專利名稱：用于在無線通信網(wǎng)絡(luò)中表明傳輸特性的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
概括地說，本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)，具體地說，本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)中的無線數(shù)據(jù)傳輸。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)的一個方面，具有支持單載波或正交頻分復用(OFDM)調(diào)制模式的物理層(PHY)的設(shè)備可以用于毫米波通信，例如在遵循如由電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE)在其802. 15. 3c標準中所指定的細節(jié)的網(wǎng)絡(luò)中。在這個例子中，PHY層可以配置用于在57千兆赫(GHz)到66GHz的頻譜的毫米波通信，并且具體地，取決于地區(qū)，PHY層可以配置成在美國用于57GHz到64GHz范圍內(nèi)的通信，在日本用于59GHz到66GHz范圍內(nèi)的通信。為了允許支持OFDM或單載波模式的設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)之間的互通性，這兩種模式還都 支持公共模式。具體來講，公共模式是由OFDM和單載波收發(fā)機都采用的以便于實現(xiàn)不同設(shè)備和不同網(wǎng)絡(luò)之間的共存和互通的單載波基礎(chǔ)速率模式。該公共模式可以用于提供信標、發(fā)送控制和命令信息，以及用作針對數(shù)據(jù)分組的基礎(chǔ)速率。802. 15.3c網(wǎng)絡(luò)中的單載波收發(fā)機通常采用至少一個代碼生成器以向所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的一些或所有字段提供首先由Marcel J. E. Golay引入的形式(稱作格雷碼)的擴頻，以及對所接收的經(jīng)過格雷-編碼的信號執(zhí)行匹配濾波?；パa格雷碼是等長的有限序列組，使得在一個序列內(nèi)具有任意給定間隔的相同單元的對數(shù)與在其它序列中具有相同間隔的不同單元的對數(shù)相等。1991年I月31日發(fā)布的S. Z. Budisin, “Efficient PulseCompressor for Golay Complementary Sequences (針對格雷互補序列的有效脈沖壓縮器)，” Electronic Letters (電子信函)，27，no. 3，pp. 219220示出了用于生成格雷互補碼的發(fā)射機和格雷匹配濾波器，在此以引用的形式將其并入。對于低功率設(shè)備，公共模式利用具有恒定包絡(luò)的連續(xù)相位調(diào)制(CPM)信號是有利的，這樣，功率放大器可以以最大輸出功率操作而不影響濾波后的信號的頻譜。高斯最小頻移鍵控(GMSK)是通過在高斯濾波器中選擇適當?shù)膸挄r間產(chǎn)品(BT)參數(shù)具有緊湊的頻譜占用的連續(xù)相位調(diào)制形式。該恒定包絡(luò)使得GMSK與非線性功率放大器運行兼容，該功率放大器不具有與非恒定包絡(luò)信號相關(guān)聯(lián)的伴生頻譜再生?？梢詧?zhí)行各種技術(shù)來產(chǎn)生GMSK脈沖波形。舉個例子，可以針對該公共模式執(zhí)行具有線性化GMSK脈沖的Ji /2-二相相移鍵控(BPSK)，如在IEEE個人、室內(nèi)和移動無線移動通信國際(P頂RC)2001 的 I.Lakkis，J.Su，& S.Kato，“A Simple Coherent GMSK Demodulator(簡單相干GMSK解調(diào)器)”中所示出的，以引用的形式將其并入本文。

發(fā)明內(nèi)容
本申請中公開的方面對于采用諸如由IEEE 802. 15. 3c協(xié)議所定義的之類的毫米波無線個域網(wǎng)(WPAN)的系統(tǒng)有利。但是，本公開內(nèi)容并不意在受限于這些系統(tǒng)，因為其它應用也可以從類似的優(yōu)點中獲益。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種通信方法。更具體地，生成分組，并且這種分組具有頭部，該頭部包括所述分組相對于信標的位置信息。然后，發(fā)送該分組，其中，所述分組和所述信標在超幀中發(fā)送。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種通信裝置包括用于生成具有頭部的分組的模塊，所述頭部包括所述分組相對于信標的位置信息；以及用于發(fā)送該分組的模塊，其中，所述分組和所述信標在超幀中發(fā)送。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種用于通信的裝置包括處理系統(tǒng)，配置成生成具有頭部的分組，所述頭部包括所述分組相對于信標的位置信息；以及發(fā)送該分組，其中，所述分組和所述信標在超幀中發(fā)送。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，用于無線通信的計算機程序產(chǎn)品包括利用指令編碼的機器可讀介質(zhì)，所述指令可執(zhí)行以用于生成具有頭部的分組，所述頭部包括所述分組相對于信標的位置信息；以及發(fā)送該分組，其中，所述分組和所述信標在超幀中發(fā)送。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種通信方法。更具體地，接收分組，并且該分組具有頭部，所述頭部包括該分組相對于信標的位置信息，其中，該分組和信標在超幀中發(fā)送。其后，該位置信息可以用于確定超幀中的位置。