TW201123785A - Single-burst acquisition for wireless communication system - Google Patents

Description

201123785 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5玄經調變之信號。該無線通道因一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。 一接收機可接收所發射信號並處理所接收信號以獲得樣 本。該接收機可實施封包偵測以偵測該封包之存在。該接 收機亦可實施時間及頻率獲得以確定所接收信號之時序及 頻率並對任何頻率誤差加以校正H該接收機可對該 寻經頻率校正之樣本進行處理謂得資料符號估值並可進 -步對該等資料符號估值進行處理（例如解調及解碼）以獲 得經解碼之資料。 呢W时贫射封匕。此邓，接收機月 夕個具有不同時序、 序頻率及發射功率之發射機接收封白 後’接收機將需要斜 快速地__ 存在進行迅速及精確_ 能β 封包貫施時序及頻率獲得以達成較佳之 因此， 業内需要可於無 線通信系統中快速且有效地實施 I53022.doc 201123785 獲得的技術。 【發明内容】 本文中闡述用於在一接收機處快 (、逮且有效地實施封包獲 仔的技術。於一設計中，可例如 楷由對—來自一個或多個 接收天線之第一複數個樣本實施 ,.,.^ ^ 、峰夕重積分來基於該等 樣本確疋第一偵測值q。亦可例如 ,, '^糟由對該第一複數個樣 本貫施夕重積分來基於該等樣本確定功率值〜可對該第

一债測值進行平均㈣得平㈣職。亦可對料功率值 進行平均以獲得平均功率值。麸後， 可基於該等平均偵測 值及该等平均功率值來確定是否存在—封包。 可基於-第二複數個樣本來確定第二㈣值然後， 可基於該第-及第二偵測值來確^該封包之開始。可基於 -第：複數個樣本來確定一第三偵測值乃，可基於該第一 及第三㈣值來估測該封包之頻率誤差。該第—複數個樣 本可包括短訓練符號之樣本。該第二及第三複數個樣本可 分別包括短及/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值。。可藉由 將一發射符號之一複製部分（例如一沉胸符號之一保讃間 隔）與該發射符號之對應原始部分相關聯來獲得每—第^ 偵測值。可基於該等第四偵測值來確定該封包之結束。 大體而言，可藉由對一組樣本實施一延遲多重積分運算 來獲得每-μ貞測值。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偵測值。 下文中將進一步詳細闡述本發明之各態樣及特徵。 153022.doc ^4 201123785 【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（W WAN)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、802.1 lg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。單輪 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 153022.doc 201123785 接收資料之接收天線。 圖1顯示一具有一存取點110及多個站台m之無線網路 ⑽。大體而t，-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、一行動 台、-使用者設備、一用戶站”，且可包含—終端機、 一行動台、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、一手持式裝置、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。一存取點係一經由該無線媒介來對 與該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，且可包含一基地台、一基地收發台（BTS)、_節點B等 之些或全部功能性。存取點110可搞接至一資料網路1 3 〇 且可經由資料網路130與其他裝置通信。 圖2顯示一發射機210及一接收機250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 行鏈路/反向鏈路，發射機21〇可係一站台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 2 10配備有多（T)個天線，且接收機250配備有多（R)個天 線。每—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21〇及接收機250可分別配備 有任一數量的天線。 153022.doc 201123785 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可對每一封包進行處理（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 叙射空間處理並將τ個輸出符號流提供至τ個調變器/發射 機（MOD/TMTR)216a至216t。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 變信號。可分別自天線2183至21以發射來自發射機2旧至 2 1 6t之T個經調變信號。 R個天線252a至252r•可自發射機21〇接

