專利名稱：具有高數(shù)據(jù)吞吐量的wlan發(fā)射器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)，更具體的，本發(fā)明涉及使用這種無線通信系統(tǒng)以高數(shù)據(jù)率發(fā)射的發(fā)射器。
背景技術：
眾所周知，通信系統(tǒng)支持無線和/或有線通信設備之間的無線通信和有線通信。這樣的通信系統(tǒng)包括從國家和/或國際蜂窩電話系統(tǒng)、因特網(wǎng)、點對點家庭無線網(wǎng)絡。根據(jù)一個或多個通信標準構建并由此操作每一種通信系統(tǒng)。例如，可以根據(jù)一個或多個標準(包括但不局限于IEEE802.11、藍牙、高級移動電話服務(AMPS)、數(shù)字AMPS、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、碼分多址(CDMA)、本地多點分配系統(tǒng)(LMDS)、多信道多點分布系統(tǒng)(MMDS)和/或標準的各種變化)操作無線通信系統(tǒng)。
取決于無線通信系統(tǒng)的類型，無線通信設備(諸如蜂窩電話、雙向無線電設備、個人數(shù)字助理(PDA)、個人計算機(PC)、便攜式計算機、家庭娛樂設備等)直接或間接地與其它無線通信設備通信。對于直接通信(也就是人們所熟知的點對點通信)而言，參與的無線通信設備將其接收器和發(fā)射器調(diào)諧至相同的一個信道或多個信道(例如無線通信系統(tǒng)的多個射頻(RF)載波中的一個)，并在這些信道上通信。對于間接無線通信而言，每個無線通信設備經(jīng)由指定信道直接與相關聯(lián)的基站(如對于蜂窩業(yè)務而言)和/或相關聯(lián)的接入點(如對于室內(nèi)或建筑物內(nèi)的無線網(wǎng)絡而言)通信。為了完成無線通信設備間的通信連接，相關聯(lián)的基站和/或相關聯(lián)的接入點直接、經(jīng)由系統(tǒng)控制器、經(jīng)由公共交換電話網(wǎng)絡、經(jīng)由因特網(wǎng)和/或經(jīng)由其它一些廣域網(wǎng)來彼此直接通信。
對于參與無線通信的每一個無線通信設備而言，其包括內(nèi)置無線電收發(fā)信機(即接收器和發(fā)射器)或連接到相關聯(lián)的無線電收發(fā)信機(即用于室內(nèi)和/或建筑物內(nèi)的基站、RF調(diào)制解調(diào)器等)。眾所周知，接收器連接到天線并包括低噪聲放大器、一個或多個中頻級、濾波級和數(shù)據(jù)恢復級。低噪聲放大器經(jīng)由天線接收入站RF信號，然后將其放大。一個或多個中頻級將放大RF信號與一個或多個本機振蕩混合以將放大RF信號轉換成基帶信號或中頻(IF)信號。濾波級將基帶信號或IF信號濾波以使不需要的帶外信號衰減，用于產(chǎn)生濾波信號。數(shù)據(jù)恢復級根據(jù)特定的無線通信標準從濾波信號中恢復原始數(shù)據(jù)。
同樣眾所周知地，發(fā)射器包括數(shù)據(jù)調(diào)制級、一個或多個中頻級和功率放大器。數(shù)據(jù)調(diào)制級根據(jù)特定的無線通信標準將原始數(shù)據(jù)轉換成基帶信號。一個或多個中頻級將基帶信號與一個或多個本機振蕩混合以產(chǎn)生RF信號。在經(jīng)由天線傳送RF信號之前，功率放大器將RF信號放大。
典型的，發(fā)射器包括用于發(fā)射RF信號的一根天線，由接收器的單根天線，或多單元天線接收該RF信號。當接收器包括兩根或多根天線時，接收器將選擇這些天線中的一根來接收輸入RF信號。在本示例中，位于發(fā)射器和接收器之間的無線通信是單輸出-單輸入(SOSI)通信技術，即使接收器包括用作發(fā)散天線(即選擇其中之一來接收輸入RF信號)的多根天線。對于SISO無線通信而言，收發(fā)信機包括一個發(fā)射器和一個接收器。目前，大多數(shù)無線局域網(wǎng)(WLAN)(IEEE 802.11、802.11a、802.11b或802.11g)采用SISO無線通信技術。
其它類型的無線通信技術包括單輸入-多輸出(SIMO)、多輸入-單輸出(MISO)和多輸入-多輸出(MIMO)。在SIMO無線通信中，單個發(fā)射器將數(shù)據(jù)處理為射頻信號，將該射頻信號發(fā)射到接收器。接收器包括兩根或多根天線以及兩條或多條接收器通路。每根天線接收RF信號并將其提供給對應的接收器通路(例如LNA、降頻模塊、濾波器和ADC)。每條接收器通路處理接收的RF信號以產(chǎn)生數(shù)字信號，將該數(shù)字信號結合并隨后處理以重新獲得發(fā)射數(shù)據(jù)。
對于多輸入-單輸出(MISO)無線通信而言，發(fā)射器包括兩條或多條發(fā)射通路(例如數(shù)字-模擬轉換器、濾波器、升頻模塊和功率放大器)，每一條通路將基帶信號的對應部分轉換成RF信號，經(jīng)由對應的天線將該RF信號發(fā)射到接收器。接收器包括單接收器通路，該接收器通路從發(fā)射器接收多路RF信號。在本示例中，接收器使用射束形成以將多路RF信號組合成一個信號以便處理。
對于多輸入-多輸出(MIMO)無線通信而言，發(fā)射器和接收器中的每一個包括多條通路。在這種通信中，發(fā)射器使用空間和時間編碼功能來并行處理數(shù)據(jù)，用于產(chǎn)生兩個或多個數(shù)據(jù)流。發(fā)射器包括多條發(fā)射通路來將每個數(shù)據(jù)流轉換成多路RF信號。接收器經(jīng)由多條接收器通路接收多路RF信號，該多條接收器通路使用空間和時間編碼功能來重新獲得數(shù)據(jù)流。組合并隨后處理重新獲得的數(shù)據(jù)流以恢復原始數(shù)據(jù)。
使用各種類型的無線通信技術(例如SISO、MISO、SIMO和MIMO)，會期望使用一種或多種類型的無線通信技術以提高WLAN中的數(shù)據(jù)吞吐量。例如，與SISO通信技術相比，可通過MIMO通信技術獲得高數(shù)據(jù)率。然而，大多數(shù)的WLAN包括傳統(tǒng)無線通信設備(即遵循較老版本的無線通信標準的設備)。同樣，具有MIMO無線通信能力的發(fā)射器也應該與傳統(tǒng)設備反向兼容以便在大多數(shù)現(xiàn)有WLAN中運行。
因此，存在著對于具有高吞吐量并與傳統(tǒng)設備反向兼容的WLAN發(fā)射器的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明具有高數(shù)據(jù)吞吐量的WLAN發(fā)射器充分滿足這些及其它需要。在一個實施例中，無線局域網(wǎng)(WLAN)發(fā)射器包括基帶處理模塊和多個射頻(RF)發(fā)射器?；鶐幚砟K操作性連接以通過根據(jù)偽隨機序列將數(shù)據(jù)加擾(scrambling)來產(chǎn)生加擾(scrambled)數(shù)據(jù)。通過選擇基于模式選擇信號的多個編碼模式中的一個來繼續(xù)數(shù)據(jù)處理。通過根據(jù)多個編碼模式中的一個將加擾數(shù)據(jù)編碼以產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)來繼續(xù)數(shù)據(jù)處理。通過確定基于模式選擇信號的發(fā)射流的數(shù)量來繼續(xù)數(shù)據(jù)處理。通過根據(jù)發(fā)射流的數(shù)量和模式選擇信號將編碼數(shù)據(jù)轉換為符號流來進一步繼續(xù)數(shù)據(jù)處理。基于模式選擇信號啟動多個RF發(fā)射器中的若干個以將對應的一個符號流轉換成對應的RF信號，以便產(chǎn)生對應數(shù)量的RF信號。
