TW201123783A

TW201123783A - Single-burst acquisition for wireless communication system

Info

Publication number: TW201123783A
Application number: TW100100085A
Authority: TW
Inventors: Mark S Wallace; John W Ketchum; Jay Rodney Walton; Steven J Howard
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2006-05-22
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2011-07-01
Also published as: JP5410568B2; CN103475615A; CN101455047B; JP2012199940A; TW201123784A; EP2020134B1; CN102281226A; CA2777497A1; JP5524274B2; WO2007137277A3; CN102281226B; US8923446B2; JP2009538577A; KR101331509B1; RU2008150491A; US7852972B2; CN101455047A; WO2007137277A2; CA2776970C; CA2777497C

Description

201123783 六、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明概言之係關於通信，且更特定而言係關於在一無線通信系統中實施獲得之技術。【先前技術】在一無線通信系統中，一發射機可對一資料封包進行處理（例如編碼及調變）以產生資料符號。在一同調系統中，該發射機可將導頻符號與資料符號相多工，處理經多工之資料及導頻符號以產生一調變信號，並經由一無線通道發射該經調變之信號。該無線通道因—通道響應而使所發射信號失真且因雜訊及干擾進一步使該信號降格。接收機可接收所發射信號並處理所接收信本。該接收機可實施封包偵測以偵測該封包之存在。該去收機亦可實施時間及镅盎獾彡呈，、，, Ί汉领早獲付以確定所接收信號之時序石頻率並對任何頻率誤差加以校正。然後，該接收機可對驾等經頻率校正之樣本進行處理以獲得f料符號估值並可逆一步對該等資料符號估值進行處理（例如解調得經解碼之資料。 =可能並不知曉何時發射封包。此外，接收機可 I後1不同時序、頻率及發射功率之發射機接收封包快速地料料速及精確伯測能。 ^貫施時序及頻率獲得以達成較佳之因此，業内需要可於無線通信系統令快速且有效地實施 I53020.doc 201123783 獲得的技術。【發明内容】本文中闡述用於在一接收機處快速且有效地實施封包獲得的技術。於-設計中，可例如藉由對_來自—個或多個接收天線之第一複數個樣本實施延遲多重積分來其樣本確定第-伯測值q。亦可例如藉由對該第·一複數個樣本實施多重積分來基於該等樣本確定功率值〜可對該第 -制值進行平均以獲得平均㈣值。亦可㈣等功㈣進行平均以獲得平均功率值。然後’可基於該等平均偵測值及該等平均功率值來確定是否存在一封包。可基於-第二複數個樣本來確定第二_值（:，。然後，可基於該第-及第二偵測值來確定該封包之開始。可基於 1三複數個樣本來確定—第三偵測值久。可基於該第二及第三偵測值來估測該封包该第—複數個樣 =括短訓練符號之樣本。該第二及第三複數個樣本可刀別已括短及/或長訓練符號之樣本。可基於一第四複數個樣本來確定第四偵測㈣〆可藉由將一發射符號之一複萝邱八r H 4刀（例如一〇FDM符號隔）與該發射符號之對庙塔k Μ \ 曼間約分相關聯來獲得每一第四、’、丄土於該等第四偵測值來確定該封包之結束。大體而言’可藉由對一紐者來奸卷.( 、.樣本只轭一延遲多重積分運算术獲付母一偵測值。如下 ^ ^ 文所述，可藉助該等樣本之不同延遲、不同積分間隔等來獲得不同谓測值。下文令將進—步詳細閣述本發明之各態樣及特徵。 153020.doc 201123783 【實施方式】本文中所述技術可用於各種通信系統及網路，例如無線局域網路（WLAN)、無線城域網路（WMAN)、無線廣域網路（WWAN)等。措詞"系統"及"網路”往往可互換使用。一 WLAN可採用IEEE 802.11系列標準（其亦稱作Wi-Fi)、 Hiperlan等中之任一無線電技術。一 WLAN可採用IEEE 802.16(其亦稱作WiMAX)等。一 WWAN可採用一多重近接方案，例如一分碼多重近接（CDMA)、分頻多重近接 (FDMA)、分時多重接近（TDMA)、正交 FDMA(OFDMA)、單載波FDMA(SC-FDMA)、分空間多重近接（SDMA)等。 OFDMA利用正交分頻多工（OFDM)，而SC-FDMA利用單載波分頻多工（SC-FDM)。OFDM及SC-FDM將系統帶寬劃分成多（K)個正交副載波-其亦稱作音調、頻段等。可藉助資料來調變每一副載波。一般而言，藉由OFDM在頻域中及藉由SC-FDMA在時域中來發送調變符號。一 OFDMA系統可採用一無線電技術，例如IEEE 802.20、超行動寬帶 (UMB)、Flash-OFDM®、長期演化（LTE)等。此等多樣無線電技術及標準係業内已知的。為清楚起見，下文闡述用於一 WLAN的技術，其採用一利用OFDM之IEEE 802.11標準，例如IEEE 802.11a、802.llg及 / 或 802,11η。本文中所述技術亦可用於單入單出（SISO)、單入多出 (SIMO)、多入單出（MISO)及多入多出（ΜΙΜΟ)發射。單輸入係指一個發射天線而多輸入係指多個用於發射資料之發射天線。單輸出係指一個接收天線而多輸出係指多個用於 153020.doc 201123783 接收資料之接收天線。

