专利名称：用于接收器中检测不同格式分组的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于无线数据通信的方法及系统，尤其涉及一种用于无线数据通 信中，检测不同格式分组的方法及系统。
背景技术：
在无线通信系统中(如WiFi)，信息是利用正交频分复用 (OrthogonalFrequency-Division Multiplexing, OFDM)分组进行传输与接收,此类系统中 的接收器需先检测分组格式，然后再设定自身硬件与软件，以进行分组数据部分的接收与 解码。每一正交频分复用分组包含有多个前置数据(Preamble)字段，用以协助接收器 对分组进行检测、同步校正及调整。前置数据字段之后为带有传输速率、分组长度等信息的 已编码信号字段，信号字段经解码后用来设定接收器，以进行分组数据部分的接收与解码。 在高吞吐量(High Throughput)无线区域网络通信拟定标准IEEE 802. Iln中，混合模式及 绿区模式的帧格式可与低吞吐量的传统帧格式共存。在此协议标准下，混合模式的帧格式 允许传统装置处理高吞量分组，而绿区模式的帧格式因具有较少传输量，因此在纯高吞吐 量系统中有较高吞吐量。因此，需要一种于接收器接收不同格式分组时，能有效率接收及解码数据分组的 方法及其系统，该方法及其系统应能简单地实现、具低生产成本且可适用于现今通信系统。
发明内容
本发明公开一种用于传输及检测分组的方法及其相关装置。首先，该方法及其相 关装置包含有启动检测一超高吞吐量信号字段，该超高吞吐量信号字段可与其它信号字段 区别，其中，该超高吞吐量信号字段向下相容于其它装置。此外，该方法及其相关装置包 含有将该装置初始化于一接收模式；接收至少一信号字段符元；以及检测其它信号字段符 元；该方法及其相关装置还包含将一超高吞吐量信号字段与其它信号字段区分；以及对该 超高吞吐量信号字段中记载一超高吞吐量分组格式的参数进行解码。其它关于本发明的内容与优点，可通过本发明实施例的详细说明及相关图示得 知。
图1为IEEE802. 11规格下传统格式、混合模式格式及绿区模式格式与非常高吞吐 量格式帧的方块图。图 2 为 L-SIG、HT-SIG 及 DATA 的星座图。图3为VHT-SIG中奇数次载波与偶数次载波的星座图。图4为一广为用于区分Iln HT-SIG字段的方法，与一用来识别新非常高吞吐量分 组格式的新检测器平行使用的示意图。
主要元件符号说明10Ila 分组12Iln高吞吐量分组14混合模式非常高吞吐量16Iln绿区模式分组18,19 绿区模式非常高吞吐量分组20L-SIG字段星座图22HT-SIG字段星座图24DATA字段星座图30VHT-SIG字段星座图32奇数次载波星座图34偶数次载波星座图42、46 检测器44Iln检测机制48VHT检测机制
具体实施例方式本发明涉及通信系统，尤其涉及无线通信系统。以下说明用来使本领域技术人员 可据以制造及使用，且合乎专利申请要求。各种依据此优选实施例所做的变化及下述的一 般性原则与技术特征，对本领域技术人员是显而易见的。因此，本发明不限于此实施例，而 是与合乎下述原则与技术特征的最大范围相符。本发明的方法及其系统允许一接收器，有效地对在无线网络中传输的多个分组 格式进行检测及解码。特别的是，该系统允许能接收不同格式分组的接收器，检测IEEE 802. Iln分组为超高吞吐量(Very High Throughput, VHT)格式或传统正交频分复用格式。 如此一来，接收器可以有效率地对分组进行接收及解码。虽然实施例中以使用正交频分复用分组的WiFi系统做说明，本领域技术人员应 可根据本发明的精神与范围，做不同的变化。例如，可接收如互补码键控(Complimentary Code Keying, CCK)、以太网络等格式分组的收发器，亦属本发明的范围。此外，高吞吐量分 组格式可能不同于上述混合模式及绿区模式分组格式，但仍适用本发明的方法及系统。因 此，虽然本发明以特定实施例说明，但本领域技术人员应理解其可用于各种条件，而不限于 此。在一实施例中，WiFi系统(如802. Iln)是利用检测以旋转90度的二进制相移键 控(Binary Phase Shift Keying, BPSK)方式调制的高吞吐量信号字段(HT-SIG)，来检测 高吞吐量帧格式。在一实施例中，是借着比较分组中等值符元的实部与虚部成分的能量，来 检测高吞吐量信号字段。