專利名稱：單載波到多載波的無線架構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信，尤其涉及一種配置為使用單載波-多載波的混合波形結(jié)構(gòu)來進(jìn)行通信的無線通信架構(gòu)。
背景技術(shù)：
電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE)802.11標(biāo)準(zhǔn)是一個針對不需注冊的2.4和5千兆赫(GHz)頻帶中的無線局域網(wǎng)(WLAN)的標(biāo)準(zhǔn)族。當(dāng)前的802.11b標(biāo)準(zhǔn)在2.4GHz的頻帶中定義了不同的數(shù)據(jù)速率，其中包括大小為1、2、5.5和11兆比特每秒(Mbps)的速率。802.11b標(biāo)準(zhǔn)使用的是碼片速率為11兆赫(MHz)的直接序列擴展頻譜(DSSS)，其中所述直接序列擴展頻譜是一種串行調(diào)制技術(shù)。802.11a標(biāo)準(zhǔn)則是在5GHz的頻帶中定義了大小為6、12、18、24、36和54Mbps的不同及更高的數(shù)據(jù)速率。需要指出的是，依照802.11a和802.11b標(biāo)準(zhǔn)實施的系統(tǒng)是不兼容的，它們不能在一起工作。
目前正在提出一種名為802.11g(“802.11g建議”)的新標(biāo)準(zhǔn)，它是2.4GHz的802.11b標(biāo)準(zhǔn)的高數(shù)據(jù)速率擴展。需要指出的是，當(dāng)前802.11g建議只是一個提案，它還不是一個完整定義的標(biāo)準(zhǔn)。針對新的802.11g建議，目前已經(jīng)提出了幾個相當(dāng)大的技術(shù)挑戰(zhàn)。而期望實現(xiàn)的是802.11g設(shè)備能在2.4GHz的頻帶使用比標(biāo)準(zhǔn)802.11b的速率更高的數(shù)據(jù)速率來進(jìn)行通信。在某些配置中希望實現(xiàn)的則是不管802.11b和802.11g設(shè)備能否相互通信，它們都能共存于同一個WLAN環(huán)境或無線區(qū)域中，而不會嚴(yán)重干擾或中斷對方。因此期望802.11能向后兼容802.11b設(shè)備。此外還希望802.11g和802.11b設(shè)備能以例如任何一種標(biāo)準(zhǔn)的802.11b速率而與對方進(jìn)行通信。
在信號的多個回聲(反射)到達(dá)接收機的地方，對包括WLAN在內(nèi)的無線通信造成的損害是多徑失真。單載波系統(tǒng)和多載波系統(tǒng)都必須包含那些專為對抗這種失真而設(shè)計的均衡器。單載波系統(tǒng)的均衡器是基于它的前同步碼和報頭來設(shè)計的。諸如不同和不兼容的無線信號類型，這類其他類型的干擾則有可能導(dǎo)致WLAN的通信出現(xiàn)問題。例如，藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)定義了一個廉價短程的跳頻WLAN。對基于802.11的系統(tǒng)來說，根據(jù)藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)實施的系統(tǒng)給出了一個很大的噪聲源。對良好的接收機捕獲而言，前同步碼是非常重要的。因此，在存在多徑失真或其他類型的干擾的情況下，當(dāng)從單載波轉(zhuǎn)變成多載波時，丟失全部信息并不合乎需要。
目前存在幾個與信號變換尤其是傳統(tǒng)設(shè)備(legacy equipment)有關(guān)的潛在問題。發(fā)射機有可能經(jīng)歷模擬瞬態(tài)(例如功率、相位、濾波增量)、功率放大器補償(例如功率增量)以及功率放大器的功率反饋變化。接收機則有可能遭受因為功率變化、頻譜變化、多徑效應(yīng)、信道脈沖響應(yīng)(CIR)(多徑)估計、載波相位丟失、載波頻率丟失以及定時校準(zhǔn)丟失所導(dǎo)致的自動增益控制(AGC)擾動。
先前在2001年7月6日提交的序列號為60/306,438的美國臨時專利申請“Wireless Communication System Configured to CommunicateUsing a Mixed Waveform Configuration”中公開了一種用于無線通信的混合波形結(jié)構(gòu)，所述申請在此全面引入作為參考。該申請中描述的系統(tǒng)重用了那些在捕獲信號單載波部分的過程中獲取的均衡器信息。這種技術(shù)在單載波和多載波分段(例如正交頻分復(fù)用或者OFDM)之間提供了連續(xù)性，而這是通過為單載波和多載波分段完全指定發(fā)射波形以及對轉(zhuǎn)換加以規(guī)定來實現(xiàn)的。所述波形允許在兩個信號分段之間保持連續(xù)性，其中信號分段包含了AGC(功率)、載波相位、載波頻率、定時及頻譜(多徑)?？梢栽O(shè)想，由于那些在單載波部分(前同步碼/報頭)持續(xù)過程中產(chǎn)生的信息有效并被用于開始捕獲多載波部分，因此沒有必要用接收機的多載波部分來重新捕獲信號。然而，特殊的接收機結(jié)構(gòu)并未得到論述。
這里描述的是一種混合載波發(fā)射機，它能使用所建議的混合載波波形結(jié)構(gòu)來進(jìn)行通信。在這里還使用了術(shù)語“混合載波”，它是指一種在單載波部分之后繼之以多載波部分的復(fù)合信號。并且可以對發(fā)射機進(jìn)行配置，使之以包括單載波、混合載波以及多載波在內(nèi)的多種工作模式來進(jìn)行操作。此外還描述了若干種接收機結(jié)構(gòu)，這些接收機結(jié)構(gòu)被配置為接收混合載波信號并對那些并入混合載波信號的合并基帶信號進(jìn)行解析。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基帶接收機包括一個信道脈沖響應(yīng)(CIR)估計部件，增益、相位及定時回路，一個信道匹配濾波器(CMF)，一個單載波處理器以及一個多載波處理器。CIR估計部件能夠根據(jù)接收信號即單載波信號或混合載波信號的單載波分段來產(chǎn)生一個脈沖響應(yīng)信號，其中單載波分段具有與多載波頻譜近似的頻譜。增益、相位和定時回路對接收信號的增益、相位、頻率和定時進(jìn)行調(diào)整，以便提供一個經(jīng)過調(diào)整的接收信號。CMF濾波器根據(jù)脈沖響應(yīng)信號來對經(jīng)過調(diào)整的接收信號進(jìn)行過濾。單載波處理器對那些經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號進(jìn)行處理，以便解析出混合載波信號的單載波分段。單載波處理器能夠檢測到單載波分段中的混合載波模式指示，并且聲明一個與單載波分段末端相對應(yīng)的開端指示。多載波處理器則能響應(yīng)于所述開端指示的聲明而對混合載波信號的多載波分段進(jìn)行處理。
在一個特定實施例中，使用了一種選自二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)以及四相相移鍵控(QPSK)的調(diào)制方案來調(diào)制單載波分段，并且使用正交頻分復(fù)用(OFDM)來調(diào)制混合載波信號的多載波分段。
基帶接收機可以包括在單載波、多載波以及混合載波工作模式之間進(jìn)行選擇的控制邏輯。在這種結(jié)構(gòu)中，在單載波工作模式中將單載波處理器配置為處理單載波信號中經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號，并且在混合載波工作模式中將其配置成對混合載波信號中經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號進(jìn)行處理。此外還在混合載波工作模式中將多載波處理器配置成對調(diào)整和濾波之前的多載波接收信號進(jìn)行處理，并且在混合載波工作模式中將其配置成對混合載波信號中的多載波分段進(jìn)行處理。多載波處理器能以一種非相干的混合載波模式來進(jìn)行操作，在這種模式中，它對調(diào)整和濾波之前的接收信號多載波分段進(jìn)行處理。在這種非相干模式中，多載波分段可以包括一個同步字段，其中多載波處理器從同步字段中確定頻域均衡器分支。增益、相位和定時回路可以產(chǎn)生增益、相位、頻率和定時調(diào)整參數(shù)，其中將多載波處理器配置成可以使用增益、相位、頻率和定時調(diào)整參數(shù)的選定組合來進(jìn)行編程。多載波處理器還可以包括一個帶有濾波器的鎖相環(huán)，所述鎖相環(huán)被配置成可以使用頻率調(diào)整參數(shù)來進(jìn)行編程。在這種情況下，多載波處理器可以包括一個配置為可以使用定時調(diào)整參數(shù)來進(jìn)行編程的定時回路。
響應(yīng)于混合載波模式指示的檢測，單載波處理器可以向增益、相位及定時回路聲明一個凍結(jié)(freeze)指示，其中所述凍結(jié)指示會在混合載波信號的單載波分段末端中止定時、增益及相位回路的操作?；鶐Ы邮諜C還可以包括一個快速傅里葉變換(FFT)生成器和一個頻域均衡器。FFT生成器將脈沖響應(yīng)信號轉(zhuǎn)換成一個提供到頻域均衡器的頻率響應(yīng)信號。頻域均衡器則基于頻率響應(yīng)信號來確定多載波均衡信號。響應(yīng)于開端指示的聲明，多載波處理器使用多載波均衡信號來對經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號多載波分段進(jìn)行處理。在一種配置中，多載波處理器耦合到CMF的一個輸出端，頻域均衡器根據(jù)等式FEQ(ωk)＝1/(abs(H(ωk))2來確定基于頻率響應(yīng)信號H(ωk)的多載波均衡信號FEQ(ωk)，其中“abs”是絕對值函數(shù)。在一個替換實施例中，多載波處理器耦合到CMF的一個輸入端，單載波處理器在單載波分段結(jié)束之前的一個CMF等待時段聲明開端指示，頻域均衡器則根據(jù)等式FEQ(ωk)＝1/H(ωk)來確定多載波均衡信號。
