专利名称：时分多址介质访问控制的制作方法
技术领域：
本发明总的来说涉及通信系统，更具体地，本发明涉及单用户、多用户、多址接入和/或MIMO无线通信内的多个无线通信装置的协调和操作。
背景技术：
已知通信系统支持无线和/或有线通信装置之间的无线和有线通信。这种通信系统涵盖了从国内和/或国际蜂窝电话系统到互联网点对点家用无线网络的范围。各种类型的通信系统根据一种以上通信标准来构造，并由此来工作。例如，无线通信系统可根据一种以上标准来工作，这些标准包括但不限于IEEE802. llx、蓝牙、高级移动电话业务(AMPS)、数字AMPS、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、本地多点式分布系统(LMDS)、多信道多点分布系统(MMDS)和/或它们的变形。根据无线通信系统的类型，无线通信装置(诸如蜂窝电话、双向无线电设备、个人数字助理(PDA)、个人计算机(PC)、膝上型电脑、家用娱乐设备等)与其他无线通信装置直接或间接通信。对于直接通信(也称为点对点通信)，所参与的无线通信装置将其接收器和发送器调谐至相同的单个或多个信道(例如，无线通信系统的多个射频(RF)载波中的一个)，并经由该信道通信。对于间接无线通信，各无线通信装置经由所分配的信道直接与关联基站(例如，对于蜂窝式服务)和/或关联接入点(例如，对于家庭或楼宇无线网络)通信。为实现无线通信装置之间的通信连接，关联基站和/或关联接入点经由系统控制器、经由公共交换电话网络、经由互联网和/或经由某个其他广域网彼此直接通信。关于参与无线通信的每个无线通信装置，它包括内置无线电收发器(即，接收器和发送器)，或者是耦接至关联无线电收发器(例如，用于家庭和/或楼宇无线通信网络的基站、RF调制解调器等)。众所周知，接收器耦接至天线，且包括低噪声放大器、一个以上中频级、滤波级和数据恢复级。低噪声放大器经由天线接收入站RF信号，并将其放大。一个以上中频级将放大后的RF信号与一个以上本机振荡混频，以将放大后的RF信号转换为基带信号或中频(IF)信号。滤波级对基带信号或IF信号滤波，以衰减不想要的带外信号来产生滤波后的信号。数据恢复级根据具体的无线通信标准由滤波后的信号恢复出原始数据。同样众所周知，发送器包括数据调制级、一个以上中频级和功率放大器。数据调制级根据具体的无线通信标准将原始数据转换为基带信号。一个以上中频级将基带信号与一个以上本机振荡混频，以产生RF信号。在经由天线发送之前，功率放大器放大RF信号。通常，发送器将包括一个用于发送RF信号的天线，该RF信号被接收器的单个天线或多个天线(可选择地，天线(antennas ))接收。当接收器包括两个以上天线时，接收器将选择它们中的一个来接收到来的RF信号。在该情况下，即使接收器包括被用作分集天线(即，选择它们中的一个来接收到来的RF信号)的多个天线，发送器与接收器之间的无线通信也是单输出单输入(SISO)通信。对于SISO无线通信，收发器包括一个发送器和一个接收器。目前，大多数属于 IEEE802. 11、IEEE802. 11a、IEEE802.1lb 或 IEEE802.1lg 的无线局域网(WLAN)均采用SISO无线通信。其他类型的无线通信包括单输入多输出(SM0)、多输入单输出(MISO)和多输入多输出(MM0)。在SMO无线通信中，单个发送器将数据处理成射频信号，该射频信号被发送至接收器。接收器包括两个以上天线和两条以上接收通路。每个天线接收RF信号，并将其提供给相应的接收通路(例如，LNA、向下转换模块、滤波器和ADC)。每条接收通路处理接收到的RF信号，以产生数字信号，该数字信号被合成并随后被处理以重现所发送的数据。对于多输入单输出(MISO)无线通信，发送器包括两条以上发射通路(例如，数模转换器、滤波器、向上转换模块和功率放大器)，其各自将基带信号的相应部分转换为RF信号， 该RF信号经由相应天线被发送至接收器。接收器包括单条接收通路，该接收通路从发送器接收多个RF信号。在该情况下，接收器使用波束成形来将多个RF信号合成为一个信号用于处理。对于多输入多输出(MIMO)无线通信，发送器和接收器各自包括多条通路。在该通信中，发送器使用空间和时间编码函数来并行处理数据，以产生两个以上数据流。发送器包括多条发射通路，以将各数据流转换为多个RF信号。接收器经由多条接收通路来接收多个RF信号，该多条接收通路利用空间和时间解码函数来重现数据流。重现出的数据流被合成并随后被处理以恢复原始数据。对于各种类型的无线通信(例如，SIS0、MIS0、SM0和MM0)，将期望使用一种以上类型的无线通信来增强WLAN内的数据吞吐量。例如，与SISO通信相比，用MMO通信可实现高数据速率。然而，大多数WLAN包括传统无线通信装置(即，符合无线通信标准的旧版本的装置)。为此，能进行MMO无线通信的发送器也应向后兼容传统装置，以便在大多数现有WLAN中发挥作用。因此，存在对能具有高数据吞吐量并能向后兼容传统装置的WLAN装置的需求。