圖1顯示—具有一存取點110及多個站台120之無線網路 1〇〇°大曰體而言，—無線網路可包括任-數量的存取點及任「數量的站台。一站台係一可經由一無線媒介與另一站台進行通信之裝置…站台亦可稱作—終端機、—行動 2、-使用者設備、一用戶站台等，且可包含一終端機、 -行動台、一使用者設備、一用戶站台等之一些或全部功能性。一站台可係一蜂巢式電話、一手持式襄置、一無線裝置、一個人數位助理（PDA)、一膝上型電腦、一無線資料機、一無線電話等。-存取點係-經由該無線媒介來對與该存取點相關聯之站台提供分佈服務之存取的站台。一存取點亦可稱作一基地台、一基地收發台（bts)、一節點B 等，且可包含—基地台、一基地收發台（BTS)、一節點13等之一些或全部功能性。存取點11〇可耦接至一資料網路13〇且可經由資料網路13〇與其他裝置通信。圖2顯示一發射機21〇及一接收機25〇之一設計的一方塊圖對於下行鏈路/正向鏈路，發射機210可係存取點11 〇之一部分，且接收機250可係一站台120之一部分。對於上行鍵路/反向鏈路，發射機2丨〇可係一站台12〇之一部分，且接收機250可係存取點11 〇之一部分。於圖2中，發射機 210配備有多（τ)個天線，且接收機250配備有多（R)個天線。每一發射天線及每一接收天線皆可係一實體天線或一天線陣列。大體而言’發射機210及接收機250可分別配備有任一數量的天線。 153020.doc 201123783 於發射機210處，一發射（TX)資料及導頻處理器212可自一資料源（未顯示）接收資料封包及/或自一控制器/處理器 220接收其他資料。處理器212可對每—封包進行處理（例如格式化、編碼、交錯及符號映射）並產生資料符號其為資料之調變符號。處理器212亦可對導頻（其係已知資料）進行處理以產生導頻符號並可將該等導頻符號與資料符號相多工。一TX空間處理器214可對該等資料及導頻符號實施發射空間處理並將τ個輸出符號流提供至丁個調變器/發射機（1^00/丁]\1丁11)2163至2161。每一調變器216皆可對其輸出符號流進行處理（例如在OFDM情況下）以產生一輸出碼片流。每一發射機216皆可進一步對其輸出碼片流進行調節 (例如轉換至類比、放大、濾波及升頻轉換）以產生一經調 •Us號。可分別自天線21 8a至21 8t發射來自發射機2丨6a至 216t之T個經調變信號。於接收機25〇處，R個天線25〜至252r可自發射機接收該τ個經調變信號，且每一天線252皆可將一接收信號提供至一對應的接收機（RCVR)254。每一接收機254皆可對其接收信號進行調節（例如放大、濾波、降頻轉換及數位化）以獲得樣本並可將該等樣本提供至一相關聯之解調器 (DEMOC)2%及一獲得處理器26〇。獲得處理器26〇可接收並處理來自所有R個接收機2543至25豺之樣本以對封包之存在進行偵測，從而確定每一封包之時序及頻率，等等。每一解調器256皆可對其樣本進行處理以消除頻率誤差並可進一步對經頻率校正之樣本進行處理（例如在〇fdm情況 153020.doc 201123783 下）以獲得接收符號。一 MIM0偵測器262可對所接收到的符號進行處理以導出自發射機210至接收機25〇之通道響應之一估值。ΜΙΜΟ偵測器262亦可藉助該通道估值來對所有 Κ個天線所接收到的符號實施ΜΙΜΟ偵測並提供資料符號估值-其係存取點110所發射之資料符號的估值。然後，一 R X資料處理器2 6 4可對該等資料符號估值進行處理（例如符號解映射、解交錯及解碼)並將經解碼之資料提供至一資料槽（未顯示）及/或一控制器/處理器270。控制器/處理器220及270可分別控制發射機21〇及接收機 250處之運作。記憶體222及272可分別儲存發射機21〇及接收機250之資料及程式代碼。 IEEE 802.1 la/g利用一將該系統帶寬劃分成κ=64個指配有-32至+3 1之指數的副載波用戶結構。此等總共64個副載波包括48個具有±{1，…，6, 8,…，20, 22,…，26}之指數的資料副載波及四個具有±{7，21}之指數的導頻副載波。不使用具有0之指數的DC副載波及其餘副載波。此副載波結構闡述於1999年9月可公開得到之名為，，Part 11: Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer (PHY) Specifications: High-speed Physical Layer in the 5 GHz Band"之 IEEE標準 802_ 11a 中。IEEE 802.1 In利用一具有包括52個具有±{1,…，6, 8,…，20, 22,…，28}之指數的資料副載波及四個具有±{7，21}之指數的導頻副載波之總共64個副載波的副載波結構。於IEEE 802.11中，一媒體存取控制（MAC)層將資料作為 153020.doc 201123783 ^協Μ料單元（MPDU)來處理。然後，—實體層囊聚協疋（PLCP)對每_ MpDU其亦稱作—ριχρ服務資料單元 (PSDU)-進行處理，以產生—ριχρ協定資料單缺怂，一盘純《 V 7 然後’—實體層對每—PPDU進行處理以產生_經由一無線通道發射之則匡。一訊框亦可稱作—封包。 —圖3顯示-用於IEEE _」⑽之訊框,包結構。於該實體層（PHY)處，以訊框/封包形式處理並發射資料。每一封包300皆包括一 PLCp前置碼31〇、_pLcp標頭、一 PSDU 330、及—尾部揭。pSDU 33〇攜帶封包遍之訊務資料且具有一可變長度。若需要的話，尾部340包括六個尾位元及填充位元。 PLCP前置碼3 10包括十個標記為t]至t10的短訓練符號，後隨一長訓練符號之一保護間隔，且進一步後隨兩個標記為丁】及丁2之長訓練符號。在兩個〇FDM符號週期中發送該十個短訓練符號。亦在兩個OFDM符號週期中發送該保護間隔及兩個長訓練符號。在IEEE 8〇2 Ua 符號週期皆為4微秒㈣。該等短訓練符號係藉由下述方式產生：將12個特定調變符號映射至12個特定副載波，將零信號值映射至其餘52個副載波，並對該總共64個符號實施一 64點快速傅裏葉變換 (FFT)以獲得64個時域樣本。將該12個調變符號映射至u 個在該頻域中相隔四個副載波之倍數的副載波。由此得到該64個具週期性且由四個分別包括丨6個標記為q至之相同序列構成之時域樣本。每一短訓練符號皆係一個由“個 153020.doc -10- 201123783 樣本構成之序列。可反轉最後一個短訓練符號以改良接收 • 機250(IEEE 802·1 la/g中未指定且圖3中未顯示）對時間原點 • 之伯測。該十個短訓練符號包括總共160個樣本。該等長訓練符號係藉由下述方式產生：將52個特定調變符號映射至52個特定副載波，將零信號值映射至其餘^個副載波，並對該總共64個符號實施一 64點FF丁以獲得㈠個標記為A至々a之時域樣本。該保護間隔包括該fft輸出之 φ 最後32個樣本233至〜4。每一長訓練符號皆係一個由64個樣本構成之序列。該T個發射天線之該保護間隔及長訓練符號可週期性地移位不同的量以提高多樣性。該兩個長訓練符號及該保護間隔包括總共16〇個樣本。該短及長訓練符號闡述於IEEE 802.lla/g文獻中。接收機250可能事先不知曉何時或哪些發射機將發射。不同之發射機可具有不同參考時鐘頻率且因此可具有不同 ^接收機250之時序及頻率之時序及/或頻率偏置。當接收 • 機250通電時’其可不斷地對來自發射機之封包進行偵測。由於可能不知曉每一封包之發射源及頻率，因此接收機250可單獨地對每一封包進行獲得。接收機可對每— 封包實施以下運作： •封包偵測-偵測封包之存在，封包開始彳貞測-偵測封包之開始， •粗頻率估測-估測粗頻率誤差，精、.、田頻率估測及校正_估測並校正封包樣本之精細頻率誤差， 153020.doc 201123783 •自動增益控制（AGC)-基於接收功率來調整接收機增益，並 •封包結束偵測-偵測封包之結束。如下文所述實施該等任務中之每一者。接收機250可根據每一封包之PLCP標頭中之短及長訓練符號來實施偵測及獲得。期望儘快且盡可能精確地偵測一封包之存在’以便有更多時間可供用於其他任務。亦期望由該PLCP標頭開始校正任何頻率誤差以便能夠對該pLCp 標頭進行可靠解調。接收機250可根據一延遲多重積分技術來實施封包偵測。就該技術而言，對Ν個樣本之一窗口之延遲多重積分運算可表示為·· R *Ν-1 方程式（1) 其中X心係一於第ζ·個取樣週期中來自第;.個天線之樣本，係第Α：個窗口之一偵測值，且表示一複共軛。方程式（1)以一為16之延遲-其為一個短訓練符號之長度_ 來實施-自動關聯。針對每一天線;·，樣本^均以先;：個取樣週期之樣本之複共麵倍增。由於該等短訓號針對每16個樣本重複，因此及應對應於相同的發射樣本。對窗口W之N個樣本的乘法結果進行積分以獲得天線7·之一結果。然後，將所有反個天線之結果相加以^ 得窗口⑴貞測值Q。窗α大小N可係任—適當選定值。例 153020.doc 201123783 如，對於圖3所示短訓練符號，n可等於16、32等。窗口灸可始於任一取樣週期。亦可按下式來計算每一由N個樣本構成之窗口的功率：

