CN1777130A - 多进多出无线通信的混合式前同步码 - Google Patents
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Abstract
一种为MIMO无线通信生成帧的前同步码的方法。根据旧版本无线通信协议为MIMO通信的第一发射天线的帧生成旧版本前同步码部分，其中旧版本前同步码部分至少包括第一训练序列和第二训练序列；根据MIMO无线通信协议为帧生成当前协议的前同步码部分。为MIMO通信的至少一个第二天线的帧生成循环移位的旧版本前同步码部分，其中循环移位的旧版本前同步码部分至少包括循环移位的第一训练序列和循环移位的第二训练序列，其中循环移位的第一训练序列相对第一训练序列时间移位旧版本前同步码部分的持续时间一片断，循环移位的第二训练序列相对第二训练序列时间移位旧版本前同步码部分的持续时间一片断，根据MIMO无线通信协议，为帧生成第二个当前协议前同步码部分。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信***，尤其涉及一种在无线局域网内支持多个无线通信协议的无线通信***。
背景技术
众所周知，通信***可支持无线和/或有线通信设备之间的无线和有线通信。这样的通信***从国内和/或国际蜂窝电话通信***到因特网到点对点的室内无线网络。每种通信***都是根据一个或多个通信标准进行构造并据此而运行的。例如，无线通信***可根据一个或多个标准运行，这些标准包括但不限于：IEEE802.11、蓝牙、高级移动电话服务(AMPS)、数字AMPS、全球移动通信***(GSM)、码分多址(CDMA)、本地多点分配***(LMDS)、多信道多点分配***(MMDS)、和/或其变化。
根据无线通信***的类型，一个无线通信设备，例如蜂窝电话、对讲机、个人数字助理(PDA)、个人电脑(PC)、膝上电脑、家庭娱乐设备等，可以直接或间接地与其它无线通信设备通信。对于直接通信(也称为点对点通信)，参与通信的无线通信设备将它们的接收器和发射器调到相同的信道(例如，无线通信***的多个射频(RF)载波中的一个)，并通过该信道通信。对于间接的无线通信，每个无线通信设备通过指定的信道直接与相关的基站(例如蜂窝服务基站)和/或相关的接入点(例如室内或建筑内的无线网络)通信。为了完成无线通信设备之间的通信，相关的基站和/或相关的接入点通过***控制器、通过公用电话交换网、通过因特网，和/或通过一些其它的广域网彼此直接通信。
对于每个参与无线通信的通信设备，都包括内置的无线收发器(也就是接收器和发射器)或者与相关的无线收发器(例如，室内和/或建筑内的无线通信网络站、RF调制解调器等)相连。如所知道的，发射器包括数据调制级、一个或多个中频级以及功率放大器。数据调制级根据特定的无线通信标准，将原始数据转换为基带信号。该一个或多个中频级将基带信号与一个或多个本振混合，以生成RF信号。在通过天线发射之前，功率放大器将RF信号放大。
还如所知道的，与天线相连的接收器包括低噪声放大器、一个或多个中频级、滤波级以及数据恢复级。低噪声放大器通过天线接收入站RF信号，然后将其放大。该一个或多个中频级将放大的RF信号与一个或多个本振混合，从而将放大的RF信号转换成基带信号或中频(IF)信号。滤波级对基带信号或IF信号滤波，以削弱不需要的带外信号，生成被滤波的信号。数据恢复级根据特定的无线通信标准，从被滤波的信号中恢复原始数据。
还如所知道的，无线通信设备在无线通信***中所遵从的标准是可变化的。例如，IEEE 802.11规范已经从IEEE 802.11进化至IEEE 802.11b，至IEEE802.11a，，至IEEE 802.11g，遵从IEEE 802.11b的无线通信设备可能会同遵从IEEE 802.11g的无线通信设备存在于相同的无线局域网(WLAN)中。作为另一个例子，遵从IEEE 802.11a的无线通信设备可能会同遵从IEEE 802.11g的无线通信设备存在于相同的无线局域网(WLAN)中。当旧版本设备(也就是，遵从较早版本标准的那些设备)与遵从较晚版本标准的设备存在于相同的WLAN中时，需要使用一种机制来确保旧版本设备知道何时较新版本的设备在使用无线信道，以避免冲突。
