无线mimo通信系统中的单流相位跟踪方法和装置的制造方法
【专利说明】无线MlMO通信系统中的单流相位跟踪方法和装置
[000。 本申请是申请日为2011年8月26日、申请号为201180041150. 1(国际申请号PCT/US2011/049405)、发明名称为"甚高吞吐量无线MIM0通信系统中信道估计期间的单流相位 跟踪"的中国专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明一般设及通信系统。具体而言，本发明通过使用嵌入在所传递帖的前置码 中的导频频调进行相位跟踪的方式促进了无线通信系统中更好的信息通信。
【背景技术】
[0003] 因特网使用的发展正导致网络的所有部分中带宽需求的增加。无线局域网（LAN) 区域中已经有该样的发展。对无线LAN的需求已经经历了显著增长。该种需求尤其已经由 于用户在工作中或者在移动聚集场所将笔记本计算机连接至网络而被推动。增长还已经超 越了PC。类似音乐流送、因特网电话、游戏及家中视频传输该样的消费者应用也正在为带宽 增长火上诱油。
[0004] 对无线LAN的需求增大已经激励了技术领域中广泛的标准开发。已经涌现了诸 如电气工程师协会（I邸巧802. 11标准之类的诸多无线通信标准。IE邸802. 11表示用于距 离从几十米到几百米的短程通信的无线局域网（WLAN)空中接口标准的集合。一种该样的 WLAN标准是802. 1化。该标准规定了使用补码键控（CCK)和/或直接序列扩频值SS巧的调 制技术的高达11Mbps的原生数据率。与802.Ub同时定义的802. 11a标准使用一种被称 之为正交频分复用（0抑M)的更高效的传输方法。802. 11a标准使得数据率能高达54Mbps， 但是相比于用于802. 1化的2. 4GHz，802. 11a标准由于5GHz的不兼容的射频频带而未被广 泛部署。在2003年年中，IE邸批准了 802.llg，其将(FDM调制应用于2. 4GHz频带。大多 数WLAN客户机硬件支持802. 11a和802.llg两者。
[0005] 下一代标准开发是8. 2011n。802.lln标准提供了指定不同最大速率的各种可选 模式。该标准允许制造商调整能力W供应不同的价格点和性能。802.lln标准提供高达 eOOMbs的原生数据率，但是也可构造与802.lln规范相容的300Mbps速度的设备。
[0006] 802.lln标准使用更高的最大码率和更高的带宽改善了OFDM实现。它将原生速率 从54Mbps改善至65Mbps。此外，该标准的广为人知的组成之一是多输入多输出或即MIM0。 MIM0利用被称之为多径的无线电现象。多径设及所传送的信息从口、墙和其他物体上弹回。 该样的信息通过不同的路径并且在略有不同的时间分多次抵达接收天线。
[0007] 如果不对其进行控制，多径使无线性能降级。在802.lln标准中采用的MIM0技术 通过空分复用（SDMA)来有用地部署多径。WLAN发射机设备将数据流拆分成称之为空间流 的多个部分。每个空间流通过分开的天线被传送至接收机上的相应天线。802.lln支持至 多4个空间流。尽管双倍或四倍空间流导致原生数据率增加，但是由于每天线对所需的处 理增加，成本和功率也往往增加。MIM0系统由发射机天线数目乘接收机天线数目来表征。 4X4MIM0例如具有发射机上的4根天线和接收机上的4根天线。
[0008]MIMO性能可通过波束成形和分集来改善。波束成形使无线电信号指向目标天线。 该通过限制干扰而改善了射程和性能。分集通过组合比接收一定数目的空间流所需的天线 数目更大数目的天线的输出或选择该些天线的最佳子集来利用多个天线。多余的天线可被 用于例如将多个收到流组合为一个流，从而在更长的射程上操作。可作出类似的折衷从而 在固定射程下增加原生数据率。
[0009] 总之，802.lln标准通过更好的(FDM特性、藉由MIM0的空分复用、分集、功率节省 方法、信道从20MHz到40MHz的翻倍、开销的MAC层聚集、W及降低的帖间空间而促进了无 线LAN(WLAN)。
[0010] 在后续的被称为用于5GHz频带下的甚高吞吐量（VHT)的802. 11的标准中，目标 RF带宽高达160MHz并且数据率高达6. 933Gbps。正在部署更高效的信号处理方案来降低 噪声和改善信噪比。传统上，数据码元中的导频频调已被用于在数据码元期间执行相位跟 踪，但是对于802. 1In及W上数代，该在MIM0信道估计期间是计算成本较高且行不通的。如 在802.lln中为长训练字段（LT巧所定义的导频频调在流与流之间变动，并因此不能被用 于准确的相位跟踪。
[0011] 对于5GHz载波频率，百万分之2的漂移折合为lOOKHz的频率漂移。此频率漂移 在4个码元的情况下折合为5度的相位旋转。对于8个码元，该加倍为10度。在OFDM中， 由于信号是在相位中承载的，相位漂移导致较低的信噪比。该种现象使得无线网络在性能 和吞吐量两者上都降级。
【发明内容】
[0012] 本发明的实施例设及使用MIM0无线通信系统的帖的前置码中的导频频调进行相 位跟踪。
[0013] 在一个实施例中，类似于数据码元中的导频频调，可定义VHT-LTF中的导频频调 W用于相位跟踪。不同于数据频调，在基于导频频调的信道估计期间不向导频频调应用 MIM0训练映射覆盖序列矩阵（常被称为P矩阵）。相反，单流导频被映射到所有的空时流 (STS)。在此实施例中，第一VHT-LTF中的导频频调被用于初始一维信道估计。其他的剩余 VHT-LTF中的导频频调被用于基于导频频调和该初始一维信道估计来估计相位旋转。所导 出和巩固的信息被用于对数据频调的MIM0信道估计。
[0014] 在本发明的一个实施例中，公开了一种方法和装置W在接收端使用所传送帖的头 部中的训练字段来估计信道和相位误差。此信息随后被应用于数据频调W改善吞吐量和性 能。
【附图说明】
[0015] 附图被包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。该些附图解说诸实施例。与 本描述一起，附图起到解释诸实施例的原理的作用。
[0016] 图1是示出家中或小型企业应用中的典型无线LAN网络的框图。
[0017] 图2是解说通过M根发射天线和N根接收天线进行通信的无线发射和接收节点及 其组件的框图。
[0018] 图3是在无线通信中使用的物理层汇聚协议（PLCP)帖的示例性帖结构。
[0019] 图4是基于来自其他节点的所传送信息使用信道估计矩阵来表征每个节点处的 接收的较高层的节点至节点无线通信的框图。
[0020] 图5是根据本发明的实施例的在接收端被禪合至快速傅里叶变换（FFT)组件的相 位跟踪和校正块的硬件框图。
[0021] 图6是根据本发明的实施例的OFDM码元中交错的导频频调和数据频调的解说。
[0022] 图7是根据本发明的实施例的各种硬件块中设及从导频频调提取相位误差信息 并使用该信息来校正数据频调中的相位旋转的信号处理的时间线图。
[0023] 图8是根据本发明的实施例的在信道估计之前使用前置码的VHT-LTF中的导频频 调进行相位跟踪、估计相位误差并将其用于校正数据频调的流程图表示。
【具体实施方式】
[0024] 接下来的详细描述中的一些部分是W规程、逻辑块、处理W及其它对计算机存储 器内的数据比特的操作