R k N-I ，=(*"，N 方程式（2) 其中户*係第A:個窗口之功率值。藉由將樣本.乘以其複共軛X'.,,.(而不是先前16個取樣週期之另一樣本之複共軛）來獲得該功率。

大體而言，可計算每一自R個接收機254&至254r獲得之樣本窗口之一偵測值Q及一功率值匕。為清楚起見，相對於一封包之開始界定窗口 A：及樣本指數z•。實際上，接收機 250在對一封包進行偵測時並不知曉一封包之開始，且指數A：及ί只是隨著時間遞增。可按下述方式在L個窗口内平均偵測值: 1 L，1 Λ = —, 方程式（3) =中从第_窗口之-平均❹】值。方程式⑺根據當前窗口及L-1個先前窗口之偵測值來計算當前窗口之平均偵測值。L可係任一適當選定值，例如1-4。Τ根據L個窗口之L個福測值來計算方程式（3)。或者，可藉助一移動平均來構建方程式⑺’而此係一種用以基於一先前窗口之_平均值來計算當前窗口之—平均值之有效方式。大體而言，平均係指-種用以基於至少兩個值（例如#前及先前值）導出-平均值之過程。可基於諸如方程式（3)中所示函數、— 153020.doc -13· 201123783 有限脈衝響應（FIR)濾波函數函數等來實施平均。一無限脈衝響應（IIR)濾波口内平均功率值：按下述方式在L+1個窗 ^ , n 方程式（4) 中A係第A：個窗口之一平均功率值。基於L+1個樣本窗口來獲得平均偵測值心頭兩個窗口用於產生第一偵測值’且每一附加窗口皆提供一個附加偵 :值。亦基於L+1個分別提供一個功率值匕之樣本窗口來獲得平均功率值心@此，計算同—樣本塊上之敲心可心下述方式來計算每—窗口灸之一量度值的：

MkJJd 0 方裎式（5) 2-設計中，可按下述方式來界定一封包之㈣：若，則宣佈存在一封句， ^ 方程式（6) 否則若加V//，則宣佈無封包，其中Λίτ^係一偵測臨限值。可基於伯測概率與假警報概率之間的一權衡來選擇如。伯測概率係當存在一封包時宣佈該封包存在的概率。假警報概率係當不存在一封包時宣佈該封包存在之概率。亦可將界定成在計算柄包括因數1/L而在計算方時包括因數1/(L+1)。在此種情況下’可從方程式（3)中移除因數1/L ’且可從方程式中移除因數“(1+1)。方程式(5)顯示基於一比率函數導出量度值％，且方程 153020.doc •14- 201123783 =咖示封包價測之一設計。大體而言，可基於數來界定-用於封包偵參數。可基於用^…β 接收任何輸入； °十‘ έ玄董度值之函數來I Ή 6 ^ 測試。数來界疋封包偵測之圖4圖解說明對—圭封包之匕、6、々、β,及Μλ之計算， —16，w’且每-窗口皆覆蓋-個短訓練符號。為 π邊起見，對於該封包中第一 … 了 I中之第樣本，樣本指數ζ•從〇開