例如，与旧版本设备的向后兼容已经在物理(PHY)层(IEEE 802.11b的情况下)或介质访问控制(MAC)层(IEEE 802.11g的情况下)实现。在PHY层，通过再利用以前标准的PHY层前同步码来实现向后兼容。在这种情况下，旧版本设备将会解码所有信号的前同步码部分，这为确定在特定的时间段内无线信道是否在使用提供了足够的信息，因此即使旧版本设备不能完全解调和/或解码被传送的帧，也可以避免冲突。
在MAC层，通过强制遵从新版本标准的设备使用旧版本设备所用的模式或数据率来发送特殊的帧，从而实现与旧版本设备的向后兼容。例如，较新版本的设备可发送清除发送/请求发送(CTS/RTS)交换帧和/或清除发送至自身(CTS to self)帧，如IEEE 802.11g中所采用的。这些特殊的帧包含设定旧版本设备的NAV(网络分配矢量)的信息，使得这些设备知道无线信道何时被较新版本的设备使用。
相对于那些没有向后兼容且彼此独立使用的设备，现有的两种向后兼容的机制在性能上都有损失。
因此，需要一种能够在无线通信***内——包括无线局域网内，支持多种协议的的方法和设备。
发明内容
本发明涉及运行的设备和方法，该运行在以下的附图说明、具体实施方式和权利要求中做了进一步的描述。从以下参照附图做出的、对本发明的详细描述中，本发明的其它特征和优点将会变得明显。
根据本发明的一方面，提供一种为多入多出(MIMO)无线通信生成帧的前同步码的方法，该方法包括：
为MIMO通信的第一发射天线：
根据旧版本无线通信协议为帧生成旧版本前同步码部分，其中旧版本前同步码部分至少包括第一训练序列和第二训练序列；以及
根据MIMO无线通信协议为帧生成当前(current)协议的前同步码部分；
为MIMO通信的至少一个第二天线：
为帧生成循环移位的旧版本前同步码部分，其中循环移位的旧版本前同步码部分至少包括循环移位的第一训练序列和循环移位的第二训练序列，其中循环移位的第一训练序列是相对于第一训练序列时间移位旧版本前同步码部分的持续时间的一片断，其中，循环移位的第二训练序列是相对于第二训练序列时间移位旧版本前同步码部分的持续时间的一片断。
根据MIMO无线通信协议为帧生成第二当前协议前同步码部分。优选地，该方法还包括：
根据旧版本无线通信协议生成包括信号字段的旧版本前同步码部分；以及
根据旧版本无线通信协议生成包括第二信号字段的循环移位的旧版本前同步码部分。
优选地，该方法还包括：
根据旧版本无线通信协议生成包括信号字段的旧版本前同步码部分；以及
生成包括循环移位的信号字段的循环移位的旧版本前同步码部分，其中循环移位的信号字段是相对于信号字段时间移位旧版本前同步码部分的持续时间的一片断。
优选地，该方法还包括：
根据旧版本无线通信协议在第一和第二训练序列之间生成双重保护间隔；以及
根据旧版本无线通信协议在第一和第二循环移位的训练序列之间生成第二双重保护间隔。
优选地，当旧版本无线通信协议是IEEE 802.11a或IEEE 802.11g时，旧版本前同步码部分的持续时间片断包括以下中的至少一个：
正五十纳秒至正四百纳秒的范围；以及
负五十纳秒至负四百纳秒的范围。
优选地，该方法还包括：
包括短训练序列的第一训练序列；以及
包括长训练序列的第二训练序列。
根据本发明的特征，无线频率(RF)发射器包括：
基带处理模块，用以将出站数据转换成出站符号流；以及
发射器部分，用以将出站符号流转换成出站RF信号，其中基带处理模块用于：
为MIMO通信的第一发射天线：
根据旧版本无线通信协议为帧生成旧版本前同步码部分，其中旧版本前同步码部分至少包括第一训练序列和第二训练序列；以及
根据MIMO无线通信协议为帧生成当前协议的前同步码部分；为MIMO通信的至少一个第二天线：
为帧生成循环移位的旧版本前同步码部分，其中循环移位的旧版本前同步码部分至少包括循环移位的第一训练序列和循环移位的第二训练序列，其中循环移位的第一训练序列相对于第一训练序列时间移位旧版本前同步码部分的持续时间的一片断，其中，循环移位的第二训练序列是相对于第二训练序列时间移位旧版本前同步码部分的持续时间的一片断。
根据MIMO无线通信协议为帧生成第二当前协议前同步码部分。优选地，该发射器还包括：
根据旧版本无线通信协议生成包括信号字段的旧版本前同步码部分；以及
根据旧版本无线通信协议生成包括第二信号字段的循环移位的旧版本前同步码部分。
优选地，该发射器还包括：
根据旧版本无线通信协议生成包括信号字段的旧版本前同步码部分；以及
生成包括循环移位的信号字段的循环移位的旧版本前同步码部分，其中循环移位的信号字段是相对于信号字段时间移位旧版本前同步码部分的持续时间的一片断内。
