Wi-Fi低能量前导字段的制作方法_4

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是差分编码的,则可W有47个信息比特可用。重复的已知序列可生 成两个相关峰,该两个相关峰可用于时间同步OFDM符号检测。L-LTF的两个OFDM符号可在 执行信道估计之前被相加,该可导致例如3地降噪增益。
[0094] 图8-10示出了用于W不破坏向后兼容性的方式在L-LTF字段中包括附加信息的 可能技术。
[0095] 图8是示出用于在现有的kLTFBPSK训练序列之上添加BPSK信令的示例技术的 星座图。所得到的星座图看起来类似于2比特脉冲幅度调制(4PAM)方案;然而,由于比特 之一由已知训练序列来有效地判定,因此该种方案可有效地向L-LTF添加48个编码比特。 注意,可针对单位功率对所有点进行缩放;可根据需要选择e的值;作为示例,在图8中示 为e= 1/2。
[0096] 如前所述,每个音调处的信道估计可通过将两个kLTFOFDM符号(它们或者可被 称为kLTF子字段)相加来执行。如果该两个kLTF子字段是如图9所示那样配制的(即, 其中kLTF1910具有xl=Xt+e,而kLW2920具有x2 =Xt- 〇,则附加信息可被抵消W 获得每个音调处的训练序列项H(该训练序列项是估计的,该例如是由于噪声引起的,如上 标所示):
[0097]
[0098] 其中噪声功率n是-(SNR+3)地,
[0099] |XJ2=1,并且
[0100] 0*表示复共辆。
[0101] 从而,通过对两个kLTF子字段910、920求和来执行信道估计的传统装置可W仍 然能够检测已知的训练序列。
[0102] 另一方面,每个音调处的附加信息可通过将两个kLTF子字段910、920的相减来 检测。对于此计算,原始的训练序列项Xt会被抵消,而只会留下附加信息e(带有一些噪 声):
[0103]
[0104] 其中噪声功率n是-(SNR+3)地。
[01化]图10是示出用于在现有的kLTFBPSK训练序列上添加90度旋转的BPSK信令的 示例技术的星座图。在此情况下,星座的实部(即,+1或-1)可用于原始的(已知)训练 序列,而星座的虚部(即,+j或-j)可提供附加信息比特。
[0106] 图11-13是示出用于包括图8-10所示的附加信息的方案的各种测试结果的曲线 图。
[0107] 图11示出了在对于衰落信道具有不同的约束长度的情况下该些方案的示例误包 率(packeterrorrate,阳R)性能。如图所示,两种方案(叠加BPSK1110、1130和旋转 BPSK1120、1140)都表现出良好的性能,尤其是在约束长度为7化cc= 7)的情况下。可W 注意到,叠加BPSK方案1110、1130相对于旋转BPSK方案1120、1140表现出3地的劣化,该 例如是由于缩短的自由距离dft。。。
[010引图12A-12D示出了在不同信号水平下的原始kLTF过程1210、添加BPSK过程1220 和添加90度旋转BPSK过程1230的定时同步校正(采样定时偏移/ST0)结果。具体地,图 12A示出了 0地下的互相关,图12B示出了 2地下的互相关,图12C示出了 4地下的互相关, 并且图12D示出了 6地下的互相关。可W看出,在不同过程之间,性能是非常相似的。添加 90度旋转BPSK1230看起来表现出性能的略微降低(更高的噪声基底),但该差异看起来 是很微小的。
[0109] 图13示出了原始kLTF过程1310、添加BPSK过程1320和添加90度旋转BPSK过 程1330的示例信道估计性能。具体地,作为W地为单位的接收信号噪声比(SNR)的函数, 示出了就W地为单位的均方误差(MS巧而言的信道估计精度。虽然添加90度旋转BPSK 方案1330表现出与原始kLTF方案1310相似的性能,但如图所示,添加BPSK方案1320表 现出误差基底,该可能是由4PAM星座的单位能量标度造成的。可W通过减小e的值来改 善(例如降低)添加BPSK方案1320的误差基底,然而该会导致该方案的PER的劣化。
