专利名称：用于在无线通信网络中表明传输特性的方法和装置的制作方法
技术领域：
概括地说，本发明涉及无线通信系统，具体地说，本发明涉及无线通信系统中的无线数据传输。
背景技术：
在现有技术的一个方面，具有支持单载波或正交频分复用(OFDM)调制模式的物理层(PHY)的设备可以用于毫米波通信，例如在遵循如由电气与电子工程师协会(IEEE)在其802. 15. 3c标准中所指定的细节的网络中。在这个例子中，PHY层可以配置用于在57千兆赫(GHz)到66GHz的频谱的毫米波通信，并且具体地，取决于地区，PHY层可以配置成在美国用于57GHz到64GHz范围内的通信，在日本用于59GHz到66GHz范围内的通信。为了允许支持OFDM或单载波模式的设备或网络之间的互通性，这两种模式还都 支持公共模式。具体来讲，公共模式是由OFDM和单载波收发机都采用的以便于实现不同设备和不同网络之间的共存和互通的单载波基础速率模式。该公共模式可以用于提供信标、发送控制和命令信息，以及用作针对数据分组的基础速率。802. 15.3c网络中的单载波收发机通常采用至少一个代码生成器以向所发送的数据帧的一些或所有字段提供首先由Marcel J. E. Golay引入的形式(称作格雷码)的扩频，以及对所接收的经过格雷-编码的信号执行匹配滤波。互补格雷码是等长的有限序列组，使得在一个序列内具有任意给定间隔的相同单元的对数与在其它序列中具有相同间隔的不同单元的对数相等。1991年I月31日发布的S. Z. Budisin, “Efficient PulseCompressor for Golay Complementary Sequences (针对格雷互补序列的有效脉冲压缩器)，” Electronic Letters (电子信函)，27，no. 3，pp. 219220示出了用于生成格雷互补码的发射机和格雷匹配滤波器，在此以引用的形式将其并入。对于低功率设备，公共模式利用具有恒定包络的连续相位调制(CPM)信号是有利的，这样，功率放大器可以以最大输出功率操作而不影响滤波后的信号的频谱。高斯最小频移键控(GMSK)是通过在高斯滤波器中选择适当的带宽时间产品(BT)参数具有紧凑的频谱占用的连续相位调制形式。该恒定包络使得GMSK与非线性功率放大器运行兼容，该功率放大器不具有与非恒定包络信号相关联的伴生频谱再生。可以执行各种技术来产生GMSK脉冲波形。举个例子，可以针对该公共模式执行具有线性化GMSK脉冲的Ji /2-二相相移键控(BPSK)，如在IEEE个人、室内和移动无线移动通信国际(P頂RC)2001 的 I.Lakkis，J.Su，& S.Kato，“A Simple Coherent GMSK Demodulator(简单相干GMSK解调器)”中所示出的，以引用的形式将其并入本文。
发明内容
本申请中公开的方面对于采用诸如由IEEE 802. 15. 3c协议所定义的之类的毫米波无线个域网(WPAN)的系统有利。但是，本公开内容并不意在受限于这些系统，因为其它应用也可以从类似的优点中获益。
根据本发明的一个方面，提供了一种通信方法。更具体地，生成分组，并且这种分组具有头部，该头部包括所述分组相对于信标的位置信息。然后，发送该分组，其中，所述分组和所述信标在超帧中发送。根据本发明的另一个方面，一种通信装置包括用于生成具有头部的分组的模块，所述头部包括所述分组相对于信标的位置信息；以及用于发送该分组的模块，其中，所述分组和所述信标在超帧中发送。根据本发明的另一个方面，一种用于通信的装置包括处理系统，配置成生成具有头部的分组，所述头部包括所述分组相对于信标的位置信息；以及发送该分组，其中，所述分组和所述信标在超帧中发送。根据本发明的另一个方面，用于无线通信的计算机程序产品包括利用指令编码的机器可读介质，所述指令可执行以用于生成具有头部的分组，所述头部包括所述分组相对于信标的位置信息；以及发送该分组，其中，所述分组和所述信标在超帧中发送。
根据本发明的另一个方面，提供了一种通信方法。更具体地，接收分组，并且该分组具有头部，所述头部包括该分组相对于信标的位置信息，其中，该分组和信标在超帧中发送。其后，该位置信息可以用于确定超帧中的位置。根据本发明的另一个方面，一种通信装置包括用于接收具有头部的分组的模块，所述头部包括该分组相对于信标的位置信息，其中，该分组和信标在超帧中发送；以及用于使用该位置信息来确定超帧中的位置的模块。根据本发明的另一个方面，一种用于通信的装置包括处理系统，配置成接收具有头部的分组，所述头部包括该分组相对于信标的位置信息，其中，该分组和信标在超帧中发送；以及使用该位置信息来确定超帧中的位置。根据本发明的另一个方面，一种用于无线通信的计算机程序产品，包括利用指令编码的机器可读介质，所述指令可执行以用于接收具有头部的分组，所述头部包括该分组相对于信标的位置信息，其中，该分组和信标在超帧中发送；以及使用该位置信息来确定超帧中的位置。