專利名稱：具有天線選擇和最大比率組合的多載波接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例屬于無線電子通信，并且在某些實(shí)施例中，本發(fā)明適于正交頻分復(fù)用(OFDM)通信。
背景技術(shù)：
許多現(xiàn)代的數(shù)字通信系統(tǒng)，包括無線局域網(wǎng)(WLAN)在內(nèi)，使用碼元調(diào)制的正交副載波作為調(diào)制方案，以幫助信號繼續(xù)存在于具有多徑反射和/或 強(qiáng)干涉的環(huán)境中。正交頻分復(fù)用(OFDM)是多載波傳輸技術(shù)的一個(gè)實(shí)例，所述多載波傳輸技術(shù)采用碼元調(diào)制的正交副載波來傳輸可用頻譜內(nèi)的信息。伴隨著包括OFDM接收機(jī)在內(nèi)的許多WLAN接收機(jī)的一個(gè)問題在于，就它們可以接收的具體信道以及那些信道的帶寬而言，它們受到其硬件配置的限制。這使得這類接收機(jī)關(guān)于吞吐量與范圍之間的權(quán)衡不靈活。WLAN接收機(jī)，包括OFDM接收機(jī)在內(nèi)，應(yīng)當(dāng)能夠接收兩個(gè)現(xiàn)存信道，例如根據(jù)電氣電子工程師學(xué)會(IEEE)標(biāo)準(zhǔn)802. 11(a)的信道，以及用于高吞吐量操作的寬帶信道。這些要求使得難以在吞吐量與范圍之間進(jìn)行權(quán)衡，尤其當(dāng)工作在高吞吐量和/或?qū)拵Ｊ较聲r(shí)。因此，通常需要提供WLAN中吞吐量與范圍之間靈活性的傳輸OFDM信號的收發(fā)機(jī)和方法，而所述收發(fā)機(jī)包括接收機(jī)。


所附權(quán)利要求涉及本發(fā)明各種實(shí)施例中的一些實(shí)施例。然而，在結(jié)合附圖考慮詳細(xì)說明時(shí)，詳細(xì)描述提供了對本發(fā)明實(shí)施例更全面的理解，其中，相同的參考數(shù)字指示全部附圖中相同的項(xiàng)目圖IA和IB是根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的接收機(jī)的框圖；圖2A和2B是根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的接收機(jī)的框圖；圖3A和3B是根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的接收機(jī)的框圖；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的OFDM信號接收程序的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面的描述以及

了足以使本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行實(shí)踐的本發(fā)明的具體實(shí)施例。其他實(shí)施例可以包括結(jié)構(gòu)、邏輯、電、過程及其他變化。示例僅僅代表可能的變化。非明確要求，各個(gè)元件與功能是可選的，并且操作順序可以變化。某些實(shí)施例的部分及特征可以包含在其他實(shí)施例的部分及特征內(nèi)，或可以被其他實(shí)施例的部分及特征代替。本發(fā)明實(shí)施例的范圍包括權(quán)利要求的完整范圍以及那些權(quán)利要求的所有可用等效物。僅僅為方便起見，本發(fā)明的這些實(shí)施例在此可以個(gè)別地或集體地被術(shù)語“發(fā)明”所引用，并且，如果事實(shí)上公開一個(gè)以上的發(fā)明或發(fā)明構(gòu)思，則并不意欲自動(dòng)地將此申請的范圍限于任何單個(gè)的發(fā)明或發(fā)明構(gòu)思。圖IA和1B、圖2A和2B、以及圖3A和3B說明了根據(jù)本發(fā)明的各種接收機(jī)配置的某些實(shí)施例。接收機(jī)配置100 (圖IA和1B)、200(圖2A和2B)以及300 (圖3A和3B)可以是無線通信設(shè)備的一部分，并且它們可以接收正交頻分復(fù)用的(例如，OFDM)通信信號。在某些實(shí)施例中，接收機(jī)可以接收OFDM分組，其包括在寬帶通信信道之上的多個(gè)OFDM碼元。寬帶信道可以包括一個(gè)或多個(gè)子信道。這些子信道可以是頻分復(fù)用(即，在頻率上分開的)，并且可以處于預(yù)定的頻譜內(nèi)。子信道可以包括多個(gè)正交的副載波。在某些實(shí)施例中，子信道的正交副載波可以是密集的副載波。為獲得密集副載波之間的正交性，在這些實(shí)施例中，具體子信道的副載波可以基本上在該子信道的其他副載波中心頻率處具有零值。接收機(jī)配置100(圖IA和1B)、200(圖2A和2B)以及300 (圖3A和3B)可以是可重新配置的多信道接收機(jī)，其可以有選擇地工作在增大吞吐量 的模式和/或增大范圍的模式下。在某些實(shí)施例中，接收機(jī)配置100 (圖IA和1B)可以從多個(gè)空間分集天線(spatiallydiverse antenna)中選擇兩個(gè)或更多天線,來接收寬帶OFDM信道的一個(gè)以上的子信道?？梢栽趤碜詢蓚€(gè)或更多天線的對應(yīng)碼元調(diào)制的副載波上執(zhí)行最大比率組合，并且從來自通過所述兩個(gè)或更多天線接收的子信道的貢獻(xiàn)(contribution)中，可以確定出單個(gè)OFDM碼元。在其他實(shí)施例中，接收機(jī)配置200(圖2A和2B)可以用選自多個(gè)空間分集天線的單個(gè)天線，接收寬帶OFDM信道的一個(gè)以上的子信道。在一些其他實(shí)施例中，接收機(jī)配置300 (圖3A和3B)可以用多個(gè)空間分集天線中一個(gè)以上的天線來接收單個(gè)子信道，并且可以在通過不同天線接收的對應(yīng)碼元調(diào)制的副載波上執(zhí)行最大比率組合。根據(jù)某些實(shí)施例，接收機(jī)配置100 (圖IA和1B)、200 (圖2A和2B)以及300 (圖3A和3B)可以根據(jù)各個(gè)副載波調(diào)制的賦值，接收碼元調(diào)制的副載波。