相位回路可以包括一個產(chǎn)生相位誤差信號的相位誤差檢測器、一個接收相位誤差信號并且產(chǎn)生相位校正信號的相位濾波器以及一個基于相位校正信號來調(diào)整接收信號的相位旋轉(zhuǎn)器。一旦聲明了凍結(jié)指示，則相位校正信號保持恒定。一旦聲明凍結(jié)指示而使相位校正信號保持恒定，則相位誤差檢測器可以將相位誤差信號設(shè)定為零。增益回路可以包括一個產(chǎn)生增益誤差信號的增益誤差檢測器，一個接收增益誤差信號并且產(chǎn)生一個增益校正信號的積分器，以及一個根據(jù)增益校正信號來調(diào)整接收信號的乘法器。一旦聲明了凍結(jié)指示，則增益校正信號保持恒定。一旦聲明了凍結(jié)指示而使增益校正信號保持恒定，則增益誤差檢測器可以將增益誤差信號設(shè)定為零。定時回路可以包括一個接收和調(diào)整接收信號定時并在聲明了凍結(jié)指示的時候中止追蹤接收信號的時間追蹤部件?；鶐Ф噍d波處理器可以包括一個根據(jù)接收到的多載波信號而將源自頻域均衡器的多載波均衡信號與頻率響應(yīng)信號相組合的組合器。
基帶接收機可以包括在單載波、多載波和混合載波工作模式之間進(jìn)行選擇的控制邏輯，其中在單載波工作模式中，將單載波處理器配置成對單載波信號中經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號進(jìn)行處理，在混合載波工作模式中將其配置成對混合載波信號中經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號進(jìn)行處理，并且其中在多載波工作模式中將多載波處理器配置成對調(diào)整和濾波之前的多載波接收信號進(jìn)行處理，并且在混合載波工作模式中將其配置成對混合載波信號中經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號A多載波分段進(jìn)行處理。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無線射頻(RF)通信設(shè)備包括一個RF收發(fā)信機、一個基帶發(fā)射機和一個基帶接收機。RF收發(fā)信機將來自天線的RF信號轉(zhuǎn)換成基帶信號，并且將基帶信號轉(zhuǎn)換成RF信號，以便經(jīng)由天線來進(jìn)行傳送?；鶐Оl(fā)射機被配置成通過使用單載波調(diào)制來對單載波部分進(jìn)行調(diào)制以及使用多載波調(diào)制來對多載波部分進(jìn)行調(diào)制，從而經(jīng)由RF收發(fā)信機來發(fā)射一個混合載波信號。發(fā)射機對單載波部分進(jìn)行濾波，以便近似估計一個多載波功率譜，此外所述發(fā)射機還制定了混合載波信號，以便在單載波與多載波部分之間保持頻率、相位、增益和定時的相干性?；鶐Ы邮諜C則是以一種如上所述的相似的方式實現(xiàn)的。
RF收發(fā)信機能夠進(jìn)行多個頻帶的操作，其中對單載波和混合載波模式來說，RF收發(fā)信機在第一RF頻帶中進(jìn)行操作，并且其中對多載波模式來說，RF收發(fā)信機在包括第一頻帶和第二RF頻帶在內(nèi)的多個頻帶中的一個選定頻帶上進(jìn)行操作。在一個特定實施例中，第一RF頻帶大約是2.4吉赫(GHz)，第二RF頻帶大約是5GHz。
基帶發(fā)射機可以包括一個產(chǎn)生單載波信號的單載波發(fā)射處理器、一個產(chǎn)生多載波信號的多載波發(fā)射處理器、一個數(shù)字濾波器以及一個信號組合器。數(shù)字濾波器對單載波信號進(jìn)行濾波，使之具有一個與多載波功率譜相似的功率譜。信號組合器在保持相位、增益和定時校準(zhǔn)的同時將經(jīng)過濾波的單載波信號和多載波信號相組合。所述信號組合器可以包括一個相位乘法器、一個數(shù)字組合器以及一個軟開關(guān)。相位乘法器將多載波信號與單載波部分中最后一部分的相位相乘，并且提供一個經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的多載波信號。數(shù)字組合器將經(jīng)過濾波的單載波信號與經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的多載波信號相組合，并且提供一個組合的混合載波信號。軟開關(guān)則在結(jié)束之前選擇經(jīng)過濾波的單載波信號，在轉(zhuǎn)換過程中選擇經(jīng)過組合的混合載波信號，并且在轉(zhuǎn)換周期末端選擇經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的多載波信號。單載波信號可以包括依照預(yù)定定時間隔的連續(xù)碼片，其中轉(zhuǎn)換周期具有等價于預(yù)定定時間隔的持續(xù)時間。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例來產(chǎn)生用于RF傳輸?shù)幕旌陷d波分組的方法包括使用一種選定的多載波調(diào)制方案來產(chǎn)生多載波有效負(fù)載，使用一種單載波調(diào)制方案來產(chǎn)生一個包含前同步碼和報頭的單載波分段，對單載波分段進(jìn)行濾波，使之具有與多載波調(diào)制方案功率譜相類似的功率譜，以及用一種在轉(zhuǎn)換中保持增益、相位、頻率和定時的方式來將經(jīng)過濾波的單載波分段與多載波有效負(fù)載相組合，從而提供一個載波分組。
所述組合可以包括將多載波有效負(fù)載旋轉(zhuǎn)一個相位，其中所述相位是從經(jīng)過濾波的單載波分段中確定的。單載波調(diào)制方案可以是巴克(Barker)調(diào)制，多載波調(diào)制可以依照OFDM，其中所述旋轉(zhuǎn)包括將OFDM多載波有效負(fù)載旋轉(zhuǎn)一個相位，該相位即為經(jīng)過濾波的單載波分段的最后一個巴克字的相位。多載波有效負(fù)載可以包括一個OFDM前同步碼。所述組合還可以包括斜降(ramp)經(jīng)過濾波的單載波分段，同時在轉(zhuǎn)換中斜升多載波有效負(fù)載。經(jīng)過濾波的單載波分段可以具有預(yù)定碼片速率，在這種情況下，所述方法還可以包括按照預(yù)定取樣速率來對經(jīng)過濾波的單載波分段和多載波有效負(fù)載進(jìn)行取樣，并且基于經(jīng)過濾波的單載波分段的預(yù)定碼片速率而在經(jīng)過濾波的單載波分段的最后一個完整取樣之后的一個轉(zhuǎn)換時段聲明多載波有效負(fù)載的第一完整取樣。所述組合還可以包括按比例組合各個經(jīng)過濾波的單載波分段和多載波有效負(fù)載，以便在轉(zhuǎn)換時間中提供多個取樣。在一種配置中，預(yù)定取樣率是預(yù)定碼片速率的四倍，在這種情況下，轉(zhuǎn)換時間中的按比例組合包括提供第一、第二和第三中間取樣，對這些取樣來說，經(jīng)過濾波的單載波分段與多載波有效負(fù)載的百分比分別是75/25、50/50以及25/75。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例來獲取單載波分段之后繼之以多載波分段的混合載波信號的方法包括確定所接收的基帶信號的增益、相位、頻率和定時調(diào)整參數(shù)，使用這些調(diào)整參數(shù)來調(diào)整基帶信號，以便提供一個經(jīng)過調(diào)整的基帶信號，在對所接收基帶信號的單載波分段進(jìn)行接收的同時確定一個CIR估計，基于CIR估計來對經(jīng)過調(diào)整的基帶信號進(jìn)行濾波，以便提供一個經(jīng)過濾波和調(diào)整的基帶信號，使用一個單載波處理器來處理經(jīng)過濾波和調(diào)整的基帶信號，以便獲取單載波分段，檢測單載波分段中的混合載波模式標(biāo)識符并且聲明一個混合模式指示，以及響應(yīng)于混合模式指示，使用一個多載波處理器來處理接收到的基帶信號，以便獲取多載波分段。
使用多載波處理器而對所接收基帶信號進(jìn)行的處理可以包括在調(diào)整和濾波之前對接收到的基帶信號進(jìn)行處理。所述方法還包括使用多載波處理器來從多載波分段的前同步碼部分中確定一個第二信道頻率響應(yīng)估計，并且基于第二頻率響應(yīng)估計來對多載波分段進(jìn)行濾波。所述方法還可以包括借助多載波處理器來把增益、相位、頻率和定時調(diào)整參數(shù)的任何一個選定組合用作至少一個開端參數(shù)，以便獲取多載波分段。
根據(jù)本發(fā)明另一個實施例來獲取單載波分段之后繼之以多載波分段的混合載波信號的方法包括確定所接收的基帶信號的增益、相位、頻率和定時調(diào)整參數(shù)，使用這些調(diào)整參數(shù)來調(diào)整基帶信號，以便提供一個經(jīng)過調(diào)整的基帶信號，在對所接收的基帶信號的單載波分段進(jìn)行接收的同時確定一個CIR估計，將CIR估計轉(zhuǎn)換成一個頻率響應(yīng)信號，使用這個頻率響應(yīng)信號來對頻域均衡器進(jìn)行編程，基于CIR估計來對經(jīng)過調(diào)整的基帶信號進(jìn)行濾波，以便提供一個經(jīng)過濾波和調(diào)整的基帶信號，使用一個單載波處理器來處理經(jīng)過濾波和調(diào)整的基帶信號，以便獲取單載波分段，檢測單載波分段中的混合載波模式標(biāo)識符并且聲明一個混合模式指示和一個凍結(jié)指示，以及響應(yīng)于凍結(jié)指示，保持增益、相位、頻率和定時調(diào)整參數(shù)恒定，以及響應(yīng)于混合模式指示，使用一個采用頻域均衡器的多載波處理器來處理經(jīng)過濾波和調(diào)整的基帶信號，以便獲取多載波分段。確定增益、相位、頻率和定時調(diào)整參數(shù)可以包括確定增益、相位、頻率和定時誤差值。保持增益、相位、頻率和定時調(diào)整參數(shù)恒定可以包括將增益、相位、頻率和定時誤差值設(shè)定為零。


