專利名稱：具有擴(kuò)展范圍的無線通信網(wǎng)絡(luò)的接收機(jī)的制作方法
具有擴(kuò)展范圍的無線通信網(wǎng)絡(luò)的接收機(jī)本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2006年5月M日申請(qǐng)?zhí)枮榈?00680019694. 7號(hào)發(fā)明名稱為 “具有擴(kuò)展范圍的無線通信網(wǎng)絡(luò)的接收機(jī)”的中國專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。相關(guān)申請(qǐng)交叉參考本申請(qǐng)要求2005年6月1日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)60/686，645以及 2005年6月16日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)60/691，706的優(yōu)先權(quán)，兩篇臨時(shí)申請(qǐng)都通過被引用而完整地結(jié)合于此。背景I.領(lǐng)域本公開涉及通信，尤其涉及用于無線通信的接收機(jī)。II.背景無線通信網(wǎng)絡(luò)被廣泛地部署用來提供諸如數(shù)據(jù)、話音、視頻等之類的各種通信服務(wù)。這些網(wǎng)絡(luò)包括為大的地理區(qū)(例如城市)提供通信覆蓋范圍的無線廣域網(wǎng)(WWAN)、為中等大小的地理區(qū)(例如建筑物和校園)提供通信覆蓋范圍的無線局域網(wǎng)(WLAN)、以及為小的地理區(qū)(例如家庭)提供通信覆蓋范圍的無線個(gè)人域網(wǎng)絡(luò)(WPAN)。無線網(wǎng)絡(luò)一般包括支持一個(gè)或多個(gè)用戶終端(或無線設(shè)備)的通信的一個(gè)或多個(gè)接入點(diǎn)(或基站)。IEEE 802. 11是由電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)為WLAN開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)系列。這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了接入點(diǎn)和用戶終端之間或兩個(gè)用戶終端之間的無線(over-the-air)接口。 11 "Part 11 =Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications”的1990版的IEEE標(biāo)準(zhǔn)802. 11(或簡稱為“802. 11，，)使用跳頻擴(kuò)展頻譜 (FHSS)或直接序列擴(kuò)展頻譜(DSSS)支持2. 4GHz的頻帶中IMbps (兆比特/秒)和2Mbps 的數(shù)據(jù)率。IEEE標(biāo)準(zhǔn)802. lla-1999(或簡稱為“802. 11a”)是802. 11的補(bǔ)充，它使用正交頻分復(fù)用(OFDM)而非HISS或DSSS，并支持5GHz頻帶中高達(dá)MMbps的數(shù)據(jù)率。IEEE標(biāo)準(zhǔn) 802. llb-1999(或簡稱為“802. lib”)是802. 11的另一補(bǔ)充，它使用DSSS支持高達(dá)IlMbps 的數(shù)據(jù)率。IEEE標(biāo)準(zhǔn)802. llg-2003(或簡稱為“802. Ilg")是802. 11的又一補(bǔ)充，它使用 DSSS和0FDM，并支持2. 4GHz頻帶中高達(dá)54Mbps的數(shù)據(jù)率。這些標(biāo)準(zhǔn)是本領(lǐng)域中所公知的， 且公眾可以獲得。802. 11,802. Ila,802. lib,802. Ilg 所支持的最低數(shù)據(jù)率是 1Mbps。對(duì)于 802. Ilb 和802. Ilg(或簡稱為“802. llb/g”)，使用一種特殊的DSSS方案和一種特殊的調(diào)制方案來以IMbps的最低數(shù)據(jù)率發(fā)送傳輸。