根据本发明的另一个方面，提供了一种用于无线通信的方法。更具体地，生成分组，并且这种分组包括由分隔符分隔开的第一部分和第二部分，其中，该分隔符还用于表明所述第二部分的特性(signal a characteristic of the second portion)。其后，发送所述分组。根据本发明的另一个方面，一种通信装置包括用于生成包括由分隔符分隔开的第一部分和第二部分的分组，其中，该分隔符还用于表明该第二部分的特性；以及用于发送所述分组的模块。根据本发明的另一个方面，一种通信装置包括处理系统，配置成生成包括由分隔符分隔的第一部分和第二部分的分组，其中，该分隔符还用于表明该第二部分的特性；以及发送所述分组。根据本发明的另一个方面，一种用于通信的计算机程序产品，包括利用指令编码的机器可读介质，所述指令可执行以用于生成包括由分隔符分隔的第一部分和第二部分的分组，其中，该分隔符还用于表明该第二部分的特性；以及发送所述分组。根据本发明的另一个方面，提供了一种通信方法。更具体地，将分组的有效载荷划分为多个数据块，其中，每个数据块包括格雷(Golay)码和数据部分，并且每个数据部分在两个格雷码之间，并且在所述多个数据块的数据块之间插入信息，所述信息启用时间、信道和频率估计中的至少一个。其后，发送该分组。根据本发明的另一个方面，一种用于通信的装置，包括用于将分组的有效载荷划分为多个数据块的模块，其中，每个数据块包括格雷码和数据部分，并且每个数据部分在两个格雷码之间；用于在所述多个数据块的数据块之间插入信息的模块，所述信息启用时间、信道和频率估计中的至少一个；以及用于发送该分组的模块。根据本发明的另一个方面，一种用于无线通信的装置包括处理系统，配置成将分组的有效载荷划分为多个数据块，其中，每个数据块包括格雷码和数据部分，并且每个数据部分在两个格雷码之间；在所述多个数据块的数据块之间插入信息，所述信息启用时间、信道和频率估计中的至少一个；以及发送该分组。根据本发明的另一个方面，一种用于通信的计算机程序产品，包括利用指令编码 的机器可读介质，所述指令可执行以用于将分组的有效载荷划分为多个数据块，其中，每个数据块包括格雷码和数据部分，并且每个数据部分在两个格雷码之间；在所述多个数据块的数据块之间插入信息，所述信息启用时间、信道和频率估计中的至少一个；以及发送该分组。虽然本申请中描述了特定的方面，但是这些方面的很多变形和置换也落入本发明的范围之内。虽然提到了优选方面的一些好处和优点，但是本发明的范围并不意在限定为特定的好处、使用或目的。而是，本发明的方面意在广泛地适用于不同的无线技术、系统配置、网络和传输协议，其中的一些以示例的形式在附图和接下来的具体实施方式
中示出。
具体实施方式
和附图仅仅是本发明的示例而不是限制由所附权利要求和其等同物所定义的本发明的范围。
参照下面的附图来理解根据本发明的方面。图I是依照本发明的方面配置的无线网络的图。图2是依照本发明的方面配置的在图I的无线网络中使用的超帧定时的图；图3是依照本发明的方面配置的在图I的无线网络中使用的超帧结构的图。；图4是依照本发明的方面配置的在图3的超帧结构中使用的帧/分组结构的图；图5是依照本发明的方面的支持用于多个头部速率的信令的改进的帧/分组结构的图；图6是可以依照本发明的方面使用的多个起始帧分隔符的图；图7是依照本发明的方面支持用于超帧定时检测的信令的改进的帧/分组结构的图；图8是示出了依照本发明的方面的用于确定超帧定时信息的过程的流程图；图9是依照本发明的方面的支持改进的载波估计的改进的帧/分组结构的图；图10是依照本发明的方面的可以使用的具有减少的谱线的多个数据块的图；图11是依照本发明的方面配置的加扰器的电路图；图12是依照本发明的方面的针对较长数据块配置的改进的帧/分组结构的图13是依照本发明的方面配置的格雷电路的电路图；图14是依照本发明的方面配置的起始帧分隔符生成器装置的方框图；图15是依照本发明的方面配置的时间戳生成器装置的方框图；图16是依照本发明的方面配置的信道估计序列生成器装置的方框图。根据一般的实践，为了清楚起见，可以简化附图中示出的各个特征。因此，附图可能未描述出给定装置(例如，设备)或方法的全部组件。另外，相同的附图标记在整个说明书和附图中用于表示相同的特征