這可以稱為自適應(yīng)比特裝載(ABL)。因此，一個(gè)或多個(gè)比特可以用副載波上所調(diào)制的碼元來代表。用于各個(gè)子信道的調(diào)制賦值可以基于該副載波的信道特征或信道條件，雖然，本發(fā)明的范圍在此方面并不受限制。在某些實(shí)施例中，副載波調(diào)制賦值可以從每碼元零個(gè)比特到每碼元高達(dá)十個(gè)或更多比特范圍。就調(diào)制電平而言，副載波調(diào)制賦值可以包括二進(jìn)制移相鍵控(BPSK)，其每個(gè)碼元傳輸一個(gè)比特；四相移相鍵控(QPSK)，其每個(gè)碼元傳輸兩個(gè)比特；8PSK，其每個(gè)碼元傳輸三個(gè)比特；16位正交幅度調(diào)制(16-QAM)，其每個(gè)碼元傳輸四個(gè)比特；32-QAM，其每個(gè)碼元傳輸五個(gè)比特；64-QAM，其每個(gè)碼元傳輸六個(gè)比特；128-QAM，其每個(gè)碼元傳輸七個(gè)比特，以及256-QAM，其每個(gè)碼元傳輸八個(gè)比特。還可以使用每個(gè)副載波具有更高數(shù)據(jù)通信速率的調(diào)制順序。OFDM碼元可以被看作在各個(gè)副載波上調(diào)制的碼元的組合。因?yàn)槊總€(gè)碼元調(diào)制的副載波的比特?cái)?shù)可變并且可以包括寬帶信道的子信道的數(shù)量可變，所以通過接收機(jī)接收的每個(gè)OFDM碼元的比特?cái)?shù)可以極大地變化。例如，在某些實(shí)施例中，接收機(jī)可以通過寬帶信道接收，該寬帶信道可以包括高達(dá)四個(gè)或更多的子信道，而子信道帶寬大約為20MHz，并且每個(gè)子信道可以具有高達(dá)48個(gè)或更多的正交數(shù)據(jù)副載波，所述正交數(shù)據(jù)副載波之間大約間隔312. 5kHz。在其他實(shí)施例中，接收機(jī)可以通過單個(gè)子信道接收OFDM碼元。在某些實(shí)施例中，寬帶信道的頻譜可以包括5GHz頻譜中或2. 4GHz頻譜中的子信道。在這些實(shí)施例中，5GHz頻譜可以包括大約4. 9-5. 9GHz的頻率，而2. 4GHz頻譜可以包括大約2. 3-2. 5GHz的率，但是，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制，因?yàn)槠渌l譜同樣也是適宜的。在某些實(shí)施例中，接收機(jī)配置100(圖IA和1B)、200(圖2A和2B)以及300 (圖3A和3B)可以是個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、具有無線通信能力的膝上型或便攜式計(jì)算機(jī)、web寫字板、無線電話、無線耳機(jī)、傳呼機(jī)、即時(shí)信息設(shè)備、數(shù)字照相機(jī)、接入點(diǎn)或其他可以無線接收和/或傳輸信息的設(shè)備的一部分。在某些實(shí)施例中，接收機(jī)可以接收遵循專門通信標(biāo)準(zhǔn)的射頻通信，例如電氣電子工程師學(xué)會(I EEE)標(biāo)準(zhǔn)，所述標(biāo)準(zhǔn)包括用于無線局域網(wǎng)通信的IEEE 802. ll(a)、802. 11(b), 802. ll(g/h)和/或802. 16標(biāo)準(zhǔn)，不過，接收機(jī)還可以適于接收遵循其他技術(shù)的通信，所述其他技術(shù)包括數(shù)字視頻廣播陸地(DVB-T)廣播標(biāo)準(zhǔn)，以及高性能無線電局域網(wǎng)(HiperLAN)標(biāo)準(zhǔn)。在某些實(shí)施例中，接收機(jī)可以使用高達(dá)四個(gè)的空間分 集天線來開發(fā)高達(dá)四個(gè)的20MHz信道。在某些實(shí)施例中，20MHz信道可以稱為寬帶信道的單個(gè)子信道。根據(jù)接收機(jī)配置100 (圖IA和1B)的某些實(shí)施例，兩個(gè)20MHz子信道可以用于通過在每個(gè)涉及兩個(gè)有源天線(active antenna)的副載波上進(jìn)行自適應(yīng)最大比率組合,支持40MHz帶寬的寬帶信道操作。在這些實(shí)施例的某些實(shí)施例中，接收機(jī)配置100可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)天線選擇技術(shù)，即從四個(gè)天線中選出接收條件最好的一對有源天線。這些實(shí)施例可以提供高達(dá)108Mbps的吞吐量,具有中間范圍(mid-range)的工作能力，但是,本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。在某些實(shí)施例中，接收機(jī)配置100可以是如下收發(fā)機(jī)的一部分，即其可以選擇四個(gè)子信道中兩個(gè)載荷最小的子信道用于數(shù)據(jù)傳輸來幫助降低碰撞。根據(jù)接收機(jī)配置200 (圖2A和2B)的某些實(shí)施例，四個(gè)20MHz的子信道可以用于通過自適應(yīng)天線選擇來支持80MHz帶寬的寬帶信道操作，而自適應(yīng)天線選擇可以選擇四個(gè)天線中接收條件最好的一個(gè)天線用于傳輸和/或接收。這些實(shí)施例可以提供范圍可能降低的高達(dá)216Mbps的吞吐量，但是，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。根據(jù)接收機(jī)配置200 (圖2A和2B)的某些實(shí)施例，三個(gè)20MHz的子信道可以用于通過自適應(yīng)天線選擇來支持60MHz帶寬的寬帶信道操作，而自適應(yīng)天線選擇可以選擇四個(gè)天線中接收條件最好的一個(gè)天線用于傳輸和/或接收。這些實(shí)施例可以提供增大的范圍高達(dá)162Mbps的吞吐量，但是，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。