专利名称：Mimo通信的配置的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及无线通信系统，特别地涉及支持无线局域网内的多无线通信协议的系统。
背景技术：
通信系统可支持在无线或有线链接的通信设备间的无线或有线链路通信。这样的通信系统的范围为从到因特网的国内的及/或国际的移动通信系统到点对点到户的无线网络。每种通信系统均可根据一个或复数通信标准被建构，且因此而操作。例如，无线通信系统可按如下的一个或复数标准进行操作包括但不限于，IEEE 802.11、蓝牙、先进移动电话服务(advanced mobilephone services，AMPS)、数字AMPS、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、本地多点分布系统(local multi-point distribution system，LMDS)、多信道多点分布系统(multi-channal-multi-point distribution system，MMDS)、及/或上述的变种。
依赖于无线通信的类型，无线通信设备，如移动电话、双工无线电装置、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、个人电脑(PC)、膝上型电脑、家庭娱乐装置等等，可直接地或间接地与其他无线通信设备进行通信。对于直接通信(也被称为点对点通信)，该参与的无线通信设备调谐其接收器及传送器到相同的信道(如，该无线通信系统的复射频(radio frequency，RF)载波中的一个)及越过该信道进行通信。对于间接通信，每一无线通信设备经由给定的信道与一个关联的基站(例如，提供移动服务的)及/或关联的接入点(例如，用于房间内或建筑物内的无线网络的)直接通信。为完成在无线通信设备间的通信连接，该关联的基站及/或关联的接入点经由系统控制器、经由公共交换电话网、经由因特网、及/或一些其他宽域网可相互直接通信。
对每一参与无线通信的无线通信设备，其包括一具内建的无线电收发信机(即接收器及传送器)或连接到一个关联的无线电收发信机(如，用于房间内及/或建筑物内无线通信网络的基站、RF调制解调器，等)。众所周知，该传送器包括一个数据调制级、一个或复数中间频率级及一个功率放大器。该数据调制级根据特定无线标准将原始信号转换成的基带信号。该一个或复数中间频率级将该基带信号与一个或复数本机振荡混合，以产生RF信号。该功率放大器在经由天线传送之前放大该RF信号。
同样众所周知，该接收器连接到该天线并包括一个低噪放大器、一个或复数中间频率级、一个滤波级及一个数据恢复级。该低噪放大器经由天线接收入境的RF信号并对其进行放大。该一个或复数中间频率级将该放大的RF信号与一个或复数本机振荡混合，以将该放大的RF信号转换成基带信号或中间频率级(intermediate frequency，IF)信号。该滤波级对该基带信号或中间频率级信号进行滤波以减少不想要的频带之外的信号，而产生滤波信号。该数据恢复级根据特定无线通信标准从该滤波信号中恢复出原始数据。
同样众所周知，在无线通信系统中无线通信设备服务的标准可以是不同的。例如，如IEEE 802.11规范发展成从IEEE 802.11到IEEE 802.11b到IEEE802.11a用到IEEE 802.11g，符合IEEE 802.11b的无线通信设备可存在于同一无线局域网(wireless local area network，WLAN)中作为IEEE 802.11g相符的无线通信设备。IEEE 802.11a相符的无线通信设备可以驻存在于同一WLAN中作为IEEE 802.11g相符的无线通信设备。当传统设备(例如，符合更早版本的标准的设备)驻存在同一WLAN中作为适应更后的标准版本的设备，当更时，一种方法被用来确保传统设备知道什么时候新版本设备采用该无线信道，以避免出现冲突。
例如，对传统设备的向后兼容在物理(PHY)层(在IEEE 802.11b例子中)或媒体特殊访问控制(Media-Specific Access Control，MAC)层(在IEEE802.11g例子中)被唯一地允许。在PHY层，向后兼容是通过重用在先标准的PHY报头来实现的。在该实例中，传统设备会译码所有信号的报头区，该报头区提供了充足的信息来确定该无线信道用在一特定时期内，因此即使该传统设备不能完全解调或译码该传送的帧也可避免冲突。
在MAC层，对传统设备的向后兼容可通过强制该符合新的标准版本的设备利用被传统设备所采用的模式或数据率传送特定帧来实现。例如，该新的设备可传送“清除传送/准备传送(Clear to Send/Ready to Send，CTS/RTS)”交换帧及CTS到本身帧作为在IEEE 802.11g中所采用。这些特定帧包括设置传统设备网络分配向量(network allocation vector，NAV)的信息，以使这些设备知道什么时候该无线信道被更新的设备所使用。
现有的用于向后兼容的方法均要遭受关于哪个可被无后向兼容的实现的性能损失及相互只能单独地使用。
故需要存在一种可允许在无线通信系统(包括无线局域网)中支持用于MIMO通信的多协议的方法及设备。
发明内容
本发明的MIMO通信的配置实质上符合这些或其他的需要。在一个实施例中，用于配置多路输入多路输出(multiple input multiple output，MIMO)无线通信的方法通过生成用于MIMO通信的第一天线的第一报头开始，其中该第一报头包括一个载波检测域、第一信道选择域、第一信号域及第二信号域。该方法接着通过生成用于MIMO通信的至少一个其他天线的第二报头来继续，其中该第二报头包括一个载波检测域、复数信道选择域及第二信号域。该方法接着通过经由该第一天线传送该第一信道选择域及该第一信号域来继续。该方法继续通过，在经由该第一天线传送该第一信道选择域及该第一信号域之后，经由该至少一个其他天线传送该复数信道选择域。该方法继续通过，同时经由该第一天线及该至少一个其他天线传送该第二信号域。
在本发明的一个方面，提供一种用于配置多路输入多路输出(MIMO)无线通信的方法，该方法包括产生用于该MIMO通信的第一天线的第一报头，其中该第一报头包括载波检测域、第一信道选择域、第一信号域及第二信号域；产生用于该MIMO通信的至少一个其他天线的第二报头，其中该第二报头包括该载波检测域、复数信道选择域、及第二信号域；同时经由该第一天线及至少一个其他天线传送该载波检测域；经由该第一天线传送该第一信道检测域及第一信号域；在经由该第一天线传送该第一信道选择域及该第一信号域之后，经由该至少一个其他天线传送该复数信道选择域；及同时经由该第一天线及该至少一个其他天线传送该第二信号域。
优选地，同时经由该第一天线及至少一个其他天线传送该载波检测域包括循环旋转关于该第一天线的载波检测域的该至少一个其他天线的载波检测域。
优选地，第一报头的第一载波检测域及第一信号域的产生包括产生一个为该第一信道选择域的根据IEEE 802.11a的长训练序列；及产生该根据IEEE 802.11a的第一信号域。
优选地，该第二信号域包括用于该MIMO通信的帧的速率信息及帧长度信息。
优选地，进一步包括产生用于该MIMO通信的复数其他天线的第二报头，其中该第二报头包括该载波检测域、复数信道选择域、及第二信号域；同时经由该第一天线及该复数其他天线传送该载波检测域；经由该第一天线传送该第一信道检测域及第一信号域；
在经由该第一天线传送该第一信道选择域及该第一信号域之后，经由该复数其他天线传送该复数信道选择域；及同时经由该第一天线及该复数其他天线传送该第二信号域。
作为本发明的一方面，提供一种用于使用多协议无线通信的多路输入多路输出(MIMO)通信的方法，该方法包括确定在最接近区域内的无线通信设备的协议；确定该在最接近区域内的无线通信设备的协议是否为相同协议；如果该在最接近区域内的无线通信设备的协议为不同的协议，基于一个协议排序，在最接近区域内的无线通信设备的协议中选择一个以产生挑选的协议；及根据该挑选的协议产生用于该MIMO通信的第一天线的第一报头，其中该第一报头包括载波检测域、第一信道选择域、第一信号域及第一信号域；产生用于该MIMO通信的至少一个其他天线的第二报头，其中该第二报头包括该载波检测域、复数信道选择域、及第二信号域；同时经由该第一天线及至少一个其他天线传送该载波检测域；经由该第一天线传送该第一信道检测域及第一信号域；在经由该第一天线传送该第一信道选择域及该第一信号域之后，经由该至少一个其他天线传送该复数信道选择域；及同时经由该第一天线及该至少一个其他天线传送该第二信号域。
优选地，同时经由该第一天线及至少一个其他天线传送该载波检测域包括循环旋转关于该第一天线的载波检测域的该至少一个其他天线的载波检测域。
