專利名稱：多波段單載波調(diào)制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通訊系統(tǒng)，更具體地說，涉及由本通訊系統(tǒng)接收的信號的接收處理方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字通訊系統(tǒng)已經(jīng)持續(xù)發(fā)展了許多年。近些年，微微網(wǎng)(Piconet)通訊系統(tǒng)的發(fā)展正逐漸增加。微微網(wǎng)被認(rèn)為是當(dāng)兩個設(shè)備連接實現(xiàn)二者數(shù)據(jù)通信時建立的網(wǎng)絡(luò)。微微網(wǎng)通常在最大半徑約10米的范圍區(qū)域中運行。有時，微微網(wǎng)被認(rèn)為是PANs(個人局域網(wǎng))，而那些利用無線方法實現(xiàn)的微微網(wǎng)被認(rèn)為是WPANs(無線個人局域網(wǎng))。
在無線通訊系統(tǒng)中，經(jīng)常要說明微微網(wǎng)。微微網(wǎng)中的設(shè)備操作一般根據(jù)M/S(主機/從機)型關(guān)系操作。一些微微網(wǎng)也包括與微微網(wǎng)控制器(例如，主機設(shè)備)交互的多用戶設(shè)備(例如，多臺從機設(shè)備)。在某些實例中，兩個或多個微微網(wǎng)運行，這樣他們可以共用至少一個在分布網(wǎng)(Scatternet)的運行中的公共設(shè)備。例如，在分布網(wǎng)中，用戶設(shè)備(從機設(shè)備)可以與兩個和多個分離的微微網(wǎng)控制器(主機設(shè)備)互相交互。這些操作允許在不同微微網(wǎng)中距離另一臺設(shè)備較遠(yuǎn)的各種設(shè)備，通過分布網(wǎng)中的相應(yīng)的微微網(wǎng)控制器(主機設(shè)備)實現(xiàn)互相通訊。然而，問題在于，在分布網(wǎng)的運行中，每一個微微網(wǎng)必須與相對接近的微微網(wǎng)實現(xiàn)操作而不干涉另一個微微網(wǎng)。還需要注意，沒有在分布網(wǎng)的運行中運行的獨立的微微網(wǎng)也可能由于其他鄰近的微微網(wǎng)的干涉而受到負(fù)面的影響。這種負(fù)面影響的其中之一是出現(xiàn)當(dāng)符號(或脈沖)在相對接近的與其他微微網(wǎng)有沖突的微微網(wǎng)中傳輸時產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失的情況。
已知的，藍(lán)牙通訊標(biāo)準(zhǔn)是第一個已開發(fā)完成的這類PAN通訊標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)藍(lán)牙通訊標(biāo)準(zhǔn)，在微微網(wǎng)中的各種設(shè)備間的通訊是嚴(yán)格利用M/S(主機/從機)構(gòu)架實現(xiàn)的。藍(lán)牙微微網(wǎng)中的每一個設(shè)備可以M/S方式工作。這些設(shè)備中一個典型設(shè)備，或者藍(lán)牙微微網(wǎng)中的第一個設(shè)備，將藍(lán)牙微微網(wǎng)中的“主”設(shè)備運行時的指示信號(或訪問請求信號)傳輸?shù)剿{(lán)牙微微網(wǎng)的其他“從”設(shè)備。
已經(jīng)產(chǎn)生的另一個PAN通訊標(biāo)準(zhǔn)是IEEE(電氣與電子工程師學(xué)會)802.15標(biāo)準(zhǔn)。802.15標(biāo)準(zhǔn)的變化和擴展(如802.15.1，802.15.2，802.15.3，以及其他在過去有所發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn))也在近些年中有所發(fā)展。根據(jù)802.15.3標(biāo)準(zhǔn)的操作不同于藍(lán)牙通訊標(biāo)準(zhǔn)的操作。根據(jù)802.15.3標(biāo)準(zhǔn)，一個具體的設(shè)備在微微網(wǎng)中特別設(shè)計成微微網(wǎng)控制器(主機)來運行；也就是說，這種IEEE 802.15.3微微網(wǎng)中的每一個設(shè)備不是在M/S模式下運行的。在這種IEEE 802.15.3微微網(wǎng)中的一個設(shè)備是作為一個微微網(wǎng)控制器(主機)，而IEEE 802.15.3微微網(wǎng)中其他設(shè)備作為用戶設(shè)備(從機)運行。需要注意，微微網(wǎng)控制器(主機)可使微微網(wǎng)中的不同用戶設(shè)備實現(xiàn)p2p(點對點)運行。
近些年，微微網(wǎng)在相對近距離內(nèi)與其他微微網(wǎng)的同步操作的實現(xiàn)，有顯著發(fā)展(而沒有例如功能的下降、在各種微微網(wǎng)中大量傳輸符號間發(fā)生沖突，以及其他的負(fù)面影響)。目前，現(xiàn)有技術(shù)還不能令人滿意地解決這種微微網(wǎng)中由于符號沖突而產(chǎn)生不可預(yù)知的影響。而現(xiàn)在人們已經(jīng)試圖處理最小化這些微微網(wǎng)中不可預(yù)知的符號沖突，目前還不存在令人滿意的方法，使得微微網(wǎng)中所有設(shè)備在保持很高的操作等級的情況的同時解決符號沖突問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于運行微微網(wǎng)可運行設(shè)備的方法，該方法包括獲得包括符號的信號；檢測符號的能量；將符號的能量與預(yù)期能量或估計能量做比較；確定符號能量和預(yù)期能量的差值是否超出多個閾值中的至少一個閾值，或符號能量和估計能量的差值是否超出多個閾值中的至少一個閾值。
根據(jù)本發(fā)明，用于操作微微網(wǎng)可運行設(shè)備的方法包括獲得包括符號的信號；檢測符號的能量；將符號的能量與預(yù)期能量或估計能量做比較；確定符號能量和預(yù)期能量的差值是否超出多個閾值中的至少一個閾值，或符號能量和估計能量的差值是否超出多個閾值中的至少一個閾值；當(dāng)差值超出多個閾值的第一閾值時，而沒有超出多個閾值的其他閾值時，根據(jù)第一加權(quán)因子有選擇的降低符號的權(quán)重并為減碼器提供權(quán)值減小的符號；當(dāng)差值超出多個閾值的第一閾值和第二閾值時，而沒有超出多個閾值的其他閾值時，根據(jù)第二加權(quán)因子有選擇的降低符號的權(quán)重并為減碼器提供權(quán)值減小的符號；當(dāng)差值沒有超出任何閾值界限時，為解碼器提供符號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種微微網(wǎng)可運行設(shè)備，本設(shè)備包括一個用于接收和過濾模擬信號的無線電前端；一個ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)，以將接收和過濾的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并提取數(shù)字信號的I，Q(同相、正交)組份值；一個用于接收數(shù)字信號的I，Q組份并實現(xiàn)數(shù)字信號的I，Q組份映射符號以在數(shù)字信號中產(chǎn)生符號估計值的調(diào)制解調(diào)器；一個用于估計符號中干涉等級的所用信號能量平均值估計功能模塊；其中，根據(jù)符號干涉等級，調(diào)制解調(diào)器選擇性的實現(xiàn)對數(shù)字信號中符號的干涉補償。