在另一個實施例中，具有高數(shù)據(jù)吞吐量的無線局域網(wǎng)(WLAN)發(fā)射器包括加擾模塊、編碼模塊、交織模塊、多路復用模塊、多個符號映射模塊、多個頻域-時域轉換模塊、空間和時間編碼模塊、以及多個射頻(RF)發(fā)射器。將加擾模塊操作性連接以根據(jù)偽隨機序列將數(shù)據(jù)加擾，用于產(chǎn)生加擾數(shù)據(jù)。將編碼模塊操作性連接以根據(jù)多個編碼模式中的一個將加擾數(shù)據(jù)編碼，用于產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)，其中根據(jù)模式選擇信號選擇多個編碼模式中的一個。將交織模塊操作性連接以根據(jù)模式選擇信號將編碼數(shù)據(jù)交織，用于產(chǎn)生交織數(shù)據(jù)。將多路復用模塊操作性連接以將交織數(shù)據(jù)轉換成基于模式選擇信號的一個或多個交織數(shù)據(jù)流。在多個符號映射模塊中，激活一個或多個模塊以根據(jù)模式選擇信號將一個或多個交織數(shù)據(jù)流的對應流的交織數(shù)據(jù)映射成映射符號，其中多個符號映射模塊的一個或多個產(chǎn)生一個或多個映射符號流。在多個頻域-時域轉換模塊中，它們中的一個或多個將一個或多個映射符號流的對應流轉換成時域符號，其中多個頻域-時域轉換模塊中的一個或多個產(chǎn)生一個或多個時域符號流。將空間和時間編碼模塊操作性連接以將一個或多個時域符號流轉換成一個或多個空間上調(diào)節(jié)的時域符號流。在多個RF發(fā)射器中，基于模式選擇信號將RF發(fā)射器中的一個或多個激活以將一個或多個空間上調(diào)節(jié)的時域符號流轉換成一個或多個RF信號。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了具有高數(shù)據(jù)吞吐量的無線局域網(wǎng)(WLAN)發(fā)射器，該WLAN發(fā)射器包括基帶處理模塊，其操作性連接以接收數(shù)據(jù)和模式選擇信號；根據(jù)偽隨機序列將數(shù)據(jù)加擾以產(chǎn)生加擾數(shù)據(jù)；基于模式選擇信號選擇多個編碼模式中的一個；根據(jù)多個編碼模式的一個將加擾數(shù)據(jù)編碼以產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)；基于模式選擇信號確定發(fā)送流的數(shù)量，以及根據(jù)發(fā)送流的數(shù)量和模式選擇信號將編碼數(shù)據(jù)轉換成符號流；以及多個射頻(RF)發(fā)射器，其中，基于模式選擇信號，能夠啟動多個RF發(fā)射器中的若干個，其中啟動的多個RF發(fā)射器的每一個將對應的一個符號流轉換成對應的RF信號以便產(chǎn)生對應數(shù)量的RF信號。
優(yōu)選地，轉換編碼數(shù)據(jù)還包括將多符號上的編碼數(shù)據(jù)與信道的子載波交織以產(chǎn)生交織數(shù)據(jù)；將交織數(shù)據(jù)多路復用成一些并聯(lián)交織數(shù)據(jù)流，其中并聯(lián)流的數(shù)量對應于發(fā)射流的數(shù)量。
對于每個并聯(lián)交織數(shù)據(jù)流而言將交織數(shù)據(jù)映射成正交幅度調(diào)制(QAM)符號以產(chǎn)生頻域符號；將頻域符號轉換成時域符號；并且將交織數(shù)據(jù)的每個并聯(lián)流的時域符號空間編碼和時間編碼，以產(chǎn)生符號流。
優(yōu)選地，空間和時間編碼包括以下過程中的至少一個使用編碼矩陣將交織數(shù)據(jù)的一個并聯(lián)流的時域符號空間和時間編碼為一個符號流；并且使用編碼矩陣將交織數(shù)據(jù)的M路并聯(lián)流的時域符號空間和時間編碼為P路符號流，其中P＝M+1。
優(yōu)選地，編碼矩陣包括形式C1C2C3···C2M-1-C2*C1*C4···C2M]]>其中編碼矩陣的行數(shù)對應于M，編碼矩陣的列數(shù)對應于P。
優(yōu)選地，QAM符號包括下列中的至少一個二元相移鍵控(BPSK)；正交相移鍵控(QPSK)；補碼鍵控(CCK)；16QAM；64QAM；以及256QAM。
優(yōu)選地，模式選擇信號包括下列模式中的一個或多個的指示頻帶2.4GHz，信道帶寬20-22MHz，最大比特率54兆比特每秒(Mbps)；頻帶5GHz，信道帶寬20MHz，最大比特率54Mbps；頻帶2.4GHz，信道帶寬20MHz，最大比特率192Mbps；頻帶5GHz，信道帶寬20MHz，最大比特率192Mbps；以及頻帶5GHz，信道帶寬40MHz，最大比特率486Mbps。
優(yōu)選地，多個RF發(fā)射器中的每一個包括
數(shù)字濾波器與向上取樣(upsampling)模塊，其操作性連接以將對應的一個符號流濾波并向上取樣為濾波符號；數(shù)字-模擬轉換模塊，其操作性連接以將濾波符號轉換成模擬信號；模擬濾波器，其操作性連接以將模擬信號濾波，用于產(chǎn)生濾波模擬信號；升頻模塊，其操作性連接以將濾波模擬信號轉換成基于本機振蕩的高頻信號；功率放大器，其操作性連接以放大高頻信號，用于產(chǎn)生放大的高頻信號；以及RF濾波器，其操作性連接以將放大的RF信號濾波，用于產(chǎn)生對應的RF信號。
優(yōu)選地，WLAN還包括模式管理者模塊，其操作性連接以確定基于WLAN操作條件的模式選擇信號，該WLAN操作條件包括無線通信設備的協(xié)議多樣性，該無線通信設備與對應的WLAN、目標能力和WLAN發(fā)射器能力有關。
優(yōu)選地，根據(jù)多個編碼模式中的一個對加擾數(shù)據(jù)進行編碼包括用加擾數(shù)據(jù)上的64個狀態(tài)碼和生成多項式g0＝1338和g1＝1718執(zhí)行卷積編碼以產(chǎn)生卷積編碼數(shù)據(jù)；根據(jù)模式選擇信號以多個速率中的一個使卷積編碼數(shù)據(jù)收縮以產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，執(zhí)行卷積編碼還包括將卷積編碼與外部里德-所羅門碼組合以產(chǎn)生卷積編碼數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，根據(jù)多個編碼模式之一將加擾數(shù)據(jù)編碼包括根據(jù)補碼鍵控(CCK)碼將加擾數(shù)據(jù)編碼以產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，編碼還包括將CCK碼與外部里德-所羅門碼組合以產(chǎn)生卷積編碼數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，根據(jù)多個編碼模式中的一個將加擾數(shù)據(jù)編碼包括用加擾數(shù)據(jù)上的256個狀態(tài)碼和生成多項式g0＝5618和g1＝7538執(zhí)行卷積編碼以產(chǎn)生卷積編碼數(shù)據(jù)；根據(jù)模式選擇信號以多個速率中的一個使卷積編碼數(shù)據(jù)收縮。
優(yōu)選地，執(zhí)行卷積編碼還包括將卷積編碼與外部里德-所羅門碼組合以產(chǎn)生卷積編碼數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，根據(jù)多個編碼模式中的一個將擾碼數(shù)據(jù)編碼包括以下中的至少一個并聯(lián)鏈接渦輪編碼(turbo encoding)方案；以及低密度奇偶校驗(LDPC)塊編碼方案。