优选地，第一报头的第一载波检测域及第一信号域的产生包括产生一个为该第一信道选择域的根据IEEE 802.11a的长训练序列；及产生该根据IEEE 802.11a的第一信号域。
优选地，该第二信号域包括用于该MIMO通信的帧的速率信息及帧长度信息。
优选地，该方法进一步包括产生用于该MIMO通信的复数其他天线的第二报头，其中该第二报头包括该载波检测域、复数信道选择域、及第二信号域；同时经由该第一天线及该复数其他天线传送该载波检测域；经由该第一天线传送该第一信道检测域及第一信号域；在经由该第一天线传送该第一信道选择域及该第一信号域之后，经由该复数其他天线传送该复数信道选择域；及同时经由该第一天线及该复数其他天线传送该第二信号域。
作为本发明的一方面，提供一种用于多输入多输出(MIMO)通信的射频传送器，包括传送器段，其被可操作地连接以将出站符号数据变换成出站RF信号；及基带处理模块，其被可操作地连接以将出站数据变换成该出站符号数据，其中该基带处理模块被进一步可操作地连接，用于一个MIMO通信产生用于该传送器段的第一天线的第一报头，其中该第一报头包括载波检测域、第一信道选择域、第一信号域及第一信号域；产生用于该传送器段的至少一个其他天线的第二报头，其中该第二报头包括该载波检测域、复数信道选择域、及第二信号域；便于同时经由该第一天线及至少一个其他天线传送该载波检测域；便于经由该第一天线传送该第一信道检测域及第一信号域；在经由该第一天线传送该第一信道选择域及该第一信号域之后，便于经由该至少一个其他天线传送该复数信道选择域；及便于同时经由该第一天线及该至少一个其他天线传送该第二信号域。
优选地，该基带处理模块被进一步可操作地连接以便于同时经由该第一天线及至少一个其他天线传送该载波检测域，通过循环旋转关于该第一天线的载波检测域的该至少一个其他天线的载波检测域。
优选地，该基带处理模块被进一步可操作地连接以产生第一报头的第一载波检测域及第一信号域，通过产生一个为该第一信道选择域的根据IEEE 802.11a的长训练序列；及产生该根据IEEE 802.11a的第一信号域。
优选地，该第二信号域包括用于该MIMO通信的帧的速率信息及帧长度信息。
优选地，该基带处理模块被进一步可操作地连接以产生用于该MIMO通信的复数其他天线的第二报头，其中该第二报头包括该载波检测域、复数信道选择域、及第二信号域；便于同时经由该第一天线及该复数其他天线传送该载波检测域；便于经由该第一天线传送该第一信道检测域及第一信号域；在经由该第一天线传送该第一信道选择域及该第一信号域之后，便于经由该复数其他天线传送该复数信道选择域；及便于同时经由该第一天线及该复数其他天线传送该第二信号域。
图1是根据本发明的无线通信系统的示意框图；图2是根据本发明的无线通信设备的示意框图；图3是根据本发明的另一个无线通信设备的示意框图；图4是根据本发明的RF传送器的示意框图；图5是根据本发明的RF接收器的示意框图；图6是与根据本发明的无线通信设备接入点通信的示意框图；图7是根据本发明描述无线通信的一种形式的示意图；
图8是根据本发明描述MIMO无线通信的一种形式的示意图；图9是根据本发明描述无线通信的另一种形式的示意图；图10是根据本发明描述MIMO无线通信的另一种形式的示意图；图11也是根据本发明另一无线通信的示意图；图12是根据本发明另一MIMO无线通信的示意图；图13是根据本发明用于多协议通信的方法逻辑图；图14是根据本发明用于无线多协议通信监控成功的方法逻辑图；图15是根据本发明用于参与多协议通信无线通信设备的方法逻辑图；图16是根据本发明用于参与多协议通信无线通信设备的另一方法逻辑图；图17也是根据本发明用于参与多协议通信无线通信设备的另一方法逻辑图；图18是根据本发明同步第二信道声探测的示意图；图19是根据本发明同步第二信道声探测的另一示意图；图20也是根据本发明同步第二信道声探测的另一示意图；图21是根据本发明同步第二信道声探测的进一步示意图。
具体实施例方式
图1是示意框图，示出了通信系统10，该系统包括复数基站及/或接入点12～16，复数无线通信设备18～32和网络硬件元件34。无线通信设备18～32可以是膝上主机18和26、个人数位助手主机20和30、个人计算机主机24和32及/或蜂窝电话主机22和28。无线通信设备的详细内容将参考图2及/或图3做更详细的描述。
基站或接入点12～16通过局域网连接36、38和40可操作连接到网络硬件34。网络硬件34，其可能是路由器、交换器、网桥、调制解调器、系统控制器等，给通信系统10提供广域网连接42。基站或接入点12～16的每一个有关联天线或天线排列，在其区域与无线通信系统进行通信，其通常被称为成基本服务集(Basic Service Set，BSS)9、11、13。典型地，无线通信设备与特定的基站或接入点12～14进行注册以从通信系统10接收服务。对直接连接(即在独立的基本服务集(IBSS)的点到点通信)，无线通信设备通过分配的信道产生自组织(ad hoc)网络直接进行通信。
典型地，当接入点用于室内或建筑物内无线网络时，基站用于蜂窝电话系统和类似类型的系统。无论通信系统的特定形式如何，每一个无线通信设备包括内置的无线通信装置及/或连接到无线通信装置上。无线通信装置包括如此处公开的高线性放大器及/或可编程多级放大器以提高性能、降低成本、减小尺寸及/或提高带宽运用。
图2是示意框图，示出了包括主机设备18～32和关联的无线通信装置60的无线通信设备。对于蜂窝电话主机及/或个人计算机主机，无线通信装置60可以是内置的或外部连接元件。
如图所示，主机设备18～32包括处理模块50、存储器52、射频接口54、输入接口58和输出接口56。处理模块50和存储器52执行相应的指令，这些指令被主机设备典型执行。例如，对于蜂窝电话主机设备，处理模块50根据特定的蜂窝电话标准执行相应的通信功能。
射频接口54允许从无线通信装置60接收数据和传送数据到无线通信装置60。对于从无线通信装置60接收数据(如入站数据)，射频接口54将数据提供到处理模块50作进一步处理及/或路由到输出接口56，输出接口56将连通性提供到输出显示设备如显示器、监视器、扬声器等，使接收到的数据可以被显示。射频接口54也将数据从处理模块50提供到无线通信装置60。处理模块50可以从输入设备如键盘、小键盘、麦克风等通过输入接口58接收出站数据或生成数据本身。对于通过输入接口58接收到的数据，处理模块50可以对数据执行相应的主机功能及/或通过射频接口54将数据路由到无线通信装置60。
无线通信装置60包括主机接口62、数字接收器处理模块64、存储器75、数字传送器处理模块76和无线收发信机。该无线收发信机包括模数转换器66、滤波/增益模块68、IF混合下行转换级70、接收器滤波器71、低噪放大器(LNA)72、传送器/接收器(Tx/Rx)开关73、本机振荡模块74、数模转换器(DAC)78、滤波/增益模块80、IF混合上行转换级82、功率放大器(PA)84、传送器滤波模块85和天线86。天线86可以是由Tx/Rx开关73控制的传送和接收路径共享的单天线，或可以包括用于传送路径和接收路径的分离天线。天线的实现将依赖于无线通信设备适用的特定标准。
数字接收器处理模块64和数字传送器处理模块76结合操作指令存储在存储器75中，执行数字接收器功能和数字传送器功能，分别根据一个或复数无线通信标准和进一步的功能执行一个或复数方面的参考图3～11描述的功能。数字接收器功能包括但不限于，数字中间频率到基带的转换、解调、群解映射、解码及/或解扰。数字传送器功能包括但不限于扰频、编码、群映射、调制及/或数字基带到IF的转换。数字接收器和传送器处理模块64和76可以使用共享的处理设备、单独的处理设备或复数处理设备来实现。这样的处理设备可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、现现现域可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路及/或任何基于操作指令处理信号(模拟及/或数字)的设备。存储器75可以是单一存储设备或复数存储设备。这样的存储设备可以是只读存储器、随机存储器、易失存储器、非易失存储器、静态存储器、动态存储器、快快闪储器及/或任何存储数字信息的设备。注意当处理模块64及/或76通过状态机、模拟电路、数字电路及/或逻辑电路执行一个或复数功能时，存储器存储相应的操作指令被嵌入电路中，包括状态机、模拟电路、数字电路及/或逻辑电路。
在操作中，无线通信装置60通过主机接口62从主机设备接收到出户数据94。该主机接口62将入户数据路由到数字传送器处理模块76，该模块根据特定的无线通信标准(如IEEE 802.11及其版本、蓝牙及其版本等)处理出户数据94以产生数字传输格式数据96。数字传输格式数据96将是一个数字基带信号或数字低IF信号，其中，低IF典型地处在几百千赫兹到几兆赫兹的频率范围内。
