专利名称：用于在包括单天线通信装置的无线局域网中通信的多天线通信系统和方法
技术领域：
本发明的实施例和无线电子通信有关，并且在某些实施例中和使用正交频分复用(OFDM)信号的无线局域网(WLAN)有关。
背景技术：
许多常规的正交频分复用(OFDM)系统的吞吐量已经被个别信道的通信容量所限制。为了实现更高的吞吐量，多个天线可以被用来传递额外的数据而不会增加频带宽度。采用多个天线装置所存在的一个问题是它们的通信中的至少一些通信应该适合于使用单天线的传统的通信装置。
所附的权利要求针对本发明的不同的实施例中的一些。然而，详细说明在结合图来考虑时提供对本发明实施例的更加完整的了解，其中在所有图中类似的附图标记指向类似的顶，并且图1说明了一个根据本发明的某些实施例的操作环境；图2说明了一个根据本发明的某些实施例的OFDM分组；图3A和3B说明了根据本发明的某些实施例的训练序列的发射；和图4是根据本发明的某些实施例的分组发射过程的流程图。
具体实施例方式
下列描述和附图充分地说明本发明的特殊实施例，以便使本领域的技术人员能够实践它们。其它的实施例可以包括结构的、逻辑的、有关电的、处理的、以及其它的变化。实例仅仅代表可能的变化。除非明确地要求，否则个别元件和功能是可选择的，并且操作顺序可以发生变化。某些实施例的部分和特征可以被包括在其它实施例中或者可以代替其它实施例的部分和特征。本发明实施例的范围包含权利要求的整个范围和那些权利要求的所有的可用等效体。仅仅为了方便起见，本发明的这种实施例可以个别地或共同地在这里用术语“发明”来指代，并且如果实际上公开了超过一个的发明或发明构思，则其不是意在自愿把本申请的范围限制于任一单个发明或发明构思。
图1说明了一个根据本发明的某些实施例的操作环境。操作环境100包括一个或多个通信站(STA)104、106和108，其可以通过链路110与接入点(AP)102通信。在某些实施例中，接入点102和通信站104、106和/或108可以传递正交频分复用(OFDM)的通信信号。在某些实施例中，接入点102和通信站106和108可以使用单个发射与接收天线在单个频率信道上传递OFDM分组。在某些实施例中，接入点102和通信站104可以使用单个或多个发射与接收天线在单个或多个频率信道的组合上传递OFDM分组。在这些实施例中的一些中，接入点102可以被称为高吞吐量接入点，通信站104可以被称为高吞吐量通信站，并且通信站106和108可以被称为传统或标准吞吐量通信站，但是本发明的范围不局限在这个方面。根据某些实施例，高吞吐量的通信信道可以包括多个通过单个频率信道发射的空间信道。在某些实施例中，在空间分集天线(diverse antenna)上发射的不同的频率信道可以被用来定义空间信道。
在某些实施例中，高吞吐量接入点102和高吞吐量通信站104可以利用空间分集天线中的多于一个的空间分集天线把信道“分割”成一个或多个空间信道。在某些实施例中，每个发射天线都可以定义一个空间信道。在其它的实施例中，射束成形和/或空间复用可以被用来把该信道“分割”成空间信道。在这些实施例中，每个空间信道都可以被用来在与其它空间信道相同的子载波上传递单独或独立的数据流，从而允许传递额外的数据而不会增加频带宽度。空间信道的使用可以利用信道的多径特性。在某些实施例中，空间信道可以是非正交信道，然而本发明的范围并不局限在这个方面。
OFDM信道可以包括多个正交子载波。在某些实施例中，信道的正交子载波可以是紧密隔开的OFDM子载波。为了实现紧密隔开的子载波之间的正交性，在某些实施例中，特定信道的子载波可能基本上在该信道的其它子载波的中心频率处具有零值。在某些实施例中，该信道可以具有基本上为20MHz的带宽，但是带宽更窄或更宽的信道也同样适用于本发明的实施例。
通信站104、106和/或108可以基于作为分组前同步码的一部分的训练序列的接收而为每个OFDM分组执行训练。根据某些实施例，高吞吐量接入点102可以在OFDM分组前同步码的第一部分期间通过多个空间信道传输训练音调。训练音调可以被散布于空间信道的子载波频率之中。在这些实施例中，高吞吐量接入点102可以在分组前同步码的第二部分期间重传训练音调。训练音调可以在空间信道的子载波频率当中被移动以用于在分组前同步码的第二部分期间的重传。在某些实施例中，高吞吐量接入点102可以包括多个空间分集天线112，并且每个天线都可以与空间信道相关联，然而本发明的范围不局限于这个方面。这部分内容将在下文中更加详细地论述。
在某些实施例中，高吞吐量通信站104可以接收分组前同步码的至少第一和第二部分，并且可以基于已知的训练序列对每个空间信道执行信道估计。在某些实施例中，高吞吐量通信站104包括多个接收天线114，并且每个接收天线都可以对应于空间信道之一。高吞吐量通信站104可以组合来自于在OFDM分组的后续数据单元部分中接收到的每个空间信道的数据比特以产生已解调的OFDM码元。
在其它的实施例中，高吞吐量通信站104可以使用单个接收天线来处理来自于空间信道的信号。在这些实施例中，高吞吐量通信站104可以执行信号处理以分开在每个空间信道上发射的数据码元并且组合来自每个空间信道的数据比特以产生已解调的OFDM码元。