按照本發(fā)明的一方面，提供了具有高數(shù)據(jù)吞吐量的局域網(wǎng)(WLAN)發(fā)射器，WLAN發(fā)射器包括加擾模塊，其操作性連接以根據(jù)偽隨機序列將數(shù)據(jù)加擾，用于產(chǎn)生加擾數(shù)據(jù)；編碼模塊，其操作性連接以根據(jù)多個編碼模式的一個將加擾數(shù)據(jù)編碼，用于產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)，其中根據(jù)模式選擇信號選擇多個編碼模式中的一個；交織模塊，其操作性連接以根據(jù)模式選擇信號將編碼數(shù)據(jù)交織，用于產(chǎn)生交織數(shù)據(jù)；多路復用模塊，其操作性連接以將交織數(shù)據(jù)轉換成基于模式選擇信號的一個或多個交織數(shù)據(jù)流；多個符號映射模塊，其中激活多個符號映射模塊中的一個或多個中的每個，以根據(jù)模式選擇信號將一個或多個交織數(shù)據(jù)流的對應流的交織數(shù)據(jù)映射為映射符號，其中多個符號映射模塊中的一個或多個產(chǎn)生一個或多個映射符號流；多個頻域-時域轉換模塊，其中多個頻域-時域轉換模塊的一個或多個中的每一個將一個或多個映射符號流的對應流轉換為時域符號，其中多個頻域-時域轉換模塊中的一個或多個產(chǎn)生一個或多個時域符號流；空間和時間編碼模塊，其操作性連接以將一個或多個時域符號流轉換成一個或多個空間上調(diào)節(jié)的時域符號流；以及多個射頻(RF)發(fā)射器，其中基于模式選擇信號激活一個或多個RF發(fā)射器以將一個或多個空間上調(diào)節(jié)的時域符號流轉換成一個或多個RF信號。
優(yōu)選地，空間和時間編碼模塊還有以下功能使用編碼矩陣將一個或多個時域符號流空間和時間編碼為一個或多個空間調(diào)節(jié)的時域符號流；或者使用編碼矩陣將M路并聯(lián)時域符號流的時域符號空間和時間編碼為P路空間調(diào)節(jié)的時域符號流，其中P＝M+1。
優(yōu)選地，編碼矩陣包括形式C1C2C3···C2M-1-C2*C1*C4···C2M]]>其中編碼矩陣的行數(shù)對應于M，編碼矩陣的列數(shù)對應于P。
優(yōu)選地，當多個符號映射模塊的每一個激活時，將交織數(shù)據(jù)映射到正交幅度調(diào)制(QAM)頻域符號，該正交幅度調(diào)制頻域符號包括下面中的至少一個二元相移鍵控(BPSK)；正交相移鍵控(QPSK)；補碼鍵控(CCK)；16QAM；64QAM；以及256QAM。
優(yōu)選地，模式選擇信號包括下列模式中的一個或多個的指示頻帶2.4GHz，信道帶寬20-22MHz，最大比特率54兆比特每秒(Mbps)；頻帶5GHz，信道帶寬20MHz，最大比特率54Mbps；頻帶2.4GHz，信道帶寬20MHz，最大比特率192Mbps；頻帶5GHz，信道帶寬20MHz，最大比特率192Mbps；以及頻帶5GHz，信道帶寬40MHz，最大比特率486Mbps。
優(yōu)選地，多個RF發(fā)射器的每一個包括數(shù)字濾波器和向上取樣模塊，其操作性連接以將空間上調(diào)節(jié)的時域符號流濾波并向上取樣為濾波符號；數(shù)字-模擬轉換模塊，其操作性連接以將濾波符號轉換成模擬信號；模擬濾波器，其操作性連接以將模擬信號濾波，用于產(chǎn)生濾波模擬信號；升頻模塊，其操作性連接以將濾波模擬信號轉換成基于本機振蕩的RF信號；功率放大器，其操作性連接以將RF信號放大，用于產(chǎn)生放大的RF信號；以及RF濾波器，其操作性連接以將RF信號濾波，用于產(chǎn)生對應的RF信號。
優(yōu)選地，WLAN發(fā)射器還包括模式管理者模塊，其操作性連接以確定基于WLAN操作條件的模式選擇信號，該WLAN操作條件包括無線通信設備的協(xié)議多樣性，該無線通信設備與對應的WLAN、目標能力和WLAN發(fā)射器能力有關。
優(yōu)選地，根據(jù)多個編碼模式的一個將編碼模塊操作性連接以通過以下過程將擾碼數(shù)據(jù)編碼用加擾數(shù)據(jù)上的64個狀態(tài)碼和生成多項式g0＝1338和g1＝1718執(zhí)行卷積編碼以產(chǎn)生卷積編碼數(shù)據(jù)；根據(jù)模式選擇信號以多個速率中的一個使卷積編碼數(shù)據(jù)收縮以產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，執(zhí)行卷積編碼還包括將1/2速率卷積編碼與外部里德-所羅門碼組合，以產(chǎn)生卷積編碼數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，根據(jù)多個編碼模式中的一個將編碼模塊操作性連接以通過以下過程將加擾數(shù)據(jù)編碼根據(jù)補碼鍵控(CCK)碼將加擾數(shù)據(jù)編碼以產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，編碼還包括將CCK碼與外部里德-所羅門碼組合以產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，根據(jù)多個編碼模式中的一個將編碼模塊操作性連接以通過以下過程將加擾數(shù)據(jù)編碼用加擾數(shù)據(jù)上的256個狀態(tài)碼和生成多項式g0＝5618和g1＝7538執(zhí)行卷積編碼以產(chǎn)生卷積編碼數(shù)據(jù)；并且根據(jù)模式選擇信號以多個速率中的一個使卷積編碼數(shù)據(jù)收縮。
優(yōu)選地，執(zhí)行卷積編碼還包括將卷積編碼與外部里德-所羅門碼組合以產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，根據(jù)多個編碼模式中的一個將編碼模塊操作性連接以通過下面方案中的至少一個將加擾數(shù)據(jù)編碼并聯(lián)鏈接渦輪編碼方案；以及低密度奇偶校驗(LDPC)塊編碼方案。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)的示意性框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的無線通信設備的示意性框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的RF發(fā)射器的示意性框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的RF接收器的示意性框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明用于數(shù)據(jù)基帶處理的方法的邏輯圖；圖6是進一步定義圖5的步驟120的方法的邏輯圖；圖7-9示出根據(jù)本發(fā)明的用于將加擾數(shù)據(jù)編碼的各種實施例的邏輯圖；圖10A和10B是根據(jù)本發(fā)明的無線電發(fā)射器的示意性框圖；圖11A和11B是根據(jù)本發(fā)明的無線電接收器的示意性框圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的信道編碼器的示意性框圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的分編碼器的示意性框圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的分編碼器的替換實施例的示意性框圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的2/5速率編碼器的示意性框圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明的收縮編碼器的示意性框圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明的收縮編碼器的另一實施例的示意性框圖；圖18是根據(jù)本發(fā)明的低密度奇偶校驗編碼器的示意性框圖；以及圖19是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字復用器的示例。