数模转换器将数字传输格式数据96从数字域转换到模拟域。滤波/增益模块80先滤波及/或调节模拟信号增益，然后将其提供给IF混合级82。IF混合级82基于由本机振荡模块74提供的传送器本机振荡83将模拟基带或低IF信号转换成RF信号。功率放大器84放大RF信号以生成出户RF信号98，该信号由传送器滤波模块85进行滤波。天线86将出户RF信号98传送到目标设备如基站、接入点及/或另一个无线通信设备。
无线通信装置60也通过天线86接收入户RF信号88，该信号由基站、接入点或另一个无线通信设备传送。天线86通过Tx/Rx转换开关73将入户RF信号88提供给接收器滤波模块71，其中Rx滤波器71对入户RF信号88进行带通滤波。Rx滤波器71将滤波RF信号提供给低噪放大器72，该放大器放大信号88以产生放大的入户RF信号。低噪放大器72将放大的入户RF信号提供给IF混合模块70，该IF混合模块70基于由本机振荡模块74提供的接收器本机振荡81直接将该放大的入户RF信号转换为入户低IF信号或基带信号。下行转换模块70将该入户低IF信号或基带信号提供给滤波/增益模块68。该滤波/增益模块68对该入户低IF信号或入户基带信号进行滤波及/或增益以产生滤波入户信号。
模数转换器(ADC)66将滤波入户信号从模拟域转换为数字域以产生数字接收格式数据90。数字接收处理模块64解码、解扰、去映射及/或解调该数字接收格式数据90，以根据由无线通信装置60执行的特定无线通信标准，重获入户信号92。主机接口62通过射频接口54提供该重获的入户信号92给主机设备18～32。
本技术领域的普通技术人员将会意识到，图2中的无线通信设备可以用一个或复数集成电路来实现。例如，主机设备可以在一个集成电路上实现，数字接收器处理模块64、数字传送器处理模块76和存储器75可以在第二个集成电路上实现，无线通信装置60的其余元件，除了天线86，可以在第三个集成电路上实现。作为一个替换的例子，无线通信装置60可以在一个单独的集成电路上实现。同样作为另一个例子，主机设备的处理模块50和数字接收器和传送器处理模块64和76可以是在一个单独的集成电路上实现的共同的处理设备。而且，存储器52和存储器75可以在一个单独的集成电路及/或在同一个集成电路上作为处理模块50和数字接收器和传送器处理模块64和76的公共处理模块得到实现。
图3是示意性框图，示出了包括主机设备18～32和关联无线通信装置60的无线通信设备。对于蜂窝电话主机、无线通信装置60是内置元件，对于个人数位助手主机、膝上主机及/或个人计算机主机，无线通信装置60可以是内置的或外部连接元件。
无线通信装置60包括主机接口62、基带处理模块63、存储器65、复数无线频率(RF)传送器67、69、71，传送/接收(T/R)模块73，复数天线81、83、85，复数RF接收器75、77、79，和本机振荡(LO)模块99。基带处理模块63与操作指令结合存储在存储器65中，分别执行数字接收器功能和数字传送器功能。数字接收器功能包括但不限于数字中间频率到基带的转换、解调制、群去映射、解码、解交叉、快速付立叶变换、循环前缀移除、空间和时间解码及/或解扰。数字传送器功能包括但不限于，扰码、编码、交叉、振荡映射、调制、反快速付立叶变换、循环前缀增加、空间和时间编码及/或数字基带到IF的转换。基带处理模块63可以使用一个或复数处理设备实现。这样的处理设备可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理器、现现域可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路及/或任何基于操作指令的处理信号(模拟及/或数字)的设备。存储器66可以是单一的存储设备或复数存储设备。这样的存储设备可以是只读存储器、随机存储器、易失存储器、非易失存储器、静态存储器、动态存储器、快快闪储器及/或任何存储数字信息的设备。注意当处理模块63通过状态机、模拟电路、数字电路及/或逻辑电路执行其一个或复数功能时，存储相应的操作指令的存储器被内置在包括状态机、模拟电路、数字电路及/或逻辑电路的电路中。
在操作中，无线通信装置60通过主机接口62从主机设备接收出户数据信号。基带处理模块63基于模式选择信号101接收到出户数据87，并产生一个或复数出户符号流89。模式选择信号101将指示特定的模式作为在模式选择表中显示的模式。例如，模式选择信号101，关于表1可以指示2.4GHz频带，20或22MHz信道带宽和54兆比特每秒最大比特率。在这一般类别中，模式选择信号将进一步指示特定的从1兆比特每秒到54兆比特每秒的速率范围。另外，模式选择信号将指示特定的调制类型，其包括但不限于，巴克(Barker)码调制、BPSK、QPSK、CCK、16QAM及/或64QAM。如表1进一步所示，编码率、每子载波编码比特数(NBPSC)、每OFDM符号编码比特(NCBPS)、每OFDM符号数据比特(NDBPS)、分贝中错误矢量级(EVM)、灵敏度，其指示获得目标信息包错误率(如IEEE 802.11a规定的10％)所要求的最大接收功率、相邻信道抑制(ACR)和交替的相邻信道抑制(AACR)也被提供。
模式选择信号也可以对相应的模式指示特定的信道化，对于其在表1中的信息已在表2中示出。如表2所示，它包括信道数和相应的中心频率。模式选择信号可以进一步指示功率光谱密度屏蔽值，其在表1中的值在表3中示出。模式选择信号可以交替指示速率，在表4中，其具有54GHz频带、20MHz信道带宽和54兆比特每秒的最大比特率。假如这是该特别模式选择，信道化在表5中示出。作为进一步选择，模式选择信号102可以指示2.4GHz频带、20MHz信道带宽和192兆比特每秒的最大比特率，如表6所示。表6中，可以利用天线数量以实现更高带宽。在本例中，模式选择将进一步指示被利用的天线数量。表7示出了用于表6结构的信道化。表8也示出了另一个模式选择，其中，频带是2.4GHz，信道带宽是20MHz，最大比特率是192兆比特每秒。相应的，利用2～4根天线和表中指示的空间时间编码率，表8包括不同比特率范围，从12兆比特每秒到216兆比特每秒。表9示出了用于表8的信道化。模式选择信号102可以进一步指示如表10所示的特别操作模式，该模式相应于5GHz频带，具有40MHz频带、40MHz信道带宽和486兆比特每秒的最大比特率。如表10所示，利用1～4根天线和相应的空间时间编码率，比特率范围可以从13.5兆比特每秒到486兆比特每秒。表10进一步示出了一个典型的调制方案配置编码率和NBPSC值。表11为表10提供功率光谱密度屏蔽，表12为表10提供信到化。
基带处理模块63基于模式选择信号101从输出数据88产生一个或复数出站符号流89。例如，如果模式选择信号101指示单传输天线被用作已挑选的特别模式，基带处理模块63将产生单输出符号流89。作为选择，如果模式选择信号指示2、3或4根天线，基带处理模块63将从输出信号88相应于天线数量，产生2、3或4个出站符号流89。
依赖于由基带模块63产生的出站流89，RF传送器67、69、71的相应数量可以将出站符号流89转换成出站RF信号91。RF传送器67、69、71的实现将参考图4进一步描述。传送/接收模块73接收到出站RF信号91并将每个出站RF信号提供给相应天线81、83、85。
当无线通信装置60处于接收模式时，传送/接收模块73通过天线81、83、85接收一个或多个入站RF信号。该T/R模块73将入站RF信号93提供给一个或多个RF接收器75、77、79。RF接收器75、77、79(将参考图4作更详细的描述)将入站RF信号93转换为相应数量的入站符号流96。该入站符号流95的数量将相应于特定模式，在该模式中数据被接收(重呼叫模式可以是表1～12中示出的任何一种模式)。基带处理模块63接收入站符号流89，并将其转换成入站数据97，通过主机接口62将该入站数据97提供给主机设备18～32。
本技术领域的普通技术人员将理解，图3中的无线通讯设备可以用一个或多个集成电路来实现。例如，主机设备可以在一个集成电路上实现，基带处理模块63和存储器65可以在第二个集成电路上实现，无线通信装置60的其余元件，除了天线81、83、85，可以在第三个集成电路上实现。作为一个替换的例子，无线通信装置60可以在一个单独的集成电路上实现。同样作为另一个例子，主机设备的处理模块50和基带处理模块63可以是在一个单独的集成电路上实现的共同的处理设备。而且，存储器52和存储器65可以在一个单独的集成电路和/或在同一个集成电路上作为处理模块50和基带处理模块63得到实现。