[0110] 从而,通过利用在现有BPSK训练序列之上的BPSK或90度旋转BPSK向L-LTF字 段添加控制信息,被配置为识别该种信息的装置可W在其作为预定接收者的包的更早阶段 开始使其部件根据包的特定参数为接收做准备,或者替换地可W对该装置不是预定接收者 的包执行提早丢弃,从而实现电力节省。另外,传统装置和新装置都可W如原本打算的那样 利用该种方案将kLTF字段用于信道估计和定时同步。
[0111] 如先前针对图4所提到的,作为将目的地和长度信息作为kLTF字段的一部分来 提供的替换方式,也可W定义一新的字段,例如包括在kSTF和kLTF之间,在其中提供目 的地和长度信息。图14-15根据一些实施例示出了包括该种字段的包结构可如何不同于 802.llac包结构。如图所示,图14示出了示范性IE邸802.llac物理层包结构,其中包括 PHY前导和PHY数据,与图6所示的802.llac包结构类似。如图所示,前导可包括各种传统 和超高吞吐量短训练字段、长训练字段和信号字段,其中每一者具有固定的长度,并且其后 可跟随具有可变长度的超高吞吐量数据字段(即,PHY数据)。
[0112] 在图14所示的示范性IE邸802.llac物理层包结构中,包的目的地信息(具体是 部分关联ID或PAID)可在VHTSIG-A1字段中提供,并且可被解码并用于在接收VHTSIG-A2 字段之后判定包的目的地。从而,(例如与在kSIG字段中提供的长度信息相结合),对包解 码并判定其不是该包的预定接收者的装置可W丢弃该包的剩余部分,并且在初始时间(例 如28yS)之后睡眠达如下的时间长度;在此时间长度期间包的剩余部分被传输。
[0113] 图15示出了在L-STF和L-LTF之间包括新的"低能量信号"或"LE-SIG"字段的 示范性新IE邸802. 11物理层包结构。LE-SIG字段可包括包的目的地和长度信息,从而可 使得不是包的预定接收者的接收装置能够丢弃包的剩余部分并且在LE-SIG字段之后在用 来传输该包的时间长度期间睡眠。如果LE-SIG字段是4yS,则该将意味着接收装置可仅在 12yS之后就睡眠,而如果LE-SIG字段是8yS,则该将意味着接收装置可仅在16yS之后 就睡眠。与如果使用图14所示的包结构相比,该将代表大约57% (12/28)或43% (16/28) 的电力节省。
[0114] L-STF可发挥若干的功能,包括W下各项中的任何一者或所有:包检测的开始、 AGC、粗略频率偏移估计和校正W及粗略定时估计。至少在一些情况中,对于接收装置来说 L-STF可能不足W用于执行信道估计(可利用/基于kLTF来执行信道估计);因此,为了 在接收装置的可使用性具有合理期望的情况下如图15所示那样将目的地和长度信息包括 在LE-SIG中并且在kSTF和kLTF之间提供LE-SIG,LE-SIG可被差分编码。例如,该信息 可被编码在从一个采样到下一个采样的转变中,而不是被编码在采样本身中(即,相干编 码)。
[0115] 如前所述,LE-SIG可包括包的目的地信息和长度信息。可根据需要来设计LE-SIG 的格式;例如,可W使用用于目的地信息和长度信息的任何格式和字段长度。作为一种可 能性,LE-SIG可包括23个信息比特(并且总共是24个比特,因为第一比特可W是差分编 码的参考比特),其中9个比特可指示目的地地址的PAID(或者任何其他压缩格式,诸如部 分MAC地址或groupID),11个比特可指示(FDM符号中的包的长度,并且3个比特可W是循 环冗余校验信息。该种格式可支持每个基本服务集化asicserviceset,BS巧约1000个 STA和5. 46ms的最大包长度。根据需要,可使用不同数目的信息比特(总共的和/或每字 段的)、不同的字段格式(根据需要,例如不同的目的地地址格式、W字节、ys或任何其他 度量为单位的长度测量、包括或不包括确认等等)、附加信息的包括和/或LE-SIG字段中的 其他变化。
[0116] LE-SIG可被设计为根据需要使用或不使用编码,并且被重复任意期望次数(例如 为了时间分集、噪声降低等等)。例如,经调制的符号可在8yS间隔上在没有编码的情况下 被重复四次,或者可在8yS间隔上在r= 1/2编码的情况下被重复两次。另外,根据需要 可按各种可能的PHY数据速率中的任何一种来传输LE-SIG。例如,6Mbps数据速率可用于 一个OFDM符号周期(4yS),或者3Mbps数据速率可用于两个OFDM符号周期巧yS)。
