專(zhuān)利名稱(chēng)：在多信道無(wú)線通信系統(tǒng)中估計(jì)時(shí)序與頻率信息的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)線通信系統(tǒng)，且更特別地是，涉及一種在多信道無(wú)線 通信系統(tǒng)中估計(jì)時(shí)序與頻率信息的方法。
背景技術(shù)：
無(wú)線通信系統(tǒng)會(huì)使用頻率分配來(lái)確定不同的RF裝置能夠在不同的頻率 范圍內(nèi)運(yùn)作。在此方法中，舉例而言， 一個(gè)使用者的手機(jī)不會(huì)與其它商業(yè)的 無(wú)線電系統(tǒng)相互干擾，而這些頻率范圍則是被稱(chēng)之為頻帶。
在一個(gè)頻帶之中，頻率范圍可以分開(kāi)為一個(gè)、或多個(gè)信道，其中一種形 式的無(wú)線通信的頻帶和信道是藉由，舉例而言，IEEE 802.11家族的度量所加 以定義，而在此型式的無(wú)線通信之中， 一個(gè)傳送器通常會(huì)透過(guò)一個(gè)信道傳送 數(shù)據(jù)至一個(gè)、或多個(gè)接收器。
這些IEEE 802.11度量亦定義了數(shù)據(jù)如何被建構(gòu)成為數(shù)據(jù)封包，而其通 常會(huì)包括一前導(dǎo)碼(preamble)以及一有效載荷(playload)。圖1舉例說(shuō)明 了一示范封包100，其包括位于一有效載荷102前面的一前導(dǎo)碼101。在此例 子中，封包100是在一寬為20 MHz的繼承信道(legacy channel)中發(fā)送， 前導(dǎo)碼101會(huì)包括復(fù)數(shù)個(gè)訓(xùn)練字段(training fields)以提供接收封包100的 重要信息。
通常，訓(xùn)練字段有短的和長(zhǎng)的二種形態(tài)。短的和長(zhǎng)的訓(xùn)練字段二者皆為 已充分定義的形樣，因此接收器可以進(jìn)行分析，以估計(jì)粗略和精細(xì)的時(shí)序信 息，以及粗略和精細(xì)的頻率信息。而此時(shí)序和頻率信息則使得接收器能夠準(zhǔn) 確地恢復(fù)來(lái)自該所傳送的數(shù)據(jù)封包的該有效載荷。正EE 802.1 In度量草案(draft standard),舉例而言，亦敘述了一傳送器如何透過(guò)二個(gè)信道傳送數(shù)據(jù)，以取代單一個(gè)信道，進(jìn)而增加該傳送器所使用的信道的整體有效寬度，其中，較寬的信道較有利于增加數(shù)據(jù)的傳送率。通常，該二個(gè)信道是選自一選定的頻帶之內(nèi)，以使得它們不會(huì)重迭，此外，也經(jīng)常將其中一個(gè)信道指定為控制信道(control channel),另一個(gè)信道指定為延伸信道(extension channel), —般而言，該控制信道會(huì)是較靠近該所選定頻帶的中心的信道，而該延伸信道則為較靠近該頻帶其中一邊緣的信道。
在雙信道形式的傳送中， 一傳送器會(huì)透過(guò)該控制和該延伸信道來(lái)傳送一有效載荷，特別地是， 一包括訓(xùn)練字段的成雙前導(dǎo)碼(duplicatedpreamble)會(huì)位在該控制和該延伸信道二者上的該有效載荷傳送的前面，舉例而言，圖2舉例說(shuō)明了一示范封包200，其包括位于一有效載荷202前面的一前導(dǎo)碼201A (于控制信道上傳送)以及一成雙前導(dǎo)碼201B (于該延伸信道上傳送)，在此例子中，該控制和該延伸信道寬為20 MHz,而藉此即可允許一寬為40MHz的有效載荷的傳送(要注意的是，前導(dǎo)碼201A及201B乃是為了舉例說(shuō)明的目的而顯示為頻率分開(kāi)，其通常是彼此相鄰)。在一實(shí)施例中，該控制和該延伸信道的中心頻率可以分開(kāi)20 MHz,在一另一實(shí)施例之中，該控制和該延伸信道的中心頻率則是可以分開(kāi)25 MHz。