根據(jù)接收機(jī)配置300 (圖3A和3B)的某些實(shí)施例，一個(gè)子信道可以用通過在每個(gè)副載波上進(jìn)行自適應(yīng)最大比率組合的四個(gè)天線來接收。在這些實(shí)施例中，接收機(jī)配置300可以支持范圍明顯增大且吞吐量高達(dá)54Mbps的收發(fā)機(jī)配置，但是，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。在某些實(shí)施例中，接收機(jī)配置300可以是這種收發(fā)機(jī)的一部分，即其可以選擇四個(gè)頻帶子信道中載荷最小的子信道用于數(shù)據(jù)傳輸，幫助降低碰撞。雖然接收機(jī)配置100 (圖IA和1B)、200 (圖2A和2B)以及300 (圖3A和3B)被分開說明，但在某些實(shí)施例中，本發(fā)明還提供單個(gè)可重新配置的接收機(jī)，其可以根據(jù)接收機(jī)配置100 (圖IA和1B)、200(圖2A和2B)以及300 (圖3A和3B)的功能性進(jìn)行工作。另外，本發(fā)明的實(shí)施例還包括包含發(fā)射機(jī)電路以及接收機(jī)電路的收發(fā)機(jī)，以便傳輸可以由根據(jù)接收機(jī)配置100 (圖IA和1B)、200 (圖2A和2B)和/或300 (圖3A和3B)的接收機(jī)接收的通fef目號。參照圖IA和1B，接收機(jī)配置100包括天線選擇(AS)電路104，用于選擇多個(gè)空間分集天線102a_d中一個(gè)以上的天線，以便通過寬帶信道接收正交頻分復(fù)用碼元。寬帶信道可以包含多個(gè)頻率分開的子信道中一個(gè)以上的子信道。接收機(jī)配置100還可以包括組合電路124，用于組合來自所選天線的對應(yīng)頻域碼元調(diào)制的副載波123，以便產(chǎn)生用于寬帶信道中每個(gè)子信道的組合碼元調(diào)制的副載波125和127。在某些實(shí)施例中，天線選擇電路104可以選擇多個(gè)天線102a_d中的第一天線，來接收寬帶信道的兩個(gè)子信道，并且，天線選擇電路104還可以選擇多個(gè)天線102a-b中的第二天線，來進(jìn)一步接收所述寬帶信道的兩個(gè)子信道。在某些實(shí)施例中，天線選擇電路104可以選出兩個(gè)天線來同時(shí)接收兩個(gè)子信道。在某些實(shí)施例中，天線選擇電路104可以基于寬帶信道中信號的信噪比(SNR)來選擇第一和第二天線。在某些實(shí)施例中，天線選擇電路104可以基于寬帶信道中信號的平均SNR來選擇第一和第二天線。在某些實(shí)施例中，天線選擇電路可以選擇用于兩個(gè)子信道的平均信噪比SNR最好的兩個(gè)天線。 接收機(jī)配置100可以采用用于每個(gè)所選天線的低噪聲放大器(LAN) 106a_b，以便放大一個(gè)以上子信道的射頻信號；以及下變換電路108，用于分別下變換通過每個(gè)天線接收的每個(gè)子信道的射頻信號。例如，當(dāng)兩個(gè)子信道通過天線102a-d中的兩個(gè)天線被接收時(shí)，接收機(jī)配置100可以包括第一下變換電路108a，用于下變換通過第一天線接收的第一子信道的RF信號；第二下變換電路108b，用于下變換通過第一天線接收的第二子信道的RF信號；第三下變換電路108c，用于下變換通過第二天線接收的第一子信道的RF信號；以及第四下變換電路108d，用于下變換通過第二天線接收的第二子信道的RF信號。在實(shí)施例中，第一低噪聲放大器106a可以放大來自第一天線的RF信號，而第二低噪聲放大器106b可以放大來自第二天線的RF信號，但是，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。如所述，下變換電路108可以提供同相(I信道)分量和正交相位(Q信道)分量，但是，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。在某些實(shí)施例中，外差頻率發(fā)生電路110可以有選擇地產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)外差頻率，以便將具體子信道的RF信號轉(zhuǎn)換成基帶。具體的外差頻率可以取決于具體的子信道。在某些實(shí)施例中，當(dāng)兩個(gè)子信道通過天線102a_d中的兩個(gè)天線來接收時(shí)，外差頻率發(fā)生電路110可以向第一下變換電路108a和第三下變換電路108c提供第一外差頻率，以便將第一子信道下變換成基帶，而外差頻率發(fā)生電路110可以向第二下變換電路108b和第四下變換電路108d提供第二外差頻率，以便將第二子信道下變換成基帶。在某些實(shí)施例中，外差頻率發(fā)生電路110可以包括固定頻率的壓控振蕩器(VCO)，用于產(chǎn)生恒定的基準(zhǔn)頻率；以及直接數(shù)字合成器(DDS)，以便產(chǎn)生多個(gè)步進(jìn)頻率(stepped frequency)中選定的一個(gè)頻率。外差頻率發(fā)生電路110還可以包括頻率組合器，用于組合基準(zhǔn)頻率與步進(jìn)頻率中的一個(gè)選定頻率，以便每個(gè)下變換電路108產(chǎn)生適當(dāng)?shù)耐獠铑l率。在某些實(shí)施例中，外差頻率發(fā)生電路110可以進(jìn)一步包括鎖相環(huán)(PLL)合成器和分頻器，以便與VCO—起工作來產(chǎn)生外差頻率。用于有選擇地產(chǎn)生外差頻率的其他配置，還可以適于與本發(fā)明的實(shí)施例一起使用。接收機(jī)配置100還可以包括低通濾波器(LPF) 112a_d，用于濾波和/或累計(jì)從相關(guān)下變換電路108接收的信號信息；以及模/數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)電路114a-d，用于產(chǎn)生用于通過每個(gè)天線接收的每個(gè)子信道的數(shù)字信號115。在某些實(shí)施例中，數(shù)字信號115可以包括通過用于每個(gè)天線接收的每個(gè)子信道的串行碼元流。