专利名称：装置以及用于操作通信设备的方法
技术领域：
本发明总的涉及通信系统，更具体地，涉及这样的通信系统中的长距离和低速率无线通信的实现。
背景技术：
众所周知，通信系统支持无线和/或有线链路通信设备间的无线和有线链路通信。这样的通信系统在接入到因特网的国内和/或国际蜂窝电话系统到点对点家用无线网络的范围内变动。每个类型的通信系统遵循一个或多个通信标准进行构造和操作。例如，无线通信系统可遵循一个或多个标准进行操作，所述标准包括但不限于，IEEE802. llx、蓝牙、高级移动电话服务(AMPS)、数字AMPS、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、区域多点分配系统(LMDS)、多路多点分配系统(MMDS)、和/或其变形。·根据无线通信系统的类型，无线通信设备，例如，蜂窝电话、双向无线电、个人数字助理(PDA)、个人计算机(PC)、笔记本电脑、家庭娱乐设备等以直接的或间接的方式与其它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)而言，参与通信的无线通信设备调整它们的接收器和发射器到相同的一个或多个信道(例如，无线通信系统的多个射频(RF)载波中的一个)，并在这些信道上进行通信。对于间接的无线通信，每个无线通信设备通过指定的信道与相关的基站(例如，蜂窝服务)和或相关接入点(例如，家用或建筑物内的无线网络)进行直接通信。为了实现无线通信设备间的通信连接，所述相关基站和/或相关接入点可通过系统控制器、公共交换电话网络、因特网、和/或其它广域网进行相互间的直接通信。参与无线通信的每个无线通信设备包括内置无线电收发器(即，接收器和发射器)，或与相关联的无线电收发器耦合(例如，家用和/或建筑物内的无线通信网络的站点、RF调制解调器等)。众所周知，接收器连接到天线，且包括低噪声放大器、一个或多个中频级、滤波级、和数据恢复级。低噪声放大器通过天线接收入站RF信号，并将其放大。一个或多个中频级将放大的RF信号与一个或多个本地振荡混合，以转换放大的RF信号为基带信号或中频(IF)信号。滤波级对基带信号或IF信号进行滤波以使不需要的出带信号衰减，从而产生滤波的信号。数据恢复级根据特定的无线通信标准从滤波的信号中恢复原始数据。还众所周知的是，发射器包括数据调制级、一个或多个中频级、和功率放大器。数据调制级根据特定的无线通信标准转换原始数据为基带信号。一个或多个中频级将基带信号与一个或多个本地振荡混合以产生RF信号。在通过天线传输之前，功率放大器放大RF信号。通常，发射器包括一个用于发射RF信号的天线，发射的RF信号由接收器的单个或多个天线接收。当接收器包括两个或两个以上的天线时，接收器选择这些天线中的一个来接收传入的RF信号。以这种方式，即使接收器包括被用作分集天线的多个天线，发射器和接收器间的无线通信也是单输出单输入(SISO)通信(即，选择多个天线中的一个来接收传入的RF信号)。对于SISO无线通信，收发器包括一个发射器和一个接收器。目前，大多数遵循IEEE802. 11,802. 11a,802. Ilb或802. Ilg的无线局域网络(WLAN)采用SISO无线通f目。其它类型的无线通信包括单输入多输出(SIMO)、多输入单输出(MISO)和多输入多输出(MMO)。在SMO无线通信中，单个发射器将数据处理成发射到接收器的射频信号。接收器包括两个或两个以上的天线以及两个或两个以上的接收器路径。每个天线接收RF信号，并将它们提供到对应的接收器路径(例如，LNA、向下转换模块、滤波器和ADC)。每个接收器路径处理接收的RF信号以产生数字信号，将这些数字信号结合并处理，可重新获得发射的数据。在多输入单输出(MISO)无线通信中，发射器包括两个或多个发射路径(例如，数模转换器、滤波器、向上变换模块和功率放大器)，每个路径将基带信号的相应部分转换成RF信号，RF信号通过相应的天线发射到接收器。接收器包括从发射器接收多个RF信号的单个接收路径。在这种情况下，接收器利用波束成型技术将多个RF信号合并成一个信号以·进行处理。在多输入多输出(MMO)无线通信中，发射器和接收器都包括多个路径。在这样的通信中，发射器利用空间时间编码功能并行处理数据以产生两个或多个数据流。发射器包括多个用于转换每个数据流为多个RF信号的多个发射路径。接收器通过多个接收器路径接收多个RF信号，所述多个接收器路径利用空间时间编码功能重新获取数据流。重新获取的数据流被合并，且随后处理成恢复的原始数据。对于各种类型的无线通信(例如，SISO、MISO、SIMO和MM0)，利用一个或多个类型的无线通信来增加WLAN中的数据吞吐量是可取的。例如，与SISO通信相比，利用MMO通信可达到高数据速率。但是，大多数WLAN包括传统的无线通信设备(即，遵循老版本的无线通信标准的设备)。