利用分別在該控制和該延伸信道上的前導(dǎo)碼201A及201B，就能夠使聽(tīng)命于這些信道的繼承裝置(legacy device)辨識(shí)該控制和該延伸數(shù)據(jù)封包，也能夠有助于解碼，舉例而言，封包200的長(zhǎng)度，而藉此即可使得如此的繼承裝置能夠避免與其它無(wú)線通信系統(tǒng)的碰撞和干擾。
而正如在單一信道系統(tǒng)的例子中一樣，接收器亦能夠?qū)ξ挥谠摽刂坪驮撗由煨诺郎系脑摱痰暮烷L(zhǎng)的訓(xùn)練字段進(jìn)行分析，以估計(jì)相關(guān)于所傳送的有效載荷的粗略和精細(xì)的時(shí)序信息以及粗略和精細(xì)的頻率信息。其中， 一種發(fā)展上述頻率和時(shí)序估計(jì)的可能方法是，自該控制、或該延伸信道中分析該等訓(xùn)練字段，這是因?yàn)樵摰惹皩?dǎo)碼以及，因此，該等訓(xùn)練字段，在二個(gè)信號(hào)中是重復(fù)的，所以，在雙信道的例子中，藉由分析源自該控制信道的該等訓(xùn)練字段，就可以評(píng)估在該控制以及該延伸信道二者上的該有效載荷的時(shí)序與頻率信息，此方法的優(yōu)勢(shì)在于，執(zhí)行上相對(duì)而言較為簡(jiǎn)單，而另一優(yōu)點(diǎn)則是，相對(duì)而言，該控制信道的訓(xùn)練字段會(huì)比該延伸信道的訓(xùn)練字段更不容易受到干擾，舉例而言，在某些頻帶中，例如，2.4GHz頻帶， 一些信道會(huì)有較大的可 能性發(fā)生重迭，進(jìn)而造成干擾，尤其是位置可能較接近頻帶的邊緣的延伸信 道。
然而，該控制信道的信號(hào)特征卻可能不同于該延伸信道的信號(hào)特征。舉 例而言，該控制信道可能會(huì)在信號(hào)強(qiáng)度上比該延伸信道少幾個(gè)dB，而此較低 的信號(hào)強(qiáng)度就可能會(huì)增加從二個(gè)信道的訓(xùn)練字段中決定頻率和時(shí)序信息的困 難度，尤其是，若接收器僅會(huì)驗(yàn)證該控制信道的訓(xùn)練字段的時(shí)候。
因此，正如前述的說(shuō)明，現(xiàn)有技術(shù)的確需要一種改進(jìn)方法，以估計(jì)經(jīng)由 二個(gè)頻率分開(kāi)的信道而發(fā)送的數(shù)據(jù)封包的時(shí)序和頻率信息，特別是，經(jīng)由一 相對(duì)而言較寬，包括一控制信道以及一延伸信道，的信道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種估計(jì)一經(jīng)由多個(gè)頻率分開(kāi)的信道而進(jìn)行傳送的有效載荷 的時(shí)序與頻率信息的方法。在此方法中，源自相關(guān)于該有效載荷、且經(jīng)由該 等多個(gè)頻率分開(kāi)的信道而傳送的任何前導(dǎo)碼的訓(xùn)練字段會(huì)進(jìn)行合并，而在如 此的合并之后，該有效載荷的該時(shí)序與頻率信息就可以利用合并的數(shù)值而進(jìn) 行估計(jì)，在此，需要注意的是，該等訓(xùn)練字段可以包括短訓(xùn)練字段、及/或長(zhǎng) 訓(xùn)練字段。
合并該等訓(xùn)練字段可以包括，合并源自該等前導(dǎo)碼的自相關(guān) (self-correlated)訓(xùn)練字段。舉例而言，在一實(shí)施例中，合并該等訓(xùn)練字段 可以包括利用該等前導(dǎo)碼而進(jìn)行最大比合并(maximum ratio combining, MRC)，在另一實(shí)施例中，合并該等訓(xùn)練字段可以包括利用一信號(hào)質(zhì)量度量 (signal quality metric)進(jìn)行加權(quán)，其中，可能的信號(hào)質(zhì)量度量包括， 一接收 信號(hào)強(qiáng)度指示器(received signal strength indicator, RSSI)、 一信噪比(signal to noise ratio, SNR)、或一誤差向量幅度(error vector magnitude, EVM)。