具體實施例方式
圖1是通信系統(tǒng)10的示意性框圖，該通信系統(tǒng)10包括多個基站和/或接入點12-16，多個無線通信設備18-32和網(wǎng)絡硬件組件34。無線通信設備18-32可以是便攜式主機計算機18和26，個人數(shù)字助理主機20和30，個人計算機主機24和32和/或蜂窩電話主機22和28。將參考圖2更詳細地描述無線通信設備的細節(jié)。
經(jīng)由局域網(wǎng)連接36、38和40將基站或接入點12-16操作性連接到網(wǎng)絡硬件34。網(wǎng)絡硬件34(可以是路由器、交換機、橋接器、調(diào)制解調(diào)器、系統(tǒng)控制器等等)為通信系統(tǒng)10提供了廣域網(wǎng)連接42?；净蚪尤朦c12-16的每一個具有相關的天線或天線陣列以與無線通信設備在其區(qū)域內(nèi)通信。典型地，無線通信設備用特定基站或接入點12-14注冊以接收來自通信系統(tǒng)10的業(yè)務。對于直接連接(即點對點通信)而言，無線通信設備經(jīng)由分配信道直接通信。
典型地，基站用于蜂窩電話系統(tǒng)和類似類型的系統(tǒng)，而接入點用于室內(nèi)或建筑物內(nèi)無線網(wǎng)絡。每一無線通信設備包括內(nèi)置無線電設備和/或連接到無線電設備，而與通信系統(tǒng)的具體類型無關。此處所公開的無線電設備包括高線性放大器和/或可編程多級放大器以增強性能、減少費用、減少尺寸，和/或提高寬帶應用。
圖2是無線通信設備的示意框圖，該無線通信設備包括主機設備18-32和相關無線電設備60。對于蜂窩電話主機而言，無線電設備60是內(nèi)置組件。對于個人數(shù)字助理主機、便攜式主機和/或個人計算機主機而言，無線電設備60可以是內(nèi)置組件或外部連接組件。
如圖所示，主機設備18-32包括處理模塊50、存儲器52、無線電接口54、輸入接口58和輸出接口56。處理模塊50和存儲器52執(zhí)行一般由主機設備所執(zhí)行的對應指令。例如，對于蜂窩電話主機設備而言，處理模塊50根據(jù)特定的蜂窩電話標準執(zhí)行對應的通信功能。
無線電接口54使得可以從無線電設備60接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)發(fā)送至無線電設備60。對于從無線電設備60接收的數(shù)據(jù)(如入站數(shù)據(jù))而言，無線電接口54將數(shù)據(jù)提供給處理模塊50用作進一步處理和/或路由至輸出接口56。輸出接口56為輸出顯示設備(諸如顯示器、監(jiān)視器、揚聲器等)提供連通性，使得可將接收的數(shù)據(jù)顯示出來。無線電接口54也將來自處理模塊50的數(shù)據(jù)提供給無線電設備60。處理模塊50可以從輸入設備(諸如鍵盤、小鍵盤、麥克風等)經(jīng)由輸入接口58接收出站數(shù)據(jù)或者自身產(chǎn)生數(shù)據(jù)。對于經(jīng)由輸入接口58接收的數(shù)據(jù)而言，處理模塊50可以對數(shù)據(jù)執(zhí)行對應的主機功能和/或經(jīng)由無線電接口54將數(shù)據(jù)路由至無線電設備60。
無線電設備60包括主機接口62，基帶處理模塊64，存儲器66，多個射電頻率(RF)發(fā)射器68-72，發(fā)射/接收(T/R)模塊74，多根天線82-86，多個RF接收器76-80和本機振蕩模塊100?；鶐幚砟K64與存儲在存儲器66中的操作指令結合，分別執(zhí)行數(shù)字接收器功能和數(shù)字發(fā)射器功能。數(shù)字接收器功能(將參考圖11B作更詳細地描述)包括但不局限于中頻一基帶轉換、解調(diào)、星型去映射、解碼、去交織、快速傅立葉變換、循環(huán)前綴消除、空間和時間解碼和/或解擾。數(shù)字發(fā)射器功能(將參考圖5-19作更詳細的描述)包括但不局限于擾碼、編碼、交織、星型映射、調(diào)制、逆快速傅立葉變換、循環(huán)前綴附加、空間和時間編碼和/或數(shù)字基帶-IF轉換?？梢允褂靡粋€或多個處理設備實現(xiàn)基帶處理模塊64。這樣的處理設備可以是微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器、微型計算機、中央處理器、場可編程門陣列、可編程邏輯設備、狀態(tài)機、邏輯電路、模擬電路、數(shù)字電路和/或基于操作指令來控制信號(模擬和/或數(shù)字)的任何設備。存儲器66可以是單存儲器設備或多存儲器設備。這樣的存儲器可以是只讀存儲器，隨機存取存儲器，易失存儲器，非易失存儲器，靜態(tài)存儲器，動態(tài)存儲器，快閃存儲器和/或存儲數(shù)字信息的任何設備。需要注意的是當處理模塊64經(jīng)由狀態(tài)機、模擬電路、數(shù)字電路和/或邏輯電路實現(xiàn)其一個或多個功能時，將包括狀態(tài)機、邏輯電路，數(shù)字電路和/或邏輯電路的電路嵌入存儲對應操作指令的存儲器。
在操作中，無線電設備60經(jīng)由主機接口62從主機設備接收出站數(shù)據(jù)88?；鶐幚砟K64接收出站數(shù)據(jù)88，并且基于模式選擇信號102產(chǎn)生一個或多個出站符號流90。模式選擇信號102將指示具體的模式(如模式選擇表中所示出的)，該模式選擇表出現(xiàn)在本詳細討論的末尾。例如，參考表1的模式選擇信號102可以指示2.4GHz的頻帶、20或22MHz的信道帶寬、54兆比特/秒的最大比特率。在該通用類別中，模式選擇信號將還指示從1兆比特/秒延伸到54兆比特/秒的特定速率。此外，模式選擇信號將指示特定形式的調(diào)制，其包括但不局限于，巴克爾代碼調(diào)制(Baker Code Modulation)，BPSK，QPSK，CCK，16QAM和/或64QAM。如在表1中進一步示出的，提供了編碼率以及每子載波的編碼比特數(shù)(NBPSC)、每OFDM符號的編碼比特(NCBPS)、每OFDM符號的數(shù)據(jù)比特(NDBPS)、以分貝為單位的誤差向量大小(EVM)、靈敏度(其指示獲得目標包差錯率(如對于IEEE802.11a為10％)所需要的最大接收功率)、相鄰信道抑制(ACR)和交錯相鄰信道抑制(AACR)。
模式選擇信號也可以指示對應模式的特殊信道選擇，在表2中示出表1中信息的對應模式。如圖所示，表2包括信道數(shù)量和對應的中心頻率。模式選擇信號可還指示功率譜密度掩碼值，在表3中示出了表1的該功率譜密度掩碼值?；蛘撸Ｊ竭x擇信號可以指示表4內(nèi)的速率，表4具有5GHz頻帶、20MHz信道帶寬和54兆比特/秒的最大比特率。如果這是特定模式選擇，表5中示出了信道選擇。作為另一個選擇，模式選擇信號102可指示表6中所示的2.4GHz頻帶、20MHz信道和192兆比特/秒的最大比特率。在表6中，可以使用多根天線來達到更高的帶寬。在此實施例中，模式選擇還將指示使用的天線數(shù)量。表7示出用于表6建立的信道選擇。表8還示出另一種模式選擇方案，其中頻帶是2.4GHz，信道帶寬是20MHz，最大比特率是192兆比特/秒。[表8是45GHz頻帶。]對應的表8包括使用2-4根天線的各種比特率(從12兆比特/秒到216兆比特/秒)和如表所示空間時間編碼率。表9示出表8的信道選擇。模式選擇信號102還可指示如表10中所示的特定操作模式，該特定操作模式對應于具有40MHz頻帶的5GHz頻帶(該頻帶具有40MHz信道和486兆比特/秒的最大比特率)。如表10中所示，使用1-4根天線和對應的空間時間編碼率，比特率可從13.5兆比特/秒到486兆比特/秒。表10還示出特定的調(diào)制方案編碼率和NBPSC值。表11為表10提供功率譜密度掩碼，表12為表10提供信道選擇。