用于IMbps的DSSS和調(diào)制方案要求某一最低信噪干擾比(SNR)用于對(duì)所述傳輸?shù)目煽拷邮铡Ｓ谑?，傳輸?shù)姆秶山邮照驹谄渲心軌驅(qū)崿F(xiàn)所要求的SNR或更佳的SNR的地理區(qū)確定。在某些情況下，希望以比用于802. llb/g所支持的最低數(shù)據(jù)率的范圍更大的范圍來發(fā)送傳輸。因此，本領(lǐng)域中存在對(duì)以擴(kuò)展的覆蓋范圍工作的無線通信網(wǎng)絡(luò)和站的需求。概述這里描述了在差信道條件(如低SNR)時(shí)檢測和解調(diào)信號(hào)/傳輸?shù)募夹g(shù)。在一方面，使用不同類型的信號(hào)處理以多級(jí)來進(jìn)行信號(hào)檢測，以實(shí)現(xiàn)良好的檢測性能。在一實(shí)施例中，對(duì)于第一級(jí)使用時(shí)域相關(guān)、對(duì)于第二級(jí)使用頻域處理、對(duì)于第三級(jí)使用時(shí)域處理來進(jìn)行信號(hào)檢測。每一級(jí)的信號(hào)檢測可進(jìn)一步根據(jù)一基于碼元窗口的接收能量而導(dǎo)出的自適應(yīng)閾值來進(jìn)行，使得檢測性能對(duì)接收的信號(hào)電平較不敏感?？筛鶕?jù)全部三級(jí)的輸出來表明信號(hào)的存在。在第一級(jí)的一方面中，接收站上的輸入樣本可用一碼序列進(jìn)行去擴(kuò)展，以產(chǎn)生去擴(kuò)展碼元。然后對(duì)至少兩個(gè)延遲，例如1碼元延遲和2碼元延遲，產(chǎn)生去擴(kuò)展碼元的積。進(jìn)行對(duì)于每個(gè)延遲的積和用于該延遲的已知值之間的相關(guān)。然后對(duì)于多個(gè)假定相位，組合用于全部延遲的相關(guān)結(jié)果，例如非相干地或相干地。可根據(jù)組合的相關(guān)結(jié)果來確定信號(hào)的存在和信號(hào)的定時(shí)。在另一方面中，以在差信道條件下實(shí)現(xiàn)良好性能的方式進(jìn)行解調(diào)。在一實(shí)施例中， 調(diào)整輸入樣本的定時(shí)(例如利用多相濾波器)，以獲得經(jīng)定時(shí)調(diào)整的樣本。估計(jì)頻率偏移并從經(jīng)定時(shí)調(diào)整的樣本去除頻率偏移，以獲得經(jīng)頻率校正的樣本，經(jīng)頻率校正的樣本用信道估計(jì)(例如使用雷克接收機(jī))進(jìn)行處理以獲得檢測的碼元。校正檢測的碼元的相位，以獲得經(jīng)相位校正的碼元。然后，對(duì)經(jīng)相位校正的碼元進(jìn)行解調(diào)，以獲得解調(diào)的碼元，對(duì)解調(diào)的碼元進(jìn)行去交織和解碼，以獲得解碼的數(shù)據(jù)。下面詳細(xì)說明用于每個(gè)檢測級(jí)和用于解調(diào)的信號(hào)處理。下面還描述了本發(fā)明的各種方面和實(shí)施例。附圖的簡單說明連同附圖以及下文給出的詳細(xì)說明，本發(fā)明的特征和性質(zhì)將變得顯而易見，附圖中相同的參考符號(hào)表示相同的元素。

圖1示出了發(fā)射站和接收站。圖2示出了發(fā)射站上的發(fā)射處理器。圖3示出了 802. llb/g所使用的PPDU結(jié)構(gòu)。圖4示出了接收站上的接收處理器。圖5示出了第一檢測級(jí)和定時(shí)捕獲單元。圖6示出了第二檢測級(jí)和頻率捕獲單元。圖7示出了第三檢測級(jí)和信道估計(jì)單元。圖8示出了相位校正單元。圖9示出了用于第一級(jí)的執(zhí)行信號(hào)檢測的過程。圖10示出了具有多級(jí)的執(zhí)行信號(hào)檢測的過程。圖11示出了接收傳輸?shù)倪^程。詳細(xì)說明這里使用單詞“示例性”表示“用作例子、實(shí)例或圖例”。這里作為“示例性”描述的任何實(shí)施例或設(shè)計(jì)不必被理解成比其它實(shí)施例或設(shè)計(jì)更佳或更有利。