在无线网络中实现双模操作的方法和系统的制作方法

专利名称：在无线网络中实现双模操作的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信，更具体地说，涉及一种在无线网络中实现双模操作的方法 和系统。
背景技术：
IEEE 802. 15描述了一种通信架构，该架构支持通信设备(DEV)通过无线个人局 域网(Wireless Personal Area Network, WPAN)进行通信。使用WPAN的多数DEV为小型 设备或者手持设备，诸如个人数字助理、便携式计算机、或者诸如数字视频播放器或机顶盒 的消费电子设备。IEEE 802. 15为短距离(short range)通信标准，可支持消费者和计算机 设备之间的无线连接。IEEE 802. 15 WPAN DEV可在57GHz至66GHz频率范围内通信。WPAN环境中的多数通信DEV包括称为微微网(piconet)的网络。微微网中的其中 一个DEV可用作微微网的协调器(或控制器)或PNC (微微网控制器)。PNC可为微微网中 的DEV之间的通信进行总协调。微微网可包括PNC以及与PNC关联的DEV。WPAN中的通信DEV之间的通信可在称为超帧(superframe)的时间间隔中发生。 该超帧包括多个段。在第一超帧段中，PNC发送一个或多个信标帧(beacon frame)。信标 帧使得接收DEV能够识别PNC。信标帧还使得接收DEV识别当前与微微网中的PNC关联的 其他DEV。另外，信标帧指示了当前超帧的持续时间，在此持续时间里分配的DEV可通过无 线通信媒介发射和/或接收信号。这些持续时间还可称作时隙。这些时隙的分配可作为在 一个或多个先前超帧过程中接收自DEV的请求的响应。第二超帧段包括竞争接入周期(contention access period, CAP)。起始时刻和 CAP的持续时间可在在先信标帧中传送。在CAP过程中，DEV通过与PNC通信来响应信标 帧，从而与微微网建立关联。在当前超帧过程中建立的关联可通过一个或多个随后的超帧 中的信标帧来通报。微微网中的DEV还使用CAP将数据传送至其他DEV。通信DEV可在试图发送数据 之前尝试获取接入无线通信媒介的权限。典型地，通信设备使用载波监听多路访问/冲突 避免(Carrier Sense Mutiple Access/Collision Avoidance, CSMA/CA)协议被进行无线 媒介接入。在CAP过程中，请求媒介接入权限的DEV、源端DEV可发送发送请求(RTS)帧。 该RTS帧可送至目的EDV，但是可由其他DEV来接收。目的DEV通过发送清除发送(Clear to Send，CTS)帧来响应该RTS帧。源端DEV随后通过无线媒介开始通信。这里的通信例 如涉及源端DEV和目的DEV之间的数据帧的发送。在CAP过程中源端DEV和目的DEV之间 的直接通信是典型的间歇通信，包括相对短的持续时间。依据CSMA/CA协议，接收源端DEV 所发送的RTS帧的其他DEV可避免在这些通信过程中通过无线媒介发送信号。当源端DEV 试图预定较长持续时间的无线媒介接入权限，源端DEV可在CAP过程中发送RTS帧给PNC。 PNC可通过发送包括时间分派间隔的应答帧来响应源端RTS帧。第三超帧段包括信道时间分配(channel time allocation, CTA)周期。CTA周期 包括一个或多个CTA时隙。在CTA周期中，PNC可分配和/或调度一组CTA时隙给微微网中的一个或多个DEV。PNC在CAP过程中传送时间分配间隔给指定的DEV，用于识别特定的 CTA时隙。在分配的CTA时隙中，分配的DEV被授权接入预定的无线通信媒介。分配的DEV 使用分配的CTA时隙与一个或多个目的DEV进行通信。未与源端DEV进行通信的其他DEV 可避免在分配的CTA时隙中通过无线通信媒介发送信号。在常规的微微网系统中，单独的 CTA时隙被分配给单个DEV。那么，单个DEV可在给定的CTA时隙中通过无线通信媒介发送 信号。CTA周期还包括管理CTA (MCTA)周期。在MCTA周期中，DEV可向PNC请求CTA时 隙分配。PNC可通过为一个或多个随后的超帧进行CTA时隙分配，来响应在当前超帧中接收 的CTA时隙分配请求。时隙分配可通过在各个随后的超帧中发送信标帧来进行通报。57GHz到66GHz频带可由不同类型的DEV来使用。不同类型的DEV可用在包括不 同需求的各种应用中。用于连接数字视频应用的DEV，例如视频播放器、数字视频录像机(Digital Video Recorder, DVR)和/或机顶盒(STB)设备，可工作在超过3Gbps的数据吞吐率下。视频播 放器、DVR和/或STB DEV之间的无线通信涉及信号的发送和接收，所述信号可穿过非视距 (Non Line of Sight, NL0S)信号传播路径。便携式计算机和插接站(docking StatiorODEV也可工作在超过3Gbps的数据吞 吐率下。便携式计算机和插接站DEV之间的无线通信可发生在视距(Line of Sight,LOS) 和/或NLOS信号传播路径。手持DEV可工作在超过IGbps的数据吞吐率下。手持DEV可无线传送文档共享相 关的例如共享数字音频内容、数字视频内容和/或数字多媒体内容。典型地，手持设备之间 的无线通信可发生在LOS信号传播路径。手持和便携式计算机和/或网络附加存储(network attached storage,NAS)DEV 之间的无线通信可发生在数据同步应用的环境中。例如，手持DEV发送存储在手持DEV中 的数据给个人计算机DEV，实现存储在手持DEV中的数据与存储在个人计算机DEV中的对应 数据之间的同步。存储在个人计算机或NAS DEV中的数据可通过网络访问。手持DEV和便 携式计算机和/或NAS DEV之间的无线通信涉及的数据吞吐率可超过lGbps，发生在NLOS 信号传播路径。在给定的DEV中，应用可运行在协议参考模型(protocol reference model)的广 义结构(broader construct)中。PRM包括一序列实现DEV之间通信的层。例如，PRM包括 应用层。PRM中的应用层相当于数据源。PRM中的其它层与应用层协作将来自数据源的数 据划分为协议数据单元，例如数据包或者帧，包括数据源所生成的比特块。在物理层(PHY)， 生成能够使得数据通过有线和/或无线通信媒介发送的信号。PHY层执行操作的复杂度可 基于应用和对应的需求来确定。因此，用在不同应用的不同DEV类型包括不同的PHY复杂 度等级。比较本发明后续将要结合附图介绍的系统，现有技术的其它缺陷和弊端对于本领 域的技术人员来说是显而易见的。

发明内容
本发明提出一种在无线网络中实现双模操作的方法和系统，下面将结合至少一幅附图来充分展示和/或说明，并且将在权利要求中进行完整的阐述。下文将结合附图对具体实施例进行详细描述，以帮助理解本发明的各种优点、各 个方面和创新特征。


图1是依据本发明一实施例的示范性无线通信系统示意图；图2是依据本发明一实施例的示范性分层微微网结构示意图；图3是依据本发明一实施例的示范性分层超帧示意图；图4是应用于本发明一实施例的示范性通信设备示意图；图5是依据本发明一实施例的在微微网控制器中生成信标帧的示范性步骤的流 程图；图6是依据本发明一实施例的通信设备冷启动的示范性步骤的流程图；图7是应用于本发明一实施例的示范性协议数据单元示意图；图8是依据本发明一实施例的示范性发射器结构示意图；图9是依据本发明一实施例的示范性单模发射器结构示意图；图10是依据本发明一实施例的示范性双模发射器结构示意图；图11是依据本发明一实施例的示范性双模接收器结构示意图；图12是依据本发明一实施例的用于MIMO操作的示范性前导码的示意图；图13是依据本发明一实施例的用于低速OFDM编码的示范性IFFT算法的示意图。
具体实施例方式本发明的各个实施例涉及一种在无线网络中实现双模操作的方法和系统。本发 明的各个实施例包括一种方法和系统，可建立多个微微网之间的分层关系。多层次结构的 基部为父微微网(parent piconet)。可依据该父微微网来定义多个从微微网(cbpendent piconet)。父微微网和每一从微微网可包括不同的多个DEV，在该层次结构的各个微微网中 通信。微微网控制器(PNC)可协调父微微网和每一从微微网中的通信。分层微微网结构可 在父微微网中的DEV和从微微网中的DEV之间共享RF信道，减少因RF信道共享导致父微 微网中的DEV与从微微网中的DEV之间的通信的并发通信能力遭到削弱的可能性。在本发明的各个实施例中，微微网层次结构可基于PHY的复杂度来进行DEV的隔 离。在本发明一示范性实施例中，父微微网中的通信DEV使用正交频分复用(OFDM)，而从 微微网中的通信DEV使用单载波调制(SCM)在本发明的多个实施例中，分层微微网结构中 的DEV的隔离可实现父微微网中的DEV与从微微网中的DEV之间的RF信道的共享。这就 使得父微微网中和从微微网中的通信DEV可同时使用一个或多个通用RF信道，且当使用例 如SCM PHY的从微微网中DEV之间的通信存在的情况下，减少因RF信道的并发共享导致使 用OFDM PHY的父微微网中的DEV之间的通信遭到削弱的可能性。反之亦然。图1是依据本发明一实施例的示范性无线通信系统示意图。