在結(jié)合下圖來考慮以下關(guān)于優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述時，可以更好地理解本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例實施的混合信號分組的示意圖。
圖2是包含了依照本發(fā)明實施例實施的基帶發(fā)射機的混合載波信號發(fā)射機的簡化框圖。
圖3是圖2組合器的一個實施例的簡化框圖。
圖4A和4B是分別使用了BPSK或QPSK的示范性單載波調(diào)制方案的相位關(guān)系的圖形。
圖5是對使用了Barker和OFDM信號的單載波與多載波部分之間的校準(zhǔn)進(jìn)行描述的時序圖。
圖6是對重疊周期中的示范性單載波信號終止和多載波信號開始進(jìn)行描述的圖形。
圖7是包含了依照本發(fā)明實施例實施的基帶接收機的混合載波信號接收機的框圖。
圖8是依照本發(fā)明一個替換實施例實施并與圖7的基帶接收機相似的基帶接收機框圖。
圖9是圖7和8的核心的示范性O(shè)FDM實施例的框圖。
圖10是包含了依照本發(fā)明的一個替換和非相干實施例來實施的基帶接收機的框圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基帶發(fā)射機和接收機結(jié)構(gòu)是通過保持單載波信號到混合載波信號的多載波信號增益、相位、頻率、取樣定時和信道脈沖響應(yīng)(CIR)而在單載波到多載波的轉(zhuǎn)換過程中實現(xiàn)相干的。這樣一來，由于在單載波部分的持續(xù)過程中產(chǎn)生的信息有效，并且將其用于開始捕獲多載波部分，因此不必借助于接收機的多載波部分來重新獲取信號。面對無線通信中遭受的普遍干擾，保持和積累信息也使得信號更為健壯。另外還描述了一種根據(jù)一個替換實施例的基帶接收機結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)并未在轉(zhuǎn)換中保持相干性，因此接收機的多載波部分必須在轉(zhuǎn)換之后再次完整地獲取信號。此外還公開了另一個非相干接收機的實施例，所述實施例使用的是從波形單載波部分得到的選定信息，例如與增益、相位、頻率或定時相關(guān)聯(lián)的任何選定參數(shù)。盡管非相干結(jié)構(gòu)不如相干結(jié)構(gòu)牢固，但是這種非相干選擇實現(xiàn)起來更為容易并且更為廉價，同時仍舊保持了足夠的牢固性，由此實現(xiàn)了一個適合多種應(yīng)用的通信系統(tǒng)。
這里描述的無線設(shè)備工作在802.11b或802.11g模式中的2.4GHz頻帶，但也可以在一種或多種802.11a模式的若干頻帶(多頻帶)中的任何一個頻帶運作，例如2.4GHz、5GHz或是其他任何一個合適的頻帶。這些設(shè)備可以使用任何適當(dāng)格式來進(jìn)行配置，例如任何類型的計算機(桌面、便攜式、膝上計算機等等)、任何類型的可兼容無線電通信設(shè)備、任何類型的個人數(shù)字助理(PDA)或是任何其他類型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，例如打印機、傳真機、掃描儀、集線器、交換機、路由器等等。需要指出的是，盡管可以在某些實施例中使用802.11g建議、802.11b標(biāo)準(zhǔn)、802.11a標(biāo)準(zhǔn)或2.4GHz的頻帶，但是本發(fā)明并不局限于這些標(biāo)準(zhǔn)和頻率。無線設(shè)備可以被配置成以任何一個標(biāo)準(zhǔn)802.11b的速率來相互通信，以便保持向后兼容于802.11b設(shè)備，其中所述速率包含了1、2、5.5以及11Mbps。此外還可以對無線設(shè)備進(jìn)行配置，以便將其用于混合載波模式操作，使之能夠根據(jù)若干實施例中任何一個實施例來使用混合信號結(jié)構(gòu)，從而以不同或者更高的數(shù)據(jù)速率來進(jìn)行通信，例如6、9、12、18、24、36、48或54Mbps這些標(biāo)準(zhǔn)的802.11a速率。
所述混合信號設(shè)備能與802.11b設(shè)備在同一無線操作區(qū)域中運作和/或共存，但即使是在以混合信號模式運作的時候，這些設(shè)備也不會為對方帶來明顯干擾。
圖1是依照本發(fā)明一個實施例執(zhí)行的混合信號分組101的示意圖。分組101包括一個單載波部分103，其后繼之以一個多載波部分105。單載波部分103是用單載波調(diào)制方案來調(diào)制的，多載波部分105則用多載波調(diào)制方案來進(jìn)行調(diào)制。在這里描述的實施例中，單載波調(diào)制為四相移相鍵控(QPSK)符號速率或二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)，例如根據(jù)802.11b標(biāo)準(zhǔn)，而多載波調(diào)制依照的是OFDM，例如根據(jù)802.11a標(biāo)準(zhǔn)。但是應(yīng)該理解和預(yù)料的是，其他單載波和多載波調(diào)制方案也是可以使用的。
在所示實施例中，單載波部分103包括一個巴克前同步碼108，其后繼之以一個巴克報頭111。巴克前同步碼108包括一個同步字段107，其后是一個同步字段分界符(SFD)109，為了進(jìn)行巴克字調(diào)制，所述巴克前同步碼108是依照802.11b來配置的。前同步碼108與巴克報頭111可以依照BPSK或QPSK來進(jìn)行調(diào)制，由此能以1或2兆比特每秒(Mbps)的速率來進(jìn)行發(fā)射。長版本的單載波部分103是在192微秒(μs)中發(fā)射的，而短版本則是在96μs中發(fā)射的。多載波部分105包括一個前同步碼113、一個數(shù)據(jù)字段115以及一個SIF填充字符117。數(shù)據(jù)字段115是使用OFDM調(diào)制而在一個從6、9、12、18、24、36、48或54Mbps這些典型數(shù)據(jù)速率中選出的數(shù)據(jù)速率上發(fā)射的。SIF填充字符則是在6μs中發(fā)射的。
前同步碼113被用于為OFDM調(diào)制執(zhí)行同步，它包括一個長同步字段119和一個信號字段121。前同步碼113是在大約12μs中傳送的。長同步字段119包括一對0.8μs的保護(hù)間隔123、125以及一對3.6μs的長訓(xùn)練符號127、129。由此可以預(yù)料，長同步字段119的總的持續(xù)時間是8μs，這明顯要短于至少耗費96μs的短或長版本的單載波部分103。
圖2 包含了依照本發(fā)明一個實施例實施的基帶發(fā)射機201的混合載波信號發(fā)射機200的簡化框圖。在一個實施例中，將發(fā)射機201配置成以幾種模式來進(jìn)行操作，其中包括單載波模式(例如802.11b)、混合載波模式(802.11g)以及若干種多載波模式(例如802.11a)。多載波模式可以在幾個頻帶中的任何一個頻帶上使用OFDM調(diào)制，例如2.4或5GHz頻帶。單載波處理器或核心203引入了核心處理功能，由此以一個選定碼片速率來配置單載波信號，例如處于11MHz的巴克碼片。核心203的輸出被提供到一個1∶2分路器205的輸入端。分路器205的第一輸出207則被提供到單載波脈沖成形部件209(數(shù)字濾波器)的輸入端，其中所述脈沖成形部件以44MHz的取樣速率輸出一個單載波分組。而單載波脈沖成形部件209的輸出被提供給一個3∶1復(fù)用器(MUX)213的第一輸入端211，所述復(fù)用器的輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)215的輸入端耦合。
DAC 215的模擬輸出與一個射頻(RF)信號混合，并且如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的那樣，所述輸出經(jīng)由天線204而在無線介質(zhì)中傳送。在所示實施例中，將DAC 215的模擬輸出提供給RF系統(tǒng)202，該系統(tǒng)將基帶信號轉(zhuǎn)換成經(jīng)由天線而在無線介質(zhì)中聲明的RF信號。發(fā)射機200還包含了與RF系統(tǒng)202及基帶發(fā)射機201相耦合的控制邏輯206，以便對操作進(jìn)行控制并且控制特定的工作模式?？刂七壿?06對分路器205和MUX 213進(jìn)行控制，以便選擇那些用于單載波模式的單載波分組，并且選擇用于多載波模式的多載波分組，此外還對用于混合載波工作模式的混合載波分組加以選擇。
此外還可以對RF系統(tǒng)202和控制邏輯206進(jìn)行配置，以便將其用于多頻帶操作。RF系統(tǒng)202可以被配置成使用幾個RF載波頻率中選定的一個頻率來發(fā)射分組，所述載波頻率包括但不局限于無執(zhí)照的2.4和5吉赫(GHz)頻帶。此外還考慮將2.4GHz頻帶用于依照802.11b的單載波模式。并且還可以將2.4GHz的頻帶用于混合載波模式，以便提供與傳統(tǒng)的802.11b設(shè)備的向后兼容性。此外還考慮將5GHz的頻帶用于依照802.11a的多載波模式。并且考慮將包括2.4GHz和5GHz頻帶在內(nèi)的幾個不同頻帶以及其他任何選定頻帶用于多載波模式(也就是多頻帶操作)，不管所述頻帶是否為標(biāo)準(zhǔn)頻帶。例如，F(xiàn)CC近來批準(zhǔn)802.11a的一個修改版本運行在接近6GHz的許可頻帶。由此可以對多頻帶的802.11a操作加以考慮。