始，且對於該封包中之第一 ^ <弟組4、，采付號，窗口指數灸從〇開始。獲得第-短訓練符號之後的每—短訓練符號之測值Q。獲得每-短訓練符號之—個功率值〜針對以第貞五個H練符谠開始之每__短訓練符號獲得—平均债測值平均功率值A及一量度值，其中k=4。在L+1個窗口内平均〇及'可分別改良a及圮之可靠性，從而提高偵測效能。實質上在—如圖4中所示覆蓋ι+ι 個由N個樣本構成之窗口之更大滑動窗上計算々及义。藉由計算每一窗口 W而不是所有L+1個窗口）之'及圮，可^ 每一窗口灸（而不是所有L +丨個窗口）中作出一關於封包偵測之決策。為了改良偵測可靠性，可根據超過臨限值之多個量度值來調節對一封包之偵測。於一設計中，可按下述方式分別基於兩個連續窗口灸及灸+1之兩個量度值从々及來宣佈一封包：如果（Λ/^>ΛίΓ/ί)且（从fc+/>jVfr//)則宣佈存在一封包，方程式（？) 否則宣佈無封包。 153020.doc -15· 201123783 大體而言，封包偵測可基於任意數量之窗口之任意數量之量度值。為了進一步改良偵測可靠性’可根據具有有效頻率誤差之樣本來調節對一封包之偵測。對於IEEE 802.11a，一發射機處之最大頻率誤差為百萬分之±2〇(ppm)，其對應於 5_8 GHz下之±230 ΚΗρ對於一為每秒2〇兆個樣本（Msps) 之取樣速率，每一短訓練符號跨度為8〇〇奈秒（ns)，且由一個短訓練符號隔開之兩個樣本之間的最大相移為±〇184個循環。若，對於一其中从超過之既定窗口，該窗口之平均相移大於〇_ 1 84個循環則可宣佈一假警報。方程式（1)中之量給出自樣本Α〜至樣本〜之相移··其係16個取樣週期後。之角度基於窗口&中之樣本提供橫跨16個取樣週期之平均相移。々之角度基於用於計算 A之忒L個窗口中之樣本提供橫跨〗6個取樣週期之平均相移。可按下述方式獲得窗口&之平均相移叭： - ^-Ak = arctan 方程式（8) 一封包，則可按下述方式若如方程式（7)中所示來宣佈分別計算窗口 A及A;+1之平均相移久及久+丨並將其與一相位臨限值Θγ//相比較。若（氏> 或(^ + /> 則宣佈假警報或無封包。相位臨限值可設定至任方程式（9) 一大於0·184χ2π弧度。例如， 153020.doc •16- 201123783 外"可設定為θττ/=π/4弧度以簡化執行。可藉由對該短與長訓練符號 &之間的邊界進行偵測來確定所偵測到之封包的時序。來釙f+l „ 達成此目的，可按下述方式末針對每—取樣週期/計算一偵測值C,: R 63 古炉斗方程式（10) 方知式（10)對所感興趣的每一香接八母取樣週期貫施-滑動延遲多

于，於母一取樣週期中，基於-由當前水本〜及63個先前樣本構成之64個樣本之窗口來計算。在無雜訊之情況下’ c在由 .E 田4個铋本構成之窗口（i)以該短長訓練符號之間的邊界為中 „, n , 卫⑴）覆盍兩個短訓練符唬及半個長訓練符號時經歷零。可按下述方式來針對每—取樣週_十算—量度值心

如每新 ^ = Re {Al-c,} 0 方程式（11)中所示一樣本更新，且d 方程式（11) ，基於c,及a來計算ρ.，其申c，針對々針對由n個樣本構成之每一窗口更 …W ，可按下述方式來偵測該等長訓練符號之開始：右殳，<仏// ’則宣佈該長訓練符號始於樣本/，方程式（12) 其中Gw係一臨限值。077/可設定至一適當的正值。若反轉最後一個短訓練符號（圖3中未顯示），則可偵測第九個與第十個短訓練符號之間的邊界。在此種情況下，可藉助一為16(而不是64)之延遲及一為16(而不是64)之積 153020.doc •17- 201123783 分間隔來計算Ci。可使用早於當前樣本^至少16個樣本之 &來計算仏以避免因反轉短訓練符號而污染心。可將設定至零。在任何情況下，在偵測到該等長訓練符號之開始後，例如，如方程式（12)中所示，可將最後一個义值用作一粗頻率誤差估值。可將該等長訓練符號用於細頻率校正。可按下述方式來十鼻由Μ個樣本構成之窗口之一彳貞測值： R rti+M-l ^/-64.； » /*1 /*m 方程式（13) 其中係取樣週期w之一偵測值。由於該等長訓練符號每 64個樣本重複，因此&j及n幻·應對應於相同發射樣本。短與長訓練符號之間的邊界可視為偵測封包之時間原點並可如方程式〇2)中所示來加以確定。方程式（13)可在已知該時間原點後加以計算並隨後可針對—單個取樣週期所來加以計算。用於積分之樣本數量厘可係任一適當值，例如介於16至64之間。-更小的M可使細頻率校正能夠更快完成m使第二個長訓練符號能夠#到頻率校正並能夠用作一用於調變該PLCP標頭之導頻參考。 &之角度可用作橫跨64個取樣週期之—平均相移么並可表不為· <f>m = ZDm = arctan

(^{DS 方程式（14) 块差而言’ 對於在5_8 GHz下為±20 ppm之最壞情況頻率 153020.doc .18- 201123783 最大相移為因為對口此仏式⑽中，平均相繼糊， r 為少之既定計算相位值，其_ Μ>0·264個循衣’不知道該真相移是否為r 1-少、或1+少個循環。銘移心巾之相位模糊可使用自短訓練符號獲得之粗相 "一加以解析。橫跨一64樣本長訓練符號之相移應約為只7一 16樣本短訓練符號之相移的四倍，或