圖1A是根據(jù)本發(fā)明的一與其他某些類型信號比較的UWB(超寬帶)信號頻譜的實施例示意圖；圖1B是根據(jù)本發(fā)明的一分成多個子帶寬的UWB(超寬帶)信號頻譜實施例示意圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一建立微微網(wǎng)或WPAN(無線個人局域網(wǎng))(例如無線通訊系統(tǒng))實施例示意圖；圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一可實現(xiàn)頻率跳變的實施例示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一與通訊信道脈沖響應(yīng)對應(yīng)的跳頻時間間隔實施例示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實現(xiàn)跳頻的實施例示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一應(yīng)用的CDMA(碼分多址訪問技術(shù))的實施例示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一可以使用的OFDM(正交頻分復(fù)用)的實施例示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一相對另一設(shè)備(包括某些重疊)距離較近SOPs(同時并行微微網(wǎng))的實施例示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明相對另一設(shè)備(包括某些重疊)距離較近SOPs的另一實施例示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明SOPs干涉特性的實施例示意圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的一伴隨多路和干涉的快速頻率跳變的實施例示意圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的一SH-OFDM(慢速跳頻正交頻分復(fù)用)的實施例示意圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的一減少工作循環(huán)的SH-OFDM實施例示意圖；
圖13是根據(jù)本發(fā)明的一建立的智能接收器結(jié)構(gòu)的實施例示意圖；圖14A是根據(jù)本發(fā)明的一智能接收器的功能實施例示意圖；圖14B是根據(jù)本發(fā)明的一應(yīng)用結(jié)構(gòu)干涉的干涉補償功能實施例示意圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的一用于發(fā)射器(或接收器)的第三次序的橢形LPF(低通濾波器)實施例示意圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明的一支持結(jié)構(gòu)的干涉補償功能的微微網(wǎng)可運行設(shè)備實施例示意圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明的另一支持結(jié)構(gòu)的干涉(如PHY(物理層)，MAC(介質(zhì)訪問控制器)，以及較高協(xié)議層)補償功能實施例示意圖；圖18是根據(jù)本發(fā)明的一操作微微網(wǎng)可運行設(shè)備的方法的實施例示意流程圖。
具體實施例方式
圖1A是根據(jù)本發(fā)明的一與其他某些類型信號比較時的UWB(超寬帶)信號頻譜實施例示意圖。與利用窄帶載頻傳輸信息的射頻通訊不同，UWB通訊是利用通過一個寬頻譜發(fā)送能量脈沖實現(xiàn)操作的。例如，一個RF信號可以看作占用一個窄頻的范圍。同樣，相對于一個通常在可用頻譜中強度超出噪聲最低限度而且也占用可用頻譜的相對較窄區(qū)域的擴頻信號而言，UWB信號實際上可以看作脈沖形變噪音(在可用頻譜范圍可以永不超過噪音最低限度)。一個擴頻信號可以看作是一個所占頻帶比信息信號所要求的最小帶寬要寬的信號。例如，發(fā)射器在一個更廣的電磁頻譜范圍穿過大量頻帶信道“傳播”能量(一般來說最初能量聚集在窄帶上)。擴頻信號的優(yōu)點包括提高了不受干涉的特性、降低了窄帶干涉，而且提高了信號容量。
然而，一個UWB信號的PSD(Power Spectral Density，能量譜密度)實際上彎曲通過可用頻譜，而噪音的PSD一般與其類似通過整個可用頻譜的范圍。因為UWB信號以及通過可用頻譜的噪音的修正特性，噪音不會完全掩蓋作為UWB信號傳輸?shù)拿}沖。重要的是一個UWB信號是時間函數(shù)而非頻率函數(shù)。
圖1B是根據(jù)本發(fā)明的一分成多個子帶寬(或信道)的UWB(超寬帶)信號頻譜實施例示意圖。最近，F(xiàn)CC(Federal CommunicationsCommission，美國通訊委員會)已經(jīng)將用于UWB通訊的可用頻譜定義為在3.1GHz(千兆-赫茲)和10.6GHz之間。另外，F(xiàn)CC將可用UWB頻譜中任何子帶(或信道)的最小頻譜帶寬定義為500MHz(兆-赫茲)。
而且，F(xiàn)CC的定義考慮到了通過UWB頻譜帶寬41.25dBm/MHz的能量譜密度。詳細(xì)的說明，參考1mW(毫-瓦)，0dBm是測量信號能量的dB(分貝)。這說明，在整個可用UWB帶寬7.5 GHz中任何一個500MHz子帶(或信道)上，被UWB信號使用的全部能量大約是-14.26dBm。另外，如果利用整個7.5GHz可用UWB帶寬，則UWB信號使用的全部能量大約是-2.5dBm。
圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一建立微微網(wǎng)或WPAN(無線個人局域網(wǎng))(例如無線通訊系統(tǒng))實施例示意圖。如上所述，一個微微網(wǎng)可以看作是當(dāng)任何兩個設(shè)備在其之間連接通訊時建立的網(wǎng)絡(luò)。在通訊中，這個操作是以M/S(主機/從機)關(guān)系方式實現(xiàn)。微微網(wǎng)可以使用微微網(wǎng)控制器(主機)和1個或多個客戶設(shè)備(從機)實現(xiàn)。本是實例中，客戶設(shè)備(從機)一般不能直接與另一設(shè)備通訊，而是需要通過微微網(wǎng)控制器(主機)互相通訊。然而，2個客戶設(shè)備(從機)可通過微微網(wǎng)控制器(主機)直接與另一設(shè)備利用p2p(點對點)通訊來建立二者通訊連接。用于2個客戶設(shè)備(從機)的p2p通訊的建立是通過微微網(wǎng)控制器(主機)實現(xiàn)。
為了支持多個客戶設(shè)備(從機)兩兩之間、有時需要同時與微微網(wǎng)控制器(主機)之間的通訊，這個通訊必須在如下方式下完成在每個客戶設(shè)備(從機)之間建立通訊連接，而微微網(wǎng)控制器(主機)并不干涉其他客戶設(shè)備(從機)和微微網(wǎng)控制器(主機)間的通訊連接。而且，當(dāng)兩個或多個微微網(wǎng)在相對較近的區(qū)域中運行，在每一個微微網(wǎng)中的通訊必須以如下方式下完成在沒有互相干涉的情況下實現(xiàn)兩個或多個微微網(wǎng)的同步運行(例如共存以及運行)。
也需要注意的是，客戶設(shè)備一般不與其他設(shè)備直接通訊(也就是說，通過微微網(wǎng)控制器(主機))，也要注意，微微網(wǎng)控制器(主機)有時可以運行實現(xiàn)微微網(wǎng)中兩臺客戶設(shè)備(從機)之間的通訊。而且，在本實施例以及其他實施列中描述的微微網(wǎng)都可以根據(jù)IEEE(電氣與電子工程師學(xué)會)802.15標(biāo)準(zhǔn)提供的條件和限制下操作，并且也使得微微網(wǎng)可根據(jù)其他無線通訊標(biāo)準(zhǔn)運行。而且，微微網(wǎng)也可以在IEEE801.15基礎(chǔ)上發(fā)展的包括IEEE 802.15 WPAN高速選擇PHY任務(wù)組3a(TG3a)草案標(biāo)準(zhǔn)等的標(biāo)準(zhǔn)草案和各種變化的情況下運行。
圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一可實現(xiàn)頻率跳變的實施例示意圖。作為時間函數(shù)，被使用的頻帶(或信道)將從一個頻帶(或信道)跳到另一個上。頻率跳變是運行方法的一種，這種方式可以使通訊信道更穩(wěn)固。例如，當(dāng)噪音，例如背景噪音，相對定位到頻譜的一個區(qū)域時，頻率跳變將對頻率特性以及頻率區(qū)域噪音的影響最小化。
頻率跳變可以被看作是在傳輸時信號的頻率的重復(fù)轉(zhuǎn)換。在通訊系統(tǒng)中，發(fā)射器和接收器同步運行，從而在任何給定時間內(nèi)兩者在相同頻率下操作。在本具體實例中，可用頻譜被分成n個波段(或n個信道)。在第一時間間隔內(nèi)使用波段1實現(xiàn)通訊，而在第二時間間隔使用一個波段n實現(xiàn)通訊，而在第三時間間隔使用一個波段3實現(xiàn)通訊，等等如圖表所示。
也要注意的事，在各頻率跳變的執(zhí)行的時間間隔應(yīng)該是足夠長的時間以保證獲取在微微網(wǎng)各種可運行設(shè)備中(例如，微微網(wǎng)控制器(主機)以及客戶設(shè)備(從機))通訊信道的全脈沖響應(yīng)。在任意給定頻率通訊系統(tǒng)運行的這個時間間隔一般將持續(xù)多個符號長度?？蛇x擇的，當(dāng)這種考慮不需要或不重要的情況下，可以實現(xiàn)非?？焖俚念l率跳變。
作為頻率跳變運行的實例，在一個UWB信號中，UWB頻譜可以分成15個500MHz帶寬的子波段，頻率跳變可以看作是在各500MHz帶寬子波段(或信道)之間跳變的時間函數(shù)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一與通訊信道脈沖響應(yīng)對應(yīng)的頻率跳變時間間隔實施例示意圖。脈沖響應(yīng)，作為時間函數(shù)，出現(xiàn)于一個客戶設(shè)備(從機)和一個微微網(wǎng)控制器(主機)之間的通訊信道中。這個脈沖響應(yīng)可以看作當(dāng)有脈沖提供的情況下通信系統(tǒng)的響應(yīng)。這個脈沖響應(yīng)在消失前以時間函數(shù)的形式變化強度。脈沖響應(yīng)發(fā)生徹底消失的時間可以看作通訊信道的脈沖響應(yīng)時間。
根據(jù)本發(fā)明當(dāng)比較實現(xiàn)的頻率跳變時，通訊系統(tǒng)利用第一頻帶(所示的第一時間間隔頻帶1)運行的時間間隔要比通訊信道的脈沖響應(yīng)時間長。這將保證獲得一個脈沖在發(fā)射及在頻帶上運行時的全部能量。同樣的，當(dāng)運行根據(jù)跳頻時間-頻率編碼序列轉(zhuǎn)換到另一頻帶時，響應(yīng)時間間隔也將比通訊信道的脈沖響應(yīng)時間要長。
在某些已知的微微網(wǎng)中，已經(jīng)可以實現(xiàn)單獨頻率跳變以保證時間間隔一般僅僅是單個符號的長度；這一般要比通信信道的脈沖響應(yīng)時間更短。如果實現(xiàn)的頻率跳變過快，則發(fā)射脈沖的多數(shù)能量會發(fā)生損失。根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)頻率跳變的更長持續(xù)時間可以保證獲得全部的發(fā)射能量。從而保證更強的穩(wěn)定性以及更準(zhǔn)確的通訊?？蛇x擇的，當(dāng)這種考慮不需要或不重要的情況下，可以實現(xiàn)非?？焖俚念l率跳變。
本發(fā)明中，在微微網(wǎng)中2個設(shè)備之間用于控制通訊的時頻編碼可被視為一種運行參數(shù)。這個運行參數(shù)可以基于另一個用于控制另兩設(shè)備間通訊的運行參數(shù)的變化實時的進行調(diào)整。例如，第一時頻編碼可以先使用，而第二時頻編碼可以隨后基于另一個運行參數(shù)的變化實現(xiàn)?；?個設(shè)備之間通訊連接干涉運行參數(shù)的變化，作為實例，相對于其他可用的時頻編碼而言，一個時頻編碼可以更有效的支持2個設(shè)備的通訊。正如本發(fā)明其他實施例所述，其他運行參數(shù)也可以調(diào)整以適應(yīng)1個或多個其他運行參數(shù)的變化而不脫離本發(fā)明的范圍和實質(zhì)。
再如上所述，也需要注意微微網(wǎng)控制器(主機)可使微微網(wǎng)中的兩個分離的客戶設(shè)備(從機)實現(xiàn)p2p通訊。關(guān)于微微網(wǎng)控制器(主機)和任一客戶設(shè)備(從機)之間通訊的通訊方式，也適用微微網(wǎng)中兩個分離客戶設(shè)備(從機)之間實現(xiàn)的p2p通訊。
圖4根據(jù)本發(fā)明的另一實現(xiàn)頻率跳變的實施例示意圖。這個圖表的說明可以看作是跨越微微網(wǎng)中各設(shè)備之間不同PHY(物理層)連接以用于支持通訊的時頻編碼運行參數(shù)具體實例。
本實施例表明兩個分離的微微網(wǎng)(或微微網(wǎng)中兩個分離的設(shè)備組)是怎樣利用兩個分離又相互正交時頻碼來運行的。例如，第一微微網(wǎng)(或者第一設(shè)備組)利用第一時頻編碼(時頻編碼1)實現(xiàn)頻率跳變以用于從機/主機的通訊。此外，第二微微網(wǎng)(或者第二設(shè)備組)利用第二時頻編碼(時頻編碼2)實現(xiàn)頻率跳變以用于從機/主機的通訊。在每一個時間間隔，時頻編碼1和時頻編碼2利用不同波段(或信道)分別運行。例如，當(dāng)時頻編碼1利用波段1運行時，時頻編碼2利用波段2運行。同樣的，當(dāng)時頻編碼1利用波段2運行時，時頻編碼2利用波段5運行。在時頻編碼序列期間，2時頻編碼的正交運行持續(xù)進行。
每一分離的時頻編碼序列被重復(fù)以支持各自微微網(wǎng)的并行運行。利用兩個時頻編碼的正交運行允許一個以上微微網(wǎng)在相對較近的距離區(qū)域內(nèi)共存。另外，需要注意的是，在各自微微網(wǎng)(或設(shè)備組)中的所有客戶設(shè)備(從機)將利用它們的時頻編碼序例與相應(yīng)的微微網(wǎng)控制器(主機)實現(xiàn)通訊，在其他各自微微網(wǎng)中的所有客戶設(shè)備(從機)將利用它們相應(yīng)的時頻編碼序列與相應(yīng)的微微網(wǎng)控制器(主機)通訊。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一可以應(yīng)用的CDMA(碼分多址訪問技術(shù))的實施例示意圖。CDMA可以被看作為各種信號源服務(wù)的頻帶的短期任務(wù)。在每一個連繼的時間間隙，自適應(yīng)地或者根據(jù)預(yù)置序列記錄波段的任務(wù)。例如，在一個時間間隙1，一個信號1利用波段1運行，一個信號2利用波段2運行，一個信號3利用波段3運行。而后，在時間間隙2，信號1利用波段3運行，信號2利用波段1運行，信號3利用波段2運行。在時間間隙3，信號1利用波段1運行，信號2利用波段2運行，而信號3利用波段3運行。
利用一個通常正交于在通訊系統(tǒng)中由其他通訊設(shè)備使用的其他PNs(Pseudo-Noise，假噪音)編碼的PN編碼實現(xiàn)通訊設(shè)備的運行(例如，客戶)。這個PN時常認(rèn)為是擴展編碼。一個調(diào)整信號利用那個擴展編碼實現(xiàn)擴展，而擴展信號跨越通訊信道實現(xiàn)傳輸(例如，一個在微微網(wǎng)中實現(xiàn)2個設(shè)備通訊聯(lián)接的PHY(物理層)連接)。在通訊信道的接收端，利用這個同樣的擴展碼(例如PN碼)實現(xiàn)編碼的再次擴展以實現(xiàn)從一個具體設(shè)備傳出的數(shù)據(jù)可以用過合適的目標(biāo)設(shè)備實現(xiàn)解調(diào)。
將CDMA的運行被視為通過通訊系統(tǒng)的輸入信號的轉(zhuǎn)換時，可以更好的得到理解。在通訊信道的發(fā)射器端，從一個具體用戶輸入的信號首先提供給通過載波解調(diào)數(shù)據(jù)而產(chǎn)生一個解調(diào)信號(s1)的調(diào)制解調(diào)器。而后，調(diào)制的數(shù)據(jù)信號與一個相應(yīng)于具體使用者的擴展編碼(g1)相乘，得到提供給通訊信道的擴展信號(g1s1)。此信號可以看作是一個調(diào)制信號頻譜以及擴展編碼的頻譜的轉(zhuǎn)置。同時，通訊系統(tǒng)中從其他客戶輸入的信號以模擬方式調(diào)制并得到擴展。