圖1示出了無線網(wǎng)絡(luò)100中的發(fā)射站110和接收站150的框圖。發(fā)射站110配備有單個(gè)天線，并且可以是接入點(diǎn)或用戶終端。接收站150配備有多個(gè)(例如R = 2)天線， 并也可以是接入點(diǎn)或用戶終端。一般來說，每個(gè)站可配備有可用于數(shù)據(jù)傳輸或接收的任意數(shù)量的天線。接入點(diǎn)一般是固定站，它與用戶終端通信并也可被稱為是基站、基站收發(fā)機(jī)子系統(tǒng)(BTS)或某種其它術(shù)語。用戶終端可以是固定的或移動(dòng)的，并可被稱為是移動(dòng)站、無線
6設(shè)備、用戶設(shè)備(UE)或某種其它術(shù)語。在發(fā)射站110上，發(fā)射處理器130接收來自數(shù)據(jù)源120的通信量數(shù)據(jù)，根據(jù)為傳輸而選擇的數(shù)據(jù)率處理該通信量數(shù)據(jù)，并提供輸出碼片(chip)。下面描述發(fā)射處理器130的處理。發(fā)射機(jī)單元(TMTR) 132處理(例如轉(zhuǎn)換成模擬、放大、濾波以及上變頻)所述輸出碼片，并產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)，該調(diào)制信號(hào)通過天線134發(fā)射。在接收站150上，R個(gè)天線15 至1521 接收發(fā)射信號(hào)，每個(gè)天線152將接收信號(hào)提供給相應(yīng)的接收機(jī)單元(RCVR) 154。天線也可被稱作“分集”，R個(gè)接收天線提供的分集數(shù)量級(jí)為R。每個(gè)接收機(jī)單元巧4處理其接收信號(hào)，并將輸入樣本流提供給接收處理器160。 接收處理器160以與發(fā)射處理器130進(jìn)行的處理互補(bǔ)的方式處理來自所有R個(gè)接收機(jī)單元 15 至154r的輸入樣本，將解碼后的數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)宿170。解碼后的數(shù)據(jù)是對(duì)發(fā)射站 110發(fā)送的通信量數(shù)據(jù)的估計(jì)。處理器140和180分別控制發(fā)射站110和接收站150上的處理單元的操作。存儲(chǔ)單元142和182分別存儲(chǔ)處理器140和180使用的數(shù)據(jù)和/或程序代碼。站110 和 150 可支持 802. Ilb 和 / 或 802. llg。802. Ilg 向后兼容 802. lib,并支持802. Ilb所定義的全部工作模式。站110和150還可支持范圍擴(kuò)展模式，該范圍擴(kuò)展模式支持比802. llb/g中的最低數(shù)據(jù)率還低的至少一個(gè)數(shù)據(jù)率。該更低的數(shù)據(jù)率可用于擴(kuò)展覆蓋范圍，這對(duì)于諸如步話機(jī)之類的某些應(yīng)用來說是有益的。表1列出了 802. Ilb和802. Ilg所支持的兩個(gè)最低數(shù)據(jù)率以及對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)率的處理。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，表1還列出了范圍擴(kuò)展模式所支持的三個(gè)數(shù)據(jù)率以及對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)率的處理。在表1中，DBPSK表示差分二進(jìn)制相移鍵控，DQPSK表示差分正交相移鍵控。表 權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，包括處理器，用于對(duì)第一級(jí)使用時(shí)域相關(guān)執(zhí)行信號(hào)檢測，對(duì)第二級(jí)使用頻域處理執(zhí)行信號(hào)檢測，以及根據(jù)所述第一級(jí)和第二級(jí)的輸出表明信號(hào)的檢測；以及耦合至所述處理器的存儲(chǔ)器。