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種通信裝置包括用于接收具有頭部的分組的模塊，所述頭部包括該分組相對于信標的位置信息，其中，該分組和信標在超幀中發(fā)送；以及用于使用該位置信息來確定超幀中的位置的模塊。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種用于通信的裝置包括處理系統(tǒng)，配置成接收具有頭部的分組，所述頭部包括該分組相對于信標的位置信息，其中，該分組和信標在超幀中發(fā)送；以及使用該位置信息來確定超幀中的位置。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種用于無線通信的計算機程序產(chǎn)品，包括利用指令編碼的機器可讀介質(zhì)，所述指令可執(zhí)行以用于接收具有頭部的分組，所述頭部包括該分組相對于信標的位置信息，其中，該分組和信標在超幀中發(fā)送；以及使用該位置信息來確定超幀中的位置。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于無線通信的方法。更具體地，生成分組，并且這種分組包括由分隔符分隔開的第一部分和第二部分，其中，該分隔符還用于表明所述第二部分的特性(signal a characteristic of the second portion)。其后，發(fā)送所述分組。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種通信裝置包括用于生成包括由分隔符分隔開的第一部分和第二部分的分組，其中，該分隔符還用于表明該第二部分的特性；以及用于發(fā)送所述分組的模塊。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種通信裝置包括處理系統(tǒng)，配置成生成包括由分隔符分隔的第一部分和第二部分的分組，其中，該分隔符還用于表明該第二部分的特性；以及發(fā)送所述分組。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種用于通信的計算機程序產(chǎn)品，包括利用指令編碼的機器可讀介質(zhì)，所述指令可執(zhí)行以用于生成包括由分隔符分隔的第一部分和第二部分的分組，其中，該分隔符還用于表明該第二部分的特性；以及發(fā)送所述分組。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種通信方法。更具體地，將分組的有效載荷劃分為多個數(shù)據(jù)塊，其中，每個數(shù)據(jù)塊包括格雷(Golay)碼和數(shù)據(jù)部分，并且每個數(shù)據(jù)部分在兩個格雷碼之間，并且在所述多個數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)塊之間插入信息，所述信息啟用時間、信道和頻率估計中的至少一個。其后，發(fā)送該分組。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種用于通信的裝置，包括用于將分組的有效載荷劃分為多個數(shù)據(jù)塊的模塊，其中，每個數(shù)據(jù)塊包括格雷碼和數(shù)據(jù)部分，并且每個數(shù)據(jù)部分在兩個格雷碼之間；用于在所述多個數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)塊之間插入信息的模塊，所述信息啟用時間、信道和頻率估計中的至少一個；以及用于發(fā)送該分組的模塊。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種用于無線通信的裝置包括處理系統(tǒng)，配置成將分組的有效載荷劃分為多個數(shù)據(jù)塊，其中，每個數(shù)據(jù)塊包括格雷碼和數(shù)據(jù)部分，并且每個數(shù)據(jù)部分在兩個格雷碼之間；在所述多個數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)塊之間插入信息，所述信息啟用時間、信道和頻率估計中的至少一個；以及發(fā)送該分組。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種用于通信的計算機程序產(chǎn)品，包括利用指令編碼 的機器可讀介質(zhì)，所述指令可執(zhí)行以用于將分組的有效載荷劃分為多個數(shù)據(jù)塊，其中，每個數(shù)據(jù)塊包括格雷碼和數(shù)據(jù)部分，并且每個數(shù)據(jù)部分在兩個格雷碼之間；在所述多個數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)塊之間插入信息，所述信息啟用時間、信道和頻率估計中的至少一個；以及發(fā)送該分組。雖然本申請中描述了特定的方面，但是這些方面的很多變形和置換也落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。雖然提到了優(yōu)選方面的一些好處和優(yōu)點，但是本發(fā)明的范圍并不意在限定為特定的好處、使用或目的。而是，本發(fā)明的方面意在廣泛地適用于不同的無線技術(shù)、系統(tǒng)配置、網(wǎng)絡(luò)和傳輸協(xié)議，其中的一些以示例的形式在附圖和接下來的具體實施方式
中示出。
具體實施方式
和附圖僅僅是本發(fā)明的示例而不是限制由所附權(quán)利要求和其等同物所定義的本發(fā)明的范圍。