参考图1，示出了示范 性的微微网100，包括PNC 102以及多个DEV 112、114、116和118。PNC 102包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，用于包括DEV功能。PNC 102传 送信标帧给DEV 112、114、116和118中的每一个。PNC 102和任一 DEV例如DEV 118通信来交换数据。多个DEV 112、114、116和118中的每一个包括适当的逻辑、电路、接口和/或代 码，用于与另一 DEV通信从而实现数据交换，例如DEV 112和DEV 114,DEV 112和DEV 116、 DEV 112和DEV 118、和/或DEV 116和DEV 118之间通信。微微网100中的通信DEV之间 实现数据交换的通信可发生在例如超帧中的竞争接入周期(Contention Access Period, CAP)过程中和/或信道时间分配(CTA)时隙过程中。在本发明一实施例中，DEV114 禾口 DEV 116 使用 SCM PHY，而 PNC 102, DEV 112 和 DEV 118使用SCM PHY和/或OFDM PHY。在这点上，DEV 114和DEV 116可称作单模DEV, 而PNC 102,DEV 112和DEV 118可称作双模DEV。当发送信标帧时，PNC 102使用SCM PHY0 当PNC 102,DEV 112和DEV 118在CAP过程中与微微网100中的其他DEV通信时，使用SCM PHY。当PNC 102、DEV 112和DEV 118在CTA周期中与微微网100中的其他DEV进行通信 时，使用OFDM PHY。DEV 114和DEV 116在CAP和CTA周期过程中与微微网100中的其他 DEV通信时，使用SCM PHY。使用给定PHY的DEV可与微微网100中使用相同PHY的其它DEV通信。例如，当 DEV 112使用SCM PHY时，DEV 112可与以下设备通信PNC102 (当PNC 102使用SCM PHY 时)；DEV 118 (当 DEV 118 使用 SCM PHY 时)；DEV 114;以及 DEV 116。当 DEV 112 使用 OFDM PHY时，DEV 112可与以下设备通信PNC 102 (当PNC 102使用OFDM PHY时)；以及 DEVl 18 (当 DEV 118 使用 OFDM PHY 时)。在本发明一示范性实施例中，PNC 102、DEV 112和DEV 118中的每一个可在超帧 的信标帧部分中和超帧的CAP部分中使用SCM PHY。这样做，在超帧的信标帧和CAP部分中， PNC 102可与DEV 112、114、116和118中的每一个通信；DEV 112可在超帧的CAP部分中接 收PNC 102所发送的信标帧并与PNC 102和DEV114、116和118中任一个通信；DEV 118可 在超帧的CAP部分中接收PNC 102所发送的信标帧并与PNC 102和DEVl 12、114和116中 任一个通信；DEV 114可在超帧的CAP部分中接收PNC 102所发送的信标帧并与PNC 102和 DEVl 12、116和118中任一个通信；DEV 116可在超帧的CAP部分中接收PNC 102所发送的 信标帧并与PNC 102和DEV112、114和118中任一个通信。然而，在CTA周期中，DEV 112、 DEV118和PNC102可使用OFDM PHY，而DEV 114和DEV 116使用SCM PHY。这就使得例如 DEV 112和DEV 118使用给定的RF信道，而同时DEV 114和DEV 116使用相同的RF信道。 由于 DEV 112 禾口 DEV 118 相对于 DEV 114 禾口 DEV 116 使用不同的 PHY，DEV 112 禾口 DEV 118 之间的通信干扰同时进行的DEV 114和DEV 116之间的通信的可能性就会减少，反之亦然。图2是依据本发明一实施例的示范性分层微微网结构示意图。参考图2，示出了示 范性的分层微微网200。分层微微网200包括父微微网222以及从微微网224。父微微网 222包括PNC 202以及多个DEV 212和218。PNC 202还包括DEV功能。从微微网224包括 多个DEV 214和216。父微微网222中的通信DEV使用RF信道k，可称作RF (k)。从微微网 224中的通信DEV也使用RF信道RF (k)。在本发明一实施例中，PNC 202使用SCM PHY和/或OFDM PHY ；DEV212和218使 用OFDM PHY，而DEV 114和116使用SCM PHY。PNC 202使用父超帧，其中的一个或多个CTA 时隙包括从超帧。例如，当PNC 202发送父超帧的信标帧或者父信标帧时，父信标帧可标识 分配给从超帧的CTA时隙。在本发明的多个实施例中，PNC 202可为从超帧预先分配CTA时隙。父信标帧还指示随后父超帧开始的时刻。当发送父信标帧时，PNC 202使用OFDM PHY。 DEV 212和DEV 218能够接收父信标帧，而DEV 214和DEV216不能接收父信标帧。DEV 212 和DEV 218之间的数据交换的通信可发生在父超帧的CAP部分和/或分配的CTA时隙中。 当PNC 202使用OFDM PHY时，PNC 202和DEV 212和/或DEV 218之间的数据交换的通信 可发生在父超帧的CAP部分和/或父超帧中的CTA时隙中。在分配给从超帧的CTA时隙中，PNC 202可发送从超帧的信标帧或者从信标帧。从 信标帧传送有关从超帧的信息，例如从超帧中的CTA时隙分配。从信标帧还可指示随后的 从超帧开始的时刻。当发送从信标帧时，PNC 202使用SCM PHY。DEV 214和DEV 216能够 接收从信标帧，而DEV 212和DEV 218不能接收从信标帧。DEV 214和DEV 216之间的数据 交换的通信可发生在从超帧的CAP部分和/或分配的CTA时隙中。当PNC 202使用SCMPHY 时，PNC 202和DEV 214和/或DEV 216之间的数据交换的通信可发生在从超帧的CAP部 分和/或从超帧中的CTA时隙中。图3是依据本发明一实施例的示范性分层超帧示意图。参考图3，示出了父超帧 300。父超帧300包括父信标帧302、父CAP 304、父管理信道时间分配时隙(MCTA_1) 306a、 父MCTA_2 306b以及父信道时间分配(CTA)周期308。父CTA周期308包括η个CTA时隙， CTA_1 312a、CTA_2312b、. . .、CTA_n-l 312c 以及 CTA_n 312d。从超帧 350 被分配给 CTA_1 312a。从超帧350包括从信标帧352、从CAP 354、从MCTA_1 356a、从MCTA_2 356b以及从 CTA 周期 358。从 CTA 周期 358 包括 m 个 CTA 时隙，CTA_1 362a、CTA_2 362b、. . .、CTA_m_l 362c以及CTA_m 362d。在父CAP 304中，DEV可加入到父微微网222中。在从CAP 354中， DEV可加入到从微微网224中。在本发明一实施例中，PNC 202使用用于发送父微微网222中的信号的PHY例如 OFDM PHY、通过RF信道RF(k)发送父信标帧302。PNC使用用于发送从微微网224中的信号 的PHY例如SCM PHY、通过RF (k)发送从信标帧352。父微微网222中的DEV例如DEV 212和 DEV 218在父CAP 304和/或父CTA周期308的分配时隙中(例如，CTA_2 312b、· · ·、CTA_ n-1 312c和/或CTA_n 312d)使用OFDM PHY并通过RF (k)通信。DEV可使用例如OFDM PHY 在父CAP 304中加入到父微微网222。从微微网224中的DEV例如DEV 214和DEV 216，可 在从CAP 354和/或从CTA周期358的分配时隙中(例如，CTA_1 362a、CTA_2 362b、· · ·、 CTA_m_l 362c和/或CTA_m 362d)使用SCM PHY并通过RF (k)通信。DEV可使用例如SCM PHY在从CAP 354中加入到从微微网224。在本发明多个实施例中，可在父CTA周期308中为每一父超帧300中的从超帧350 分配一个或多个CTA时隙。然而，本发明的各个实施例不限于此。例如，在本发明的多个其 他实施例中，可在每第j个父超帧300中为从超帧350分配父CTA周期308中的一个或多 个CTA时隙。例如，在本发明一示范性实施例中，j = 5，在每第5个父超帧300中为从超帧 350分配父CTA周期308中一个或多个CTA时隙。在本发明一实施例中，从信标帧352指示 了随后从超帧开始的时刻。从信标帧中352中指示的时刻可基于父超帧持续时间来确定， 该持续时间可由父信标帧302指示。示范性的从超帧352包括从CAP 354。然而，在本发明的多个实施例中，从超帧 352可包括或不包括从CAP 354。例如，在本发明的多个实施例中，每第I个从超帧包括CAP 354。例如，在本发明一示范性实施例中，I = 3，每第3个从超帧352包括从CAP 354。