基于模塊選擇信號102的基帶處理模塊64從輸出數(shù)據(jù)88產(chǎn)生一個或多個出站符號流90(如將參考圖5-9進一步描述的)。例如，如果模式選擇信號102指示單個發(fā)射天線用于已被選擇的特定模式，基帶處理模塊64將產(chǎn)生單個出站符號流90?；蛘?，如果模式選擇信號指示2、3或4根天線，基帶處理模塊64將對應于天線數(shù)量而從輸出數(shù)據(jù)88產(chǎn)生2、3或4個出站符號流90。
取決于基帶模塊64產(chǎn)生的出站流90的數(shù)量，對應數(shù)量的RF發(fā)射器68-72能夠?qū)⒊稣痉柫?0轉換成出站RF信號92。將參考圖3進一步描述RF發(fā)射器68-72的實現(xiàn)方式。發(fā)射/接收模塊74接收出站RF信號92并將每個出站RF信號提供給對應的天線82-86。
當無線電設備60處于接收模式時，發(fā)射/接收模塊74經(jīng)由天線82-86接收一個或多個入站RF信號。T/R模塊74將入站RF信號94提供給一個或多RF接收器76-80。RF接收器76-80(將參考圖4更詳細的描述該RF接收器)將入站RF信號94轉換成對應數(shù)量的入站符號流96。入站符號流96的數(shù)量將對應于接收數(shù)據(jù)所在的特定模式(回想模式可以是表1-12中所說明模式的任何一種)?；鶐幚砟K60接收入站符號流90并將它們轉換成入站數(shù)據(jù)98，經(jīng)由主機接口62將入站數(shù)據(jù)98提供給主機設備18-32。
本領域的一般技術人員應該理解，可以使用一個或多個集成電路實現(xiàn)圖2的無線通信設備。例如，可以在一個集成電路上實現(xiàn)主機設備，可以在第二集成電路上實現(xiàn)基帶處理模塊64和存儲器66，可以在第三集成電路上實現(xiàn)無線電設備60的剩余組件(除天線82-86外)。作為一個可替換的示例，可以在單個集成電路上實現(xiàn)無線電設備60。作為另一個示例，主機設備的處理模塊50和基帶處理模塊64可以是在單個集成電路上實現(xiàn)的普通處理設備。此外，可以在單個集成電路上和/或與處理模塊50的普通處理模塊和基帶處理模塊64相同的集成電路上實現(xiàn)存儲器52和存儲器66。
圖3是RF發(fā)射器68-72的實施例的示意性框圖。RF發(fā)射器68-72包括數(shù)字濾波器和向上取樣模塊75、數(shù)字-模擬轉換模塊77、模擬濾波器79和升頻模塊81、功率放大器83和RF濾波器85。數(shù)字濾波器和向上取樣模塊75接收出站符號流90中的一個并且將其數(shù)字濾波，然后將符號流的速率向上取樣至期望速率，以產(chǎn)生濾波符號流87。數(shù)字-模擬轉換模塊77將濾波符號87轉換成模擬信號89。模擬信號可以包括同相成分和正交成分。
模擬濾波器79將模擬信號89濾波以產(chǎn)生濾波模擬信號91。升頻模塊81(其可以包括一對混頻器和濾波器)，將濾波模擬信號91與本機振蕩93(其由本機振蕩模塊100產(chǎn)生)混頻以產(chǎn)生高頻信號95。高頻信號95的頻率對應于RF信號92的頻率。
功率放大器83將高頻信號95放大以產(chǎn)生放大的高頻信號97。RF濾波器85(其可以是高頻帶通濾波器)將放大高頻信號97濾波以產(chǎn)生期望的輸出RF信號92。
如本領域一般技術人員應理解的，無線電頻率發(fā)射器68-72的每一個應包括與圖3所示類似的結構，并且還包括關閉機構，使得當不需要特定射頻發(fā)射器時，以不產(chǎn)生干擾信號和/或噪聲的方式將其禁用。
圖4是RF接收器76-80中的每一個的示意性框圖。在此實施例中，RF接收器78-80中的每一個都包括RF濾波器101、低噪聲放大器(LNA)103、可編程增益放大器(PGA)105、降頻(down-conversion)模塊107、模擬濾波器109、模擬-數(shù)字轉換模塊111和數(shù)字濾波器及向下取樣(down-sampling)模塊113。RF濾波器101(其可以是高頻帶通濾波器)接收入站RF信號94并將其濾波以產(chǎn)生濾波入站RF信號。低噪聲放大器103基于增益設置將濾波入站RF信號94放大并將放大信號提供給可編程增益放大器105。可編程增益放大器再將入站RF信號94提供給降頻模塊107之前將入站RF信號進一步放大。
降頻模塊107包括一對混頻器、求和模塊和濾波器以將入站RF信號與本機振蕩模塊提供的本機振蕩(LO)混頻以產(chǎn)生模擬基帶信號。模擬濾波器109將模擬基帶信號濾波并將其提供給模擬-數(shù)字轉換模塊111，該模擬-數(shù)字轉換模塊111將模擬基帶信號轉換成數(shù)字信號。數(shù)字濾波器和向下取樣模塊113將數(shù)字信號濾波，然后調(diào)節(jié)取樣率以產(chǎn)生入站符號流96。
圖5是用于通過基帶處理模塊64將出站數(shù)據(jù)88轉換成一個或多個出站符號流90的方法的邏輯圖。該過程在步驟110開始，其中基帶處理模塊接收出站數(shù)據(jù)88和模式選擇信號102。模式選擇信號可以指示表1-12中所示的各種操作模式中的任何一種。然后過程進入步驟112，其中基帶處理模塊根據(jù)偽隨機序列將數(shù)據(jù)加擾以產(chǎn)生加擾數(shù)據(jù)。需要注意的是可以從生成多項式為S(x)＝x7+x4+1的反饋移位寄存器產(chǎn)生偽隨機序列。
然后過程進入步驟114，其中基帶處理模塊選擇基于模式選擇信號的多個編碼模式中的一個。然后過程進入步驟116，其中基帶處理模塊根據(jù)選擇的編碼模式將加擾數(shù)據(jù)編碼以產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)?？梢允褂貌⒙?lián)鏈接渦輪編碼方案和/或低密度奇偶校驗塊編碼方案實現(xiàn)該編碼。將參考圖12-19對這種編碼方案做更詳細的描述?；蛘撸砂凑請D7-9(下文中將描述這些圖)中所進一步描述的來實現(xiàn)編碼。
然后過程進入步驟118，其中基帶處理模塊確定基于模式選擇信號的一些發(fā)送流。例如，模式選擇信號選擇特定模式，該模式指示1、2、3、4或更多根天線可用于發(fā)射。對應地，發(fā)送流的數(shù)量對應于模式選擇信號所指示的天線數(shù)量。然后過程進入步驟120，其中基帶處理模塊根據(jù)模式選擇信號中發(fā)送流的數(shù)量將編碼數(shù)據(jù)轉換成符號流。將參考圖6對該步驟做更詳細的描述。
圖6是基帶處理模塊所執(zhí)行的方法的邏輯圖，其根據(jù)發(fā)送流的數(shù)量和模式選擇信號將編碼數(shù)據(jù)轉換成符號流。該過程在步驟122開始，其中基帶處理模塊將多個符號上的編碼數(shù)據(jù)與信道的子載波交織以產(chǎn)生交織數(shù)據(jù)。一般而言，交織過程被設計為將編碼數(shù)據(jù)擴展在多個符號和發(fā)送流上。這提供了接收器上改進的探測和差錯校正能力。在一個實施例中，交織過程將遵循用于反向兼容模式的IEEE 802.11(a)或(g)標準。對于更高性能得模式(如IEEE 802.11(n))，也將在多條發(fā)送通路或流上進行交織。
然后過程進入步驟124，其中基帶處理模塊將交織數(shù)據(jù)多路復用為多個并聯(lián)交織數(shù)據(jù)流。并聯(lián)流的數(shù)量對應于發(fā)送流的數(shù)量，發(fā)送流反過來對應于使用的特定模式所指示的天線數(shù)量。然后過程進入步驟126和128，其中對于每一個并聯(lián)交織數(shù)據(jù)流而言，基帶處理模塊將交織數(shù)據(jù)映射到正交幅度調(diào)制(QAM)符號中，以在步驟126產(chǎn)生頻域符號。在步驟128，基帶處理模塊將頻域符號轉換為時域符號(可使用逆快速傅立葉變換完成)。頻域符號轉變成時域符號還可以包括增加循環(huán)前綴以消除接收器處的符號間干擾。需要注意的是在表1-12的模式表中定義了逆快速傅立葉變換的長度和循環(huán)前綴。一般而言，64點逆快速傅立葉變換用于20MHz信道，128點逆快速傅立葉變換用于40MHz信道。