么>4.θ*，方程式（15) 可It由向么添加一個循以使〆盡可能接近於其中〆⑺係一相位校正值。若需要， %或自“減去—個循環來獲得多、瑪。 m :藉由將該細相位校正值^除以64來獲得-每樣本相位校正值’或夂〜、/64。可藉由該每樣本相位校正值來對來自接收機2543至2541>之樣本進行旋轉以獲得經頻率校正之樣本。於另°又D十中，可基於該等短訓練符號來導出一細頻率誤差估值。可與平㈣測值綱時計算㈣仙〆在偵測 -封包時，可基於最新的々來確定平均相料，且若需要可藉助久來確定並校正Dm之角度，以獲得細相位校正值 m。然後，可於第一長訓練符號到達前將〆⑺應用於該等樣本。在此設W，可獲得該兩個長訓練符號之經頻率校正的樣本並可藉助64點FFT來對其進行變換以獲得接收符戒。然後，可基於該等接收符號來導出一通道估值並將其 153020.doc •19- 201123783 用來對《亥PLCP標頭進行相干調變。此設計可避免對來自接收機254之樣本進行附加緩衝以進行頻率校正。亦可將該等長訓練符號用來界定該細頻率誤差估值。可在任一時刻將自違等長訓練符號獲得之對該細頻率誤差估值之更新應用於該等樣本。積分至一接近於第二長導頻符號之末端之點可提供最精確的細頻率誤差更新。在AGC情況下，最初可將接收機25〇設定至最大增益以對低功率封包進行偵測。接收機250之一射頻（RF)前端可因該最大增益而飽和，從而有效地剪輯該等所接收信號。然而，方程式（1)中之延遲多重積分運算甚至對於剪輯仍將有效。可將功率值h與一功率臨限值相比較，且若功率值 h超過該功率臨限值則可降低該接收機增益。可保持該接收機增益直至偵測到封包之結束為止並隨後可將其設定至最大值。該PLCP標頭可後隨一可變數量之〇FDM符號。每一 OFDM符號皆藉由下述方式產生：對64個副載波之64個符號實施一 64點FFT以獲得該〇fdM符號之一可用部分之 64個時域樣本及（丨丨）藉由複製該可用部分之最後16個樣本並將該16個樣本添加至該可用部分前面來將一保護間隔添加至該可用部分’從而獲得該OFDM符號之80個樣本。為了對封包結束進行偵測，可按下述方式來計算每一 OFDM符號週期之一偵測值： {K 80/1+16 ] Σ ， y J 方程式（16) 153020.doc •20- 201123783 其中仏係OFDM符唬週期„之偵測值。在方程式（丨6)中，一 OFDM符號之保護間隔中之16個樣本與該〇FDM符號週期之可用部分中之最後16個樣本相關。可按下述方式來基於s個〇 F D M符號週期之偵測值之一平均值來界定一臨限值: = 方程式（17)

其中/7係一用於該臨限值之^之平均值的百分率。在每一 OFDM符號週期中’可計算G”，可更新^以〃並可將^與Gr//,„相比較。於—設計中，若仏小於心，則偵測封包結束，此可表示為：若則宣佈封包結束。方程式（18) 於另-設計中’若R小於則凍結、，且若下 OFDM符號週期„+1之G”+ /亦小於心"”，則债測封包結束，此可表示為：右（G”<Gn^)且，則宣佈封包結束。方程式（19) 亦可以其他方式㈣測封包結束。在任何情況下，當偵測到封包結束時，可將AGC重設至最大增益，並可將:率偏置重設至零以為下一封包做好準備。圖5顯示圖2中之獲得處理器26〇之一設計的方塊圖。— 單：51〇自所有_天線接收樣本，(例如)如方程式二：實施I遲夕重積分，並提供每一個樣本構成之窗口之偵測值Q。—單元512(例如）如方程式⑺中心計算⑽ I53020,d〇, -21 - 201123783 窗口内=--移動平均值，並提供每—窗口之一平均谓測值A。-早兀514(例如)如方程式⑻中所示確定…目位，並提供每-窗口之一平均相移仏。 -單元520(例如)如方程式⑺中所示基於自所有R個天線之樣本計算—功率值^—單元 ϋ 如方程式（4)中所示計算L+1個窗口之ρ 並提供每-窗。之—平均功率值3二―移動平均值，丰值圮。—早元524接收每_ 南口之平均制值从平均功率仏糊如）如方程式⑺ 中:不计异彼窗口之一量度值从。—單元似（例如）如方私式⑻、⑺及/或⑺中所示基於量度值的及可能平均相移氏來對一封包之存在進行偵測。在偵測-封包後，一單元53〇(例如）如方程式⑽中所干計算每一取樣週期之-偵測K。一單元別在封包制前接收每-樣本之偵測值c，及最後一個窗口之平均偵測值心並（例如）如方程式⑴）中所示計算每一取樣週期之一量度值I -單元536(例如）如方程式（12)中所示基於該量度值⑽對該封包之開始進行偵測，並提供封包時序，該時序了係對短與長訓練符號之間的邊界或封包中某些其他已知點的取樣週期。一單元540(例如）如方程式〇3)中所示計算一取決於該封包時序之特定取樣週期所之偵測值公。一單元544(例如）如方程式（14)中所示確定％之相位，並提供一平均相移“。一單元546接收自最後一個短訓練符號獲得的平均相移久及自長或短訓練符號獲得的平均相移“並（例如）如方程式 153020.doc •22· 201123783 (15)中所示來確定一頻率校正值〆〆一子於封包口束伯〆則’ 一單元55〇(例如)如方程式（1 6)中所示計算每一〇FDM符號週期之一彳貞測值h。_單元522計算s個〇FDM符號週期之σ ”之—移動平均值。—單元叫例如）如方程式（1 7)巾所示計算每_ QFDM符號週期之一臨限值仏心。一單元556如上文所述基於偵測值〇 ”及臨限值 Gr//，”來對封包之結束進行谓測。