具体实施例方式下面描述本发明的各个方面。应当明白的是，本申请中的教导可以以很多不同的形式来实现，本申请中所公开的任何具体的结构、功能或这二者都仅仅是代表性的。根据本 申请中的教导，本领域的技术人员应该了解，本发明中所公开的一个方面可以独立于任何其它方面实现，并且两个或更多个这样的方面可以通过多种方法进行组合。举例而言，可以使用本申请中所提出的任何数量个方面来实现一种装置或实施一种方法。另外，可以使用其他的结构、功能体、或除了本发明中所提出的一个或多个方面之外的结构和功能体、或不同于本发明中所提出的一个或多个方面的结构和功能体来实现这种装置或实施这种方法。在下面的描述中，为便于解释，给出了大量具体细节，以便提供对本发明的透彻理解。然而，应当理解的是，本申请中所示出和描述的特定方面并不是意在将本发明限定在任何特定的形式，而是，本发明用于覆盖落入如由权利要求所定义的本发明的范围内的所有修改、等同物和替代物。现在参照图I给出无线网络100的若干方面，该无线网络是以与IEEE802. 15. 3c个域网(PAN)标准兼容的方式组成的，并且在本申请中被称为微微网。网络100是允许诸如多个数据设备(DEV) 120之类的多个独立数据设备相互通信的无线自组织数据通信系统。具有与网络100类似的功能的网络还称为基本服务集(BSS)，或者如果该通信是在一对设备之间的则称为独立基本服务(IBSS)。多个DEV 120中的每个DEV是实现对网络100的无线介质的MAC和PHY接口的设备。具有与多个DEV 120中的设备类似的功能的设备可以称为接入终端、用户终端、移动站、用户站、电台、无线设备、终端、节点或一些其它适当的术语。贯穿本申请描述的各个概念意在应用于所有适当的无线节点，而不管它们的具体名称。在IEEE 802. 15. 3c下，一个DEV将承担微微网的协调器的角色。该进行协调的DEV被称为微微网协调器(PNC)，并且在图I中被示为PNC 110。因此，该PNC包括与多个其它设备相同的设备功能，但是提供对网络的协调。举例而言，PNC 110提供诸如利用信标为网络100进行基本定时，以及对任何服务质量(QoS)需求的管理、节电模式和网络接入控制之类的服务。其它系统中具有与针对PNC 110所描述的类似功能的设备可以称为接入点、基站、基本收发机、站、终端、节点、充当接入点的接入终端，或一些其它适当的术语。PNC 110使用称为超帧的结构来协调网络100中各个设备之间的通信。每个超帧通过信标周期基于时间来分界。PNC 110还可以耦合到系统控制器130以便于其它网络或其它PNC通信。图2示出了用于在网络100中进行微微网定时的超帧200。一般而言，超帧是包括信标周期、信道时间分配周期，以及可选地，竞争接入周期的基本时间划分结构。超帧的长度也称为信标间隔(BI)。在超帧200中，信标周期(BP) 210是在PNC例如PNC 110发送信标帧期间提供的，如本申请中将进一步描述的。竞争接入周期(CAP) 220用于在PNC 110和网络100中的多个DEV 120中的一个DEV之间，或在网络100中的多个DEV 120的任意DEV之间传送命令和数据。针对CAP 200的接入方法可以基于时隙阿罗哈(slotted aloha)或具有冲突避免的载波侦听多路访问(CSMA/CA)协议。PNC 110可能不在每个超帧中都包括CAP 220。基于时分多址(TDMA)协议的信道时间分配周期(CTAP)220由PNC100提供以为多个DEV 120分配使用网络100中的信道的时间。具体而言，将CTAP划分成一个或多个时间周期，称为信道时间分配(CTA)，由PNCllO将其分配给设备对，每个CTA—对设备。因此，针对CTA的访问机制是基于TDMA的。如从数据观点所观察的，图3示出了网络100所利用的超帧结构300。该超帧结构300以信标周期302开始，在该信标周期中，微微网控制器例如PNC 110广播各种控制参数， 包括信标帧号310和超帧持续时间312。这一信息是通过一个或多个信标分组(未示出)发送的。一系列数据分组360的传输跟随在信标周期302之后。这些数据分组可以是由PNC110或作为微微网成员的不同设备发送的。诸如信标周期302之类的每个信标周期，或诸如数据分组360之类的任何数据分组之后通常跟随着保护时间(GT) 330。在信标周期302期间，该信标周期302位于每个超帧的开始(即，时间O)处，可以由PNC 110发送一个或多个信标分组以设置超帧持续时间、CAP结束时间、时间分配，以及为微微网传送管理信息。当由PNC发送多于一个的信标分组时，可以在时间O处发送信标分组号1，而剩下的信标分组包含关于自该超帧的开始处起的时间偏移的信息。由于信标分组对于网络100中的所有设备的正常运行有用，所以可以使用公共模式信号来发送任何在信标周期302期间要发送的信标分组，以使得其可以被所有设备理解。此外，一旦设备使其自身与网络同步则其可以进行发送。因此，多个DEV 120中的所有设备可以通过检测信标以及对超帧的开始进行定位来尝试确定现有的网络是否存在。图4是可以用于单载波、OFDM或公共模式帧的帧结构400的示例。如本申请中所用的，术语“帧”也可以称作“分组”，并且这两个术语应该视为意思相同。