优选地，该基带处理模块还能：
根据旧版本无线通信协议在第一和第二训练序列之间生成双重保护间隔；以及
根据旧版本无线通信协议在第一和第二循环移位的训练序列之间生成第二双重保护间隔。
优选地，当旧版本无线通信协议是IEEE 802.11a或IEEE 802.11g时，旧版本前同步码部分的持续时间片断包括以下中的至少一个：
正五十纳秒至正四百纳秒的范围；以及
负五十纳秒至负四百纳秒的范围。优选地，该发射器包括：
包括短训练序列的第一训练序列；以及
包括长训练序列的第二训练序列。
附图说明
图1是根据本发明的无线通信***的示意框图。
图2是根据本发明的无线通信设备的示意框图。
图3是根据本发明的另一无线通信设备的示意框图。
图4是根据本发明的RF发射器的示意框图。
图5是根据本发明的RF接收器的示意框图。
图6是根据本发明与无线通信设备进行通信的接入点的示意框图。
图7是根据本发明的MIMO无线通信的示意图。
图8是图7中MIMO通信的前同步码的示意图。
具体实施方式
图1是通信***10的示意性框图，该通信***10包括多个基站和/或接入点12-16，多个无线通信设备18-32以及网络硬件34。无线通信设备18-32可以是膝上电脑18和26、个人数字助理20和30、PC机24和32，和/或蜂窝电话主机22和28。无线通信设备的细节将会参照图2和/或3做更详细的描述。
基站或接入点12-16通过局域网连接36、38和40与网络硬件34可操作地连接。网络硬件34，可以是路由器、交换机、网桥、调制解调器、***控制器等，它为通信***10提供了广域网络连接42。每个基站或接入点12-16均配置有相关的天线或天线阵，以便与服务区域内的无线通信设备进行通信，该服务区域通常被称为基本业务集(BSS)9、11、13。通常，无线通信设备向特定的基站或接入点12-14登记，以接收通信***10的服务。对于直接连接(也就是点对点通信)，无线通信设备通过分配的信道直接通信，以产生ad-hoc网络。
通常，基站用于蜂窝电话***和类似的***中，而接入点用于室内或建筑内的无线网络中。无论何种特定类别的通信***，每个无线通信设备都包括内置无线收发装置和/或与无线收发装置相连接。无线收发装置包括如本文所公开的高线性放大器和/或可编程多级放大器，以增强性能、降低成本、减小尺寸，和/或增强宽带应用。
图2是无线通信设备的示意图，该无线通信设备包括主设备18-32，以及相关的无线收发装置60。对于蜂窝电话主机，无线收发装置60是内置的部件。对于个人数字助理主机、膝上电脑和/或个人电脑主机，无线收发装置60可以是内置或外连接的部件。
如图中所示，主设备18-32包括处理模块50、存储器52、无线接口54、输入接口58和输出接口56。处理模块50和存储器52执行与主设备通常所完成的功能相对应的指令。例如，对于蜂窝电话主设备，处理模块50根据特定的蜂窝电话标准执行相应的通信功能。
无线接口54能够接收来自无线收发装置60的数据及将数据发送到无线收发装置60。对于从无线收发装置60接收的数据(例如入站数据)，无线接口54将数据提供给处理模块50进行进一步处理和/或发送给输出接口56。输出接口56提供了至输出显示设备(如显示器、监视器、扬声器等)的连接，使得接收到的数据能够显示出来。无线接口54也将来自处理模块50的数据提供给无线收发装置60。处理模块50可通过输入接口58从输入设备(如键盘、小键盘、麦克风等)接收出站数据，或自己生成数据。对于通过输入接口58接收的数据，处理模块50在数据上执行对应的主机功能，和/或通过无线接口54将数据传递给无线收发装置60。
无线收发装置60包括主机接口62、数字接收器处理模块64、存储器75、数字发射器处理模块76、以及无线收发器。该无线收发器包括模数转换器66、滤波/增益模块68、IF下变频转换级70、接收滤波器71、低噪声放大器72、发射/接收切换开关73、本振模块74、数模转换器78、滤波/增益模块80、IF上变频转换级82、功率放大器84、发送滤波器模块85、以及天线86。天线86可以是发送和接收路径共用`的单个天线，通过TX/RX开关73控制切换。天线86也可以是分开的天线，分别用于发送路径和接收路径。天线的实施取决于无线通信设备所遵从的特定标准。