分路器205的第二輸出217被提供到混合載波脈沖整形部件或數(shù)字濾波器219。數(shù)字濾波器219從核心203接收單載波前同步碼和報頭信號，并且以一種與用于混合載波波形的多載波信號具有相似功率譜的方式來對信號進(jìn)行整形和濾波。特別地，數(shù)字濾波器219包含了經(jīng)過擴縮的有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器分支，因此單載波信號功率譜近似于多載波信號功率譜。在一個實施例中，數(shù)字濾波器219使用了一個在連續(xù)時間中指定并用磚墻(brick wall)近似的無限脈沖響應(yīng)產(chǎn)生的時間整形脈沖。優(yōu)選地，無限脈沖響應(yīng)是用一個連續(xù)時間窗口來截取的，其中所述窗口長到了足以實現(xiàn)預(yù)期頻譜特性(近似于多載波調(diào)制)，但所述窗口也要足夠短，以便減少復(fù)雜性。最終得到的連續(xù)時間脈沖波形可以用DAC 215的取樣速率來進(jìn)行取樣，在所示實施例中，所述取樣速率為44MHz。對使用了巴克和OFDM的802.11g來說，F(xiàn)IR分支是經(jīng)過擴縮的，因此巴克前同步碼和報頭功率譜近似于OFDM的功率譜。
數(shù)字濾波器219輸出的混合載波的前同步碼和報頭被提供到組合器223的一個輸入端221，所述組合器在第二輸入端227從多載波處理器或核心225接收多載波有效負(fù)載。如下文進(jìn)一步描述的那樣，組合器223將會進(jìn)行操作，以便將混合載波的前同步碼和報頭與多載波有效負(fù)載相組合，從而在其輸出端228產(chǎn)生一個混合載波分組，輸出端228則與MUX213的第二輸入端229相耦合。所述核心225引入了核心處理功能，以便在選定取樣速率上配置多載波分組，其中所述取樣速率可以是例如DAC215的44MHz取樣速率。核心225的輸出被提供到組合器223的輸入端227以及MUX 213的第三輸入端231。當(dāng)控制邏輯206控制分路器205選擇其第一輸出207并且控制MUX 213選擇其第一輸入211，從而將核心203產(chǎn)生并由脈沖整形部件209整形的單載波分組提供給DAC 215的時候，發(fā)射機201是以單載波模式(例如802.11b)操作的。當(dāng)控制邏輯206控制分路器205選擇它的第二輸出217并且控制MUX 213選擇它的第二輸入229，從而將由組合器223的混合載波分組提供給DAC 215的時候，發(fā)射機201是以混合信號模式(例如802.11g)來操作的。當(dāng)控制邏輯206控制MUX 213選擇它的第三輸入231，從而將核心225產(chǎn)生的多載波分組提供給DAC 215的時候，發(fā)射機201是以多載波模式(例如802.11a)來操作的。
需要注意的是，可以將核心203配置成能夠產(chǎn)生一個完整的單載波分組(經(jīng)由脈沖整形電路209)并且可以將核心225配置成能夠產(chǎn)生一個完整的多載波分組。然而，組合器223是將單載波信號的第一部分或是前同步碼和報頭與多載波信號的有效負(fù)載部分(例如包括前同步碼113，數(shù)據(jù)字段115以及SIF 117)相結(jié)合而產(chǎn)生混合載波分組的。此外還對單載波核心203進(jìn)行配置，以便修改單載波部分103的報頭111，從而包含一個指示混合載波工作模式的比特或字段?；旌陷d波模式比特則將分組是混合載波信號而不是單載波信號通知給接收機。
圖3是組合器的一個實施例的簡化框圖。組合器223在通過其輸入端221接收的單載波報頭和前同步碼與通過其輸入端227接收的多載波有效負(fù)載之間執(zhí)行相位和時間校準(zhǔn)。組合器223還在單載波報頭末端和多載波有效負(fù)載開端之間執(zhí)行轉(zhuǎn)換。所述組合器223包括一個軟開關(guān)301，所述軟開關(guān)分別在第一、第二和第三端子303、305以及307之間以圖形表現(xiàn)形式來切換輸出228。并且軟開關(guān)301不必作為物理或機械開關(guān)來實現(xiàn)，取而代之的是，它可以在固件或數(shù)字邏輯中實現(xiàn)，以便在轉(zhuǎn)換過程中執(zhí)行信號之間的平滑切換。第一端子303與組合器223的輸入端221以及數(shù)字組合器部件309的第一輸入端317相耦合。第二端子305與數(shù)字組合器部件309的輸出端相耦合。第三端子307與相位旋轉(zhuǎn)器311的一個輸出端315相耦合，所述輸出端還被提供到數(shù)字組合器部件309的第二輸入端319。如下文進(jìn)一步描述的那樣，相對于單載波信號的最后一部分而言，相位旋轉(zhuǎn)器311是將多載波信號旋轉(zhuǎn)或乘以一個相位角“”，以便保持相位連續(xù)性。在混合載波信號的完整單載波部分與完整多載波部分之間的轉(zhuǎn)換過程中，數(shù)字組合器309將單載波與多載波信號相組合。
圖4A和4B是分別使用了BPSK或QPSK的示范性單載波調(diào)制方案的相位關(guān)系圖示。圖4A是BPSK在兩個象限中引入實部和虛部(2個相位中的一種)的BPSK曲線的簡化圖示。相位角是1或-1。圖4B是對QPSK將實部和虛部引入所有四個象限(4個相位中的一種)進(jìn)行描述的QPSK曲線的簡化圖示。相位角則是1、j、-1或-j。在傳輸過程中，信號的特定相位是模糊的，因此絕對相位也是不確定的。接收機通常被配置成確定并追蹤輸入信號相位。然而，對混合載波信號而言，單載波與多載波部分之間的相對相位應(yīng)該得到保持，否則就應(yīng)該是可確定的，由此可以簡化接收機執(zhí)行的捕獲。因此，多載波信號相位是基于單載波信號的最后一部分的相位，從而簡化了接收機的相位捕獲。
單載波信號使用了直接序列擴展頻譜(DSSS)，與OFDM多載波信號格式相比，這些信號是截然不同的。對CCK-ODFM而言，這些BPSK或QPSK格式中的任何一種都可重新用于報頭。802.11b報頭中的最后一個巴克字的相位確定了相干OFDM信號相對于核心225產(chǎn)生的OFDM信號所具有的相位。回過來參考圖3，對CCK-OFDM而言，相位旋轉(zhuǎn)器311將OFDM信號旋轉(zhuǎn)一個相位角，所述相位角即為最后一個巴克字的相位角()，并且所述旋轉(zhuǎn)器在其輸出端315聲明了這個經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的OFDM信號。經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的OFDM信號施加到數(shù)字組合器309的輸入端319以及軟開關(guān)301的第三端子307。大小為1的相位角對應(yīng)于0度旋轉(zhuǎn)(沒有旋轉(zhuǎn))，大小為j的相位角對應(yīng)于90度旋轉(zhuǎn)，大小為-1的相位角對應(yīng)于180度旋轉(zhuǎn)，大小為-j的相位角則對應(yīng)于-90度旋轉(zhuǎn)。OFDM這樣的多載波信號是一個包含了實部和虛部的復(fù)數(shù)，另外，所述實部和虛部也可稱為同相(I)和正交相位(Q)分量，因此在數(shù)學(xué)上將I和Q分量與-1、j或-j相乘。
圖5是對使用了巴克和OFDM信號的單載波和多載波部分之間的校正進(jìn)行描述的時序圖。所述時序圖描述的是帶有報頭的最后一個巴克字503的OFDM信號部分501的校準(zhǔn)。每個巴克字的第一個碼片都包含了507所示的最后一個巴克字503的第一個碼片，其中每一個巴克字的第一個碼片都以1μs的校準(zhǔn)為中心，各個碼字的各個后續(xù)巴克碼片則每隔1/11μs或91納秒(ns)就集中一次。對OFDM信號開端而言，在509顯示的OFDM信號的第一完整取樣出現(xiàn)在報頭中最后一個巴克字的第一碼片的零相位峰值之后1μs，由此出現(xiàn)在最后一個巴克字的最后一個碼片511之后1/11μs，從而在轉(zhuǎn)換過程中保持了定時。最后一個碼片511與第一完整OFDM取樣509之間的周期形成了一個介于最后一個巴克字503與OFDM信號第一完整取樣之間的重疊周期513，其大小為1/11μs。在第一個完整比例的OFDM取樣之前還顯示了一個經(jīng)過擴縮的OFDM取樣515，以便對數(shù)字組合器317執(zhí)行的平滑波形之間轉(zhuǎn)換的操作進(jìn)行描述。OFDM取樣515是周期性擴展的，因為它是在OFDM取樣完全開始之前很早就出現(xiàn)的。這種轉(zhuǎn)換時間校準(zhǔn)使得均衡器信息和定時信息能在混合載波信號的單載波和多載波部分之間繼續(xù)傳送。
回過來參考圖3，軟開關(guān)301將第一端子303連接到組合器223的輸出端228，直到最后一個巴克碼片511結(jié)束之后，從而轉(zhuǎn)發(fā)最后一個巴克字。然后，在最后一個巴克碼片511之后，所述開關(guān)301進(jìn)行切換，以便在第二端子305上將數(shù)字組合器309的輸出端連接到輸出端228。在重疊周期513中，數(shù)字組合器309對輸入端317的單載波信號以及輸入端319上經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的多載波信號進(jìn)行數(shù)字組合。需要注意的是，盡管在所示結(jié)構(gòu)中對信號進(jìn)行了數(shù)字取樣，從而使用了一個數(shù)字組合器，但是在替換實施例中也可以考慮使用模擬組合器及其他設(shè)備。在一個實施例中，數(shù)字組合器309斜降單載波信號，同時斜升多載波信號。由于單載波與多載波信號都以44MHz來進(jìn)行取樣并且校準(zhǔn)是以11MHz的巴克碼片為基礎(chǔ)的，因此在重疊周期513中，最后一個巴克碼片511與第一個完整的OFDM取樣509之間存在三個(3)中間取樣。在一個實施例中，在轉(zhuǎn)換過程中，數(shù)字組合器309將75％的巴克信號與25％的OFDM信號相組合，以便用于第一中間取樣，并且將50％的巴克信號與50％的OFDM信號相組合，以便用于第二中間取樣，此外還將25％的巴克信號與75％的OFDM信號相組合，以便用于第三中間取樣，其中這些中間取樣是在連續(xù)的44MHz周期中提供到輸出端228的。在第一個完整的OFDM取樣509之前，軟開關(guān)301將會進(jìn)行切換，以便將端子307連接到輸出端228，其中所述端子具有處于相位旋轉(zhuǎn)器311輸出端315上的經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的OFDM取樣，并且所述軟開關(guān)301仍舊保持在端子307，以便用于多載波部分105的剩余部分。