參照下面的附圖來理解根據(jù)本發(fā)明的方面。圖I是依照本發(fā)明的方面配置的無線網(wǎng)絡(luò)的圖。圖2是依照本發(fā)明的方面配置的在圖I的無線網(wǎng)絡(luò)中使用的超幀定時的圖；圖3是依照本發(fā)明的方面配置的在圖I的無線網(wǎng)絡(luò)中使用的超幀結(jié)構(gòu)的圖。；圖4是依照本發(fā)明的方面配置的在圖3的超幀結(jié)構(gòu)中使用的幀/分組結(jié)構(gòu)的圖；圖5是依照本發(fā)明的方面的支持用于多個頭部速率的信令的改進的幀/分組結(jié)構(gòu)的圖；圖6是可以依照本發(fā)明的方面使用的多個起始幀分隔符的圖；圖7是依照本發(fā)明的方面支持用于超幀定時檢測的信令的改進的幀/分組結(jié)構(gòu)的圖；圖8是示出了依照本發(fā)明的方面的用于確定超幀定時信息的過程的流程圖；圖9是依照本發(fā)明的方面的支持改進的載波估計的改進的幀/分組結(jié)構(gòu)的圖；圖10是依照本發(fā)明的方面的可以使用的具有減少的譜線的多個數(shù)據(jù)塊的圖；圖11是依照本發(fā)明的方面配置的加擾器的電路圖；圖12是依照本發(fā)明的方面的針對較長數(shù)據(jù)塊配置的改進的幀/分組結(jié)構(gòu)的圖13是依照本發(fā)明的方面配置的格雷電路的電路圖；圖14是依照本發(fā)明的方面配置的起始幀分隔符生成器裝置的方框圖；圖15是依照本發(fā)明的方面配置的時間戳生成器裝置的方框圖；圖16是依照本發(fā)明的方面配置的信道估計序列生成器裝置的方框圖。根據(jù)一般的實踐，為了清楚起見，可以簡化附圖中示出的各個特征。因此，附圖可能未描述出給定裝置(例如，設(shè)備)或方法的全部組件。另外，相同的附圖標記在整個說明書和附圖中用于表示相同的特征
具體實施例方式下面描述本發(fā)明的各個方面。應當明白的是，本申請中的教導可以以很多不同的形式來實現(xiàn)，本申請中所公開的任何具體的結(jié)構(gòu)、功能或這二者都僅僅是代表性的。根據(jù)本 申請中的教導，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明中所公開的一個方面可以獨立于任何其它方面實現(xiàn)，并且兩個或更多個這樣的方面可以通過多種方法進行組合。舉例而言，可以使用本申請中所提出的任何數(shù)量個方面來實現(xiàn)一種裝置或?qū)嵤┮环N方法。另外，可以使用其他的結(jié)構(gòu)、功能體、或除了本發(fā)明中所提出的一個或多個方面之外的結(jié)構(gòu)和功能體、或不同于本發(fā)明中所提出的一個或多個方面的結(jié)構(gòu)和功能體來實現(xiàn)這種裝置或?qū)嵤┻@種方法。在下面的描述中，為便于解釋，給出了大量具體細節(jié)，以便提供對本發(fā)明的透徹理解。然而，應當理解的是，本申請中所示出和描述的特定方面并不是意在將本發(fā)明限定在任何特定的形式，而是，本發(fā)明用于覆蓋落入如由權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的范圍內(nèi)的所有修改、等同物和替代物?，F(xiàn)在參照圖I給出無線網(wǎng)絡(luò)100的若干方面，該無線網(wǎng)絡(luò)是以與IEEE802. 15. 3c個域網(wǎng)(PAN)標準兼容的方式組成的，并且在本申請中被稱為微微網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)100是允許諸如多個數(shù)據(jù)設(shè)備(DEV) 120之類的多個獨立數(shù)據(jù)設(shè)備相互通信的無線自組織數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。具有與網(wǎng)絡(luò)100類似的功能的網(wǎng)絡(luò)還稱為基本服務(wù)集(BSS)，或者如果該通信是在一對設(shè)備之間的則稱為獨立基本服務(wù)(IBSS)。多個DEV 120中的每個DEV是實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)100的無線介質(zhì)的MAC和PHY接口的設(shè)備。具有與多個DEV 120中的設(shè)備類似的功能的設(shè)備可以稱為接入終端、用戶終端、移動站、用戶站、電臺、無線設(shè)備、終端、節(jié)點或一些其它適當?shù)男g(shù)語。貫穿本申請描述的各個概念意在應用于所有適當?shù)臒o線節(jié)點，而不管它們的具體名稱。在IEEE 802. 15. 3c下，一個DEV將承擔微微網(wǎng)的協(xié)調(diào)器的角色。該進行協(xié)調(diào)的DEV被稱為微微網(wǎng)協(xié)調(diào)器(PNC)，并且在圖I中被示為PNC 110。因此，該PNC包括與多個其它設(shè)備相同的設(shè)備功能，但是提供對網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)。舉例而言，PNC 110提供諸如利用信標為網(wǎng)絡(luò)100進行基本定時，以及對任何服務(wù)質(zhì)量(QoS)需求的管理、節(jié)電模式和網(wǎng)絡(luò)接入控制之類的服務(wù)。其它系統(tǒng)中具有與針對PNC 110所描述的類似功能的設(shè)備可以稱為接入點、基站、基本收發(fā)機、站、終端、節(jié)點、充當接入點的接入終端，或一些其它適當?shù)男g(shù)語。PNC 110使用稱為超幀的結(jié)構(gòu)來協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)100中各個設(shè)備之間的通信。每個超幀通過信標周期基于時間來分界。PNC 110還可以耦合到系統(tǒng)控制器130以便于其它網(wǎng)絡(luò)或其它PNC通信。圖2示出了用于在網(wǎng)絡(luò)100中進行微微網(wǎng)定時的超幀200。一般而言，超幀是包括信標周期、信道時間分配周期，以及可選地，競爭接入周期的基本時間劃分結(jié)構(gòu)。超幀的長度也稱為信標間隔(BI)。在超幀200中，信標周期(BP) 210是在PNC例如PNC 110發(fā)送信標幀期間提供的，如本申請中將進一步描述的。