专利名称：用于无线通信系统的单阵发捕获的制作方法
用于无线通信系统的单阵发捕获本申请是申请号为200780019031. X、PCT国际申请号为PCT/US2007/069495、国际申请日为2007年5月22日、题为“用于无线通信系统的单阵发捕获”的申请的分案申请。本申请要求已转让给本申请受让人并通过引用纳入于此的、于2006年5月22日提交的题为“SINGLE-BURST ACQUISITON FOR WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM(用于无线通信系统的单阵发捕获)，，的美国临时申请S/N. 60/802，627的优先权。背景I.领域本公开一般涉及通信，尤其涉及用于在无线通信系统中执行捕获的技术。II.背景在无线通信系统中，发射机可处理(例如，编码和调制)数据分组以生成数据码元。对于相干系统，发射机可将导频码元与这些数据码元多路复用，处理经多路复用的数据和导频码元以生成已调制信号，并经由无线信道传送已调制信号。无线信道因信道响应而使所传送的信号畸变，并进一步因噪声和干扰而使信号劣化。接收机可接收所传送的信号并处理接收到的信号以获得采样。接收机可执行分组检测以便检测分组的存在。接收机还可执行时频捕获以便查实收到信号的时基和频率以及校正任何频率误差。接收机可在随后处理经频率校正的采样以获得数据码元估计并且可进一步处理(例如，解调和解码)所述数据码元估计以获得经解码数据。接收机可能不知晓分组何时在被传送。此外，接收机可能从具有不同时基、频率、 和发射功率的多个发射机接收到分组。接收机由此将需要迅速且准确地检测分组的存在并快速地对每个分组执行时基和频率捕获以便达成良好的性能。因此本领域中需要能够在无线通信系统中迅速且高效地执行捕获的技术。概要本文描述了用于在接收机处迅速且高效地执行分组捕获的技术。在一种设计中， 第一检测值Ck可基于来自一个或更多个接收天线的第一多个采样来确定，例如通过对这些采样执行延迟-乘法-积分来确定。功率值Pk也可基于这第一多个采样来确定，例如，通过对这些采样执行乘法-积分来确定。第一检测值可被取平均以获得平均检测值。功率值也可被取平均以获得平均功率值。可在随后基于平均检测值和平均功率值来确定分组是否存在。第二检测值Ci可基于第二多个采样来确定。可在随后基于第一和第二检测值确定分组的开始。第三检测值Dm可基于第三多个采样来确定。分组的频率误差可基于第一和第三检测值来确定。第一多个采样可包括对短训练码元的采样。第二和第三多个采样可各自包括对短和/或长训练码元的采样。第四检测值Gn可基于第四多个采样来确定。每个第四检测值可通过将传输码元的复制部分(例如，OFDM码元的保护区间)与该传输码元的对应原始部分相关来获得。分组的结束可基于第四检测值来确定。一般而言，每个检测值可通过对一组采样执行延迟-乘法-积分来获得。不同的
5检测值可在如以下所描述的那样用对采样的不同延迟、不同的积分区间等来获得。本公开的各种方面和特征在下面进一步具体说明。附图简述
图1示出了具有接入点和多个站的无线网络。图2示出了发射机和接收机的框图。图3示出了用在IEEE 802. lla/g中的帧结构。图4示出了对分组计算不同的检测值。图5示出了接收机处捕获处理器的框图。图6示出了该捕获处理器内延迟-乘法-积分单元和移动平均单元的框图。图7示出了接收机处解调器和数控振荡器(NCO)的框图。图8示出了用于检测分组的存在的过程。图9示出了用于检测分组的存在的装置。图10示出了用于检测分组的开始的过程。图11示出了用于检测分组的开始的装置。图12示出了用于频率校正的过程。图13示出了用于频率校正的装置。图14示出了用于检测分组的结束的过程。图14示出了用于检测分组的结束的装置。图16示出用于处理分组的过程。图17示出用于处理分组的装置。详细描述本文所描述的技术可被用于各种通信系统和网络，诸如无线局域网(WLAN)、无线城域网(WMAN)、无线广域网(WffAN)等。术语“系统”和“网络”常被可互换地使用。WLAN 可实现IEEE 802. 11标准族(它也称为Wi-Fi)中的无线电技术、Hiperlan等之中的任何技术。WMAN可实现IEEE 802. 16 (也称为WiMAX)等。