本發(fā)明還提供另一種估計(jì)一經(jīng)由多個(gè)頻率分開(kāi)的信道而傳送的有效載荷 的時(shí)序與頻率信息的方法。在此方法中，相關(guān)于該有效載荷、且經(jīng)由該等多 個(gè)頻率分開(kāi)的信道而傳送的一前導(dǎo)碼是受到選擇，且該選擇乃是根據(jù)一信號(hào) 質(zhì)量度量，而在做出該選擇之后，就可以利用該前導(dǎo)碼的訓(xùn)練字段而估計(jì)出 該時(shí)序與頻率信息。在一實(shí)施例之中，該信號(hào)質(zhì)量度量可以包括一接收信號(hào)強(qiáng)度指示器
(received signal strength indicator, RSSI)、 一"f言噪比(signal to noise ratio, SNR)、或一誤差向量幅度(error vector magnitude, EVM),在一另一實(shí)施例 之中，選擇該前導(dǎo)碼可以包括使一特定信道(亦即， 一控制信道)產(chǎn)生偏差， 舉例而言，使該特定信道產(chǎn)生偏差可以包括，只在該延伸信道的該信號(hào)質(zhì)量 度量超出該控制信道的該信號(hào)質(zhì)量度量一特定量時(shí)，才選擇一延伸信道。


圖1是舉例說(shuō)明在一單信道無(wú)線通信系統(tǒng)中所使用的數(shù)據(jù)封包的方塊
圖2是舉例說(shuō)明在一雙信道無(wú)線通信系統(tǒng)中所使用的數(shù)據(jù)封包的方塊 圖；以及
圖3A和3B是舉例說(shuō)明估計(jì)經(jīng)由多個(gè)頻率分開(kāi)的信道而傳送的一有效載 荷的頻率和時(shí)序信息的二種示范方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明以下所敘述的實(shí)施例中會(huì)提供估計(jì)經(jīng)由多個(gè)頻率分開(kāi)的信道而傳 送的一有效載荷的頻率和時(shí)序信息的方法，其中，該等頻率和時(shí)序估計(jì)可取 自包含在頻率分開(kāi)的信道(在雙信道的例子中，此通常是指控制和延伸數(shù)據(jù) 信道)上的數(shù)據(jù)封包的前導(dǎo)碼中的訓(xùn)練字段。接下來(lái)要敘述的方法則在于利 用二個(gè)信道的訓(xùn)練字段會(huì)大致相同的事實(shí)，另外，下列的方法亦會(huì)舉例說(shuō)明， 藉由自該控制和該延伸信道中定義為較佳選擇者里選出訓(xùn)練字段、或是藉由 合并該控制和該延伸信道二者的訓(xùn)練字段，是有助于改善用于數(shù)據(jù)接收的時(shí) 序和頻道信息。
圖3A舉例說(shuō)明用以估計(jì)經(jīng)由多個(gè)頻率分開(kāi)的信道而傳送的一有效載荷 的時(shí)序和頻率信息的第一種方法300。在方法300中，步驟301合并了相關(guān) 于該有效載荷、且經(jīng)由該控制信道和任何延伸信道而傳送的前導(dǎo)碼的訓(xùn)練字 段，而這些訓(xùn)練字段能夠加以合并的原因則在于，源自二者的數(shù)據(jù)封包的訓(xùn) 練字段是大致上為相同。有關(guān)無(wú)線通信信號(hào)的合并亦敘述于2003年10月8 日所申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案第10/682,787號(hào)(Attorney Docket No. ATH-102，美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)案第2005-0078649號(hào))，案名「多天線接收器合并高數(shù)據(jù)率寬 帶包裹的無(wú)線通信信號(hào)的裝置與方、法(Apparatus and method of multiple antenna receiver combining of high data rate wideband packetized wireless communication signals)」,其是于it匕并入《乍為參考。