通過接收機(jī)配置100的部分118提供的數(shù)字信號115，可以在數(shù)字信號處理電路116中被處理，以便解調(diào)OFDM碼元。在某些實(shí)施例中，模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路114a-d可以提供用于I和Q信道兩個(gè)分量的串行碼元流。在圖IA和IB所示的實(shí)施例中，示出了四個(gè)單信道管道(single channel pipeline) (SCP)。示出了兩個(gè)子信道的每個(gè)子信道的單信道管道，而兩個(gè)子信道的每個(gè)子信道通過兩個(gè)天線的每個(gè)天線來接收；然而，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。在某些實(shí)施例中，接收機(jī)配置100還可以包括電路120a_d，用于從通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路114a_d提供的串行碼元流中消除循環(huán)擴(kuò)展和/或保護(hù)間隔(GI)，但是，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。串行碼元流121可以被變換成并行形式，用于通過快速傅里葉變換(FFT)電路122a-d進(jìn)行處理。FFT電路122a_d可以在并行時(shí)域采樣組上執(zhí)行快速傅里葉變換，以便產(chǎn)生頻域碼元調(diào)制的副載波123。在某些實(shí)施例中，F(xiàn)FT電路122a-d還可以基于訓(xùn)練碼元的接收，產(chǎn)生用于所接收子信道的每個(gè)副載波的信道 估計(jì)，但是，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。組合電路124可以組合相同子信道(通過不同天線接收的)的對應(yīng)頻域碼元調(diào)制的副載波，以便產(chǎn)生組合碼元調(diào)制的副載波125和127。在某些實(shí)施例中，組合碼元調(diào)制的副載波125可以與第一子信道相關(guān)聯(lián)，而組合碼元調(diào)制的副載波127可以與第二子信道相關(guān)聯(lián)，雖然本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。在某些實(shí)施例中，組合電路124包括最大比率組合(MRC)電路，其具有綜合(即，I和Q)加權(quán)器130a-d，以便在組合器132中在與副載波信號強(qiáng)度基本成比例地組合對應(yīng)頻域碼元調(diào)制的副載波之前，將頻域碼元調(diào)制的副載波加權(quán)。在這些實(shí)施例中，加權(quán)器130a_d除加權(quán)外，還可以校正、調(diào)整頻域碼元調(diào)制的副載波和/或旋轉(zhuǎn)頻域碼元調(diào)制的副載波的相位，以便允許在組合器132中進(jìn)行相干信號的組合。接收機(jī)配置100還可以包括均衡器電路126a_b，以便在碼元調(diào)制的副載波125和127上執(zhí)行信道均衡，其可以針對每個(gè)副載波被并行地接收。信道均衡可以基于通過FFT電路提供的信道估計(jì)。在某些實(shí)施例中，均衡器電路126a-b可以在組合電路提供的相關(guān)子信道的組合碼元調(diào)制的副載波上，執(zhí)行分開的信道均衡，但是，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。在某些實(shí)施例中，均衡器電路126a_b可以執(zhí)行信道均衡，用于進(jìn)一步去映射每個(gè)子信道的組合碼元調(diào)制的副載波，以便從這些副載波中生成并行比特組。附加處理電路128可以從一個(gè)以上子信道的并行比特組中，生成可以表示正交頻分復(fù)用碼元的單個(gè)解碼比特流。在某些實(shí)施例中，附加處理電路128可以包括去映射電路、解交織電路和/或解碼電路，用于產(chǎn)生解調(diào)的OFDM碼元。在某些實(shí)施例中，副載波去映射器根據(jù)子信道所特有的各個(gè)副載波調(diào)制賦值，去映射每個(gè)子信道的副載波，以便產(chǎn)生并行比特組。在某些實(shí)施例中，可以在解交織和/或解碼之前執(zhí)行并行/串行的變換，并且可以產(chǎn)生解碼的比特流129。在某些實(shí)施例中，通過FFT電路122a_d產(chǎn)生的信道估計(jì)，可以包括遍及信道帶寬的信道響應(yīng)。信道估計(jì)可以基于信道聲探測(sounding)前同步碼來測量，并且可以包括用于每個(gè)副載波頻率的信道估計(jì)。在某些實(shí)施例中，F(xiàn)FT電路122a-d可以在已知的訓(xùn)練碼元(例如，長訓(xùn)練碼元)上執(zhí)行FFT，從而可以為每個(gè)子信道確定信道估計(jì)。在某些實(shí)施例中，均衡器電路126a-b可以在具有表示信道估計(jì)的綜合值的頻域內(nèi)執(zhí)行信道均衡，從而頻域碼元調(diào)制的副載波的幅度可被規(guī)格化，并且頻域碼元調(diào)制的副載波的相位可以對準(zhǔn)零原點(diǎn)，以便允許電路128進(jìn)行進(jìn)一步處理。在某些實(shí)施例中，F(xiàn)FT電路122a_d可以包括第一 FFT電路122a，用于在來自第一天線的第一子信道的并行時(shí)域采樣組上執(zhí)行FFT，以便產(chǎn)生來自第一天線的第一子信道的頻域碼元調(diào)制的副載波。FFT電路122a-d還可以包括第二 FFT電路122b，用于在來自第一天線的第二子信道的并行時(shí)域采樣組上執(zhí)行FFT，以便產(chǎn)生來自第一天線的第二子信道的頻域碼元調(diào)制的副載波。FFT電路122a-d還可以包括第三FFT電路122c，用于在來自第二天線的第一子信道的并行時(shí)域采樣組上執(zhí)行FFT，以便產(chǎn)生來自第二天線的第一子信道的頻域碼元調(diào)制的副載波。