WffAN可实现多址方案，诸如码分多址(CDMA)、频分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、正交 FDMA (OFDMA)、单载波 FDMA (SC-FDMA)、 空分多址(SDMA)等。OFDMA利用正交频分复用(OFDM)，而SC-FDMA利用单载波频分复用 (SC-FDM)。OFDM和SC-FDM将系统带宽分成多个(K个)正交副载波，这些副载波被称为频调、槽等。每个副载波可用数据来调制。一般而言，调制码元在OFDM下是在频域中发送， 而在SC-FDM下是在时域中发送。OFDMA系统可实现诸如IEEE 802. 20、超移动宽带(UMB)、 Flash-OFDM 、长期演进(LTE)等无线电技术。这些各色无线电技术和标准在本领域中是公知的。出于明晰起见，以下针对实现利用OFDM的IEEE 802. 11标准——例如IEEE 802. 11a、 802. Ilg和/或802. Iln——的WLAN描述这些技术。本文中描述的这些技术还可用于单输入单输出(SISO)、单输入多输出(SIMO)、多输入单输出(MISO)、和多输入多输出(MIMO)传输。单输入指一个发射天线用于数据传输， 而多输入指多个发射天线用于数据传输。单输出指一个接收天线用于数据接收，而多输出指多个接收天线用于数据接收。图1示出了具有接入点110和多个站120的无线网络100。一般而言，无线网络可包括任何数目的接入点和任何数目的站。站是可经由无线介质与另一个站通信的设备。站还可称为终端、移动站、用户装备、订户站等，并且可包含其功能的部分或全部。站可以是蜂窝电话、手持式设备、无线设备、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、无线调制解调器、无绳电话等等。接入点是经由无线介质为与该接入点相关联的站提供对分布服务的接入的站。 接入点还可称为基站、基收发机站(BTQ、B节点等，并且可包含其功能的部分或全部。接入点110可耦合至数据网络130并且可经由数据网络130与其它设备通信。图2示出了发射机210和接收机250的设计的框图。对于下行链路/前向链路， 发射机210可以是接入点110的一部分，而接收机250可以是站120的一部分。对于上行链路/反向链路，发射机210可以是站120的一部分，而接收机250可以是接入点110的一部分。在图2中，发射机210装备有多个(T个)天线，并且接收机250装备有多个(R个) 天线。每一发射天线和每一接收天线可以是物理天线或天线阵。一般而言，发射机210和接收机250可各自装备有任何数目的天线。在发射机210处，发射(TX)数据和导频处理器212可从数据源(未示出)接收数据分组，和/或从控制器/处理器220接收其它数据。处理器212可处理(例如，格式化、编码、交织和码元映射)每个分组并生成数据码元，后者是数据的调制码元。处理器212还可处理导频(其为已知数据)以生成导频码元并且可将这些导频码元与数据码元多路复用。 TX空间处理器214可对数据和导频码元执行发射机空间处理并将T个输出码元流提供给T 个调制器/发射机(M0D/TMTR)216a到216t。每个调制器216可处理其输出码元流(例如， OFDM的)以生成输出码片流。每个发射机216可进一步调理(例如，转换至模拟、放大、滤波、及上变频)其输出码片以生成已调制信号。来自发射机216a到216t的T个已调制信号可各自从天线218a到218t被发射。在接收机250处，R个天线25 至252r可从发射机210接收到这T个已调制信号，并且每一天线252可将接收到的信号提供给各自的接收机(RCVR) 254。每个接收机254 可调理(例如，放大、滤波、下变频和数字化)其收到信号以获得采样并可将这些采样提供给相关联的解调器(DEMOD) 256和捕获处理器沈0。捕获处理器260可接收并处理来自所有 R个接收机25 到254r的采样以检测分组，以确定每个分组的时基和频率等。每个解调器 256可处理器其采样以去除频率误差并且可进一步处理经频率校正的采样(例如，OFDM的) 以获得收到码元。MIMO检测器262可处理收到码元以推导从发射机210到接收机250的信道响应的估计。MIMO检测器262还可用此信道估计对所有R个天线的收到码元执行MIMO 检测并提供数据码元估计，这些数据码元估计是由接入点110传送的数据码元的估计。RX 数据处理器264可随后处理(例如，码元映射、解交织、及解码)数据码元估计，并向数据阱 (未示出)和/或控制器/处理器270提供经解码的数据。