照这样，能够进行MMO无线通信的发射器还应与传统设备反向兼容，以在大多数现有的WLAN中实现其功能。因此，需要提供一种具有高数据吞吐量且与传统设备反向兼容的WLAN设备。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种装置，包括基带处理模块，用于根据第一前导信号类型或第二前导信号类型、生成包括前导信号的信号，其中所述第一前导信号类型仅对应开环单用户传输；及所述第二前导信号类型对应单用户波束成型传输或多用户传输；及至少一个天线，用以发射所述信号或至少一个与所述信号对应的额外的信号到至少一个无线通信设备；及其中所述第一前导信号类型包括至少一个短码部分、后面是至少一个长码部分、后面是信号场、后面是至少一个额外的长码部分；所述第二前导信号类型包括至少一个短码部分、后面是至少一个长码部分、后面是信号场、后面是至少一个额外的短码部分、后面是至少一个长码部分；及所述前导信号后面是数据场。优选地
所述第二前导信号类型对应多用户传输；所述第二前导信号类型包括后面有至少一个额外的信号场的至少一个长码部分；及根据第二前导信号类型，所述信号场可指示与所述至少一个额外的信号场有关的解调编码集。优选地所述至少一个天线用于发射所述信号、或与所述信号对应的所述至少一个额外的信号到多个无线通信设备；所述第二前导信号类型包括后面有至少一个额外的信号场的所述至少一个长码部分；
·
所述信号场包括具有可由基础服务集中的所有的所述多个无线通信设备进行处理或解调的相对最低的调制编码集的第一多个位；及所述第二信号场包括用于所述基础服务集中的所述多个无线通信设备中的选择的至少一个的第二多个位。根据本发明的一方面，提供一种装置，包括基带处理模块，用于根据第一前导信号类型或第二前导信号类型、生成包括前导信号的信号，其中所述第一前导信号类型仅对应开环单用户传输；及所述第二前导信号类型对应单用户波束成型传输或多用户传输；及至少一个天线，用于发射所述信号或至少一个与所述信号对应的其它信号到至少一个无线通信设备。优选地所述第一前导信号类型包括至少一个短码部分、后面是至少一个长码部分、后面是信号场、后面是至少一个其它的长码部分 '及所述前导信号后面是数据场。优选地所述第二前导信号类型对应多用户传输；及所述第二前导信号类型包括至少一个短码部分、后面是至少一个长码部分、后面是信号场、后面是至少一个其它的短码部分、后面是至少一个长码部分；及所述前导信号后面是数据场。优选地所述第二前导信号类型对应多用户传输；及所述第二前导信号类型包括至少一个短码部分、后面是至少一个长码部分、后面是第一信号场、后面是至少一个额外的短码部分、后面是至少一个额外的长码部分、后面是第二信号场；及所述前导信号后面是数据场。优选地所述至少一个天线用于发射所述信号、或与所述信号对应的所述至少一个额外的信号到多个无线通信设备；
所述第一信号场包括具有可由基础服务集中的所有的所述多个无线通信设备进行处理或解调的相对最低的调制编码集的第一多个位；及所述第二信号场包括用于所述基础服务集中的所述多个无线通信设备中的选择的至少一个的第二多个位。根据本发明的一方面，提供了一种用于操作通信设备的方法，所述方法包括根据第一前导信号类型或第二前导信号类型、生成包括前导信号的信号，其中所述第一前导信号类型仅对应开环单用户传输；及所述第二前导信号类型对应单用户波束成型传输或多用户传输；及通过所述通信设备的至少一个天线，发射所述信号或至少一个与所述信号对应的额外的信号到至少一个无线通信设备。·优选地所述第一前导信号类型包括至少一个短码部分、后面是至少一个长码部分、后面是信号场、后面是至少一个额外的长码部分 '及所述前导信号后面是数据场。
图I是无线通信系统的实施例的示意图；图2是无线通信设备的实施例的示意图；图3是射频(RF)发射器的实施例的示意图；图4是RF接收器的实施例的示意图；图5是数据的基带处理方法的实施例的示意图；图6是进一步限定图5的步骤120的方法的实施例的示意图；图7-9是对加扰数据(scrambled data)进行编码的各个实施例的示意图；图IOA和IOB是无线电发射机的各实施例的示意图；图IlA和IlB是无线电接收器的各实施例的示意图；图12是根据本发明的一个或多个各方面和/或各实施例运行的接入点(AP)和多无线局域网(WLAN)设备的实施例的示意图；图13是无线通信设备和集群器(cluster)的实施例的示意图，所述集群器可用于支持与至少一个额外无线通信设备进行通信；图14是OFDM(正交频分多路复用)的实施例的示意图；图15是使用在单用户(SU)应用的分组通信中的前导信号(preamble)的实施例的不意图；图16是使用在单用户(SU)应用的分组通信中的前导信号的另一实施例的示意图；图17是使用在多用户(MU)应用的分组通信中的前导信号的实施例的示意图；图18是不同传输类型的前导信号格式选项的选项表的实施例的示意图；图19是两个或更多个通信设备间的通信的实施例的示意图；图20、图21和图22是一个或多个无线通信设备的操作方法的实施例的示意图。