因此，每三个从超帧352就会出现一次加入从微微网224的机会。在本发明另一实施例中，DEV例如DEV 212检测信道例如信道RF(k)当前是否被 其他DEV例如DEV 214用来发送信号。使用给定PHY例如OFDM PHY的DEV例如DEV 212， 还可检测使用OFDM PHY发送信号的其他DEV所发送信号。DEV例如DEV 212，还可以检测 到其他DEV发送的信号的信号能量。DEV例如DEV 212还使用有关其它PHY类型的已知信 息来检测使用其它PHY类型的信号发送。该已知信息可以是DEV中存储的信息。例如使用 OFDM PHY的DEV已知有关SCM PHY类型的信息。这样，DEV 212可使用SCM PHY信息来检 测何时其他DEV例如DEV 214正在使用RF(k)发送信号。在本发明的示范性实施例中，DEV 212已知使得DEV 212能够检测在SCM PHY信号发送期间发送的前导码信息的信息。已经上电但是未加入到微微网的DEV可称作“冷启动(cold start) ”。例如，当上 电后，DEV 212可冷启动。冷启动DEV 212选择RF信道，DEV 212使用该RF信道来与微微 网中的其他DEV通信。冷启动DEV 212或者加入已有的微微网例如微微网222，或者冷启 动DEV 212建立新的微微网。对于后一种情况，使用PHY类型例如OFDM PHY的冷启动DEV 212在以下情况下选择RF信道RF(f)当冷启动DEV 212在T个时间单位的周期(T代表 时间单位的数量，例如毫秒)中未检测到通过RF (f)的信标帧的发送时、当在T个时间单位 的周期中未检测到通过RF (f)并使用OFDM PHY进行信号发送的帧发送时、以及当在T个时 间单位的周期中未检测到通过RF(f)的信号能量时。在冷启动DEV 212能够检测使用其它 PHY类型例如SCM PHY的信号发送的情况下，当在T个时间单位的周期中未检测到使用SCM PHY进行信号发送并通过RF(f)的帧发送时，冷启动DEV 212也可选择RF(f)。冷启动DEV 212通过选择RF信道例如RF (k)和检测使用冷启动DEV212所使用的 PHY类型进行的信标帧发送，来加入到已有的微微网。例如，使用OFDM PHY的冷启动DEV 212中，冷启动DEV 212检测所发送的父信标302。在此情况下，冷启动DEV 212加入到父 微微网222。对于使用多个DEV类型例如SCM DEV和OFDM DEV的冷启动DEV 212，冷启动 DEV 212选择感兴趣的PHY类型例如SCM PHY,并尝试通过RF (k)检测使用SCMPHY的信标 帧的发送。在此情况下，冷启动DEV 212加入到从微微网224中。在本发明的多个实施例中，冷启动DEV 212可确定是否启动新的微微网或者加入 已有的微微网，这是基于确定对于已选择的RF信道在冷启动DEV212处所观察到的信号流 量级别来实现的。例如，冷启动DEV 212首先尝试加入父微微网222。在此情况下，冷启动 DEV 212选择RF(k)并试图通过RF(k)确定流量级别。流量的级别可基于所识别的帧发送 和/或基于所观察的通过RF(k)的信号发送的信号能量来确定。假设所观察的信号流量的 级别低于门限值Tthresh,冷启动DEV 212会试图加入父微微网222。假设所观察的流量级别 大于或等于门限值Tttoesh,冷启动DEV 212会试图启动新的微微网。假设冷启动DEV 212使 用OFDM PHY但是不具备其他的PHY类型(例如SCM PHY)，冷启动DEV 212可以检测通过 RF(k)的信号能量。冷启动DEV 212识别出信道RF(k)为不可用的RF信道。冷启动DEV 212可以选择随后的RF信道例如RF(f)并重复流量级别的确定过程。在本发明的多个实施例中，PNC 202使用单个PHY类型或单模PNC，PNC202根据推 理分配父CTA周期308中确定数目的CTA时隙。例如，在使用OFDM PHY的单模PNC中，PNC 202可以确定通过RF(k)检测信号能量的时刻，但是不检测帧发送。在这些时刻内，PNC202 确定通过RF (k)发生的信号发送(使用PHY类型例如SCM PHY而不是OFDM PHY)。通过检测已检测的通过RF (k)的信号能量的开始时刻和结束时刻，PNC 202可为从微微网224中 的信号发送确定父CTA周期308中的时间分配。 图4是应用于本发明一实施例的示范性通信设备示意图。参考图4，示出了收发器 系统400、接收天线422和发射天线432。收发器系统400是PNC102和/或任意DEV 112、 114,116和/或118中的示范性收发器。收发器系统400包括至少一个接收器402、发射器 404、处理器406以及存储器408。尽管图4示出的是收发器，但发射和接收功能也可以单独 来实现。在本发明的多个实施例中，收发器系统400包括多个发射天线和/或多个接收天 线。本发明的多个实施例中，包括单个天线，其通过发射和接收开关与发射器404和接收器 402连接。接收器402包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，用于执行接收器功能，该接收 器功能包括实现信号或接收的PHY层功能。这些PHY层功能包括但不限于对接收的RF信 号进行放大、生成与所选择的RF信道(例如上行链路或下行链路信道)对应的频率载波信 号、通过所生成的频率载波信号对已放大的RF信号进行下变频处理、基于应用所选择的解 调类型对包含在数据符号中的数据进行解调、对已解调信号中的数据进行检测。RF信号可 通过接收天线422来接收。数据可传送至处理器406。发射器404包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，用于执行发射器功能，该发射 器功能包括实现信号或发射的PHY层功能。这些PHY层功能包括但不限于基于应用所选择 的调制类型对已接收的数据进行调制以生成数据符号、生成与所选择的RF信道(例如上行 链路或下行链路信道)对应的频率载波信号、通过所生成的频率载波信号对数据符号进行 上变频处理、生产和放大RF信号。数据可接收自处理器406。RF信号可通过发射天线432 发射。存储器408包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，用于存储和/或取回数据和/ 或代码。存储器408可使用多种存储媒介技术中的任一种，诸如易失性存储器(例如随机 存取存储器(RAM))、和/或非易失性存储器(例如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))。 在本申请中，存储器408能够存储PHY类型的代码选择(code selection)，用于选择RF信 道、确定所接收信号的能量、确定所接收的帧以及确定时隙分配。存储器408还用于存储有 关多种物理层类型的已知信息。例如，对于使用OFDM PHY的DEV来说，存储器408用于存 储有关其它PHY类型(诸如SCM PHY)的已知信息。在操作中，处理器406用于使得PNC 202生成父信标帧302以及从信标帧352。处 理器406用于为父微微网222中的通信设备以及从超帧350确定CTA时隙分配。在本发明 的多个实施例中，处理器406用于配置发射器404和/或接收器402使其使用SCM PHY和 /或OFDM PHY。处理器406用于使得PNC 202和/或DEV 212能够执行冷启动过程。处理 器406可使用存储在存储器408的数据和/或代码。图5是依据本发明一实施例的在微微网控制器中生成信标帧的示范性步骤的流 程图。参考图5，在父超帧开始时，在步骤502中，PNC 202确定父微微网222中的通信DEV 的时间分配。PNC202基于在前父超帧过程中所接收的CTA时隙请求确定父微微网222中 的通信DEV的时间分配。在步骤504中，PNC 202确定从微微网224中的通信DEV的时间 分配。PNC202基于在前从超帧过程中所接收的CTA时隙请求和/或基于已检测的从微微 网224中的通信DEV的帧发送和/或基于当未检测到帧发送时所检测的信号能量确定从微微网224中的通信DEV的时隙分配。在步骤506中，PNC 202为从超帧350选择父CTA周 期308中的CTA时隙CTA_1 312a。假设PNC 202在每第j个父超帧中为从超帧分配CTA时 隙，PNC 202可基于当前父超帧是否是第j个父超帧来为从超帧350选择CTA时隙。在步 骤510中，PNC 202可发送父信标帧302。父信标帧302指示了 CTA时隙(如果有的话)， 该时隙是为从超帧350在父CTA周期308中分配的。在本发明的示范性实施例中，PNC202 使用OFDM PHY并通过RF信道RF (k)来发射父信标帧302。在步骤512中，PNC 202确定是否为当前父超帧300中的从超帧350在父CTA周 期308中是否分配有CTA时隙。假设没有分配父CTA时隙，图5中的过程就会返回至父超 帧开始的节点，等待下一父超帧300。假设在步骤512中确定有为从超帧350分配CTA时隙，在步骤514中，PNC 202可 确定已分配的CTA时隙CTA_1 312a的起始时刻何时到达。假设起始时刻未到达，图5中的 过程会在步骤514中等待。