FFT電路122a-d還可以包括第四FFT電路122d，用于在來自第二天線的第二子信道的并行時(shí)域采樣組上執(zhí)行FFT，以便產(chǎn)生來自第二天線的第二子信道的頻域碼元調(diào)制的副載波。在某些實(shí)施例中，OFDM碼元可以從通過兩個(gè)天線同時(shí)接收及處理兩個(gè)子信道中生成，但是，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。參照圖2A和2B，接收機(jī)配置200可以用選自多 個(gè)空間分集天線202a_d的單個(gè)天線，接收寬帶OFDM信道的一個(gè)以上的子信道。在某些實(shí)施例中，接收機(jī)配置200可以包括用于處理每個(gè)子信道的單信道管道(SCP)。接收機(jī)配置200可以包括天線選擇電路204，用于選擇多個(gè)空間分集天線202a_d中的一個(gè)天線，以便通過寬帶信道接收正交頻分復(fù)用碼元，而寬帶信道包括多個(gè)子信道中一個(gè)以上的子信道。LNA 206可以放大RF信號，并且每個(gè)子信道可以獨(dú)立地被下變換器208a_d進(jìn)行下變換、被濾波器212a-d進(jìn)行濾波、以及被模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路214a_d變換成數(shù)字信號215。數(shù)字信號處理電路216尤其可以包括副載波解調(diào)器，用于解調(diào)一個(gè)以上子信道的頻域碼元調(diào)制的副載波，以便從這些副載波中生成并行比特組。數(shù)字信號處理電路116還可以包括附加處理電路，用于從一個(gè)以上的子信道中，生成表示正交頻分復(fù)用碼元的單個(gè)解碼比特流229。在某些實(shí)施例中，外差頻率發(fā)生電路210可以有選擇地為每個(gè)子信道產(chǎn)生外差頻率，以便將具體子信道的RF信號轉(zhuǎn)換成基帶。如圖2B所示，數(shù)字信號處理電路216可以從部分218接收數(shù)字信號215，并且可以包括四個(gè)單信道管道(SCP)。在這些實(shí)施例中，每個(gè)單信道管道可以處理一個(gè)子信道，但是，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。在某些實(shí)施例中，接收機(jī)配置200還可以包括電路220a_d，用于從模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路214a-d提供的串行碼元流中消除循環(huán)擴(kuò)展和/或保護(hù)間隔(GI)，但是，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。串行碼元流可以被變換成并行形式，用于通過快速傅里葉變換電路222a-d進(jìn)行處理。快速傅里葉變換電路222a-d可以在并行時(shí)域采樣組上執(zhí)行快速傅里葉變換，以便產(chǎn)生頻域碼元調(diào)制的副載波。均衡器電路226a-d可以以每個(gè)副載波并行的方式接收碼元調(diào)制的副載波，并且它可以基于信道估計(jì)執(zhí)行均衡。在均衡以后，頻域碼元調(diào)制的副載波可被去映射，并且并行/串行的變換可以在通過電路228解交織和/或解碼之前執(zhí)行，以便產(chǎn)生解碼的比特流229。在某些實(shí)施例中，解調(diào)的OFDM碼元可以從通過一個(gè)天線同時(shí)接收及處理四個(gè)子信道中產(chǎn)生，但是，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。參照圖3A和3B，接收機(jī)配置300可以通過多個(gè)空間分集天線302a_d來接收單個(gè)子信道，并且可以在通過這些天線接收的對應(yīng)碼元調(diào)制的副載波上執(zhí)行最大比率組合。在某些實(shí)施例中，接收機(jī)配置300可以包括電路318，用于通過多個(gè)空間分集天線接收單個(gè)子信道上的正交頻分復(fù)用碼元；以及組合電路324，用于組合來自每個(gè)天線的對應(yīng)頻域碼元調(diào)制的副載波，以便產(chǎn)生單個(gè)子信道的組合碼元調(diào)制的副載波。LNA 306a-d可以放大接收的射頻信號，并且來自每個(gè)天線302的RF信號可以獨(dú)立地被下變換器308a-d進(jìn)行下變換、被濾波器312a-d濾波、以及被模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路314a-d變換成數(shù)字信號315。因?yàn)閱蝹€(gè)子信道正在被接收，所以來自每個(gè)天線的信號可以使用相同的外差頻率進(jìn)行下變換，VCO310并因此可以為每個(gè)下變換電路308a-d產(chǎn)生單個(gè)外差頻率，以便將來自每個(gè)天線的射頻信號下變換成基帶。在某些實(shí)施例中，接收機(jī)配置300可以包括用于相同子信道的信號的每個(gè)天線的單信道管道(SCP)。如圖3B所示，數(shù)字信號處理電路316可以包括四個(gè)單信道管道。每個(gè)管道可以處理來自一個(gè)天線的信號，但是，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。在某些實(shí)施例中，接收機(jī)配置300還可以包 括電路320a_d，用于從模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路314a-d提供的串行碼元流中消除循環(huán)擴(kuò)展和/或保護(hù)間隔(GI)，但是，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。串行碼元流可以被變換成用于FFT電路322a-d的并行形式。FFT電路322a-d可以在并行時(shí)域采樣組上執(zhí)行快速傅里葉變換，以便產(chǎn)生頻域碼元調(diào)制的副載波。