圖6顯示圖5中之延遲多重積分單元51〇及移動平均單元 512之一設計的方塊圖。在單元51〇中，來自天線丨之樣本提供至延遲單元61〇a及乘法器614a。延遲單元㈣a提供Μ 個延遲樣本，該延遲係-個短訓練符號之持續時間。一單元仙提供自延遲單以12a所接收到之每—樣本的複共輛。於每一取樣週期巾，乘法器6Ua將該接收樣本乘以來自單元612a之樣本並將.結果提供至一積分器616&。積分器 616a於每一窗口之開始時重設並對在N個取樣週期内來自乘法器614a之結果進行積分。以相同於來自天線丨之樣本之方式來處理來自每一剩餘天線之樣本。一加法器618將所有R個天線之積分器616a至616r之輸出相加並提供每一窗口之一摘測值。在單元512中，一延遲單元62〇將偵測值^延遲L，[係心之移動平均值之持續時間。對於每一窗口，一加法器622 將來自單元510之偵測值Q與一暫存器624之輸出相加，進一步減去延遲單元620之輸出，並提供一平均偵測值a。單το 622及624形成一在每—窗口女中得到更新之累加器。 153020.doc -23· 201123783 單元020提供來自先前L個窗口之偵測值^^，從當前累加結果中減去偵測值C^L以使該移動平均處於l個窗口内。圖5中之單元530、54〇及550可以類似於單元5 1〇之方式來構建，只是單元610a至610r之延遲不同及/或積分器616a 至616r中之積分長度不同。單元52〇可以類似於單元5ι〇之方式來構建，只是沒有延遲單元61〇3至61〇1>。單元522及 552可以類似於單元5丨2之方式來構建，只是單元62〇之延遲不同。圖7顯示圖2中之解調器25以至256r及一數控振盪器 (NCO)710之一設計的一方塊圖。Nc〇 71〇可係獲得處理器 260之一部分。在NC0 710中，一加法器712(例如）自圖5中之頻率誤差估測器546接收一每樣本頻率校正值”，將該頻率校正值與來自一暫存器714之當前相位值相加，並將其輸出提供至暫存器714。加法器712及暫存器714形成一在每一取樣週期中得到更新之相位累加器。一查找表716 自暫存器714接收當前相位值並提供該相位之正弦及餘弦。 ' 於一設計中，頻率校正值具有一為5〇〇 Hzi解析率，且該相位累加器具有一為1/40,000個循環之相位解析率。暫存器714可由17個位元構建而成以達成該相位解析率。於认。f中，查找表7 16可由從〇到π/4之5丨2個不同角度之9 位元正弦及9位元餘弦之512χ9個表構建而成，從而可X提供約50 dB SNR。查找表716亦可以諸如1〇24χ9等其他尺寸構建而成》 153020.doc -24- 201123783 於每一解調器256内，一乘法器722自一相關聯天線接收復值樣本、將每一樣本乘以該樣本之正弦及餘弦，並提供一經頻率校正之樣本。一單元724基於來自圖5中之封包開始須測II 536之封包時序移除每—沉腹符號之保護間隔並提供該OFDM符號之64個樣本。一FFT單元726對來自單元 724之該64個樣本實施一 64點FFT並提供該64個副載波之μ 個接收符號。 φ 發射機210可使用一單個參考振盪器來產生一用於數位處理之樣本時鐘及一用於上變頻之載波信號二者。因此，接收機250處之該等樣本可具有頻率誤差以及取樣時序誤差。該頻率誤差可如上所述來加以估測並由乘法器”。至 7221·來加以校正。該取樣時序誤差可藉由對來自接收機 254a至254r之樣本進行重新取樣來加以校正（圖7中未顯示）。若取樣時序未得到校正（如圖7中所示），則整個封包上之樣本中之時序漂移在該等〇FDM符號中引入一相位斜 _ 率。該相位斜率變化於整個封包上。圖8顯示-用於對-封包之存在進行债測之過程_的設計。可（例如方程式⑴中戶斤示基於複數個樣本來確定偵測值（方塊812)。亦可（例如）如方程式⑺中所示基於該複數個樣本來確定功率值（方塊814)。該複數個樣本可包括短訓練符號之樣本且可來自-個或多個接收天線。可藉由對一對應的第-組樣本實施延遲多重積分來獲得每__值。可藉由對-對應的第二組樣本實施多重積分來獲得每一功率值。可（例如）如方程式（3)中所示對該等偵測值進行平均 153020.doc -25· 201123783 以獲得平均偵測值（方塊816)。亦可（例如）如方程式⑷中所示對該等功率值進行平均以獲得平均功率值（方塊818)。然後’可基於該等平均谓測值及該等平均功率值來確定是否存在一封包（方塊820)。對於方塊820，可（例如）如方程式（5)中所示基於該等平均偵測值及該等平均功率值來確$量度值。力一設計中，若-量度值超過-臨限值則可宣佈存在—封包。於另一設計m個（例如兩個連續的）量度值超過該臨限值則可宣佈存在一封包。於再一設計中，可基於該等平均读㈣來確定相移，並可進-步基於該等相移來確定是否存在封包》例如’若-相移超過__相位臨限值則可宣佈不存/ 封包。

>圖9顯示-用於對—封包之存在進行㈣之設備觸之1 計。設備900包括：用於（例如）藉由對第一組樣本實施延] 多重積分以基於複數個樣本來確定偵測值的構件（模彳 912);用於（例如）藉由對第二組樣本實施多重積分以基;