帧结构400包括前导码402、头部440和分组有效载荷480。公共模式针对所有三个字段(即，针对前导码402、头部440和分组有效载荷480)都使用格雷码。公共模式信号使用具有芯片级n/2-BPSK调制的格雷扩频码来对其中的数据进行扩频。头部440，其遵守物理层汇聚协议(PLCP)的头部，以及分组有效载荷480，其是物理层服务数据单元(PSDU)，头部440和分组有效载荷480包括利用长度为64的格雷码对进行扩频的符号。可以依照帧结构400的各个方面调整各个帧参数，包括，举例而言，而不是限制性的，格雷码重复的次数以及格雷码长度。在一个方面，可以从长度为128或长度为256的格雷码中选择在前导码中使用的格雷码。用于数据扩频的格雷码可以包括长度为64或长度为128的格雷码。返回参照图4，前导码402包括分组同步序列字段410、起始帧分隔符(SFD)字段420和信道估计序列(CES)字段430。当使用较高数据速率时，可以缩短前导码402。举例而言，可以将针对公共模式的默认的前导码长度设置为36格雷码，其与在50Mbps等级上的数据速率相关联。对于在I. 5Gbps等级中的数据速率，可以将前导码402缩短为16格雷码，而对于大约3Gbps的数据速率，可以将前导码402进一步缩短为8格雷码。还可以根据来自设备的隐式或显式请求将前导码402切换到更短的前导码。无线网络100中的每个设备一旦启动就通过锁定到信标周期302来搜索超帧起始时间。由于将相同的格雷码用于对信标分组和数据分组的前导码进行扩频，可以通过对头部440解码来确定所接收的每段是信标分组还是数据分组。但是，这对于低功率设备会是一个问题，尤其是当采用长的超帧(例如，65ms长)时，因为该设备在找到信标周期之前，可能会尝试对每个分组进行解码长达20ms。此外，一些数据分组可以对头部440采用与信标302相同的扩频和保护，因此会通过CRC。分组同步序列字段410是由如由图4中的码412-1到412_n所表示的长度为128的互补格雷码(a\28，b\28)中的一个进行扩频的I的重复，。SFD字段420包括诸如{-1}之类的由长度为128的互补格雷码(a\28，b\28)中的一个进行扩频的特定码，如由图4中由码422所表不的。可以使用如由码432和436所表不的一对长度为256的互补格雷码Ca1256, Id1256)来对CES字段430扩频，并且还可以包括至少一个循环前缀，如由434-1和438-1所表示的，例如或b^，Bicp或bi是长度为128的格雷码，其中CP是循环前缀或后缀。用于码432 和436中的每一个码的循环后缀，例如，分别由434-2和438-2所表示的或分别是长度为128的格雷码。在一个方面,头部440采用大约里德所罗门(RS)编码的一半的速率,而分组有效载荷480采用RS编码的O. 937的速率，(RS 255，239)。头部440和分组有效载荷480可以是二进制或复数值，而扩频使用长度为64的互补格雷码a:和/或b、。优选地，头部440应该以比分组有效载荷480更健壮的方式来发送，以使由头部错误率造成的分组错误率最小化。举例而言，可以给头部440提供比分组有效载荷480中的数据部分高4dB到6dB的编码增益。也可以响应于数据速率中的变化来调整头部速率。举例而言，对于达到I. 5Gbps的数据速率范围，头部速率可以是400Mbps。对于3Gbps的数据速率，头部速率可以是800Mbps，而对于达到6Gbps的数据速率范围，头部速率可以设置在I. 5Gbps。头部速率的恒定比例可以维持在数据速率范围内。因此，随着数据速率从一个范围变化到另一个范围，可以调整头部速率以维持头部速率对数据速率范围的恒定比率。将头部速率的变化向网络100中的多个DEV 120中的每个设备传送是重要的。但是，由所有模式(即，单载波、OFDM和公共模式)所使用的图4中的当前的帧结构400不包括做这些的能力。图5示出了依照本发明的方面支持用于多个头部速率和多PHY模式的信令的改进的中贞结构500。在这一方面,可以有多达4种不同的头部传输速率,这些传输速率中的每一种对应于特定的数据传输速率或数据传输速率范围。其它的方面可以提供不同数量的头部和数据传输速率。帧结构500包括前导码502、头部540和分组有效载荷580。头部540和分组有效载荷580部分以与头部440和分组有效载荷480相似的方式来配置。前导码503包括分组同步序列字段510、起始帧分隔符(SFD)码块520和信道估计序列字段530。在图5中所示出的方面，SFD码块520包括三个码SFD 1522、SFD 2524和SFD3526。进一步参照图6，在一个方面，可以将默认头部传输速率设置为与SFD码块620a相对应，由[-1 +1 +1]表不，其中，正负号对应于所发送的格雷码的正负号。