根据本发明的实施例，标准吞吐量通信站106和/或108可以分别具有单个天线116和118。标准吞吐量通信站106和/或108可以接收由高吞吐量接入点102发射的分组前同步码的第一和第二部分，并且可以响应于处理接收到的训练音调来设置它们的网络分配矢量(NAV)。标准吞吐量通信站106和/或108还可以根据它们的被设置的NAV在随后的预定时间帧期间避免进行传输。在某些实施例中，标准吞吐量通信站106和/或108可以设置物理层NAV(即，不用处理分组的剩余部分)，而在其它的实施例中，标准吞吐量通信站106和/或108可以在处理了分组的另外的部分之后设置媒体接入控制(MAC)层NAV。
天线112和114可以包括多个个别的天线，并且在某些实施例中，它们可以包括多个间隔一定距离的空间分集天线以便利用信道的不同的多径特性来定义对应的空间信道。在其它的实施例中，天线112和114可以包括具有独立元件的多元件天线，独立元件可以利用信道的不同多径特性来定义对应的空间信道。天线112和114可以包括定向或全向天线，例如包括偶极天线、单极天线、环形天线、微带天线或适合于接收和/或发射射频(RF)信号的其它类型的天线。另一方面，天线116和118可以包括单个或多个不是一定得利用信道多径特性来定义空间信道的天线。
通信站104、106和/或108例如可以包括个人数字助理(PDA)、具有无线通信能力的膝上型计算机和便携式转接器、网络书写板、无线电话、无线耳机、寻呼机、即时消息装置、数字摄像机、以及可以无线地接收和/或发射信息的其它装置。通信站104、106和/或108可以使用多载波发射技术、比如在所分配的频谱内使用正交子载波来发射信息的正交频分复用技术与接入点102通信，然而本发明的范围并不局限在这个方面。
除了促进通信站104、106和/或108之间的通信之外，接入点102可以与一个或多个网络、比如内联网或互联网相耦合，从而允许通信站104、106和/或108接入这种网络。虽然环境100说明点对点通信，但是本发明的实施例适用于点对多点通信。在这些实施例中，通信站104、106和/或108可以直接通信(即不使用接入点102)。如此处所使用的那样，术语“通信站”可以同样应用于接入点102以及通信站104、106和108。
在某些实施例中，OFDM信道的频谱可以包括5GHz频谱或2.4GHz频谱，然而本发明的范围并不局限在这个方面。在这些实施例中，5GHz频谱可以包括范围大约从4.9到5.9GHz的频率，并且2.4GHz频谱可以包括范围大约从2.3到2.5GHz的频率，然而本发明的范围并不局限制在这个方面，因为其它的频谱同样可以是适合的。
在某些实施例中，接入点102和通信站104、106和/或108可以基本上根据特定的通信标准、比如包括用于无线局域网的IEEE802.11(a/h)、802.11(b)、802.11(g)、802.11(n)和/或802.16标准的电气电子工程师学会(IEEE)标准来通信，然而接入点102和通信站104、106和/或108也可能适合于根据包括数字视频地面广播(DVB-T)广播标准、以及高性能无线电局域网(HiperLAN)的其它技术来发射和/或接收通信。在某些实施例中，高吞吐量接入点102和高吞吐量通信站104可以根据IEEE802.11(n)通信标准来工作。
根据某些实施例，接入点102和通信站104、106和/或108可以根据个别的子载波调制分配来对子载波进行码元调制。这可以被称为自适应比特加载(ABL)。因此，一个或多个比特可以用在子载波上调制的码元来表示。用于个别子载波的调制分配可以基于该子载波的信道特征或信道条件，然而本发明的范围并不局限在这个方面。在某些实施例中，子载波调制分配的范围可以从每一码元零比特一直到每一码元10比特或更多。在调制电平方面，子载波调制分配可以包括每一码元传递1比特的二进制相移键控(BPSK)、每一码元传递2比特的四相相移键控(QPSK)、每一码元传递3比特的8PSK、每一码元传递4比特的16正交调幅(16-QAM)、每一码元传递5比特的32-QAM、每一码元传递6比特的64-QAM、每一码元传递7比特的128-QAM、以及每一码元传递8比特的256-QAM。每一子载波具有较高的数据通信速率的调制顺序也可以被使用。
图2说明根据本发明的某些实施例的OFDM分组。OFDM分组200包括短前同步码202、长前同步码204、信号报头206以及数据单元部分208。在某些实施例中，分组200可以由高吞吐量通信站、比如高吞吐量接入点102(图1)和/或高吞吐量通信站104(图1)来发射。在这些实施例中，分组200可以在多个空间信道上被发射。在某些实施例中，分组200可以被称为物理协议数据单元(PPDU)，然而本发明的范围并不局限在这个方面。
短前同步码202可以由高吞吐量通信站接收以用于执行频率偏移估计、增益控制和/或帧检测。在某些实施例中，短前同步码202可以被称为多入多出(MIMO)短前同步码，然而本发明的范围并不局限在这个方面。长前同步码204可以由高吞吐量通信站来接收以用于执行包括信道估计在内的更加精确的频率估计。在某些实施例中，长前同步码204可以被称为多入多出长前同步码，然而本发明的范围并不局限在这个方面。
