专利名称：具有扩展范围的无线通信网络的接收机的制作方法
具有扩展范围的无线通信网络的接收机本申请是申请日为2006年5月M日申请号为第200680019694. 7号发明名称为 “具有扩展范围的无线通信网络的接收机”的中国专利申请的分案申请。相关申请交叉参考本申请要求2005年6月1日提交的美国临时专利申请序列号60/686，645以及 2005年6月16日提交的美国临时申请序列号60/691，706的优先权，两篇临时申请都通过被引用而完整地结合于此。背景I.领域本公开涉及通信，尤其涉及用于无线通信的接收机。II.背景无线通信网络被广泛地部署用来提供诸如数据、话音、视频等之类的各种通信服务。这些网络包括为大的地理区(例如城市)提供通信覆盖范围的无线广域网(WWAN)、为中等大小的地理区(例如建筑物和校园)提供通信覆盖范围的无线局域网(WLAN)、以及为小的地理区(例如家庭)提供通信覆盖范围的无线个人域网络(WPAN)。无线网络一般包括支持一个或多个用户终端(或无线设备)的通信的一个或多个接入点(或基站)。IEEE 802. 11是由电气和电子工程师协会(IEEE)为WLAN开发的标准系列。这些标准规定了接入点和用户终端之间或两个用户终端之间的无线(over-the-air)接口。 11 "Part 11 =Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications”的1990版的IEEE标准802. 11(或简称为“802. 11，，)使用跳频扩展频谱 (FHSS)或直接序列扩展频谱(DSSS)支持2. 4GHz的频带中IMbps (兆比特/秒)和2Mbps 的数据率。IEEE标准802. lla-1999(或简称为“802. 11a”)是802. 11的补充，它使用正交频分复用(OFDM)而非HISS或DSSS，并支持5GHz频带中高达MMbps的数据率。IEEE标准 802. llb-1999(或简称为“802. lib”)是802. 11的另一补充，它使用DSSS支持高达IlMbps 的数据率。IEEE标准802. llg-2003(或简称为“802. Ilg")是802. 11的又一补充，它使用 DSSS和0FDM，并支持2. 4GHz频带中高达54Mbps的数据率。这些标准是本领域中所公知的， 且公众可以获得。802. 11,802. Ila,802. lib,802. Ilg 所支持的最低数据率是 1Mbps。对于 802. Ilb 和802. Ilg(或简称为“802. llb/g”)，使用一种特殊的DSSS方案和一种特殊的调制方案来以IMbps的最低数据率发送传输。用于IMbps的DSSS和调制方案要求某一最低信噪干扰比(SNR)用于对所述传输的可靠接收。于是，传输的范围由接收站在其中能够实现所要求的SNR或更佳的SNR的地理区确定。在某些情况下，希望以比用于802. llb/g所支持的最低数据率的范围更大的范围来发送传输。因此，本领域中存在对以扩展的覆盖范围工作的无线通信网络和站的需求。概述这里描述了在差信道条件(如低SNR)时检测和解调信号/传输的技术。在一方面，使用不同类型的信号处理以多级来进行信号检测，以实现良好的检测性能。在一实施例中，对于第一级使用时域相关、对于第二级使用频域处理、对于第三级使用时域处理来进行信号检测。每一级的信号检测可进一步根据一基于码元窗口的接收能量而导出的自适应阈值来进行，使得检测性能对接收的信号电平较不敏感。可根据全部三级的输出来表明信号的存在。在第一级的一方面中，接收站上的输入样本可用一码序列进行去扩展，以产生去扩展码元。然后对至少两个延迟，例如1码元延迟和2码元延迟，产生去扩展码元的积。进行对于每个延迟的积和用于该延迟的已知值之间的相关。然后对于多个假定相位，组合用于全部延迟的相关结果，例如非相干地或相干地。可根据组合的相关结果来确定信号的存在和信号的定时。在另一方面中，以在差信道条件下实现良好性能的方式进行解调。在一实施例中， 调整输入样本的定时(例如利用多相滤波器)，以获得经定时调整的样本。估计频率偏移并从经定时调整的样本去除频率偏移，以获得经频率校正的样本，经频率校正的样本用信道估计(例如使用雷克接收机)进行处理以获得检测的码元。校正检测的码元的相位，以获得经相位校正的码元。然后，对经相位校正的码元进行解调，以获得解调的码元，对解调的码元进行去交织和解码，以获得解码的数据。下面详细说明用于每个检测级和用于解调的信号处理。下面还描述了本发明的各种方面和实施例。附图的简单说明连同附图以及下文给出的详细说明，本发明的特征和性质将变得显而易见，附图中相同的参考符号表示相同的元素。
图1示出了发射站和接收站。图2示出了发射站上的发射处理器。图3示出了 802. llb/g所使用的PPDU结构。图4示出了接收站上的接收处理器。图5示出了第一检测级和定时捕获单元。图6示出了第二检测级和频率捕获单元。图7示出了第三检测级和信道估计单元。图8示出了相位校正单元。图9示出了用于第一级的执行信号检测的过程。图10示出了具有多级的执行信号检测的过程。图11示出了接收传输的过程。详细说明这里使用单词“示例性”表示“用作例子、实例或图例”。这里作为“示例性”描述的任何实施例或设计不必被理解成比其它实施例或设计更佳或更有利。图1示出了无线网络100中的发射站110和接收站150的框图。发射站110配备有单个天线，并且可以是接入点或用户终端。接收站150配备有多个(例如R = 2)天线， 并也可以是接入点或用户终端。一般来说，每个站可配备有可用于数据传输或接收的任意数量的天线。接入点一般是固定站，它与用户终端通信并也可被称为是基站、基站收发机子系统(BTS)或某种其它术语。用户终端可以是固定的或移动的，并可被称为是移动站、无线