具体实施例方式图I是无线通信系统10的实施例的示意图，该系统包含多个基站和/或接入点12-16、多个无线通信设备18-32和网络硬件组件34。无线通信设备18-32可能是笔记本主机18和26、个人数字助理主机20和30、个人计算机主机24和32和/或蜂窝电话主机22和28。结合图2对这种无线通信设备的实施例的各细节的进行较详细的描述。基站(BS)或接入点(AP) 12-16通过局域网连接36、38和40与网络硬件34可操作耦合。网络硬件34可能是路由器、交换机、桥接器、调制解调器、系统控制器等，其为通信系统10提供广域网连接42。基站或接入点12-16的每个具有相关联的天线或天线阵列，以与在其区域内的无线通信设备通信。通常地，无线通信设备在特定基站或接入点12-14登记、以从通信系统10接收服务。就直接连接而言(即点对点通信)，无线通信设备通过分配信道直接通信。通常地，基站用于蜂窝电话系统(例如，高级移动电话服务(AMPS)、数字AMPS、全·球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、本地多点分配系统(LMDS)、多路多点分配系统(MMDS)、增强型数据速率GSM演进技术(EDGE)、通用分组无线业务(GPRS)、高速下行分组接A (HSDPA)、高速上行分组接入(HSUPA和/或其变形)和类似类型的系统)，而接入点用于家用无线网络或建筑物内的无线网络(例如，IEEE 802. 11、蓝牙、紫峰、其他类型的以射频为基础的网络协议和/或其变形)。不管通信系统为特定类型，每个无线通信设备包含内置无线电，并与无线电耦合。这种无线通信设备可依照本文所呈现的本发明的各个方面运行，从而增强性能、降低成本、缩小大小和/或增强宽带应用。图2是无线通信设备的实施例的示意图，该设备包含主设备18-32和相关联的无线电60。对蜂窝电话主机而言，无线电60为内置组件。对个人数字助理主机、笔记本主机和/或个人计算机主机而言，无线电60可能为内置组件或外部耦合组件。对接入点或基站而言，各组件通常设置在单个结构内。如所阐述的，主设备18-32包含处理模块50、存储器52、无线电接口 54、输入接口58和输出接口 56。处理模块50和存储器52执行通常由主设备完成的相应指令。例如，对蜂窝电话主设备而言，处理模块50依照特定的蜂窝电话标准执行相应的通信功能。无线电接口 54允许从无线电60和向无线电60发送数据。就从无线电60接收的数据而言(例如，入站数据)，无线电接口 50将数据提供给处理模块50，以进行进一步处理和/或按路线发送至输出接口 56。输出接口 56提供至输出显示设备(例如显示器、监控器、扬声器等)的连通性，以便显示接收到的数据。无线电接口 54还将来自处理模块50的数据提供给无线电60。处理模块50可通过输入接口 58从输入设备(例如键盘、按键、麦克风等)接收出站数据，或由其自身生成数据。对通过输入接口 58接收的数据而言，处理模块50可对数据执行相应的主机功能、和/或通过无线电接口 54将数据路由至无线电60。无线电60包含主机接口 62、基带处理模块64、存储器66、多个射频(RF)发射器68-72、发射/接收(T/R)模块74、多根天线82-86、多个RF接收器76-80和本地振荡模块100。基带处理模块64结合存储在存储器66中的操作指令分别执行数字接收器功能和数字发射器功能。如将结合图IlB更详细描述的，数字接收器功能包含但不限于数字中频至基带转换、解调制、集群解映射(constellation demapping)、解码、解交错、快速傅里叶变换、去除循环前缀(cyclic prefix removal)、时分解码和/或解扰。如将结合后图更详细描述的，数字发射器功能包含但不限于加扰、编码、交错、集群映射、调制、反相快速傅里叶变换、增加循环前缀、时分编码和/或数字基带至IF转换。可使用一个或多个处理设备实现基带处理模块64。这种处理设备可能是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微计算机、中央处理单元、场可编程门阵列、可编程逻辑器件、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或基于操作指令操控信号(模拟和/或数字)的任何设备。存储器66可能是单个存储器件或多个存储器件。这种存储器件可能为只读存储器、随机存取存储器、易失存储器、非易失存储器、静态存储器、动态存储器、闪存和/或存储数字信息的任何器件。