信号报头206、也即前同步码的一部分可以包括关于数据单元部分208的频率和/或信道化结构的信息，例如包括子载波调制分配以及用于对数据单元部分208进行解调的其它信息。在某些实施例中，附加的训练字段210可以被包括在内。
在某些实施例中，数据单元部分208可以被称为物理服务数据单元(PSDU)，然而本发明的范围并不局限在这个方面。在每个分组中，可能携带分组数据200的数据单元部分208不是必需的。
根据本发明的实施例，前同步码204可以包括具有已知值的长训练序列。已知的训练序列可以包括两个长训练码元。根据本发明的某些实施例，长前同步码204可以被标准吞吐量通信站和高吞吐量通信站读取。
数据单元部分208包括在信道的数据子载波上发射的数据码元。在某些实施例中，数据单元部分208可以根据通信站的操作模式被不同地配置。例如，对于高吞吐量的操作来说，数据单元部分包括在每个空间信道的子载波上发射的数据码元以实现较高的吞吐量。在这种情况下，每个空间信道都可以分离在其上发射的数据流。对于分组差错率较低的操作来说，数据单元部分208可以包括在每个空间信道的相应子载波上发射的相同的数据码元。在这种情况下，每个空间信道都可以具有在其上发射的基本上相同的数据流。对于中等吞吐量和中等分组差错率的操作来说，数据单元部分208可以包括在一些空间信道的相应子载波上发射的相同的数据码元，并且可以包括在一些其它空间信道上发射的不同的数据码元。在这种情况下，当四个空间信道被使用时，一个数据流可以在两个空间信道上被发射，而另一个数据流可以在其它两个空间信道上被发射，然而本发明的范围并不局限在这个方面。
在某些实施例中，对于分组差错率较低的操作来说，数据单元部分包括在每个空间信道的相应子载波上发射的空间流的线性组合。在某些实施例中，对于中等吞吐量和中等分组差错率的操作来说，数据单元部分可以包括在至少一些空间信道的相应子载波上发射的空间流的线性组合，并且包括在至少一些其它的空间信道上发射的不同的数据码元。
在某些实施例中，高吞吐量接入点和高吞吐量通信站可以执行关联。该关联处理尤其可以向发射站通知接收站具有多个天线以便在相应的多个空间信道上接收正交频分复用信号。
图3A和3B说明根据本发明的某些实施例的训练序列的发射。训练序列300可以在分组前同步码的第一部分、比如前同步码204(图2)期间被发射，并且训练序列302可以在分组前同步码的第二部分、比如字段210(图2)期间被发射。在某些实施例中，训练序列302可以作为信号报头206(图2)的一部分被发射。训练序列300和302可以是相同的序列，然而本发明的范围并不局限在这个方面。在某些实施例中，序列的音调可以被散布于空间信道的子载波频率之中。例如，当高吞吐量通信站使用四个空间信道(即，空间信道304、306、308和310)时，训练序列300可以包括利用第一天线在第一子载波频率351上通过第一空间信道304发射的第一音调312。第二音调314可以利用第二天线在第二子载波频率352上通过第二空间信道306被发射。第三音调316可以利用第三天线在第三子载波频率353上通过第三空间信道308被发射。第四音调318可以利用第四天线在第四子载波频率354上通过第四空间信道310被发射。第五音调320可以利用第一天线在第五子载波频率355上通过第一空间信道304被发射。第六音调322可以利用第二天线在第六子载波频率356上通过第二空间信道306被发射。第七音调324可以利用第三天线在第七子载波频率357上通过第三空间信道308被发射。可以针对该训练序列的整个长度执行这种发射技术。
如在该实例中可以看出，每个空间信道都具有一些不发射训练音调的子载波。在这个例子中，训练音调在每第四个子载波上被发射。这不同于许多利用单信道(例如没有空间信道)并且在每个子载波频率上发射训练音调的传统技术。例如，根据IEEE802.11a标准的训练序列在每个子载波频率上发射训练音调。
根据本发明的实施例，训练序列302可以相对于训练序列300被移动，因此在序列300的发射中未被使用的某些子载波频率在序列302中被利用。在某些实施例中，在序列300的发射中所使用的子载波频率没有在序列302的发射中被使用，然而本发明的范围并不局限在这个方面。图3B说明一种移动散布于子载波当中的训练音调的方法，然而本发明的范围并不被限制于这种图解说明。
在训练序列302中，训练音调被向右移动两个子载波频率。第一音调312可以利用第三天线在第一子载波频率351上通过第三空间信道308被发射。第二音调314可以利用第四天线在第二子载波频率352上通过第四空间信道310被发射。第三音调316可以利用第一天线在第三子载波频率353上通过第一空间信道304被发射。第四音调318可以利用第二天线在第四子载波频率354上通过第二空间信道306被发射。第五音调320可以利用第三天线在第五子载波频率355上通过第三空间信道308被发射。第六音调322可以利用第四天线在第六子载波频率356上通过第四空间信道310被发射。第七音调324可以利用第一天线在第七子载波频率357上通过第一空间信道304被发射。也可以针对该训练序列的整个长度执行这种发射技术。在这个例子中，训练序列300和302说明以1，1，-1，-1，1，1，-1...开始的训练序列，然而本发明的范围并不局限在这个方面。