控制器/处理器220和270可各自控制发射机210和接收机250处的操作。存储器222和272可各自存储供发射机210和接收机250使用的数据和程序代码。IEEE 802. lla/g利用将系统带宽分成K = 64个副载波的副载波结构，这些副载波被指派索引-32到+31。这总共64个副载波包括索引为士 {1，…，6，8，…，20，22，-,26} 的48个数据载波以及索引为士 {7，21}的四个导频副载波。索引为0的DC副载波以及其余副载波未被使用。在1999年9月的公开可获得的题为“Part 11 =Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications :High_speed Physical Layer in the 5GHz Band (第11部分无线LAN媒体接入控制(MAC)和物理层(PHY)规范5GHz频带中的高速物理层)，，的IEEE标准802. Ila中描述了这种副载波结构。IEEE 802. Iln利用总共具有64个副载波的副载波结构，这64个副载波包括索引为士 {1，…，6， 8，-,20,22, -,28}的52个数据副载波和索引为±{7,21}的四个导频副载波。在IEEE 802.11中，媒体接入控制(MAC)层将数据处理成MAC协议数据单元 (MPDU)。物理层汇聚协议(PLCP)随后处理称为PLCP服务数据单元(PSDU)的每个MPDU，以生成PLCP协议数据单元(PPDU)。物理层随后处理每个PPDU以生成帧，后者经由无线信号来传送。帧也可称为分组。图3示出了用在IEEE 802. lla/g中的帧/分组结构。在物理层(PHY)，数据被处理并以帧/分组的形式被传送。每个分组300包括PLCP前同步码310、PLCP报头320、PSDU 330、和报尾340。PSDU 330携带分组300的话务数据并具有可变长度。报尾340包括六个拖尾比特以及填充比特——如果需要的话。PLCP前同步码310包括记为、到t1(1的十个短训练码元，继之以对长训练码元的保护区间、以及进一步继之以记为T1和T2的两个长训练码元。这十个短训练码元在两个 OFDM码元周期里被发送。该保护区间和两个长训练码元也在两个OFDM码元周期里被发送。 在IEEE 802. lla/g中，每个OFDM码元周期是4微秒(μ s)。这些短训练码元是通过将12个具体调制码元映射到12个具体载波、将零信号值映射到其余52个副载波、并且对总共64个码元执行64点快速傅里叶变换(FFT)以获得64 个时域采样来生成的。这12个调制码元被映射到频域中彼此相隔四个副载波的倍数的12 个副载波。这导致该64个时域采样是周期性的且由四个相同序列构成，并且每个序列包括记为C1到C16的16个采样。每个短训练码元是一个16采样的序列。最后的短训练码元可被倒转以改善接收机250对时间原点的检出(未在IEEE 802. lla/g中规定且未在图3中示出)。这十个短训练码元包括总共160个采样。这些长训练码元是通过将52个具体调制码元映射到52个具体载波、将零信号值映射到其余12个副载波、并且对总共64个码元执行64点FFT以获得记为Z1到Z64的64个时域采样来生成的。该保护区间包括此FFT输出的最后32个采样^3到^4。每个长训练码元是一个64采样的序列。这T个发射天线的保护区间和长训练码元可被循环移位不同的量以改善分集。这两个长训练码元和该保护区间包括总共160个采样。在IEEE 802.11a/ g文献中描述了这些短和长训练码元。接收机250可能并不先验地知晓何时以及哪些发射机将是在发射。不同的发射机可能具有不同的基准时钟频率并且由此相对于接收机250的时基和频率而言可能具有不同的时基和/或频率偏移。接收机250可在其通电时持续地检测来自发射机的分组。接收机250可独立地捕获每个分组，因为每个分组的发射源和频率可能不是已知的。接收机250 可对每个分组执行以下动作 分组检测-检测分组的存在， 分组开始的检测-检测分组的开始， 粗频率估计-估计粗频率误差， 细频率估计和校正-估计和校正分组的采样中的细频率误差，·自动增益控制(AGC)-基于收到功率调节接收机增益，以及 分组结束的检测-检测分组的结束。