数字接收器处理模块64和数字发射器处理模块76，结合存储在存储器75内的操作指令，可以根据一个或多个无线通信标准以及将参照图3-11描述的其它功能中的一个或多个功能，分别执行数字接收器的功能和数字发射器的功能。该数字接收器功能包括但不限于，数字中频至基带的转换、解调、群集(constellation)反映射、解码和/或解扰。数字发射器功能包括但不限于，加扰、编码、群集映射、调制和/或数字基带至IF的转换。可使用共享的处理器件、单独的处理器件或多个处理设备来实现数字接收器和发射器处理模块64和76。这样的处理装置可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微电脑、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/或任何可根据操作指令处理信号(模拟和/或数字)的装置。存储器75可以是单个的存储装置或多个存储装置。这样的存储装置可以是只读存储器、随机存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、快闪存储器和/或任何可存储数字信息的装置。要注意的是当处理模块64和/或76通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路执行一个或多个功能时，存储相应操作指令的存储器是嵌在电路中的，包括状态机、模拟电路、数字电路、和/或逻辑电路。
在操作中，无线收发装置60通过主机接口62从主机接收出站数据94。主机接口62将出站数据94传递给数字发射器处理模块76，数字发射器处理模块76根据特定的无线通信标准(例如IEEE 802.11及其各种版本，蓝牙及其各种版本等)处理出站数据94，从而产生数字发射格式数据96。该数字发射格式数据96是数字基带信号或数字低IF信号，其中低IF的频率一般在100千赫(KHz)至几兆赫(MHz)之间。
数模转换器78将数字发射格式数据96从数字域转换成模拟域。在将模拟信号提供给IF混频级82之前，滤波/增益模块80滤波并调整模拟信号的增益。根据本振模块74提供的发射器本振83，IF混频级82将模拟基带或低IF信号转换成RF信号。功率放大器84将RF信号放大，以产生出站RF信号98，出站信号98被发射器滤波模块85滤波。天线86将出站RF信号98发送给目标设备，如基站、接入点和/或另一个无线通信设备。
无线收发装置60还通过天线86接收入站RF信号88，RF信号88由基站、接入点、或其它无线通信设备发送。天线86通过TX/RX开关73将入站RF信号88提供给接收器滤波模块71，其中RX滤波器71带通滤波入站RF信号88。RX滤波器71将被滤波的RF信号提供给低噪声放大器72，低噪声放大器72将信号88放大，产生被放大的入站RF信号。低噪声放大器72将被放大的入站RF信号提供给IF混频模块70，根据本振模块74提供的接收器本振81，IF混频模块70直接将被放大的入站RF信号转换成入站低IF信号或基带信号。下变频模块70将入站的低IF信号或基带信号提供给滤波/增益模块68。滤波/增益模块68对入站的低IF信号或入站的基带信号进行滤波和/或增益调节，以产生被滤波的入站信号。
模数转换器66将被滤波的入站信号从模拟域转换成数字域，以产生数字接收格式数据90。根据无线收发装置60所遵从的特定无线通信标准，数字接收器处理模块64对数字接收格式数据64进行解码、解扰、解映射和/或解调制，以重获入站数据92。主机接口62通过无线接口54将重获的入站数据92提供给主机设备18-32。
本领域的技术人员将会理解，图2中的无线通信设备可使用一个或多个集成电路来实现。例如，主设备可在一个集成电路上实现，数字接收器处理模块64、数字发射器处理模块76和存储器75可在第二集成电路上实现，无线收发装置60的剩余部件，除天线86以外，可在第三集成电路上实现。作为可代替的例子，无线收发装置60可在单个的集成电路上实现。作为另一个例子，主设备的处理模块50以及数字接收器和发射器处理模块64和76可以是在单个的集成电路上实现的共同的处理装置。另外，存储器52和存储器75可在单个的集成电路上实现和/或在与处理模块50和数字接收器和发射器处理模块64和76的共同处理模块上实现。
图3是无线通信设备的示意性框图，该无线通信设备包括主设备18-32和相关的无线收发装置60。对于蜂窝电话主机，无线收发装置60是内置部件。对于个人数字助理主机、膝上电脑和/或个人电脑主机，无线收发装置60可以是内置或外接的部件。