发明内容
本发明提供了一种设备，包括基带处理模块，其用于根据时分多址(TDMA)信令来生成公告或分配帧以引导从多个智能仪表站(SMSTA)向该设备的信号发送，其中，公告或分配帧将多个SMSTA划分为多个组，并指示多个服务期(SP)，在多个服务期期间，多个组分别进行通信介质访问以向该设备发送与其相关联的检测和测量相关数据中的至少一个；以及无线电设备，其用于发送包括公告或分配帧的信号至多个SMSTA ;在多个SP中的第一SP期间，从多个组中的第一组的至少一个SMSTA接收至少一个第一通信；以及在多个SP中的第二 SP期间，从多个组中的第二组的至少一个SMSTA接收至少一个第二通信。上述设备中，在根据TDMA信令的第一时间处或者在根据TDMA信令的第一时间期间，由多个组中的第一组的至少一个SMSTA根据第一工作模式进行通信介质访问；以及在根据TDMA信令的第二时间处或者在根据TDMA信令的第二时间期间，由多个组中的第二组的至少一个SMSTA根据第二工作模式进行通信介质访问。上述设备中，第一工作模式和第二工作模式中的至少一个是增强型分布式信道访问(EDCA)、轮询、调度或载波检测多址/冲突避免(CSMA/CA)。上述设备中，多个SMSTA中的至少一个包括在多个组的第一组和多个组的第二组中的每一个内。上述设备是接入点(AP);以及上述设备支持与多个SMSTA的通信，且还支持与至少一个无线站(STA)的通信。本发明还提供了一种设备，包括基带处理模块，其用于根据时分多址(TDMA)信令来生成公告或分配帧以引导从多个智能仪表站(SMSTA)向该设备的信号发送；以及无线 电设备，其用于发送包括公告或分配帧的信号至多个SMSTA ;以及从多个SMSTA中的至少一个接收至少一个附加信号。上述设备中，公告或分配帧将多个SMSTA划分为多个组；无线电设备在根据TDMA信令的第一时间处或者在根据TDMA信令的第一时间期间，从多个组中的第一组的至少一个SMSTA接收至少一个第一通信；以及无线电设备在根据TDMA信令的第二时间处或者在根据TDMA信令的第二时间期间，从多个组中的第二组的至少一个SMSTA接收至少一个第二通f目。上述设备中，公告或分配帧将多个SMSTA划分为多个组；在根据TDMA信令的第一时间处或者在根据TDMA信令的第一时间期间，由多个组中的第一组的至少一个SMSTA根据第一工作模式进行通信介质访问；以及在根据TDMA信令的第二时间处或者在根据TDMA信令的第二时间期间，由多个组中的第二组的至少一个SMSTA根据第二工作模式进行通信介质访问。上述设备中，第一工作模式和第二工作模式中的至少一个是增强型分布式信道访问(EDCA)、轮询、调度或载波检测多址/冲突避免(CSMA/CA)。上述设备中，公告或分配帧将多个SMSTA划分为多个组，并指示多个服务期(SP)，在多个服务期期间，多个组分别进行通信介质访问以向该设备发送与其相关联的检测和测量相关数据中的至少一个；多个组中的第一组在多个SP中的第一 SP期间进行通信介质访问；以及多个组中的第二组在多个SP中的第二 SP期间进行通信介质访问。上述设备中，公告或分配帧指示至少一个第一服务期(SP)，在第一服务期期间，多个SMSTA中的至少一个进行通信介质访问；以及基带处理模块基于与至少一个第一 SP相关联的先前的历史、操作和环境条件中的至少一个来生成至少一个附加公告或分配帧，以指示至少一个第二 SP，在第二 SP期间，多个SMSTA中的该至少一个SMSTA或多个SMSTA中的至少一个其他SMSTA进行通信介质访问。上述设备中，公告或分配帧将多个SMSTA划分为多个组；以及多个SMSTA中的至少一个包括在多个组的第一组和多个组的第二组中的每一个内。