应该注意的是，当处理模块64通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路执行其功能的一个或多个时，存储有相应操作指令的存储器嵌入在包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路中。在运行中，无线电60通过主机接口 62从主设备接收出站数据88。基带处理模块64接收出站数据88，并基于模式选择信号102产生一个或多个出站符号流90。模式选择信号102将表明如模式选择表中所不的特定模式,所述模式选择表在详细讨论结束时呈现。例如参考表1，模式选择信号102可能表明2. 4GHz或5GHz的频带、20或22MHz的信道·带宽(例如，20或22MHz宽度的信道)和54兆位/秒的最大比特率。在其他实施例中，信道带宽可扩展为1.28GHz或更宽，伴随着所支持的最大比特率扩展为I千兆位/秒或更大。在这一通用分类中，模式选择信号将进一步表明从I兆位/秒-54兆位/秒排列的特定速率。另外，模式选择信号将表明特定的调制类型，其包含但不限于巴克码调制、BPSK、QPSK、CCK、16QAM和/或64QAM。如表I中进一步所示，提供码率，以及提供每子载波的编码比特量(NBPSC)、每OFDM符号的编码比特量(NCBPS)、每OFDM符号的数据位元量(NDBPS)。模式选择信号还可为相应模式表明特定信道化(channelization)，就所述特定信道化而言，其在表I内的信息在表2中阐述。如所不出的,表2包含信道数量和相应的中心频率。模式选择信号还可表明功率谱密度掩码值，表I的所述功率谱密度掩码值在表3中阐述。替代性地，模式选择信号可表明表4内的速率，该表4具有5GHz频带、20MHz信道带宽和54兆位/秒的最大比特率。如果这是特定的模式选择，那么在表5中对信道化进行阐述。如表6中所示，作为另一替代，模式选择信号102可表明2. 4GHz频带、20MHz信道和192兆位/秒的最大比特率。在表6中，许多天线可用于实现较高比特率。这种情况下，模式选择将进一步表明待使用的天线的数量。表7对表6的信道化设置进行阐述。表8阐述了其他模式选项，其中频带为2. 4GHz、信道宽度为20MHz且最大比特率为192兆位/秒。如所示出的，相应的表8使用2-4根天线和空间时间编码率(spatial time encoding rate)、包含从12兆位/秒-216兆位/秒排列的各个比特率。表9对表8的信道化进行阐述。模式选择信号102还可表明如表10所示的特定操作模式，该特定操作模式对应于5GHz的频带，其具有40MHz的频带、具有40MHz信道和486兆位/秒的最大比特率。如表10中所示，比特率可使用1-4根天线和相应的空间时间码率、在13. 5兆位/秒-486兆位/秒的范围内变化。表10进一步阐述了特定的调制方案码率和NBPSC值。表11提供表10的功率谱密度掩码，而表12提供表10的信道化。当然注意到的是，在不背离本发明的范围和精神的情况下，在其他实施例中可采用其他类型的具有不同带宽的信道。例如，依照IEEE工作组ac (TGac VHTL6)可替代性地采用各种其他信道，例如，具有80MHz、120MHz和/或160MHz带宽的那些信道。
如结合5-9所进一步描述的,基带处理模块64基于模式选择信号102由输出数据88产生一个或多个出站符号流90。例如，如果模式选择信号102表明单个发射天线用于已选定的特定模式，基带处理模块64将产生单个出站符号流90。替代性地，如果模式选择信号表明2根、3根或4根天线，基带处理模块64将由输出数据88产生与天线数量相对应的
2、3或4个出站符号流90。根据基带模块64产生的出站流90的数量，将使能相应数量的RF发射器68_72，以将出站符号流90转换为出站RF信号92。将结合图3进一步描述RF发射器68-72的实施方式。发射/接收模块74接收出站RF信号92，并向相应天线82-86提供各个出站RF信号。当无线电60为接收模式时，发射/接收模块74通过天线82-86接收一个或多个入站RF信号。T/R模块74为一个或多个RF接收器76-80提供入站RF信号94。将结合图4更详细描述的RF接收器76-80将入站RF信号94转换为相应数量的入站符号流96。入·站符号流96的数量对应于接收数据的特定模式(二次呼叫该模式为表1-12中所述的各模式的任何一个)。基带处理模块64接收入站符号流90并将其转换为入站数据98，通过主机接口 62将所述入站数据提供给主设备18-32。在无线电60的一个实施例中，无线电包含发射器和接收器。发射器可包含MAC模块、PLCP模块和PMD模块。可结合处理模块64实现的媒介存取控制(MAC)模块可操作性耦合，从而依照WLAN协议将MAC服务数据单元(MSDU)转换为MAC协议数据单元(MPDU)。