於接收機250處， 收該T個經調變信號 供至一對應的接此； 153022.doc 201123785 下）以獲得接收符號。一 ΜΙΜΟ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 R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 RX資料處理器264可對該等資料符號估值進行處理（例如符 號解映射、解交錯及解瑪）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210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 1 a/g利用一將該系統帶寬劃分成K:=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個副载 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士{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 802.1 1a 中。IEEE 802.1 U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S1】載波的副載波結構。 於IEEE 802.1 1中，一媒體存取控制（MAC)層將資料作為 153022.doc 201123785 MAC協定資料單元（MPDU)來處理。然後，一實體層彙聚 協定（PLCP)對每一 MPDU·其亦稱作一 pLcp服務資料單元 (PSDU)-進行處理，以產生一ριχρ協定資料單元（ppDu)。 然後，一實體層對每一 PPDU進行處理以產生一經由一無 線通道發射之訊框。一訊框亦可稱作一封包。 一圖3顯示一用於IEEE 8〇2 Ua/g之訊框/封包結構。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_PLCp前置碼31〇、— pLcp標頭32〇、一 PSDU 33G、及—尾部·。pSDU 33()攜帶封包则之訊務 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則置碼3 1 〇包括十個標記為t]至^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 802· 11 a/g中，每一〇FDM 符號週期皆為4微秒（μ〇。 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 田J載波並對该總共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η 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16個標記為至之相 同序列構成之時域樣本。每一短訓練符號皆係一個由16個 153022.doc 201123785 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 802.11a/g中未指定且圖3中未顯示）對時間原點 之摘測。該十個短訓練符號包括總共16〇個樣本。 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以個

副載波，並對該總共64個符號實施一 64點FFT以獲得以個 標記為A至Z64之時域樣本。該保護間隔包括該fft輸出之 最後32個樣本。3至。每一長訓練符號皆係—個由以個樣 本構成之序列。該T個發射天線之該保護間隔及長訓練符 =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 號闡述於IEEE 802.11a/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。 不同之發射機可具衫同參考時鐘頻率且因此可 於接收機250之時序及頻率之時序及/或頻率偏置二接： 機250通電時，1可 *田接收 〃了不斷地對“發射機之封 測。由於可能不知曉每一封包 仃偵 機2 5 0可單獨地對每— U此接收 封包實施以下運作： 仃“。接收機25何對每一 •封包偵測·偵測封包之存在， 封包開始偵測-偵測封包之開始， •粗頻率估測-估測粗頻率誤差， 正-估測並校正 •精細頻率估測及校 誤差， 封包樣本之精細頻率 153022.doc 201123785 •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 符號來貫施彳貞刻及獲得。期望儘快且盡可能精確地彳貞測一 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N個樣本之一窗口之延遲多重積分 運算可表示為： R ΛΝ-Ι C*=Z Σ'/乂is,,， 方程式（1) 其中係一於第個取樣週期中來自第y個天線之樣本， 係第A: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_ 來實施一自動關聯。針對每一天線^•，樣本均以先前16 個取樣週期之樣本之複共軛倍增。由於該等短訓練符 號針對每16個樣本重複，因此、;及心應對應於相同的 發射樣本。對窗口&中之N個樣本的乘法結果進行積分以獲 得天線）之一結果。然後，將所有尺個天線之結果相加以獲 得窗口免之偵測值Q。窗口大小N可係任一適當選定值。例 153022.doc •12· 201123785 對於圖3所不短訓練符號，N可等於、η等。窗口灸 可始於任一取樣週期。 亦可按下式來計算每―㈣個樣本構成之窗口的功率：

R AN-I Ά ςά， ^ 方程式（2) ”中广係第Η固窗口之功率值。藉由將樣本〜乘以其複共 一不是先前16個取樣週期之另一樣本之複共旬來 獲得該功率。 大體而§ ’可計算每一自&個接收機254a至254r獲得之 樣本窗口之叫貞測值d功率值〜為清楚起見’相對 於-封包之開始界定窗口免及樣本指數，。實際上，接收機 250在對封包進行@測時並不知曉_封包之開始，且指 數是及ζ·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"' l /«〇 .^ 方程式（: 二A係第“固窗口之—平均偵測值。方程式⑺根據當， 由口及1^個先前窗σ之㈣值來計算當前窗口之平均 測值。L可係任_適#選定值，例如卜4。可根彳紅個窗C 之L個偵測值料算方程式（3)。或者，可“―移動平如 方程式(3)，而此係一種用以基於—先前窗口之1 + 當前窗口之一平均值之有效方式。大體而言， ::係指-種用以基於至少兩個值(例如當前及先前值巧 出一+均值之過程。可基於諸如方程式（3)中❹函數、— I53022.doc -13- 201123785 有限脈衝響應（FIR)錢函數、—無限脈衝響應（HR》慮波 函數專來貫施平均。 按下述方式在L+1個窗口内平均功率值： = τΊΤ'Σ^ > 方程式（4) 其中义係第免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a。頭兩個窗口 用於產生第一偵測值，且每一附加窗口皆提供—個附加偵 測值亦基於L+ 1個分別提供_個功率值匕之樣本窗口來 獲得平均功率值仏。因此，計算同-樣本塊上之^ 可按下述方式來計算每一窗口女之一量度值从：