无线收发装置60包括主机接口62、基带处理模块63、存储器65、多个射频(RF)发射器67、69、71、发射/接收(T/R)模块73、多个天线81、83、85、多个RF接收器75、77、79，以及本振模块99。基带处理模块63，结合存储在存储器65中的操作指令，分别执行数字接收器功能和数字发射器功能。数字接收器功能包括但不限于：数字中频至基带的转换、解调制、群集解映射、解码、解交错、快速傅立叶变换、循环前缀的移除(cyclic prefix removal)、空间和时间解码和/或解扰。数字发射器功能包括但不限于：加扰、编码、交错、群集映射、调制、反向快速傅立叶变换、循环前缀的增加、空间和时间编码和/或数字基带至IF变换。基带处理模块63可使用一个或多个处理装置来实现。这样的处理装置可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微电脑、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/或任何可根据操作指令处理信号(模拟和/或数字)的装置。存储器66可以是单个的存储装置或多个存储装置。这样的存储装置可以是只读存储器、随机存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、快闪存储器和/或任何可存储数字信息的装置。要注意的是当处理模块63通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路执行一个或多个功能时，存储相应操作指令的存储器嵌入在电路中，该电路包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路。
在运行中，无线收发装置60通过主机接口62接收出站数据87。基带处理模块63接收出站数据87，并根据模式选择信号101，产生一个或多个出站符号流89。模式选择信号101将会指示特定的模式，如模式选择表中所示出的。例如，模式选择信号101，参照表1，可指示2.4GHz的频段、20和22MHz的信道带宽、以及每秒54兆位(Mbps)的最大位率。在通常的类别中，模式选择信号还会指示从每秒1兆位(Mbps)至每秒54兆位(Mbps)的特定位率范围。另外，模式选择信号将会指示特定类型的调制，包括但不限于：巴克(Barker)码调制、BPSK、QPSK、CCK、6QAM和/或64QAM。如表1中进一步显示的，提供了编码率以及每个副载波的编码位数(NBPSC)、每个OFDM符号的编码位数(NCBPS)、每个OFDM符号的数据位数(NDBPS)、错误矢量量度(error vectormagnitude)的分贝数(EVM)、灵敏度----它表示要达到目标分组数据误码率所要求的最大接收功率(例如IEEE 802.11a要求10％)、临近信道抑制(ACR)、以及交替临近信道抑制(AACR)。
模式选择信号也可以指示出对应模式的特定信道选择，对应表1中信息的信道选择在表2中示出。如表中所示，表2包括信道数和对应的中心频率。模式选择信号还可指示功率谱密度掩码值(power spectral density maskvalue)，表1中的功率谱密度掩码值在表3中示出。作为选择，在表4中模式选择信号还可指示比率(rates)，该比率有5GHz频段、20MHz信道带宽和每秒54兆位的最大位率。如果这是特定的模式选择，信道选择如表5所示。作为另一选择，模式选择信号102可指示2.4GHz频段、20MHz信道以及每秒192兆位的最大位率，如表6所示。在表6中，利用许多天线来实现更高的带宽。在这种情况下，模式选择还指示出可利用的天线数量。表7显示了表6中的信道选择。表8示出了另一种模式选择，其中频段是2.4GHz、信道带宽是20MHz、最大位率是每秒192兆位。相应的表8包括利用2-4个天线、从每秒12兆位至每秒216兆位的各种位率，以及如图所示的空时编码率。表9显示了表8中的信道选择。模式选择信号102还指示了如表10所示的特定操作模式，它对应于5GHz的频段，具有40MHz信道的40MHz频带和每秒486兆位的最大位率。如表10所示，利用1-4个天线和对应的空时编码率，位率的范围可在每秒13.5兆位至每秒486兆位之间。表10还示出了特殊的调制方案编码率和NBPSC值。表11为表10提供了功率谱密度掩码，表12为表10提供了信道选择。