均衡器電路326可以以每個(gè)副載波并行的方式接收碼元調(diào)制的副載波，并且它可以基于信道估計(jì)執(zhí)行均衡。在均衡以后，頻域碼元調(diào)制的副載波可被去映射，并且并行/串行的變換可以在通過電路228解交織和/或解碼之前執(zhí)行，以便產(chǎn)生解碼的比特流329。在某些實(shí)施例中，OFDM碼元可以從通過四個(gè)天線同時(shí)接收及處理一個(gè)子信道中解調(diào)，但是，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。在某些實(shí)施例中，組合電路324包括最大比率組合(MRC)電路，其具有復(fù)合(即，I和Q)加權(quán)器330a-d，以便在組合器332中在與副載波信號強(qiáng)度基本成比例地組合對應(yīng)頻域碼元調(diào)制的副載波之前，將頻域碼元調(diào)制的副載波加權(quán)。在這些實(shí)施例中，加權(quán)器330a-d除加權(quán)之外，可以校正、調(diào)整頻域碼元調(diào)制的副載波和/或旋轉(zhuǎn)頻域碼元調(diào)制的副載波的相位，以便允許在組合器332中進(jìn)行相干信號的組合。在某些實(shí)施例中，接收機(jī)配置300可以包括組合器332，每個(gè)副載波用一個(gè)組合器332。雖然接收機(jī)配置100 (圖IA和1B)、200 (圖2A和2B)以及300 (圖3A和3B)被描述為具有多個(gè)單獨(dú)的功能元件，但是通過組合諸如包括數(shù)字信號處理器(DSP)的處理元件之類的軟件配置的元件和/或其他硬件元件，一個(gè)或多個(gè)功能元件可以被組合且可以被實(shí)現(xiàn)。例如，處理元件可以包括一個(gè)或多個(gè)微處理器、DSP、專用集成電路(ASIC)、以及用于至少執(zhí)行此處所述功能的各種硬件與邏輯電路的組合。天線102a-d(圖 IA 和 IB)、202a_d(圖 2A 和 2B)以及 302a_d(圖 3A 和 3B)可以包括定向或全向天線，例如包括偶極天線、單極天線、環(huán)形天線、微帶天線或適于通過接收機(jī)接收RF信號的其他類型的天線。在某些實(shí)施例中，提供了可重新配置的接收機(jī)?？芍匦屡渲玫慕邮諜C(jī)可以包括天線選擇電路，用于選擇多個(gè)空間分集天線中的一個(gè)或多個(gè)天線來接收多個(gè)子信道中的一個(gè)或多個(gè)子信道?？芍匦屡渲玫慕邮諜C(jī)還可以包括最大比率組合電路，用于在每個(gè)子信道選擇一個(gè)以上的天線時(shí)，組合來自不同所選天線的對應(yīng)碼元調(diào)制的副載波。在某些實(shí)施例中，天線選擇電路可以在高吞吐量模式啟用時(shí)，選擇多個(gè)天線中的至少一個(gè)天線來接收三個(gè)或四個(gè)子信道。在某些實(shí)施例中，天線選擇電路可以在增大范圍模式啟用時(shí)，選擇高達(dá)四個(gè)的天線來接收單個(gè)子信道。在某些實(shí)施例中，天線選擇電路可以在增大范圍和高吞吐量模式啟用時(shí)，選擇至少兩個(gè)天線來同時(shí)接收兩個(gè)子信道。天線選擇電路可以基于子信道的平均信噪比來選擇天線，但是，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。在某些實(shí)施例中，可重新配置的接收機(jī)可以包括高達(dá)四個(gè)或更多的單信道管道用于處理信號。在某些實(shí)施例中，在高吞吐量模式啟用時(shí)，每個(gè)單信道管道可以處理來自三個(gè)或四個(gè)子信道中相關(guān)一個(gè)子信道的信號。在某些實(shí)施例中，在增大范圍模式啟用時(shí)，每個(gè)單信道管道可以處理通過所選天線中的相關(guān)一個(gè)天線接收的單個(gè)子信道的信號。在某些實(shí)施例中，在增大范圍和高吞吐量模式都啟用時(shí)，第一單信道管道可以處理通過所選天線中第一天線接收的第一子信道的信號，第二單信道管道可以處理通過第一天線接收的第二子信道的信號，第三單信道管道可以處理通過所選天線中第二天線接收的第一子信道的信號，而第四單信道管道可以處理通過所選天線中第二天線接收的第二子信道的信號。圖4是根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的OFDM信號接收程序的 流程圖。程序400的操作可以由OFDM接收機(jī)執(zhí)行，例如根據(jù)接收機(jī)配置100 (圖IA和1B)、接收機(jī)配置200 (圖2A和2B)、和/接收機(jī)配置300(圖3A和3B)的接收機(jī)，但是，其他接收機(jī)也可以適于執(zhí)行程序400的操作。通常，程序400可以通過一個(gè)或多個(gè)天線在一個(gè)或多個(gè)子信道上接收OFDM通信，并且它可以有選擇地在WLAN環(huán)境中的吞吐量與范圍之間進(jìn)行權(quán)衡。雖然程序400的各個(gè)操作被例示及描述為單獨(dú)的操作，但是各個(gè)操作中的一個(gè)或多個(gè)操作可以同時(shí)執(zhí)行，而無需要求這些操作按照所述順序來執(zhí)行。操作402可以在一個(gè)或多個(gè)天線中進(jìn)行選擇來接收一個(gè)或多個(gè)子信道。在某些實(shí)施例中，操作402可以選擇一個(gè)天線來接收高達(dá)四個(gè)或更多的子信道，其可以提供增大的吞吐量，而范圍更加有限。在其他實(shí)施例中，操作402可以選擇高達(dá)四個(gè)或更多的天線來接收單個(gè)子信道，其可以提供增大的范圍，而吞吐量減少。在其他實(shí)施例中，操作402可以選擇一個(gè)以上的天線來接收一個(gè)以上子信道，以便提供增大的吞吐量和增大的范圍。例如，操作402可以選擇兩個(gè)天線，每個(gè)天線用于接收兩個(gè)子信道，但是，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。操作404可以處理單信道管道中的信號。例如，當(dāng)單個(gè)天線用于接收高達(dá)四個(gè)或更多的子信道時(shí)，每個(gè)子信道可以在單信道管道中進(jìn)行處理。