[0117] 由于LE-SIG可对信息差分编码,所W被配置为利用LE-SIG的装置可包括差分解 映射器功能块(例如作为其无线电装置的一部分)。图16示出了一种示例接收器框图,该 接收器包括差分解映射器块,并且可用于根据不同的可能实现方式对经差分编码的LE-SIG 字段进行解码。
[0118] 如图所示,该接收器可包括模拟射频(RF)电路,该模拟射频电路可从天线接收信 号并且将该些(例如经滤波、放大和/或W其他方式修改的)信号提供给模数转换器(A/ D),该模数转换器进而可将模拟信号转换成数字信号并将它们提供给数字前端电路。基于 进入信号的kSTF字段,接收器可W执行载波监听(CR巧来检测进入包,并且还可为每个检 测到的进入包配置自动增益控制(AGC)并执行频率偏移估计和校正(例如基于来自载波监 听块的控制信号,该控制信号可W是基于进入包检测提供的)。
[0119] 在快速傅立叶变换(FFT)布置和FFT(其可利用FFT输入和输出缓冲器)之后,进 入信号可被提供给信道估计块、解映射器块或者LE-SIG符号组合器块,该例如取决于在特 定时间传输的哪个部分正在进入。如图所示,进入信号还可被提供给数据路径控制器块,该 数据路径控制器块可分析该些信号W判定使能哪个数据路径。例如,数据路径控制器可W 检测进入包的第二字段是LE-SIG字段还是kLTF字段,并且分别使能到LE-SIG符号组合 器和差分解映射器或者信道估计块的数据路径。
[0120] 从而,如果第二字段是LE-SIG字段,则LE-SIG字段的信号可被提供给LE-SIG符 号组合器(例如,因为它们可被重复,W便获得噪声降低益处),并且从那里被提供给差分 解映射器。替换地(例如如果LE-SIG信号不被重复),则可不使用LE-SIG符号组合器块, 并且LE-SIG数据路径可将信号从FFT块直接提供到差分解映射器。差分解映射器块可基 于相对于先前音调的差异来判定每个比特(音调)的值;例如,如果音调相对于先前音调有 旋转,则该可指示"1",而如果音调与先前音调相同,则该可指示"0"。如果LE-SIG使用编 码(例如r= 1/2编码),则也可使用维特比块来作为对LE-SIG解码的一部分,在此之后可 检查CRCu来验证LE-SIG已被正确解码。或者,如果LE-SIG未被编码,则数据路径可从差 分解映射器直接流到CRCu检查。
[0121] 如果接收器是包的预定接收者,则可利用信道估计炔基于kLTF字段来执行信道 估计,在此之后可在解映射器和维特比块处利用相干检测来对kSIG字段和后续字段(其 可能被相干编码)解码。
[0122] 如上所述,数据路径控制器可识别出正在接收哪种类型的前导(例如传统或LE), 并且相应地切换数据路径。对于LE前导,数据路径控制器还可检查LE-SIG中的目的地和 长度信息W判定是进一步进行下去还是丢弃该包。可根据需要按各种方式中的任何一种来 执行识别前导类型;作为一种可能性,可W利用kLTF帖结构来迅速地识别字段(例如PHY前导的第二字段)是否是kLTF。
[0123] 例如,如图17所示,L-LTF在字段的第一个0.8US期间可包括循环前缀,并且在 字段的第二个0. 8yS期间可重复该循环前缀。与之不同,LE-SIG字段可W在该字段的 LE-SIG1和LE-SIG2部分中的每一个之前包括单个循环前缀。从而,在kSTF之后,数据路 径控制器可收集0.8yS采样并执行自相关。如果在接下来的0.8yS中有峰值,则该可表 明该字段是kLTF字段(并且进入包的前导是传统前导),而如果没有,则该可表明该字段 是LE-SIG字段(并且进入包的前导是LE前导)。从而,可在kSTF字段之后的1. 6yS内 执行该种分类。
[0124] 图18是示出被配置为利用如本文所述包括LE-SIG字段的包结构的装置的PS操 作的示例过程流的流程图。
[01巧]如图所示,在1802中,装置可主动捜索进入的传输。在1804中检测到进入包(检 测kST巧之后,装置在1806中可识别第二字段。具体地,在1808中可判定第二字段是 L-LTF字段(例如如果进入包是传统包)还是LE-SIG字段(例如如果进入包具有在图15 中示出并针对图15描述的包结构)。
[0126] 用于识别第二字段的一种机制可W是简单地尝试例如同时(例如
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