在通訊信道的接收器端，接收到其他用戶提供的所有擴展信號的線形結(jié)合，例如，所有用戶的g1s1+g2s2+g3s3+……等等。在接收器端，全部接收信號與擴展編碼相乘產(chǎn)生包括g12s1的信號，加上非期望信號的組合(例如g1g2s2+g1g3s3+……等等)。
在CDMA中，擴展編碼需要特別選擇以使其與其他編碼正交。也就是說，當(dāng)任何一個擴展編碼與另一個擴展編碼相乘時，結(jié)果為零。這種方式下，所有非期望信號被剔除。給定擴展編碼g1(t)，g2(t)，g3(t)等等，擴展編碼的正交可以表示為∫0Tgi(t)gj(t)dt=1,i=j0,i≠j]]>終信號傳輸?shù)浇庹{(diào)器，在解調(diào)器處，提取在通訊信道的傳輸端提供的輸入信號，并據(jù)此做出估值。
圖6是可根據(jù)本發(fā)明使用的一OFDM(正交頻分復(fù)用)調(diào)制的實施例示意圖。OFDM調(diào)制可以看作將可用頻譜分成多個窄帶子載波(例如，低數(shù)據(jù)率載波)。一般的子載波的頻率響應(yīng)互相疊加正交。每一個子載波可以利用不同種類調(diào)制編碼技術(shù)的任何一種實現(xiàn)調(diào)制。
OFDM調(diào)制是通過大量的窄帶載波(或多個音頻)同時傳輸實現(xiàn)的。通常，在不同OFDM符號中也使用保護間隔和保護距離以盡量最小化通訊系統(tǒng)(這個通訊系統(tǒng)特指務(wù)相通訊系統(tǒng))中多路影響引起的ISI(Inter-Symbol Interference，符號間干涉)的影響。另外，也需要在保護間隔中使用一個CP(Cyclic Prefix，周期前置)以保證轉(zhuǎn)換時間(當(dāng)跳轉(zhuǎn)到一個新的波段)以及用于保持OFDM符號的正交。
在一個UWB實施例中，125個UWB音頻可以在UWB頻譜中15個500MHz帶寬的子帶中的任何一個中使用。利用OFDM可以獲得其他益處，例如，多音頻的使用保證窄帶干涉的有效處理。例如，相對于本地窄帶干涉的音頻可以被屏蔽(優(yōu)化了對窄帶干涉的易感性)而且仍然提供有效操作。這種屏蔽一個或多個音頻并不會產(chǎn)生帶寬的顯著丟失，因為每一個個體音頻在為OFDM符號使用的可用頻譜中并不占用很大的帶寬。因此，OFDM調(diào)制提供了根據(jù)本發(fā)明提供的在無線網(wǎng)絡(luò)(例如微微網(wǎng))中運行的設(shè)備從PHY(物理層)到更高協(xié)議層之間提供高品質(zhì)智能連接的解決方案。
圖7是根據(jù)本發(fā)明相對另一設(shè)備(包括某些重疊)距離較近SOPs(同時并行微微網(wǎng))的實施例示意圖。本實施例示出了在這些微微網(wǎng)中的個體設(shè)備與另一設(shè)備充分接近的方式下微微網(wǎng)如何運行，而使他們有時可以在不同時間與不同微微網(wǎng)實現(xiàn)連接。這在本質(zhì)上要求運行的各種微微網(wǎng)其工作方式是在相互間沒有干涉下完成的。例如，每一個微微網(wǎng)可以利用不同頻率跳變方法實現(xiàn)。每一個微微網(wǎng)可以使用一個不同的時頻編碼，使那些非期望符號沖突保持較低的發(fā)生概率。其他的運行參數(shù)可以選擇的為每一個不同的微微網(wǎng)使用。例如，使用不同PN(隨機噪音)編碼來控制各種微微網(wǎng)中發(fā)射的符號擴展/再擴展。而且，甚至可以使用其他運行參數(shù)以使任一非期望符號沖突保持相對最小化。
微微網(wǎng)中各種設(shè)備的工作方式可以利用如下方式實現(xiàn)當(dāng)符號沖突確實發(fā)生時(例如，當(dāng)干涉發(fā)生)干涉具有特殊特性，也就是，一個相對結(jié)構(gòu)化的干涉。隨后，利用對結(jié)構(gòu)化的干涉的理解，可以得到各種設(shè)備中符號智能方法，以支持比通訊系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)更高的性能標(biāo)準(zhǔn)，而該通訊系統(tǒng)由在通訊系統(tǒng)中存在的AWGN(Additive WhiteGaussian Noise，附加高斯白噪聲)限制性能標(biāo)準(zhǔn)上限。這種方式運行的微微網(wǎng)的性能一般僅由這種微微網(wǎng)中運行設(shè)備的前端范圍(例如，輻射前端以及本文實現(xiàn)的濾波)和復(fù)制波段的外部所限制。
本發(fā)明的不同方面利用SH-OFDM(Slow Hopping-OrthogonalFrequency Division Multiplexing，慢速跳頻-正交頻分復(fù)用)與相對現(xiàn)有微微網(wǎng)中實現(xiàn)的較低的PRF(脈波重復(fù)頻率)的組合實現(xiàn)運行各種微微網(wǎng)中的設(shè)備。這種方式下，通過運行各種微微網(wǎng)設(shè)備，當(dāng)符號沖突確實發(fā)生時，將出現(xiàn)上文所述的結(jié)構(gòu)化干涉。下面提供的例子更具體地展現(xiàn)了符號沖突如何出現(xiàn)結(jié)構(gòu)化的干涉。另外，各種實施例也描述了這些結(jié)構(gòu)化的干涉如何被利用以確保整個微微網(wǎng)有高標(biāo)準(zhǔn)的性能。
如本實施例所示，微微網(wǎng)A包括微微網(wǎng)控制器A(主機)和用戶設(shè)備1A及2A(從機)。同樣的，微微網(wǎng)C包括微微網(wǎng)控制器C(主機)和用戶設(shè)備1C及2C(從機)。而且，微微網(wǎng)B包括微微網(wǎng)控制器B主機)和用戶設(shè)備1B(從機)。
如所見的，這些不同微微網(wǎng)A、B和C的每一個實現(xiàn)運行以使他們可以與其他微微網(wǎng)的一個或多個具有重疊部分。這些微微網(wǎng)中的某些設(shè)備可以與不同微微網(wǎng)在不同點及時連接。
這些不同微微網(wǎng)A、B和C的每一個可以分別利用選擇的時頻編碼來運行，這個時頻編碼包括SH-OFDM與相對現(xiàn)有微微網(wǎng)中實現(xiàn)的較低的PRF(脈波重復(fù)頻率)的適當(dāng)?shù)慕M合。通過如下方式運行微微網(wǎng)A、B和C，使得當(dāng)符號在這個區(qū)域沖突時，它們展現(xiàn)出干涉相對結(jié)構(gòu)化的類型。理解結(jié)構(gòu)化干涉的特性，允許一個具有智能的接收器的實現(xiàn)，該接收器可以適當(dāng)?shù)丶訖?quán)符號，所述符號已經(jīng)歷非期望的符號沖突。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一相對另一設(shè)備(包括某些重疊)距離較近SOPs的實施例示意圖。相對于上述實施例的區(qū)別在于，本實施例示出在給定微微網(wǎng)中時頻編碼是怎樣實現(xiàn)的?？赏ㄟ^除用于不同微微網(wǎng)執(zhí)行的不同時頻編碼外的方式(例如協(xié)力的方式)實現(xiàn)本實施例。
本實施例示出了一個區(qū)域中的多個客戶設(shè)備(從機)和2個微微網(wǎng)控制器(主機)。如果需要，可使用任何數(shù)量的設(shè)備確定該區(qū)域中的不同設(shè)備的位置使用。在一個實施例中，微微網(wǎng)控制器1和2(主機)可以運行實現(xiàn)區(qū)域中所有客戶設(shè)備的距離修正。同時，微微網(wǎng)控制器(主機)1和微微網(wǎng)控制器2實現(xiàn)所有客戶設(shè)備(從機)距離修正，將它們分組，以及選擇適當(dāng)?shù)挠糜诳刂圃诳蛻粼O(shè)備(從機)和微微網(wǎng)控制器1和2(主機)之間通訊的時頻編碼。另外，微微網(wǎng)控制器1和2(主機)中的一個或一起用于指導(dǎo)2個或多個用戶設(shè)備(從機)實現(xiàn)它們之間p2p通訊，以及實現(xiàn)它們之間相對距離的修正；這個信息而后被提供給微微網(wǎng)控制器1 & 2(主機)。這個過程中，通過一個或微微網(wǎng)控制器1 & 2(主機)一起實現(xiàn)三角測量，用于決定區(qū)域中客戶設(shè)備(從機)的精確位置。