图4是RF传送器67、69、71实施例的示意框图。RF传送器包括数字滤波器和上行取样模块475、数模转换模块477、模拟滤波器479和上行转换模块81、功率放大器(PA)483和RF滤波器485。数字滤波器和上行取样模块475接收一个出站符号流89并对其进行数字滤波，然后对符号流速率进行上行取样为期望的速率，以产生滤波符号流487。数模转换模块477将滤波符号流487转换为模拟信号489。模拟信号可以包括同步元件和正交元件。
模拟滤波器479对模拟信号489进行滤波以产生滤波模拟信号491。上行转换模块481，其可以包括一对混合器和滤波器，将滤波模拟信号491与由本机振荡模块99产生的本机振荡493进行混合，以产生高频信号495。该高频信号495相应于RF信号492。
功率放大器483将高频信号495放大以产生放大高频信号497。RF滤波器485(可以是高频带通滤波器)对放大高频信号497进行滤波，产生期望的输出RF信号91。
本技术领域的普通技术人员将理解，无线频率传送器67、69、71的每一个将包括如图4所示的相似结构，并进一步包括关闭机构，这样，当不要求特定的无线频率传送器时，将禁止使用这样的方式，即不产生干涉信号和/或噪音。
图5是RF接收器75、77、79的每一个的示意性框图。在本实施例中，RF接收器的每一个包括RF滤波器501、低噪放大器(LNA)503、可编程增益放大器(PGA)505、下行转换模块507、模拟滤波器509、模数转换模块511和数字滤波器和下行取样模块513。RF滤波器501，可以是高频带通滤波器，接收入站RF信号93并将其滤波以产生滤波入站RF信号。低噪放大器503基于增益设置将该滤波入站RF信号93进行放大，并提供该放大信号给可编程增益放大器505。在将其提供给下行转换模块507之前，该可编程增益放大器进一步放大该入站RF信号93。
下行转换模块507包括一对混合器、求和模块和滤波器，将入站RF信号与由本机振荡模块提供的本机振荡(LO)混合，产生模拟基带信号。模拟滤波器509将该模拟基带信号进行滤波，并将其提供给模数转换模块511，该模数转换模块511将该模拟基带信号转换成数字信号。数字滤波器和下行取样模块513将该数字信号进行滤波，然后调节取样率，产生入站符号流95。
图6是与无线通信设备25、27和/或29通信的接入点12～16的示意性框图。无线通信设备25、27和/或29可以是图1～3所示的设备18～32中的任一个。图示中，接入点12～16包括处理模块15、存储器17和无线收发信机19。无线收发信机19可以与每一个无线通信设备的无线收发信机在结构上相似，在最接近区域或基本服务集中，多路无线通信可以包括复数天线、传送路径和接收路径。处理模块15可以是单一处理设备或复数处理设备。这样的处理设备可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、现域可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或任何基于操作指令的处理信号(模拟和/或数字)的设备。存储器17可以是单一存储设备或复数存储设备。这样的存储设备可以是只读存储器、随机存储器、易失存储器、非易失存储器、静态存储器、动态存储器、快闪存储器、高速缓冲存储器和/或任何存储数字信息的设备。注意当处理模块15通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路执行其一个或多个功能时，存储相应的操作指令的存储器被内置在或外置到包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路中。存储器17存储、及处理模块15执行相应于如图7～21所示的至少部分步骤和/或功能的操作指令。
图示中，无线通信设备25、27和29的每一个采用不同的无线协议。例如，无线通信设备25采用协议A，无线通信设备27采用协议B，无线通信设备29采用协议C。例如，协议A、B和C可以相应于3个不同的IEEE 802.11标准的版本。如协议A可对应IEEE 802.11b，协议B可对应IEEE 802.11g，协议C可对应IEEE 802.11n。
可以基于每一对应协议的传统内容对不同协议进行排序，其中排序中的第一协议是最老的标准，最近进入的协议排序是最新的标准。例如，在目前说明的协议A可对应于IEEE 802.11b，协议B可对应于IEEE 802.11g，协议C可对应于IEEE 802.11n。作为选择，协议排序可以基于用户定义和/或系统管理员定义程序。例如，如果当利用协议A建立无线通信时由于帧非识别而产生不可接受的传输错误的数目，用户可以选择协议B格式来建立无线通信。这一概念将参考其余附图做更详细的说明。
在操作中，接入点12～16和/或无线通信设备25、27、29的每一个，在最接近区域中确定每一个无线通信设备所利用的协议。重呼叫最接近区域可以包括基本服务集和/或相邻基本服务集和/或直接、或ad hoc网络，其中无线通信设备直接通信。一旦每一个无线通信设备的协议被确定，接入点12～16和/或无线通信设备25～29基于协议排序确定，该协议将被用于建立无线通信。例如，如果协议A对应于IEEE 802.11b，通信设备将利用MAC保护机构建立无线通信(将参考图11进一步描述)。每一个无线通信设备将利用协议A设立或建立无线通信，以使传统设备意识到一个无线通信正被建立，且也意识到无线通信的持续时间，这样，在该期间不进行传送，结果可避免冲突。
一旦无线通信被建立或设立，利用来自协议排序的选择协议(即协议A)，通信设备即利用其协议传送数据给无线通信的其他元件。例如，无线通信设备25将利用协议A建立并传送数据给无线通信35。无线通信设备27将利用协议A设立无线通信，然后利用协议B在相应的无线通信37的数据传送。相似地，无线通信设备29将利用协议A设立或建立无线通信，然后利用协议C在相应的无线通信39的数据传送部分。
本技术领域的普通技术人员将理解，如果最接近区域仅包括利用同一协议的无线通信设备，使用该协议进行设立和数据传送。本技术领域的普通技术人员将进一步理解，如果两个不同协议在最接近区域存在，传统的协议将被选择为建立协议。
图7是描述两个无线通信设备100和102之间的无线通信的示意图，无线通信设备100和102位于最接近的区域，在该区域中只使用协议IEEE802.11n。无线通信可以是直接(即从无线通信设备到无线通信设备)，或间接(既从无线通信设备到接入点到无线通信设备)。在本例中，无线通信设备100提供帧104到无线通信设备102。帧104包括无线通信建立信息域106和数据部分108。无线通信建立信息域106包括短训练序列157，其可能为8毫秒长，第一补偿长训练序列159，其可以为4毫秒长，它是复数补偿长训练序列161和信号域(SIG)163中的一个，信号域163可以是4毫秒长。注意补偿长训练序列159、161的数量将对应于传送天线的数量，传送天线被用于多输入多输出无线通信。
帧104的数据部分包括复数数据符号165、167、169，每个均是4毫秒持续时间。最后的数据符号169也包括尾部比特和按需要的插入比特。
图8是描述两个无线通信设备100和102之间的无线通信的示意图。无线通信设备100和102位于最接近的区域，其中仅使用的协议是IEEE 802.11n。无线通信可以是直接(即从无线通信设备到无线通信设备)，或间接(既从无线通信设备到接入点到无线通信设备)。在本例中，无线通信设备100使用复数天线#1～#N提供复数帧104-1、104-2、104-N到无线通信设备102。帧104-1、104-2、104-N中的每一个包括无线通信建立信息域106和数据部分108。无线通信建立信息域106包括短训练序列(STS)157，它可以是8毫秒长，第一补偿长训练序列(suppl LTS)159，其可以为4毫秒长，它是复数补偿长训练序列(suppl LTS)161和信号域163中的一个，信号域163可以是4毫秒长。注意补偿长训练序列的数量将对应于传送天线的数量，传送天线被用于多输入多输出无线通信。
帧104的数据部分包括复数数据符号165、167、169，每个均是4毫秒持续时间。最后的数据符号169也包括尾部比特和按需要的插入比特。
在本例中，报头(有时称为“绿域”)是针对当仅有.11n设备存在时的情形。作为选择，当使用MAC级保护(RST/CTS或CTS到其本身)时，它可以用于传统设备(.11、11a、11b、和11g)(当传统基站不存在保护很长的字符组时，也可以使用MAC级保护)。
短训练序列157可以与用于TX天线1的802.11a相同。对于天线2到N，它是同一序列的循环转换版本。在优选模式中，每根天线的循环转换的次数(天线数量为1)对天线2按800/N以纳秒进行计算。这是因为对于一根天线，转换为零。对于两根天线，转换是0纳秒(对天线1)和400纳秒。对于3根天线，转换是0、250和500纳秒。对于4根天线，转换是0、250、400和600纳秒。当转换被环绕到50ns单位(符号时钟频率的倒数)，实现是最简单的。转换可以按向前或向后的方向实现。