假设在步骤514中确定CTA_1 312a时隙的起始时刻已经到达，在步骤516中，PNC 可确定目前的从超帧350是否包括从CAP 354。假设PNC 202在每第I个从超帧中分配从 CAP 354,PNC 202可基于当前从超帧是否是第I个从超帧来进行确定。假设PNC 202确定 当前从超帧中没有分配从CAP，在步骤518中，PNC 202可在从信标帧中指示，当前从超帧不 包括从CAP 354。假设在步骤516中确定了在当前从超帧中具有从CAP 354, PNC 202可在从信标帧 中指示，当前从超帧包括从CAP 354。在步骤522中，PNC 202发送从信标帧352。在本发 明的示范性实施例中，PNC 202使用SCM PHY并通过RF信道RF (k)来发射从信标帧352。图6是依据本发明一实施例的通信设备冷启动的示范性步骤的流程图。图6阐述 了从微微网224中DEV 114或DEV 116的示范性步骤，但是图6所示的冷启动过程可类似 地应用于父微微网222中的DEV 112或DEV 118。参考图6，在冷启动DEV上电之后，再步 骤602中，冷启动DEV初始化RF信道索引k = 1。对于本图，RF信道索引可用作RF信道选 择的索引。在步骤604中，冷启动DEV可基于当前RF信道索引值k来选择RF信道RF(k)。 在步骤606中，冷启动选择SCM PHY类型。冷启动DEV使用所选择的PHY类型来发射和/ 接收信号。在步骤608中，冷启动可以开启计时器。计时器可确定冷启动过程的持续时间。 在步骤610中，冷启动DEV可确定是否已检测到信标帧的发送。假设在步骤610中已检测 到信标帧的发送，在步骤612中，冷启动DEV加入已有的微微网[RF(k)，SCM]。冷启动DEV 可通过加入已有微微网来建立与已有微微网的关联。冷启动DEV通过与协调通信DEV通信 (诸如PNC 202，其当前与已有微微网关联)来加入已有微微网。加入已有微微网使得冷启 动DEV能够与其它通信DEV和/或协调通信DEV进行通信，这些设备与已有微微网相关联。 这些DEV可称为已有微微网的成员。当与作为已有微微网成员的其它DEV通信时，冷启动 DEV使用RF信道RF (k)和SCM PHY类型。假设在步骤610中未检测到信标帧的发送，在步骤614中，冷启动DEV可确定是否 检测到使用OFDM PHY的帧发送。冷启动DEV可基于冷启动DEV已知的与OFDM PHY信号发 送有关的信息，来确定通过RF(k)并使用OFDM PHY的帧发送的发生。在步骤614中，即使 未检测到帧发送的情况下冷启动DEV还可确定是否检测到信号的能量。在此情况下，冷启 动DEV能够检测信号能量但是不能确定信号发送所使用的PHY类型。假设在步骤614中，冷启动DEV检测到OFDM PHY帧发送或者在未检测帧发送的情况下检测到了信号能量，则在 步骤616中，冷启动DEV修改RF信道索引k。RF信道索引的修改使得冷启动DEV能够选择 新的RF信道。步骤614之后进入步骤604。假设在步骤614中，冷启动DEV既未检测到OFDM PHY帧发送，又在未检测帧发送 情况下未检测到信号能量，在步骤618中，冷启动DEV确定自步骤608的启动时间开始T个 时间单位是否已过去。假设在步骤618中T个时间单位未过去，则进入步骤610。假设在步 骤618中T个时间单位已过去，在步骤620中，冷启动DEV启动新的微微网[RF(k)，SCM]。 冷启动DEV通过由所选择的RF(k)信道发送源端信标帧来启动新的微微网。冷启动DEV还 可在新的微微网中扮演协调通信DEV的角色。加入新微微网的通信设备使用RF信道RF (k) 以及SCM PHY类型。在本发明的多个实施例中，帧可称为协议数据单元(PDU)。示范性PDU为信标帧。 帧的其它类型，数据包和/或消息也可称为PDU。例如，微微网中通信DEV之间的数据通信 涉及了源端DEV到目的DEV的PDU的发送。所发送的PDU包括在通信DEV之间进行数据通 信的过程中所转发的数据。在本发明的多个实施例中，微微网可称为网络。例如，父微微网称为父网络，而从 微微网称为从网络。因此，本发明的多个实施例并不限于微微网中的通信设备之间的通信， 本发明的实施例还可在各种网络中的通信设备间实施，诸如无线局域网(WLAN)。本发明的另一实施例提供一种机器和/或计算机可读存储器和/或介质，其上存 储的机器代码和/或计算机程序具有至少一个可由机器和/或计算机执行的代码段，使得 机器和/或计算机能够实现本文所描述的在无线网络中实现双模操作。本发明的多个实施例包括一种生成协议数据单元(PDU)内容的方法和系统，其由 通信DEV发送。PDU的内容可通过统称为“脉冲(burst)”的信号来发送。图7是应用于本发明一实施例的示范性协议数据单元示意图。参考图7，示出了 PDU 700。PDU700包括短序列域702、长序列域704、报头域706以及净荷域708。在本发明 的多个实施例中，PDU 700格式可在物理层(PHY)规范中定义，例如IEEE 802. 11无线LAN 系统的PHY层规范。在IEEE 802. IlffLAN系统中，短序列域702称为短训练序列，长序列域704称为长 训练序列。前导域包括短训练序列和长训练序列，报头域包括信号(SIGNAL)域。在接收DEV处短序列域702使能实现信号检测和自动增益控制(AGC)级别设置。 信号检测，也称为脉冲获取，使得接收DEV能够确定通信媒介中有发送信号能量的出现。 AGC级别设置使得接收器402能够为放大所接收的信号来设置增益级别。短序列域702还 能够使接收DEV实现过程频率调谐(course frequency tuning)和时间同步。过程频率调 谐和时间同步使得接收DEV能够为所接收的信号确定近似的频率以及与内部时钟同步，以 便接收包含在所接收PDU中的数据。长序列域704能够使接收DEV实现精确的频率调谐。精确的频率调谐使得接收 DEV能够确定接收信号所使用的RF信道。报头域706包括定义了净荷域708长度的信息，例如以八位位组为单元来度量。报 头域706还包括调制和编码方式(modulation and coding scheme,MCS)域，指示了调制类 型和/或用于为净荷域708中的数据进行编码的编码类型。
净荷域708包括由接收DEV接收和/或处理的数据。可基于报头域706中定义的 MCS对包含在净荷域708中的数据进行编码。净荷域708还包括使用内部和/或外部前向 纠错编码方式已经过编码的数据。短序列域702、长序列域704、报头域706和/或净荷域708可在接收DEV处接收， 通过借助通信媒介发送以及借助接收天线422接收的信号来实现。借助接收天线422所接 收的信号由接收器402进行处理。接收器402对接收的信号执行PHY层处理，从而解码该 信号并生成分别与短序列域702、长序列域704、报头域706和/或净荷域708相关的比特。 例如，接收器402在多个时刻接收多个信号级别。在本发明一示范性实施例中，所接收的每 一信号级别对应于码片。在本发明另一实施例中，所接收的每一信号级别对应于符号。假设所接收的每一信号级别对应于码片，接收器402可使用解扩(despreading) 算法，该算法可将多个码片转换为对应的符号。与单个符号相关的码片的数目可基于扩频 13^ (spreading factor) 5(5_胃0假设所接收的每一信号级别对应于符号，接收器402可使用星座图 (constellation map)将每一符号转换为一个或多个比特。可基于调制类型来确定该星座 图。与单个符号相关的比特的数目可基于调制类型来确定。在本发明的多个实施例中，接收器402使用π/2-BPSK(二进制相移键控)调制类 型来进行信号的PHY层处理，其对应于短序列域702、长序列域704、报头域706和/或净荷 域708中的一个或多个。在本发明的多个实施例中，发射器404接收多个输入比特bin,m，其 中m代表多个比特中第m个比特。基于比特bin,m，可使用π/2-BPSK在发射器404处生成 符号，通过使用BPSK，sin, k来生成多个符号，其中k代表多个符号中的第k个符号；以及通 过旋转η/2相位来对每一连续BPSK符号sin,k进行相移。多个31/23 31(符号8。1^可用 下式表示S0tttik=Siatk^e h[1]其中，j= ^f，k = 0，l，...。假设，使用BPSK调制，符号sin,k的数目等于比特 数目。接收器402，接收包括π /2-BPSK符号的信号，可基于等式1和BPSK调制类型的星 座图生成多个输出比特b。ut,m。接收器402处所生成的输出比特b。ut,m包括发射器404所生 成的输入比特bin,m的估计值，可用下式表示 b。utm= "Bitun[2] 图8是依据本发明一实施例的示范性发射器结构示意图。参考图8，示出了发射 器800。发射器800包括映射器802、码片旋转模块804、滤波器模块806以及正交调制器 808。在本发明一示范性实施例中，映射器802接收多个输入比特bin, m，映射器802包括适 当的逻辑、电路和/或代码，用于使用BPSK调制类型来生成多个符号sin, k。码片旋转模块 804包括适当的逻辑电路和/或代码，用于接收多个符号sin,k，并生成对应的多个相位旋转 符号s。ut,k (如等式1所表示的)。