然后過程進入步驟130，其中基帶處理模塊將交織數(shù)據(jù)的每一個并聯(lián)流的時域符號空間和時間編碼以產(chǎn)生符號流。在一個實施例中，空間和時間編碼可以通過使用編碼矩陣將交織數(shù)據(jù)的并聯(lián)流的時域符號空間和時間編碼為對應數(shù)量的符號流來完成。或者，空間和時間編碼可以通過使用編碼矩陣將交織數(shù)據(jù)的M路并聯(lián)流的時域符號空間和時間編碼為P路符號流來實現(xiàn)，其中P＝M+1。在一個實施例中，編碼矩陣包括以下形式C1C2C3···C2M-1-C2*C1*C4···C2M]]>其中編碼矩陣的行數(shù)對應于M，編碼矩陣的列數(shù)對應于P。編碼矩陣內(nèi)部常數(shù)的具體值可以是實數(shù)或虛數(shù)。
圖7是一種方法的邏輯圖，基帶處理模塊可以在圖5的步驟116使用該方法以將加擾數(shù)據(jù)編碼。在該方法中，過程開始于步驟140，其中基帶處理模塊用加擾數(shù)據(jù)上的64狀態(tài)碼以及G0＝1338和G1＝1718的生成多項式執(zhí)行卷積編碼以產(chǎn)生卷積編碼數(shù)據(jù)。然后過程進入步驟142，其中基帶處理模塊根據(jù)模式選擇信號以多個速率中的一個使卷積編碼數(shù)據(jù)收縮，用于產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)。需要注意的是收縮率可包括1/2、2/3和/或3/4和/或表1-12中所列的任何收縮率。需要注意的使，對于某特定模式而言，可以選擇速率用于反向兼容IEEE802.11(a)和/或IEEE 802.11(g)速率。
圖7的編碼還可以包括可選步驟144，其中基帶處理模塊將卷積編碼與外部里德-所羅門碼組合以產(chǎn)生卷積編碼數(shù)據(jù)。需要注意的是，應并行執(zhí)行步驟144與步驟140。
圖8是另一編碼方法的邏輯圖，在圖5的步驟116中，基帶處理模塊可使用該編碼方法將加擾數(shù)據(jù)編碼。在此實施例中，過程開始于步驟146，其中基帶處理模塊根據(jù)補碼鍵控(CCK)碼將加擾數(shù)據(jù)編碼以產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)。這可根據(jù)IEEE802.11(a)和/或IEEE802.11(g)規(guī)范來實現(xiàn)。編碼可以包括可選步驟148(該步驟與步驟146并行執(zhí)行)，步驟148將CCK碼與外部里德-所羅門碼組合以產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)。
圖9是用于將步驟116的加擾數(shù)據(jù)編碼的另一種方法的邏輯圖，可由基帶處理模塊執(zhí)行步驟116。在此實施例中，過程開始于步驟150，其中基帶處理模塊用加擾數(shù)據(jù)上的256狀態(tài)碼和G0＝5618和G1＝7538的生成多項式執(zhí)行卷積編碼以產(chǎn)生卷積編碼數(shù)據(jù)。然后過程進入步驟152，其中基帶處理模塊根據(jù)模式選擇信號以多個速率之一將編碼數(shù)據(jù)收縮，從而產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)。需要注意的是，在表1-12中指示了對應模式的收縮率。
圖9的編碼還可以包括可選步驟154，其中基帶處理模塊將卷積編碼與外部里德-所羅門碼組合以產(chǎn)生卷積編碼數(shù)據(jù)。
圖10A和10B示出根據(jù)本發(fā)明的多發(fā)射器的示意性框圖。在圖10A中，所示的基帶處理包括擾碼器172、信道編碼器174、數(shù)字復用器176、多路復用器178、多個符號映射器180-184、多個逆快速傅立葉變換(FFT)/循環(huán)前綴附加模塊186-190以及空間/時間編碼器192。發(fā)射器的基帶部分還可包括模式管理模塊175，該模式管理模塊接收模式選擇信號、產(chǎn)生無線電發(fā)射器部分的設定并產(chǎn)生基帶部分的速率選擇。
在操作中，擾碼器172將(在GF2中)偽隨機序列加到出站數(shù)據(jù)比特88以使數(shù)據(jù)顯示為隨機數(shù)據(jù)?？梢詮纳啥囗検綖镾(x)＝x7+x4+1的反饋移位寄存器生成偽隨機序列，用于產(chǎn)生加擾數(shù)據(jù)。信道編碼器174接收加擾數(shù)據(jù)并生成具有冗余的新序列。這將改進接收器上的探測。信道編碼器174可以工作在多種模式中的一種中。例如，為了與IEEE802.11(a)和IEEE802.11(g)反向兼容，信道編碼器的形式為具有64個狀態(tài)的1/2速率卷積編碼器，生成多項式為G0＝1338和G1＝1718。可以根據(jù)特定速率表(例如表1-12)使卷積編碼器的輸出收縮至1/2、2/3和3/4速率。為了與IEEE802.11(a)和IEEE802.11(g)的CCK模式反向兼容，信道編碼器具有如IEEE 802.11(b)中定義的CCK碼的形式。對于高數(shù)據(jù)率(諸如表6、8和10中說明的那些值)而言，信道編碼器可使用與以上所述相同的卷積編碼，或者信道編碼器可使用更強大的碼，包括具有更多狀態(tài)的卷積碼、并聯(lián)鏈接(渦輪)碼和/或低密度奇偶校驗(LDPC)塊碼。此外，可以將這些碼中的任何一個與外部里德-所羅門碼結合?；谛阅芫狻⒎聪蚣嫒菪院偷脱舆t，這些代碼中的一個或多個可以是最佳的。需要注意的是，將結合圖12-19更詳細地描述連接渦輪編碼和低密度奇偶校驗。
數(shù)字復用器176接收編碼數(shù)據(jù)并將其擴展在多符號和發(fā)送流上。這在接收器處提供了改進的探測和差錯校正能力。在一個實施例中，數(shù)字復用器176以反向兼容模式遵循IEEE802.11(a)或(g)標準。對于更高性能模式(諸如表6、8和10中所說明的那些模式)而言，數(shù)字復用器將在多發(fā)送流上將數(shù)據(jù)交織。多路復用器178將來自數(shù)字復用器176的串聯(lián)交織流轉換成M路并聯(lián)流以便發(fā)射。
每個符號映射器180-184從多路復用器接收M路并聯(lián)數(shù)據(jù)通路中對應的一條通路。每一個符號映射器180-182鎖根據(jù)速率表(例如表1-12)將比特流映射到正交幅度調(diào)制QAM符號(如BPSK，QPSK，16QAM，64QAM，256QAM等等)。對于IEEE 802.11(a)反向兼容性而言，可以使用雙格雷編碼(double gray coding)。
將符號映射器180-184中的每一個所產(chǎn)生的映射符號提供給IFFT/循環(huán)前綴附加模塊186-190，IFFT/循環(huán)前綴附加模塊186-190執(zhí)行頻域-時域轉換并附加前綴，這消除了接收器上的符號間干擾。需要注意的是，在表1-12的模式表中定義了IFFT和循環(huán)前綴的長度。一般而言，64點IFFT用于20MHz信道，128點IFFT用于40MHz信道。
空間/時間編碼器192接收時域符號的M路并聯(lián)通路并將它們轉換為P路輸出符號。在一個實施例中，P路輸出通路的數(shù)量將等于M路輸入通路的數(shù)量。在一個實施例中，P路輸出通路的數(shù)量將等于M+1條通路。對于每一條通路而言，空間/時間編碼器用編碼矩陣乘以輸入符號，該編碼矩陣具有如下形式C1C2C3···C2M-1-C2*C1*C4···C2M]]>需注意的是編碼矩陣的行對應于輸入通路的數(shù)量，編碼矩陣的列對應于輸出通路的數(shù)量。