虽然训练序列300和302针对使用四个空间信道和四个相应天线的本发明实施例在图3A和3B中被描绘，但是这并不是要求，因为也可以使用其它数量的空间信道和相应的天线。例如，在包括N个发射天线的系统中，已知的正交训练序列的每第n个值可以在OFDM分组前同步码的第一部分期间在空间信道的个别子载波上个别地被发射，并且该训练序列的值可以被移动小于N个子载波以便在该OFDM分组前同步码的第二部分期间重传。在某些实施例中，N可以是任一大于1并小于100的整数。
在四个空间信道的情况下，序列中的每第四个值可以在同一天线上被发射，并且训练音调可以被移动一个、两个或三个位置以便在前同步码的第二部分期间重传该序列。在八个空间信道的情况下，例如，序列中的每第八个值可以在同一天线上被发射，并且训练音调可以被移动多至7个位置以便在前同步码的第二部分期间重传该序列。在某些实施例中，当音调被移动初始发射中所使用的子载波位置和重传中所使用的那些子载波位置之间的大约一半长度时，较好的信道估计可以在接收机处被做出。在某些实施例中，接收站可以执行内插以便确定在分组前同步码的任一部分期间没有在其上发射训练音调的子载波的信道估计。
在某些实施例中，内插可以被用来确定在多个发射天线中的每个发射天线上在零音调处的信道系数。在某些实施例中，该内插可以使用滤波器，比如线性拟合、汉明窗、汉宁窗、或平方根升余弦，然而本发明的范围并不局限在这个方面。信道估计的质量可以用较大的滤波器来提高，但是复杂度也可能增加。模拟可以被用来确定正确的内插滤波器。图3A和3B中所示的序列可以只剩下一个未训练的音调。实际上，尤其是对于可能需要更大的内插滤波器的3个或更多的发射天线来说可能存在两个或更多音调的间隙。在信道中可能经历的多径延迟扩展越高，可能需要的内插滤波器就越大。
在某些实施例中，训练序列可以是任何的已知序列，并且它可以几乎是任何的正交序列或准正交序列，包括伪随机噪声(PRN)序列，然而本发明的范围并不局限在这个方面。
虽然针对用作长分组前同步码204(图2)描述了序列300和302，但是序列300或302中的任一序列也可以适合于用作短分组前同步码202(图2)，然而其它的序列也是适合的。在某些实施例中，短分组前同步码202(图2)可以包括根据IEEE802.11a标准在每第四个子载波频率上发射的训练音调。在这些实施例中的某些实施例中，包括短分组前同步码202(图2)的相同训练音调可以(例如同时在所有的发射天线上)在每个空间信道的每第四个子载波频率上被发射。
在某些其它的实施例中，包括短分组前同步码202(图2)的训练音调可以在散布于空间信道中的每第四个子载波频率上被发射。在某些其它的实施例中，包括短分组前同步码202(图2)的训练音调可以在单个天线上或通过单个空间信道在每第四个子载波频率上被发射。在这些实施例中，具有最好的信道条件的天线或空间信道可以被选择。然而在其它的实施例中，包括短分组前同步码202(图2)的训练音调可以在每个空间信道的每第四个子载波频率上被发射，并且一组正交权重可以被用来对相干带宽上的信号进行加权。标准吞吐量通信装置106和108(图1)、以及高吞吐量通信装置104(图1)应能够接收短分组前同步码202(图2)并对其进行相应地处理。
在某些实施例中，附加的训练字段210(图2)可以在为了高频率选择性信道而需要更精确的内插的时候被使用。在某些实施例中，附加的训练字段210可以包括被移动的训练音调、比如序列302的音调。在这些实施例中，根据长前同步码204(图2)的信道估计可以用来根据字段210(图2)的信道估计来进行平均，以便可能改进信道估计性能。在某些实施例中，当训练字段210包括被移动的训练音调时，前同步码204和信号报头206可以包括未被移动的训练音调。
在某些实施例中，为了得到更佳的信道估计，不同的发射天线和/或空间信道上的时间前同步码序列可以是正交的。发射天线上的时间前同步码序列可以包括在长前同步码204(图2)期间发射的码元和附加的MIMO训练部分210。
在某些实施例中，信号报头206(图2)可以使用在长前同步码204(图2)期间所使用的相同训练模式在多个发射天线和/或空间信道上被发射。因为标准吞吐量通信站可以在长前同步码期间估计信道，所以它将会在信号报头期间看见相同信道以便正确地对其进行解码。信号报头206(图2)可以包括物理分组的持续时间，并且标准吞吐量通信站可以对该信息进行解码以便设置它的NAV。
在某些实施例中，数据单元部分208(图2)可以包括利用空间-频率-时间码来编码的数据。虽然高吞吐量通信站可以基于信号报头206(图2)中的信息来对这些数据进行解码(即，通过使用预留比特)，但是标准吞吐量通信站在接收这个字段的时候可以注意到错误。在某些实施例中，标准吞吐量通信站可以考虑在信号报头206(图2)期间读取的速率和长度并且可以在该持续时间内保持安静。