这些任务的每一个可按如下描述执行。接收机250可基于每个分组的PLCP报头中的短和长训练码元执行检测和捕获。 尽可能快速且准确地检测分组的存在是可取的，如此可有更多的时间对其它任务可用。到 PLCP报头的开始前为止校正掉任何频率误差也是可取的，如此PLCP报头就能被可靠地解调。接收机250可基于延迟-乘法-积分技术来执行分组检测。对于这种技术，在N 采样的窗口上的延迟-乘法-积分运算可给为
权利要求
1.一种装置，包括处理器，其被配置成基于采样窗口来确定第一检测值，对多个采样中的每一个确定第二检测值，以及基于所述第一检测值和所述多个采样的第二检测值确定分组的开始；以及耦合至所述处理器的存储器。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成对所述采样窗口执行延迟-乘法-积分来获得所述第一检测值，以及执行滑动的延迟-乘法-积分来对所述多个采样中的每一个获得所述第二检测值。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述用于推导第一检测值的采样窗口早于用来推导每个第二检测值的采样。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成基于所述第一检测值和所述第二检测值来计算度量值，以及基于所述度量值和阈值来确定所述分组的开始。
5.一种方法，包括基于采样窗口来确定第一检测值；对多个采样中的每一个确定第二检测值；以及基于所述第一检测值和所述多个采样的第二检测值来确定分组的开始。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定分组的开始包括基于所述第一检测值和所述第二检测值来计算度量值，以及基于所述度量值和阈值来确定所述分组的开始。
7.一种装置，包括处理器，其被配置成对分组推导粗频率误差估计，对所述分组推导细频率误差估计，基于所述粗和细频率误差估计来对所述分组推导频率校正值，以及基于所述频率校正值来校正所述分组的采样的频率；以及耦合至所述处理器的存储器。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成对第一多个采样执行延迟-乘法-积分以获得至少一个第一检测值，基于所述至少一个第一检测值来推导所述粗频率误差估计，对第二多个采样执行延迟-乘法-积分以获得第二检测值，以及基于所述第二检测值来推导所述细频率误差估计。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成以第一延迟来执行延迟-乘法-积分以获得所述至少一个第一检测值，以及以第二延迟来执行延迟-乘法-积分以获得所述第二检测值，所述第二延迟大于所述第一延迟。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成使用所述粗频率误差估计来解决所述细频率误差估计中的相位多义性。
11.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成基于所述粗频率误差估计来获得第一相位值，基于所述细频率误差估计来获得第二相位值，使用所述第一相位值来解决所述第二相位值中的多义性，以及提供解决了所述多义性的第二相位值作为所述频率校正值。
12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一多个采样包括短训练码元的采样，并且其中所述第二多个采样包括长训练码元的采样。
13.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一和第二多个采样各自包括短训练码元的采样。
14.一种方法，包括 对分组推导粗频率误差估计； 对所述分组推导细频率误差估计；基于所述粗和细频率误差估计来对所述分组推导频率校正值；以及基于所述频率校正值来校正所述分组的采样的频率。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述推导粗频率误差估计包括 对第一多个采样执行延迟-乘法-积分以获得至少一个第一检测值，以及基于所述至少一个第一检测值来推导所述粗频率误差估计，并且其中所述推导细频率误差估计包括对第二多个采样执行延迟-乘法-积分以获得第二检测值，以及基于所述第二检测值来推导所述细频率误差估计。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述推导频率校正值包括 使用所述粗频率误差估计来解决所述细频率误差估计中的相位多义性。