上述设备是接入点(AP)；以及上述设备支持与多个SMSTA的通信，且还支持与至少一个无线站(STA)的通信。本发明提供了一种用于操作通信装置的方法，该方法包括根据时分多址(TDMA)信令来生成公告或分配帧，以引导从多个智能仪表站(SMSTA)向该装置的信号发送；操作通信装置的无线电设备来发送包括公告或分配帧的信号至多个SMSTA ;以及操作通信装置的无线电设备以从多个SMSTA中的至少一个接收至少一个附加信号。上述方法还包括经由公告或分配帧，将多个SMSTA划分为多个组；操作无线电设备，以在根据TDMA信令的第一时间处或者在根据TDMA信令的第一时间期间从多个组中的第一组的至少一个SMSTA接收至少一个第一通信；以及操作无线电设备，以在根据TDMA信令的第二时间处或者在根据TDMA信令的第二时间期间从多个组中的第二组的至少一个SMSTA接收至少一个第二通信。上述方法还包括经由公告或分配帧，将多个SMSTA划分为多个组；多个组中的第一组的至少一个SMSTA在根据TDMA信令的第一时间处或者在根据TDMA信令的第一时间期间，根据第一工作模式进行通信介质访问；以及多个组中的第二组的至少一个SMSTA在根据TDMA信令的第二时间处或者在根据TDMA信令的第二时间期间，根据第二工作模式进行通信介质访问，其中，第一工作模式和第二工作模式中的至少一个是增强型分布式信道访问(EDCA)、轮询、调度或载波检测多址/冲突避免(CSMA/CA)。
上述方法还包括经由公告或分配帧，将多个SMSTA划分为多个组，并指示多个服务期(SP)，在多个服务期期间，多个组分别进行通信介质访问以向通信装置发送与其相关联的检测和测量相关数据中的至少一个；多个组中的第一组在多个SP中的第一 SP期间进行通信介质访问；以及多个组中的第二组在多个SP中的第二 SP期间进行通信介质访问。上述方法还包括经由公告或分配帧，指示至少一个第一服务期(SP)，在第一服务期期间，多个SMSTA中的至少一个进行通信介质访问；以及基于与至少一个第一 SP相关联的先前的历史、操作和环境条件中的至少一个来生成至少一个附加公告或分配帧，以指示至少一个第二 SP，在第二 SP期间，多个SMSTA中的该至少一个SMSTA或多个SMSTA中的至少一个其他SMSTA进行通信介质访问。上述方法还包括经由公告或分配帧，将多个SMSTA划分为多个组，其中，多个SMSTA中的至少一个包括在多个组的第一组和多个组的第二组中的每一个内。上述方法中，通信装置是接入点(AP);且该方法还包括操作该AP，以支持与多个SMSTA的通信且还支持与至少一个无线站(STA)的通信。
图1是示出无线通信系统的实施方式的示意图。图2是示出无线通信装置的实施方式的示意图。图3是示出射频(RF)发送器的实施方式的示意图。图4是示出RF接收器的实施方式的示意图。图5是示出用于数据的基带处理的方法的实施方式的示意图。图6是示出进一步定义图5的步骤120的方法的实施方式的示意图。图7至图9是示出用于编码加扰数据的各种实施方式的示意图。图1OA和图1OB是示出无线电发送器的实施方式的示意图。图1lA和图1lB是示出无线电接收器的实施方式的示意图。图12是示出根据本发明一种以上不同方面和/或实施方式来工作的接入点(AP)和多个无线局域网(WLAN)装置的实施方式的示意图。图13是示出可用于支持与至少一个其他无线通信装置通信的无线通信装置和集群的实施方式的示意图。图14示出了在包括建筑物或构筑物的环境中不同位置处实施的多个无线通信装置的实施方式。图15示出了在车辆环境中不同位置处实施的多个无线通信装置的实施方式。图16示出了在遍及广泛分布的工业环境中的不同位置处实施的多个无线通信装置的实施方式。图17示出了其中包括多个无线通信装置的无线通信系统的实施方式。图18示出了其中包括多个无线通信装置的无线通信系统的可替代实施方式。图19示出了各种无线通信装置内可在介质访问控制(MAC)层实现的时分多址 (TDMA)操作的实施方式。图20示出了各种无线通信装置内可在MAC层实现的对多个相应的频率、其频谱、信道和/或集群的TDMA操作的实施方式。图21示出了用于无线通信系统内的各种无线通信装置的多个服务期(SP)的实施方式。图22示出了用于无线通信系统内的各种无线通信装置的多个SP的可替代实施方式。图23示出了用于无线通信系统内的各种无线通信装置的TDMA终止的实施方式。图24、图25、图26、图27和图28示出了由一个以上通信装置执行的方法的各种实施方式。