根据模式选择信号101，基带处理模块63从输出数据88产生一个或多个出站符号流89。例如，如果模式选择信号101指示为选择的特定模式使用了单个发射天线，基带处理模块63将会产生单个的出站符号流89。作为选择，如果模式选择信号指示2、3或4个天线，基带处理模块63将或产生2、3或4个出站符号流89，这些出站符号流89的数量与输出数据88的天线数量对应。
根据基带模块63产生的出站流89的数量，对应数量的RF发射器67、69、71将会被激活，从而将出站的符号流89转换成出站的RF信号91。RF发射器67、69、71的实现将会参照图4做进一步的描述。发射/接收模块73接收出站RF信号91并将每个出站RF信号提供给对应的天线81、83、85。
当无线收发装置60处于接收模式时，发射/接收(T/R)模块73通过天线81、83、85接收一个或多个入站RF信号。T/R模块73将入站RF信号93提供给一个或多个RF接收器75、77、79。RF接收器75、77、79(将参照图4做更详细的描述)将入站的RF信号93转换成对应数量的入站符号流96。入站符号流95的数量与接收数据时采用的特定模式(该模式可以是表1-12所示的模式中的任何一种)相对应。基带处理模块63接收入站符号流89并将它们转换成入站数据97，该入站数据97通过主机接口62被提供给主设备18-32。
本领域的技术人员将会理解，图3中的无线通信设备可使用一个或多个集成电路来实现。例如，主设备可在一个集成电路上实现，基带处理模块63和存储器65可在第二集成电路上实现，无线收发装置60的剩余部件，天线81、83、85除外，可在第三集成电路上实现。作为可代替的例子，无线收发装置60可在单个的集成电路上实现。作为另一个例子，主设备的处理模块50和基带处理模块63可以是在单个的集成电路上实现的共同的处理设备。另外，存储器52和存储器65可在单个的集成电路上实现和/或在与处理模块50和基带处理器63的共同处理模块上实现。
图4是RF发射器67、69、71的实施例的示意性框图。RF发射器包括数字滤波器和向上取样模块475、数模转换模块477、模拟滤波器479、上变频模块481、功率放大器483和RF滤波器485。数字滤波器和向上取样模块475接收一个出站符号流89并将它数字滤波，然后将符号流的比率向上取样至所需的比率，以产生被滤波的符号流487。数模转换模块477将被滤波的符号487转换成模拟信号489。模拟信号可包括同相分量和正交分量。
模拟滤波器479将模拟信号489滤波，以产生被滤波的模拟信号491。上变频模块481包括一对混频器和滤波器，将被滤波的模拟信号491与本振模块99产生的本振493混频，以产生高频信号495。高频信号495的频率与RF信号492的频率相对应。
功率放大器483将高频信号495放大，以产生被放大的高频信号497。RF滤波器485，可以是高频带通滤波器，将被放大的高频信号497滤波，以产生所需的输出RF信号91。
本领域的技术人员将会理解，每个射频发射器67、69、71都将包括图4所示的类似结构，还包括关闭(shut-down)机制，这样当不需要某个特定RF发射器时，可将其关闭，使其不产生干扰信号和/或噪声。
图5是每个RF接收器75、77、79的示意性框图。在这个实施例中，每个RF接收器包括RF滤波器501、低噪声放大器(LNA)503、可编程增益放大器(PGA)505、下变频模块507、模拟滤波器509、模数转换模块511以及数字滤波和向下取样模块513。RF滤波器501，可以是高频带通滤波器，接受入站的RF信号93并将它们滤波，以产生被滤波的入站RF信号。低噪声放大器503根据增益设定将被滤波的入站RF信号93放大，并将被放大的信号提供给可编程增益放大器505。可编程增益放大器还在将入站的RF信号93提供给下变频模块507之前，将入站的RF信号93放大。
下变频模块507包括一对混频器、加法模块、以及滤波器，从而将入站RF信号与本振器模块提供的本振(LO)混合，以产生模拟基带信号。模拟滤波器509将模拟基带信号滤波，并将它们提供给模数转换器模块511，模数转换器模块511将它们转换成数字信号。数字滤波器和向下取样模块513将数字信号滤波，然后调整取样率，以产生入站符号流95。