码片旋转模块804基于每一相位旋转符号s。ut,k使用扩频 算法生成多个码片。在本发明一示范性实施例中，滤波模块806包括适当的逻辑、电路和/ 或代码，用于对来自码片旋转模块804的输出信号执行低通滤波。滤波模块806可输出已 滤波信号给正交调制器808。正交调制器808包括在正交调制器电路里常见的适当的逻辑、电路和/或代码。在本发明的多个实施例中，映射器802可使用其它调制类型。例如，在本发明示范 性实施例中，当生成符号时，映射器802使用四进制相移键控(QPSK)。在本发明一示范性实施例中，短序列域702包括重复的码片序列。该码片序列包 括128-码片格雷码序列(Golay code sequence) cn，其中η表示N个不同(distinct)格雷 码序列中的不同128-码片格雷码序列。在本发明一实施例中，N = 4。相应地，有四个不同 格雷码序列cpcpc^cv在本发明一示范性实施例中，使用π/2-BPSK星座图对每一格雷 码序列中的码片进行编码。在本发明的多个实施例中，给定微微网中的通信DEV选择不同格雷码序列cn。所 选择的格雷码序列用在短序列域702中的重复序列中，用于微微网中发送的PDU。例如，父 微微网222中的通信DEV使用格雷码序列Ctl，而从微微网224中的通信DEV使用格雷码序 列Cl。因此，DEV 112发送的PDU包括短序列域702，其包括基于格雷码序列Ctl的重复码片 序列；而DEVl 14发送的PDU包括短序列702，其包括基于格雷码序列C1的重复码片序列。在本发明的多个实施例中，基于短序列域702的长度来确定所选择的格雷码序列 的重复数目。在示范性的短序列域702的短长度形式中，所选择的格雷码序列Cn被重复八 次，其中最后两个重复序列包括格雷码序列的反码形式(negated version)_cn，如下所示短序列域(短)=cn,cn, cn, cn, cn, cn, -cn, -Cn [3]其中，-Cn代表了 Cn的2个补码表述(compliment representation)或者1个补 码表述。短序列域702的示范性的中等长度形式中，所选择的格雷码序列Cn可重复16次， 其中最后四个重复序列包括_cn。在短序列域702的示范性的长长度形式中，Cn可重复四十 次，其中最后八个重复的包括_cn。在本发明的示范性实施例中，长序列域704包括一对互补的格雷码序列Seq_a、 Seq_b。每一格雷码序列Seq_b，包括512_码片格雷码序列，其中512_码片格雷 码序列Seq_a与512_码片格雷码序列Seq_b互补。在本发明的示范性实施例中，可使用 π /2-BPSK星座图对每一格雷码序列Seq_a、Seq_b中的码片进行编码。在本发明另一实施 例中，可使用BPSK星座图对每一格雷码序列Seq_a、Seq_b中的码片进行编码。在本发明的 多个其它实施例中，可使用其它星座图，例如QPSK和/或π/2-QPSK。在本发明一示范性实施例中，长序列域704可表示如下长序列域=G，a384,...,511，Seq_a,G，b384,...，511，Seq_b [4]其中，a384,...,511表示格雷码序列Seq_a之前的128-码片循环前缀，b384,...,511表示 格雷码序列Seq_b之前的128-码片循环前缀，G表示保护间隔(guard interval)。在本发明的多个实施例中，长序列域704包括重复格雷码序列Seq_a和Seq_b，表 示如下长序列域= a384,... ,511' Seq_a · · ·，Seq_a b384,...511 ‘ Seq_b？ · · ·，Seq_b [5]接收PDU的接收器402使用所接收的长序列域704来计算信道估计值。所计算 的信道估计值体现了传送所接收的信号的通信媒介的特征。基于所计算的信道估计值，接 收器为净荷域708中的数据比特计算估计的比特值^Bilim
在所接收的PDU 700的长序列域704部分中，接收器402处接收的信号包括多个 码片。所接收的码片的一部分分别对应于码片序列Seq_a和Seq_b。对应于Seq_a的码片 称作ak，而对应于Seq_b的码片称作bk。可分别基于从序列Seq_a和Seq_b接收的码片计 算多个符号值xk，如下面的等式所示
Vxic=^J%'ck_n + nk[6]其中，hn 表示所接收码片序列的值，ck表示发射器处码片序列中的对应值(例 如，ck = ak或序列ck = bk)，hn表示通信媒介的冲激响应(impulse response)(信道估计
所估计的值)，nk表示信道噪声，v表示对应于符号的码片的数目。基于信道冲激响应值hn，与序列ak和bk中的对应码片值相比，所接收的码片的值 不同。这些不同是由于信号穿过通信媒介传播而引起的，代表了信号失真的一种形式，称为 衰落(fading)。衰落可导致发射信号的幅度和/或相位失真。由于码片序列ak和bk对于 给定微微网中的通信DEV通常是已知的，接收器402可基于已知的码片序列ak、已知的码片
序列bk以及所接收的码片的值，来计算信道估计值￡0
O在本发明一示范性实施例中，对于格雷序列ak，计算的符号值xk可由下式来确定
Vxk =YA '^-L^-^L + n,, foxk^Lguard”..，Lsmrd +L-1 [7]其中，表示保护间隔的持续时间(例如保护间隔代表了循环前缀a384,...,511的 长度)，L表示了离散傅里叶变换(DFT)算法中的点的个数。在等式7中，为I^-的模数基 (modulus base)计算码片ak的索引。在本发明一示范性实施例中，L = 512。对于格雷序列Seq_b，所计算的值xk可由下式来确定
v
xk =1eahl )mtal+nt, fork = + lf...a-(lgmnl + l)一 1 [8]
基于等式7和8中计算的符号值xk，可分别按照如下等式分别计算对应的L点DFT
z L[9]
树 2办(*釋站腳蝤冊U
Z .e L[10]
基于码片序列ak和bk，可分别按照如下等式计算对应的L点DFT值 i-i
4 =L[113
JM5
k=0 值
办
II
格雷码序列ak和bk的特性可由如下等式来描述
L-k-A
pM: -a^[13a]
—^[13b]
基于等式9-12中计算的DFT值，可按照如下等式计算相关值
JoZAi+H[14
2* L
可基于从相关值& 中所计算得来的L点DFT值，按照如下等式计算信道估计值
KH.e ^[15]
m=0在本发明的多个实施例中，可基于多种调制类型中的任一种对报头域706中的符 号进行编码，其中多个调制类型例如BPSK、31/2-BPSK、QPSK或n/2-QPSK。报头域706还 包括保护间隔。在本发明一示范性实施例中，报头域706中的保护间隔包括64码片。在本 发明的示范性实施例中，可基于已编码比特生成报头域706中的符号。可基于例如内部前 向纠错码(FEC)对已编码比特进行编码。在本发明的示范性实施例中，内部FEC可基于低 密度奇偶校验(LDPC)编码。LDPC的编码速率r可用r = 1/2表示。在本发明的多个实施 例中，可基于符号来生成码片，而符号可基于例如2倍(2x)或4倍(4x)的扩频因子。在本发明的多个实施例中，报头域706包括长度域。长度域包括多个比特，例如20 比特，其指示了至少一部分PDU 700的长度。在本发明的示范性实施例中，长度域指示了净 荷域708的长度。长度域指示了例如以八位位组为单位的PDU长度。报头域706包括MCS 域，其指示了用于对PDU 700中的至少一部分比特进行编码的调制和编码方式(MCS)。MCS 域包括多个比特，例如8个比特，其指示了用于对净荷域708中的比特进行编码的调制类型 和/或码率。在本发明的示范性实施例中，MCS域指示了何时使用ji/2-BPSK和单载波调制 (SCM)编码和发送PDU 700中的至少一部分比特；何时使用BPSK以及SCM编码和发送PDU 700中的至少一部分比特；或者何时使用例如正交频分复用(OFDM)编码和发送PDU 700中 的至少一部分比特。报头域706包括保护间隔持续时间域，指示了保护间隔的长度(以码片为单位)。 在本发明一示范性实施例中，保护间隔持续时间域包括单个比特。然而本发明并不限于此， 可使用一个或多个比特来定义保护间隔的持续时间。报头域706包括很多空间流(a number of spatial stream，NSS)域，指示了发 射DEV所使用的空间流的数量。在本发明的多个实施例中，NSS域用于连接多输入多输出 (MIM0)通信系统。在本发明一示范性实施例中，NSS域包括2个比特。然而本发明并不限于此，可使用一个或多个比特来定义发射DEV所使用的空间流的数量。报头域706包括前导码类型域。在本发明的多个实施例中，前导码类型域指示了 PDU的短序列域702部分的长度。在本发明的示范性实施例中，前导码类型域包括2个或多 个比特。在本发明的多个实施例中，一个特别的2比特值指示了随后的PDU 700包括短序 列域702的短长度形式，另一特别的2比特值指示了随后的PDU 700包括短序列域702的 中等长度形式、再一特别的2比特值指示了随后的PDU 700包括短序列域702的长长度形 式报头域706包括聚合域(aggregation field)、扰码器初始化域、报头检测序列域 以及许多保留比特。