該複數個樣本來確定功率值的構件（模組914);用於對該等摘測值進行平均以獲得平均偵測值的構件（模組916广諸對該等功率值進行平均以獲得平均功率值的構件（模组二”及用於基於該等平均偵測值及該等平均功率值來確定是否存在一封包的構件（模組920)。圖1〇顯示-用於對-封包之開始進行偵測之過程胸的設計。可（例如）如方程式⑴及（3)中所示藉由對—樣本窗口實施延遲多重積分來確定該樣本窗口之一第—偵測值(方 153020.doc • 26 - 201123783 塊m2)。可（例如）如方程式⑽中所示藉由實施滑動延遲多重積分來確定多個樣本中之每—者之一第二偵測值(方塊ΠΗ4Ρ用於導出該第—偵測值之樣本窗口可早於用於導出每-第二偵測值之樣本。可(例如)如方程式⑼中所示基於該多個樣本之第-偵測值及第二㈣值來計算量度值（方塊⑺⑼。可（例如）如方程式（12)中所示基於該等量度值及一臨限值來確定該封包之開始（方塊1〇1 8)。圖11顯不-m封包之開始進行_之設備】⑽的設計。設備U00包括1於（例如）藉由對_樣本窗口實施延遲多重積分以基於該樣本t p確定U測值的構件 (模組m2);用於(例如)藉由實施滑動延遲多重積分來確定多個樣本中之每-者之H測值的構件（模电 1114);用於基於該多種樣本之第—偵測值及第二谓測值來計算量度值的構件(模組1116);及用於基於該等量度值及一臨限值來確定該封包之開始的構件（模組Hu)。圖12顯不-用於頻率校正之過程12〇〇的設計。可（例如）如方程式⑴、⑺及⑻中所示基於藉由對一第一複數個樣本實施延遲多重積分所獲得之至少—第叫貞測值來導出一封包之-粗頻率誤差估值（方塊1212)。可（例如、I如方程式 ⑽及（U)中所示基於藉由對—第二複數個樣本實施延遲多重積分所獲得之-第二偵測值來導出該封包之一細頻率誤差估值（方塊1214)。對該至少一第—偵測值之延遲多重積分可基於一第一延遲，例如，16個樣本。對該第二偵測值之延遲多重積分可基於—長於該第—延遲之第:延遲 153020.doc •27- 201123783 (例如，64個樣本）以獲得一更精確的細頻率誤差估值。該第複數個樣本可包括短訓練符號之樣本。該第二複數個樣本可包括短及/或長訓練符號之樣本。 _可（例如）藉由使用該等粗頻率誤差估值來解析該細頻率决差估值中之相位模糊以基於該粗及細頻率誤差估值導出 ^封包之—頻率校正值（方塊1216)。例如，可基於該粗頻 μ '差估值來獲得一第一相位值，可基於該細頻率誤差估值來獲得-第二相位值，該第一相位值可用來解析該第二相位值中之模糊’且該經模糊解析之第二相位值可提供作為轉率权正值。可基於該頻率校正值來校正該封包之樣本頻率（方塊1218)。圖13顯示一用於頻率校正之設備13〇〇的設計。設備13〇〇包括：用於（例如）基於藉由對一第一複數個樣本實施延遲多重積分所獲得之至少一第一傾測值來導出一封包之一粗頻率誤差估值的構件（模組1312);用於（例如）基於—藉由對第一複數個樣本實施延遲多重積分所獲得之第二债測值來導出該封包之-細頻率誤差估值的構件（模組i叫；用於（例如）藉由使用該粗頻率誤差估值來解析該細頻率誤差估值中之相位模糊以基於該粗及細頻率誤差估值來導出該封包之-頻率校正值的構件(模組1316);及用於基於該頻率校正值來校正該封包之樣本頻率的構件(方塊1318)。圖14顯示-用於對—封包之結束進行偵測之過程剛的設^可（例如）如方程式⑽中所示藉由將—保護間隔與符號週期中之-對應可用部分相關聯來確定多個符號週 153020.doc 201123783 7中之每一者之_镇測值（方塊i4i2卜大體而言，可將一發射符號之任一複製部分與原始部分相關聯來獲得該符號。债測值。可（例如）如方程式（17)中所示基於直到當前符號^期以個符號週期之8㈣測值之—移動平均值來確定母-符號週期之-臨限值（方塊1414)。可基於該多個符號週=4貞測值及臨限值來確^該封包之結束（方塊1416)。於3又6十中，可將該伯測值與每一符號週期中之臨限值相 _ tMx可在-其中彳貞測值小於臨限值之符號週期後來結該 °值且若下符號週期之偵測值小於臨限值則可宣佈該封包之結束。圖1 5顯不一用於偵測一封包之結束之設備1 5⑼的設計。设備1500包括：用於（例如）藉由將一保護間隔與一對應可用部分相關聯來確定多個符號週期中之每一者之伯測值的構件（模組1512);用於（例如）基於直到當前符號週期之8個符號週期之S個偵測值之一移動平均值來確定每一符號週 _ 期之一臨限值的構件（模組1514);及用於基於該多個符號週期之偵測值及臨限值來確定該封包之開始的構件（模組 1516)。圖16顯示一用於處理一封包之過程丨6〇〇的設計。可基於第一複數個樣本來確定第一偵測值方塊丨6丨2)。可基於該第一複數個樣本來確定功率值Ρλ(方塊1614)。可基於該等偵測值及功率值來確定是否存在一封包（方塊1616)。可基於一第二複數個樣本來確定第二偵測值方塊 1 618)。可基於該第一及第二偵測值來確定該封包之開始 153020.doc -29· 201123783 (方塊1 620)。可基於一第三複數個樣本來確定一第三偵測值方塊1622)。可基於該第一及第三偵測值來估測該封包之頻率誤差（方塊1624)。可基於一第四複數個樣本來確定第四偵測值G„(方塊1626)。可基於該第四憤測值來確定該封包之結束（方塊1628)。圖1 7顯示一用於處理一封包之設備丨700的設計。設備 1700包括：用於基於一第一複數個樣本來確定第一偵測值的構件（模組1712);用於基於該第一複數個樣本來確定功率值h的構件（模組1714);用於基於該等偵測值及該等功率值來確定是否存在一封包的構件（模組1716);用於基於一第二複數個樣本來確定第二偵測值c,的構件（模組 1 71 8),用於基於該第一及第二偵測值來癌定該封包之開始的構件（1 720);用於基於一第三複數個樣本來確定一第三偵測值£^的構件（模組1722);用於基於該第一及第三偵測值來估測該封包之頻率誤差的構件（模組1724广用於基於一第四複數個樣本來確定第四偵測值G”的構件（模組 1726)，·及用於基於該第四偵測值來確定該封包之結束的構件（模組1728)。圖 11 13、15及17中的模組可包括處理器、電子裝置、硬體裝置、電子組件、邏輯電路、記憶體等、或其‘ 一組合。、 /述延遲多重積分技術可提供較佳㈣效能且不受無線壤境下之多重路徑影響。於另—設計中，基於與已知樣本關聯來實〜封包㈣。於該設計中，可使所接收樣本以 153020.doc 201123783 不同的時間偏置與短訓綾直 ^ βΡ •夺唬之已知樣本相關。可對超過一第一臨限值之偵測值（並 u、了對應於不同的多重路徑）加以汲&以獲得一最終偵測值。，、'、後’可將該最終偵測值與一弟一 fe限值相比較以偵測— ,& , ' 封包之存在。可使用產生強偵測值之時間偏置來確定該封包之開始。本文所述技術可藉由各種分種万法來構建。舉例而言’該等技術可構建於硬體、教許七體或其一組合中。對於硬體實施方

