具有删除的子载频的零开销信令的ofdm认知无线电的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是2008年5月30日提交的、申请号为200680045007. 9、发明名称为"具有 删除的子载频的零开销信令的OFDM认知无线电"的专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明通常涉及一种无线通信技术，特别是在无线多路径传输方案中的自适应干 扰消除方法。
【背景技术】
[0003] 无线通信及其应用对于众多不同市场的重要性是容易理解的。无线技术和装置不 断地改善以包含新的特点和功能来使用户在语音和数据上进行更有效的通信。
[0004] 无线装置可以在点对点连接或者在网络式连接如WLAN中相互通信。WLAN接入点 像网络上的网关一样运行并且允许无线装置与该网络上的其它装置通信。这种通信时常要 求装置间的通信信道符合某种通信标准如IEEE802. 11标准。为了建立通信信道，无线装置 和/或接入点分析信道以定义某种通信特性。
[0005] 这个通信信道可以使用正交频分多路复用（"0FDM"），其在信道中通过多个不同 的子载波来传输数据。典型地，OFDM系统的特点是具有高的频谱效率和对RF干扰的好的 适应力。典型地，OFDM发射机能够"断开"某些可能潜在地干扰由其它本地装置和系统使用 的频率的子载频。这种对潜在的干扰子载频的适应性断开被称为"检测和避开"，并且允许 共存的无线通信系统在交迭的许可频谱中进行操作。
[0006] OFDM接收机可能未意识到某些子载频的抑制并且可能像受抑制的子载波仍然是 激活的一样运行。在这样的场景中，OFDM接收机不适当地把来自子载波受抑制的信道中的 噪声和/或干扰同激活的子载波相结合。结果多余的噪声由接收机添加到OFDM信号中。
【发明内容】
[0007] 说明了用于在多路径传输系统中抑制某些子载频并且把受抑制的子载波有效地 通知给接收机的系统、仪器和方法。在本发明的各种实施例中，OFDM系统使用OFDM突发 脉冲串的前导来指明哪些子载频由发射机抑制。特别地，嵌入在突发脉冲串的前导中的典 型地用于信道估计的某些符号频率置于零（nulled)，导致前导中的频率陷波（frequency notch)。这些前导陷波对应于突发脉冲串或者帧的有效载荷中的受抑制的子载频，这允许 接收机有效地解码从而进一步相应地处理突发脉冲串。
[0008] 在本发明的各种实施例中，提供接收机或者检测器模块来检测其数据传输不是优 先的某些子载频。这些子载波可以由其它竞争的无线装置来使用否则将具有太多的干扰。 因此相关的发射机将避免使用这些特殊的子载波。前导发生器产生具有与要被抑制的这些 子载波相关的陷波的前导。陷波的结构可以通过提供保护子载波来改善，保护子载波提供 活动干扰消除来减少从邻近的频率溢出到陷波中的能量的量。
[0009] 在本发明的各种实施例中，提供接收机模块来完成信道估计、前导分析和信号解 码。在频率选择性衰落信道上接收信号并且执行信道估计。分析突发脉冲串或者帧的前导 以识别被陷波的频率。软判决位中与识别的被陷波的子载频相关的疑符（erasure)被插入 以避免在接收机端的随后的解码处理变坏。帧或者突发脉冲串用受抑制的子载频知识解码 并且在其中插入疑符。在本发明的一个实施例中，关于活动干扰音调位于在置零的子载频 附近的现有知识用在帧的处理中。
[0010] 本发明的一些特点和优势已经在该
【发明内容】
部分概括地说明，但是额外的特点、 优势和实施例在此示出或者通过其附图、说明书和权利要求对于本领域所属技术人员将是 明显的。因此，应该可以理解的是本发明的范围将不仅限于在
【发明内容】
部分说明的特殊的 实施例。
【附图说明】
[0011] 参照本发明的实施例，可以根据【附图说明】其示例。这些图是用于说明的而不是用 于限制。尽管以这些实施例来概括地说明了本发明，应该可以理解的是本发明的范围不仅 限于这些特殊的实施例。
[0012] 图1是示出根据本发明的各种实施例的包含可以用来与无线装置通信的接入点 的各种OFDM信道的图示。
[0013] 图2是示出根据本发明的各种实施例的OFDM帧或者突发脉冲串结构的图示。
[0014] 图3是示出根据本发明的各种实施例的发射机前导发生器模块的框图。
[0015] 图4是示出根据本发明的各种实施例的接收机前导分析模块的框图。
[0016] 图5A是示出根据本发明的各种实施例的理想的OFDM脉冲的自动纠错功能的示例 曲线图。
[0017] 图5B是示出根据本发明的各种实施例的在OFDM脉冲中的带有被陷波的子载频的 自动纠错功能示例曲线图。
[0018] 图6A是示出根据本发明的各种实施例的在OFDM信道中的每个子载频的量值信道 估计的曲线图。
[0019] 图6B是示出根据本发明的各种实施例的在接收机端的以MRC为权数的QPSK符号 的曲线图。
【具体实施方式】
[0020] 说明了用于在多路径传输系统中抑制某些子载频并且把受抑制的子载波有效地 通知接收机的系统、装置和方法。在本发明的各种实施例中，OFDM系统使用OFDM突发脉冲 串的前导来指明哪些子载频由发射机抑制。