对于第一头部速率(例如，400Mbps)，SFD码块520是SFD码块620b，由[-1 +1 -I]表示。对于800Mbps的头部速率，SFD码块520是SFD码块620c，由[-1 -I +1]表示，而对于I. 5Gbps的头部速率，SFD码块520是SFD码块620d，由[-1 -I -I]表示。在另一个方面，可以使用互补格雷码来构造一组不同的SFD码块，如由图6中的多个SFD码块620e到620h所指示的。除了只提供头部传输速率之外，SFD图案还可以用于提供其它信息，包括在单载波和OFDM分组之间进行区分或在信标分组和数据分组之间进行区分。此外，SFD可以用于指示用于波束成形的特定类型的分组。举例而言，可以将图6中的SFD图案620a分配给信标分组；将SFD图案620b、620c和620d分配给单载波数据分组以分别在400Mbps、800Mbps和I. 5Gbps的头部速率之间进行区分；可以将SFD图案620e、620f和620g分配给OFDM数据分组以分别在900Mbps、I. 5Gbps和3Gbps的速率之间进行区分；以及可以将SFD图案620h分配给波束成形训练分组。多个DEV 120中在执行前导码检测的任何设备可以搜索这些SFD图案。因此，一般而言，SFD码块520可以包括指示下面各项中的至少一项的多个符号分组的头部和数据中的至少一个的传输速率；分组的传输模式；信标分组；非信标分组；分组的头部的调制和编码方案；分组的持续时间；或所分配的介质用于传输的持续时间(即，网络分配向量)的持续时间。在本发明的方面，可以利用叠加码对分组同步序列字段510中的码a进行加扰，使得每个码a乘以{+1}或{-I}。这样做可以减少谱线，否则这些谱线将导致分组同步序列字段510中的码重复。此外，可以用互补码b对SFD码块520编码，如之前在图5和 图6中示出并讨论的。因此，可以在SFD码块520中采用a和b的各种组合。在本发明的一个方面，在支持单载波和OFDM模式两者的设备可能使用了相同的前导码的情况下，SFD码块520可以使用分配给单载波和OFDM模式的不同的SFD图案组以便于接收设备在单载波和OFDM分组之间进行区分。此外，可以使用第一方案对SFD码块520编码，而可以使用不同于第一方案的第二方案对分组的其它部分进行编码。举例而言，第一方案可以包括单载波通信方案，而第二方案可以包括OFDM通信方案。可以在没有头部的情况下发送一些分组(例如，可用在没有头部和有效载荷的情况下发送一些波束成形分组)，在这种情况下，则可用将SFD码块520配置为识别这些分组，以便接收设备能够知道这些分组不包含定时信息。图7示出了支持时间戳和超帧定时信息通信的改进的帧结构700。在一个方面，帧结构700包括前导码702、头部740和分组有效载荷780。前导码702和分组有效载荷780部分以与图4的帧结构400的前导码402和分组有效载荷480类似的形式来配置。帧结构700还在头部740中包括时间戳742，其提供了进行发送的超帧的定时信息的改进的通信。该时间戳742可以配置为包括信息，一旦任何设备接收到时间戳742并将其解码，则该信息允许该设备确定在下面的列表中的下面的信息中的一条或多条，列表中的信息示例性地而不是作为限制地示出为超帧中的所发送的帧的位置信息、超帧长度、超帧的开始、超帧的结束、信标的位置和CAP的位置。该信息列表在本申请中共同地称为超帧定时信息。因此，当多个DEV 120中的设备想要定位超帧定时信息时，它可以捕获任何帧，并且一旦将该帧中的时间戳解码，其将能够确定超帧定时信息。因此，时间戳742可以辅助设备定位信标周期，优选地，时间戳742将被安置为头部字段740中的第一个字段，因此，该设备可以避免不得不对整个头部进行解码，而是仅对它需要用于确定其所需的超帧定时信息的头部740的那一部分进行解码即可。在本发明的方面，如果需要可以压缩时间戳742以减少开销。举例而言，可用使用8比特时间戳，根据该8比特时间戳可以计算出信标的位置，但是具有较小的分辨率。
一旦设备定位了信标，它可以进入睡眠模式以节省功率，并仅在信标周期之前醒来以检测例如头部速率。因此，当多个DEV 120中的设备需要确定头部速率时，其可以通过在信标周期之前的足够时间处为上电安排时间(timing the power-up)或唤醒来获取信