本實施例中，客戶設(shè)備(從機)的分布用以保證在區(qū)域中客戶設(shè)備(從機)可以適當(dāng)分組，與一個具體微微網(wǎng)控制器(主機)一起運行。例如，距離微微網(wǎng)控制器2(主機)更近的那些客戶設(shè)備(從機)可以分到一個組中；也就是說，客戶設(shè)備2，3，& 6(從機)可以分到一個根據(jù)微微網(wǎng)(例如微微網(wǎng)2)中的一個時頻編碼控制通訊的區(qū)域。
同樣的，微微網(wǎng)控制器1(主機)為其他客戶設(shè)備1和4(從機)提供服務(wù)(在區(qū)域1利用另一個時頻編碼)，微微網(wǎng)控制器1(主機)為客戶設(shè)備5(從機)提供服務(wù)(仍利用其他時頻編碼的外部區(qū)域3)。這些客戶設(shè)備(從機)和微微網(wǎng)控制器1(主機)可以看作是另一個微微網(wǎng)(如，微微網(wǎng)1)。
可選擇的，在不同客戶設(shè)備(從機)組之間的通訊以及它們各自的微微網(wǎng)控制器(主機)可以利用不同構(gòu)架實現(xiàn)控制。每一個構(gòu)架包括相應(yīng)于使用的時頻編碼的信息、跳頻的速率、以及/或者控制設(shè)備通訊的PRF(在其他運行參數(shù)間)。一般來說，本實施例表明在不同設(shè)備間的通訊不僅在不同微微網(wǎng)中實現(xiàn)不同，而且在給定微微網(wǎng)中的不同設(shè)備之間實現(xiàn)方式也不同。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的一SOPs干涉特性的實施例示意圖。在本圖中給出了用于多個不同運行SOPs方式的干涉區(qū)域。還給出了，在微微網(wǎng)通訊系統(tǒng)實現(xiàn)的各種方式下，微微網(wǎng)通訊系統(tǒng)的最低容量的頻譜變化到最高。在頻譜最低容量端，干涉完全相關(guān)。在頻譜最高能量端，干涉完全正交。在中間段，存在一個頻譜區(qū)域，該區(qū)域的干涉完全不相關(guān)。這個區(qū)域。向頻譜的最高能量部分移動時，存在干涉被特性化為結(jié)構(gòu)化的干涉的頻譜部分。
起始于容量的低端，相關(guān)的干涉特性化為近似預(yù)定信號的干涉。為了調(diào)整這種類型的干涉，可以利用匹配的濾波器(搜索)實現(xiàn)相關(guān)預(yù)定信號的有序累加。然而這種匹配的濾波器(搜索)也象有效信號一樣有序累加非期望信號，這一般需要更復(fù)雜的接收器處理。在這種情況下實現(xiàn)了無擴展的增加。實際上，多路一般趨向于減少干涉的相關(guān)性，盡管沒有保證。
向最高容量端持續(xù)增加的頻譜，類似白噪音的干涉可以特性化為象WGN(White Gaussian Noise，白高斯噪音)的干涉。一個匹配的濾波器(搜索)可以實現(xiàn)預(yù)定信號的有序累加，而干涉信號的無序累加。因為這種類型的干涉，實際上實現(xiàn)了這種擴展增加。有各種技術(shù)這里可以應(yīng)用。例如，為不同微微網(wǎng)使用不同編碼組。可選用長PN(隨機噪音)序列(或短PN序列)。時間跳轉(zhuǎn)也可以選擇的實現(xiàn)。另外，也可以使用波特/碎片(chip)-率補償。
結(jié)構(gòu)化的干涉內(nèi)容中，可以實現(xiàn)快速或慢速頻率跳變。本發(fā)明的一個實施例包括使用復(fù)合的實質(zhì)上提供了干涉的結(jié)構(gòu)類型的SH-OFDM(慢速跳變正交頻分復(fù)用)，而利用嵌有智能的用于協(xié)調(diào)干涉符號沖突的接收器有效處理所述干涉，以適應(yīng)任何非期望的符號沖突。其中這種干涉的結(jié)構(gòu)類型有益于WGN(白高斯噪音)的一個原因在于，這種結(jié)構(gòu)化的干涉的類型比附有通過AWGN(附加白噪音)的干涉更低的平均信息量。當(dāng)分析比較干涉的干涉的類型時，可減少這種更低的平均信息量。獲得這種結(jié)構(gòu)化干涉的一個實例就是通過跨頻率編碼的頻率跳變(或者時頻間隔)。而后干涉等級隨時間和頻率變化。設(shè)計良好的接收器能夠超出正常的由現(xiàn)有技術(shù)接收器獲得的擴頻增益。另外，某些可獲得該效果的技術(shù)包括在維特比解碼器(Viterbidecoder)中使用的可靠的量度(例如，具有嵌入式信號的智能接收器)。可選用的，在接收通路(例如，在一個無聲接收器中)中使用一個非線性限制器。
移動到頻譜的右手部分，可以看到完全正交的正交干涉。運行通訊系統(tǒng)獲得正交的干涉FDM(頻率復(fù)分)的方法實例，卻引起傳輸功率的惡化。另外，任何真實的正交編碼需要適當(dāng)?shù)耐?。這種正交編碼的優(yōu)點在于，對于由這種編碼產(chǎn)生干涉的干涉距離不存在理論上的限制。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的一伴隨多路和干涉的快速頻率跳變的實施例示意圖。本實例表明在不同微微網(wǎng)中使用的各種時頻編碼可能會遇到符號沖突。
在圖中的上部，示出了脈沖的自由空間通訊。如圖所示，1符號沖突將在每個周期產(chǎn)生(如果時頻編碼與另一個同步)。這種解決方案對于近-遠(yuǎn)問題提供了良好的預(yù)防，而可以實現(xiàn)一單獨RF(射頻)前端以使它能獲得接收脈沖的全部能量。
圖的中部，在幾個脈沖(不規(guī)律的)上被涂黑的干涉處示出了CM1信道。不好的方面是，這種實施方式不能對近-遠(yuǎn)問題提供良好的預(yù)防。缺點還在于，一個單RF(射頻)前端不能獲得接收符號的所有能量。
圖的底部，在干涉開始類似WGN(白高斯噪音)處示出了CM2信道。這種干涉的行為更像寬帶系統(tǒng)的干涉。因此，為了協(xié)調(diào)這種信號，需要實現(xiàn)一個寬帶前端。
這些SOPs產(chǎn)生的各種干涉類型，更清楚的示出，以及當(dāng)試圖處理不具有可預(yù)定以及可管理的結(jié)構(gòu)干涉時有效接收處理的難度。本發(fā)明各個方面示出了如何在特定方式下通過運行各種SOPs產(chǎn)生結(jié)構(gòu)(因此更適于管理)干涉。例如，當(dāng)利用SH-OFDM(慢速跳頻正交頻分復(fù)用)結(jié)合一個減少的PRF(脈重重復(fù)頻率)運行這些SOPs時，以及當(dāng)比較現(xiàn)有技術(shù)微微網(wǎng)時，將需要考慮智能管理符號沖突。
基于IEEE 802.15.3a標(biāo)準(zhǔn)的多帶OFDM(MB-OFDM)[1，2]的當(dāng)前方案由于閉合SOPs(Simultaneously Operating Piconets，同時運行微微網(wǎng))的存在而遭受相對很差的性能。
上述參考文檔的互聯(lián)網(wǎng)鏈接如下[1]http//grouper.ieee.org/groups/802/15/pub/2003/Jul03/03267r5P802-15_TG3a-Multi-band-OFDM-CFP-Presentation.ppt[2]http//grouper.ieee.org/groups/802/15/pub/2003/Jul03/03268r0P802-15_TG3a-Multi-band-CFP-Document.doc