图6是与无线通信设备25、27和/或29通信的接入点12-16的示意性框图。无线通信设备25、27和/或29可以是图1-3所示的设备18-32中的任何一个。在这个例子中，接入点12-16包括处理模块15、存储器17和无线收发器19。无线收发器19在结构上与每个无线通信设备的无线收发器类似，可包括多个天线、多个发送路径和多个接收路径，用于邻近区域或基本业务集内的多路无线通信。处理模块15可以是单个的处理装置或多个处理装置。这样的处理装置可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微电脑、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/或任何可根据操作指令处理信号(模拟和/或数字)的装置。存储器17可以是单个的存储装置或多个存储装置。这样的存储装置可以是只读存储器、随机存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、快闪存储器、高速缓冲存储器和/或任何可存储数字信息的装置。要注意的是当处理模块15通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路执行一个或多个功能时，存储相应操作指令的存储器是嵌入电路的，该电路包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路。存储器17存储、处理模块15执行与图7-8中的至少一些步骤和/或功能对应的操作指令。
在这个例子中，每个无线通信设备25、27和29利用不同的无线通信协议。如图所示，无线通信设备25利用协议A 35、无线通信设备27利用协议B37、无线通信设备29利用协议C39。例如，协议A、B和C可对应IEEE 802.11标准的不同版本。作为示例，协议A可与IEEE 802.11b对应、协议B可与IEEE802.11g对应、而协议C可与IEEE 802.11n对应。
所述协议可根据协议排序表排序，该协议排序表按顺序列出了协议A、协议B和协议C。这种顺序可按照各协议对应的版本排序，其中顺序中的第一协议是最老的标准，协议顺序中的最后一项是最新的标准。例如，在这个例子中，协议A与IEEE 802.11b对应、协议B与IEEE 802.11g对应、且协议C与IEEE802.11n对应。选择性地，协议顺序也可取决于用户定义的和/或***管理员定义的顺序。例如，当利用协议A来建立无线通信时，由于无法识别帧使传输错误的数量达到不可接受的程度，用户可选择协议B格式来建立无线通信。这个内容将会参照剩余的附图做详细描述。
在运行中，接入点12-16和/或每个无线通信设备25、27和29，确定在邻近区域内被每个无线通信设备利用的协议。邻近区域可包括基本业务集和/或邻近的基本业务集和/或直接的或多跳(ad-hoc)网络，该直接的或多跳(ad-hoc)网络中，无线通信设备直接通信。一旦确定了每个无线通信设备的协议，接入点12-16和/或无线通信设备25-29，根据协议顺序，确定采用哪个协议来建立无线通信。例如，如果协议A与IEEE 802.11b对应，通信设备将利用MAC层保护机制来建立无线通信。这样，每个无线通信设备都将利用协议A来建立无线通信，使得旧版本设备能够识别到无线通信正在被建立，也能识别到无线通信的持续时间，使得它在那段时间内不会发送，因此避免了冲突。
一旦利用从协议顺序中选择的协议(例如，协议A)建立了无线通信，然后通信设备利用其本身的协议为无线通信的剩余部分发送数据。例如，无线通信设备25利用协议A建立无线通信并为无线通信发送数据。无线通信设备27利用协议A来建立无线通信，然后使用协议B进行无线通信的相应数据传输。类似地，无线通信设备29利用协议A来建立无线通信，然后利用协议C进行无线通信的数据传输部分。
本领域的技术人员将会理解，如果邻近区域仅包括利用相同协议的无线通信设备，则建立和数据传输利用该协议来完成。本领域的技术人员还会理解，如果邻近的区域内仅出现两个不同的协议，将选择旧版本的协议作为建立协议。
图7是两个无线通信设备100和102之间的无线通信示意图，每个无线通信设备均遵从IEEE 802.11n。这样的通信可在包括遵从802.11n的设备、遵从802.11a的设备和/或遵从802.11g的设备的邻近区域内发生。在这个例子中，无线通信可以是直接的或间接的，其中帧110包括第一发射天线部分110-1和第二发射天线部分110-2。第一发射天线部分110-1包括前同步码和数据部分108。前同步码包括旧版本部分112和当前协议部分114。第二发射天线部分110-2包括第二前同步码和第二数据部分108-1。第二前同步码包括循环移位的旧版本部分112-1和第二个当前协议部分114-1。