競爭接入周期(CAP) 220用于在PNC 110和網(wǎng)絡(luò)100中的多個DEV 120中的一個DEV之間，或在網(wǎng)絡(luò)100中的多個DEV 120的任意DEV之間傳送命令和數(shù)據(jù)。針對CAP 200的接入方法可以基于時隙阿羅哈(slotted aloha)或具有沖突避免的載波偵聽多路訪問(CSMA/CA)協(xié)議。PNC 110可能不在每個超幀中都包括CAP 220。基于時分多址(TDMA)協(xié)議的信道時間分配周期(CTAP)220由PNC100提供以為多個DEV 120分配使用網(wǎng)絡(luò)100中的信道的時間。具體而言，將CTAP劃分成一個或多個時間周期，稱為信道時間分配(CTA)，由PNCllO將其分配給設(shè)備對，每個CTA—對設(shè)備。因此，針對CTA的訪問機制是基于TDMA的。如從數(shù)據(jù)觀點所觀察的，圖3示出了網(wǎng)絡(luò)100所利用的超幀結(jié)構(gòu)300。該超幀結(jié)構(gòu)300以信標周期302開始，在該信標周期中，微微網(wǎng)控制器例如PNC 110廣播各種控制參數(shù)， 包括信標幀號310和超幀持續(xù)時間312。這一信息是通過一個或多個信標分組(未示出)發(fā)送的。一系列數(shù)據(jù)分組360的傳輸跟隨在信標周期302之后。這些數(shù)據(jù)分組可以是由PNC110或作為微微網(wǎng)成員的不同設(shè)備發(fā)送的。諸如信標周期302之類的每個信標周期，或諸如數(shù)據(jù)分組360之類的任何數(shù)據(jù)分組之后通常跟隨著保護時間(GT) 330。在信標周期302期間，該信標周期302位于每個超幀的開始(即，時間O)處，可以由PNC 110發(fā)送一個或多個信標分組以設(shè)置超幀持續(xù)時間、CAP結(jié)束時間、時間分配，以及為微微網(wǎng)傳送管理信息。當由PNC發(fā)送多于一個的信標分組時，可以在時間O處發(fā)送信標分組號1，而剩下的信標分組包含關(guān)于自該超幀的開始處起的時間偏移的信息。由于信標分組對于網(wǎng)絡(luò)100中的所有設(shè)備的正常運行有用，所以可以使用公共模式信號來發(fā)送任何在信標周期302期間要發(fā)送的信標分組，以使得其可以被所有設(shè)備理解。此外，一旦設(shè)備使其自身與網(wǎng)絡(luò)同步則其可以進行發(fā)送。因此，多個DEV 120中的所有設(shè)備可以通過檢測信標以及對超幀的開始進行定位來嘗試確定現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)是否存在。圖4是可以用于單載波、OFDM或公共模式幀的幀結(jié)構(gòu)400的示例。如本申請中所用的，術(shù)語“幀”也可以稱作“分組”，并且這兩個術(shù)語應該視為意思相同。幀結(jié)構(gòu)400包括前導碼402、頭部440和分組有效載荷480。公共模式針對所有三個字段(即，針對前導碼402、頭部440和分組有效載荷480)都使用格雷碼。公共模式信號使用具有芯片級n/2-BPSK調(diào)制的格雷擴頻碼來對其中的數(shù)據(jù)進行擴頻。頭部440，其遵守物理層匯聚協(xié)議(PLCP)的頭部，以及分組有效載荷480，其是物理層服務(wù)數(shù)據(jù)單元(PSDU)，頭部440和分組有效載荷480包括利用長度為64的格雷碼對進行擴頻的符號?？梢砸勒諑Y(jié)構(gòu)400的各個方面調(diào)整各個幀參數(shù)，包括，舉例而言，而不是限制性的，格雷碼重復的次數(shù)以及格雷碼長度。在一個方面，可以從長度為128或長度為256的格雷碼中選擇在前導碼中使用的格雷碼。用于數(shù)據(jù)擴頻的格雷碼可以包括長度為64或長度為128的格雷碼。返回參照圖4，前導碼402包括分組同步序列字段410、起始幀分隔符(SFD)字段420和信道估計序列(CES)字段430。當使用較高數(shù)據(jù)速率時，可以縮短前導碼402。舉例而言，可以將針對公共模式的默認的前導碼長度設(shè)置為36格雷碼，其與在50Mbps等級上的數(shù)據(jù)速率相關(guān)聯(lián)。對于在I. 5Gbps等級中的數(shù)據(jù)速率，可以將前導碼402縮短為16格雷碼，而對于大約3Gbps的數(shù)據(jù)速率，可以將前導碼402進一步縮短為8格雷碼。還可以根據(jù)來自設(shè)備的隱式或顯式請求將前導碼402切換到更短的前導碼。無線網(wǎng)絡(luò)100中的每個設(shè)備一旦啟動就通過鎖定到信標周期302來搜索超幀起始時間。由于將相同的格雷碼用于對信標分組和數(shù)據(jù)分組的前導碼進行擴頻，可以通過對頭部440解碼來確定所接收的每段是信標分組還是數(shù)據(jù)分組。但是，這對于低功率設(shè)備會是一個問題，尤其是當采用長的超幀(例如，65ms長)時，因為該設(shè)備在找到信標周期之前，可能會嘗試對每個分組進行解碼長達20ms。此外，一些數(shù)據(jù)分組可以對頭部440采用與信標302相同的擴頻和保護，因此會通過CRC。分組同步序列字段410是由如由圖4中的碼412-1到412_n所表示的長度為128的互補格雷碼(a\28，b\28)中的一個進行擴頻的I的重復，。SFD字段420包括諸如{-1}之類的由長度為128的互補格雷碼(a\28，b\28)中的一個進行擴頻的特定碼，如由圖4中由碼422所表不的?？梢允褂萌缬纱a432和436所表不的一對長度為256的互補格雷碼Ca1256, Id1256)來對CES字段430擴頻，并且還可以包括至少一個循環(huán)前綴，如由434-1和438-1所表示的，例如或b^，Bicp或bi是長度為128的格雷碼，其中CP是循環(huán)前綴或后綴。用于碼432 和436中的每一個碼的循環(huán)后綴，例如，分別由434-2和438-2所表示的或分別是長度為128的格雷碼。在一個方面,頭部440采用大約里德所羅門(RS)編碼的一半的速率,而分組有效載荷480采用RS編碼的O. 