圖10B示出發(fā)射器的無線電部分，發(fā)射器包括多個數(shù)字濾波器/向上取樣模塊194-198、數(shù)字-模擬轉換模塊200-204、模擬濾波器206-216、I/Q調(diào)制器218-222、RF放大器224-228、RF濾波器230-234和天線236-240。由各個數(shù)字濾波/向上取樣模塊194-198接收來自空間/時間編碼器192的P路輸出。
在操作中，激活的無線電通路的數(shù)量對應于P路輸出的數(shù)量。例如，如果僅產(chǎn)生一條P路輸出通路，則僅有一條無線電通路是激活的。本領域的一般技術人員應當理解輸出通路的數(shù)量可以是一條到期望的數(shù)量。
數(shù)字濾波/向上取樣模塊194-198將對應的符號濾波并且調(diào)節(jié)取樣率以與數(shù)字-模擬轉換模塊200-204的期望取樣率相對應。數(shù)字-模擬轉換模塊200-204將數(shù)字濾波和向上取樣信號轉換成對應的同相信號和正交模擬信號。模擬濾波器208-214將模擬信號的對應的同相成分和/或正交成分濾波，并且將濾波信號提供給對應的I/Q調(diào)制器218-222。基于本機振蕩的I/Q調(diào)制器218-222(其由本機振蕩器100產(chǎn)生)將I/Q信號轉換成射頻信號。
RF放大器224-228將RF信號放大，隨后再將信號經(jīng)由天線236-240發(fā)射之前經(jīng)由RF濾波器230-234將該信號濾波。
圖11A和11B示出根據(jù)本發(fā)明的接收器的另一實施例的示意性框圖。圖11A示出接收器的模擬部分，該接收器包括多條接收器通路。每條接收器通路包括天線、RF濾波器252-256、低噪聲放大器258-260、I/Q解調(diào)器264-268、模擬濾波器270-280、模擬-數(shù)字轉換器282-286、數(shù)字濾波器以及向下取樣模塊288-290。
在操作中，天線接收入站RF信號，經(jīng)由RF濾波器252-256將該RF信號帶通濾波。對應的低噪聲放大器258-260將濾波信號放大并將濾波信號提供給對應的I/Q解調(diào)器264-268。基于本機振蕩的I/Q解調(diào)器264-268(其由本機振蕩器100產(chǎn)生)將RF信號降頻為基帶同相和正交模擬信號。
對應的模擬濾波器270-280分別將同相和正交模擬成分濾波。模擬-數(shù)字轉換器282-286將同相和正交模擬信號轉換成數(shù)字信號。數(shù)字濾波和向下取樣模塊288-290將數(shù)字信號濾波并且調(diào)節(jié)取樣率以使其與基帶處理速率相對應，將在圖11B中描述基帶處理。
圖11B示出接收器的基帶處理?；鶐幚戆臻g/時間解碼器294，多個快速傅立葉變換(FFT)/循環(huán)前綴消除模塊296-300，多個符號去映射模塊302-306，多路復用器308，去數(shù)字復用器310，信道解碼器312和解擾模塊314?；鶐幚砟K還可以包括模式管理模塊175。空間/時間解碼模塊294(其執(zhí)行空間/時間解碼器192的逆功能)從接收器通路接收P路輸入并產(chǎn)生M路輸出通路。經(jīng)由FFT/循環(huán)前綴消除模塊296-300處理M路通路，該FFT/循環(huán)前綴消除模塊執(zhí)行IFFT/循環(huán)前綴附加模塊186-190的逆功能以產(chǎn)生頻域符號。
符號去映射模塊302-306使用符號映射器180-184的逆過程將頻域符號轉換成數(shù)據(jù)。多路復用器308將去映射符號流組合成單通路。
去數(shù)字復用器310使用由數(shù)字復用器176執(zhí)行的功能的逆功能將單通路去交織。然后將去交織數(shù)據(jù)提供給信道解碼器312，該信道解碼器312執(zhí)行信道解碼器174的逆功能。解擾器314接收解碼數(shù)據(jù)并執(zhí)行擾碼器172的逆功能，以產(chǎn)生入站數(shù)據(jù)98。
圖12是作為渦輪解碼器實現(xiàn)的信道編碼器174的示意性框圖。在此實施例中，渦輪編碼器接收輸入比特，改變它們，經(jīng)由分編碼器320-322處理它們并將它們交織以產(chǎn)生對應的編碼輸出。取決于特定的符號映射(BPSK，QPSK，8PSK(相移鍵控)，64QAM或16APSK(振幅相移鍵控))，渦輪編碼器以相同方式運行以產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)。例如，對于2比特符號塊而言，π0和π1分別是MSB(最有效比特)和LSB(最無效比特)的交織，πL-1，L＝0是互逆的，那么改變的交織如下所示π′′l(i)=i:imod2=0π-1(i):imod2=1]]>以及π′(i)=i:imod2=1π(i):imod2=0]]>圖13示出圖12的分編碼器320-322的實施例，可將該分編碼器作為1/2速率編碼器來實現(xiàn)。
圖14示出分編碼器320-322的另一實施例的示意性框圖，該分編碼器使用1/2速率編碼器以產(chǎn)生2/5速率編碼器。在此實施例中，將兩個連續(xù)的二元輸出發(fā)送到1/2速率編碼器。產(chǎn)生如圖所示的2/5速率編碼器的輸出。
圖15表示圖14的一般功能性。然后可將2/5速率編碼器用作如圖16和17中所示的收縮編碼器，該收縮編碼器具有相對的QPSK映射。
圖18示出信道編碼器174，將其作為低密度奇偶校驗(LDPC)編碼器來實現(xiàn)。在此實施例中，編碼器包括低密度奇偶校驗編碼器174、數(shù)字復用器176和格雷映射(gray mapping)模塊177。塊長可以是2000，信息長度可以是1600。在此實施例中，低密度奇偶校驗二元矩陣H＝[H1，H2]，其中H1是不規(guī)則的400×1600低密度矩陣，其具有1400個加權為3的列和200個加權為7的列，以及加權為14的全部行。另外，1是偽隨機分布的以便適合硬件實現(xiàn)。矩陣H2是400×400矩陣，該矩陣提供長的通路，而在冗余比特節(jié)點和校驗節(jié)點之間的二分圖中不存在環(huán)路。
H2=100...0011_...00_11...00...000...10000...11]]>
奇偶校驗矩陣提供簡易編碼。該碼不具有少于6的環(huán)路。碼二分圖的度數(shù)分布列于下表中。圖的邊緣的總數(shù)是6399。


圖19示出可由圖18的編碼器使用的特定交織。在此實施例中，編碼率可以是1/2，而且LDPC碼是對稱的。同樣，交織如圖所示。
作為本領域的普通技術人員應當理解，本文中所使用的術語“基本地”或“近似地”，為對應的術語提供工業(yè)上可接受的公差。這樣的工業(yè)上可接受的公差從小于百分之一到百分之二十，并且對應但不局限于元件值、集成電路加工變化、溫度變化、上升和下降時間和/或熱噪聲。作為本領域的普通技術人員還應該理解，本文中所使用的術語“操作性連接”包括直接連接和經(jīng)由另一組件、元件，電路或模塊的間接連接，對于間接連接而言，參與的組件、元件、電路或模塊并不改變信號的信息，但可調(diào)節(jié)其電流電平、電壓電平和/或功率電平。作為本領域的普通技術人員應當理解，推斷的連接(即其中通過推斷將一個元件連接至另一元件)包括在兩元件間以與“操作性連接”相同的方式的直接和間接的連接。作為本領域的普通技術人員還應當理解，本文中所使用的術語“有利地比較”指的是在兩個或更多元件、項、信號等之間的比較提供了期望的關系。例如，當期望關系是信號1的幅度比信號2的幅度大時，則當信號1的幅度大于信號2的幅度時或當信號2的幅度小于信號1的幅度時，就可以獲得有利的比較。
先前的討論已闡述了用于無線通信系統(tǒng)的多輸入/多輸出收發(fā)信機的各種實施例，本領域的一般技術人員可理解再不脫離權利要求的保護范圍的前提下可以從本發(fā)明的教學中得到其它的實施例。
模式選擇表表12.4GHz，20/22MHz信道帶寬，54Mbps最大比特率

表2表1的信道選擇

表3表1的功率譜密度(PSD)屏蔽

表45GHz，20MHz信道帶寬，54Mbps最大比特率