在信号报头字段206(图2)中发射的速率和长度可以是标准吞吐量通信站可读取的有效值。在某些实施例中，高吞吐量接入点可以提供关于OFDM分组的持续时间的不正确信息以便保护数据单元部分208(图2)和/或确认(ACK)分组，然而本发明的范围并不局限在这个方面。
在某些实施例中，附加的信令报头(例如，新的MIMO PLCP报头)可以被增加在训练字段之后以便传达关于调制类型的更多信息(例如，分集性或多路复用)。在这些实施例中，高吞吐量发射站可能通过某些其它装置已经确定了最佳的调制类型，并且它可能已经在无线信道十分稳定的时候使用了旧的信道估计。在某些实施例中，它可能已经通过探听被指定给其它目的地的分组而对信道进行了估计，或者它可能已经通过利用互换性对信道进行了估计。
在某些实施例中，上述的前同步码可以与上行链路空分多址(SDMA)技术一起使用。在这些实施例中，替代于在不同的发射天线上发射不同音调，不同的通信站可以在交替的音调上进行发射。在这些实施例中，高吞吐量接入点可以为每个通信站插入信道并且可以同时在上行链路数据单元期间对它们进行解码。
在某些实施例中，训练音调可以包括已知的训练序列。该训练序列可以是正交序列或准正交序列。准正交序列可以不必在数学上是正交的，但是可以为了在此处使用而是充分正交的。在某些实施例中，在第一部分期间发射的训练序列包括两个或更多重复的子序列，并且在第二部分期间发射的训练序列包括两个或更多重复的子序列。
在某些实施例中，训练音调可以在分组前同步码的后续部分中被发射。包括训练音调的分组前同步码的多个部分可以对应于多个发射天线。例如，当通信站为发射而使用两个天线时，训练音调可以在分组前同步码的第一部分中被发射，并且在分组前同步码的第二部分期间被重传，如前所述地被移动。例如，当通信站为发射而使用三个天线时，分组前同步码的第三部分可以被包括在内以便重传可能被进一步移动的训练音调。本发明的实施例包括具有M个发射天线的通信站，其中该分组前同步码的多达M个部分被包括在内，其中M可以是任何小于100的整数。
在某些实施例中，期待来自于单个发射天线的发射的标准吞吐量通信站接收长分组前同步码204(图2)的至少第一部分和信号报头字段206(图2)，该信号报头字段206使用与第一部分相同的训练模式被发射。标准吞吐量通信站可以响应于信号报头字段206(图2)的处理来设置网络分配矢量并且可以在随后的预定时间帧期间避免发射。
在某些实施例中，前同步码的第一部分和信号报头字段206(图2)可以从多个使用任何这种信令的发射天线被发射，因为可以被期待来自于单个发射天线的发射的(例如传统或高吞吐量)装置所识别。前同步码的第二部分和PSDU可以不必是由这种装置可读取的，因此该信令是打算给期待多个发射天线(即，预定数量M，其中M＞1)的装置。这种信令的一个例子在图3A和3B中被说明。在某些其它的实施例中，相同的前同步码可以在所有的发射天线上被发射。在某些其它的实施例中，IEEE802.11a前同步码的线性组合可以在每个发射天线上被发射，因此接收机无须知道该信号是从该天线被发射的。
本发明的某些实施例可以采用延迟多样性。在这些实施例中，时间信号可以在第m个天线上相对于第一天线被延迟(m-1)*d个时间样本，其中d是最小延迟。该延迟可以采用其它值，而不被限制于间距(d)的线性倍数。不同的发射信令方案可以产生不同的性能。
图4是根据本发明的某些实施例的分组发射程序的流程图。程序400可以由高吞吐量通信站、比如高吞吐量接入点102(图1)或高吞吐量通信站104(图1)来执行。在某些实施例中，当高吞吐量接入点执行程序400时，高吞吐量通信站以及标准吞吐量通信站都可以接收和/或处理被发射的OFDM分组。
在操作402中，可以执行关联。该关联可以包括通信站确定它们的通信能力、包括空间信道和/或装置能够在其上通信的天线的数量。
在操作404中，诸如短训练前同步码202(图2)之类的短训练前同步码可以被发射。该短训练前同步码可以具有如上所述散布于空间信道当中的训练音调。
在操作406中，长训练前同步码的第一部分被发射。该长训练前同步码的第一部分可以包括训练序列并且可以是根据训练序列300(图3A)。在某些实施例中，训练音调可以在正交频分复用分组前同步码的第一部分期间通过多个空间信道被发射。在某些实施例中，训练音调可以被散布于空间信道的子载波频率之中。
在操作408中，在长训练前同步码的第一部分中被发射的训练序列可以在空间信道的子载波位置当中被移动。在某些实施例中，训练音调可以被移动到空间信道的不同的子载波频率。不同的子载波频率可以是在分组前同步码的第一部分期间没有被用于发射的子载波频率，然而本发明的范围并不局限在这个方面。
在操作410中，训练序列的被移动的训练音调可以在长训练前同步码的第二部分期间被发射。在操作412中，信号报头可以被发射。该信号报头可以是根据信号报头210(图2)。