937的速率，(RS 255，239)。頭部440和分組有效載荷480可以是二進制或復數(shù)值，而擴頻使用長度為64的互補格雷碼a:和/或b、。優(yōu)選地，頭部440應該以比分組有效載荷480更健壯的方式來發(fā)送，以使由頭部錯誤率造成的分組錯誤率最小化。舉例而言，可以給頭部440提供比分組有效載荷480中的數(shù)據(jù)部分高4dB到6dB的編碼增益。也可以響應于數(shù)據(jù)速率中的變化來調(diào)整頭部速率。舉例而言，對于達到I. 5Gbps的數(shù)據(jù)速率范圍，頭部速率可以是400Mbps。對于3Gbps的數(shù)據(jù)速率，頭部速率可以是800Mbps，而對于達到6Gbps的數(shù)據(jù)速率范圍，頭部速率可以設(shè)置在I. 5Gbps。頭部速率的恒定比例可以維持在數(shù)據(jù)速率范圍內(nèi)。因此，隨著數(shù)據(jù)速率從一個范圍變化到另一個范圍，可以調(diào)整頭部速率以維持頭部速率對數(shù)據(jù)速率范圍的恒定比率。將頭部速率的變化向網(wǎng)絡(luò)100中的多個DEV 120中的每個設(shè)備傳送是重要的。但是，由所有模式(即，單載波、OFDM和公共模式)所使用的圖4中的當前的幀結(jié)構(gòu)400不包括做這些的能力。圖5示出了依照本發(fā)明的方面支持用于多個頭部速率和多PHY模式的信令的改進的中貞結(jié)構(gòu)500。在這一方面,可以有多達4種不同的頭部傳輸速率,這些傳輸速率中的每一種對應于特定的數(shù)據(jù)傳輸速率或數(shù)據(jù)傳輸速率范圍。其它的方面可以提供不同數(shù)量的頭部和數(shù)據(jù)傳輸速率。幀結(jié)構(gòu)500包括前導碼502、頭部540和分組有效載荷580。頭部540和分組有效載荷580部分以與頭部440和分組有效載荷480相似的方式來配置。前導碼503包括分組同步序列字段510、起始幀分隔符(SFD)碼塊520和信道估計序列字段530。在圖5中所示出的方面，SFD碼塊520包括三個碼SFD 1522、SFD 2524和SFD3526。進一步參照圖6，在一個方面，可以將默認頭部傳輸速率設(shè)置為與SFD碼塊620a相對應，由[-1 +1 +1]表不，其中，正負號對應于所發(fā)送的格雷碼的正負號。對于第一頭部速率(例如，400Mbps)，SFD碼塊520是SFD碼塊620b，由[-1 +1 -I]表示。對于800Mbps的頭部速率，SFD碼塊520是SFD碼塊620c，由[-1 -I +1]表示，而對于I. 5Gbps的頭部速率，SFD碼塊520是SFD碼塊620d，由[-1 -I -I]表示。在另一個方面，可以使用互補格雷碼來構(gòu)造一組不同的SFD碼塊，如由圖6中的多個SFD碼塊620e到620h所指示的。除了只提供頭部傳輸速率之外，SFD圖案還可以用于提供其它信息，包括在單載波和OFDM分組之間進行區(qū)分或在信標分組和數(shù)據(jù)分組之間進行區(qū)分。此外，SFD可以用于指示用于波束成形的特定類型的分組。舉例而言，可以將圖6中的SFD圖案620a分配給信標分組；將SFD圖案620b、620c和620d分配給單載波數(shù)據(jù)分組以分別在400Mbps、800Mbps和I. 5Gbps的頭部速率之間進行區(qū)分；可以將SFD圖案620e、620f和620g分配給OFDM數(shù)據(jù)分組以分別在900Mbps、I. 5Gbps和3Gbps的速率之間進行區(qū)分；以及可以將SFD圖案620h分配給波束成形訓練分組。多個DEV 120中在執(zhí)行前導碼檢測的任何設(shè)備可以搜索這些SFD圖案。因此，一般而言，SFD碼塊520可以包括指示下面各項中的至少一項的多個符號分組的頭部和數(shù)據(jù)中的至少一個的傳輸速率；分組的傳輸模式；信標分組；非信標分組；分組的頭部的調(diào)制和編碼方案；分組的持續(xù)時間；或所分配的介質(zhì)用于傳輸?shù)某掷m(xù)時間(即，網(wǎng)絡(luò)分配向量)的持續(xù)時間。在本發(fā)明的方面，可以利用疊加碼對分組同步序列字段510中的碼a進行加擾，使得每個碼a乘以{+1}或{-I}。這樣做可以減少譜線，否則這些譜線將導致分組同步序列字段510中的碼重復。此外，可以用互補碼b對SFD碼塊520編碼，如之前在圖5和 圖6中示出并討論的。因此，可以在SFD碼塊520中采用a和b的各種組合。在本發(fā)明的一個方面，在支持單載波和OFDM模式兩者的設(shè)備可能使用了相同的前導碼的情況下，SFD碼塊520可以使用分配給單載波和OFDM模式的不同的SFD圖案組以便于接收設(shè)備在單載波和OFDM分組之間進行區(qū)分。此外，可以使用第一方案對SFD碼塊520編碼，而可以使用不同于第一方案的第二方案對分組的其它部分進行編碼。舉例而言，第一方案可以包括單載波通信方案，而第二方案可以包括OFDM通信方案?？梢栽跊]有頭部的情況下發(fā)送一些分組(例如，可用在沒有頭部和有效載荷的情況下發(fā)送一些波束成形分組)，在這種情況下，則可用將SFD碼塊520配置為識別這些分組，以便接收設(shè)備能夠知道這些分組不包含定時信息。圖7示出了支持時間戳和超幀定時信息通信的改進的幀結(jié)構(gòu)700。在一個方面，幀結(jié)構(gòu)700包括前導碼702、頭部740和分組有效載荷780。前導碼702和分組有效載荷780部分以與圖4的幀結(jié)構(gòu)400的前導碼402和分組有效載荷480類似的形式來配置。幀結(jié)構(gòu)700還在頭部740中包括時間戳742，其提供了進行發(fā)送的超幀的定時信息的改進的通信。該時間戳742可以配置為包括信息，一旦任何設(shè)備接收到時間戳742并將其解碼，則該信息允許該設(shè)備確定在下面的列表中的下面的信息中的一條或多條，列表中的信息示例性地而不是作為限制地示出為超幀中的所發(fā)送的幀的位置信息、超幀長度、超幀的開始、超幀的結(jié)束、信標的位置和CAP的位置。該信息列表在本申請中共同地稱為超幀定時信息。因此，當多個DEV 120中的設(shè)備想要定位超幀定時信息時，它可以捕獲任何幀，并且一旦將該幀中的時間戳解碼，其將能夠確定超幀定時信息。因此，時間戳742可以輔助設(shè)備定位信標周期，優(yōu)選地，時間戳742將被安置為頭部字段740中的第一個字段，因此，該設(shè)備可以避免不得不對整個頭部進行解碼，而是僅對它需要用于確定其所需的超幀定時信息的頭部740的那一部分進行解碼即可。在本發(fā)明的方面，如果需要可以壓縮時間戳742以減少開銷。舉例而言，可用使用8比特時間戳，根據(jù)該8比特時間戳可以計算出信標的位置，但是具有較小的分辨率。