在一实施例中，检测器可区别所接收正交频分复用帧是否是混合 模式、绿区模式及传统格式，且该检测器不需平行解码即可区别混合模式、绿区模式及传统 格式的帧。在一实施例中，提供一种用于多个接收器设计中，快速、可靠、有效率且合适的实 施方式。本发明的检测流程，可以全硬件、全软件或软、硬件兼具的方式实现。在一实施例中，检测流程以软件方式实现，该软件包含有应用软件、固件、常驻软件、微码(microcode) 程序等，而不限于此。此外，该检测流程可以采用计算机软件产品形式实施，通过一可被计算机使用或 读取的介质提供程序代码，被计算机或任何指令执行系统使用或连接。为达到此目的，该可 被计算机使用或读取的介质可以是任何可包含、存储、传输、传播或传送程序，以供指令执 行系统、工具或装置使用或连接的工具。该介质可以是一电子、磁性、光学、电磁、红外光或半导体系统(或工具、装置)亦 或一传输介质。举例来说，可被计算机读取的介质包含有半导体或固态存储器、磁带、可移 除式计算机磁片、随机存取存储器(Random Access Memory, RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、硬盘及光盘。现今光盘包含有多功能数字盘(DVD)、只读光盘(CD-ROM)、可重 复读写光盘(CD-R/W)。关于本发明更详细的说明，请参考以下所述及相关图示。图1为一 Ila(传统模式)分组10、一 1 In高吞吐量(HT)分组12、一混合模式 (MM)非常高吞吐量(VHT)分组14、一 Iln绿区模式(GF)分组16及一绿区模式非常高吞吐 量分组18及19的方块图。在Ila传统分组10中，图示部分为分组中用于分组检测、自动 增益控制(Automatic GainControl，AGC)及通道训练(Channel Training)的短训练字段 (Short TrainingField, STF)及长训练字段(Long Training Field, LTF)之后的部分。如 IEEE802. lla-1999协议规范所规定，信号字段包含有关于分组中数据部分的信号信息，如 数据调制方式、符元数量、编码率及奇偶位保护(Parity BitProtection)。接收器可利用图 1中L-SIG(传统模式信号字段)符元所包含的信息来进行后续数据符元的解码。Ila协议 规范规定传输速率最高为54Mb/s。因IEEE802. lln_2009拟定标准的发行，定义出一种用于传输速率达600Mb/s信号 分组的新前置数据，由于需要更多信号参数而需将信号字段延伸成两个紧接于L-SIG字段 的符元，如图1所示的HT-SIGl及HT-SIG2。为确保能与Ila装置共存，HT-SIG字段于调制 时旋转90度。请参考图2，图2为一 L-SIG字段20、一 HT-SIG字段22及一 DATA (数据)字 段24的星座图。如图2所示，HT-SIG于星座图虚轴上而非如传统二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying, BPSK)符元位于星座图实轴上。因此，为确保Ila与Iln装置间的共存，可限定L-SIG字段中分组长度使接收到高 吞吐量分组的传统装置知道分组长度(即使此分组无法被该传统装置解码)，而将介质交 给特定传输装置。同时，Iln装置将通过检查紧接L-SIG字段的符元是否旋转90度来检测 HT-SIG字段的存在，一般是通过比较频域符元在实轴与虚轴的能量得知。新提出的超高吞吐量协议规范具有更高传输速率，但其实施难处在于设计一可使 一超高吞吐量装置与Ila及Iln装置共存的前置字段。此信号字段较佳地如HT-SIG字段 有效率，紧接于L-SIG栏，如图1所示，且能区别VHT前置信号与上述两种前置信号。在此扩大运用旋转90度相位使新VHT-SIG可被识别，即可同时与HT-SIG字段及 传统DATA字段区分。一实施例于相间隔次载波上(奇数与偶数)使用旋转90度相位的二 进制相移键控符元，如图3所示。图3为奇数次载波32与偶数次载波34的星座图。通过 新检测方式，此前置数据可满足VHT共存要求。图4为用来区分Iln HT-SIG的方法。在此Iln HT-SIG字段通过加总能量实部(I 成分)与虚部(Q成分)的差值来区分，如元件42所示的运算式