表5表4的信道選擇

表62.4GHz，20MHz信道帶寬，192Mbps最大比特率

表7表6的信道選擇

表85GHz，20MHz信道帶寬，192Mbps最大比特率

表9表8的信道選擇


表105GHz，40MHz信道帶寬，486Mbps最大比特率

表11表10的功率頻譜密度(PSD)屏蔽

表12表10的信道選擇


權利要求
1.具有高數(shù)據(jù)吞吐兩的無線局域網(wǎng)發(fā)射器，所述無線局域網(wǎng)發(fā)射器包括基帶處理模塊，其操作性連接以接收數(shù)據(jù)和模式選擇信號；根據(jù)偽隨機序列將所述數(shù)據(jù)加擾以產(chǎn)生加擾數(shù)據(jù)；基于所述模式選擇信號選擇多個編碼模式中的一個；根據(jù)所述多個編碼模式將所述加擾數(shù)據(jù)編碼以產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)；確定基于所述模式選擇信號的多個發(fā)送流；以及根據(jù)所述發(fā)送流的數(shù)量和所述模式選擇信號將所述編碼數(shù)據(jù)轉換成符號流；以及多個射頻發(fā)射器，其中，基于所述模式選擇信號，啟動所述多個射頻發(fā)射器中的多個，其中啟動的所述多個RF發(fā)射器中的每一個將對應的一個符號流轉換成對應的射頻信號以產(chǎn)生對應數(shù)量的射頻信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的無線局域網(wǎng)發(fā)射器，其特征在于所述轉換所述編碼數(shù)據(jù)還包括將多個符號上的所述編碼數(shù)據(jù)與信道的子載波交織以產(chǎn)生交織數(shù)據(jù)；將所述交織數(shù)據(jù)多路復用成交織數(shù)據(jù)的多個并聯(lián)流，其中并聯(lián)流的所述數(shù)量對應于發(fā)送流的所述數(shù)量；對于交織數(shù)據(jù)的每一個所述并聯(lián)流而言將所述交織數(shù)據(jù)映射為正交振幅調(diào)制符號以產(chǎn)生頻域符號；將所述頻域符號轉換為時域符號；并且將所述交織數(shù)據(jù)的每一個所述并聯(lián)流的所述時域符號空間和時間編碼以產(chǎn)生所述符號流。
3.根據(jù)權利要求2所述的無線局域網(wǎng)發(fā)射器，其特征在于所述空間和時間編碼包括如下的至少一個使用編碼矩陣將交織數(shù)據(jù)的所述一個并聯(lián)流的時域符號空間和時間編碼為所述符號流的一個；并且使用所述編碼矩陣將所述交織數(shù)據(jù)的M路并聯(lián)流的所述時域符號空間和時間編碼為P路符號流，此處P＝M+1。
4.根據(jù)權利要求3所述的無線局域網(wǎng)發(fā)射器，其特征在于所述編碼矩陣包括如下形式C1C2C3···C2M-1-C2*C1*C4···C2M]]>其中所述編碼矩陣的行數(shù)對應于M，所述編碼矩陣的列數(shù)對應于P。
5.根據(jù)權利要求2所述的無線局域網(wǎng)發(fā)射器，其特征在于所述QAM符號包括如下至少一個二進制相移鍵控；正交相移鍵控；補碼鍵控；16QAM；64QAM；以及256QAM。
6.具有高數(shù)據(jù)吞吐量的無線局域網(wǎng)發(fā)射器，所述無線局域網(wǎng)發(fā)射器包括加擾模塊，其操作性連接以根據(jù)偽隨機序列將數(shù)據(jù)加擾，用于產(chǎn)生加擾數(shù)據(jù)；編碼模塊，其操作性連接以根據(jù)多個編碼模式中的一個將所述加擾數(shù)據(jù)編碼，用于產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)，其中根據(jù)模式選擇信號選擇所述多個編碼模式中的一個；交織模塊，其操作性連接以根據(jù)所述模式選擇信號將所述編碼數(shù)據(jù)交織，用于產(chǎn)生交織數(shù)據(jù)；多路復用模塊，其操作性連接以將所述交織數(shù)據(jù)轉換成基于所述模式選擇信號的一個或多個交織數(shù)據(jù)流；多個符號映射模塊，其中激活所述多個符號映射模塊中的一個或多個中的每個，以根據(jù)所述模式選擇信號將所述一個或多個交織數(shù)據(jù)流的對應流的所述交織數(shù)據(jù)映射為映射符號，其中所述多個符號映射模塊中的一個或多個產(chǎn)生一個或多個映射符號流；多個頻域-時域轉換模塊，其中所述多個頻域-時域轉換模塊的一個或多個中的每一個將所述一個或多個映射符號流的對應流轉換為時域符號，其中所述多個頻域-時域轉換模塊中的一個或多個產(chǎn)生一個或多個時域符號流；空間和時間編碼模塊，其操作性連接以將所述一個或多個時域符號流轉換成一個或多個空間上調(diào)節(jié)的時域符號流；以及多個射頻發(fā)射器，其中基于所述模式選擇信號激活一個或多個射頻發(fā)射器以將所述一個或多個空間上調(diào)節(jié)的時域符號流轉換成一個或多個射頻信號。
7.根據(jù)權利要求6所述的無線局域網(wǎng)發(fā)射器，其特征在于所述空間和時間編碼模塊還有以下功能使用編碼矩陣將所述一個或多個時域符號流空間和時間編碼為一個或多個空間調(diào)節(jié)的時域符號流；或者使用所述編碼矩陣將M路并聯(lián)時域符號流的所述時域符號空間和時間編碼為P路空間調(diào)節(jié)的時域符號流，其中P＝M+1。
8.根據(jù)權利要求7所述的無線局域網(wǎng)發(fā)射器，其特征在于所述編碼矩陣包括形式C1C2C3···C2M-1-C2*C1*C4···C2M]]>其中所述編碼矩陣的行數(shù)對應于M，所述編碼矩陣的列數(shù)對應于P。
9.如權利要求6所述的無線局域網(wǎng)發(fā)射器，其特征在于當所述多個符號映射模塊的每一個激活時，將所述交織數(shù)據(jù)映射到正交幅度調(diào)制頻域符號，所述正交幅度調(diào)制頻域符號包括下面中的至少一個二元相移鍵控；正交相移鍵控；補碼鍵控；16QAM；64QAM；以及256QAM。
10.如權利要求6所述的無線局域網(wǎng)發(fā)射器，其特征在于所述模式選擇信號包括一個或多個下列模式的指示頻帶2.4GHz，信道帶寬20-22MHz，最大比特率54兆比特每秒(Mbps)；頻帶5GHz，信道帶寬20MHz，最大比特率54Mbps；頻帶2.4GHz，信道帶寬20MHz，最大比特率192Mbps；頻帶5GHz，信道帶寬20MHz，最大比特率192Mbps；以及頻帶5GHz，信道帶寬40MHz，最大比特率486Mbps。
全文摘要
無線局域網(wǎng)絡(WLAN)發(fā)射器包括基帶處理模塊和多個射頻(RF)發(fā)射器?；鶐幚砟K操作性連接，以通過根據(jù)偽隨機序列將數(shù)據(jù)加擾來產(chǎn)生加擾數(shù)據(jù)。通過選擇基于模式選擇信號的多個編碼模式中的一個來繼續(xù)數(shù)據(jù)處理。通過根據(jù)多個編碼模式中的一個將擾碼數(shù)據(jù)編碼來繼續(xù)數(shù)據(jù)處理。通過確定基于模式選擇信號的若干發(fā)送流來繼續(xù)數(shù)據(jù)處理。通過根據(jù)發(fā)送流的數(shù)量和模式選擇信號將編碼數(shù)據(jù)轉換為符號流來進一步繼續(xù)數(shù)據(jù)處理?；谀Ｊ竭x擇信號啟動多個RF發(fā)射器中的多個以將對應的一個符號流轉換為對應的RF信號，以便生成對應數(shù)量的RF信號。
文檔編號H04L1/02GK1722687SQ20051000955
公開日2006年1月18日 申請日期2005年2月18日 優(yōu)先權日2004年2月19日
發(fā)明者克里斯多佛·詹姆士·哈森, 賈森A·切思戈, 納拜瑞簡·塞亞爵, 凱利·布賴恩·卡梅倫, 豪·西恩·特, 巴中·申 申請人:美國博通公司