肩、O图8示出了在本发明的一个方面中，可以由多个DEV 120中的设备执行以获得超帧定时信息的超帧定时信息获取过程800。在步骤802，DEV将初始化并准备执行与网络100的无线通信。在步骤804，该DEV将尝试检测信标帧或数据帧的前导码。假设检测成功，在步骤806，DEV将对头部或至少头部的时间戳部分进行解码。然后，在步骤808，DEV可以根据解码后的时间戳确定超巾贞定时信息。一旦DEV已经确定了超帧定时信息，其将具有在步骤810中使用该信息的选择。在本发明的一个方面，如本申请中之前所讨论的，DEV可以决定在进入低功率或休眠模式直到下一个信标周期再获取关于PNC 100正在发送的超帧的完整信息。举例而言，该DEV可以 使其自身休眠确定的时段，例如足够当前的超帧结束的一段时间。举另一个例子，该DEV可以进入睡眠模式超过一个信标周期，并且周期性地醒来以获取超帧定时信息。虽然对于诸如DEV之类的设备运行在指导原则之内可能存在某些要求，以使得不丢失多于预订数量的信标而丢失同步，但是，该场景中的DEV还是能够维持定时同步，因为其使用了时间戳。在另一方面，如果DEV检测到时间戳，并发现超帧处于CAP阶段，则该DEV可以尝试加入网络100，而无需等到信标和CAP阶段。在另一方面，DEV可以检测网络100中的特定信道是否忙而无需等待检测信标。在这个方面，一旦DEV检测到时间戳，其将假定该信道忙并移动到下一信道。如上文已经讨论的，时间戳有助于信标和超帧定时检测，因为DEV不需要对每个分组解码以确定特定分组是否是信标分组。DEV最多只需要成功解码一个时间戳。因此，DEV不需要解码整个头部和可能的数据来确定该分组是不是信标分组。时间戳还可以由多个DEV 120用于改进信号的捕获和加入网络。举例而言，假定DEV 120-2距离PNC 110足够远，而不能很好检测由PNC所发送的信标。但是，还假定DEV120-1距离PNC 110更近，但是距离DEV 120-2也很近，并且可以可靠地检测来自PNC 110的信标。由于所有设备都将在它们的传输中包含时间戳信息，并且DEV 120-2能够监听到来自DEV 120-1的传输，该DEV 120-2将更清楚地了解信标位置，并且能够改变其操作以提高它接收到信标的机会。举例而言，DEV 120-2可以在期望来自PNC 110的信标传输的时间期间，降低其前导码检测门限，该门限是信噪比(SNR)或信号噪声/干扰比(SNIR)的函数，因为更确定检测不会是假阳性的。在本发明的一些方面，用于运行在相同频带中的不同微微网的前导码可以采用提供时间和/或频率正交的覆盖序列。在一个方面，第一微微网控制器PNCl使用长度128的第一格雷码al281，第二微微网控制器PNC2使用al282，第三微微网控制器PNC3使用1283。该前导码由每个格雷码重复8次乘以正交覆盖码来形成，如下列情况中所示出的PNCl 发送！+a1 +a1 +a1 +a1 +a1 +a1 +a1 +a1 (覆盖码[I I I I])PNC2 发送+a2 -a2 +a2 -a2 +a2 -a2 +a2 -a2 (覆盖码[I -I I -I])PNC3 发送+a3 +a3 -a3 -a3 +a3 +a3 -a3 -a3 (覆盖码[I I -I -I])因此,虽然系统是异步的，但是在任何时移处还是存在正交性。
在这种情况中，只有这三个二进制码周期性地正交。举例而言，周期性正交表示如果第一覆盖码重复，例如1-11-11-11-11-1...,并且其匹配滤波到第二正交覆盖码，则结果是除了在重复码的开始和结尾边缘处，其它地方都是O。在本发明的一些方面，可以提供非二进制覆盖码。例如，下面示出了长度为4的复数覆盖码coverl=ifft ([I O O 0]) = [1 111]cover2=ifft ([O I O 0]) = [1 j -I -j]cover3=ifft ([O O I 0]) = [1 —I I —I] cover4=ifft ([O O O I]) = [I -j -I j]这些覆盖码可以用于与多个Golay码(例如，a1)相乘，如[a1· cover I (I)a1, cover I (2) a1, cover I (3) a1, cover I (4)]。这一序列的快速傅里叶变换(FFT)对于每第四个子载波而言都是非零的。如果a1长度是128，FFT长度是512 (编号为0:511)，则coverl产生非零子载波0，4，8···。使用C0Ver2，只有子载波1，5，9，..·是非零的。Cover3产生非零子载波2，6，10，· · ·，而cover4产生子载波3，7，11，...。在信标周期期间，首先发送具有几乎全向天线图案(准全向信标)的信标。定向信标(即，利用在一些方向上的一些天线增益发送的信标)可以在信标周期期间或在两个设备之间的CTAP中发送。在本发明的一个实施例中，使格雷码长度和重复的次数的组合适合于不同的天线增益。举例而言，对于0-3dB的天线增益，使用具有默认前导码的公共模式来发送信标，该默认前导码包括长度为128的格雷码的32次重复。对于3-6dB的天线增益，信标采用相同格雷码的16次重复的缩短的前导码。对于6-9dB的天线增益，信标使用该Golay码的8次重复的缩短的前导码。对于9dB及以上的天线增益，信标采用该格雷码的4次重复的缩短的前导码。此外，在一些实施例中，头部和/或数据扩频因子可以相对于天线增益而缩放。