Bk 方程式（5) 於**又汁中，可按下述方式來界定一封包之偵測： 方程式（6) 若，則宣佈存在一封包， 否則若从d尬77/，則宣佈無封包， 其中ΜΓ//係一偵測臨限值。 可基於偵測概率與假警報概率之間的一權衡來選擇 。彳貞測概率係當存在一封包時宣佈該封包存在的概 =叙警報概率係當不存在一封包時宣佈該封包存在之概 率。亦可將馬"界定成在計算柄包括因數^而在計算义 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（4)中移除因數1/(L+1)。 方耘式（5)顯示基於一比率函數導出量度值从，且方程 153022.doc 201123785 式組(6)顯示封包偵測之一設計。大體 數來σ，可基於任一函 數來界足-用於封包㈣之量度值 ^ 參數。可灵#田 <而可接收任何輪入 ，數了基於用於計算該量度 測試。 吨；界&封包偵測之

圖4圖解說明對一封包之Q 其中到6, L=4，且| ^仏及此之計算’ 、、青楚起見自覆蓋—個短訓練符號。為 月邊（見’對於該封包中之第一樣本，樣本指

始，且對於該封包中之第一短訓練符號，窗口_從= 、口。獲付弟-短訓練符號之後的每—短訓練符號之_ 測值C*冑传每—短訓練符號之—個功率值^針對 五個短訓練符號開始之每—短訓練符號獲得—平均偵測值

Ak 平均功率值A及一量度值Μ*，其中k=4。 在L+1個窗口内平均〇及匕可分別改良次及a之可靠

性’從而提高偵測效能。實質上在一如圖4中所示覆蓋W 個由N個樣本構成之窗口之更大滑動窗上計算^及〜。藉 由計算每一窗口 &(而不是所有L+1個窗口）之'及A，可^ 每一窗口 Μ而不是所有L+1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’可根據超過臨限值从⑺之多個量 度值來調節對一封包之價測。於一設計中，可按下述方弋 分別基於兩個連續窗口 Λ；及fc+ΐ之兩個量度值^^及^^+1來宣 佈一封包·· 如果（Mfc>Mrw)且（Μ* + />Μγ//)則宣佈存在一封包，方程式（7) 否則宣佈無封包。 153022.doc -15- 201123785 大體而言 量度值。 封包偵測可基於任意數量之窗 口之任意數量之 為了進一步改良偵測可靠性，可浙 非丨王j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 8〇2 ，一& 射機處之最大頻率誤差為百萬分 Θ曰禺刀之±20(ppm)，其對應於 5.8 GHz下之±230 KHz。對於一盔夂,,, 為母秒20兆個樣本（Msps) 之取樣速率，每一短訓練符號跨度為8〇〇奈秒（Μ)，且由一 個短訓練符號隔開之兩個樣本之間的最大相移為地⑻個 循％。右’對於一其中从超過叫"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⑴中之量〜“給出自樣本一至樣本〜之相 移-其係16個取樣週期後。仏之角度基於窗口 a中之樣本提 供橫跨16個取樣週期之平均相移。a之角度基於用於計算 七之該L個窗口中之樣本提供橫跨16個取樣週期之平均相 移。可按下述方式獲得窗口&之平均相移氏： (Λ) arctan 方程式（8) 若如方程式（7)中所示來宣佈一封包，則可按下述方式 分別計算窗口女及灸+1之平均相移仏及久+1並將其與—相位 限值θα相比較。 若或則宣佈假警報或無封包。 方程式（9) 相位臨限值θττ/可設定至任一大於〇·ΐ84χ2π弧度。例如， 153022.doc •16· 201123785 外"可設定為〜=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 所偵測到之封包的時序 丁偵測來確定 u w吋序。為了達成此目的， 來針對每-取樣週期研算—價測值。 &下述方式 R 63 V * I w » 〇 * ο 興趣的每-取樣週期實施1=)