可在处理模块64中实现的物理层会聚程序(PLCP)模块可操作性耦合，从而依照WLAN协议将MPDU转换为PLCP协议数据单元(ProU)。物理媒介相关(PMD)模块可操作性耦合，从而依照WLAN协议的多个操作模式的其中一个将PPDU转换为多个射频(RF)信号；其中多个操作模式包含多输入和多输出组合。将结合图IOA和IOB更详细描述的物理媒介相关(PMD)模块的实施例，包含防错模块(error protection module)、解多路复用模块和多个直接转换模块。可在处理模块64中实现的防错模块可操作性耦合，从而重组PPDU (PLCP (物理层会聚协议)协议数据单元)以减少产生防错数据的传输错误。解多路复用模块可操作性耦合，从而将防错数据分成多个防错数据流。多个直接转换模块可操作性连接，从而将多个防错数据流转换为多个射频(RF)信号。本领域的其中一个普通技术人员将理解的是，可使用一个或多个集成电路实现图2的无线通信设备。例如，可在一个集成电路上实现主设备，在第二集成电路上实现基带处理模块64和存储器66，在第三集成电路上实现无线电60除去天线82-86的剩余组件。作为一天线示例，可在单个集成电路上实现无线电60。作为另一示例，主设备的处理模块50和基带处理模块64可能是在单个集成电路上实现的共用处理设备。进一步地，存储器52和存储器66可在单个集成电路上实现，和/或存储器52和存储器66可在与处理模块50和基带处理模块64的共用处理模块相同的集成电路上实现。 图3是WLAN发射器的射频(RF)发射器68_72或RF前端的实施例的示意图。RF发射器68-72包含数字滤波器和向上采样(up-samping)模块75、数模转换模块77、模拟滤波器79和向上转换模块81、功率放大器83和RF滤波器85。数字滤波器和向上采样模块75接收其中一个出站符号流90、使其数字滤波，然后向上采样符号流的速率至一所需速率，以产生滤波的符号流87。数模转换模块77将滤波的符号87转换为模拟信号89。模拟信号可包含同相分量和正交分量。模拟滤波器79滤波模拟信号89以产生滤波的模拟信号91。向上转换模块81可包含一对混频器和滤波器，该模块将滤波的模拟信号91与本地振荡模块100产生的本地振荡93混频，以产生高频信号95。高频信号95的频率与出站RF信号92的频率对应。功率放大器83放大高频信号95以产生放大的高频信号97。RF滤波器85可能为高频带通滤波器，其对放大的高频信号97进行滤波以产生所需的输出RF信号92。本领域的其中一个普通技术人员将理解的是，每个射频发射器68-72将包含如图3所示的相似体系结构，并进一步包含截止机构(shut-down mechanism),以便当不需要特定的射频发射器时，以截止结构的这种方式禁用该射频发射器，以便其不会产生干扰信号和/或噪声。图4是RF接收器的实施例的示意图。其可描述RF接收器76_80的任何一个。在·这一实施例中，RF接收器76-80的每个包含RF滤波器101、低噪声放大器(LNA) 103、可编程增益放大器(PGA) 105、向下转换模块107、模拟滤波器109、模数转换模块111和数字滤波器及向下采样模块113。RF滤波器101可能为高频带通滤波器，其接受入站RF信号94、对其滤波以产生滤波的入站RF信号。低噪声放大器103基于增益设置放大滤波的入站RF信号94，且将放大的信号提供给可编程增益放大器105。在向向下转换模块107提供入站RF信号94前，可编程增益放大器进一步对其进行放大处理。向下转换模块107包含一对混频器、求和模块和滤波器,从而使入站RF信号与本地振荡模块提供的本地振荡(LO)混合、以产生模拟基带信号。模拟滤波器109对模拟基带信号进行滤波，并将其提供给模数转换模块111 ;所述模数转换模块将模拟基带信号转换为数字信号。数字滤波器及向下采样模块113对数字信号进行滤波，然后调节采样速率以产生数字样本(与入站符号流96对应)。图5是数据的基带处理方法的实施例的示意图。这一示意图显示了通过基带处理模块64将出站数据88转换为一个或多个出站符号流90的方法。该处理开始于步骤110，其中基带处理模块接收出站数据88和模式选择信号102。模式选择信号可表明如表1-12中所示的各个操作模式的任何一个。该处理随后进行至步骤112，其中基带处理模块依照伪随机序列使数据加扰，以产生加扰数据。应该注意的是，伪随机序列可由反馈移位寄存器采用生成多项式S(x) = x7+x4+l生成。该处理然后进行至步骤114，其中基带处理模块基于模式选择信号选择多个编码模式的其中一个。该处理接着进行至步骤116，其中基带处理模块依照选定的编码模式对加扰数据进行编码，以产生编码数据。可使用各个编码方案的任何一个或多个完成编码，所述编码方案例如卷积编码、里德_所罗门(RS)加速编码(turbo coding)、加速网格编码调制(TTCM)编码、LDPC(低密度奇偶校验)编码等。该处理然后进行至步骤118，其中基带处理模块基于模式选择信号确定发射流的数量。例如，模式选择信号将选择这样的特定模式，该模式表明1、2、3、4或更多根天线可用于传输。相应地，发射流的数量将与模式选择信号表明的天线数量对应。该处理接着进行至步骤120，其中基带处理模块依照模式选择信号中发射流的数量将编码数据转换为符号流。将结合图6更详细地描述这一步骤。