具体实施例方式图1是示出无线通信系统10的实施方式的示意图，该无线通信系统10包括多个基站和/或接入点12-16、多个无线通信装置18-32以及网络硬件组件34。无线通信装置18-32可以是膝上型主机电脑18和26、个人数字助理主机20和30、个人计算机主机24和32和/或蜂窝电话主机22和28。参照图2更详细地描述该无线通信装置的实施方式的细节。基站(BS)或接入点(AP) 12-16经由局域网连接36、38和40可操作地耦接至网络硬件34。网络硬件34 (其可以是路由器、交换机、桥接器、调制解调器、系统控制器等)为通信系统10提供广域网连接42。各基站或接入点12-16具有关联天线或天线阵列，以在其区域内与无线通信装置通信。通常，无线通信装置与特定基站或接入点12-16注册，以从通信系统10接收服务。对于直接连接(即，点对点通信)，无线通信装置经由所分配的信道直接通信。通常，基站被用于蜂窝电话系统(例如，高级移动电话服务(AMPS)、数字AMPS、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、本地多点式分布系统(LMDS )、多信道多点分布系统(MMDS )、增强型数据速率GSM演进(EDGE )、通用分组无线业务(GPRS )、高速下行链路分组接入(HSDPA)、高速上行链路分组接入(HSUPA)和/或它们的变形)以及相似类型的系统，而接入点被用于家庭或楼宇无线网络(例如，IEEE802. 11、蓝牙、紫蜂(ZigBee)、任何其他类型的基于射频的网络协议和/或它们的变形)。不考虑通信系统的具体类型，各无线通信装置均包括内置无线电设备和/或耦接至无线电设备。这种无线通信装置可根据如本文所给出的本发明的各个方面来工作，以增强性能、降低成本、减小尺寸和/或增强宽带应用。图2是示出包括主机装置18-32和相关联的无线电设备60的无线通信装置的实施方式的示意图。对于蜂窝电话主机，无线电设备60是内置组件。对于个人数字助理主机、膝上型主机和/或个人计算机主机，无线电设备60可以是内置或外部耦接组件。对于接入点或基站，组件通常封装在单个结构中。如图所示，主机装置18-32包括处理模块50、存储器52、无线电接口 54、输入接口58和输出接口 56。处理模块50和存储器52执行通常由主机装置执行的相应指令。例如，对于蜂窝电话主机装置，处理模块50根据具体的蜂窝电话标准来执行相应通信功能。无线电接口 54允许从无线电设备60接收数据以及向无线电设备60发送数据。对于从无线电设备60接收到的数据(例如，入站数据)，无线电接口 54将数据提供给处理模块50用于进一步处理和/或路由至输出接口 56。输出接口 56提供与输出显示装置(诸如 显示器、监视器、扬声器等)的连接，使得可以显示接收到的数据。无线电接口 54还从处理模块50向无线电设备60提供数据。处理模块50可经由输入接口 58从输入装置(诸如键盘、小键盘、麦克风等)接收出站数据，或者自身生成数据。对于经由输入接口 58接收到的数据，处理模块50可对该数据执行相应主机功能和/或经由无线电接口 54将其路由至无线电设备60。无线电设备60包括主机接口 62、基带处理模块64、存储器66、多个射频(RF)发送器68-72、发送/接收(T/R)模块74、多个天线82-86、多个RF接收器76-80和本机振荡模块100。基带处理模块64与存储在存储器66中的操作指令相结合，分别执行数字接收功能和数字发送功能。正如将参照图1lB更详细描述的那样，数字接收功能包括但不限于数字中频向基带的转换、解调、星座解映射、解码、解交织、快速傅立叶变换、循环前缀移除、空间和时间解码和/或解扰。正如将参照后续图更详细描述的那样，数字发送功能包括但不限于加扰、编码、交织、星座映射、调制、快速傅立叶逆变换、循环前缀添加、空间和时间编码和/或数字基带向IF的转换。基带处理模块64可使用一个以上处理装置来实施。该处理装置可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑器件、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或基于操作指令来操纵信号(模拟和/或数字)的任何装置。存储器66可以是单个存储器装置或多个存储器装置。