一旦設(shè)備定位了信標，它可以進入睡眠模式以節(jié)省功率，并僅在信標周期之前醒來以檢測例如頭部速率。因此，當多個DEV 120中的設(shè)備需要確定頭部速率時，其可以通過在信標周期之前的足夠時間處為上電安排時間(timing the power-up)或喚醒來獲取信
肩、O圖8示出了在本發(fā)明的一個方面中，可以由多個DEV 120中的設(shè)備執(zhí)行以獲得超幀定時信息的超幀定時信息獲取過程800。在步驟802，DEV將初始化并準備執(zhí)行與網(wǎng)絡(luò)100的無線通信。在步驟804，該DEV將嘗試檢測信標幀或數(shù)據(jù)幀的前導碼。假設(shè)檢測成功，在步驟806，DEV將對頭部或至少頭部的時間戳部分進行解碼。然后，在步驟808，DEV可以根據(jù)解碼后的時間戳確定超巾貞定時信息。一旦DEV已經(jīng)確定了超幀定時信息，其將具有在步驟810中使用該信息的選擇。在本發(fā)明的一個方面，如本申請中之前所討論的，DEV可以決定在進入低功率或休眠模式直到下一個信標周期再獲取關(guān)于PNC 100正在發(fā)送的超幀的完整信息。舉例而言，該DEV可以 使其自身休眠確定的時段，例如足夠當前的超幀結(jié)束的一段時間。舉另一個例子，該DEV可以進入睡眠模式超過一個信標周期，并且周期性地醒來以獲取超幀定時信息。雖然對于諸如DEV之類的設(shè)備運行在指導原則之內(nèi)可能存在某些要求，以使得不丟失多于預訂數(shù)量的信標而丟失同步，但是，該場景中的DEV還是能夠維持定時同步，因為其使用了時間戳。在另一方面，如果DEV檢測到時間戳，并發(fā)現(xiàn)超幀處于CAP階段，則該DEV可以嘗試加入網(wǎng)絡(luò)100，而無需等到信標和CAP階段。在另一方面，DEV可以檢測網(wǎng)絡(luò)100中的特定信道是否忙而無需等待檢測信標。在這個方面，一旦DEV檢測到時間戳，其將假定該信道忙并移動到下一信道。如上文已經(jīng)討論的，時間戳有助于信標和超幀定時檢測，因為DEV不需要對每個分組解碼以確定特定分組是否是信標分組。DEV最多只需要成功解碼一個時間戳。因此，DEV不需要解碼整個頭部和可能的數(shù)據(jù)來確定該分組是不是信標分組。時間戳還可以由多個DEV 120用于改進信號的捕獲和加入網(wǎng)絡(luò)。舉例而言，假定DEV 120-2距離PNC 110足夠遠，而不能很好檢測由PNC所發(fā)送的信標。但是，還假定DEV120-1距離PNC 110更近，但是距離DEV 120-2也很近，并且可以可靠地檢測來自PNC 110的信標。由于所有設(shè)備都將在它們的傳輸中包含時間戳信息，并且DEV 120-2能夠監(jiān)聽到來自DEV 120-1的傳輸，該DEV 120-2將更清楚地了解信標位置，并且能夠改變其操作以提高它接收到信標的機會。舉例而言，DEV 120-2可以在期望來自PNC 110的信標傳輸?shù)臅r間期間，降低其前導碼檢測門限，該門限是信噪比(SNR)或信號噪聲/干擾比(SNIR)的函數(shù)，因為更確定檢測不會是假陽性的。在本發(fā)明的一些方面，用于運行在相同頻帶中的不同微微網(wǎng)的前導碼可以采用提供時間和/或頻率正交的覆蓋序列。在一個方面，第一微微網(wǎng)控制器PNCl使用長度128的第一格雷碼al281，第二微微網(wǎng)控制器PNC2使用al282，第三微微網(wǎng)控制器PNC3使用1283。該前導碼由每個格雷碼重復8次乘以正交覆蓋碼來形成，如下列情況中所示出的PNCl 發(fā)送！+a1 +a1 +a1 +a1 +a1 +a1 +a1 +a1 (覆蓋碼[I I I I])PNC2 發(fā)送+a2 -a2 +a2 -a2 +a2 -a2 +a2 -a2 (覆蓋碼[I -I I -I])PNC3 發(fā)送+a3 +a3 -a3 -a3 +a3 +a3 -a3 -a3 (覆蓋碼[I I -I -I])因此,雖然系統(tǒng)是異步的，但是在任何時移處還是存在正交性。
在這種情況中，只有這三個二進制碼周期性地正交。舉例而言，周期性正交表示如果第一覆蓋碼重復，例如1-11-11-11-11-1...,并且其匹配濾波到第二正交覆蓋碼，則結(jié)果是除了在重復碼的開始和結(jié)尾邊緣處，其它地方都是O。在本發(fā)明的一些方面，可以提供非二進制覆蓋碼。例如，下面示出了長度為4的復數(shù)覆蓋碼coverl=ifft ([I O O 0]) = [1 111]cover2=ifft ([O I O 0]) = [1 j -I -j]cover3=ifft ([O O I 0]) = [1 —I I —I] cover4=ifft ([O O O I]) = [I -j -I j]這些覆蓋碼可以用于與多個Golay碼(例如，a1)相乘，如[a1· cover I (I)a1, cover I (2) a1, cover I (3) a1, cover I (4)]。這一序列的快速傅里葉變換(FFT)對于每第四個子載波而言都是非零的。如果a1長度是128，F(xiàn)FT長度是512 (編號為0:511)，則coverl產(chǎn)生非零子載波0，4，8···。使用C0Ver2，只有子載波1，5，9，..·是非零的。Cover3產(chǎn)生非零子載波2，6，10，· · ·，而cover4產(chǎn)生子載波3，7，11，...。