有几种可能的补偿长训练序列159、161(m＝1)实现。对于这种情况，将仅有一个长训练序列159。对于天线1，将与802.11a长训练序列159相同，但只有4毫秒长，包括0.8毫秒的防护间隔。对于天线2到N，是一个同一序列的循环转换版本。在优选模式中，每根天线的循环转换的次数(天线数量为1)对天线2按4/N以毫秒进行计算。这是因为对于一根天线，转换为零。对于两根天线，转换是0微秒(对天线1)和4微秒。对于3根天线，转换是0、2.65微秒和5.35微秒。对于4根天线，转换是0、2、4和6微秒。同样，当转换被环绕到50ns单位(符号时钟频率的倒数)实现是最简单的。转换可以按向前或向后的方向实现。
对于(m＝N)，训练序列的数量等于传送天线的数量，对于(m＝1)的情况更佳，因为它将使得在接收器信道估计错误更少，特别是对天线数量大时，这样，它是成比例的。有两个可能的训练序列选择零空间在这种情况下，序列(1，1)，(2，2)，(3，3)，.....直到(N，N)是与802.11a长训练序列相同。所有其他(即(1，2)，(2，1)等)为空值----在那个时隙期间没有被传送的信息。
子信道空值在这种情况下，训练序列内的子信道集被发送天线再次划分。单独的子集在每个子信道期间被激活。。
以一个m×m正交矩阵与802.11a长训练序列的子载波相乘生成正交序列，该矩阵生成离散付立叶变换。
图9是两个无线通信设备100和102之间的无线通信的示意图。每一个无线通信设备都符合IEEE 802.11n。这样的通信发生在包括有802.11n相符的设备、802.11a相符的设备和/或802.11g相符的设备的最接近区域，在本例中，无线通信可以是直接的或间接的，其中帧110包括建立信息的传统部分112，剩余的建立信息部分114和数据部分108。
建立信息的传统部分112包括短训练序列157(其期间为8毫秒)、长训练序列171(其期间为8毫秒)、信号域(SIG)173(其期间为4毫秒)。众所周知，信号域173包括几个比特以指示帧110的期间。这样，在最接近区域内的IEEE 802.11a相符的设备和在最接近区域IEEE 802.11g相符的设备将识别到帧正被传输，即使该设备不能解释帧的剩余部分。在本例中，传统设备(IEEE 802.11a和IEEE 802.11g)将基于对建立信息传统部分112的适当解释避免与IEEE 802.11n通信发生冲突。
剩余的建立信息114包括附加补偿长训练序列159、161，其期间均为4毫秒。剩余的建立信息进一步包括高数据信号域163，其期间为4毫秒以提供与帧有关的附加信息。数据部分108包括数据符号165、167、169，参考图7如前所述，其期间均为4毫秒。在本例中，传统保护在物理层被提供。
图10是两个无线通信设备100和102之间的无线通信的示意图，每一个都符合IEEE 802.11n。该通信发生在包括有802.11n相符的设备、802.11a相符的设备和/或802.11g相符的设备的最接近区域。在本例中，无线通信可以是直接的或间接的使用多路天线的通信，其中每一个帧110-1、110-2、110-N都包括建立信息的传统部分112、剩余的建立信息部分114和数据部分108。
建立信息的传统部分112包括短训练序列157(其期间为8毫秒)、长训练序列171(其期间为8毫秒)、信号域173(其期间为4毫秒)。众所周知，信号域173包括几个比特以指示帧110的期间。这样，在最接近区域的IEEE802.11a相符的设备和在最接近区域的IEEE 802.11g相符的设备将识别帧正被传输，即使该设备不能解释帧的剩余部分。在本例中，传统设备(IEEE 802.11a和IEEE 802.11g)将基于对建立信息的传统部分112的适当解释避免与IEEE802.11n通信发生冲突。
剩余的建立信息部分114包括附加补偿长训练序列159、161，其期间均为4毫秒。剩余的建立信息进一步包括高数据信号域163，其期间为4毫秒以提供与帧有关的附加信息。数据部分108包括数据符号165、167、169，参考图7如前所述，其期间均为4毫秒。在本例中，传统保护在物理层被提供。
在一个实施例中，m是每帧的长训练序列的数量，N是发射天线的数量，报头(有时称为“绿域”)针对当.11a或.11g传统设备存在的情形。短训练和长训练序列与对TX天线1的802.11a相同。对于天线2到天线N有两种可能性使用同一序列的循环转换版本。每根天线的循环转换数按(天线号-1)800/N十亿分之一秒计算，对短训练(天线号-1)按4/N毫秒计算。
第二种模式是让短训练通过在天线2到N上传输的信号区域部分为空值(即这些天线在该区间不传输)。此外，天线1的补偿长训练序列在该时段不使用和无消息发送。
除了保留的比特(4)将设置为1以指示802.11n帧和后面的对.11n接收机的训练以外，信号域173将使用与802.11a相同的格式。补偿训练长训练序列可以以多种方式定义(m＝1)对该情形，将只有一个长补偿训练序列159。它将与802.11a长训练序列正交。
(m＝N-1)对该情形，训练序列的数量等于天线的数量。优选(m＝1)情形，因为其将减少接收机的信道估计错误，特别是对于大量的天线时。这样既可升级。
有三种训练序列的可能的选择零空间——在这种情况下，序列(1，1)、(2，2)、(3，3)、…直到(m，m)与802.11a长训练序列相同。所有其它的(即(1，2)、(2，1)等等)为空值——在那个时隙期间没有被传送的信息。)子信道空值——在这种情况下，训练序列内的子信道集被发送天线再次划分。单独的子集在每个子信道期间被激活。
一个实施例使用由一个m×m正交矩阵与802.11a长训练序列相乘而产生的正交序列，如产生一个离散傅立叶变换，参考图18-21，其会更详细地进行描述。例如，第4天线盒会采用下面的正交矩阵以产生每个补偿长训练序列的子载频。
Sk=s10,ks11,ks12,ks20,ks21,ks22,ks30,ks31,ks32,k=s00,ks00,k·ei·θks00,k·ei·φks00,ks00,k·ei·(θk-4·π3)s00,k·ei·(φk-2·π3)s00,ks00,k·ei·(θk-2·π3)s00,k·ei·(φk-4·π3)]]>θk＝π·k/(4·Nsubcarriers)φk＝π.(k+4)/(2·Nsubcarriers)图11为在均与IEEE 802.11n相符的两个无线通信设备100及102间的无线通信的图示。该无线通信可直接或间接地位于包括IEEE 802.11相符的设备、IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、和/或IEEE 802.11g设备的最接近区域内。在这个例子中，帧111包括该建立信息112传统部分、剩余的建立信息114及数据部分108。如图所示，建立信息的传统部分112或传统帧包括一IEEE 802.11PHY报头(即，STS 157、LTS 171，及信号域(SIG)173)及一MAC分区帧部分175，其表示这个可由传统设备所解释的特别帧的特性。在这个例子中，传统保护在MAC层被提供。
该剩余的建立信息114包括多个辅助长训练序列159、161及高数据信号域163。该数据部分108包括如前所述的多个数据符号165、167、169。
图12为使用多路天线的与IEEE 802.11n相符的两个无线通信设备100及102间的无线通信的图示。该无线通信可直接或间接地位于包括IEEE 802.11相符的设备、IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、和/或IEEE 802.11g设备的最接近区域内。在这个例子中，每个帧111-1、111-2、111-N均包括该建立信息的传统部分112，剩余的建立信息114及数据部分108。如图所示，建立信息的传统部分112或传统帧包括一IEEE 802.11PHY报头(即，STS 157、LTS 171、及信号域173)及一MAC分区帧部分175，其表示这个可由传统设备所解释的特别帧的特性。在这个例子中，传统保护在MAC层被提供。注意到该域跟上述述图9及图10所描述的具有相同结构，除信号域之外。作为可选择的，使用MAC分区以建立传统站的NAV。该MAC段该包括帧信息，该帧信息在一传统率上被编码以允许被.11a及.11g站接收。该补偿长训练符号159、161的定义符合图9及图10所述的相同格式。
该剩余的建立信息114包括多个辅助长训练序列159、161及高数据服务域163。该数据部分108包括如前所述的复数数据符号165、167、169。