该存储器装置可以是只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存和/或存储数字信息的任何装置。注意，当处理模块64经由状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路来实现其一个以上功能时，存储相应操作指令的存储器内嵌有包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路。工作时，无线电设备60经由主机接口 62从主机装置接收出站数据88。基带处理模块64接收出站数据88，并基于模式选择信号102来产生一个以上出站符号流90。模式选择信号102将指示如模式选择表所示的具体模式，该模式选择表在详细讨论的末尾给出。例如，参照表1，模式选择信号102可指示2. 4GHz或5GHz的频带、20MHz或22MHz的信道带宽(例如，20MHz或22MHz宽度的信道)和每秒54兆比特的最大比特率。在其他实施方式中，信道带宽可扩展至高达1. 28GHz或更宽，且支持的最大比特率扩展至每秒I兆比特或更大。在该一般范畴中，模式选择信号还将指示范围从每秒I兆比特到每秒54兆比特的特定码率。此外，模式选择信号将指示调制的具体类型，其包括但不限于巴克码调制(BarkerCode Modulation)、BPSK、QPSK、CCK、16QAM 和 / 或 64QAM。再如表 I 所示，提供了码率以及每个子载波的码位数(NBPSC)、每个OFDM符号的码位数(NCBPS)、每个OFDM符号的数据位数(NDBPS)。模式选择信号还可指示表2所示的对有关表I中信息的相应模式的特定信道化。如图所示，表2包括信道数及相应中心频率。模式选择信号还可指示表3所示的有关表I的功率谱密度掩码值。可替代地，模式选择信号可指示具有5GHz频带、20MHz信道带宽和每秒54兆比特的最大比特率的表4中的码率。若这是特定模式选择，则信道化在表5中示出。作为另一选择，模式选择信号102可指示2. 4GHz频带、20MHz信道和每秒192兆比特的最大比特率，如表6所示。表6中，可利用多个天线来实现更高比特率。在该情况下，模式选择还将指示要利用的天线数。表7示出了对表6的设置的信道化。表8示出了又一模式选择，其中，频带为2. 4GHz，信道带宽为20MHz，以及最大比特率为每秒192兆比特。相应的表8包括利用所示2-4个天线和空间时间编码比率的范围从每秒12兆比特到每秒216兆比特的各种比特率。表9示出了对表8的信道化。模式选择信号102还可指示如表10所 示的具体工作模式，该工作模式对应于5GHz频带，其具有40MHz频带、具有40MHz信道和每秒486兆比特的最大比特率。如表10所示,利用1-4个天线和相应的空间时间编码比率，比特率可在从每秒13. 5兆比特到每秒486兆比特的范围内。表10还示出了具体的调制方案、编码比率和NBPSC值。表11提供了有关表10的功率谱密度掩码，以及表12提供了对表10的信道化。当然，需要注意，在不脱离本发明的范围和思想的前提下，其他实施方式中可采用具有不同带宽的其他类型的信道。例如可替代地，诸如根据IEEE任务组ac(TGac VHTL6)，可采用各种其他信道，诸如具有80MHz、120MHz和/或160MHz带宽的信道。基带处理模块64基于模式选择信号102根据输出数据88产生一个以上出站符号流90，如将参照图5至图9进一步描述的那样。例如，若模式选择信号102指示针对已选择的具体模式利用单个发射天线，则基带处理模块64将产生单个出站符号流90。可替代地，若模式选择信号指示2个、3个或4个天线，则基带处理模块64将根据输出数据88来产生对应于天线数量的2个、3个或4个出站符号流90。根据由基带模块64产生的出站流90的数量，将启用相应数量的RF发送器68_72来将出站符号流90转换为出站RF信号92。将参照图3进一步描述RF发送器68-72的实现。发送/接收模块74接收出站RF信号92，并将各出站RF信号提供给相应天线82-86。当无线电设备60处于接收模式时，发送/接收模块74经由天线82-86来接收一个以上入站RF信号。T/R模块74将入站RF信号94提供给一个以上RF接收器76-80。RF接收器76-80 (将参照图4更详细描述)将入站RF信号94转换为相应数量的入站符号流96。