圖6是描述重疊周期513中單載波信號的示范性終止和OFDM符號開始的圖示，其中單載波信號終止由處于601的虛線曲線顯示并且按照802.11b來進(jìn)行整形，而OFDM符號開始則在603顯示并且按照802.11a來進(jìn)行整形。如這些圖示中所述，在從單載波變換到多載波的時候，單載波是以一種受控方式終止的。在即將轉(zhuǎn)換的時候，這種單載波終止將會保持AGC并使信號功率間隙減至最小，由此轉(zhuǎn)而將另一個載波造成的某個信號的惡化減至最小。802.11b分段的單載波終止與802.11a的OFDM整形的終止相似。802.11a為OFDM符號指定一個用于定義單載波分段終止的窗口函數(shù)。單載波信號是在一個預(yù)定時間窗口中終止的，例如標(biāo)稱的100納秒(ns)。此外，沒有必要完全沖洗單載波脈沖整形濾波器。與11碼片處理增益、熱噪聲以及多徑失真相比，最終得到的報頭中的最后一個巴克碼字的失真非常小。并且所述終止可以在數(shù)字信號處理之中或是通過模擬濾波顯性實現(xiàn)。
圖7是包含了根據(jù)本發(fā)明一個實施例實施的基帶接收機701的接收機700的簡化框圖。接收機700包括一個通過天線704來從無線介質(zhì)中接收RF信號并將RF信號轉(zhuǎn)換成基帶信號的RF系統(tǒng)。基帶模擬輸入信號被應(yīng)用于模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)703的輸入端。ADC 703將一個以22MHz速率取樣的相應(yīng)的數(shù)字基帶信號聲明到信道脈沖響應(yīng)(CIR)估計部件705、MUX 709的第一輸入端707、時間追蹤回路部件711的輸入端以及非相干自動增益控制(AGC)反饋部件713的輸入端。如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的那樣，接收機700經(jīng)由一系列放大器、濾波器以及混頻級而將來自無線信道的RF信號轉(zhuǎn)換成基帶模擬輸入信號。為了檢測到弱信號(高增益)或者降低強信號(低增益)，接收機700的增益范圍通常很大。ADC 703可以用足夠的比特分辨率來實現(xiàn)，從而覆蓋整個增益范圍，但是通常將ADC 703實施為只包含用于輸入基帶信號的預(yù)期分辨率的足夠比特數(shù)目。在反饋線路715上使用了AGC反饋部件713來向RF系統(tǒng)702聲明一個反饋信號，以便嘗試將接收機700的增益解析到ADC 703的范圍以內(nèi)的目標(biāo)增益范圍。AGC反饋部件713是“非相干的”，因為它是在沒有考慮到信號定時、頻率、相位或其它參數(shù)的情況下進(jìn)行操作的，由此只是粗略解析了用于輸入信號的增益。因此AGC反饋部件713執(zhí)行的只是一個粗略的增益調(diào)整。
在一種如上所述用于發(fā)射機200的相似方式中，接收機700包含了經(jīng)由控制和選擇(SEL)信號耦合到RF系統(tǒng)702和基帶接收機706的控制邏輯706，其中所述控制邏輯對操作進(jìn)行控制并且在若干種工作模式中選擇一種。此外還可以對接收機700進(jìn)行配置，使之以單載波模式操作，從而接收并捕獲單載波分組或信號，并且可以將其配置成以多載波模式進(jìn)行操作，以便捕獲多載波分組，此外還可以將其配置成以混合載波模式來進(jìn)行操作，以便獲取混合載波分組。另外還可以對接收機700進(jìn)行配置，以便將其用于多頻帶操作，所述頻帶包含了2.4和5GHz的頻帶以及預(yù)期的其他頻帶。2.4GHz頻帶預(yù)期用于單載波和混合載波模式，以便與802.11b或802.11b的傳統(tǒng)設(shè)備保持兼容。任何選定頻帶都可用于多載波工作模式并且還計劃使用多頻帶802.11a操作。需要指出的是，RF系統(tǒng)202和控制邏輯206可以與RF系統(tǒng)702和控制邏輯706相結(jié)合，基帶發(fā)射機200和基帶接收機700可以與組合的RF系統(tǒng)相耦合并且通過執(zhí)行控制來實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明一個實施例的RF收發(fā)信機。
對單載波和混合載波的工作模式來說，CIR估計部件705檢查信號中已知的前同步碼，估計無線信道并且輸出一個代表信道脈沖響應(yīng)(以及中間濾波器)的時域信號hi。在一個實施例中，CIR估計部件705是一個具有選定數(shù)量“i”個濾波器分支的FIR濾波器。hi信號則被提供給快速傅里葉變換(FFT)部件717和信道匹配濾波器(CMF)部件719的輸入端。CMF部件719通過執(zhí)行hi信號的共軛和反轉(zhuǎn)時間函數(shù)來對其分支進(jìn)行編程。CMF部件719還可以包括一個FIR濾波器。實質(zhì)上，由于信道效應(yīng)造成的信號失真是通過CMF部件719來消除的。時間追蹤部件711是一個檢查并調(diào)整數(shù)字基帶信號定時的自主型數(shù)字調(diào)整濾波器。例如，時間追蹤部件711根據(jù)802.11b信號的巴克碼片來調(diào)整定時。時間追蹤部件711向乘法器721的一個輸入端聲明一個時間經(jīng)過調(diào)整的信號，所述信號與一個在乘法器其他輸入端接收的增益調(diào)整信號KAGC相乘，從而產(chǎn)生一個增益經(jīng)過調(diào)整的信號。乘法器721將這個增益經(jīng)過調(diào)整的信號聲明到相位旋轉(zhuǎn)器723的一個輸入端，所述相位旋轉(zhuǎn)器使用一個在其的其他輸入端接收的相位調(diào)整信號ejθPLL來調(diào)整所述信號，以便產(chǎn)生一個相位經(jīng)過調(diào)整的信號。相位旋轉(zhuǎn)器723將這個相位經(jīng)過調(diào)整的信號聲明到CMF部件719的輸入端，CMF部件則從信號中消除信道失真。CMF部件719的輸出端耦合到MUX 709的第二輸入端725、單載波核心731的輸入端、鎖相環(huán)(PLL)相位誤差部件727的輸入端以及AGC增益誤差部件729的輸入端。并且提供了控制邏輯706與單載波核心731之間的SEL信號來控制工作模式。盡管通常是由控制邏輯706來控制操作，但是一旦檢測到混合載波分組，那么單載波核心731可以將工作模式從單載波改成混合載波模式。
PLL相位誤差部件727檢測CMF部件719輸出端上的任何相位誤差并將一個相應(yīng)的相位誤差信號error聲明到超前/滯后(lead/lag)濾波器733，所述濾波器產(chǎn)生相位調(diào)整信號ejθPLL并且將其聲明到相位旋轉(zhuǎn)器723。AGC增益誤差部件729對CMF部件719輸出端上的信號增益以及預(yù)定目標(biāo)增益進(jìn)行比較，并且向積分器部件735產(chǎn)生一個相應(yīng)的增益誤差信號Kerror。積分器部件735接收這個增益誤差信號Kerror并且產(chǎn)生增益調(diào)整信號KAGC，此外還將增益調(diào)整信號KAGC提供給乘法器721。這樣一來，在基帶接收機701中至少提供了三個用于單載波信號的不同回路，其中包括集中于時間追蹤回路711而對定時進(jìn)行調(diào)整的定時回路，集中于乘法器721而對增益進(jìn)行調(diào)整的增益回路，以及集中于相位旋轉(zhuǎn)器723而對頻率和相位進(jìn)行調(diào)整的相位回路。起初，在使用來自CIR估計部件705的hi信號來對CMF部件719的分支進(jìn)行編程之前，這些回路恒定保持在標(biāo)稱值上。在對CMF部件719進(jìn)行編程之后，所述回路將被釋放，以便解析并減少或消除輸入信號中的定時、增益、相位和頻率誤差。
MUX 709受SEL信號控制，以便選擇其第一輸入端707用于多載波工作模式，例如基于802.11a的分組。MUX 709的輸出端耦合到多載波核心737的輸入端，如下文進(jìn)一步描述的那樣，所述多載波核心引入了必要的處理功能來解析那些經(jīng)由ADC 703接收的多載波信號的定時、頻率、增益、相位和信道響應(yīng)。來自控制邏輯706的SEL信號被提供到多載波核心737，以便控制工作模式。此外還繞過了基帶接收機701的剩余部分，以便執(zhí)行多載波工作模式。對單載波工作模式來說，核心731引入了必要的處理功能來檢測和解析單載波分組。頻率、定時、相位、增益和濾波器響應(yīng)都是由回路和CMF部件719處理的，由此對巴克或CCK單載波信號進(jìn)行解析。
單載波核心731被用于對單載波部分103進(jìn)行解析，多載波核心737則用于對混合載波分組101的多載波部分105進(jìn)行解析，以便執(zhí)行混合載波工作模式。MUX 709受SEL信號的控制并選擇它的第二輸入端725，以便將CMF部件719的輸出提供給核心737。然而對混合載波工作模式而言，核心737并未嘗試解析單載波部分103，并且在核心731發(fā)布START控制信號之前，所述核心737是禁用的。就如輸入信號是一個正常單載波分組那樣，核心731對輸入信號的單載波部分103進(jìn)行解析。核心731檢測單載波部分103的報頭111中的混合模式比特，并且啟用混合載波工作模式。如果混合載波分組是用模式比特來表示的，那么核心731在單載波部分103末端向PLL相位誤差部件727、AGC增益誤差部件729以及時間追蹤部件711發(fā)布一個FREEZE控制信號。FREEZE信號的聲明將會導(dǎo)致PLL相位誤差部件727將相位誤差信號error設(shè)定為零，由此保持相位調(diào)整信號ejθPLL的當(dāng)前電平。并且FREEZE信號的聲明還會導(dǎo)致AGC增益誤差部件729將增益誤差信號Kerror設(shè)定為零，由此保持增益調(diào)整信號KAGC的當(dāng)前電平。此外，F(xiàn)REEZE信號的聲明還會停止時間追蹤部件711的操作，從而禁用時間追蹤調(diào)整。凍結(jié)這些參數(shù)將會保持源自單載波波形的相位、頻率、增益和取樣定時，以便將其用作多載波波形的起點。