重積刀運异以獲得C,。於每—取樣週期中，基於—由^ 樣本〜.及63個先前樣本構成之64個樣本之“來計算= 在無雜訊之情況下，Ci在由64個樣本構成之：’短 與長訓練符號之間的邊界為^並⑼覆蓋兩個短㈣符 號及半個長訓練符號時經歷零。 可按下述方式來針對每一取樣週期;·計算一量度值0 : ^, = Re Η* ς} 0 方程式（11) t方程式⑴）中所示，基於來計算e，纟中c針對 每一樣本更新，且々針對個樣本構成之每一窗口更 新。 j後，可彳女下述方式來偵測該等長訓練符號之開始： 若仏<0^/，則宣佈該長訓練符號始於樣本,·，方程式（12) 其中係一臨限值。ρΓ/ί可設定至—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—為16(而不是64)之積 153022.doc •17· 201123785 1 Pw來片算C,可使用早於當前樣本〜至少⑹固樣本之 ^來計算㈣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’在偵測到該等長钏練符號之開始後，例 如，如方程式（12)中所示，可將最後一個核用作一粗頻 率誤差估值。 可將該等長訓練符號用於細頻率校正0可按下述方式來 計算一由Μ個樣本構成之窗口之一偵測值： R /n+M-l 〇-=Σ Σ »

/«I 方程式（13) 其中Z)m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y及^ 6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 並可如方粒式（12)中所示來加以確定。方程式（丨3)可在已 知該時間原點後加以計算並隨後可針對一單個取樣週期所 來加以計算。用於積分之樣本數量Μ可係任一適當值，例 如介於16至64之間。一更小的μ可使細頻率校正能夠更快 完成’而此又使第二個長訓練符號能夠得到頻率校正並能 夠用作一用於調變該PLCP標頭之導頻參考。 乃w之角度可用作橫跨64個取樣週期之一平均相移心並可 表示為： φη = ZDm = arctan flELlAJ) 方程式（14) 對於在5.8 GHz下為±20 ppm之最壞情況頻率誤差而古， 153022.doc -18- 201123785 個長糾練符號隔開的兩個樣本之間的最大相移為 ±0.736個循環 因此’方程式（14)中，平均相移“模糊， ^ 為7之既定計算相位值，其中丨少丨>〇.2Μ個循 f不去道5玄真相移是否為少、1-少、或Ι+y個循環。 #移“中之相位模糊可使用自短訓練符號獲得之粗相 移仏來加以解析。橋 — ^ 、5 64樣本長訓練符號之相移應約為 橫跨-16樣本短訓練符號之相移的四倍，或

ΦΙ « 4 · <9* , 方程式（15) 可藉由向“添加一個循 以使〆m盡可能接近於 其中係一相位校正值。若需要 環或自‘減去一個循環來獲得 瑪。 可:It由將該細相位括$枯μ 二 々日位k正值除以64來獲得一每樣本相 位扠正值^ ’或0Ί’64。可藉由該每樣本相位校正值 Α來對來自接收機加至冰之樣本進行旋轉以獲得 率校正之樣本。 於另。十中’可基於該等短訓練符號來導出—細頻率 誤差估值。可與平均偵測值⑽時計算偵測值％。在偵測 -封包時’可基於最新的从確定平均相料且若需要 可藉料來石1定並校正仏之角度，以獲得細相位校正值 然後，可於第—㈣練符號料前將^|用於該等 樣本。在此設計中，可獲得該兩個長訓練符號之經頻抑 正的樣本並可藉助64fiFFT來對其進行變換以獲得接收： 號。然後，可基於該等接收符號來導出—通道估值並將^ 153022.doc -19- 201123785 用來對該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 刻將自該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25〇之一射頻（RF)前端可 因该最大增益而飽和，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7^與一功率臨限值相比較，且若功率值 户*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。 该PLCP標頭可後隨一可變數量之OFDM符號。每一 OFDM符號皆藉由下述方式產生：⑴對64個副載波之以個 符號實施一 64點FFT以獲得該OFDM符號之一可用部分之 64個時域樣本及（ii)藉由複製該可用部分之最後16個樣本 並將该1 6個樣本添加至該可用部分前面來將一保護間隔添 加至该可用部分，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：