入站符号流96的数量将对应于接收数据的具体模式(如上所述，该模式可以是表I至表12所示模式中的任何一个)。基带处理模块64接收入站符号流96，并将其转换为入站数据98，该入站数据98经由主机接口 62被提供给主机装置18-32。在无线电设备60的一种实施方式中，它包括发送器和接收器。发送器可包括MAC模块、PLCP模块和PMD模块。介质访问控制(MAC)模块(其可用处理模块64实现)可操作地耦接为根据WLAN协议将MAC服务数据单元(MSDU)转换为MAC协议数据单元(MPDU)。物理层会聚程序(PLCP)模块(其可在处理模块64中实施)可操作地耦接为根据WLAN协议将MPDU转换为PLCP协议数据单元(prou)。物理介质相关(PMD)模块可操作地耦接为根据多个WLAN协议的工作模式中的一个将PPDU转换为多个射频(RF)信号，其中，多个工作模式包括多输入和多输出组合。物理介质相关(PMD)模块(将参照图1OA和图1OB更详细描述)的一种实施方式包括错误保护模块、解复用模块和多个直接转换模块。错误保护模块(其可在处理模块64中实施)可操作地耦接为重构PPDU (PLCP (物理层会聚程序)协议数据单元)以减少传输错误，从而产生错误保护数据。解复用模块可操作地耦接为将错误保护数据分成多个错误保护数据流。多个直接转换模块可操作地耦接为将多个错误保护数据流转换为多个射频(RF)信号。正如本领域普通技术人员将理解的那样，图2的无线通信装置可使用一个以上集成电路来实现。例如，主机装置可在一个集成电路上实现，基带处理模块64和存储器66可在第二集成电路上实现，以及无线电设备60的其余组件、少量天线82-86可在第三集成电 路上实现。作为一种可替代实例，无线电设备60可在单个集成电路上实现。作为又一实例，主机装置的处理模块50以及基带处理模块64可以是在单个集成电路上实现的共用处理器件。此外，存储器52和存储器66可在单个集成电路上和/或在与处理模块50和基带处理模块64的共用处理模块相同的集成电路上实现。图3是示出WLAN发送器的射频(RF)发送器68_72或RF前端的实施方式的示意图。RF发送器68-72包括数字滤波和上采样模块75、数模转换模块77、模拟滤波器79以及向上转换模块81、功率放大器83和RF滤波器85。数字滤波和上采样模块75接收出站符号流90中的一个并对其数字滤波，且随后将符号流速率上采样至期望速率来产生滤波后的符号流87。数模转换模块77将滤波后的符号87转换为模拟信号89。该模拟信号可包括同相分量和正交分量。模拟滤波器79对模拟信号89滤波来产生滤波后的模拟信号91。向上转换模块81(其可包括一对混频器和滤波器)将滤波后的模拟信号91与由本机振荡模块100产生的本机振荡93混频，以产生高频信号95。高频信号95的频率相当于出站RF信号92的频率。功率放大器83放大高频信号95，以产生放大后的高频信号97。RF滤波器85 (其可以是高频带通滤波器)对放大后的高频信号97滤波，以产生所期望的输出RF信号92。正如本领域普通技术人员将理解的那样，各射频发送器68-72将包括如图3所示的类似架构，且还包括关闭机制，使得当不需要特定的射频发送器时，射频发送器以其不产生干扰信号和/或噪声的这一方式停用。图4是示出RF接收器的实施方式的示意图。这可描述RF接收器76-80中的任何一个。在本实施方式中，各RF接收器76-80包括RF滤波器101、低噪声放大器(LNA) 103、可编程增益放大器(PGA)105、向下转换模块107、模拟滤波器109、模数转换模块111以及数字滤波和下采样模块113。RF滤波器101 (其可以是高频带通滤波器)接收入站RF信号94并对其滤波，以产生滤波后的入站RF信号。低噪声放大器103基于增益设定115来放大滤波后的入站RF信号94，并将放大后的信号提供给可编程增益放大器105。在将入站RF信号94提供给向下转换模块107之前，可编程增益放大器进一步放大入站RF信号94。向下转换模块107包括一对混频器、求和模块和滤波器，以将入站RF信号与由本机振荡模块提供的本机振荡(LO)混频，从而产生模拟基带信号。模拟滤波器109对模拟基带信号滤波，并将其提供给模数转换模块111，该模数转换模块111将其转换为数字信号。数字滤波和下采样模块113对数字信号滤波并随后调整采样率，以产生数字样本(对应于入站符号流96)。