图6是进一步限定图5的步骤120的方法的实施例的示意图。这一示意图显示了基带处理模块执行的、依照发射流的数量和模式选择信号将编码数据转换为符号流的方法。这一处理开始于步骤122，其中基带处理模块通过信道的多符号和多子载波使编码数据交错、以产生交错数据。一般而言，交错过程设计为使编码数据在多符号和多发射流上传播。这允许在接收器处具有改进的检测功能和纠错功能。在一个实施例中，交错过程将为反向兼容模式(backward compatible mode)遵循IEEE 802. 11(a)或(g)标准。对较高的性能模式(例如，IEEE 802. ll(n))而言，也可通过多发射路径或多发射流完成交错。该处理然后进行至步骤124，其中基带处理模块使交错数据解多路复用为许多交错数据的平行流。平行流的数量与发射流的数量对应，所述发射流的数量反过来与所使用的特定模式所表明的天线数量相对应。该处理接着进行至步骤126和128，其中对交错数据的每个平行流而言，基带处理模块使交错数据映射为正交幅度调制(QAM)符号，以在步骤126产生频域符号。在步骤128，基带处理模块将频域符号转换为时域符号，这可使用反向快速傅里叶变换完成。频域符号转换为时域符号还可包含增加循环前缀，以允许在接收器处去除符号间干扰。应该注意的是，反向快速傅里叶变换和循环前缀的长度在表1-12的模式表中进行限定。一般而言，64-点反向快速傅里叶变换用于20MHz信道，而128-点反向快·速傅里叶变换用于40MHz信道。该处理然后进行至步骤130，其中基带处理模块对交错数据的每个平行流的时域符号进行时分编码，以产生符号流。在一个实施例中，可通过使用编码矩阵、将交错数据的平行流的时域符号时分编码为相应数量的符号流来完成时分编码。替代性地，可通过使用编码矩阵、将交错数据的M-平行流的时域符号时分编码为P-符号流来完成时分编码，其中P = 2M。在一个实施例中，编码矩阵可包括以下格式
「CCCC C C I
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U2 U1 —匕4 匕 3 ...—匕匕 2M-1_编码矩阵的行数对应于M，编码矩阵的列数对应于P。编码矩阵内常数的特定符号值可能为实数或虚数。图7-9是编码加扰数据的各个实施例的示意图。图7是可由基带处理模块在图5的步骤116用来编码加扰数据的一种方法的示意图。在这一方法中，图7的编码可包含可选步骤144，其中基带处理模块可选择性地采用外部里德-所罗门(RS)码执行编码，以产生RS编码数据。应该注意的是，步骤144可能与以下描述的步骤140平行进行。同样地，该处理在步骤140继续，其中基带处理模块采用64状态码和Gtl = 1338且G1 = 1718的生成多项式对加扰数据(其可经历或未经历RS编码)进行卷积编码、以产生卷积编码数据。该处理然后进行至步骤142，其中基带处理模块依照模式选择信号以多个速率的其中一个凿孔(puncture)卷积编码数据，以产生编码数据。应该注意的是，凿孔速率(puncture rate)可包含1/2、2/3和/或3/4、或表1-12中规定的任何速率。应该注意的是，对特定模式而言，可采用IEEE 802. 11(a)、IEEE 802. 11(g)或IEEE 802. ll(n)的速率需求选择反向兼容的速率。图8是可由基带处理模块在图5的步骤116用来编码加扰数据的另一种编码方法的示意图。在这一实施例中，图8的编码包含可选步骤148，其中基带处理模块可选择性地采用外部RS码执行编码，以产生RS编码数据。应该注意的是，步骤148可能与以下描述的步骤146平行进行。该方法接着进行至步骤146，其中基带处理模块依照补码键控(CCK)码编码加扰数据(其可经历或未经历RS编码)，以产生编码数据。这可依照IEEE802. 11(b)规范、IEEE802. 11 (g)和 / 或 IEEE 802. 11 (n)规范来完成。图9是可由基带处理模块在步骤116执行的、用于编码加扰数据的另一方法的示意图。在这一实施例中，图9的编码包含可选步骤154，其中基带处理模块可选择性地采用外部RS码执行编码，以产生RS编码数据。然后，在一些实施例中，该处理在步骤150继续，其中基带处理模块对加扰数据(其可经历或未经历RS编码)执行LDPC(低密度奇偶校验)编码、以产生LDPC码位。