17.一种装置，包括处理器，其被配置成对多个码元周期中的每一个确定检测值，以及基于所述多个码元周期的检测值来检测分组的结束；以及耦合至所述处理器的存储器。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成通过将码元周期中的保护区间与相对应的有用部分相关来确定每个码元周期的所述检测值。
19.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成基于一直到当前码元周期为止的S个码元周期的S个检测值的平均来对每个码元周期确定阈值，其中S为1 或更大，并且基于所述多个码元周期的所述检测值和阈值来检测所述分组的结束。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成将每个码元周期中的所述检测值比对所述阈值，在于其中所述检测值小于所述阈值的码元周期之后冻结所述阈值，以及在下一码元周期的所述检测值小于所述阈值的情况下声明所述分组的结束。
21.一种方法，包括对多个码元周期中的每一个确定检测值；以及基于所述多个码元周期的检测值来检测分组的结束。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述检测分组的结束包括基于一直到当前码元周期为止的S个码元周期的S个检测值的平均来对每个码元周期确定阈值，其中S为1或更大，以及基于所述多个码元周期的所述检测值和阈值来检测所述分组的结束。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述检测分组的结束包括 将每个码元周期中的所述检测值比对所述阈值，在于其中所述检测值小于所述阈值的码元周期之后冻结所述阈值，以及在下一码元周期的所述检测值小于所述阈值的情况下声明所述分组的结束。
24.—种装置，包括处理器，其被配置成基于第一多个采样确定第一检测值，基于所述第一多个采样确定功率值，基于所述第一检测值和所述功率值确定分组是否存在，基于第二多个采样确定第二检测值，以及基于所述第一和第二检测值确定所述分组的开始；以及耦合至所述处理器的存储器。
25.如权利要求M所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成基于第三多个采样确定第三检测值，以及基于所述第一和第三检测值估计所述分组的频率误差。
26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成基于第四多个采样确定第四检测值，以及基于所述第四检测值确定所述分组的结束。
27.一种方法，包括基于第一多个采样确定第一检测值；基于所述第一多个采样确定功率值；基于所述第一检测值和所述功率值确定分组是否存在。基于第二多个采样确定第二检测值；基于所述第一和第二检测值确定所述分组的开始。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，还包括 基于第三多个采样确定第三检测值；以及基于所述第一和第三检测值确定所述分组的频率误差。
29.如权利要求观所述的方法，其特征在于，还包括 基于第四多个采样确定第四检测值；以及基于所述第四检测值确定所述分组的结束。
全文摘要
描述了用于执行分组捕获的技术。第一检测值可基于第一多个采样来确定，例如，通过对这些采样执行延迟-乘法-积分来确定。功率值可基于这第一多个采样来确定，例如，通过对这些采样执行乘法-积分来确定。第一检测值可被取平均以获得平均检测值。功率值也可被取平均以获得平均功率值。可基于平均检测值和平均功率值来确定分组是否存在。第二检测值可基于第二多个采样来确定。可基于第一和第二检测值来确定分组的开始。第三检测值可基于第三多个采样来确定。分组的频率误差可基于第一和第三检测值来确定。
文档编号H04W52/42GK102281226SQ20111021296
公开日2011年12月14日 申请日期2007年5月22日 优先权日2006年5月22日
发明者J·R·沃尔顿, J·W·凯淳, M·S·华莱仕, S·J·霍华德 申请人:高通股份有限公司