图5是示出用于数据的基带处理的方法的实施方式的示意图。该图示出了用于由基带处理模块64将出站数据88转换为一个以上出站符号流90的方法。该处理始于步骤110，在步骤110处，基带处理模块接收出站数据88和模式选择信号102。模式选择信号可指示如表I至表12所示的各种工作模式中的任何一个。该处理随后进行至步骤112，在步骤112处，基带处理模块根据伪随机序列对数据加扰，以产生加扰数据。注意，伪随机序列可由反馈移位寄存器用生成多项式S(x)=x7+x4+l来生成。该处理随后进行至步骤114，在步骤114处，基带处理模块基于模式选择信号来选择多个编码模式中的一个。随后该处理进行至步骤116，在步骤116处，基带处理模块根据所选择的编码模式来对加扰数据编码，以产生编码数据。可利用各种编码方案(例如，卷积编码、里德-所罗门(RS)编码、涡轮编码、涡轮网格编码调制(TTCM)编码、LDPC (低密度奇 偶校验)编码等)中的任何一种或多种来进行编码。该处理随后进行至步骤118，在步骤118处，基带处理模块基于模式选择信号来确定发射流数量。例如，模式选择信号将选择指示I个、2个、3个、4个或更多天线可被用于发射的具体模式。因此，发射流数量将相当于由模式选择信号指示的天线数量。该处理随后进行至步骤120，在步骤120处，基带处理模块根据模式选择信号中的发射流数量来将编码数据转换为符号流。该步骤将参照图6来更详细描述。图6是示出进一步定义图5的步骤120的方法的实施方式的示意图。该图示出了由基带处理模块执行的根据发射流数量和模式选择信号来将编码数据转换为符号流的方法。该处理始于步骤122，在步骤122处，基带处理模块将编码数据交织到信道的多个符号和子载波上，以产生交织数据。一般地，交织处理被设计为将编码数据分散到多个符号和发射流上。这允许接收器处的检测和错误校正能力的提高。在一种实施方式中，该交织处理将遵循针对向后兼容模式的IEEE 802. 111(a)或(g)标准。对于较高性能模式(例如，IEEE802. ll(n)),该交织也将在多个发射通路或发射流上进行。该处理随后进行至步骤124，在步骤124处，基带处理模块将交织数据解复用为许多并行交织数据流。并行流的数量相当于发射流的数量，发射流的数量反过来又相当于由正在利用的具体模式指示的天线数量。该处理随后进行至步骤126和128，其中，针对各并行交织数据流，基带处理模块均将交织数据映射成正交振幅调制(QAM)符号，以在步骤126处产生频域符号。在步骤128处，基带处理模块将频域符号转换为时域符号，这可利用快速傅立叶逆变换来进行。频域符号向时域符号的转换还可包括添加循环前缀，以允许在接收器处去除符号间的干扰。注意，在表I至表12的模式表中定义了快速傅立叶逆变换和循环前缀的长度。一般地，对于20MHz信道采用64点快速傅立叶逆变换，以及对于40MHz信道采用128点快速傅立叶逆变换。该处理随后进行至步骤130，在步骤130处，基带处理模块针对各并行交织数据流对时域符号进行空间和时间编码，以产生符号流。在一种实施方式中，可通过利用编码矩阵将并行交织数据流的时域符号空间和时间编码为相应数量的符号流来进行空间和时间编码。可替代地，可通过利用编码矩阵将M个并行交织数据流的时域符号空间和时间编码为P个符号流来进行空间和时间编码，其中，P=2M。在一种实施方式中，编码矩阵可包括以下形式
权利要求
1.一种设备，包括基带处理模块，其用于根据时分多址(TDMA)信令来生成公告或分配帧以引导从多个智能仪表站(SMSTA)向所述设备的信号发送，其中，所述公告或分配帧将所述多个SMSTA划分为多个组，并指示多个服务期(SP)，在所述多个服务期期间，所述多个组分别进行通信介质访问以向所述设备发送与其相关联的检测和测量相关数据中的至少一个；以及无线电设备，其用于发送包括所述公告或分配帧的信号至所述多个SMSTA ；在所述多个SP中的第一 SP期间，从所述多个组中的第一组的至少一个SMSTA接收至少一个第一通信；以及在所述多个SP中的第二 SP期间，从所述多个组中的第二组的至少一个SMSTA接收至少一个第二通信。