方程式（16) 153022.doc 201123785 其中G”係OFDM符號週期”之偵測值。在方程式（i6)中，— OFDM符號之保護間隔中之16個樣本與該㈣⑽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8個OFDM符號週期之偵測值

TH

平均值來界定一臨限值G

S-I

Gw，,.=7·Σσ”-，， 方程式（17) 其中；；係一用於該臨限值之G ”之平均值的百分率。 在每一 OFDM符號週期中’可計算可更新心心並可 將^與Grw，„相比較。於—設計中，若G”小於心❼，則偵 測封包結束’此可表示為： W 、、 若，則宣佈封包結東。 ▲ 方程式（18) 於另一設計中，若Gn小於Gr// ”，則凍結，且若下 一 OFDM符號週期„+1之G亦 ^ Γ//.”則偵測封包結 束’此可表示為： 若（G/Gn/.w)且（(?”+1<(?77/,„)，則宣佈封包結東。』 ^ 方程式（19) 亦可以其他方式㈣測封包結束。在任何情況下 測到封包結束時，可將AGC重設至最秘兴， ，亚可將頻率 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()之_設計的方塊圖。一 早：训自所有R個天線接收樣本’(例如)如方裎式 不只施延遲多重積分，並提供每個樣本構成之窗口 之侦測^…單7^12(例如）如方程式⑺中所示計算⑽ 153〇22.d〇c 21 201123785 窗口内移動平均值，並提供每—窗口之—平均偵測 值A。一單元514(例如）如方程式（8)中所示確定 '之柏 位，並提供每一窗口之一平均相移氏。 一單元520(例如）如方程式（2)中所示基於每—窗口中來 自所有R個天線之#本計算—功率值〜—單元切(例 如方程式(4)中所示計算L+1個窗口之Λ之-移動平均值， ，提供每-窗口之—平均功率值Α。—單以24接收每丄 窗口之平均偵測值心及平均功率值仏並（例如）如方程式

中所示計算彼窗口之—量度值从。—單元526(例如^如方 程式（6)、⑺及/或（9)中所示基於量度值从及可能平均相移 久來對一封包之存在進行偵測。 在债測封包後’ 一單元53〇(例如）如方程式⑽）中所示 2算每一取樣週期之一偵測值一單元534在封包债測 則接收每樣本之偵測值c，及最後—個窗口之平均谓測值 皂並（例如）如方程式（11) t所示計算每一取樣週期之一量 度值.-單元536(例如)如方程式⑽中所示基於該量：

值0來對該封包之開始進行㈣，並提供封包時序，該： 序可係對短與長訓練符號之間的邊界或封包t某些其他已 知點的取樣週期。 八 -單元540(例如）如方程式（13)中所示計算—取決於該封 包時序之特定取樣週期w之偵測值。-單it 544(例如）如 方程式（M)中所示確定^^之相位，並提供一平均相移<。 單7L 546接收自最後一個短訓練符號獲得的平均相移仏 自長或短训練符號獲得的平均相移“並（例如）如方程式 153022.doc -22- 201123785 〇5)中所示來確定一頻率校正值〆〆 對於封包結束伯測，—單元55〇(例如）如方程式⑽中所 Γ計算每—〇FDM符號週期之-偵測值R。-單元522計 异s個OFDM符號週期之G ”之一移動平均值。一單元554(例 )方矛王式（17)中所不計算每一 〇fdm符號週期之一臨限 值。—單元556如上文所述基於偵測值^及臨限值 來對封包之結束進行偵測。 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 川之-設計的方塊圖。在單元51时來自天線丨之樣本 提供至延遲單元⑽及乘法“14a。延料元⑽提心 個延遲樣本，該延遲係一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—樣本的複丘 輛。於每-取樣週期中，乘法器㈣將該接收樣本乘以來 自早几612a之樣本並將結果提供至一積分器6心。積分器 ⑽於每—窗口之開始時重設並對0個取樣週期内來自 乘法器_之結果進行積分。以相同於來自天⑴之樣本 之方式來處理來自每—剩餘天線之樣本。一加法器618將 所有R個天線之m616a^16r之輸出相加並提供每一 窗口之一偵測值q。 在單元512中’-延遲單元㈣將偵測值^延遲L，[係义 之移動平均值之持續時間。對於每一窗口，—加法器Μ] 將來自單元51〇之伯測值Q與—暫存器624之輸出相加，進 :步減去延遲單以2〇之輪出，並提供—平均相值々。 早兀622及624形成一在每—窗口是中得到更新之累加器。 153022.doc -23· 201123785 單元620提供來自先前L個窗口之偵測值，從當前累加 結果中減去偵測值以使該移動平均處於L個窗口内。 圖5中之單元530、540及550可以類似於單元51〇之方式 來構建，只是單元61〇β61〇Γ之延遲不同及/或積分器_ 至616r中之積分長度不同。單元52〇可以類似於單元51〇之 方式來構建，只是沒有延遲單元61如至61以。單元522及 552可以類似於單元512之方式來構建，只是單元之延 遲不同。 圖7顯示圖2中之解調器256a至25&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 71〇中，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a，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7 14。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 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 一設計中’查找表716可由從〇到；^4之5 12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，從而可提供 約50 dB SNR。查找表716亦可以諸如1024x9等其他尺寸構 建而成。 153022.doc •24· 201123785 广於每-解調器256内，—乘法器722自—相關聯天線接收 復值樣本、將每—樣本乘以《本之正弦及餘弦，並提供 -經頻率校正之樣本。一單元724基於來自圊5中之封包開 始偵測器536之封包時序移除每一 〇麵符號之保護間 提供該OFDM符號之64個樣本。一 FFT單元以對來自:元 724之該64個樣本實施—㈣FFT並提供該州固副載波夕料 個接收符號。 & 考λ射機210可使用一單個參考振