这些域中的每一个域基本上与多种通信标准文件(诸如一个或多个 IEEE 802规范)描述的操作相同。在本发明的各个实施例中，可基于多个调制类型(例如BPSK、Ji /2-BPSK、QPSK、 Ji /2-QPSK或OFDM)中的任一类型对净荷域708中的符号进行编码。净荷域708还包括一 个或多个保护间隔。在本发明的示范性实施例中，净荷域708中的保护间隔包括64码片。 在本发明的示范性实施例中，基于已编码比特生成净荷域708中的符号。已编码比特可基 于例如在先报头域706中定义的内部FEC进行编码。在本发明的多个实施例中，基于符号 生成码片，所述符号可基于例如4倍(4x)、16倍(16x)或者64倍(64x)的扩频因子。生 成的有关例如OFDM的符号可使用频率交织(frequency interleaving)和/或空间交织 (spatial interleaving)。图9是依据本发明一实施例的示范性单模发射器结构示意图。参考图9，在本发 明的示范性实施例中，单模发射器900用于单模DEV例如DEV 114中，该单模DEV使用SCM PHY。单模发射器900包括前导码以及报头编码器模块902、扰码和内部编码模块904、多路 复用器(MUX)906、映射器908、扩频以及码片旋转模块910、前缀插入模块912、滤波模块914 以及正交调制器916。前导码以及报头编码器模块902包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于接收输入 报头比特以及生成短序列域702、长序列域704以及报头域706的比特。输入报头比特用于 生成报头域706的比特。扰码和内部编码模块904包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于接收输入净荷比 特以及生成净荷域708的比特。MUX 906包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于接收来自 前导码以及报头编码器模块902和扰码和内部编码模块904的输入，以及选择性地输出短 序列域702、长序列域704、报头域706以及报头域708的比特。映射器908基本上类似于 映射器802。在本发明的示范性实施例中，映射器908使用例如具有SCM的BPSK调制类型、 具有SCM的Ji /2-BPSK调制类型、具有SCM的QPSK调制类型或者具有SCM的JI /2-QPSK调 制类型。扩频以及码片旋转模块910基本上类似于码片旋转模块804。前缀插入模块912包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于为一个或多个已生成的 保护间隔生成码片。前缀插入模块912在短序列域702、长序列域704、报头域706和或净 荷域708中的特定位置插入生成的保护间隔。滤波模块914基本上类似于滤波器806。正 交调制器916基本上类似于正交调制器808。在操作中，前导码以及报头编码器模块902可接收PDU 700的前导码和/或报头 部分的输入比特。PDU 700的前导和/或头部分的输入比特可接收自处理器406和/或存储器408。前导码以及报头编码器模块902生成短序列域702、长序列域704和/或报头域 706，如上所述。扰码和内部编码模块904接收PDU 700的净荷部分的输入比特。PDU 700 的净荷部分的输入比特可接收自处理器406和/或存储器408。扰码和内部编码模块904 生成净荷域708，如上所述。MUX 906接收并有选择地输出来自前导码以及报头编码器模块902的输入或者来 自扰码和内部编码模块904的输入。MUX 906在对应于PDU 700的短序列702、长序列域704 和/或报头域706部分的时刻选择接收来自前导码以及报头编码器模块902的输入。MUX 906在对应于PDU 700的净荷域708部分的时刻选择接收来自扰码和内部编码模块904的 输入。MUX 906可基于来自例如处理器406的信号来进行选择。映射器908接收来自MUX 906的输入并输出符号，如上所述。扩频以及码片旋转 模块910接收来自映射器906的符号并输出码片，如上所述。前缀插入模块912接收来自 扩频以及码片旋转模块910的码片并插入一个或多个保护间隔，如上所述。滤波器914对 接收自前缀插入模块912的信号滤波并输出已滤波的信号，如上所述。正交调制器916接 收来自滤波器914的已滤波的信号并生成发送信号，如上所述。信号可通过例如发送天线 432进行发送。图10是依据本发明一实施例的示范性双模发射器结构示意图。参考图10，在本发 明的示范性实施例中，双模发射器1000可用于双模DEV例如DEV 112中，该DEV使用SCM PHY和/或OFDM PHY。双模发射器1000包括前导码以及报头编码器模块902、扰码和内部 编码模块904、多路复用器(MUX) 906、SCM映射器1008、扩频以及码片旋转模块910、OFDM 映射器1018、交织器(interleaver) 1020、以及快速傅里叶反变换(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT)模块1022、MUX 1024、前缀插入模块1012、滤波模块1014以及正交调制 器 1016。前导码以及报头编码器模块902、扰码和内部编码模块904、多路复用器(MUX)906 以及扩频以及码片旋转模块910基本上类似于图9所述。前缀插入模块1012基本上类似 于前缀插入模块912。滤波模块1014基本上类似于滤波模块914。正交调制器1016基本 上类似于正交调制器916。SCM映射器1008基本上类似于SCM映射器908。在本发明一示 范性实施例中，SCM映射器1008使用具有SCM的BPSK调制类型、具有SCM的ji /2-BPSK调 制类型、具有SCM的QPSK调制类型或者具有SCM的Ji /2-QPSK调制类型。OFDM映射器1018包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于接收来自扰码和内部编 码模块904的比特并生成符号。在本发明的多个实施例中，0FDM映射器1018在生成符号 之前对接收自扰码和内部编码模块904的比特进行比特交织。有关符号的生成，0FDM映射 器1018可使用例如具有0FDM的正交幅度调制(QAM)类型。0FDM映射器1018用于生成单 独的符号，以便将该单独的符号与从0FDM信道带宽中选择的一个或多个载波频率关联。交织器1020包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于对接收自0FDM映射器1018 的符号进行频率和/或空间交织。在本发明的示范性实施例中，交织器1020用于重新安排 接收自0FDM映射器1018的符号的顺序。IFFT模块1022包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于接收来自交织器1020的符 号的频域形式，并生成符号的时域形式。MUX 1024包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于接收来自扩频以及码片旋转模块910和IFFT 1022的输入。MUX 1024使得双模发射器1000能够通过有选择地输出信号、 使用SCM PHY发送信号，该信号来自扩频以及码片旋转模块910的输入。MUX 1024使得双 模发射器1000能够通过有选择地输出信号、使用OFDM PHY发送信号，该信号来自IFFT模 块1022的输入。在操作中，前导码以及报头编码器模块902接收PDU 700的前导码和/或报头部 分的输入比特。PDU 700的前导码和/或报头部分的输入比特可接收自处理器406和/或 存储器408。前导码以及报头编码器模块902生成短序列域702、长序列域704和/或报 头域706，如上所述。扰码和内部编码模块904接收PDU 700的净荷部分的输入比特。PDU 700的净荷部分的输入比特可接收自处理器406和/或存储器408。扰码和内部编码模块 904生成净荷域708，如上所述。MUX 906接收并有选择地输出来自前导码以及报头编码器模块902的输入或者来 自扰码和内部编码模块904的输入。MUX 906在对应于PDU 700的短序列702、长序列域704 和/或报头域706部分的时刻选择接收来自前导码以及报头编码器模块902的输入。MUX 906在对应于PDU 700的净荷域708部分的时刻选择接收来自扰码和内部编码模块904的 输入。MUX 906可基于来自例如处理器406的信号来进行选择。SCM映射器1008接收来自MUX 906的输入并输出符号，如上所述。扩频以及码片 旋转模块910接收来自SCM映射器1006的符号并输出码片，如上所述。OFDM映射器1018 接收来自扰码和内部编码模块904的输入并输出符号，如上所述。交织器1020接收来自 OFDM映射器1018的频率序列中的符号并在重新安排接收自OFDM映射器1018的符号的频 率序列顺序之后输出频域信号，如上所述。IFFT 1022接收来自交织器1020的频域信号输 出并生成时域信号，如上所述。