替代性地，步骤150通过以下方式运行采用256状态码和Gtl = 5618且G1 = 7538的生成多项式对加扰数据(其可经历或未经历RS编码)执行卷积编码、以产生卷积编码数据。该 处理然后进行至步骤152，其中基带处理模块依照模式选择信号以多个速率的其中一个凿孔(puncture)卷积编码数据，以产生编码数据。应该注意的是，相应模式的凿孔速率在表1-12中表明。图9的编码还可包含可选步骤154，其中基带处理模块组合卷积编码与外部里德所罗门码、以产生卷积编码数据。图IOA和IOB是射频发射器的实施例的示意图。其可能涉及WLAN发射器的PMD模块。在图IOA中，基带处理显示为包含扰频器172、信道编码器174、交错器176、解多路复用器170、多个符号映射器180-184、多个反向快速傅里叶变换(IFFT)/循环前缀增加模块186-190和时/分编码器192。发射器的基带部分还可包含模式管理器模块175，其接收模式选择信号173，产生射频发射器部分的设置179、并产生基带部分的速率选择171。在这一实施例中，扰频器172、信道编码器174和交错器176包括防错模块。符号映射器180-184、多个IFFT/循环前缀模块186-190、时分编码器192包括数字基带处理模块的一部分。在运行中，扰频器172(例如，在伽罗瓦有限域(GF2))向出站数据位88增加伪随机序列、从而使数据显得随机。伪随机序列可由反馈移位寄存器采用生成多项式S(X)=x7+x4+l生成、以产生加扰数据。信道编码器174接收加扰数据并生成具有冗余度的新的位序列。这将使能接收器处具有改进检测。信道编码器174可能以多种模式的其中一种模式运行。例如，对具有IEEE802. 11(a)和IEEE 802. 11 (g)的反向兼容而言，信道编码器具有1/2速率卷积编码器的形式，该编码器具有64状态码和Gtl = 1338且G1 = 1718的生成多项式。根据特定速率表(例如，表1-12)，卷积编码器的输出可凿孔为1/2、2/3和3/4的速率。对具有IEEE 802. 11(b)和IEEE 802. 11(g)的反向兼容而言，信道编码器具有如IEEE802. 11(b)中限定的CCK码的形式。对较高数据速率(例如表6、8和10中阐述的那些)而言，信道编码器可使用如上所述的相同卷积编码，其可使用更强力的代码，其包含具有更多状态、上述各种类型的纠错码(ECC)的任何一个或多个(例如，RS、LDPC、加速、TTCM等)、平行级联(加速)码和/或低密度奇偶校验(LDPC)分组码。进一步地，这些代码的任何一个可与外部里德所罗门码组合。基于性能平衡、反向兼容和低延迟，这些代码的一个或多个为最优的。应该注意的是，将结合后续的示意图对级联加速编码和低密度奇偶校验进行更详细的描述。
交错器176接收编码数据并通过多符号和多发射流传播编码数据。这允许在接收器处具有改进的检测功能和纠错功能。在一个实施例中，交错器176将遵循反向兼容模式中的IEEE 802. 11(a)或(g)。对较高性能模式而言(例如，在表6、8和10中阐述的那些模式)，交错器将通过多发射流使数据交错。解多路复用器170将来自交错器176的串行交错流转换为用于传输的M-平行流。每个符号映射器180-184从解多路复用器接收数据的M-平行路径的一个对应路径。每个符号映射器180-182根据速率表(例如，表1-12)将比特流锁定映射(lock map)为正交幅度调制QAM符号(例如，BPSK、QPSK、16QAM、64QAM、256QAM等)。对 IEEE 802. 11(a)
反向兼容而言，可使用双格雷码。将每个符号映射器180-184产生的映射符号提供给IFFT/循环前缀增加模块186-190，所述IFFT/循环前缀增加模块执行频率至时域转换，并增加一前缀，该前缀允许在接收器处去除符号间干扰。应该注意的是，IFFT和循环前缀的长度在表1-12的模式表中进行限定。一般而言，64-点IFFT用于20MHz信道，而128-点IFFT用于40MHz信道。时/分编码器192接收时域符号的M-平行路径并将其转换为P-输出符号。在一个实施例中，M-输入路径的数量与P-输出路径的数量相等。在另一个实施例中，输出路径的数量P等于2M路径。对每个路径而言，时/分编码器采用具有以下形式的编码矩阵使输入符号加倍(multiple)
权利要求