[0021] 在下面的说明中，为了解释的目的，阐明具体的细节以理解本发明。但是对于本领 域所属技术人员，显然本发明能够在没有这些细节下实现。并且本领域所属技术人员将看 出下面说明的本发明的实施例可以合并入许多不同的无线装置中，包含无线接入点、无线 路由器、移动电话、智能电话和PDAs。本发明可以与这些无线装置如硬件、软件或者固件整 合。因此，在下面框图中所示的结构和装置是本发明的具体实施例的解释说明，并且意在避 免使本发明模糊。此外，图中的组件和/或模块之间的连接不是想要局限于直接的连接。而 是在这些组件和模块之间的数据可以通过中间的组件和模块进行修改、重新格式化或者变 化。
[0022] 对于说明书中提及的"一个实施例"、"另一个实施例"或者"实施例"是指与该实 施例相关联地说明的特殊的特征、结构、特性或者功能包含在本发明的至少一个实施例中。 在说明书中多处出现的短语"在一个实施例中"不一定所有的都参照同一个实施例。
[0023] A系统概观
[0024] 图1示出示范的具有接入点的可以有多个无线装置在其中通信的WLAN。WLAN包 含无线接入点140、多个网络站，网络站可以包含计算机125、135和移动无线装置115如移 动电话。无线接入点140可以包含网络交换机或者路由器。
[0025] 无线接入点140和其它装置115、125、135使用无线多路径信道120、130、145、 155 (如OFDM信道）相互通信。OFDM信道是多载波信道，其中数据在多个正交频率上传输。 在这些信道120、130、145中的信号结构可以根据通信所处的环境和信道特性来调整。例 如，某个通信信道可以具有正在由另一个装置使用的某些子载频。其它因素也可能出现，那 可能使某些子载频在一个或者多个多载波信道中不可用。
[0026] 在本发明的各种实施例中，在装置115、125、135、140之间的某些突发脉冲串OFDM 传输包含前导中的陷波，其与将用于对应的有效载荷的突发脉冲串传输的陷波相同。发射 机使用能量分析或者多载波信道中的每个子载波的估计的信噪比来识别哪些子载频要抑 制。接收机能够通过分析前导突发脉冲串中的子载频的分布图来识别受抑制的子载波。
[0027] 图2示出根据本发明的各种实施例可以在OFDM信道中通信的示范的帧或者突发 脉冲串结构。信号结构包含物理层会聚协议（"PLCP"）前导210、PHY报文头220、MAC报 文头230和帧的有效载荷240。PLCP前导210包含含有时域前导符号212和频域前导符号 218的信道估计符号。时域前导符号212用于突发脉冲串同步并且频域前导符号218用于 优化频域信道估计。
[0028] 频域符号218通过单位振幅和随机极性的预定的一组符号的快速傅里叶逆变换 ("IFFT"）来创建。在接收机端，第一级信道估计通过接收的前导的相关部分的快速傅里 叶变换（"FFT"）和把以负极性传输的频率箱（frequencybin)的标记反转来完成。这个 信道估计可以通过对来自成功信道估计符号的估计求平均值以及应用关于该信道的相干 带宽的各种滤波策略来改善。
[0029] 根据各种实施例，使用本技术中的已知的FFT技术对信号结构的前导210 (包含时 域前导符号212的频谱和频域前导符号218的频谱）进行陷波。前导210的这个陷波对应 于将出现在突发脉冲串的有效载荷240中的陷波。在本发明的某些实施例中时域前导符号 212和频域前导符号218都在频域中处理，以使这些陷波可以插入。这些陷波可能通过省 略频谱中的特别音调或者通过活动干扰消除来创建。结果，接收机能够通过分析PLCP前导 210中的陷波来识别帧的有效载荷240中的被置于零的频率或者陷波。
[0030] B前导的产生和分析
[0031] 图3示出根据本发明的各种实施例的示范的发射机模块300,其中前导中的某些 子载波置于零，以使接收机能够识别在帧的有效载荷中的对应的陷波。提供干扰检测器 340,其分析频谱以识别OFDM信道频率分布图中不想使用的一个或者多个子载频。如先前 讨论的，这些不想要的子载频可以由其它竞争的装置使用，否则将包含太多的干扰。干扰检 测器340把这些不想要的子载频提供给前导发生器330来进行随后的处理。
[0032] 前导发生器330根据由干扰检测器340识别为不想要的子载频来产生陷波的前 导。如上述讨论的，这个陷波的前导可以通过处理频域中的时域前导符号212和频域前导 符号218以及把特别的子载频置零来创建。在本发明的各种实施例中，频域子载波通过在 有可能会传输单位功率子载波的地方插入零值来置零。这个陷波的前导然后插入到突发脉 冲串或者帧中，并且传输到频率选择性OFDM信道。
[0033] 活动干扰消除模块350可通信地与前导发生器330耦接，以可以为每个频率陷波 产生保护子载波。这些保护子载波可以通过抑制邻近于频率陷波的干扰来可选地用于增强 前导中的频率陷波处的零区域。
[0034] 图5A和5B示出这个活动干扰消除对信道特性的影响的示例。图5A是长度为127 的伪噪声（"PN"）码的自