MUX 1024有选择地输出接收自扩频以及码片旋转模块910的输入或者接收自 IFFT模块1022的输入。MUX 1024基于来自例如处理器406的信号做出选择。前缀插入 模块1012接收来自MUX 1024的输入信号并插入一个或多个保护间隔，如上所述。滤波器 1014对接收自前缀插入模块1012的信号进行滤波并输出滤波后的信号，如上所述。正交调 制器1016接收来自滤波器1014的已滤波信号并生成发送信号，如上所述。图11是依据本发明一实施例的示范性双模接收器结构示意图。参考图11，在本 发明的示范性实施例中，双模接收器1100用于的双模DEV例如DEV112中，该DEV使用SCM PHY和/或OFDM PHY。双模接收器1100包括前导码检测和信道估计模块1102、报头解码器 模块1104、前缀移除模块1106、快速傅里叶变换(FFT)模块1108、均衡模块1110、IFFT模 块1112以及重采样和滤波模块1114。双模接收器1100还包括SCM解映射模块1116、0FDM 解映射模块1118、解交织模块1120、MUX 1122以及内部解码和解扰模块1124。IFFT模块 112基本上类似于IFFT模块1022。前导码检测和信道估计模块1102包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于接收和 处理来自PDU 700的短序列域702和长序列域704部分的码片。在处理短序列域702和长
序列域704过程中，前导码检测和信道估计模块1102可计算信道估计值fin。报头解码器模块1104包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于接收和处理来自PDU 700的报头域706部分的码片。在处理报头域过程中，报头解码器模块1104确定调制类型 和内部编码类型，调制类型和内部编码类型用在PDU 700的净荷域708部分的处理过程中。
前缀移除模块1106包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于移除由发射器1000处 的前缀插入模块1012插入PDU 700中的保护间隔。FFT 1108包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于接收时域信号并生成所接收信 号的频域形式。所接收信号的频域形式使得能够识别所接收的时域信号的每一载波频率成 分。FFT 1108还用于对所接收时域信号中的码片执行解扩频操作，以使所接收信号的频域 形式包括符号。均衡模块1110包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于生成输出信号，所述输出信 号包括经过信号级别调整后的接收信号。均衡模块1110用于调整信号级别以补偿衰落。补
偿可视为信号均衡。均衡模块1110在信号均衡过程中使用所计算的信道估计fiB。重采样和滤波模块1114包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于以确定的采样率 对时域信号进行采样。所采样的信号滤波的方式基本上类似于滤波器806的滤波方式。在
本发明一示范性实施例中，已确定的采样率等于▲其中T代表符号持续时间。SCM解映射模块1116包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于接收单独的符号并为 每一接收的符号生成一个或多个比特。SCM解映射模块1116用于接收可标识调制类型的输 入。调制类型使得SCM解映射模块1116能够选择星座图。一旦接收到每一符号，SCM解映 射模块1116识别星座图中的对应点并生成对应比特。在本发明的多个实施例中，SCM解映 射模块1116接收信号的符号，包括单载波频率。OFDM解映射模块1118从多个载波频率中接收符号。OFDM解映射模块1118能够清 楚地识别多个载波频率中的每一频率。OFDM解映射模块1118用于以基本上类似于SCM解 映射模块1116的方式处理每一单独载波频率的符号。在本发明的多个实施例中，确定OFDM 解映射模块1118处理来自多个载波的每一载波的符号的顺序，以响应频率交织，频率交织 在发射器1000处执行的。解交织模块1120包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于重新安排接收自OFDM解 映射模块1118的比特顺序。确定比特重新安排的顺序，以响应比特交织，比特交织在发射 器1000处执行的。MUX 1122包括适当的逻辑、电路和/或代码，使得MUX 1122能够接收来自SCM解 映射模块1116以及解交织模块1120的输入。MUX 1122使得双模接收器1100能够通过有 选择地输出信号、使用SCM PHY接收信号，该信号来自SCM解映射模块1116的输入。MUX 1122使得双模接收器1100能够通过有选择地输出信号、使用OFDM PHY接收信号，该信号来 自解交织模块1120的输入。内部解码和解扰模块1124包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于解码并解扰所 接收的比特并生成已解码的比特。内部解码和解扰模块1124接收内部编码类型识别码作 为输入，用于选择内部FEC类型。所选择的内部FEC类型在处理所接收的比特过程中使用。在操作中，如上所述，前缀移除模块1106接收码片并输出时域信号。FFT模块1108 接收来自前缀移除模块1106的时域信号并输出时域信号的频域形式。均衡模块1110接收 来自FFT模块1108的频域信号并通过执行信号均衡处理输出已均衡化的信号，如上所述。 IFFT 1112接收来自均衡模块1110的已均衡化的信号并输出已均衡化信号的时域形式。重 采样和滤波模块1114接收来自IFFT 1112的时域信号并输出重新采样的信号。还对重新采样的信号进行滤波。重新采样的信号包括时间序列中每一采样的符号。SCM解映射模块 1116接收来自重采样和滤波模块1114的重新采样的信号并生成比特，如上所述。OFDM解映射模块1118接收来自均衡模块1110的已均衡化的信号并输出比特，如 上所述。解交织模块1120接收来OFDM解映射模块1118的比特并生成重新安排的比特，如 上所述。MUX 1122从SCM解映射模块1116或解交织模块1120中选择比特。所选择的比特 从MUX 1122中输出。MUX1122基于来自例如处理器406的信号做出选择。内部解码和解扰 模块1124接收来自MUX 1122的比特并生成已解码的比特，如上所述。图12是依据本发明一实施例的用于MIM0操作的示范性前导码的示意图。图12 对发射器404所生成的长序列进行阐述，所述发射器使用多个发射天线432来并行发射信 号。参考图12，示出了示范性的PDU 1200，可由MIM0发射器中的第一天线发射，以及示范 性的PDU 1260，可由MIM0发射器中得第二天线发射。PDU 1200包括短序列域1202、保护间隔a (Guard_a) 1204、格雷码序列a(Seq_ a) 1206、保护间隔 b (Guard) b) 1208、格雷码序列 b (Seq_b) 1210、报头域 1212、Guard_a 1214、Seq_a 1216、Guard_b 1218、Seq_b 1220 以及净荷域 1222。PDU 1250 包括短序列域 1252、循环移位 Guard_a、Guard_a' 1254、循环移位 Seq_a、Seq_a' 1256、循环移位 Guard_ b、Guard_b ‘ 1258、循环移位 Seq_b、Seq_b ‘ 1260、报头域 1262、循环移位的补码 Guard_ a'、Guard__a' 1264、循环移位的补码Seq_a'、Seq__a' 1266、循环移位的补码Guard_ b'、Guard__b' 1268、循环移位的补码 Seq_b'、Seq__b' 1270 以及净荷域 1272。在本发明的多个实施例中，循环移位Guard_a ‘ 1254表示Guard_a 1204的循 环移位形式，循环移位Seq_a' 1256表示Seq_a 1206的循环移位形式，循环移位Guard_ b' 1258表示Guard_b 1208的循环移位形式，循环移位Seq_b' 1260表示Seq_b 1210的 循环移位形式。在本发明多个实施例中，循环移位的补码Guard__a' 1264表示Guard_a' 1254 的二进制补码形式，循环移位的补码Seq_-a' 1266表示Seq_a' 1256的二进制补码形式， 循环移位的补码Guard_b' 1268表示Guard_b' 1258的二进制补码形式，循环移位的补码 Seq_-b' 1270表示Seq_b' 1260的二进制补码形式。本发明的多个实施例包括一种用于低速率OFDM编码的方法和系统。OFDM符号的 编码使用OFDM信道带宽中可用的载波子集。在本发明的示范性实施例中，使用512点的FFT 和IFFT，使用32个载波。基于格雷码序列为32个载波中的每一载波分配BPSK值，所述格 雷码序列是从多个格雷码序列中选取的。多个格雷码序列中的格雷码序列是最大化分隔的 (maximally separated)。