• 孤时丨工工卬於数位 处王之樣本時鐘及—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。讀頻率誤差可如上所述來加以估測並由乘法器7223至 722r來加以校正。該取樣時序誤差可藉由對來自接收機 2_54a至2541·之樣本進行重新取樣來加以校正(圖7中未顯 不)。若取樣時序切到校正(如圖7中所示），則整個封包 上之樣本中之時序漂移在該等㈣m符號中引人—相位斜 率。該相位斜率變化於整個封包上。 圖8顯示-用於對一封包之存在進行積測之過程_的設 6可⑽如）如方程式⑴中所示基於複數個樣本來確定谓 則直（方塊812)。亦可（例如）如方程式⑺中所示基於該複數 =本來確定功率值（方塊814)。該複數個樣本可包括短訓 她之樣本且可來自-個或多個接收天線。可藉由對一 對應的第-組樣本實施輯多重積分來獲得n則值。 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㈣測值進行平均 153022.doc •25- 201123785 以獲得平均伯測值（方塊816)。亦可（例如）如方程式⑷中所 讀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㈣，可（例如）如方程式（5)中所示基於該等平 ㈣賴及該等平均功率值來衫量度值。於—設計中， 若一量度值超過-臨限值則可宣佈存在一封包。於另一設 ^ ’若多個（例如兩個連續的）量度值超過該臨限值則可 :料在-封包。於再一設計中’可基於該等平均伯測值 確疋相移，並可進一步基於該等相移來確定是否存在一 封匕例如’右-相移超過__相位臨限值則可 封包。 一 τ你 >圖>9顯示—用於對—封包之存在進㈣測之設備_之設 ^ α備_包括：用於（例如）藉由對第一組樣本實施延遲 多重積分以基於複數個樣本來確定㈣值的構件（模组 912);用於（例如）藉由對第二㈣本實施 該複數個樣本來確定功率值的構件(模組914);用於對該等 偵測值進行平均以獲得平均债測值的構件（模組916);用於 對該等功率值進行平均以獲得平均功率值的構件（模組 9—18曰）’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—封包的構件（模組920)。 …圖1〇顯示一用於對一封包之開始進行偵測之過程1000的 。又。十可（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一债測值（方 153022.doc -26· 201123785 塊HH2)。可（例如）如方程式（10)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一者之一第二谓測值（方 塊1014)。用於導出該第一偵測值之樣本窗口可早於用於 導出每-第二制值之樣本。可（例如）如方程式（⑴中所 示基於該多個樣本之第一偵測值及第二偵測值來計算量度 值（方塊1016)。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1〇18)。 圖11顯示-用於對-封包之開始進行仙之設備u〇〇的 設計。設備1100包括：用於（例如）藉由對_樣本窗口實施 延遲多重積分以基於該樣本窗口確定一第一偵測值的構件 (模組1112);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—第二偵測值的構件（模組 1114);用於基於該多種樣本之第叫貞測值及第二偵測值 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（模組丨丨丨8)。 圖12顯示—用於頻率校正之過程1200的設計。可（例如） 如方程式（1)、（3)及（8)中所示基於藉由對—第—複數個樣 本實施延遲多重積分所獲得之至少一第一偵測值來導出一 封包之-粗頻率誤差估值(方塊1212)。可(例如)如方程式 (13)及(14)中所示基於藉由對一第二複數個樣本實施延遲 夕重積77所獲什之-第二偵測值來導出該封包之—細頻率 誤差估值(方塊1214)。對該至少一第—偵測值之延遲多重 積刀可基力帛一延遲’例如，i 6個樣本。對該第二偵測 值之延遲多重積分可基於—長於該第一延遲之第二延遲 153022.doc -27- 201123785 (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 二差估值中之相位模糊以基於該粗及細頻率誤差估值導出 該封包之步員率权正值（方塊1216)。例如’可基於該粗頻 率誤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n位值，該第—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# 為頻率枚正值。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1300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賴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）基於一藉由 對-第二複數個樣本實施延遲多重積分所獲得之第二㈣ 值來導出該封包之一細頻率誤差估值的構件（模組1314);籲 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（方塊叫）。 圖14顯示-用於對一封包之結束進行债測之過程剛的 料。可（例如）如方程式（16)中所示藉由將—保護間隔與 一符號週期中之一對應可用部分相關聯來確定多個符號週 153022.doc •28- 201123785