2.根据权利要求1所述的设备，其中在根据所述TDMA信令的第一时间处或者在根据所述TDMA信令的第一时间期间，由所述多个组中的第一组的至少一个SMSTA根据第一工作模式进行通信介质访问；以及在根据所述TDMA信令的第二时间处或者在根据所述TDMA信令的第二时间期间，由所述多个组中的第二组的至少一个SMSTA根据第二工作模式进行通信介质访问。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个SMSTA中的至少一个包括在所述多个组的第一组和所述多个组的第二组中的每一个内。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备是接入点(AP);以及所述设备支持与所述多个SMSTA的通信，且还支持与至少一个无线站(STA)的通信。
5.—种设备,包括基带处理模块，其用于根据时分多址(TDMA)信令来生成公告或分配帧以引导从多个智能仪表站(SMSTA)向所述设备的信号发送；以及无线电设备，其用于发送包括所述公告或分配帧的信号至所述多个SMSTA ;以及从所述多个SMSTA中的至少一个接收至少一个附加信号。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述公告或分配帧将所述多个SMSTA划分为多个组；所述无线电设备在根据所述TDMA信令的第一时间处或者在根据所述TDMA信令的第一时间期间，从所述多个组中的第一组的至少一个SMSTA接收至少一个第一通信；以及所述无线电设备在根据所述TDMA信令的第二时间处或者在根据所述TDMA信令的第二时间期间，从所述多个组中的第二组的至少一个SMSTA接收至少一个第二通信。
7.根据权利要求5所述的设备，其中所述公告或分配帧将所述多个SMSTA划分为多个组；在根据所述TDMA信令的第一时间处或者在根据所述TDMA信令的第一时间期间，由所述多个组中的第一组的至少一个SMSTA根据第一工作模式进行通信介质访问；以及在根据所述TDMA信令的第二时间处或者在根据所述TDMA信令的第二时间期间，由所述多个组中的第二组的至少一个SMSTA根据第二工作模式进行通信介质访问。
8.根据权利要求5所述的设备，其中所述公告或分配帧将所述多个SMSTA划分为多个组，并指示多个服务期(SP)，在所述多个服务期期间，所述多个组分别进行通信介质访问以向所述设备发送与其相关联的检测和测量相关数据中的至少一个；所述多个组中的第一组在所述多个SP中的第一 SP期间进行通信介质访问；以及所述多个组中的第二组在所述多个SP中的第二 SP期间进行通信介质访问。
9.根据权利要求5所述的设备，其中所述公告或分配帧指示至少一个第一服务期(SP)，在所述第一服务期期间，所述多个 SMSTA中的至少一个进行通信介质访问；以及所述基带处理模块基于与所述至少一个第一 SP相关联的先前的历史、操作和环境条件中的至少一个来生成至少一个附加公告或分配帧，以指示至少一个第二 SP，在所述第二 SP期间，所述多个SMSTA中的所述至少一个SMSTA或所述多个SMSTA中的至少一个其他 SMSTA进行通信介质访问。
10.一种用于操作通信装置的方法，该方法包括根据时分多址(TDMA)信令来生成公告或分配帧，以引导从多个智能仪表站(SMSTA)向所述装置的信号发送；操作所述通信装置的无线电设备来发送包括所述公告或分配帧的信号至所述多个 SMSTA ；以及操作所述通信装置的无线电设备以从所述多个SMSTA中的至少一个接收至少一个附加信号。
全文摘要
本发明提供了一种适用于单用户、多用户、多址接入和/或MIMO无线通信的时分多址(TDMA)介质访问控制(MAC)。各种通信系统可包括智能仪表站(SMSTA)和/或无线站(STA)。针对该通信装置进行适当协调以确保网络管理器或协调器(例如，接入点(AP))与SMSTA和/或STA之间的适当上行链路(和/或下行链路)通信。对于SMSTA，该通信装置唤醒和工作与睡眠(或在很低功率和/或功能状态下)的相对持续时间很重要。某些实施可包括相对大量的该通信装置(例如，10、100、1000或更多)，且使用TDMA信令(例如，包括不同的相应服务期(SP)、通信介质访问操作模式及其自适应等)的一种以上变形来进行去往/来自它们的该通信的适当协调和调度。
文档编号H04B7/26GK103023555SQ20121037616
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月26日 优先权日2011年9月26日
发明者佩曼·阿米尼, 马修·詹姆斯·菲舍尔 申请人:美国博通公司