图13为WLAN中的多协议无线通信方法。该方法开始于步骤120，其中，接入点(对于间接无线通信)或无线通信设备(对于直接无线通信)在最接近的区域内确定无线通信设备的协议。在一种实施例中，基于使用的频带及每个无线通信设备的无线本地网络通信格式确定该协议。例如，如果该频带为2.4GHz，一个设备可以具有一个根据IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、IEEE802.11n的WLAN通信格式。如果该频带为4.9-5.85GHz，一个设备可以具有一个根据IEEE 802.11a或IEEE 802.11n的WLAN通信格式。而且，该最接近的区域包括基本服务集的覆盖区域、自组织(ad-hoc)网络的覆盖区域、及/或基本服务集的覆盖区域及至少一个邻近的基本服务集的至少一个分区的覆盖区域。参照图1，接入点12的邻近BSS包括接入点14的BSS及/或接入点16的BSS。
回到图13的逻辑图表，该流程在步骤122继续进行，其中，该接入点及/或无线通信设备确定最接近的区域内的无线通信设备的协议是否是一个相似的协议。该流程接进入步骤124，其中，该处理分支依赖于最接近的区域内的无线通信设备的协议是否是一个相似的协议。当最接近的区域内的无线通信设备的协议均使用相同的协议时，该流程进入步骤126，其中，该无线通信设备为建立无线通信及为无线通信而使用它们的协议。
然而，如果至少一个无线通信设备具有一个不同的协议，该流程进入步骤128，其中，该接入点或无线通信设备基于一个协议排序在最接近的区域内的无线通信设备的协议中选择一个协议。该协议排序可为一个基于无线通信设备的传统排序及/或基于协议的传输效率排序的协议排序。例如，IEEE802.11、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g及IEEE 802.11n设备运行在2.4GHz频带上，及IEEE 802.11a或IEEE 802.11n相符的运行在4.9-5.85GHz频带上。这样，在2.4GHz频带中，如果802.11b站呈现于802.11n设备中，MAC级保护机构(如图6所示的那些被定义的802.11g设备)可以被使用。然而，如果仅有传统802.11g设备被呈现于802.11n设备中，那么或者MAC级(如图6)或者PHY级(如图5)保护机构可被使用。在4.9-5.85GHz频带中，如果802.11a设备呈现于802.11n设备中，MAC级或者PHY级保护机构可被使用。
本领域的普通技术人员可以理解，因为由于MAC级保护的附加帧不被需要而使通信量的影响会更少，其更希望使用PHY级保护机构，而不是MAC级保护机构。这样，当可能时，首先会使用PHY级保护机构。如果该PHY级保护机构工作不好，如测量到未应答的帧的数目超过了一个阀值，那么采用MAC级保护机构。
本领域的普通技术人员可以进一步理解，传统状态及保护机构的被要求的使用可在信息帧(及探索响应帧)的ERP信息元件中被激活。当前的802.11g使用比特位0以表示无ERP(也就是.11b)呈现及比特位1以强制至使用保护(MAC级)的站。这点可被扩展到被使用的保留位(3到7)以表示.11n或.11b站的传统状态。在一个实施例中，位3可用于表示“传统OFDM呈现”。该比特位被解释如下
对于.11n，该MAC级保护机构与.11g相同。站应该或者对自己使用CTS或者使用CTS/RTS交换以建立传统站的网络分配向量(network allocation vector，NAV)。
回到图13的逻辑图表，该流程继续步骤130，其中，该无线通信设备利用最接近的区域中的挑选的协议建立最接近的区域中的无线通信。其被示例于图6-12中。然后该处程序继续于步骤132，其中，该无线通信设备为无线通信的数据传输使用其协议。
图14为一个方法的逻辑图表，以确定该挑选的协议是否被改变。该流程开始于步骤140，其中，接入点及/或无线通信设备监视对在最接近的区域中的未应答的数据传输进行数据传输的监视。该处程序继续于步骤142，其中，接入点及/或无线通信设备用未应答的数据传输与一个传输失败阀值(如相当于5％)作比较。如果该比较是有利的，该处程序继续于步骤146，其中，该挑选的协议未被改变地保留及该流程重复步骤140。
然而，如果步骤144是不利的，该处程序继续于步骤148，其中，接入点及/或无线通信设备基于协议排序，选择另一个在最接近的区域中的无线通信设备的协议以产生另一个挑选的协议。例如，当有很多传输失败发生时，MAC级保护机构会被选择以代替PHY级保护机构。然后该处程序继续于步骤150，其中，该无线通信设备使用最接近区域内的另一个挑选的协议以建立最接近区域内的无线通信。
图15为无线通信设备参与多协议无线通信的方法的逻辑图表。该流程开始于步骤160，其中，该无线通信设备利用无线通信设备的一个协议(如IEEE802.11n)与一接入点相互通信。然后，该处程序继续于步骤146，其中，无线通信设备从该接入点接收一个挑选的协议。注意到该挑选的协议及无线通信设备的协议可为一个无线局域网通信格式，其依照IEEE 802.11，IEEE802.11a，IEEE 802.11b，IEEE 802.11g，IEEE 802.11n及/或IEEE 802.11的改进版本。进一步注意到，该挑选的协议包括一个包括有一个传统文件头及一个特殊媒体访问控制(MAC)层分区的第一帧格式、一包括有一物理(PHY)层向后兼容文件头的第二帧格式、及/或一包括有一当前版本文件头及MAC层分区的第三帧格式。
然后该流程继续于步骤146，其中，该无线通信设备确定挑选的协议与该无线通信设备的协议是否为相似的协议。当协议相同时，该流程在步骤166分支至步骤148，当协议不同时，分支至步骤170。在步骤148，无线通信设备利用该协议建立一无线通信及传送数据。在步骤170，该无线通信设备利用该挑选的协议建立无线通信。然后该流程继续于步骤146，其中，该无线通信设备为无线通信而使用无线通信设备的协议。
图16为无线通信设备参与多协议无线通信的方法逻辑图表。该步骤开始于步骤180，其中，该无线通信设备通过一无线信道接收一个帧。然后该流程继续于步骤182，其中，该无线通信设备确定一个挑选的协议是否与无线通信设备的协议不相同。当该挑选的协议与无线通信设备的协议相同时，该流程继续于步骤184，其中，该无线通信设备使用其协议建立一个无线通信及传送数据。
然而，如果该挑选的协议与无线通信设备的协议不相同时，该流程继续于步骤186，其中，该无线通信设备使用该挑选的协议解释该帧的无线通信建立信息的至少一个部分。在一个实施例中，该无线通信可通过解释帧的与一传统物理层相一致的文件头来解释该建立的信息，以提供无线通信建立信息的至少一个部分的解释，且当帧的文件头与传统物理层格式不一致时，根据无线通信设备的协议而确定该帧的剩余部分格式。注意到该传统物理层格式包括IEEE 802.11a及IEEE 802.11g中的至少一个，且其中该无线通信设备的协议包括IEEE 802.11n。
在另一个实施例中，该无线通信可通过解释帧的与一传统媒体访问控制(MAC)相一致的文件头来解释该建立信息，以提供对无线通信建立信息的至少一个部分的解释，且当帧的文件头与传统MAC层格式不一致时，根据无线通信设备的协议而确定该帧的其余部分格式。注意到该传统物理层格式包括IEEE 802.11a、IEEE 802.11b及IEEE 802.11g中的至少一个，且其中该无线通信设备的协议包括IEEE 802.11n。
然后该流程继续于步骤188，其中，该无线通信设备基于对无线通信建立信息的至少一个部分的解释而确定协议帧的剩余部分是否已根据无线通信设备被格式化。当根据无线通信设备的协议帧的剩余部分被格式化时，该流程接着从步骤190分支至步骤194，当没有被格式化，则分支至步骤192。在步骤192，该无线通信设备忽略该帧。在步骤194，基于根据无线通信设备的协议，该无线通信设备处理该帧的剩余部分。
图17为一无线通信设备参与多协议无线通信的方法的逻辑图表。该方法开始于步骤200，其中，该无线通信设备确定一个挑选的协议是否与该无线通信设备的相似。当挑选的协议是无线通信设备的协议相同，该流程从步骤202分支至步骤204，且当协议不同时，分支至步骤206。在步骤204，该无线通信设备根据其协议格式化该帧的建立信息部分及该帧的数据部分。然后该无线通信设备传送该帧。
然而，如果挑选的协议与无线通信设备的协议不相似，该流程继续于步骤206，其中，该无线通信设备根据挑选的协议对无线通信建立信息的一部分进行格式化以产生传统格式的建立信息。然后该流程继续于步骤208，其中，该无线通信设备根据无线通信设备的协议对无线通信建立信息的剩余部分进行格式化以产生当前格式的建立信息。然后该流程继续于步骤210，其中，该无线通信设备根据无线通信设备的协议对数据进行格式化以产生当前格式的数据。请参考在先的示例该种格式的附图。然后该流程继续于步骤212，其中，该无线通信设备传送一个包含有传统格式的建立信息、当前格式的建立信息及当前格式的数据的帧。