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，對(duì)于所述第一級(jí)，所述處理器用于對(duì)至少一個(gè)延遲產(chǎn)生碼元的積，執(zhí)行用于每個(gè)延遲的積和用于該延遲的已知值之間的相關(guān)，以及根據(jù)用于所述至少一個(gè)延遲的相關(guān)結(jié)果表明所述第一級(jí)的檢測。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，對(duì)于所述第二級(jí)，所述處理器用于確定多個(gè)頻率槽的能量，以及根據(jù)所述多個(gè)頻率槽的能量表明所述第二級(jí)的檢測。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述處理器用于對(duì)第三級(jí)使用時(shí)域處理執(zhí)行信號(hào)檢測，并根據(jù)所述第一級(jí)、第二級(jí)和第三級(jí)的輸出表明信號(hào)的存在。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，對(duì)于所述第三級(jí)，所述處理器用于導(dǎo)出用于信道脈沖響應(yīng)估計(jì)的多個(gè)信道抽頭，并根據(jù)所述多個(gè)信道抽頭表明所述第三級(jí)的檢測。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述處理器用于計(jì)算至少兩個(gè)碼元的接收能量，根據(jù)所述接收能量得出用于第一級(jí)的第一閾值和用于第二級(jí)的第二閾值，利用所述第一閾值執(zhí)行所述第一級(jí)的信號(hào)檢測，以及利用所述第二閾值執(zhí)行所述第二級(jí)的信號(hào)檢測。
7.一種執(zhí)行信號(hào)檢測的方法，包括 對(duì)第一級(jí)使用時(shí)域相關(guān)執(zhí)行信號(hào)檢測；對(duì)第二級(jí)使用頻域處理執(zhí)行信號(hào)檢測；以及根據(jù)所述第一級(jí)和第二級(jí)的輸出表明信號(hào)的存在。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括對(duì)第三級(jí)使用時(shí)域處理執(zhí)行信號(hào)檢測，其中所述信號(hào)的存在是根據(jù)所述第一級(jí)、第二級(jí)和第三級(jí)的輸出表明的。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括 計(jì)算至少兩個(gè)碼元的接收能量；以及根據(jù)所述接收能量得出用于第一級(jí)的第一閾值和用于第二級(jí)的第二閾值，其中所述第一級(jí)的信號(hào)檢測是利用所述第一閾值執(zhí)行的，所述第二級(jí)的信號(hào)檢測是利用所述第二閾值執(zhí)行的。
10.一種設(shè)備，包括對(duì)第一級(jí)使用時(shí)域相關(guān)執(zhí)行信號(hào)檢測的裝置； 對(duì)第二級(jí)使用頻域處理執(zhí)行信號(hào)檢測的裝置；以及根據(jù)所述第一級(jí)和第二級(jí)的輸出表明信號(hào)的存在的裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，還包括對(duì)第三級(jí)使用時(shí)域處理執(zhí)行信號(hào)檢測的裝置，其中所述信號(hào)的存在是根據(jù)所述第一級(jí)、第二級(jí)和第三級(jí)的輸出表明的。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括 計(jì)算至少兩個(gè)碼元的接收能量的裝置；以及根據(jù)所述接收能量得出用于第一級(jí)的第一閾值和用于第二級(jí)的第二閾值的裝置，其中所述第一級(jí)的信號(hào)檢測是利用所述第一閾值執(zhí)行的，所述第二級(jí)的信號(hào)檢測是利用所述第二閾值執(zhí)行的。