在操作414中，OFDM分组的数据单元部分可以被发射。某些OFDM分组可能包括数据单元部分，而其它OFDM分组可能不包括。数据单元部分可以是根据数据单元部分208(图2)。对于高吞吐量的操作来说，数据单元部分包括在每个空间信道的子载波上发射的数据码元以实现较高的吞吐量。在这种情况下，每个空间信道都可以分离在其上发射的数据流。对于分组差错率较低的操作来说，数据单元部分可以包括在每个空间信道的相应子载波上发射的相同的数据码元。在这种情况下，每个空间信道都可以具有在其上发射的基本上相同的数据流。对于中等吞吐量和中等分组差错率的操作来说，数据单元部分可以包括在一些空间信道的相应子载波上发射的相同的数据码元，并且可以包括在一些其它空间信道上发射的不同的数据码元。
虽然过程400的个别操作被说明并且被描述为单独的操作，但是一个或多个独立操作可以被同时执行，并且不要求以所说明的顺序来执行这些操作。
除非特别指出，否则诸如处理、计算、计算、确定、显示等等之类的术语可以指一个或多个处理或计算系统或类似装置的动作和/或处理，该处理或计算系统或类似装置可以操作被表示为处理系统的寄存器和存储器内的物理(例如电子)量的数据并将其转换成同样被表示为处理系统的寄存器或存储器、或其它这种信息存储、发射或显示装置内的物理量的其它数据。而且，如此处所使用的那样，计算装置包括一个或多个与计算机可读存储器耦合的处理部件，计算机可读存储器可以是易失性或非易失性存储器或其组合。而且，如此处所使用的那样，数据指的是一个或多个存储数据元素，其可能包括文件的一部分、单个文件、文件扩展、数据库、存储装置分区、卷、卷组等等。这些数据无须存在于单个存储装置上，而是可以覆盖多个存储装置。
本发明的实施例可以用硬件、固件和软件之一或其组合来实现。本发明的实施例还可以被实现为存储在机器可读介质上的指令，其可以由至少一个处理器来读取和执行以执行此处所述的操作。机器可读介质可以包括任何用于存储或发射机器(例如计算机)可读的形式的信息的机构。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存装置、电、光、声或其它形式的传播信号(例如载波、红外信号、数字信号等等)以及其它。
遵从要求摘要的37C.F.R.Section 1.72(b)而提供了摘要，该摘要将使读者能够弄清本技术公开的特性和要点。它被提交，并且应当理解它不会被用来限制或解释权利要求的范围或含义。
在上文的详细说明中，不同的特征不时地在单个实施例中被组合在一起以便合理化这个公开内容。这个公开方法不应当被解释为反映被要求的主题的实施例要求比每条权利要求中所明确阐述的特征更多的特征的这样一个意图。相反，正如下面的权利要求所反映的，本发明在于少于单个所公开的实施例的所有特征。因此，下列权利要求于此被合并到详细说明中，其中每条权利要求都独立地保持为一个单独的优选实施例。
权利要求
1.一种方法，包括在正交频分复用分组前同步码的第一部分期间在多个空间信道上发射训练音调，该训练音调被散布于空间信道的子载波频率之中；以及在该分组前同步码的第二部分期间重传训练音调，该训练音调在重传期间在空间信道的子载波频率之中被移动。
2.权利要求1的方法，其中，多个天线中的每个天线都与空间信道之一相关联，该空间信道具有包括多个正交子载波的不同的多径特性，每个子载波都基本上在相关联信道的其它子载波的中心频率处具有零值，其中，训练音调在分组前同步码的第一部分期间在空间信道的第一组正交子载波上被发射，以及其中，训练音调在分组前同步码的第二部分期间在第二组正交子载波上被发射，第二组子载波包括基本上不同于第一组的子载波。
3.权利要求1的方法，还包括在重传之前把训练音调移动到空间信道的不同的子载波频率以便重传，这些不同的子载波频率在分组前同步码的第一部分期间没有被用于发射。
4.权利要求3的方法，其中，在分组前同步码的第二部分期间，训练音调在四个天线被用于发射的时候被移动一个、两个或三个位置。
5.权利要求1的方法，其中，训练音调包括单个已知的正交训练序列，其中，该训练序列最初在分组前同步码的第一部分期间被发射，以及其中，该训练序列在分组前同步码的第二部分期间被重传。
6.权利要求1的方法，其中，训练音调包括已知的训练序列，其中，在第一部分期间被发射的训练序列包括两个或更多重复的子序列，以及其中，在第二部分期间被发射的训练序列包括两个或更多重复的子序列。
7.权利要求1的方法，还包括在分组前同步码的后续部分中发射训练音调，其中，包括训练音调的分组前同步码的部分的数目对应于发射天线的数目。
8.权利要求5的方法，其中，发射和重传由高吞吐量发射站来执行，并且其中，高吞吐量接收站将接收分组前同步码的至少第一和第二部分并且将基于已知的训练序列来执行对空间信道的信道估计。
9.权利要求8的方法，其中，高吞吐量接收站包括多个接收天线，每个接收天线都对应于空间信道之一，并且其中，高吞吐量接收站组合来自于每个空间信道的数据比特以便产生解调的正交频分复用码元。
10.权利要求8的方法，其中，高吞吐量接收站包括单个接收天线以便处理来自于空间信道的信号，高吞吐量接收站执行信号处理以便分离在每个空间信道上发射的数据码元并且组合来自于每个空间信道的数据比特以便产生解调的正交频分复用码元。
11.权利要求8的方法，其中，具有单个接收天线的标准吞吐量通信站接收分组前同步码的至少第一和第二部分，并且其中，标准吞吐量通信站响应于训练音调的处理来设置网络分配矢量并且在后续的预定时间帧期间避免发射。