6设备、用户设备(UE)或某种其它术语。在发射站110上，发射处理器130接收来自数据源120的通信量数据，根据为传输而选择的数据率处理该通信量数据，并提供输出码片(chip)。下面描述发射处理器130的处理。发射机单元(TMTR) 132处理(例如转换成模拟、放大、滤波以及上变频)所述输出码片，并产生调制信号，该调制信号通过天线134发射。在接收站150上，R个天线15 至1521 接收发射信号，每个天线152将接收信号提供给相应的接收机单元(RCVR) 154。天线也可被称作“分集”，R个接收天线提供的分集数量级为R。每个接收机单元巧4处理其接收信号，并将输入样本流提供给接收处理器160。 接收处理器160以与发射处理器130进行的处理互补的方式处理来自所有R个接收机单元 15 至154r的输入样本，将解码后的数据提供给数据宿170。解码后的数据是对发射站 110发送的通信量数据的估计。处理器140和180分别控制发射站110和接收站150上的处理单元的操作。存储单元142和182分别存储处理器140和180使用的数据和/或程序代码。站110 和 150 可支持 802. Ilb 和 / 或 802. llg。802. Ilg 向后兼容 802. lib,并支持802. Ilb所定义的全部工作模式。站110和150还可支持范围扩展模式，该范围扩展模式支持比802. llb/g中的最低数据率还低的至少一个数据率。该更低的数据率可用于扩展覆盖范围，这对于诸如步话机之类的某些应用来说是有益的。表1列出了 802. Ilb和802. Ilg所支持的两个最低数据率以及对于每个数据率的处理。根据一个实施例，表1还列出了范围扩展模式所支持的三个数据率以及对于每个数据率的处理。在表1中，DBPSK表示差分二进制相移键控，DQPSK表示差分正交相移键控。表 权利要求
1.一种设备，包括处理器，用于对第一级使用时域相关执行信号检测，对第二级使用频域处理执行信号检测，以及根据所述第一级和第二级的输出表明信号的检测；以及耦合至所述处理器的存储器。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，对于所述第一级，所述处理器用于对至少一个延迟产生码元的积，执行用于每个延迟的积和用于该延迟的已知值之间的相关，以及根据用于所述至少一个延迟的相关结果表明所述第一级的检测。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，对于所述第二级，所述处理器用于确定多个频率槽的能量，以及根据所述多个频率槽的能量表明所述第二级的检测。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理器用于对第三级使用时域处理执行信号检测，并根据所述第一级、第二级和第三级的输出表明信号的存在。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，对于所述第三级，所述处理器用于导出用于信道脉冲响应估计的多个信道抽头，并根据所述多个信道抽头表明所述第三级的检测。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理器用于计算至少两个码元的接收能量，根据所述接收能量得出用于第一级的第一阈值和用于第二级的第二阈值，利用所述第一阈值执行所述第一级的信号检测，以及利用所述第二阈值执行所述第二级的信号检测。
7.一种执行信号检测的方法，包括 对第一级使用时域相关执行信号检测；对第二级使用频域处理执行信号检测；以及根据所述第一级和第二级的输出表明信号的存在。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括对第三级使用时域处理执行信号检测，其中所述信号的存在是根据所述第一级、第二级和第三级的输出表明的。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括 计算至少两个码元的接收能量；以及根据所述接收能量得出用于第一级的第一阈值和用于第二级的第二阈值，其中所述第一级的信号检测是利用所述第一阈值执行的，所述第二级的信号检测是利用所述第二阈值执行的。
10.一种设备，包括对第一级使用时域相关执行信号检测的装置； 对第二级使用频域处理执行信号检测的装置；以及根据所述第一级和第二级的输出表明信号的存在的装置。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，还包括对第三级使用时域处理执行信号检测的装置，其中所述信号的存在是根据所述第一级、第二级和第三级的输出表明的。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括 计算至少两个码元的接收能量的装置；以及根据所述接收能量得出用于第一级的第一阈值和用于第二级的第二阈值的装置，其中所述第一级的信号检测是利用所述第一阈值执行的，所述第二级的信号检测是利用所述第二阈值执行的。
13.一种设备，包括处理器，用于去除输入样本中的频率偏移以获得经频率校正的样本，利用信道估计处理所述经频率校正的样本以获得检测的码元，校正所述检测的码元的相位以获得经相位校正的码元，以及对经相位校正的码元执行解调以获得解调的码元；以及耦合至所述处理器的存储器。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述处理器用于调整所述输入样本的定时以获得经定时调整的样本，以及去除所述经定时调整的样本中的频率偏移以获得所述经频率校正的样本。