13.一種設(shè)備，包括處理器，用于去除輸入樣本中的頻率偏移以獲得經(jīng)頻率校正的樣本，利用信道估計(jì)處理所述經(jīng)頻率校正的樣本以獲得檢測的碼元，校正所述檢測的碼元的相位以獲得經(jīng)相位校正的碼元，以及對(duì)經(jīng)相位校正的碼元執(zhí)行解調(diào)以獲得解調(diào)的碼元；以及耦合至所述處理器的存儲(chǔ)器。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，所述處理器用于調(diào)整所述輸入樣本的定時(shí)以獲得經(jīng)定時(shí)調(diào)整的樣本，以及去除所述經(jīng)定時(shí)調(diào)整的樣本中的頻率偏移以獲得所述經(jīng)頻率校正的樣本。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，所述處理器用于用多相濾波器對(duì)所述輸入樣本濾波，以調(diào)整所述輸入樣本的所述定時(shí)。
16.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，所述處理器用于根據(jù)所述頻率偏移確定定時(shí)調(diào)整，根據(jù)所述定時(shí)調(diào)整調(diào)整所述輸入樣本的定時(shí)以獲得經(jīng)定時(shí)調(diào)整的樣本，以及去除所述經(jīng)定時(shí)調(diào)整的樣本中的頻率偏移以獲得經(jīng)頻率校正的樣本。
17.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，所述處理器用于根據(jù)第一組碼元得出第一組信道抽頭，根據(jù)第二組碼元得出第二組信道抽頭，確定所述第一組信道抽頭和所述第二組信道抽頭之間的相位差，根據(jù)所述相位差估計(jì)殘留的頻率誤差，以及從所述輸入樣本中去除殘留的頻率誤差。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一組樣本用于攜帶導(dǎo)頻的SYNC字段的第一部分，所述第二組樣本用于所述SYNC字段的第二部分。
19.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，所述處理器用于產(chǎn)生所述第一組中的信道抽頭與所述第二組中的信道抽頭的復(fù)共軛的積，并對(duì)積進(jìn)行求和以確定所述第一組信道抽頭和所述第二組信道抽頭之間的相位差。
20.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，所述處理器用于對(duì)所述第一組中的信道抽頭和所述第二組中的信道抽頭、或所述積、或所述信道抽頭和所述積兩者進(jìn)行閾值化處理。
21.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，所述處理器用于將每個(gè)檢測的碼元旋轉(zhuǎn)一相位基準(zhǔn)，以獲得相應(yīng)的經(jīng)相位校正的碼元。
22.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其特征在于，所述處理器用于根據(jù)所述檢測的碼元的相位來更新相位基準(zhǔn)。
23.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，所述處理器用于對(duì)所述解調(diào)的碼元進(jìn)行去交織，并對(duì)去交織的碼元進(jìn)行解碼以獲得解碼的數(shù)據(jù)。
24.一種接收傳輸?shù)姆椒ǎㄈコ斎霕颖局械念l率偏移以獲得經(jīng)頻率校正的樣本；利用信道估計(jì)處理所述經(jīng)頻率校正的樣本以獲得檢測的碼元；校正所述檢測的碼元的相位以獲得經(jīng)相位校正的碼元；以及對(duì)經(jīng)相位校正的碼元執(zhí)行解調(diào)以獲得解調(diào)的碼元。