在一實(shí)施例之中，該等訓(xùn)練字段可以藉由最大比合并(maximum ratio combing, MRC)而進(jìn)行合并。MRC是藉由使所選擇的訓(xùn)練字段產(chǎn)生自相關(guān) (self-correlating)、并將相關(guān)的結(jié)果相加在一起而合并該等訓(xùn)練字段，舉例 而言，第5個(gè)短訓(xùn)練字段的MRC可以藉由使個(gè)別源自該控制以及該延伸信 道的該第5個(gè)短訓(xùn)練字段皆產(chǎn)生自相關(guān)，再接著相加所得的結(jié)果而加以計(jì)算。 短的與長(zhǎng)的訓(xùn)練字段二者可以加以合并。正如在現(xiàn)有技術(shù)中已知， 一訓(xùn)練字 段的自相關(guān)性(self-correlation)會(huì)產(chǎn)生一緊密相關(guān)于信號(hào)強(qiáng)度的數(shù)值，因此， 該等所選擇的訓(xùn)練字段的該MRC亦強(qiáng)烈地受到信號(hào)強(qiáng)度的加權(quán)。
MRC合并是有助于在具有相對(duì)而言較大的信號(hào)強(qiáng)度的該訓(xùn)練字段上設(shè) 置較大的權(quán)重，因此，決定結(jié)果合并數(shù)值時(shí)，會(huì)較多地取決于相對(duì)而言較強(qiáng) 的信道，以及較少地取決于相對(duì)而言較弱的信道，接著，結(jié)果合并數(shù)值就可 被用于估計(jì)在該控制和該延伸信道二者上傳送的該有效載荷的該時(shí)序和頻率
f曰息。
在其它實(shí)施例中，該合并數(shù)值的決定方式亦可以是，藉由一接收信號(hào)強(qiáng) 度指不器(received signal strength indicator, RSSI)、 一信噪比(signal to noise ratio, SNR)、 一誤差向量幅度(error vector magnitude, EVM)、或其它信號(hào) 質(zhì)量度量(signal quality metric)而個(gè)別加權(quán)訓(xùn)練字段。需要注意的是，有一 些信號(hào)質(zhì)量度量在該前導(dǎo)碼的一開(kāi)始早期期間并無(wú)法取得，而在此狀況下， 透過(guò)如此的質(zhì)量度量(例如，RSSI)的訓(xùn)練字段合并就可以在稍后該所選擇 的質(zhì)量度量可取得的時(shí)候再于該前導(dǎo)碼中完成。舉例而言， 一些無(wú)線通信系 統(tǒng)會(huì)共同使用可以改變接收信號(hào)的增益的自動(dòng)增益控制組件(automatic gain control elements),而當(dāng)如此的增益改變應(yīng)用于該前導(dǎo)碼早期期間的時(shí)候，舉 例而言，在接收前面4個(gè)短訓(xùn)練字段時(shí)，就可能無(wú)法取得該信號(hào)質(zhì)量度量數(shù) 據(jù)。
方法300的步驟302可以利用該等合并數(shù)值來(lái)估計(jì)該有效載荷的該時(shí)序 和頻率信息。該MRC方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)該控制信道以及該延伸信道的訓(xùn)練字段的相關(guān)質(zhì)量相對(duì)而言較低的時(shí)候，可以為該有效載荷產(chǎn)生相對(duì)而言 較正確的頻率與時(shí)序估計(jì)，此乃是基于該等合并數(shù)值是決定于來(lái)自二個(gè)信道 的數(shù)據(jù)的事實(shí)，以及在該控制與該延伸信道中的該等訓(xùn)練字段會(huì)攜帶相同的、 且于實(shí)質(zhì)上相似的信息的事實(shí)。