在信標周期期間，首先發(fā)送具有幾乎全向天線圖案(準全向信標)的信標。定向信標(即，利用在一些方向上的一些天線增益發(fā)送的信標)可以在信標周期期間或在兩個設(shè)備之間的CTAP中發(fā)送。在本發(fā)明的一個實施例中，使格雷碼長度和重復的次數(shù)的組合適合于不同的天線增益。舉例而言，對于0-3dB的天線增益，使用具有默認前導碼的公共模式來發(fā)送信標，該默認前導碼包括長度為128的格雷碼的32次重復。對于3-6dB的天線增益，信標采用相同格雷碼的16次重復的縮短的前導碼。對于6-9dB的天線增益，信標使用該Golay碼的8次重復的縮短的前導碼。對于9dB及以上的天線增益，信標采用該格雷碼的4次重復的縮短的前導碼。此外，在一些實施例中，頭部和/或數(shù)據(jù)擴頻因子可以相對于天線增益而縮放。圖9示出了依照本發(fā)明的方面的幀結(jié)構(gòu)900。在一個方面，幀結(jié)構(gòu)900包括前導碼902、頭部940和分組有效載荷980。前導碼902和分組有效載荷980部分以與圖4的幀結(jié)構(gòu)400的前導碼902和分組有效載荷480類似的形式配置。將該幀的數(shù)據(jù)部分劃分為多個塊950-1到950-n，并且進一步將每一個塊950-1到950_n劃分為子塊，例如子塊952-1到952-n，其中，該幀的數(shù)據(jù)部分可以包括頭部940和包括分組有效載荷980。在每個子塊952-1到952-n之前有長度為L的已知的格雷序列，例如已知的格雷序列954-1到954_n，該序列應該典型地長于多徑延遲擴頻。此外，最后的數(shù)據(jù)部分956-n之后跟著已知的格雷序列954-[n+l]。在一個方面，特定數(shù)據(jù)塊中的所有已知的格雷序列是相同的。如果使用頻域均衡器，則該已知的格雷序列充當循環(huán)前綴。此外，其可以用于定時、頻率和信道跟蹤。每個數(shù)據(jù)塊950-1到950-n之后跟著導頻信道估計序列(PCES)960，該序列具有互補的一組格雷碼964-1和968-1，格雷碼964-1和968-1中的每個分別具有CP 962-1和966-2。如果需要，PCES 960可以用于再次獲取信道，并且可以改變針對PCES 960的重復周期以降低開銷。例如，該PCES周期可以編碼到頭部940中。為了使已知的格雷序列954-1到954-n在頻域均衡器中(或在其它均衡器類型中)用作CP，需要使用相同的L長度的格雷序列(aL)。但是，對已知的格雷序列的重復會引入譜線。為了減少譜線，每個數(shù)據(jù)塊使用不同的已知的格雷序列，如在圖10中所示出的。舉例而言，可以里用一對格雷碼(aL, bL),其中aL和bL表不一對長度為L或由其自身的短循環(huán)前綴所保護的較短長度K〈L的互補格雷序列。舉例而言,對于L=20，可以使用長度為16的格雷碼，其中，在開始處最后4個采樣被重復。每個數(shù)據(jù)塊可以使用aL、-aL、bL或_bL。如圖11中所不出的擾頻器1100可以用于選擇格雷碼aL、-aL、bL和_bL。在一個方面,擾頻器1100可以實現(xiàn)為反饋移位寄存器。擾頻器1100可以用于選擇針對每個數(shù)據(jù)塊的格雷碼。在本發(fā)明的另一個實施例中，可以采用較長的數(shù)據(jù)塊，并且可以采用圖12中所示出的幀結(jié)構(gòu)1200。在這個例子中，每個數(shù)據(jù)塊針對數(shù)據(jù)塊的一個部分采用4個格雷碼選項aL、-aL、bL和_bL中的一個，并且針對每個部分改變碼。舉例而言，數(shù)據(jù)塊1202的不同塊部分1250-1到1250-5使用不同的格雷碼(例如，用于塊部分11250-1的格雷碼1254-1-1對用于塊部分21250-2的格雷碼1254-1-2)。
在均衡之前和之后都可以使用已知序列。舉例而言,用于在均衡之前和之后使用已知序列來定時、頻率和信道跟蹤的技術(shù)是本領(lǐng)域公知的。但是，本發(fā)明的方面可以提供對已知格雷序列的進一步使用。均衡之后，對所發(fā)送的已知的格雷序列進行噪聲估計。通過將估計的噪聲版本與格雷序列的初始干凈版本相關(guān)，可以估計剩余多徑并且可以利用非常簡單簡短的均衡器使用該剩余多徑(例如，兩抽頭均衡器)來進行時域均衡。圖13是在本發(fā)明的一些方面可以用作格雷碼生成器或匹配濾波器的格雷碼電路1300的框圖。格雷碼電路1300包括一系列延遲單元1302-1到1302-M、一系列可以改變的種子(seed)向量插入單兀1330-1到1330-M、配置用于將延遲后的信號和與種子向量相乘的信號進行組合的第一組組合器1310-1到1310-M和第二組組合器1320-1到1320-M。在本發(fā)明的一個方面，下面的三組序列可以用于針對空間和頻率重用的前導碼，以使得操作在相同頻帶中的微微網(wǎng)之間的干擾最小化。
權(quán)利要求
1.一種用于無線通信的方法，包括 生成包括由分隔符分隔開的第一部分和第二部分的分組，其中，所述分隔符還用于表明所述第二部分的特性；以及 發(fā)送所述分組。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述生成包括使用第一方案對所述分隔符進行編碼，以及使用不同于所述第一方案的第二方案對所述第二部分進行編碼。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第一方案包括單載波通信方案，所述第二方案包括正交頻分復用(OFDM)通信方案。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述分隔符包括多個符號，所述多個符號指示如下項中的至少一項 所述分組的頭部和數(shù)據(jù)中的至少一個的傳輸速率；所述分組的傳輸模式；信標分組；非信標分組；所述分組的頭部的調(diào)制和編碼方案；所述分組的持續(xù)時間；或所分配的介質(zhì)用于傳輸?shù)某掷m(xù)時間。