如果分组是具有旋转90度相位的二进制相移键控正交频分复用符元的Iln分组， 所有能量将落在虚轴上，造成虚部成分变大，使Iln检测机制44接收到一大负值的输出。 由于Ila分组在相对应时段具有数据符元，所以Iln分组可与Ila分组区分开来。一般而 言，正交振幅调制(QAM)中的数据符元在实部成分与虚部成分具有相同能量，所以若分组 为Ila格式，则Iln检测器输出为零。因此，通过比较加总后输出值与一预设负值，可将Iln 与Ila区分开来。使用相间隔旋转90度相位的二进制相移键控正交频分复用来传输VHT-SIG字段 时，检测器46相对应的运算式为
Nsc .. Nsc ( Uac-.Yj(If-Qf)-Yj^-Q2k
k,odci其中加总运算式是对偶数次载波及奇数次载波加总。超高吞吐量检测机制48于 VHT-SIG字段存在时，接收检测器46输出的一大负值。检测结果可归纳成表格1，其中S为 检测器的最大可能输出值。由此可知，此新超高吞吐量信号检测方法与现今Iln系统一样 有用，皆能于输入各别信号字段时输出-S，而输入数据符元时输出0，以及输入其它非本身 格式亦输出0。表格一
度量数据符元Ila L-SIGIlHT-SIGVHT-SIGIln0S-S0VHT000-S此检测方法适用于图1所示的混合模式或绿区模式(GF)。就混合模式分组而言， Iln装置识别L-SIG字段，然后检查下一个符元是否为HT-SIG字段。如果分组是传统Ila 或此新超高吞吐量格式，检测器输出为0，且该Iln装置于分组持续时间交出此介质。就绿 区模式而言，如图1所示，HT-GF消除前置数据L-SIG部分，以于网络上无传统装置时增加 效率。然而，重要的共存特征之一为Iln装置于绿区模式操作时具有检测传统装置的能力。 (举例来说，此特征确保将来在绿区网络上能识别传统装置，且容许回退成混合模式操作以 容纳传统装置。)因VHT-SIG MM包含有一可被Iln装置识别的L-SIG字段，所以超高吞吐 量装置可操作于HT-GF网络中，为增加效率，VHT-GF格式如图1所规定，以供网络上只有超高吞吐量装置时使用。 如Iln绿区模式用以识别传统使用者的相容性要求相似，VHT-GF装置可用图4所示的检测 器结构来同时检测L-SIG、HT-MM或HT-GF分组。举例来说，在VHT-GF模式下，接收到传统 或HT-MM分组时，Iln检测器读出+S，而VHT检测器读出0。相同地，接收到HT-GF分组时， Iln检测器读出-S，而VHT检测器读出0。在上述情况下，VHT装置皆能预警其它格式的存 在并据以调整解码器。
此新传输与检测方法可轻易地扩充以容纳其它信号字段格式或一组字段，以供将 来扩充或达成指定分组给特定使用者或特定种类使用者的目的。举例来说，图3所示的相间隔奇偶序列可以相反，即在偶数次载波以旋转0度的二 进制相移键控调制传输，在奇数次载波旋转90度。实际上，其可以是任何0、1序列(0表示 旋转0度，1表示旋转90度)，只要传送器及接收器能识别该序列，超高吞吐量接收器即需 找出序列模式。在此情况下，当极性相反时，超高吞吐量度量极性会反转成+S。一般而言， 检测器在上述检测演算法中进行加权总和运算，并与预设值做比较。由于这些序列在二维 星座图上与虚拟数据符元等距离，所以不影响效能。以上所述说明于lla/b/g/n/VHT分组中传输中，二进制相移键控序列使用方式的 转变，此概念可延伸至任何在二维中可被区分的信令星座图。举例来说，二进制相移键控(2 信令点)可以经适当旋转的一维正交振幅调制(多信令点)替换。同样效果可通过在不同 次载波与实部(0度)及虚部(90度)中以不同能量传输达成。如果使用任何上述特殊技 术，则VHT-SIG在设计上将更自由，但接收器也将更复杂，能够量测旋转二进制相移键控的 简单能量差量测方式也许将不敷使用。本技术在实施上有几个优点。第一，分配不同0、1序列给不同阶级使用者，由于错 误的0、1序列会使VHT-SIG被视为一般数据，所以给不同阶级使用者的数据可被区别开来。 此于选择性广播及多重播送中非常实用。此外，可以分配特别的序列给不同内容，如此一 来，低传输速度数据用户可免受高传输速率图像传输用户的请求。再者，旧lla/b/g装置的射频链(RF Chain)及模拟数字转换器(A/DConverter) 较少，而VHT有较多射频链及模拟数字转换器以达成较高吞吐量，因此等比例具有较高能 量足迹。通过分配一特殊序列给低功率VHT用户，可使其切换至较少射频链，且在不影响效 能下节省能量。此模式可经由存取点(AP)与用户端协议达成，因此低功率用户可避免解码 已知不属于自身的分组。如此一来，这些用户不用限制更合适用户的吞吐量。最后，由在此 0、1序列需被传送器与接收器识别，任何其它随机序列将造成量测值为0，而无法与一般数 据区别，以多一层保护。本发明公开一种用于一接收器中用来检测不同格式分组的方法及其系统。该方法 及其系统包含有将接收器初始化于一传统模式；接收器接收至少一数据符元；以及检测一 数据分组内，是否有一超高吞吐量信号字段。该超高吞吐量信号字段相对于高吞吐量信号 字段提供非常大的传输速率。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修 饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