12.权利要求1的方法，还包括发射在前同步码的第一和第二部分之后的正交频分复用分组的数据单元部分，并且其中对于高吞吐量操作来说，该数据单元部分包括在每个空间信道的子载波上发射的数据码元以便实现更高的吞吐量，每个空间信道都具有在其上发射的分离的数据流。
13.权利要求12的方法，其中，对于分组差错率较低的操作来说，数据单元部分包括在每个空间信道的相应子载波上发射的相同的数据码元，每个空间信道都具有在其上发射的基本上相同的数据流，并且其中，对于中等吞吐量和中等分组差错率的操作来说，数据单元部分包括在至少一些空间信道的相应子载波上发射的相同的数据码元，并且包括在至少一些其它的空间信道上发射的不同的数据码元。
14.权利要求12的方法，其中，对于分组差错率较低的操作来说，数据单元部分包括在每个空间信道的相应子载波上发射的空间流的线性组合，并且其中，对于中等吞吐量和中等分组差错率的操作来说，数据单元部分包括在至少一些空间信道的相应子载波上发射的空间流的线性组合，并且包括在至少一些其它的空间信道上发射的不同的数据码元。
15.一种方法，包括接收在正交频分复用分组前同步码的第一部分期间在多个空间信道上发射的训练音调，该训练音调被散布于空间信道的子载波频率之中；接收在分组前同步码的第二部分期间在空间信道上重传的训练音调，该训练音调在第二部分期间被散布在空间信道的其它子载波频率之中；以及基于在分组前同步码的两部分中接收到的训练音调来执行对空间信道的信道估计。
16.权利要求15的方法，其中，基于在空间信道的相关子载波上接收的训练音调对每个空间信道的子载波执行信道估计，其中，该方法还包括执行内插以便确定在分组前同步码的任一部分期间没有在其上发射的训练音调的子载波的信道估计，以及其中，该训练音调包括已知的训练序列。
17.权利要求16的方法，其中，执行内插包括执行内插以便确定在多个发射天线中的每个天线上在零音调处的信道系数。
18.权利要求17的方法，其中，高吞吐量通信站接收训练音调并执行信道估计，并且其中，该方法还包括通过独立地处理通过每个空间信道接收的信号，对在空间信道上发射的正交频分复用数据码元进行解调。
19.权利要求16的方法，其中，训练音调的接收由具有单个接收天线的标准吞吐量通信站来执行，并且其中，该方法还包括标准吞吐量通信站响应于处理训练音调而设置网络分配矢量；并且标准吞吐量通信站基于该网络分配矢量在后续的预定时间帧期间避免发射。
20.权利要求14的方法，其中，高吞吐量通信站是具有与每个空间信道相关联的接收天线的高吞吐量接收通信站，并且该方法还包括执行与高吞吐量发射站的关联以便向发射站告知接收站具有多个用于在相应的多个空间信道上进行接收的天线。
21.一种高吞吐量通信站，包括发射机，用于在正交频分复用分组前同步码的第一部分期间在多个空间信道上发射训练音调，该训练音调被散布于空间信道的子载波频率之中，该发射机在分组前同步码的第二部分期间重传该训练音调，该训练音调在重传期间在空间信道的子载波频率之中被移动；和处理器，用于把训练音调移动到空间信道的不同的子载波频率以用于重传，这些不同的子载波频率包括在分组前同步码的第一部分期间未被用于发射的子载波频率。
22.权利要求21的通信站，还包括多个天线，其中，每个天线都与空间信道之一相关联，其中，空间信道具有包括多个正交子载波的单个正交频分复用信道的不同的多径特性，并且其中，每个子载波都基本上在正交频分复用信道的其它子载波的中心频率处具有零值。
23.权利要求21的通信站，其中，训练音调包括单个已知的正交训练序列，其中，发射机将最初在分组前同步码的第一部分期间发射训练序列，并且其中，发射机将在分组前同步码的第二部分期间重传训练序列。
24.权利要求21的通信站，其中，发射机将在前同步码的第一和第二部分之后发射正交频分复用分组的数据单元部分，其中，对于高吞吐量操作来说，数据单元部分包括在每个空间信道的子载波上发射的数据码元以便实现更高的吞吐量，每个空间信道都具有在其上发射的分离的数据流。其中，对于分组差错率较低的操作来说，数据单元部分包括在每个空间信道的相应子载波上发射的相同的数据码元，每个空间信道都具有在其上发射的基本上相同的数据流，并且其中，对于中等吞吐量和中等分组差错率操作来说，数据单元部分包括在至少一些空间信道的相应子载波上发射的相同的数据码元，并且包括在至少一些其它的空间信道上发射的不同的数据码元。
25.一种高吞吐量通信站，包括接收机，用于接收在正交频分复用分组前同步码的第一部分期间在多个空间信道上所发射的训练音调，该训练音调被散布于空间信道的子载波频率之中，该接收机用于接收在分组前同步码的第二部分期间在空间信道上重传的训练音调，该训练音调在第二部分期间被散布于空间信道的其它子载波频率之中；并且处理器，用于基于在分组前同步码的两部分中接收的训练音调来执行对空间信道的信道估计。
26.权利要求25的通信站，还包括多个接收天线，其中，每个接收天线都与多个空间信道之一相关联，其中，空间信道具有包括多个正交子载波的单个正交频分复用信道的不同的多径特性，其中，每个子载波都基本上在正交频分复用信道的其它子载波的中心频率处具有零值，并且其中，处理器将组合来自于空间信道的数据比特以便产生解调的正交频分复用码元。