图9示出了依照本发明的方面的帧结构900。在一个方面，帧结构900包括前导码902、头部940和分组有效载荷980。前导码902和分组有效载荷980部分以与图4的帧结构400的前导码902和分组有效载荷480类似的形式配置。将该帧的数据部分划分为多个块950-1到950-n，并且进一步将每一个块950-1到950_n划分为子块，例如子块952-1到952-n，其中，该帧的数据部分可以包括头部940和包括分组有效载荷980。在每个子块952-1到952-n之前有长度为L的已知的格雷序列，例如已知的格雷序列954-1到954_n，该序列应该典型地长于多径延迟扩频。此外，最后的数据部分956-n之后跟着已知的格雷序列954-[n+l]。在一个方面，特定数据块中的所有已知的格雷序列是相同的。如果使用频域均衡器，则该已知的格雷序列充当循环前缀。此外，其可以用于定时、频率和信道跟踪。每个数据块950-1到950-n之后跟着导频信道估计序列(PCES)960，该序列具有互补的一组格雷码964-1和968-1，格雷码964-1和968-1中的每个分别具有CP 962-1和966-2。如果需要，PCES 960可以用于再次获取信道，并且可以改变针对PCES 960的重复周期以降低开销。例如，该PCES周期可以编码到头部940中。为了使已知的格雷序列954-1到954-n在频域均衡器中(或在其它均衡器类型中)用作CP，需要使用相同的L长度的格雷序列(aL)。但是，对已知的格雷序列的重复会引入谱线。为了减少谱线，每个数据块使用不同的已知的格雷序列，如在图10中所示出的。举例而言，可以里用一对格雷码(aL, bL),其中aL和bL表不一对长度为L或由其自身的短循环前缀所保护的较短长度K〈L的互补格雷序列。举例而言,对于L=20，可以使用长度为16的格雷码，其中，在开始处最后4个采样被重复。每个数据块可以使用aL、-aL、bL或_bL。如图11中所不出的扰频器1100可以用于选择格雷码aL、-aL、bL和_bL。在一个方面,扰频器1100可以实现为反馈移位寄存器。扰频器1100可以用于选择针对每个数据块的格雷码。在本发明的另一个实施例中，可以采用较长的数据块，并且可以采用图12中所示出的帧结构1200。在这个例子中，每个数据块针对数据块的一个部分采用4个格雷码选项aL、-aL、bL和_bL中的一个，并且针对每个部分改变码。举例而言，数据块1202的不同块部分1250-1到1250-5使用不同的格雷码(例如，用于块部分11250-1的格雷码1254-1-1对用于块部分21250-2的格雷码1254-1-2)。
在均衡之前和之后都可以使用已知序列。举例而言,用于在均衡之前和之后使用已知序列来定时、频率和信道跟踪的技术是本领域公知的。但是，本发明的方面可以提供对已知格雷序列的进一步使用。均衡之后，对所发送的已知的格雷序列进行噪声估计。通过将估计的噪声版本与格雷序列的初始干净版本相关，可以估计剩余多径并且可以利用非常简单简短的均衡器使用该剩余多径(例如，两抽头均衡器)来进行时域均衡。图13是在本发明的一些方面可以用作格雷码生成器或匹配滤波器的格雷码电路1300的框图。格雷码电路1300包括一系列延迟单元1302-1到1302-M、一系列可以改变的种子(seed)向量插入单兀1330-1到1330-M、配置用于将延迟后的信号和与种子向量相乘的信号进行组合的第一组组合器1310-1到1310-M和第二组组合器1320-1到1320-M。在本发明的一个方面，下面的三组序列可以用于针对空间和频率重用的前导码，以使得操作在相同频带中的微微网之间的干扰最小化。
权利要求
1.一种用于无线通信的方法，包括 生成包括由分隔符分隔开的第一部分和第二部分的分组，其中，所述分隔符还用于表明所述第二部分的特性；以及 发送所述分组。
2.如权利要求I所述的方法，其中，所述生成包括使用第一方案对所述分隔符进行编码，以及使用不同于所述第一方案的第二方案对所述第二部分进行编码。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述第一方案包括单载波通信方案，所述第二方案包括正交频分复用(OFDM)通信方案。
4.如权利要求I所述的方法，其中，所述分隔符包括多个符号，所述多个符号指示如下项中的至少一项 所述分组的头部和数据中的至少一个的传输速率；所述分组的传输模式；信标分组；非信标分组；所述分组的头部的调制和编码方案；所述分组的持续时间；或所分配的介质用于传输的持续时间。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述分配的介质用于传输的所述持续时间包括网络分配向量。
6.如权利要求I所述的方法，其中，所述特性指示所述分组是否在单载波和OFDM载波模式中的一个中进行发送。