理論上，多波段(時間跳變)系統(tǒng)通過利用干涉的結(jié)構(gòu)化特性可以比寬帶(CDMA(碼分多址訪問技術(shù)))獲得更好的性能，但是目前的方案還不能做到這一點。實際上，甚至不能實現(xiàn)寬帶CDMA系統(tǒng)表面的干涉抑制。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的一SH-OFDM(慢速跳頻正交頻分復(fù)用)的實施例示意圖。兩個分離的微微網(wǎng)(例如，微微網(wǎng)1、微微網(wǎng)2)分別利用不同的時頻編碼運行，可以看到，所使用的頻帶的變化是時間的函數(shù)。在一些實例中，兩個微微網(wǎng)共同使用公共頻帶，并且會發(fā)生非期望的符號沖突。一個houguo就是，當(dāng)符號沖突發(fā)生時，這種符號(實際上是一種符號沖突修整的符號)的能量將產(chǎn)生更高的能量(或功率)。
然而，此種方式下運行的一個優(yōu)點在于干涉實質(zhì)上高度的結(jié)構(gòu)化。這是實際發(fā)生的，即使微微網(wǎng)中由于多路的影響。然而，其缺點在于，對于帶有1個干涉的3個波段系統(tǒng)，接收器一般將在每3個符號發(fā)現(xiàn)2個沖突。為了彌補這一點，微微網(wǎng)需要一個非常低的速率編碼以實現(xiàn)在高速ISR(符號輻射的干涉)的工作。而且，微微網(wǎng)在高ISR下不能達(dá)到目標(biāo)速率。
圖中例示了3波段系統(tǒng)中2個鄰近的微微網(wǎng)，在系統(tǒng)中，兩個微微網(wǎng)使用不同的時頻編碼。如圖所示，這通常造成每3個符號中的2個局部的沖突。不幸的是，盡管局部沖突僅僅影響時域中每個跳變的一部分，但是它們卻影響頻域中所有音頻。這樣，在一個OFDM系統(tǒng)中，由于局部沖突影響了所有比特位。在干涉距離預(yù)定信號的發(fā)射器更近的情況下，這些沖突被認(rèn)為不存在的，每3個編碼位中的2個將被刪除。
然而，干涉高度結(jié)構(gòu)化的事實，即使在多通路的情況下，也提供了某些運行優(yōu)點。根據(jù)SH-OFDM，通過在每一個頻段駐留更長時間，符號沖突可以定位到單個的頻率跳變上。然而，處理每3個符號中的2個局部沖突對于許多應(yīng)用來說絕對是有問題的。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的一減少工作循環(huán)的SH-OFDM實施例示意圖。圖中給出了一個可選擇的實施例，實例中，每個符號的信息的比特位的數(shù)量是增加的，從而消除了共軛對稱；而減小了符號速率。換句話說，增加每一符號的能量級和每個音頻中比特位的數(shù)量，而減小符號的發(fā)出的速率(也就是，符號速率可以減小)。如圖所示，這通過因子2減小了沖突速率，從而每3個編碼位中的至多1個沖突將被剔除(與上述實施例中描述的每3個編碼位中的2個沖突相對應(yīng))。
圖中說明的此減少工作周期的MB-OFDM(多波段正交頻分復(fù)用)方法在另一件待審批的專利申請中首次說明(法律文書No.BP3085，發(fā)表日J(rèn)uly 18，2003(07/18/2003)，待審批)，稍后在發(fā)明人[3]給出的方案中有說明。
這個參考文檔的互聯(lián)網(wǎng)鏈接如下[3]http//grouper.ieee.org/groups/802/15/pub/2003/Jul03/03273r0P802-15_TG3a-Reduced-Duty-Cycle-MB-OFDM.ppt圖中給出了另一可替換的實施例，實例中，增加每個符號的信息的比特位的數(shù)量，從而消除了共軛對稱；而后減小符號速率。
仍然，如上述實施例所示，兩個分離的微微網(wǎng)(例如微微網(wǎng)1和微微網(wǎng)2)分別利用不同的時頻編碼運行，如所示的其中使用的頻段隨時間函數(shù)變化。在某些實例中，兩個微微網(wǎng)使用一個共用的頻率波段并且可能會發(fā)生非期望的符號沖突。這一方面的影響在于，當(dāng)符號發(fā)生時，這個符號(實際上是一個符號沖突修正后的符號)的能量將引起能量(或功率)的大量增加。
在這種實施例中，3波段系統(tǒng)中每3個符號中將出現(xiàn)最多1個沖突。這比上一實施例中的每3個符號的2個沖突的情況有很大進步。
這種利用優(yōu)化設(shè)計編碼的系統(tǒng)，其優(yōu)點包括，即使在高ISR(信號干涉的輻射)情況下，這種系統(tǒng)能達(dá)到目標(biāo)速率。另外，這種系統(tǒng)的優(yōu)點還在于，在接收器方面可以支持減少的功率的損耗。在靜態(tài)期，接收器關(guān)閉發(fā)射及模擬前端。
1.針對那些衰退的信道棄用頻率的多樣性，其結(jié)果造成在110Mbps(兆比特每秒)發(fā)生1dB(分貝)的惡化，在更高速率處惡化更大。
2.增加了3dB的發(fā)射功率峰值，這需要更昂貴的發(fā)射器。
3.非常重要的一方面，在該模式下它僅在鄰近的所有微微網(wǎng)運行的情況下工作。因此，當(dāng)SOPs關(guān)閉時，需要某些裝置來實現(xiàn)該模式。
但是這種模式還是比現(xiàn)有技術(shù)有優(yōu)點，運行恰當(dāng)改良的新模式，可以達(dá)到減少工作周期MB-OFDM的目的而不受上述缺點影響。
提出新的解決方案包括代替OFDM信號傳輸一個單載波信號，并且使用能估算每一比特干涉功率以及對維特比解碼器的輸入進行加權(quán)的智能接收器設(shè)備，。另一種MB-OFDM系統(tǒng)運行方式，也可以使用同樣的跳頻模式以及同樣的RF(射頻)構(gòu)架。
參考圖11，可以看到部分沖突僅僅影響每個信號的一部分。在推薦的模式下，比特位在時域中傳輸，因此被沖突影響的比特位僅僅是那些相應(yīng)于經(jīng)歷沖突的信號部分。這也是與OFDM相比最基本的優(yōu)勢，而在OFDM中非期望沖突遍及頻域中的所有比特位。
推薦的方法提高了SOPs的性能，而沒有損害頻率的多樣性，也沒有增加發(fā)送功率的峰值，而且也不需要其他微微網(wǎng)使用本模式。另外，本方法提供的簡單的低功率發(fā)送模式適用于要求發(fā)射器功率必須最小化的地方。
可用的傳輸器設(shè)備的某些運行特性(例如，通用的微微網(wǎng)運行設(shè)備)在下文中描述。該傳輸器設(shè)備與可用的接收器(如，另一個通用的微微網(wǎng)運行設(shè)備)兼容。
本系統(tǒng)選擇的運行參數(shù)，根據(jù)本發(fā)明確定其某些盡可能好的選擇值。這里描述其中的一部分?，F(xiàn)有的MB-OFDM提議使用528MHz的IFFT(快速付立葉變換)輸出采樣頻率。協(xié)同MB-OFDM組件，很容易使用符號速率，該速率是IFFT輸出采樣頻率的整數(shù)部分。
例如，參數(shù)的選擇如下符號速率＝528/3＝176MHz。
QPSK(正交相位移動值)調(diào)制。
速率1/3卷積編碼G＝[117 155 127]。
數(shù)據(jù)速率＝176MHz*2/3＝117.33MHz。
因為符號小于1/2的發(fā)射信號帶寬，其結(jié)果產(chǎn)生一個頻率變化信號(在本專利相同發(fā)明人的另一個專利中有所描述)。換句話說，同樣的信息在至少2個帶寬相距176MHz的頻帶上分別獨立傳輸。這個距離比信道的內(nèi)部帶寬要寬，因此兩個光譜區(qū)域發(fā)生獨立的衰退。
需要設(shè)計一個交織器(interleaver)以使卷積譯碼器(convolutionalencoder)的每個輸出映射到不同的子帶上去。選擇編碼，而使當(dāng)任何一個輸出發(fā)生聚集，其結(jié)果速率1/2編碼仍然是好的編碼。
而且，有其他有用的參數(shù)選擇方式。對于任何一組參數(shù)，重要的是去設(shè)計編碼和交織器，以使編碼對于任何可能產(chǎn)生沖突模式的剔除仍保持好的編碼特性。
圖13是根據(jù)本發(fā)明的一建立的智能接收器的結(jié)構(gòu)的實施例示意圖。圖中描述了可以實現(xiàn)本發(fā)明許多不同方面的智能接收器的結(jié)構(gòu)。
為了全面的實現(xiàn)本文描述的調(diào)制方案的各個優(yōu)點，實現(xiàn)接收器使其具有估計沖突的位置和強度(例如，可以定性化干涉)。