一种用于一传输器中传输不同格式分组的方法，包含有启动检测一超高吞吐量信号字段，该超高吞吐量信号字段可与其它信号字段区别；其中，该超高吞吐量信号字段向下相容于其它装置。
2.如权利要求1所述的方法，其中该传输器传输至少一信号字段符元且可传输多个 802. 11信号字段，该多个802. 11信号字段包含该超高吞吐量信号字段。
3.如权利要求1所述的方法，其中该超高吞吐量信号字段包含有旋转90度相位的二进 制相移键控次载波。
4.如权利要求3所述的方法，其中该二进制相移键控的相位旋转于相间隔次载波上。
5.如权利要求4所述的方法，其中该相间隔次载波是奇数次载波与偶数次载波。
6.如权利要求5所述的方法，其中该二进制相移键控符元包含有一实部成分及一虚部 成分。
7.一种用于一接收器中检测不同格式分组的方法，包含有将该装置初始化于一接收模式；接收至少一信号字段符元；检测其它信号字段符元；将一超高吞吐量信号字段与其它信号字段区分；以及对该超高吞吐量信号字段中记载一超高吞吐量分组格式的参数进行解码。
8.如权利要求7所述的方法，其还包含有加总能量实部成分与虚部成分的差值。
9.如权利要求8所述的方法，其中于该数据分组包含有一旋转90度相位的二进制相移 键控符元时，该虚部成分相对大于该实部成分。
10.如权利要求8所述的方法，其中加总该差值包含有一加总运算，该加总运算包含使 用一运算式，该运算式为Nsc ,\ Nsc ,.i,evenk ,oddO
11.如权利要求10所述的方法，其中该加总运算是对偶数次载波及奇数次载波加总。
12.一种用于一传输器中传输不同格式分组的系统，该传输器包含有一信号字段，该系 统包含有一装置，用来启动检测一超高吞吐量信号字段，该超高吞吐量信号字段可与其它信号 字段区别；其中，该超高吞吐量信号字段向下相容于其它装置。
13.如权利要求12所述的系统，其中该超高吞吐量信号字段包含有旋转90度相位的二 进制相移键控符元。
14.如权利要求13所述的系统，其中该二进制相移键控符元于相间隔次载波上。
15.如权利要求14所述的系统，其中该相间隔次载波系奇数次载波与偶数次载波。
16.如权利要求12所述的系统，其中该二进制相移键控符元包含有一实部成分及一虚 部成分。
17.如权利要求16所述的系统，其中该装置的检测包含有加总能量实部成分与虚部成 分的差值。
18.如权利要求17所述的系统，其中于该数据分组包含有一旋转90度相位的二进制相移键控符元时，该虚部成分相对大于该实部成分。
19.如权利要求15所述的系统，其中加总该差值包含有一加总运算，该加总运算包含 使用一运算式，该运算式为Nsc ,、 Nsc ,、ι ,evenk ,odd
20.如权利要求17所述的系统，其中该加总运算是对偶数次载波及奇数次载波加总。
全文摘要
用于接收器中检测不同格式分组的方法及系统。本发明公开一种用来传输及检测分组的方法及系统。在一第一实施例中，该方法及系统包含有启动检测一超高吞吐量(Very High-Throughput，VHT)信号字段，该超高吞吐量信号字段可与其它信号字段区别，其中，该超高吞吐量信号字段向下相容(backward compatibility)于其它装置。在一第二实施例中，该方法及其相关装置包含有将该装置初始化于一接收模式；接收至少一信号字段符元；以及检测其它信号字段符元；该方法及其相关装置还包含将一超高吞吐量信号字段与其它信号字段区分；以及对该超高吞吐量信号字段中记载一超高吞吐量分组格式的参数进行解码。
文档编号H04L25/03GK101924731SQ20101020275
公开日2010年12月22日 申请日期2010年6月11日 优先权日2009年6月15日
发明者基朗·乌恩, 彼得·路克, 汤姆士·E·皮尔二世 申请人:雷凌科技(新加坡)有限公司;无线通讯创新公司