案，用於執行該等技術之處 <埋早凡可構建於一個或多個應用專用積體電路（ASIC)、數仿俨咕老 ;數位h唬處理器（DSP)、數位信號處理裝置（DSPD)、可程式化邏輯裝置（PLD)、場可程式化間陣列（FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理 :電子裝置。又。十用於執行本文所述功能之其他電子單元、一電腦、或其一組合中。對於動體及/或軟體構建方案而言，可使用能執行本文所述功能的模組（例如程序、功能等）來執行該等技術。該等勒體及/或I體指令可儲存於—記憶體（例如圖冰示記惊體272)中並由—處理器（例如處理器％。或27。）來執行。: 記憶體可構建於該處理器中亦可構建於該處理器外部。該韌體及/或軟體指令亦可儲存於其他處理器可讀媒體中，例如Ik機存取記憶體（RAM)、唯讀記憶體（R〇M)、非易失性隨機存取記憶體（NVRAM)、可程式化唯讀記憶體 (PROM)、電可擦除PR〇M(EEpR〇M)、快閃記憶體、光碟 (CD)、磁性或光學資料儲存裝置等。 ” 提供上文對本發明之說明旨在使熟習此項技術者能夠掣 153020.doc -31 · a 201123783 作或利用本發明。彼等熟習此項技術者將易於得出對本發明的各種修改，且本文所界定的一般原理亦可適用於其它變化形式’此並未背離本發明之精神或範疇。因此，本發明並非意欲被限定於本文所示之實例，而是欲賦予其與本文所揭示之原理及新穎特徵相一致之最寬廣範疇。【圖式簡單說明】圖1顯示一具有一存取點及多個站台之無線網路。圖2顯示一發射機及—接收機之一方塊圖。圖3顯示一用於IEEE 8〇2 Ua/g之訊框結構。圖4圖解說明計算一封包之不同偵測值。圖5顯不一位於該接收機處之獲得處理器之一方塊圖。圖6顯示該獲得處理器中之一動平均單元之一方塊圖。之一延遲多重積分單元及一移及一數控制振盪器（NCO) 圖7顯示該接收機處之解調器之一方塊圖。圖8顯示一用於對一封包之存巧封包之存在進行偵測之過程。

153020.doc 201123783 圖17顯示一用於處理一封包之設備【主要元件符號說明】 100 無線網路 110 存取點 120 站台 130 資料網路 210 發射機 212 發射資料&導頻處理器 214 發射空間處理器 216a 調變器/發射機 216t 調變器/發射機 218a 天線 218t 天線 220 控制器/處理器 222 記憶體 250 接收機 252a 天線 252r 天線 254a 接收機 254r 接收機 256a 解調器 256r 解調器 260 獲得處理器 262 ΜΙΜΟ偵測器 153020.doc -33- 201123783 264 接收資料處理器 270 控制器/處理器 272 記憶體 300 封包 310 PLCP前置碼 320 PLCP標頭 330 PLCP服務資料單元 340 尾部 510 〇〇早兀 512 早兀 514 〇0 一早兀 520 〇0 一早兀 522 〇0 一早兀 524 早7G 526 早7G 530 〇0 -* 早7G 534 〇0 一早兀 536 〇0 一早兀 540 早兀 544 〇0 — 早兀 546 〇〇一早7L 550 一早兀 552 στ» — 早兀 554 0X3 — 早兀 153020.doc -34- 201123783 556 〇0 — 早兀 610a 延遲單元 610r 延遲單元 612a og 一早兀 614a 乘法器 614r 乘法器 616a 積分器 616r 積分器 618 天線 620 X3V 一早兀 622 tit» — 早兀 624 暫存器、單元 710 數控振盪器 712 加法器 714 暫存器 716 查找表 722a 乘法器 722r 乘法器 724a 乘法器 724r 乘法器 726a FFT單元 726r FFT單元 153020.doc •35

Claims

201123783 十、申請專利範圍： 1 · 一種設備，其包括： -處理器’其經組態以基於一樣本窗口來確定一第一债測值，確定多個樣本中之每—者之―第二偵測值，並基於該多個樣本之該第—_值«二❹m來確定一封包之開始；及一相合至該處理器之記憶體。 2.如請求項1之設備’其中該處理器經組態以對該樣本窗口實施延遲多重積分以獲得該第—偵測值，並實施滑動延遲多重積分以獲得該多個樣本中之每一者的該測值。

如請求項2之設備，其中用於導出該第-伯測值之該樣本窗口早於用於導出每—第二偵測值之樣本。月长員1之D又備’其中該處理器經組態以基於該第一價測值及4第—偵測值來計算量度值並基於該等量度值及一臨限值來確定該封包之開始。一種方法’其包括：基於一樣本窗口來確定一第一偵測值；確定多個樣本中之每_者之—第4貞測值；及基於忒多個樣本之該第一偵測值及第二偵測值來確定一封包之開始。 6.如請求項5之方法，其中該確定該封包之開始包括：基於該第—偵測值及該第二偵測值來計算量度值，及土於D亥等昼度值及一臨限值來確定該封包之開始。 153020.doc 201123783 7· —種設備，其包括：一處理器’其經組態以基於一第一複數個樣本來確定第一偵測值，基於該第一複數個樣本來確定功率值，基於該等第一偵測值及該等功率值來確定是否存在一封包’基於一第二複數個樣本來確定第二偵測值，並基於該第一及第二偵測值來確定該封包之開始；及一耦合至該處理器之記憶體。 8_如請求項7之設備，其中該處理器經組態以基於一第三複數個樣本來確定一第三偵測值，並基於該第一及第三偵測值來估測確封包之頻率誤差。 9 ·如清求項8之設備’其中該處理器經組態以基於一第四複數個樣本來確定第四偵測值’並基於該等第四彳貞測值來確定該封包之結束。 10. —種方法，其包括：基於一第一複數個樣本來確定第一偵測值；基於該第一複數個樣本來確定功率值；基於該等第一偵測值及該等功率值來確定是否存在一封包；基於一第二複數個樣本來確定第二偵測值；及基於該等第—及第二债測值來確定該肖包之開始。 11. 如請求項10之方法，其進一步包括：基於一第三複數個樣本來確定—第三偵測值丨及基於該等第-及第三偵測值來估測該封包之頻率誤差。 153020.doc 201123783 12.如請求項11之方法，其進一步包括：基於一第四複數個樣本來確定第四偵測值；及基於該等第四偵測值來確定該封包之結束。

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