圖中表明最通用的、簡化的接收器的結(jié)構(gòu)的實例，該接收器結(jié)構(gòu)能支持本發(fā)明的不同方面。圖中說明，維特比解碼器的輸入值是如何基于估計的干涉等級實現(xiàn)加權(quán)的。對于高等級的干涉，可以充分認(rèn)為受影響的比特位被刪除，而對于中等級的干涉，更好的方式是基于干涉的等級對維特比解碼器的輸入值加權(quán)。
具體地說，對于最佳譯碼，輸入維特比解碼器的LLR(log-likelihood ratio，對數(shù)相似概率)通過LLR與RMS(均方根)干涉等級的開方的乘積實現(xiàn)加權(quán)。在接受器端通過測量全部即時信號的功率、平均信號功率、基于已獲得的信道估計或者直接參考信號能量減去預(yù)期的參考信號功率實現(xiàn)干涉等級的估計。在運算方面有許多方式可以估計干涉功率等級。例如，代替直接使用平均信號功率，智能接收器可以運用干涉結(jié)構(gòu)的已知理論。例如接收器能夠估計干涉的起始點和終點，并據(jù)此調(diào)整加權(quán)因子。
根據(jù)本發(fā)明，可使用某些可用的均衡器結(jié)構(gòu)。對于運行中頻率變化的方式，好的選擇是使用微小距離的線性均衡器。微小距離的均衡器可以最優(yōu)的累加頻率變化的信號的不同頻譜區(qū)域。
圖14A是根據(jù)本發(fā)明的一智能接收器的功能實施例示意圖。圖中一般性的描述了一個輸入信號是如何歷經(jīng)干涉估計，以及基于該干涉估計，據(jù)此修正該輸入信號。例如，上述干涉至少可分類到2個不同類型。(或者3個不同類型，如果第3類被認(rèn)為很小或者不存在干涉)。
輸入解碼器的值基于估計干涉的等級實現(xiàn)有選擇的加權(quán)。對于一個非常高等級的干涉而言，可以充分認(rèn)為影響的比特位不存在。然而，對于中等級干涉而言，最好基于干涉的強度對解碼器的輸入值加權(quán)。
另外，如果第3類被認(rèn)為很少或者沒有干涉，則對于微小的或者無干涉而言，對解碼器的輸入值就不需要加權(quán)。
圖14B是根據(jù)本發(fā)明的一應(yīng)用結(jié)構(gòu)化的干涉的干涉補償功能實施例示意圖。通過本功能可以接收一個或多個符號。利用一個符號能量檢測功能模塊實現(xiàn)接收符號的能量的檢測。
符號能量檢測功能模塊實現(xiàn)一個接收符號的能量檢測后，能量比較函數(shù)模塊可以用于檢測能量與預(yù)定能量的比較。這個預(yù)定能量可以看作是接收符號應(yīng)該確定的預(yù)期能量。
當(dāng)檢測的符號之間的差值超出閾值(可編程或其他適合的方式確定)時，干涉的補償功能包括一個用于實現(xiàn)符號的選擇權(quán)重(必需的)的功能模塊。這可以基于檢測能量和預(yù)定能量的差值實現(xiàn)。例如，當(dāng)能量比預(yù)定能量大出一個具體閾值時，可以表明發(fā)生符號沖突高的可能性，而那個符號可以在實現(xiàn)符號的解碼處理之前被加權(quán)(例如，解碼器—其一個實施例為維特比解碼器)。
在實現(xiàn)圖中功能后，選擇性修正的符號被提供給解碼器以實現(xiàn)接收符號比特值的最佳評估。還應(yīng)注意的是，通過選擇性的修正，某些符號將不需要任何加權(quán)，而是直接通過解碼器無需任何修正。
圖15是根據(jù)本發(fā)明的一在發(fā)射器(或接收器)中使用第三有序橢形低通LPF(低通濾波器)實施例示意圖。上文中，注意的根據(jù)本發(fā)明運行的微微網(wǎng)性能一般僅僅由微微網(wǎng)中運行的設(shè)備的復(fù)制波段外部以及前端范圍(例如，文中實現(xiàn)的發(fā)射前端和濾波)所限制。也就是說，濾波器的特性很大程度上決定了拒絕干涉的等級。更高次序的濾波器能夠充分增加系統(tǒng)的ISR范圍。
使用圖中的LPF?？墒?，需要注意的是，需要設(shè)計更好的濾波器來實現(xiàn)更好的性能。
圖16是根據(jù)本發(fā)明的一應(yīng)用支持結(jié)構(gòu)的干涉補償功能的微微網(wǎng)可運行設(shè)備實施例示意圖。
本實施例的微微網(wǎng)運行設(shè)備包括一個用于微微網(wǎng)中與1個或多個其他微微網(wǎng)可運行設(shè)備之間通訊的天線。一個天線接口交互的將一個從微微網(wǎng)可運行設(shè)備的發(fā)出的信號或由微微網(wǎng)可運行設(shè)備接收的信號連接到適當(dāng)?shù)耐?作為它的傳輸路徑或者接收路經(jīng))。
一個無線設(shè)備前端包括接收器功能和發(fā)射器功能。無線設(shè)備前端交互的連接到一個模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換功能模塊。無線設(shè)備前端交互的連接到一個調(diào)制器/解調(diào)器，而且無線設(shè)備前端交互的連接到信道編碼/解碼器。
沿接收路徑前端的接收器功能包括LNA(低噪音放大器)/濾波器。本接收器功能實現(xiàn)的濾波器可以看作是限于設(shè)備性能的濾波，如上文所述。前端的接收器功能實現(xiàn)所需的任何下行轉(zhuǎn)換(或者包括直接從接收信號到基帶信號的下行轉(zhuǎn)換)。無論使用什么方式，基帶信號通過前端的接收器功能輸出，并且提供給輸出基帶信號數(shù)字I，Q(同步、正交)組件的一個ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)。
這些I，Q組件提供給調(diào)制/解調(diào)器的解調(diào)部分，在那里實現(xiàn)任何一種調(diào)制解碼/符號映射，而且將數(shù)字采樣接收信號映射為適當(dāng)?shù)恼{(diào)制值(包括群組以及相應(yīng)的映射)。調(diào)制的一個實例可以包括BPSK(Binary Phase Shift Key，二進位移相鍵控)、QPSK(Quadrature PhaseShift Key，正交移相鍵控)、8 PSK(8 Phase Shift Key，8移相鍵控)、16 QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation，16正交調(diào)幅調(diào)制)或者更高類型。在調(diào)制器/解調(diào)器的解調(diào)部分，包括嵌入式信息以在其他各種實例中描述中支持干涉補償?shù)墓δ堋＠?，包括選擇性的對那些產(chǎn)生符號沖突的符號加權(quán)。根據(jù)本發(fā)明的方式，可利用支持微微網(wǎng)運行的結(jié)構(gòu)化干涉的固有特性，實現(xiàn)干涉補償。這些選擇性的修正的符號提供給信道編碼器/解碼器的解碼器部分，在編碼器/解碼器位置實現(xiàn)接收符號中信息比特值的最優(yōu)估計。
沿發(fā)送路徑比較接收路徑，在發(fā)送路徑上實現(xiàn)其類似或相對的處理。傳輸?shù)男畔⒈忍匚焕眯诺谰幋a/解碼器中的編碼器實現(xiàn)編碼。編碼的比特位提供給調(diào)制/解調(diào)器的調(diào)制器，在調(diào)制/解調(diào)器中根據(jù)調(diào)制的影響實現(xiàn)調(diào)制編碼/符號的映射?，F(xiàn)在，符號的這些I，Q組件被傳送到模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換功能模塊的DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)。傳輸?shù)倪@個當(dāng)前的模擬信號被傳輸?shù)絺鬏旘?qū)動器，該驅(qū)動器針對模擬信號實現(xiàn)必要的上行轉(zhuǎn)換/修正，使其適應(yīng)通訊信道的傳輸，在通訊信道將信號通過天線傳輸?shù)搅硪晃⑽⒕W(wǎng)可運行設(shè)備。