25.如權(quán)利要求M所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)所述頻率偏移確定定時(shí)調(diào)整；以及根據(jù)所述定時(shí)調(diào)整調(diào)整所述輸入樣本的定時(shí)以獲得經(jīng)定時(shí)調(diào)整的樣本，其中所述頻率偏移是從所述經(jīng)定時(shí)調(diào)整的樣本中去除的以獲得經(jīng)頻率校正的樣本。
26.如權(quán)利要求M所述的方法，其特征在于，還包括 根據(jù)第一組碼元得出第一組信道抽頭；根據(jù)第二組碼元得出第二組信道抽頭；確定所述第一組信道抽頭和所述第二組信道抽頭之間的相位差； 根據(jù)所述相位差估計(jì)殘留的頻率誤差；以及從所述輸入樣本中去除殘留的頻率偏移。
27.如權(quán)利要求M所述的方法，其特征在于，校正所述檢測的碼元的相位包括將每個(gè)檢測的碼元旋轉(zhuǎn)一相位基準(zhǔn)，以獲得相應(yīng)的經(jīng)相位校正的碼元，以及根據(jù)所述檢測的碼元的相位來更新相位基準(zhǔn)。
28.一種設(shè)備，包括去除輸入樣本中的頻率偏移以獲得經(jīng)頻率校正的樣本的裝置； 利用信道估計(jì)處理所述經(jīng)頻率校正的樣本以獲得檢測的碼元的裝置； 校正所述檢測的碼元的相位以獲得經(jīng)相位校正的碼元的裝置；以及對(duì)經(jīng)相位校正的碼元執(zhí)行解調(diào)以獲得解調(diào)的碼元的裝置。
29.如權(quán)利要求觀所述的設(shè)備，其特征在于，還包括 根據(jù)所述頻率偏移確定定時(shí)調(diào)整的裝置；以及根據(jù)所述定時(shí)調(diào)整調(diào)整所述輸入樣本的定時(shí)以獲得經(jīng)定時(shí)調(diào)整的樣本的裝置，其中所述頻率偏移是從所述經(jīng)定時(shí)調(diào)整的樣本中去除的以獲得經(jīng)頻率校正的樣本。
30.如權(quán)利要求觀所述的設(shè)備，其特征在于，還包括根據(jù)第一組碼元得出第一組信道抽頭的裝置；根據(jù)第二組碼元得出第二組信道抽頭的裝置；確定所述第一組信道抽頭和所述第二組信道抽頭之間的相位差的裝置； 根據(jù)所述相位差估計(jì)殘留的頻率誤差的裝置；以及從所述輸入樣本中去除殘留的頻率偏移的裝置。
31.如權(quán)利要求觀所述的方法，其特征在于，校正所述檢測的碼元的相位的裝置包括 將每個(gè)檢測的碼元旋轉(zhuǎn)一相位基準(zhǔn)，以獲得相應(yīng)的經(jīng)相位校正的碼元的裝置，以及根據(jù)所述檢測的碼元的相位來更新相位基準(zhǔn)的裝置。
全文摘要
描述了用于檢測和解調(diào)信號(hào)/傳輸?shù)募夹g(shù)。使用不同類型的信號(hào)處理以多級(jí)來進(jìn)行信號(hào)檢測，例如對(duì)于第一級(jí)使用時(shí)域相關(guān)、對(duì)于第二級(jí)使用頻域處理、對(duì)于第三級(jí)使用時(shí)域處理。對(duì)于第一級(jí)，對(duì)至少兩個(gè)不同的延遲產(chǎn)生碼元的積，進(jìn)行用于每個(gè)延遲的積和已知值之間的相關(guān)，組合用于所述延遲的相關(guān)結(jié)果并用于表明信號(hào)的存在。對(duì)于解調(diào)，調(diào)整輸入樣本的定時(shí)以獲得經(jīng)定時(shí)調(diào)整的樣本。估計(jì)頻率偏移，并從經(jīng)定時(shí)調(diào)整的樣本中去除頻率偏移，以獲得經(jīng)相位校正的樣本，利用信道估計(jì)處理經(jīng)相位校正的樣本以獲得檢測的碼元。校正檢測的碼元的相位以獲得經(jīng)相位校正的碼元，然后進(jìn)行解調(diào)、去交織和解碼。
文檔編號(hào)H04L1/00GK102185674SQ201110099818
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2006年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月1日
發(fā)明者J·R·沃爾頓, M·S·華萊仕 申請(qǐng)人:高通股份有限公司