期中之每—者之__值（方塊i4i2)。大體而言，可將一 發射符號之任-複製部分與原始部分相關聯來獲得該符號 ^貞測值。可（例如）如方程式（17)中所示基於直到當前符 號週期之s個符號週期之⑽制值之—移動平均值來確定 每-符號週期之-臨限值（方塊1414)。可基於該多個符號 週期之谓測值及臨限值來確定該封包之結束（方塊1416)。 於:設計中，可將該制值與每_符_射之臨限值相 =較可在纟中偵測值小於臨限值之符號㈣後凉結該 臨限值且若了名夺號週期之谓測值小於臨限值則可宣佈 該封包之結束。 — 圖1 5顯示一用於偵測一封包之結束之設備i 5 〇 〇的設計。 設備1500包肖：用於(例如)藉由將_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偵測值的 構件（模、组1512);帛於（例如）基於直到當前符號週期之§個 符號週期之S個偵測值之—移動平均i來確定每_符號週 期之-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16〇〇的設計。可基於 一第一複數個樣本來確定第一偵測值^*(方塊1612)。可基 於該第一複數個樣本來確定功率值(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c,(方塊 1618)。可基於該第一及第二偵測值來確定該封包之開始 153022.doc •29· 201123785 (方塊1620)。可基於一第三複數個樣本來確定一第三偵測 值〇«(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(方塊1626)。可基於該第四偵測值來確定 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7〇〇的設計。設備 1 700包括：用於基於一第一複數個樣本來確定第一偵測值 C*的構件（模組丨7丨2);用於基於該第一複數個樣本來確定 功率值心的構件（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 1718)，用於基於該第一及第二偵測值來確定該封包之開 始的構件（1720);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);用於基 於第四複數個樣本來確定第四偵測值的構件㈠莫組 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 憶體等、或其任 置、硬體裝置、電子組件、邏輯電路、記 、 一組合。 偵測效能且不受無線 中’基於與已知樣本 ’可使所接收樣本以 上述延遲夕重積分技術可提供較佳 環境下之多重路㈣響。於另一設計 之關聯來實施封包偵測。於該設計中 153022.doc •30· 201123785 不同的時間偏置與短訓缞 一梦 、付戒之已知樣本相關。可對超過 一弟—臨限值之偵測值（复 u 了對應於不同的多重路徑）加以 ^ 1後’可將該最終偵測值與_ 第^臨限值相比較以偵測—封包之存在。可使用產生 測值之日㈣偏置來確定該封包之開始。