核心731通過聲明START信號而在多載波有效負(fù)載開端啟用核心737的操作。如下文進(jìn)一步描述的那樣，核心737具有自己的增益、相位/頻率和時間追蹤回路。在部分混合信號的單載波部分103中，F(xiàn)FT部件717將時間脈沖響應(yīng)信號hi轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的頻域信號H(ω)。H(ω)信號即為無線信道的頻率響應(yīng)并被提供到頻域均衡器(FEQ)計算部件739的輸入端。FEQ計算部件739根據(jù)以下等式來計算頻域均衡器分支
FEQ(ωk)=1|H(ωk)|2-----(1)]]>其中下標(biāo)“k”是一個表示與多載波信號相關(guān)聯(lián)的“音調(diào)”或“子載波”的索引。對OFDM來說，ωk表示的是所關(guān)注的OFDM信號的子載波頻率。對OFDM信號的各個子載波來說，F(xiàn)EQ是作為單分支頻域均衡器來操作的，它消除了無線信道產(chǎn)生的增益和相位失真。由于基帶接收機701保持了從單載波波形到多載波波形的CIR估計，因此將單載波前同步碼用作核心737的FEQ。由此在從混合信號的單載波部分到多載波部分的轉(zhuǎn)換過程中保持了信號相干性。
圖8是根據(jù)本發(fā)明一個替換實施例實施的基帶接收機801的框圖。在所述圖中并未顯示接收機的剩余部分，例如RF系統(tǒng)702和控制邏輯706，但它們是以相似方式來操作的?；鶐Ы邮諜C801與基帶接收機701相似并且可以將其替代，但是相位旋轉(zhuǎn)器723的輸出端則耦合到了MUX 709的第二輸入端725而不是CMF部件719的輸出端。除了在單載波部分103末端之前通過聲明FREEZE和START信號來說明經(jīng)由CMF部件719的等待時間之外，實質(zhì)上，所述操作是非常相似的。此外，F(xiàn)EQ計算部件739是根據(jù)以下等式2來計算頻域均衡器分支的FEQ(ωk)=1H(ωk)-----(2)]]>從計算角度來看，為基帶接收機801計算FEQ的等式要比用于計算基帶接收機701的等式稍微簡單一些。然而，基帶接收機701不需要通過確定經(jīng)由CMF部件719的等待時間來確定何時聲明FREEZE和START信號。
圖9是核心737的示范性O(shè)FDM實施例的框圖?？梢灶A(yù)料的是，根據(jù)所用特定多載波調(diào)制方案，也可以對其他的多載波核心加以考慮。MUX 709輸出的OFDM信號提供到組合器901，所述組合器組合一個頻率調(diào)整信號FADJ并且向定時調(diào)整部件903提供一個頻率調(diào)整信號。定時調(diào)整部件903在另一個輸入端接收一個頻率誤差信號并且將一個定時調(diào)整信號提供給乘法器905的一個輸入端。乘法器905將定時調(diào)整部件903的輸出與增益調(diào)整信號KAGC相乘，并且向微調(diào)保護(hù)間隔部件907的輸入端聲明一個增益調(diào)整信號。微調(diào)保護(hù)間隔部件907通過執(zhí)行操作來減輕符號間干擾(ISI)，并且將它的時域輸出信號提供到FFT部件909，所述FFT部件909將時域信號轉(zhuǎn)換成頻率響應(yīng)信號。該頻率響應(yīng)信號被提供到組合器911的一個輸入端，所述組合器則從前述FEQ計算部件739接收頻域均衡器分支FEQ(ωk)。
組合器911將一個信道調(diào)整信號聲明到軟判定部件913的輸入端、增益誤差部件915的輸入端以及相位誤差部件917的輸入端。增益誤差部件915將一個增益誤差信號提供給積分器919，所述積分器將增益調(diào)整信號KAGC聲明到乘法器905。相位誤差部件917將一個相位誤差信號聲明到超前/滯后濾波器部件921，所述濾波器部件將頻率誤差信號聲明到定時調(diào)整部件903和復(fù)合數(shù)控振蕩器(CNCO)電路923。CNCO 923產(chǎn)生的是提供給組合器901的頻率調(diào)整信號FADJ。并且CNCO電路923對OFDM信號的所有子載波的頻率和相位進(jìn)行調(diào)整。
增益誤差部件915、積分器919以及乘法器905形成了基于OFDM的核心737的增益追蹤回路925，它對OFDM信號的增益進(jìn)行調(diào)整。相位誤差部件917、超前/滯后濾波器921、CNCO電路923、組合器901以及定時調(diào)整部件903則形成了一個頻率、相位和定時追蹤回路927，它對OFDM信號的頻率、相位和定時進(jìn)行調(diào)整。在聲明START信號的時候，核心737從FREEZE信號中止單載波回路的這個時刻開始處理混合載波信號的多載波部分。這樣一來，即使OFDM核心737包含了自己的多載波增益、頻率、相位和時間追蹤回路，這些多載波回路也可以針對單載波回路為單載波部分103確定的增益、頻率、相位和時間參數(shù)而進(jìn)行追蹤。由于發(fā)射機在從混合載波信號的單載波過渡到多載波部分的時候保持了相干性，因此相干性也在基帶接收機的單載波和多載波處理器部分之間得到了保持。此外，由于發(fā)射機201的混合載波數(shù)字濾波器219執(zhí)行了功率譜近似，因此CIR估計部件705在單載波部分103中獲取的CIR估計適用于混合載波信號101的多載波部分103。這樣一來，來自FEQ計算部件739的頻域均衡器分支FEQ(ωk)與多載波部分105相關(guān)，從而消除了無線信道的增益和相位失真。這樣，相干轉(zhuǎn)換將會出現(xiàn)在基帶接收機701或801中混合信號分組101的單載波與多載波部分之間。
OFDM核心737可以用標(biāo)準(zhǔn)方式來實施，以便包含一個解交織和去鑿孔部件929，一個計算分支量度部件931，一個維特比譯碼器933以及一個解擾器935，所述解擾器將恢復(fù)的信號信息輸出到本地介質(zhì)訪問控制(MAC)設(shè)備。
圖10是包含了根據(jù)本發(fā)明一個替換和非相干實施例實施的基帶接收機1001的框圖。實質(zhì)上，基帶接收機1001的單載波部分是以等同于基帶接收機701和801的方式來進(jìn)行操作的，因此這里不再對此進(jìn)行描述?；鶐Ы邮諜C1001包含一個單載波核心1003，其操作與核心731相似，但是它并沒有聲明FREEZE控制信號。取而代之的是，在檢測到混合載波分組101的時候，核心1003會向一個多載波核心1005發(fā)布START信號。核心1005則以類似前述核心737的方式來進(jìn)行操作，但是它是直接從ADC 703而不是CMF部件719或相位旋轉(zhuǎn)器723中接收輸入。這樣一來，核心1005必須直接從多載波部分105中重新捕獲頻率、相位、增益、取樣定時和CIR估計，例如從混合載波分組101中OFDM前同步碼113部分的8μs的OFDM長同步字段119。
在其它實施例中，基帶接收機1001使用由接收機中單載波部分的增益、相位和定時回路所確定的增益、相位、頻率或定時參數(shù)的任何選定組合來充當(dāng)多載波回路起點。例如，可以將時間追蹤部件711確定的定時參數(shù)編程到核心737的定時調(diào)整部件903之中，和/或可以在超前/滯后濾波器921內(nèi)部對超前/滯后濾波器733確定的頻率參數(shù)進(jìn)行編程，以便簡化核心737執(zhí)行的多載波捕獲。盡管來自單載波回路的增益和相位參數(shù)也可以在多載波核心中使用，但在確定CIR估計的時候已經(jīng)從混合信號分組101的多載波部分105的前同步碼部分(例如OFDM長同步字段119)中確定了這些參數(shù)。
此外，非相干實施例向后兼容于單載波802.11b模式的無線電設(shè)備，并且能夠結(jié)合這里描述的所建議的802.11g混合載波波形來進(jìn)行操作。然而，非相干實施例不如相干實施例那樣牢固，因為它們沒有使用與信號單載波部分中產(chǎn)生的信息同樣多的信息，取而代之的是，它們依賴于OFDM信號的相對短長同步部分。因此與相干實施例相比，非相干實施例的敏感性略微降低，但是分組差錯率卻更大。盡管如此，但是非相干實施例卻通過使用更簡單和更廉價的設(shè)計而提供了可接受的性能。
盡管在這里已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實施例而對根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法進(jìn)行了描述，但這并不意味著將其局限于這里闡述的特定形式，恰恰相反，其意圖是覆蓋這些可以合理包含在本發(fā)明實質(zhì)和范圍以內(nèi)的替換、修改和等價物。
權(quán)利要求
1.一種基帶接收機，包括一個信道脈沖響應(yīng)(CIR)估計部件，它能夠根據(jù)接收信號即單載波信號或混合載波信號的單載波分段來產(chǎn)生一個脈沖響應(yīng)信號，其中單載波分段具有近似于多載波頻譜的頻譜；增益、相位及定時回路，它對接收信號的增益、相位、頻率和定時進(jìn)行調(diào)整，以便提供一個經(jīng)過調(diào)整的接收信號；一個耦合到CIR估計部件的信道匹配濾波器(CMF)，所述濾波器根據(jù)脈沖響應(yīng)信號來對經(jīng)過調(diào)整的接收信號進(jìn)行濾波；一個單載波處理器，它對那些經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號進(jìn)行處理，以便解析出混合載波信號的單載波分段，所述單載波處理器還能檢測單載波分段中的混合載波模式指示，并且聲明一個與單載波分段末端相對應(yīng)的開端指示；以及一個多載波處理器，它能響應(yīng)所述開端指示聲明來處理混合載波信號的多載波分段。