例如，當(dāng)一個(gè)以上天線用于接收單個(gè)子信道時(shí)，來自每個(gè)天線的相同子信道信號可以在單信道管道中進(jìn)行處理。例如，當(dāng)一個(gè)以上天線每個(gè)都用于接收一個(gè)以上的子信道時(shí)，每個(gè)子信道可以在對應(yīng)的單信道管道中進(jìn)行處理。單信道管道尤其可以包括下變換、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、以及執(zhí)行FFT來產(chǎn)生頻域碼元調(diào)制的副載波。操作406可以組合表示相同子信道的單信道管道的輸出端。例如，操作406可以在一個(gè)以上天線用于接收相同子信道時(shí)，組合相同子信道的對應(yīng)頻域碼元調(diào)制的副載波。在某些實(shí)施例中，操作406可以在對應(yīng)頻域碼元調(diào)制的副載波上執(zhí)行最大比率組合，但是，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。在單個(gè)天線用于接收一個(gè)或多個(gè)子信道時(shí)，或者在單信道管道用于接收不同的子信道時(shí)，在某些實(shí)施例中可以選擇性地不執(zhí)行操作406。操作406可以為所接收的每個(gè)子信道提供組合的頻域碼元調(diào)制的副載波。在接收一個(gè)以上子信道的實(shí)施例中，操作408可以在每個(gè)子信道的組合頻域碼元調(diào)制的副載波上執(zhí)行信道均衡。副載波可被解調(diào)，并且可以產(chǎn)生并行比特組。每個(gè)并行組可以對應(yīng)于一個(gè)子信道的一個(gè)副載波。操作410可以接收每個(gè)子信道的并行比特組，并可以從每個(gè)子信道的比特中確定出OFDM碼元。操作410可以包括將每個(gè)子信道的并行比特組轉(zhuǎn)換成可以包括一個(gè)或多個(gè)串行比特流的串行形式。操作410還可以包括執(zhí)行去映射、解交織和/或解碼。
在某些實(shí)施例中，在增大范圍和增大吞吐量之間的選擇，可以由無線通信設(shè)備的用戶來執(zhí)行。在其他實(shí)施例中，在增大范圍和增大吞吐量之間的選擇，可以通過在該設(shè)備上操作的應(yīng)用來完成。在這些實(shí)施例中，選擇可以基于應(yīng)用和/或信道條件的要求。例如，對于語音通信，更大范圍和更低吞吐量是可以接受的，而對于數(shù)據(jù)傳輸，可能需要更高的吞吐量。本發(fā)明的實(shí)施例可以用硬件、固件以及軟件之一或其組合來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的實(shí)施例還可以被實(shí)現(xiàn)為存儲在機(jī)器可讀介質(zhì)上的指令，其可以被至少一個(gè) 處理器讀取并運(yùn)行，以便執(zhí)行此處所述的操作。機(jī)器可讀介質(zhì)可以包括以機(jī)器(例如，計(jì)算機(jī))可讀取形式的任何用于存儲或傳輸信息的機(jī)制。例如，機(jī)器可讀介質(zhì)可以包括只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、磁盤存儲介質(zhì)、光存儲介質(zhì)、閃存裝置、電的、光的、聲的或其他形式的傳送信號(例如，載波、紅外信號、數(shù)字信號等)以及其他。所提供的摘要遵循37C. F. R. Section I. 72 (b)，其要求摘要將允許讀者確定技術(shù)公開的屬性以及要點(diǎn)。該摘要服從其不會用于限制或解釋權(quán)利要求的范圍或意思的條件。在前述的詳細(xì)說明中，為了將公開內(nèi)容連成一個(gè)整體，各種特征偶而被一起集中在單個(gè)實(shí)施例中。這個(gè)公開的方法不應(yīng)被解釋為反應(yīng)如下意圖，即所主張的實(shí)施例的主題要求比每個(gè)權(quán)利要求中所明確敘述的更多的特征。作為所附權(quán)利要求的反映，發(fā)明寧愿少于單個(gè)公開實(shí)施例的所有特征。因此，下面的權(quán)利要求在此被并入詳細(xì)說明中，而每個(gè)權(quán)利要求主張其自己作為單獨(dú)的優(yōu)選實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種工作在高吞吐量模式和增大范圍模式中的至少一種模式下的接收機(jī)，所述接收機(jī)包括 快速傅里葉變換(FFT)電路，用于產(chǎn)生一組正交頻分復(fù)用(OFDM)副載波的頻域碼元調(diào)制的副載波， 其中在所述增大范圍模式期間，在單個(gè)子信道上接收數(shù)據(jù)，并且所述FFT電路產(chǎn)生與所述單個(gè)子信道關(guān)聯(lián)的一組OFDM副載波的頻域碼元調(diào)制的副載波，并且 其中在所述高吞吐量模式期間，在多個(gè)子信道中的每個(gè)子信道上接收數(shù)據(jù)，并且所述FFT電路配置成產(chǎn)生所述子信道中的不同一個(gè)子信道的頻域碼元調(diào)制的副載波。
2.權(quán)利要求I的接收機(jī)，其中在所述高吞吐量模式期間，通過包括所述多個(gè)子信道的寬帶信道的多于一個(gè)子信道來接收OFDM碼元，并且 其中在所述增大范圍模式期間，通過所述單個(gè)子信道來接收OFDM碼元。
3.權(quán)利要求2的接收機(jī)，其中所述寬帶信道的每個(gè)子信道包括獨(dú)立的一組OFDM副載波。
4.權(quán)利要求3的接收機(jī)，其中所述接收機(jī)根據(jù)IEEE802. 11標(biāo)準(zhǔn)工作。
5.權(quán)利要求4的接收機(jī)，其中每個(gè)子信道具有約20MHz的帶寬， 其中所述高吞吐量模式是寬帶模式， 其中所述寬帶信道具有由至少兩個(gè)子信道提供的至少40 MHz的帶寬， 其中在所述高吞吐量模式期間，利用所述寬帶信道來接收所述OFDM碼元，并且 其中在所述增大范圍模式期間，利用單個(gè)20 MHz子信道來接收所述OFDM碼元。