圖17是根據(jù)本發(fā)明的一應(yīng)用于結(jié)構(gòu)干涉(如PHY(物理層)，MAC(介質(zhì)訪問控制器)，以及較高協(xié)議層)的干涉補償功能實施例示意圖。微微網(wǎng)中包括微微網(wǎng)可運行設(shè)備。微微網(wǎng)可運行設(shè)備包括與MAC(介質(zhì)訪問控制器)通訊連接的PHY(物理層)。設(shè)備的MACs可以與微微網(wǎng)可運行設(shè)備中1個或多個更高的應(yīng)用層通訊連接。各微微網(wǎng)運行設(shè)備中MAC和更高的應(yīng)用層可以看作更高的協(xié)議層(例如，PHY的上層)。PHY可用于支持到微微網(wǎng)中1個或多個設(shè)備的PHY連接。
比較現(xiàn)有的MAC，微微網(wǎng)可運行設(shè)備的MAC可是看作是一個修正過的協(xié)議層，也就是，比較現(xiàn)有技術(shù)微微網(wǎng)系統(tǒng)，MAC包括利用結(jié)構(gòu)化干涉的特性實現(xiàn)的內(nèi)部補償?shù)墓δ埽鼋Y(jié)構(gòu)化干涉由利用SH-OFDM和簡化的PRF組合運行時的符號沖突產(chǎn)生。
干涉補償功能可用于實現(xiàn)微微網(wǎng)運行設(shè)備接收的符號的能量檢測。在實現(xiàn)接收符號的能量檢測后，檢測所得的能量與預(yù)定能量以及/或估計能量比較。當(dāng)檢測的符號能量間的差值超出閾值時(可編程或自適應(yīng)確定)，而后干涉補償功能可以實現(xiàn)選擇性的符號加強。在一個實例中，當(dāng)符號檢測的能量超出閾值時(例如，當(dāng)符號檢測的能量比預(yù)定能量大出一個閾值時)，則該符號在傳輸?shù)浇獯a器用于解碼之前進行適當(dāng)加權(quán)。
圖18是根據(jù)本發(fā)明的一用于操作微微網(wǎng)可運行設(shè)備的實施例示意流程圖。本方法涉及接收信號的步驟。而后，該方法涉及檢測信號中1個或多個符號能量的步驟。而后，方法涉及比較1個或多個符號能量(或功率)與預(yù)定(或預(yù)期)能量(或功率)的步驟。
而后，做出決定。然后確定1個或多個符號的能量(或功率)是否比預(yù)定(或預(yù)期)能量(或功率)要大。閾值可用于作出此類比較，閾值可以是可編程或自適應(yīng)的(例如，基于操作條件或某些其它可運行參數(shù))。
如果1個或多個符號的能量(或功率)比預(yù)定(或預(yù)期)能量(或功率)大，則大概表明符號沖突的發(fā)生。符號能量(或功率)被適當(dāng)加權(quán)，而這個加權(quán)的符號被提供給解碼器作解碼處理。然而，如果1個或多個符號的能量(或功率)不比預(yù)定(或預(yù)期的)能量(或功率)大，則本方法執(zhí)行將符號提供給解碼器作解碼處理的步驟。
需要說明的是實施例的其他具體部分，在適當(dāng)?shù)脑O(shè)備以及/或者系統(tǒng)中，也可以實現(xiàn)圖18描述的方法。
在相對近距離的SOPs結(jié)構(gòu)中，比較目前任何一種方法，本發(fā)明推薦的系統(tǒng)或方法具有更高的特性。例如，在利用不同跳變序列設(shè)有2個SOPs的3波段系統(tǒng)中，每三個比特位就會有一個被剔除。在4個SOPs的7波段系統(tǒng)中，每7個比特位就會有三個被剔除。選擇編碼和交織器很重要，在沖突后，留下來的比特位仍然具有很好的編碼特性。在上述參考文獻(xiàn)[3]有其更具體的描述。
與其他設(shè)備相對近距離的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)比較現(xiàn)有技術(shù)方法解決由SOPs產(chǎn)生的干涉時，本系統(tǒng)大大提高了近距離SOPs的性能，而沒有損害頻率的多樣性，沒有增加傳輸功率的峰值，也不需要其他微微網(wǎng)使用本模式。另外，提供了一個簡單低功率的傳輸模式，該模式適于在傳輸功率方面最小化方面的應(yīng)用。
結(jié)合附圖以及上文的詳細(xì)描述，其它的修正方法以及改變方式是顯而易見的。顯然，在未脫離本發(fā)明的宗旨以及范圍的情況下，實現(xiàn)這些其它種類的修正方法以及改變方式。
權(quán)利要求
1.一種運行微微網(wǎng)可運行設(shè)備的方法，本方法包括接收包括符號的信號；檢測所述符號的能量；將符號的能量與預(yù)定能量或估計能量作比較；確定符號能量和預(yù)定能量的差值是否超出多個閾值中的至少一個閾值或者符號能量和估計能量的差值是否超出多個閾值中的至少一個閾值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，還包括當(dāng)差值超出多個閾值的第一閾值時，并且沒有超出其他閾值，根據(jù)第一加權(quán)因子選擇性的加權(quán)符號，并將加權(quán)的符號提供給解碼器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述方法，還包括當(dāng)差值超出多個閾值中的第一閾值和第二閾值時，并且沒有超出其他閾值，根據(jù)第二加權(quán)因子選擇性的加權(quán)所述符號，并將加權(quán)的符號提供給解碼器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述方法，還包括當(dāng)差值沒有超出多個閾值的任何閾值時，將符號提供給解碼器。
5.一種微微網(wǎng)可運行設(shè)備，該設(shè)備包括接收以及濾波模擬信號的無線設(shè)備前端；一個將接收和濾波的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并提取數(shù)字信號的I，Q(同相、正交)組分的ADC；接收數(shù)字信號的I，Q組分并實現(xiàn)數(shù)字信號I，Q組分符號映射從而進行評估的解碼器；一個用于估計符號中存在的干涉等級的一個平均全信號功率評價功能模塊；其中，解調(diào)器根據(jù)符號中存在的干涉等級，選擇性的實現(xiàn)數(shù)字信號中的符號的干涉補償。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述設(shè)備，其特征在于，當(dāng)符號中存在的干涉等級處于第一范圍內(nèi)時，解調(diào)器根據(jù)第一加權(quán)因子選擇性的加權(quán)所述在數(shù)字信號中符號。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述設(shè)備，其特征在于，當(dāng)符號中存在的干涉等級處于第二范圍內(nèi)時，解調(diào)器根據(jù)第二加權(quán)因子選擇性的加權(quán)所述在數(shù)字信號中的符號。
8.根據(jù)權(quán)利要求5，6或7所述設(shè)備，還包括用于接收選擇性的干涉補償?shù)姆栆约坝糜趯Ψ柕谋忍刂底龀鲎顑?yōu)估計的解碼器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種微微網(wǎng)可運行設(shè)備，以及一種用于運行微微網(wǎng)可運行設(shè)備的方法。所述方法包括以下步驟接收包括符號的信號；檢測所述符號的能量；將符號的能量與預(yù)定能量或估計能量作比較；確定符號能量和預(yù)定能量的差值是否超出多個閾值中的至少一個閾值或者符號能量和估計能量的差值是否超出至少一個閾值。當(dāng)差值超出多個閾值的第一閾值時，并且沒有超出其他閾值，根據(jù)第一加權(quán)因子選擇性的加權(quán)符號，并將加權(quán)的符號提供給解碼器；當(dāng)差值超出第一閾值和第二閾值時，并且沒有超出其他閾值，根據(jù)第二加權(quán)因子選擇性的加權(quán)所述符號，并將加權(quán)的符號提供給解碼器；當(dāng)差值沒有超出任何閾值時，將符號提供給解碼器。
文檔編號H04B1/69GK1645845SQ200410056109
公開日2005年7月27日 申請日期2004年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月12日
發(fā)明者艾瑞克·歐賈德 申請人:美國博通公司