1.一种装置，其特征在于，包括 基带处理模块，用于根据第一前导信号类型或第二前导信号类型、生成包括前导信号的信号，其中 所述第一前导信号类型仅对应开环单用户传输；及所述第二前导信号类型对应单用户波束成型传输或多用户传输；及至少一个天线，用以发射所述信号或至少一个与所述信号对应的额外的信号到至少一个无线通信设备；及其中 所述第一前导信号类型包括至少一个短码部分、后面是至少一个长码部分、后面是信号场、后面是至少一个额外的长码部分； 所述第二前导信号类型包括至少一个短码部分、后面是至少一个长码部分、后面是信号场、后面是至少一个额外的短码部分、后面是至少一个长码部分；及所述前导信号后面是数据场。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，其中 所述第二前导信号类型对应多用户传输； 所述第二前导信号类型包括后面有至少一个额外的信号场的至少一个长码部分；及根据第二前导信号类型，所述信号场可指示与所述至少一个额外的信号场有关的解调编码集。
3.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，其中 所述至少一个天线用于发射所述信号、或与所述信号对应的所述至少一个额外的信号到多个无线通信设备； 所述第二前导信号类型包括后面有至少一个额外的信号场的所述至少一个长码部分； 所述信号场包括具有可由基础服务集中的所有的所述多个无线通信设备进行处理或解调的相对最低的调制编码集的第一多个位；及 所述第二信号场包括用于所述基础服务集中的所述多个无线通信设备中的选择的至少一个的第二多个位。
4.一种装置，其特征在于，包括 基带处理模块，用于根据第一前导信号类型或第二前导信号类型、生成包括前导信号的信号，其中 所述第一前导信号类型仅对应开环单用户传输；及所述第二前导信号类型对应单用户波束成型传输或多用户传输；及至少一个天线，用于发射所述信号或至少一个与所述信号对应的其它信号到至少一个无线通信设备。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，其中 所述第一前导信号类型包括至少一个短码部分、后面是至少一个长码部分、后面是信号场、后面是至少一个其它的长码部分；及所述前导信号后面是数据场。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，其中 所述第二前导信号类型对应多用户传输；及所述第二前导信号类型包括至少一个短码部分、后面是至少一个长码部分、后面是信号场、后面是至少一个其它的短码部分、后面是至少一个长码部分；及所述前导信号后面是数据场。
7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，其中 所述第二前导信号类型对应多用户传输；及 所述第二前导信号类型包括至少一个短码部分、后面是至少一个长码部分、后面是第一信号场、后面是至少一个额外的短码部分、后面是至少一个额外的长码部分、后面是第二信号场；及 所述前导信号后面是数据场。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，其中 所述至少一个天线用于发射所述信号、或与所述信号对应的所述至少一个额外的信号到多个无线通信设备； 所述第一信号场包括具有可由基础服务集中的所有的所述多个无线通信设备进行处理或解调的相对最低的调制编码集的第一多个位；及 所述第二信号场包括用于所述基础服务集中的所述多个无线通信设备中的选择的至少一个的第二多个位。
9.一种用于操作通信设备的方法，其特征在于，所述方法包括 根据第一前导信号类型或第二前导信号类型、生成包括前导信号的信号，其中 所述第一前导信号类型仅对应开环单用户传输；及所述第二前导信号类型对应单用户波束成型传输或多用户传输；及通过所述通信设备的至少一个天线，发射所述信号或至少一个与所述信号对应的额外的信号到至少一个无线通信设备。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，其中 所述第一前导信号类型包括至少一个短码部分、后面是至少一个长码部分、后面是信号场、后面是至少一个额外的长码部分；及所述前导信号后面是数据场。
全文摘要
本发明涉及装置以及用于操作通信设备的方法。用于单个用户、多用户、多访问和/或MIMO无线通信的前导信号。采用选择的前导信号类型以生成从一个通信设备发射到至少一个额外的通信设备的信号。根据所需的操作模式，仅仅一种前导信号类型，或两种或更多种前导信号类型可与给定的操作模式相关联。当根据给定的操作模式进行操作时，可从操作模式的可用的前导信号类型中选择前导信号类型。优选的实施方式包括两种分别的前导信号类型，一种前导信号类型用于具有应用在封包的开头的发射波束成型权重的单用户(SU)操作或仅用于开环SU传输，而另一具有多用户(MU)特征的前导信号类型用于SU波束成型和MU操作。
文档编号H04L1/06GK102790662SQ20121012337
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月24日 优先权日2011年4月24日
发明者文科·厄斯戈, 罗恩·波拉特, 郑军 申请人:美国博通公司