6.權(quán)利要求3的接收機(jī)，還包括 多個(gè)空間分集天線，每個(gè)空間分集天線與空間信道關(guān)聯(lián)；以及最大比率組合電路，用于在每個(gè)副載波利用多于一個(gè)天線來接收所述OFDM碼元時(shí)組合通過與不同天線關(guān)聯(lián)的兩個(gè)或兩個(gè)以上空間信道接收的對應(yīng)的碼元調(diào)制的副載波。
7.權(quán)利要求6的接收機(jī)，其中在啟用所述高吞吐量模式時(shí)，選擇所述多個(gè)天線中的至少一個(gè)天線來接收兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)子信道，并且 其中在啟用所述增大范圍模式時(shí)，選擇所述天線中的多達(dá)四個(gè)天線來接收單個(gè)子信道。
8.權(quán)利要求7的接收機(jī)，還包括天線選擇電路，用于基于以下因素來選擇多個(gè)天線進(jìn)行接收 在啟用所述增大范圍模式時(shí)所述單個(gè)子信道的平均信噪比，以及 在啟用所述高吞吐量模式時(shí)所述兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)子信道的平均信噪比。
9.一種根據(jù)IEEE 802. 11標(biāo)準(zhǔn)之一工作的接收機(jī)，包括 快速傅里葉變換(FFT)電路，用于產(chǎn)生一組正交頻分復(fù)用(OFDM)副載波的頻域碼元調(diào)制的副載波， 其中在增大范圍模式期間，在單個(gè)子信道上接收數(shù)據(jù)，并且所述FFT電路產(chǎn)生與所述單個(gè)子信道關(guān)聯(lián)的一組OFDM副載波的頻域碼元調(diào)制的副載波，并且 其中在高吞吐量模式期間，在多個(gè)子信道中的每個(gè)子信道上接收數(shù)據(jù)，并且所述FFT電路配置成產(chǎn)生所述子信道中的不同一個(gè)子信道的頻域碼元調(diào)制的副載波。
10.權(quán)利要求9的接收機(jī)，還包括最大比率組合電路，用于在每個(gè)副載波利用多于一個(gè)天線來接收所述OFDM碼元時(shí)組合通過與不同天線關(guān)聯(lián)的兩個(gè)或兩個(gè)以上空間信道接收的對應(yīng)的碼元調(diào)制的副載波， 其中多個(gè)空間分集天線中的每個(gè)空間分集天線與所述空間信道之一關(guān)聯(lián)。
11.權(quán)利要求10的接收機(jī)，其中，當(dāng)啟用所述增大范圍模式時(shí)，所述接收機(jī)基于所述子信道的平均信噪比來選擇所述天線中的多個(gè)天線來進(jìn)行接收，并且當(dāng)啟用所述高吞吐量模式時(shí)，所述接收機(jī)基于兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)子信道的平均信噪比來選擇所述天線中的多個(gè)天線來進(jìn)行接收。
12.權(quán)利要求9的接收機(jī)，其中，對于語音通信選擇所述增大范圍模式，并且對于數(shù)據(jù)傳輸選擇所述高吞吐量模式。
13.一種用于接收OFDM碼元的方法，包括 當(dāng)啟用增大范圍模式時(shí)，在單個(gè)子信道上接收OFDM碼元，并產(chǎn)生與所述單個(gè)子信道關(guān)聯(lián)的一組OFDM副載波的頻域碼元調(diào)制的副載波；以及 當(dāng)啟用高吞吐量模式時(shí)，在多個(gè)子信道中的每個(gè)子信道上接收OFDM碼元，并產(chǎn)生所述子信道中的不同一個(gè)子信道的頻域碼元調(diào)制的副載波。
14.權(quán)利要求13的方法，還包括 當(dāng)啟用所述高吞吐量模式時(shí)，選擇多個(gè)空間分集天線中的至少一個(gè)天線來通過兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)子信道進(jìn)行接收，以及 當(dāng)啟用所述增大范圍模式時(shí)，選擇所述天線中的多達(dá)四個(gè)天線來通過單個(gè)子信道進(jìn)行接收。
15.權(quán)利要求14的方法，還包括 當(dāng)每個(gè)副載波利用多于一個(gè)天線來接收所述OFDM碼元時(shí)，最大比率地組合通過與不同天線關(guān)聯(lián)的兩個(gè)或兩個(gè)以上空間信道接收的對應(yīng)的碼元調(diào)制的副載波。
16.權(quán)利要求14的方法，其中所述方法由根據(jù)IEEE802. 11標(biāo)準(zhǔn)之一工作的接收機(jī)來執(zhí)行。
17.權(quán)利要求14的方法，還包括 對于語音通信選擇所述增大范圍模式；以及 對于數(shù)據(jù)傳輸選擇所述高吞吐量模式。
全文摘要
一種可重新配置的多信道接收機(jī)，其可以選擇性地工作在增大吞吐量的模式和/或增大范圍的模式下。在某些實(shí)施例中，所述接收機(jī)可以從多個(gè)空間分集天線中選擇兩個(gè)或更多天線，來接收寬帶正交頻分復(fù)用(OFDM)信道的一個(gè)以上的子信道。可以在來自兩個(gè)或更多天線的對應(yīng)碼元調(diào)制的副載波上執(zhí)行最大比率組合，并且單個(gè)OFDM碼元可以從來自通過所述兩個(gè)或更多天線接收的子信道的貢獻(xiàn)中生成。在其他實(shí)施例中，寬帶OFDM信道的一個(gè)以上子信道可以通過選自多個(gè)空間分集天線的單個(gè)天線來接收。在其他實(shí)施例中，單個(gè)子信道可以通過多個(gè)空間分集天線來接收，并且可以在通過所述天線接收的對應(yīng)碼元調(diào)制的副載波上執(zhí)行最大比率組合。
文檔編號H04B7/08GK102769597SQ20121024935
公開日2012年11月7日 申請日期2004年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月29日
發(fā)明者A.薩里, A.達(dá)維多夫, A.馬爾特塞夫, S.塞爾格耶夫, V.塞爾格耶夫 申請人:英特爾公司