本文所述技術可藉由各種方法來構建。舉例而言，該等 :術可構建於硬體、軟體或其—組合中。對於硬體實施方 用於執行該等技術之處理單元可構建於一個或多個應 用專用積體電路（ASIC)'數位信號處理器（Dsp)、數师 號處理裝置（DSPD)、可程式化邏輯裝置（pld)、場可程式 时甲1車歹UFPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理 益電子裝置、没計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 等物體及/或軟體指令可儲存於一記憶體（例如圖2所示記憶 體272)中並由-處理n (例如處理器㈣或⑽）來執行。該 把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， 例如隨機存取記憶體（RAM)、唯讀記憶體、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製 153022.doc •31 · 201123785 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—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料。因此，本發 明並非意欲被限^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賴特徵相一致之最寬廣範疇。 【圖式簡單說明】 圖1顯示-具有-存取點及多個站台之無線網路 圖2顯示一發射機及一接收機之一方塊圖。

圖3顯示一用於IEEE802.lla/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顯示一位於該接收機處之獲得處理器之一方塊圖 中之一延遲多重積分單元及一移 圖6顯示該獲得處理器 動平均單元之一方塊圖。 圖7顯示該接收機處之解調器及—數控制振盈器（NCO) 之一方塊圖。 圖8顯示一用於對一封包之存在進行偵測之過程。

圖9顯示-用於對-封包之存在進行偵測之設備。 圖1〇顯示一用於對該封包之開始進行债測之過程。. 圖11顯-用於對該封包之開始進行债測之設備。 圖12顯示一用於頻率校正之過程。 圖13顯示一用於頻率校正之設備。 圖14顯不-用於對該封包之結束進行偵測之過程。 圖15顯示一用於對該封包之結束進行债測之設備。 圖16顯示一用於處理—封包之過程。 153022.doc -32- 201123785 圖1 7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 獲得處理益 262 ΜΙΜΟ偵測器 153022.doc a -33- 201123785 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 Ό〇 —» 早兀 512 〇0 一 早凡 514 XJX3 — 早7G 520 —* 早兀 522 〇0 —* 早兀 524 〇〇 — 早兀 526 〇〇 一 早兀 530 早兀 534 〇〇 一 早兀 536 αΟ 一 早兀 540 tjO 一 早兀 544 早兀 546 〇〇 — 早兀 550 XJO 早兀 552 〇〇 -» 早兀 554 αΟ 早兀

153022.doc -34- 201123785 556 〇0 — 早兀 610a 延遲單元 610r 延遲單元 612a 〇0 — 早兀 614a 乘法器 614r 乘法器 616a 積分器 616r 積分器 618 天線 620 σ〇 —- 早兀 622 αΌ — 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 153022.doc -35

Claims (1)

1. 201123785 十、申請專利範圍： 1. 一種設備，其包括·· 一處理器，其經組態以確定多個符號週期中之每一者 之一偵測值，並基於該多個符號週期之偵測值來偵測一 封包之結束；及 一耦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藉由將一保 護間隔與該符號週期中之—對應的可用部分相關聯來媒 • 定每一符號週期之該偵測值。 3. 如請求項1之設備，其中該處理器經組態以根據直到當 前符號週期之S個符號週期之S個偵測值之—平均值來確 定每一符號週期之一臨限值，其中或更大，並基於 該多個符號週期之該等制值及臨限值來彳貞測該封包之 結束。

   月长項3之口又備’其中該處理器經組態以將該债測值 與每—符號週期巾之該臨限值㈣較，以在―其中該憤 】值J於《•亥限值之符？虎週期後来結該㉟jj艮值，且若下 付號週期之偵測值小於該臨限值則宣佈該封包之結 束。 5 · 一種方法，其包括： 確疋多個符號週期中之每一者之-谓測值；及 基於該多個符號週期之制值來須測-封包之結束。 :长項5之,法，其中該偵測該封包之結束包括： ； 田別符號週期之s個符號週期之S個偵測值之 153022.doc 201123785 一平均值來確定每一符號週期之一臨限值，其中s係t或 更大，及 基於該多個符號週期之該等偵測值及臨限值 封包之結束。 如請求項6之方法，其中該偵測該封包之結束包括： 將忒偵測值與每一符號週期中之該臨限值相比較， 在其巾㈣測值小於該臨限值之符號週期後 臨限值，及 ° C 右下一符號週期之憤測值小於該臨限值則 之結束。 珂0 153022.doc