7.如权利要求I所述的方法，其中，所述特性包括对分配用于多个分组的交换的介质的持续时间的指示。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述多个分组包括所述分组。
9.如权利要求6所述的方法，其中，所述分组包括用于所述单载波和所述OFDM模式两者的前导码。
10.如权利要求I所述的方法，其中，所述分隔符基于至少一个格雷码。
11.如权利要求I所述的方法，其中，所述分隔符用于信道估计。
12.一种通信装置，包括 用于生成包括由分隔符分隔开的第一部分和第二部分的分组的模块，其中，所述分隔符还用于表明所述第二部分的特性；以及 用于发送所述分组的模块。
13.如权利要求12所述的通信装置，其中，用于生成的模块包括 用于使用第一方案对所述分隔符进行编码的模块以及用于使用不同于所述第一方案的第二方案对所述第二部分进行编码的模块。
14.如权利要求13所述的通信装置，其中，所述第一方案包括单载波通信方案，所述第二方案包括正交频分复用(OFDM)通信方案。
15.如权利要求12所述的通信装置，其中，所述分隔符包括多个符号，所述多个符号指示如下项中的至少一项 所述分组的头部和数据中的至少一个的传输速率；所述分组的传输模式；信标分组；非信标分组；所述分组的头部的调制和编码方案；所述分组的持续时间；或所分配的介质用于传输的持续时间。
16.如权利要求15所述的通信装置，其中，所分配的介质用于传输的所述持续时间包括网络分配向量。
17.如权利要求12所述的通信装置，其中，所述特性指示所述分组是否在单载波和OFDM载波模式中的一个中发送。
18.如权利要求12所述的通信装置，其中，所述特性包括对分配用于多个分组的交换的介质的持续时间的指示。
19.如权利要求18所述的通信装置，其中，所述多个分组包括所述分组。
20.如权利要求16所述的通信装置，其中，所述分组包括用于所述单载波和所述OFDM模式两者的前导码。
21.如权利要求12所述的通信装置，其中，所述分隔符基于至少一个格雷码。
22.如权利要求12所述的通信装置，其中，所述分隔符用于信道估计。
23.一种通信装置，包括 处理系统，配置成 生成包括由分隔符分隔开的第一部分和第二部分的分组，其中， 所述分隔符还用于表明所述第二部分的特性；以及 发送所述分组。
24.如权利要求23所述的通信装置，其中，所述处理系统还配置成使用第一方案对所述分隔符进行编码，以及使用不同于所述第一方案的第二方案对所述第二部分进行编码。
25.如权利要求24所述的通信装置，其中，所述第一方案包括单载波通信方案，所述第二方案包括正交频分复用(OFDM)通信方案。
26.如权利要求23所述的通信装置，其中，所述分隔符包括多个符号，所述多个符号指示所述分组的头部和数据中的至少一个的传输速率；所述分组的传输模式；信标分组；非信标分组；所述分组的头部的调制和编码方案；所述分组的持续时间；或所分配的用于传输的介质的持续时间。
27.如权利要求26所述的通信装置，其中，所分配的介质用于传输的所述持续时间包括网络分配向量。
28.如权利要求23所述的通信装置，其中，所述特性指示所述分组是否在单载波和OFDM载波模式中的一个中发送。
29.如权利要求12所述的通信装置，其中，所述特性包括对分配用于多个分组的交换的介质的持续时间的指示。
30.如权利要求18所述的通信装置，其中，所述多个分组包括所述分组。
31.如权利要求27所述的通信装置，其中，所述分组包括用于所述单载波和所述OFDM模式两者的前导码。
32.如权利要求23所述的通信装置，其中，所述分隔符基于至少一个格雷码。
33.如权利要求23所述的通信装置，其中，所述分隔符用于信道估计。
34.一种用于通信的计算机程序产品，包括 利用指令进行编码的机器可读介质，所述指令可执行以用于 生成包括由分隔符分隔开的第一部分和第二部分的分组，其中， 所述分隔符还用于表明所述第二部分的特性；以及 发送所述分组。
35.一种无线设备，包括 天线； 分组生成器，配置成生成包括由分隔符分隔开的第一部分和第二部分的分组，其中，所述分隔符还用于表明所述第二部分的特性；以及发射机，配置成通过所述天线发送所述分组。
全文摘要
无线网络使用改进的帧结构以增加定时捕获能力，以及减少谱线。在一个方面，帧分组可以用于传送不同的操作模式，所述分组是在这些操作模式下创建的。
文档编号H04W84/12GK102812774SQ201080065753
公开日2012年12月5日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年2月10日
发明者M·H·塔加维纳斯拉巴蒂, H·桑帕斯, A·贾殷, I·拉基斯 申请人:高通股份有限公司