在本发明的一个实施例中，报头应该与现存在的802.11标准向后兼容。在TGn中的一个问题是怎样与传统802.11a及802.11b/g设备协同工作，其中，协同工作包括两种情况——相同的BSS(基本服务集)所有的设备与相同的AP(接入点)相通信。
——共信道/“覆盖(overlapping)”BSS其可通过设计物理层覆盖程序(Physical Layer Convergence Procedure，PLCP)文件头而被定址，以允许一802.11a/g站(Station，STA)停止宣称冲突避免(Collision Avoidance，CCA)或使用一保护机构如要求传送/清除传送(Requestto Send/Clear to Send，RTS/CTS)或CTS其自身。
——802.11g选择后者处理802.11b设备。
——在相同的程度上，RTS/CTS可被依赖于保护字符组。
对于一个在传统站上解码的PLCP文件头的未改变的信息域，希望在传送器天线输入端使用现存在的长训练及信号符号的相同线性加权。使用MISO(多路输入信号输出)系统，该相同的加权应该被传统站为解码处理而被应用于首先两个长训练符号及传统信息域。
对于M个传送器天线，N个接收器天线及一序列L传送符号的情况，Xk是在子载频k上的接收信号
--------------→Xk＝Sk·Hk+Nk接收器天线 ↓发送器天线 然后该迫零准则(Zero-forcing，ZF)MIMO信道估计可被计算为H^k=(SkH·Sk)-1·SkH·Xk=1M·SkH·Xk]]>如果长训练符号序列被很好地定义(即，当一个实数计数器计时一个单位矩阵时，Sk结束)。
最小均方误差(MMSE)信道估计可被计算为H^k=(SkH·Sk+ση2·I)-1·SkH·Xk=ρ·SkH·Xk]]>ρ=1M+ση2]]>其中，为了简化，hk被假定为i.i.d高斯及再一次地使用“优秀长估计训练选择”。注意到由于S如在先所示的而被小心地选择，MMSE的执行对ZF估计可为后面的序列选择而被省略。
图18为根据本发明的同步第二信道声探测的图表。在这个示例中，802.11a短符号在“载频探测”期间225、233、241的过程中在天线1上被传送。对天线2…M的“载频探测”期间225，233，241与那些在天线1上被传送的相同，除了通过最大采样速率*循环((k-1)*(800/最大采样速率)/M)纳秒循环地移位(旋转)。其中，最大采样速率为50纳秒20MHz信道及25纳秒40MHz信道，且k为天线2…M的数目。第一信道声探测符号227及信号区域229为长训练符号及802.11a的信号区域，及仅从天线1而被传送。这些被用于从传送天线1到第一个接收器天线的信道的估算。
第二信道声探测符号235，234，243，245在天线2…M上被传送，及被用于传送天线2到每一个接收器天线的信道的估算。信号2231，239，247为一个新的信号区域(如802.11n)，其编码该802.11n率及帧长度信息。平均输出功率被度量以连续地输出帧，平均地通过所有的传送开线。
图19为图7的帧格式的一个传送模式的示例图。对于这个传送格式，为了满足向后兼容问题同时也为满足下一代信道估算要求的要求，W被选择以使W及W-1被简化执行。而且，任何通过[w11..w1M]来自MIMO传送器(下一代设备)的射束形成问题应该通过传统802.11a/g设备而受到欢迎。
在这个实施例中，一个信道声探测(Sk)253被复数加权因子(Wk，m)301、303、305相乘，其中，k对应于信道声探测数量，其范围从1至1，及m相应于传送天线82-86的数量。所得的加权的信道声探测通过传送器67、69、71而被转换至RF信号及通过天线81、83、85而被充分地传送。在这样一个实施例中，一个加权因子矩阵可以表示如下 随着在所有的天线上总是发生传送，空值被形成，该空值通过选择一个作为一射束形成装置的加权序列而被补偿，以使空值被引入特定方向。例如，对于向量w1＝[11](一个2TX情况的在先的滑动的W矩阵的一行)的情况，空值被引入方向-90°及+90°。这样，某一方向较其它传统WLAN设备的信号输入接收器上的方向是不利的。
根据本发明，一个不同的复杂的加权在传送天线的M-1上而被应用于每个子载频。其以更少的功率及在最坏的方向上的容量损失而在每个子载频上形成了一个不同的方向特性。这个被示例于图20及21中。
图20为该方法的示例图，其中，图7的帧格式的报头为广义的下一代MIMO传送器及部分地为一个双天线下一代MIMO传送器而形成。在这个示例中，产生了两个报头为每个激活的天线而产生一个。第一报头311，其通过第一天线而被传送，包括双保护区间(GI2)313、第一信道声探测(CS 0，0)315、第二信道声探测(CS 0，1)317、保护区间(GI)319、信号区域(SIG)321、另一保护区间(GI)323及一第三信道声探测(CS 0，2)325。该第二报头327，其被第二天线所传送，包括双保护区间(GI2)329、第一信道声探测(CS 1，0)331、第二信道声探测(CS 1，1)333、保护区间(GI)335、信号区域(SIG)337、另一保护区间(GI)339、及一第三信道声探测(CS 1，2)341。
在这个实施例中，下式被用于各种信道声探测s01＝s00s10,k=-s00,k·ei·θk]]>s11＝s10s02＝s00s12,k=s00,k·ei·θk]]>从这些信道声探测，加权因子可被如下应用Sk=s10,ks11,ks20,ks21,k=S00,k·1-111·100ei·θk]]>=s00,k-s00,k·ei·θks00,ks00,k·ei·θk]]>其中，信道声探测的下标的第一位对应于天线的数量，第二位相应于符号的数量，及第k位相应于信道声探测的数量。例如，S10，k相应于在第一天线上为第k个信道声探测传送的第一符号。
每个子载频获得一个不同的方向特性，下式被应用θk=π·k/6,k=-Nsubcarriers2..Nsubcarriers2]]>图21为该方法的示例图，其中，图7的帧格式的报头为三个天线下一代MIMO传送器而形成。在这个示例中，产生了三个报头为每个激活的天线而产生一个。第一报头351，其通过第一天线而被传送，包括一双保护区间(GI2)353、第一信道声探测(CS 0，0)365、第二信道声探测(CS 0，1)357、保护区间(GI)359、信号区域(SIG)361、另一保护区间(GI)363、及第三信道声探测(CS 0，2)365、第三保护区间(GI)367及第四信道声探测(CS 0，1)369。该第二报头371，其被第二天线所传送，包括双保护区间(GI2)373、第一信道声探测(CS 1，0)375、第二信道声探测(CS 1，1)377、保护区间(GI)379、信号区域(SIG)381、另一保护区间(GI)383、第三信道声探测(CS 1，2)385、第三保护区间(GI)387及第四信道声探测(CS 1，3)389。该第三报头391，其被第三天线所传送，包括双保护区间(GI2)393、第一信道声探测(CS 2，0)395、第二信道声探测(CS 2，1)397、保护区间(GI)399、信号区域(SIG)401、另一保护区间(GI)403、第三信道声探测(CS 2，2)405、第三保护区(GI)407及一第四信道声探测(CS 2，3)409。
对于各种信道声探测，加权因子矩阵可应用如下Sk=s10,ks11,ks12,ks20,ks21,ks22,ks30,ks31,ks32,k=s00,ks00,k·ei·θks00,k·ei·φks00,ks00,k·ei·(θk-4·π3)s00,k·ei·(φk-2·π3)s00,ks00,k·ei·(θk-2·π3)s00,k·ei·(φk-4·π3)]]>为每一个子载频获得一个不同的方向特性，下式被应用
θk＝π·k/6φk＝π·(k+4)/6从图20及21，更多的信号能量可被传送，以使接收器可更好地进行信道估计。这使在Rx(大多为加法/移位)上的更简化的ZF或MMSE信道估计，因为WT=+1-1+1+1⇒WT-1=12+1+1-1+1]]>WT=1111-1-i·32-1+i·321-1+i·32-1-i·32⇒WT-1=13·1111-1+i·32-1-i·321-1-i·32-1+i·32]]>该信道可被随每一个子载频辐射参数在先所知时进行估计，及然后这些参数不需要被应用到剩余的传送的符号。这样的优点是在传送侧没有被要求额外乘法运算，如LTRN序列可在表中被容易查找到。
该信道可被随每一个子载频辐射参数未在先所知时进行估计，及然后这些参数不需要被应用剩余的传送的符号。这样的优点是接收信道估计被简化(更少的乘运算)，但是传送器执行了额外的乘运算。