15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述处理器用于用多相滤波器对所述输入样本滤波，以调整所述输入样本的所述定时。
16.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述处理器用于根据所述频率偏移确定定时调整，根据所述定时调整调整所述输入样本的定时以获得经定时调整的样本，以及去除所述经定时调整的样本中的频率偏移以获得经频率校正的样本。
17.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述处理器用于根据第一组码元得出第一组信道抽头，根据第二组码元得出第二组信道抽头，确定所述第一组信道抽头和所述第二组信道抽头之间的相位差，根据所述相位差估计残留的频率误差，以及从所述输入样本中去除残留的频率误差。
18.如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述第一组样本用于携带导频的SYNC字段的第一部分，所述第二组样本用于所述SYNC字段的第二部分。
19.如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述处理器用于产生所述第一组中的信道抽头与所述第二组中的信道抽头的复共轭的积，并对积进行求和以确定所述第一组信道抽头和所述第二组信道抽头之间的相位差。
20.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述处理器用于对所述第一组中的信道抽头和所述第二组中的信道抽头、或所述积、或所述信道抽头和所述积两者进行阈值化处理。
21.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述处理器用于将每个检测的码元旋转一相位基准，以获得相应的经相位校正的码元。
22.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述处理器用于根据所述检测的码元的相位来更新相位基准。
23.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述处理器用于对所述解调的码元进行去交织，并对去交织的码元进行解码以获得解码的数据。
24.一种接收传输的方法，包括去除输入样本中的频率偏移以获得经频率校正的样本；利用信道估计处理所述经频率校正的样本以获得检测的码元；校正所述检测的码元的相位以获得经相位校正的码元；以及对经相位校正的码元执行解调以获得解调的码元。
25.如权利要求M所述的方法，其特征在于，还包括根据所述频率偏移确定定时调整；以及根据所述定时调整调整所述输入样本的定时以获得经定时调整的样本，其中所述频率偏移是从所述经定时调整的样本中去除的以获得经频率校正的样本。
26.如权利要求M所述的方法，其特征在于，还包括 根据第一组码元得出第一组信道抽头；根据第二组码元得出第二组信道抽头；确定所述第一组信道抽头和所述第二组信道抽头之间的相位差； 根据所述相位差估计残留的频率误差；以及从所述输入样本中去除残留的频率偏移。
27.如权利要求M所述的方法，其特征在于，校正所述检测的码元的相位包括将每个检测的码元旋转一相位基准，以获得相应的经相位校正的码元，以及根据所述检测的码元的相位来更新相位基准。
28.一种设备，包括去除输入样本中的频率偏移以获得经频率校正的样本的装置； 利用信道估计处理所述经频率校正的样本以获得检测的码元的装置； 校正所述检测的码元的相位以获得经相位校正的码元的装置；以及对经相位校正的码元执行解调以获得解调的码元的装置。
29.如权利要求观所述的设备，其特征在于，还包括 根据所述频率偏移确定定时调整的装置；以及根据所述定时调整调整所述输入样本的定时以获得经定时调整的样本的装置，其中所述频率偏移是从所述经定时调整的样本中去除的以获得经频率校正的样本。
30.如权利要求观所述的设备，其特征在于，还包括根据第一组码元得出第一组信道抽头的装置；根据第二组码元得出第二组信道抽头的装置；确定所述第一组信道抽头和所述第二组信道抽头之间的相位差的装置； 根据所述相位差估计残留的频率误差的装置；以及从所述输入样本中去除残留的频率偏移的装置。
31.如权利要求观所述的方法，其特征在于，校正所述检测的码元的相位的装置包括 将每个检测的码元旋转一相位基准，以获得相应的经相位校正的码元的装置，以及根据所述检测的码元的相位来更新相位基准的装置。
全文摘要
描述了用于检测和解调信号/传输的技术。使用不同类型的信号处理以多级来进行信号检测，例如对于第一级使用时域相关、对于第二级使用频域处理、对于第三级使用时域处理。对于第一级，对至少两个不同的延迟产生码元的积，进行用于每个延迟的积和已知值之间的相关，组合用于所述延迟的相关结果并用于表明信号的存在。对于解调，调整输入样本的定时以获得经定时调整的样本。估计频率偏移，并从经定时调整的样本中去除频率偏移，以获得经相位校正的样本，利用信道估计处理经相位校正的样本以获得检测的码元。校正检测的码元的相位以获得经相位校正的码元，然后进行解调、去交织和解码。
文档编号H04L1/00GK102185674SQ201110099818
公开日2011年9月14日 申请日期2006年5月24日 优先权日2005年6月1日
发明者J·R·沃尔顿, M·S·华莱仕 申请人:高通股份有限公司