圖3B舉例說(shuō)明用以估計(jì)經(jīng)由多個(gè)頻率分開(kāi)的信道而傳送的一有效載荷 的時(shí)序和頻率信息的第二種方法310。在方法310中，步驟311會(huì)選擇相關(guān) 于該有效載荷、且經(jīng)由該等信道的其中之一而進(jìn)行傳送的一前導(dǎo)碼，特別地 是，該所選擇的前導(dǎo)碼是在一具有比其它任何信道更高的信號(hào)質(zhì)量度量的信 道上進(jìn)行傳輸?shù)那皩?dǎo)碼。接著，該個(gè)所選擇的前導(dǎo)碼的該等訓(xùn)練字段會(huì)被用 于估計(jì)于步驟312中、在該控制與該延伸信道上傳送的該有效載荷的頻率與 時(shí)序信息，而正如之前所討論的，信號(hào)質(zhì)量可以藉由RSSI、 SNR、 EVM、 或其它信號(hào)質(zhì)量度量而進(jìn)行測(cè)量，舉例而言，若是該控制信道的RSSI比該 延伸信道的RSSI更高時(shí)，該所選擇的訓(xùn)練字段就可能會(huì)選自該控制信道。
在一實(shí)施例之中，該訓(xùn)練字段選擇可以藉由一差異闊限(difference threshold)而產(chǎn)生偏差，舉例而言，若信號(hào)質(zhì)量是藉由SNR而加以測(cè)量，則 在源自該延伸信道的該等訓(xùn)練字段被選擇前，該延伸信道的SNR需要比該控 制信道的SNR超出10dB，而此10 dB的差異闊限則是會(huì)使得該訓(xùn)練字段選 擇能夠產(chǎn)生偏差而朝向該控制信道。在另一實(shí)施例之中，該差異閥限亦可以 藉由軟件而進(jìn)行設(shè)定。
第二種方法較第一種方法(亦即，方法300)好的其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，建 構(gòu)該等訓(xùn)練字段是相對(duì)而言較容易，因?yàn)榕c其說(shuō)被計(jì)算，倒不如說(shuō)該等訓(xùn)練 字段是(經(jīng)由該前導(dǎo)碼而)被選擇出來(lái)的。另外，同樣地，會(huì)有一些信號(hào)質(zhì) 量度量在該前導(dǎo)碼一開(kāi)始的早期期間并無(wú)法取得，而在這種狀況下，以信號(hào) 質(zhì)量度量(例如，RSSI)作為基礎(chǔ)的訓(xùn)練字段選擇就可以在該己選擇的質(zhì)量 度量出現(xiàn)時(shí)再完成。
上述的實(shí)例敘述舉例說(shuō)明了如何在雙信道(亦即，該控制以及該延伸信 道)的例子中決定時(shí)序與頻率信息，在其它的實(shí)施例中，也可以決定三個(gè)、 或更多(亦即，多個(gè))信道的時(shí)序與頻率信息。
雖然本發(fā)明用以舉例說(shuō)明的實(shí)施例己經(jīng)以所附圖式作為參考而進(jìn)行詳細(xì) 的敘述，但需要了解的是，本發(fā)明并不受限于該些特定的實(shí)施例，并且，這些實(shí)施例的目的并不在于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳盡的敘述、或限制本發(fā)明為所揭示 的特定形式，此外，就其本身而言，許多修飾以及變化都將是顯而易見(jiàn)，據(jù) 此，本發(fā)明的范圍乃是藉由接下來(lái)的申請(qǐng)專(zhuān)利范圍以及與其等義的內(nèi)容而加 以定義。
權(quán)利要求