第一种情况，使用更早的表示法及L＝MH^k=1M·s00,k*·WB,kH·WTH·Xk]]>WB,k=diag1ei·π·l16···ei·π·lM-16]]>第二种情况，使用更早的表示法及L＝MH^k=1M·s00,k*·WTH·Xk]]>注意到信道估计的进一步的改进通过p次复制整个长度M序列是可能实现的。通过简单的取平均值而作出改进。该开销与在滑动10所述的单一活动传送器是相同的，但是其性能远为优良。
对于向后兼容报头的情况，其中，长训练符号的数量为M+1，长序列可包括p*M+1长训练符号。有M个符号的p个相同的块，及每个天线上的第一及第二符号是相同的。
本领域的普通技术人员可以理解，术语“充分地”或“大约”，于此处可被使用，对其相应的术语提供了一个工业上可接受的允许误差。这样一个工业上可接受的允许误差范围从少于百分之一到百分之二十，及相应于但不限于元件数值、整合电路偏差、温度偏差、上行及下行次数及/或热量噪音。如本领域的普通技术人员更可以理解，术语“可操作地连接”，于此处可被使用，通过另一元件、元素、电路、或模组其中为间接地连接，其包括直接地连接及间接地连接。干涉部件、元件、电路或模组不转移信号的信息，但可调整其当前级别、电压等级及/或功率等级。如本领域的普通技术人员可以理解，术语“优于”，于此处可被使用，表示在两个或更多的元件、对象、信号等等间进行比较，提供了一个被希望的关系。例如，当被希望的关系是信号1比信号2具有一个更高的数量级时，当信号1比信号2具有一个更高的数量级时或信号1比信号2具有一个更低的数量级时，可获得一个有利的对比。
后续的讨论展示了无线通信系统中的无线通信的各种实施例，其包括不同的协议的复数无线通信设备。如本领域的普通技术人员可以理解，从本发明的技术可导出另一些实施例而不脱离所述权利要求的范围。根据美国法典第35章119(e)条，本专利申请引用、要求优先权及主张受益于下述四个临时申请第一个为在2004年2月13日提交的，其临时序列号为60/544,605，名称为“在WLAN中的多协议无线通信(Multiple Protocol Wireless Communicationsin a WLAN)”；第二个为在2004年2月19日提交的，其临时序列号为60/545,854，名称为“具有高数据通过率的WLAN传送器(WLAN TransmitterHaving High Data Throughput)”；第三个的名称为“用于无线通信的MIMO协议(Mimo Protocol for Wireless Communications)”，其临申请日为在2004年5月7日，其临时序列号为60/568,914；第四个的名称为“用于MIMO WLAN系统的长训练序列(Long Training Sequence for MIMO Systems)”，其临申请日为在2004年4月14日，其临时序列号为60/562,168。
模式选择表表12.4GHz，20/22MHz信道BW，54Mbps最大比特率
表2表1的多路化
表3表1的功率频谱密度(Power Spectral Density，PSD)掩码
表45GHz，20MHz信道BW，54Mbps最大比特率
图5表4的多路化
表62.4GHz，20MHz信道BW，192Mbps最大比特率
图7表6的多路化
表85GHz，20MHz信道BW，192Mbps最大比特率
图9表8的多路化
表105GHz，40MHz信道及486Mbps的最大比特率
表11表10的功率频谱密谋(PSD)掩码
图12表10的多路化
权利要求
1.一种用于配置多路输入多路输出(MIMO)无线通信的方法，其特征在于，该方法包括产生用于该MIMO通信的第一天线的第一报头，其中该第一报头包括载波检测域、第一信道选择域、第一信号域及第二信号域；产生用于该MIMO通信的至少一个其他天线的第二报头，其中该第二报头包括该载波检测域、复数信道选择域及第二信号域；同时经由该第一天线及至少一个其他天线传送该载波检测域；经由该第一天线传送该第一信道检测域及第一信号域；在经由该第一天线传送该第一信道选择域及该第一信号域之后，经由该至少一个其他天线传送该复数信道选择域；及同时经由该第一天线及该至少一个其他天线传送该第二信号域。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，同时经由该第一天线及至少一个其他天线传送该载波检测域包括循环旋转关于该第一天线的载波检测域的该至少一个其他天线的载波检测域。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一报头的第一载波检测域及第一信号域的产生包括产生一个为该第一信道选择域的根据IEEE 802.11a的长训练序列；及产生该根据IEEE 802.11a的第一信号域。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该第二信号域包括用于该MIMO通信的帧的速率信息及帧长度信息。
5.一种用于使用多协议无线通信的多路输入多路输出(MIMO)通信的方法，其特征在于，该方法包括确定在最接近区域内的无线通信设备的协议；确定该在最接近区域内的无线通信设备的协议是否为相同协议；如果该在最接近区域内的无线通信设备的协议为不同的协议，基于一个协议排序，在最接近区域内的无线通信设备的协议中选择一个以产生挑选的协议；及根据该挑选的协议产生用于该MIMO通信的第一天线的第一报头，其中该第一报头包括载波检测域、第一信道选择域、第一信号域及第一信号域；产生用于该MIMO通信的至少一个其他天线的第二报头，其中该第二报头包括该载波检测域、复数信道选择域及第二信号域；同时经由该第一天线及至少一个其他天线传送该载波检测域；经由该第一天线传送该第一信道检测域及第一信号域；在经由该第一天线传送该第一信道选择域及该第一信号域之后，经由该至少一个其他天线传送该复数信道选择域；及同时经由该第一天线及该至少一个其他天线传送该第二信号域。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，同时经由该第一天线及至少一个其他天线传送该载波检测域包括循环旋转关于该第一天线的载波检测域的该至少一个其他天线的载波检测域。
7.一种用于多输入多输出(MIMO)通信的射频传送器，其特征在于，包括传送器段，其被可操作地连接以将出站符号数据变换成出站RF信号；及基带处理模块，其被可操作地连接以将出站数据变换成该出站符号数据，其中该基带处理模块被进一步可操作地连接，用于一个MIMO通信产生用于该传送器段的第一天线的第一报头，其中该第一报头包括载波检测域、第一信道选择域、第一信号域及第一信号域；产生用于该传送器段的至少一个其他天线的第二报头，其中该第二报头包括该载波检测域、复数信道选择域、及第二信号域；便于同时经由该第一天线及至少一个其他天线传送该载波检测域；便于经由该第一天线传送该第一信道检测域及第一信号域；在经由该第一天线传送该第一信道选择域及该第一信号域之后，便于经由该至少一个其他天线传送该复数信道选择域；及便于同时经由该第一天线及该至少一个其他天线传送该第二信号域。
8.如权利要求7所述的射频传送器，其特征在于，该基带处理模块被进一步可操作地连接以便于同时经由该第一天线及至少一个其他天线传送该载波检测域，通过循环旋转关于该第一天线的载波检测域的该至少一个其他天线的载波检测域。
9.如权利要求7所述的射频传送器，其特征在于，该基带处理模块被进一步可操作地连接以产生第一报头的第一载波检测域及第一信号域，通过产生一个为该第一信道选择域的根据IEEE 802.11a的长训练序列；及产生该根据IEEE 802.11a的第一信号域。
10.如权利要求7所述的射频传送器，其特征在于，该第二信号域包括用于该MIMO通信的帧的速率信息及帧长度信息。
全文摘要
一种用于配置多路输入多路输出(MIMO)无线通信的方法，通过生成用于MIMO通信的第一天线的第一报头开始，其中该第一报头包括一个载波检测域、第一信道选择域、第一信号域及第二信号域。该方法接着通过生成用于MIMO通信的至少一个其他天线的第二报头来继续，其中该第二报头包括一个载波检测域、复数信道选择域及第二信号域。该方法接着通过经由该第一天线传送该第一信道选择域及该第一信号域来继续。该方法继续通过，在经由该第一天线传送该第一信道选择域及该第一信号域之后，经由该至少一个其他天线传送该复数信道选择域。该方法继续通过，同时经由该第一天线及该至少一个其他天线传送该第二信号域。
文档编号H04L1/06GK1691565SQ20051006740
公开日2005年11月2日 申请日期2005年4月14日 优先权日2004年4月14日
发明者克里斯多佛·J·哈森, 贾森·A·切思戈, R·特伯·慕塔, 马太·J·费希尔, 克里斯多佛·扬 申请人:美国博通公司