統(tǒng)，包括 發(fā)送包的第一無線通信設備；以及 接收所述包的第二無線通信設備，其中， 所述第一無線通信設備包括包產生部分，用于對所述包的前導碼特征化地執(zhí)行符號重復；以及 發(fā)送部分，用于將進行了符號重復的所述包作為無線信號發(fā)送，并且 所述第二無線通信設備包括 接收部分，用于接收所述無線信號；前導碼檢測器，用于檢測在通過經(jīng)由所述接收部分接收所述無線信號而獲得的包中的 符號重復的特征，隨后根據(jù)檢測到的符號重復的特征來檢測所述前導碼；以及 包處理部分，用于從所述包中提取緊接著所述前導碼的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線通信設備、無線通信方法、計算機程序和無線通信系統(tǒng)。所述無線通信設備包括包產生部分和發(fā)送部分。所述包產生部分用于產生包，并對所述包的前導碼特征化地執(zhí)行符號重復。所述發(fā)送部分用于將進行了符號重復的包作為無線信號發(fā)送。
文檔編號H04L1/00GK101873195SQ20101015154
公開日2010年10月27日 申請日期2010年4月15日 優(yōu)先權日2009年4月22日
發(fā)明者木村亮太, 森岡裕一, 澤井亮, 迫田和之 申請人:索尼公司