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述分配的介質(zhì)用于傳輸?shù)乃龀掷m(xù)時間包括網(wǎng)絡(luò)分配向量。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述特性指示所述分組是否在單載波和OFDM載波模式中的一個中進行發(fā)送。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述特性包括對分配用于多個分組的交換的介質(zhì)的持續(xù)時間的指示。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述多個分組包括所述分組。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述分組包括用于所述單載波和所述OFDM模式兩者的前導碼。
10.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述分隔符基于至少一個格雷碼。
11.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述分隔符用于信道估計。
12.一種通信裝置，包括 用于生成包括由分隔符分隔開的第一部分和第二部分的分組的模塊，其中，所述分隔符還用于表明所述第二部分的特性；以及 用于發(fā)送所述分組的模塊。
13.如權(quán)利要求12所述的通信裝置，其中，用于生成的模塊包括 用于使用第一方案對所述分隔符進行編碼的模塊以及用于使用不同于所述第一方案的第二方案對所述第二部分進行編碼的模塊。
14.如權(quán)利要求13所述的通信裝置，其中，所述第一方案包括單載波通信方案，所述第二方案包括正交頻分復用(OFDM)通信方案。
15.如權(quán)利要求12所述的通信裝置，其中，所述分隔符包括多個符號，所述多個符號指示如下項中的至少一項 所述分組的頭部和數(shù)據(jù)中的至少一個的傳輸速率；所述分組的傳輸模式；信標分組；非信標分組；所述分組的頭部的調(diào)制和編碼方案；所述分組的持續(xù)時間；或所分配的介質(zhì)用于傳輸?shù)某掷m(xù)時間。
16.如權(quán)利要求15所述的通信裝置，其中，所分配的介質(zhì)用于傳輸?shù)乃龀掷m(xù)時間包括網(wǎng)絡(luò)分配向量。
17.如權(quán)利要求12所述的通信裝置，其中，所述特性指示所述分組是否在單載波和OFDM載波模式中的一個中發(fā)送。
18.如權(quán)利要求12所述的通信裝置，其中，所述特性包括對分配用于多個分組的交換的介質(zhì)的持續(xù)時間的指示。
19.如權(quán)利要求18所述的通信裝置，其中，所述多個分組包括所述分組。
20.如權(quán)利要求16所述的通信裝置，其中，所述分組包括用于所述單載波和所述OFDM模式兩者的前導碼。
21.如權(quán)利要求12所述的通信裝置，其中，所述分隔符基于至少一個格雷碼。
22.如權(quán)利要求12所述的通信裝置，其中，所述分隔符用于信道估計。
23.一種通信裝置，包括 處理系統(tǒng)，配置成 生成包括由分隔符分隔開的第一部分和第二部分的分組，其中， 所述分隔符還用于表明所述第二部分的特性；以及 發(fā)送所述分組。
24.如權(quán)利要求23所述的通信裝置，其中，所述處理系統(tǒng)還配置成使用第一方案對所述分隔符進行編碼，以及使用不同于所述第一方案的第二方案對所述第二部分進行編碼。
25.如權(quán)利要求24所述的通信裝置，其中，所述第一方案包括單載波通信方案，所述第二方案包括正交頻分復用(OFDM)通信方案。
26.如權(quán)利要求23所述的通信裝置，其中，所述分隔符包括多個符號，所述多個符號指示所述分組的頭部和數(shù)據(jù)中的至少一個的傳輸速率；所述分組的傳輸模式；信標分組；非信標分組；所述分組的頭部的調(diào)制和編碼方案；所述分組的持續(xù)時間；或所分配的用于傳輸?shù)慕橘|(zhì)的持續(xù)時間。
27.如權(quán)利要求26所述的通信裝置，其中，所分配的介質(zhì)用于傳輸?shù)乃龀掷m(xù)時間包括網(wǎng)絡(luò)分配向量。
28.如權(quán)利要求23所述的通信裝置，其中，所述特性指示所述分組是否在單載波和OFDM載波模式中的一個中發(fā)送。
29.如權(quán)利要求12所述的通信裝置，其中，所述特性包括對分配用于多個分組的交換的介質(zhì)的持續(xù)時間的指示。
30.如權(quán)利要求18所述的通信裝置，其中，所述多個分組包括所述分組。
31.如權(quán)利要求27所述的通信裝置，其中，所述分組包括用于所述單載波和所述OFDM模式兩者的前導碼。
32.如權(quán)利要求23所述的通信裝置，其中，所述分隔符基于至少一個格雷碼。
33.如權(quán)利要求23所述的通信裝置，其中，所述分隔符用于信道估計。
34.一種用于通信的計算機程序產(chǎn)品，包括 利用指令進行編碼的機器可讀介質(zhì)，所述指令可執(zhí)行以用于 生成包括由分隔符分隔開的第一部分和第二部分的分組，其中， 所述分隔符還用于表明所述第二部分的特性；以及 發(fā)送所述分組。
35.一種無線設(shè)備，包括 天線； 分組生成器，配置成生成包括由分隔符分隔開的第一部分和第二部分的分組，其中，所述分隔符還用于表明所述第二部分的特性；以及發(fā)射機，配置成通過所述天線發(fā)送所述分組。
全文摘要
無線網(wǎng)絡(luò)使用改進的幀結(jié)構(gòu)以增加定時捕獲能力，以及減少譜線。在一個方面，幀分組可以用于傳送不同的操作模式，所述分組是在這些操作模式下創(chuàng)建的。
文檔編號H04W84/12GK102812774SQ201080065753
公開日2012年12月5日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者M·H·塔加維納斯拉巴蒂, H·桑帕斯, A·賈殷, I·拉基斯 申請人:高通股份有限公司