2.權(quán)利要求1的基帶接收機，其中使用了一種選自二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)和四相相移鍵控(QPSK)的調(diào)制方案來對單載波分段進(jìn)行調(diào)制，并且其中使用了正交頻分復(fù)用(OFDM)來對混合載波信號的多載波分段進(jìn)行調(diào)制。
3.權(quán)利要求1的基帶接收機，還包括與單載波處理器和多載波處理器相耦合的控制邏輯，它在單載波、多載波以及混合載波的工作模式中進(jìn)行選擇；所述單載波處理器被配置為在單載波工作模式中對一個單載波信號中經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號進(jìn)行處理，并且在混合載波工作模式中對混合載波信號的經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號的單載波分段進(jìn)行處理；以及所述多載波處理器被配置成在多載波工作模式中在調(diào)整和濾波之前對多載波接收信號進(jìn)行處理，并且在混合載波工作模式中對混合載波信號的多載波分段進(jìn)行處理。
4.權(quán)利要求3的基帶接收機，其中多載波處理器是以一種非相干的混合載波模式來進(jìn)行操作的，其中所述多載波處理器在調(diào)整和濾波之前對接收信號的多載波分段進(jìn)行處理。
5.權(quán)利要求4的基帶接收機，還包括包含了一個同步字段的多載波分段，以及多載波處理器從同步字段中確定頻域均衡器分支。
6.權(quán)利要求5的基帶接收機，還包括增益、相位及定時回路，產(chǎn)生增益、相位、頻率和定時調(diào)整參數(shù)；以及多載波處理器被配置為可以結(jié)合增益、相位、頻率和定時調(diào)整參數(shù)的選定組合而被編程。
7.權(quán)利要求6的基帶接收機，還包括多載波處理器包括一個帶有濾波器的鎖相環(huán)，所述鎖相環(huán)被配置成可以結(jié)合頻率調(diào)整參數(shù)而被編程；以及多載波處理器包括一個配置為可以結(jié)合定時調(diào)整參數(shù)而被編程的定時回路。
8.權(quán)利要求1的基帶接收機，還包括響應(yīng)于針對混合載波模式指示的檢測，單載波處理器還向增益、相位及定時回路聲明一個凍結(jié)指示，所述凍結(jié)指示會在混合載波信號的單載波分段末端中止定時、增益及相位回路的操作；一個快速傅里葉變換(FFT)生成器，它將脈沖響應(yīng)信號轉(zhuǎn)換成一個提供到頻域均衡器的頻率響應(yīng)信號；一個與FFT生成器相耦合的頻域均衡器，它基于頻率響應(yīng)信號來確定多載波均衡信號；以及所述多載波處理器響應(yīng)于開端指示的聲明而使用多載波均衡信號來處理經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號的多載波分段。
9.權(quán)利要求8的基帶接收機，還包括所述多載波處理器與CMF的一個輸出端相耦合；以及所述均衡器根據(jù)等式FEQ(ωk)=1|H(ωk)|2]]>來確定基于頻率響應(yīng)信號H(ωk)的多載波均衡信號FEQ(ωk)。
10.權(quán)利要求8的基帶接收機，還包括所述多載波處理器與CMF的一個輸入端相耦合；單載波處理器在單載波分段末端之前的一個CMF等待時段聲明開端指示；以及頻域均衡器根據(jù)等式FEQ(ωk)=1|H(ωk)|]]>來確定基于頻率響應(yīng)信號H(ωk)的多載波均衡信號FEQ(ωk)。
11.權(quán)利要求8的基帶接收機，其中所述相位環(huán)路包括一個與CMF的一個輸出端相耦合并產(chǎn)生一個相位誤差信號的相位誤差檢測器；一個與相位誤差檢測器相耦合的相位濾波器，所述濾波器接收相位誤差信號并且產(chǎn)生一個相位校正信號；以及一個與接收信號的信號路徑相耦合并且基于相位校正信號來調(diào)整接收信號的相位旋轉(zhuǎn)器；其中一旦聲明了凍結(jié)指示，則相位校正信號保持恒定。
12.權(quán)利要求11的基帶接收機，其中一旦聲明凍結(jié)指示而使相位校正信號保持恒定，則相位誤差檢測器將相位誤差信號設(shè)定為零。
13.權(quán)利要求8的基帶接收機，其中所述增益回路包括一個耦合到CMF輸出端并產(chǎn)生增益誤差信號的增益誤差檢測器；一個與增益誤差檢測器相耦合的積分器，所述積分器接收增益誤差信號并且產(chǎn)生一個增益校正信號；以及一個與接收信號的信號路徑相耦合并且根據(jù)增益校正信號來調(diào)整接收信號的乘法器；其中一旦聲明了凍結(jié)指示，則增益校正信號保持恒定。
14.權(quán)利要求13的基帶接收機，其中一旦聲明凍結(jié)指示而使增益校正信號保持恒定，則增益誤差檢測器將增益誤差信號設(shè)定為零。
15.權(quán)利要求8的基帶接收機，其中定時回路包括一個接收并調(diào)整接收信號定時的時間追蹤部件，并且其中一旦聲明了凍結(jié)指示，則所述時間追蹤部件中止追蹤接收信號的調(diào)整。
16.權(quán)利要求8的基帶接收機，其中多載波處理器包括一個根據(jù)接收到的多載波信號而將源自頻域均衡器的多載波均衡信號與頻率響應(yīng)信號相組合的組合器。
17.權(quán)利要求8的基帶接收機，還包括耦合到單載波處理器和多載波處理器的控制邏輯，所述控制邏輯在單載波、多載波和混合載波工作模式之間進(jìn)行選擇；單載波處理器被配置成在單載波工作模式中處理單載波信號中經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號，以及在混合載波工作模式中處理混合載波信號中經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號；以及多載波處理器被配置成在多載波工作模式中在調(diào)整和濾波之前對多載波接收信號進(jìn)行處理，并且在混合載波工作模式中對混合載波信號中經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號的多載波分段進(jìn)行處理。
18.一種無線射頻(RF)通信設(shè)備，包括一個RF收發(fā)信機，它將來自天線的RF信號轉(zhuǎn)換成基帶信號并將基帶信號轉(zhuǎn)換成經(jīng)由天線發(fā)射的RF信號；一個與RF收發(fā)信機相耦合的基帶發(fā)射機，所述基帶發(fā)射機被配置成使用單載波調(diào)制方案來對單載波部分進(jìn)行調(diào)制，并且使用多載波調(diào)制方案來對多載波部分進(jìn)行調(diào)制，從而經(jīng)由RF收發(fā)信機來發(fā)射一個混合載波信號，所述發(fā)射機對單載波部分進(jìn)行濾波，以便近似估計多載波功率譜，此外所述發(fā)射機還制定了混合載波信號，以便保持單載波與多載波部分之間的頻率、相位、增益和定時的相干性；以及一個耦合到RF收發(fā)信機的基帶接收機，包括一個信道脈沖響應(yīng)(CIR)估計部件，它能夠根據(jù)來自RF收發(fā)信機的接收基帶信號而產(chǎn)生一個脈沖響應(yīng)信號，所述接收基帶信號包含單載波信號或混合載波信號的單載波分段，其中單載波分段具有近似于多載波功率譜的功率譜；增益、相位及定時回路，它對接收基帶信號的增益、相位、頻率和定時進(jìn)行調(diào)整并且提供一個經(jīng)過調(diào)整的接收信號；一個耦合到CIR估計部件的信道匹配濾波器(CMF)，所述濾波器根據(jù)脈沖響應(yīng)信號來對經(jīng)過調(diào)整的接收信號進(jìn)行濾波；一個耦合到CMF的單載波處理器，它對那些經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號進(jìn)行處理，以便解析混合載波信號的單載波部分，所述單載波處理器能夠檢測單載波部分中的混合載波模式指示，并且聲明一個與單載波部分末端相對應(yīng)的開端信號；以及一個多載波處理器，它能夠響應(yīng)于所述開端信號的聲明來處理混合載波信號的多載波部分。
19.權(quán)利要求18的無線RF通信設(shè)備，其中使用了一種選自二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)和四相相移鍵控(QPSK)的調(diào)制方案來對單載波分段進(jìn)行調(diào)制，并且其中使用了正交頻分復(fù)用(OFDM)來對混合載波信號的多載波分段進(jìn)行調(diào)制。
20.權(quán)利要求18的無線RF通信設(shè)備，其中基帶接收機包括一個單載波工作模式和一個多載波工作模式，在單載波工作模式中，單載波處理器對經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號進(jìn)行處理，以便解析單載波接收基帶信號，在多載波工作模式中，多載波處理器對多載波接收基帶信號進(jìn)行處理。
21.權(quán)利要求18的無線RF通信設(shè)備，其中基帶接收機還包括單載波接收處理器，它響應(yīng)于針對混合載波模式指示的檢測而聲明一個凍結(jié)信號，所述凍結(jié)信號會中止增益、相位及定時回路的操作；一個將脈沖響應(yīng)信號轉(zhuǎn)換成頻率響應(yīng)信號的快速傅里葉變換(FFT)部件；一個基于頻率響應(yīng)信號來產(chǎn)生多載波均衡信號的頻域均衡器；以及多載波接收機處理器，響應(yīng)于開端信號，通過使用所中止的增益、相位及定時回路以及CMF并且通過使用多載波均衡信號來對經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號的多載波部分進(jìn)行處理。