27.权利要求26的通信站，其中，训练音调包括单个已知的正交训练序列，其中，接收机将最初在分组前同步码的第一部分期间接收训练序列，并且其中，接收机将在分组前同步码的第二部分期间第二次接收该训练序列。
28.权利要求25的通信站，还包括单个接收天线以用于处理从空间信道接收的信号，并且其中，处理器将执行信号处理以便分离在每个空间信道上发射的数据码元并且组合来自于每个空间信道的数据比特以便产生解调的正交频分复用码元。
29.一种系统，包括多个基本上全向的天线，每个都与多个空间信道之一相关联；发射机，用于在正交频分复用分组前同步码的第一部分期间在多个空间信道上发射训练音调，该训练音调被散布于空间信道的子载波频率之中，该发射机用于在分组前同步码的第二部分期间重传该训练音调，该训练音调在重传期间在空间信道的子载波频率之中被移动；和处理器，用于把训练音调移动到空间信道的不同的子载波频率以用于重传，这些不同的子载波频率包括在分组前同步码的第一部分期间未被用于发射的子载波频率。
30.权利要求29的系统，其中，空间信道具有包括多个正交子载波的单个正交频分复用信道的不同的多径特性，每个子载波都基本上在正交频分复用信道的其它子载波的中心频率处具有零值，其中，训练音调包括单个已知的正交训练序列，其中，发射机将最初在分组前同步码的第一部分期间发射训练序列，以及其中，发射机将在分组前同步码的第二部分期间重传该训练序列。
31.权利要求30的系统，其中，发射机将在前同步码的第一和第二部分之后发射正交频分复用分组的数据单元部分，其中，对于高吞吐量操作来说，该数据单元部分包括在每个空间信道的子载波上发射的数据码元以便实现更高的吞吐量，每个空间信道都具有在其上发射的分离的数据流。其中，对于分组差错率较低的操作来说，该数据单元部分包括在每个空间信道的相应子载波上发射的相同的数据码元，每个空间信道都具有在其上发射的基本上相同的数据流，并且其中，对于中等吞吐量和中等分组差错率的操作来说，该数据单元部分包括在至少一些空间信道的相应子载波上发射的相同的数据码元，并且包括在至少一些其它的空间信道上发射的不同的数据码元。
32.权利要求30的系统，其中，发射机将在前同步码的第一和第二部分之后发射正交频分复用分组的数据单元部分，其中，对于高吞吐量操作来说，该数据单元部分包括在每个空间信道的子载波上发射的数据码元以便实现更高的吞吐量，每个空间信道都具有在其上发射的分离的数据流。其中，对于分组差错率较低的操作来说，该数据单元部分包括在每个空间信道的相应子载波上发射的空间流的线性组合，并且其中，对于中等吞吐量和中等分组差错率的操作来说，该数据单元部分包括在至少一些空间信道的相应子载波上发射的空间流的线性组合，并且包括在至少一些其它的空间信道上发射的不同的数据码元。
33.一种提供指令的机器可读介质，该指令在由一个或多个处理器执行的时候使处理器执行下列操作，包括在正交频分复用分组前同步码的第一部分期间在多个空间信道上发射训练音调，该训练音调被散布于空间信道的子载波频率之中；以及在分组前同步码的第二部分期间重传训练音调，该训练音调在重传期间在空间信道的子载波频率之中被移动。
34.权利要求33的机器可读介质，其中，该指令在由一个或多个处理器进一步执行的时候使处理器执行操作，该操作包括基于包括训练音调的已知训练序列对每个空间信道执行信道估计。
35.权利要求33的机器可读介质，其中，该指令在由一个或多个处理器进一步执行的时候使处理器执行操作，该操作还包括在前同步码的第一和第二部分之后发射正交频分复用分组的数据单元部分，其中，对于高吞吐量操作来说，该数据单元部分包括在每个空间信道的子载波上发射的数据码元以便实现更高的吞吐量，每个空间信道都具有在其上发射的分离的数据流。其中，对于分组差错率较低的操作来说，该数据单元部分包括在每个空间信道的相应子载波上发射的相同的数据码元，每个空间信道都具有在其上发射的基本上相同的数据流，并且其中，对于中等吞吐量和中等分组差错率的操作来说，该数据单元部分包括在至少一些空间信道的相应子载波上发射的相同的数据码元，并且包括在至少一些其它的空间信道上发射的不同的数据码元。
全文摘要
在包括具有多个天线的高吞吐量通信装置和具有单个天线的传统通信装置的无线局域网(WLAN)中，训练音调在正交频分复用(OFDM)分组训练前同步码的第一部分期间在多个空间信道上被发射。该训练音调被散布于空间信道的子载波频率之中。该训练音调在分组训练前同步码的第二部分期间被重传。该训练音调在重传期间在空间信道的子载波频率之中被移动，从而使高吞吐量接收站能够在空间信道的不同子载波频率上执行信道估计。传统通信装置可以接收和处理该训练音调并且可以设置它们的网络分配矢量以便在后续间歇期间避免通信。
文档编号H04B7/04GK1902874SQ200480039528
公开日2007年1月24日 申请日期2004年12月24日 优先权日2003年12月30日
发明者S·桑胡 申请人:英特尔公司