例如，在本发明的示范性实施例中，多个序列包括256个格雷码 片序列，每一个包括32个码片序列。本发明一示范性实施例使用扩频因子4，那么每一 32 码片对应于8个比特。因此，每一 0FDM符号对应于8个已编码比特。已编码比特表示使用 所选择的内部FEC类型例如码率为1/2的LDPC或码率为3/4的LDPC生成的已编码比特。图13是依据本发明一实施例的用于低速0FDM编码的示范性IFFT算法的示意图。 参考图13，使用IFFT模块1302中可用的抽头系数(tap)子集，通过512点IFFT模块1302 生成0FDM符号。每一抽头系数对应一频率载波，用于发送0FDM符号中的比特。如图13所 示，在本发明一示范性实施例中，所选择的频率载波之间可有11个抽头系数的空隙。在本 发明的多个实施例中，偏离值q用于使得多个微微网能够并发生成0FDM符号，而减少其中一个微微网发送的OFDM符号将会干扰临近或有重叠的微微网中OFDM符号的发送的可能 性。在本发明一示范性实施例中，偏离值q的潜在值可为_4、0、4。例如，父微微网222通过 使用偏离值_4来进行符号的低速率OFDM编码，而附近的微微网可使用偏离值4来同时操 作符号的低速率OFDM编码。总之，本发明可用硬件、软件、固件或其中的组合来实现。本发明可以在至少一个 计算机系统中以集成的方式实现，或将不同的组件置于多个相互相连的计算机系统中以分 立的方式实现。任何计算机系统或其他适于执行本发明所描述方法的装置都是适用的。典 型的硬件、软件和固件的组合为带有计算机程序的专用计算机系统，当该程序被装载和执 行，就会控制计算机系统使其执行本发明所描述的方法。本发明还可以通过计算机程序产品进行实施，所述程序包含能够实现本发明方法 的全部特征，当其安装到计算机系统中时，通过运行，可以实现本发明的方法。本申请文件 中的计算机程序所指的是可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表 达式，该指令组使系统具有信息处理能力，以直接实现特定功能，或在进行下述一个或两个 步骤之后，a)转换成其它语言、代码或符号；b)以不同的格式再现，实现特定功能。本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的 精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明 的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明 的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利 要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。
权利要求
一种传送数据的方法，其特征在于，所述方法包括由通信设备中的接收器选择射频(RF)信道和物理层类型；基于所述已选择的物理层类型并对通过已选择的RF信道所接收的信号进行处理；基于所述已处理的信号确定是否已检测到信标协议数据单元；当基于所述已处理的信号未检测到协议数据单元时，确定所述已接收的信号的信号能量级别；以及基于是否已检测到所述信标协议数据单元以及所述已确定的信号能量级别当检测到所述信标协议数据单元时，与已有的网络建立关联；或者基于所述已确定的信号级别，通过所述通信设备中的发射器发送源端信标协议数据单元。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括通过与关联于所述已有网络的协调 通信设备进行通信，来建立与所述已有网络的关联。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述已选择的物理层类型包括单载 波调制物理层或者正交频分复用物理层。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括基于随后的物理层类型处理所述信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中当所述已选择的物理层包括正交频 分复用物理层时，所述随后的物理层类型包括单载波调制物理层。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中所述信号的所述处理是使用知悉所 述随后物理层类型的已存储信息进行的。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，包括基于依照所述随后的物理层类型进 行处理的所述信号来确定是否检测到协议数据单元。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，包括基于所述已确定的信号能量级别来 选择随后的RF信道、和/或当检测到所述协议数据单元时基于依照所述随后的物理层类型 进行处理的所述信号来选择所述随后的RF信道。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括在所述信号的所述处理启动时，开始 所述持续时间。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，包括在所述持续时间终止之后，通过所 述已选择的RF信道或者通过已选择的随后的RF信道，发送所述源端信标协议数据单元。
11.一种传送数据的系统，其特征在于，所述系统包括 一个或多个电路，用于选择射频(RF)信道和物理层类型；所述一个或多个电路用于基于所述已选择的物理层类型处理通过所述已选择的RF信 道所接收的信号；所述一个或多个电路用于基于所述已处理的信号确定是否已检测到信标协议数据单元；所述一个或多个电路用于当基于所述已处理的信号未检测到协议数据单元时，确定所 述已接收的信号的信号能量级别；以及所述一个或多个电路用于基于是否已检测到所述信标协议数据单元以及所述已确定 的信号能量级别当检测到所述信标协议数据单元时，与已有的网络建立关联；或者 基于所述已确定的信号级别，通过所述通信设备中的发射器发送源端信标协议数据单兀。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，其中所述一个或多个电路用于通过与 关联于所述已有网络的协调通信设备进行通信，来建立与所述已有网络的关联。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，其中所述已选择的物理层类型包括单 载波调制物理层或者正交频分复用物理层。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，其中所述一个或多个电路用于基于随 后的物理层类型处理所述信号。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，其中当所述已选择的物理层包括正交 频分复用物理层时，所述随后的物理层类型包括单载波调制物理层。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，其中所述信号的所述处理是使用知悉 所述随后物理层类型的已存储信息进行的。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，其中所述一个或多个电路用于基于依 照所述随后的物理层类型进行处理的所述信号来确定是否检测到协议数据单元。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，其中所述一个或多个电路用于基于所 述已确定的信号能量级别来选择随后的RF信道、和/或当检测到所述协议数据单元时基于 依照所述随后的物理层类型进行处理的所述信号来选择所述随后的RF信道。
19.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，其中所述一个或多个电路用于在所述 信号的所述处理启动时，开始所述持续时间。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，其中所述一个或多个电路用于在所述 持续时间终止之后，通过所述已选择的RF信道或者通过已选择的随后的RF信道，发送所述 源端信标协议数据单元。
全文摘要
本发明涉及一种在无线网络中实现双模操作的方法和系统。所述系统包括选择RF信道和物理层类型的通信设备。所述通信设备基于所选择的物理层类型对通过所选择的RF信道接收到的信号进行处理。所述通信设备基于通过所选择的RF信道接收到信号以及基于所选择的物理层类型处理的信号，确定是否已检测到信标帧。当未检测到信标帧时，通信设备可确定所接收信号的信号能量级别。通信设备可基于所述信标帧的检测与已有的网络建立关联，或者通信设备基于所述已确定的信号能量级别发送源端(originating)信标帧。
文档编号H04B7/00GK101933247SQ200980104559
公开日2010年12月29日 申请日期2009年3月11日 优先权日2008年3月11日
发明者克里斯多佛·哈森, 吉汉·卡若古, 贾森·切思戈, 赛尚卡·南多戈帕兰 申请人:美国博通公司