22.權(quán)利要求21的無線RF通信設(shè)備，其中基帶接收機還包括與單載波處理器和多載波處理器相耦合的控制邏輯，所述控制邏輯在單載波、多載波以及混合載波工作模式之間進(jìn)行選擇；單載波處理器被配置成在單載波工作模式中處理單載波信號中經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號，并且在混合載波工作模式中處理混合載波信號中經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號的單載波分段；以及多載波處理器被配置成在多載波工作模式中在調(diào)整和濾波之前對多載波接收信號進(jìn)行處理，并且在混合載波工作模式中對混合載波信號中經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號的多載波分段進(jìn)行處理。
23.權(quán)利要求22的無線RF通信設(shè)備，其中RF收發(fā)信機能夠執(zhí)行多頻帶操作，其中對單載波和混合載波模式來說，RF收發(fā)信機在第一RF頻帶中操作，并且其中對多載波模式來說，RF收發(fā)信機在包括第一頻帶和第二RF頻帶在內(nèi)的多個頻帶中的一個選定頻帶上操作。
24.權(quán)利要求23的無線RF通信設(shè)備，其中第一RF頻帶大約是2.4吉赫(GHz)并且其中第二RF頻帶大約是5GHz。
25.權(quán)利要求18的無線RF通信設(shè)備，其中基帶發(fā)射機還包括一個產(chǎn)生單載波信號的單載波發(fā)射處理器；一個產(chǎn)生多載波信號的多載波發(fā)射處理器；一個耦合到單載波發(fā)射處理器的數(shù)字濾波器，所述濾波器對單載波信號進(jìn)行濾波，使之具有一個與多載波功率譜相似的功率譜；以及一個與數(shù)字濾波器和多載波發(fā)射處理器相耦合的信號組合器，所述組合器在保持相位、增益和定時校準(zhǔn)的同時將經(jīng)過濾波的單載波信號與多載波信號相組合。
26.權(quán)利要求25的無線RF通信設(shè)備，其中信號組合器還包括一個相位乘法器，它將多載波信號與單載波部分中最后一部分的相位相乘并且提供一個經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的多載波信號；一個數(shù)字組合器，它將經(jīng)過濾波的單載波信號與經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的多載波信號相組合并且提供一個組合的混合載波信號；以及一個軟開關(guān)，它在結(jié)束之前選擇經(jīng)過濾波的單載波信號，在轉(zhuǎn)換周期中選擇經(jīng)過組合的混合載波信號，并且在轉(zhuǎn)換周期末端選擇經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的多載波信號。
27.權(quán)利要求26的無線RF通信設(shè)備，其中單載波信號包含依照預(yù)定定時間隔的連續(xù)碼片，并且其中轉(zhuǎn)換周期具有等價于預(yù)定定時間隔的持續(xù)時間。
28.一種產(chǎn)生用于射頻(RF)傳送的混合載波分組的方法，包括使用一種選定的多載波調(diào)制方案來產(chǎn)生多載波有效負(fù)載；使用一個單載波調(diào)制方案來產(chǎn)生一個包含前同步碼和報頭的單載波分段；對單載波分段進(jìn)行濾波，使之具有與多載波調(diào)制方案功率譜相近似的功率譜，以及用一種在轉(zhuǎn)換中保持增益、相位、頻率和定時的方式來組合經(jīng)過濾波的單載波分段和多載波有效負(fù)載，從而提供一個載波分組。
29.權(quán)利要求28的方法，其中所述組合包括將多載波有效負(fù)載旋轉(zhuǎn)一個相位，所述相位是從經(jīng)過濾波的單載波分段中確定的。
30.權(quán)利要求29的方法，所述單載波調(diào)制方案包含巴克調(diào)制以及多載波調(diào)制方案包括正交頻分復(fù)用(OFDM)，其中所述旋轉(zhuǎn)包括將OFDM多載波有效負(fù)載旋轉(zhuǎn)一個相位，該相位即為經(jīng)過濾波的單載波分段的最后一個巴克字相位。
31.權(quán)利要求30的方法，其中多載波有效負(fù)載包括一個OFDM前同步碼。
32.權(quán)利要求29的方法，其中所述組合包括在轉(zhuǎn)換中斜升多載波有效負(fù)載的同時斜降單載波分段。
33.權(quán)利要求32的方法，經(jīng)過濾波的單載波分段具有預(yù)定碼片速率，所述方法還包括按照預(yù)定取樣速率來對經(jīng)過濾波的單載波分段和多載波有效負(fù)載進(jìn)行取樣；以及所述組合包括在經(jīng)過濾波的單載波分段的最后一個完整取樣之后的一個轉(zhuǎn)換時段，基于經(jīng)過濾波的單載波分段的預(yù)定碼片速率來聲明多載波有效負(fù)載的第一個完整取樣。
34.權(quán)利要求33的方法，其中所述組合還包括按比例組合各個經(jīng)過濾波的單載波分段和多載波有效負(fù)載，以便在轉(zhuǎn)換時間中提供多個取樣。
35.權(quán)利要求34的方法，其中預(yù)定取樣率是預(yù)定碼片速率的四倍，并且其中在轉(zhuǎn)換時間的所述按比例組合包括提供第一、第二和第三中間取樣，對這些取樣而言，經(jīng)過濾波的單載波分段與多載波有效負(fù)載的百分比分別是75/25、50/50以及25/75。
36.一種用于對一個在單載波分段之后繼之以多載波分段的混合載波信號進(jìn)行捕獲的方法，包括確定所接收的基帶信號的增益、相位、頻率和定時調(diào)整參數(shù)；使用這些調(diào)整參數(shù)來調(diào)整基帶信號，以便提供一個經(jīng)過調(diào)整的基帶信號；在對所接收基帶信號的單載波分段進(jìn)行接收的同時確定一個信道脈沖響應(yīng)(CIR)估計；基于CIR估計來對經(jīng)過調(diào)整的基帶信號進(jìn)行濾波，以便提供一個經(jīng)過濾波和調(diào)整的基帶信號；使用一個單載波處理器來處理經(jīng)過濾波和調(diào)整的基帶信號，以便獲取單載波分段；檢測單載波分段中的混合載波模式標(biāo)識符并且聲明一個混合模式指示；以及響應(yīng)于混合模式指示，使用一個多載波處理器來處理接收到的基帶信號，從而獲取多載波分段。
37.權(quán)利要求36的方法，其中所述使用多載波處理器來處理接收到的基帶信號包括在所述調(diào)整和濾波之前對接收到的基帶信號進(jìn)行處理。
38.權(quán)利要求37的方法，還包括使用多載波處理器來從多載波分段的前同步碼部分中確定一個第二信道頻率響應(yīng)估計；以及基于第二頻率響應(yīng)估計來對多載波分段進(jìn)行濾波。
39.權(quán)利要求38的方法，還包括借助多載波處理器來把增益、相位、頻率和定時調(diào)整參數(shù)的任何一個選定組合用作至少一個開端參數(shù)，以便獲取多載波分段。
40.一種用于對一個在單載波分段之后繼之以多載波分段的混合載波信號進(jìn)行捕獲的方法，包括確定所接收的基帶信號的增益、相位、頻率和定時調(diào)整參數(shù)；使用這些調(diào)整參數(shù)來調(diào)整基帶信號，以便提供一個經(jīng)過調(diào)整的基帶信號；在對所接收的基帶信號的單載波分段進(jìn)行接收的同時確定一個信道脈沖響應(yīng)(CIR)估計；將CIR估計轉(zhuǎn)換成一個頻率響應(yīng)信號；使用這個頻率響應(yīng)信號來對頻域均衡器進(jìn)行編程；基于CIR估計來對經(jīng)過調(diào)整的基帶信號進(jìn)行濾波，以便提供一個經(jīng)過濾波和調(diào)整的基帶信號；使用一個單載波處理器來處理經(jīng)過濾波和調(diào)整的基帶信號，以便獲取單載波分段；檢測單載波分段中的混合載波模式標(biāo)識符并且聲明一個混合模式指示和一個凍結(jié)指示；響應(yīng)于凍結(jié)指示，保持增益、相位、頻率和定時調(diào)整參數(shù)恒定；以及響應(yīng)于混合模式指示，使用一個采用頻域均衡器的多載波處理器來處理經(jīng)過濾波和調(diào)整的基帶信號，以便獲取多載波分段。
41.權(quán)利要求40的方法，還包括所述確定增益、相位、頻率和定時調(diào)整參數(shù)包括確定增益、相位、頻率和定時誤差值；以及所述保持增益、相位、頻率和定時調(diào)整參數(shù)恒定包括將增益、相位、頻率和定時誤差值設(shè)定為零。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基帶接收機(701)，包括一個CIR估計部件(705)，增益(經(jīng)由721)、相位(經(jīng)由723)及定時(經(jīng)由711)回路，一個CMF(719)，一個單載波處理器(731)以及一個多載波處理器(737)。CIR估計部件基于接收信號來產(chǎn)生一個脈沖響應(yīng)信號，所述接收信號可以是單載波信號或是混合載波信號(101)的單載波分段(103)。單載波分段具有與多載波頻譜相似的頻譜。增益、相位及定時回路對增益、相位、頻率和定時進(jìn)行調(diào)整，以便提供一個經(jīng)過調(diào)整的接收信號。CMF則根據(jù)脈沖響應(yīng)信號來對經(jīng)過調(diào)整的接收信號進(jìn)行濾波。所述單載波處理器對經(jīng)過調(diào)整和濾波的接收信號進(jìn)行處理以解析出混合載波信號的單載波分段。所述單載波處理器檢測單載波分段中的混合載波模式指示并且聲明一個開端指示。多載波處理器則響應(yīng)于開端信號聲明來處理混合載波信號的多載波分段。
文檔編號H04L12/56GK1559129SQ02818909
公開日2004年12月29日 申請日期2002年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月26日
發(fā)明者馬克·A·韋伯斯特, 邁克爾·J·斯?fàn)査? J 斯?fàn)査? 馬克 A 韋伯斯特 申請人:英特塞爾美國公司