1.一種估計(jì)一有效載荷的時(shí)序與頻率信息的方法，其特征在于，該有效載荷經(jīng)由多個(gè)頻率分開(kāi)的信道而傳送，所述方法包括下列步驟合并來(lái)自相關(guān)于該有效載荷且經(jīng)由所述多個(gè)頻率分開(kāi)的信道而傳送的任何前導(dǎo)碼的訓(xùn)練字段，以產(chǎn)生合并數(shù)值；以及利用所述的合并數(shù)值而估計(jì)該時(shí)序與頻率信息。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的訓(xùn)練字段包括短訓(xùn)練字段以及長(zhǎng)訓(xùn)練字段的至少其中之一。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，合并所述訓(xùn)練字段的步驟包括合并來(lái)自所述前導(dǎo)碼的自相關(guān)訓(xùn)練字段。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，合并所述訓(xùn)練字段的步驟包括利用所述前導(dǎo)碼而進(jìn)行最大比合并。
5. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，合并所述訓(xùn)練字段的步驟包括利用一信號(hào)質(zhì)量度量進(jìn)行加權(quán)。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的信號(hào)質(zhì)量度量包括一接收 信號(hào)強(qiáng)度指示器(RSSI)、 一信噪比(SNR)、或一誤差向量幅度(EVM)。
7. —種估計(jì)一有效載荷的時(shí)序與頻率信息的方法，其特征在于，該有效載荷 經(jīng)由多個(gè)頻率分開(kāi)的信道而傳送，所述方法包括下列步驟-選擇相關(guān)于該有效載荷且經(jīng)由所述多個(gè)頻率分開(kāi)的信道而傳送的一前 導(dǎo)碼，該選擇是根據(jù)一信號(hào)質(zhì)量度量；以及利用該前導(dǎo)碼的訓(xùn)練字段而估計(jì)該時(shí)序與頻率信息。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述的信號(hào)質(zhì)量度量包括一接收信號(hào)強(qiáng)度指示器(RSSI)、 一信噪比(SNR)、或一誤差向量幅度(EVM)。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，選擇所述前導(dǎo)碼的步驟包括使一 特定信道產(chǎn)生偏差。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述的特定信道是一控制信道。
11. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于，使所述特定信道產(chǎn)生偏差的步 驟包括只在一延伸信道的信號(hào)質(zhì)量度量超出該控制信道的信號(hào)質(zhì)量度量 一預(yù)定量時(shí)，才選擇該延伸信道。
全文摘要
一種評(píng)估一經(jīng)由二個(gè)、或多個(gè)頻率分開(kāi)的信道而傳送的有效載荷的時(shí)序與頻率信息的方法中，是藉由合并源自該二個(gè)、或多個(gè)頻率分開(kāi)的信道上的前導(dǎo)碼的訓(xùn)練字段，而建構(gòu)合并數(shù)值，進(jìn)而用于估計(jì)該頻率與時(shí)序信息。在一實(shí)施例之中，該等合并數(shù)值可以藉由合并源自該等頻率分開(kāi)的信道的自相關(guān)訓(xùn)練字段而加以決定。另一種評(píng)估該時(shí)序與頻率信息的方法則是，以一信號(hào)質(zhì)量度量作為基礎(chǔ)而自該等頻率分開(kāi)的信道的其中之一的該前導(dǎo)碼中選擇該等訓(xùn)練字段。在一另一實(shí)施例之中，依據(jù)一信號(hào)質(zhì)量度量而對(duì)該等訓(xùn)練字段做出的選擇可以使其產(chǎn)生偏差，以使其偏向一特定信道。
文檔編號(hào)H04W28/06GK101690294SQ200880007935
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月13日
發(fā)明者寧 張 申請(qǐng)人:美商亞瑟羅斯通訊股份有限公司