前同步码的旧版本部分112是根据一个或多个旧版本无线通信标准格式化的，这些标准包括但不限于：GSM、IEEE 802.11(a)、(b)、(g)、(j)、蓝牙、或它们的其它版本。另外，旧版本部分112至少包括第一训练序列和第二训练序列。这样的训练序列用来检测信号、信号特性和帧持续时间。前同步码的循环移位的旧版本部分112-1包括循环移位的第一训练序列和循环移位的第二训练序列。要注意的是，如果前同步码的旧版本部分112包括两个以上的训练序列，前同步码的循环移位的旧版本部分可包括多个循环移位的训练序列。
循环移位的第一训练序列是第一训练序列的复制，其相对于第一训练序列有一时间移位，该时间移位是帧110的前同步码的持续时间的一片断。例如，前同步码的持续时间片断可在正50纳秒到正400纳秒之间，或者在负50纳秒到负400纳秒之间。循环移位的第二训练序列是第二训练序列的复制，其相对于第一训练序列有一时间移位，该时间移位为前同步码的持续时间的一片断。
当前协议的前同步码部分114和第二当前协议的前同步码部分114-1包括用于无线通信设备的附加训练序列，该无线通信设备遵从当前无线通信协议(例如IEEE 802.11n)。例如，当前协议的前同步码部分114可包括附加补充长训练序列，每个持续时间为4微秒；高数据信号字段，每个持续时间为4微秒，以提供关于帧的附加信息。数据部分108包括持续时间为4微秒的符号。在这种情况下，在物理层提供旧版本保护。
图8是图7的MIMO通信的示例性前同步码的示意图。在这个例子中，当前无线通信协议是IEEE 802.11n，旧版本的无线通信协议是IEEE 802.11(a)和/或(g)。如图所示，第一发射天线帧部分110-1包括：短训练序列(STS)符号120，该短训练序列是前同步码的旧版本部分112的第一训练序列；双重防护间隔(GI2)122；重复两次的长训练序列(LTS)符号124、126，是前同步码的旧版本部分112的第二训练序列；防护间隔(GI)128，以及信号字段129。第二发射天线帧部分110-2包括：短训练序列(STS)的循环移位符号130，该短训练序列是前同步码的循环移位的旧版本部分112-1的循环移位的第一训练序列；双重防护间隔(GI2)132；重复两次的长训练序列(LTS)的循环移位符号134、136，是前同步码的循环移位的旧版本部分112-1的循环移位的第二训练序列；防护间隔(GI)138，以及信号字段139。
如图进一步所示，循环移位的STS符号130包括与STS符号120相同、但在前同步码的持续时间片断150时间移位的符号。如所提及的，该持续时间片断在+/-五十纳秒至+/-四百纳秒之间。类似地，循环移位的LTS符号134、136包括与LTS符号134、136相同、但在前同步码的相同持续时间片断150时间移位的符号。
在这个例子中，短训练序列(STS)符号120在8微秒的持续时间内被发送，循环移位的STS符号130一样也在8微秒的持续时间内被发送。信号字段129、139，持续时间为4微秒，包括几个显示帧110的持续时间的位。这样，邻近区域内遵从IEEE802.11a的设备和邻近区域内遵从IEEE 802.11g的设备将会识别出帧110正在被传送，即使这些设备不能译码帧的剩余部分。在这种情况下，根据对前同步码的旧版本部分112的合适的译码，旧版本设备(IEEE802.11a和IEEE 802.11g)可避免与IEEE 802.11n通信的冲突。
前述讨论给出了包括遵循不同协议的多个无线通信设备的无线通信***中无线通信的各种实施例。例如，帧中可包括两个以上的发射天线。本领域的技术人员将会理解，可从本发明的示范中得到其它的实施例，而不脱离权利要求的范围。
模式选择表：
表1：2.4GHz，20/22MHz信道BW，54Mbps最大位率
| 比率 | 调制 | 编码率 | NBPSC | NCBPS | NDBPS | EVM | 灵敏度 | ACR | AACR |
| 125.56911121824364854 | 巴克BPSK巴克QPSKCCKBPSKBPSKCCKQPSKQPSK16-QAM16-QAM64-QAM64-QAM | 0.50.750.50.750.50.750.6660.75 | 11224466 | 48489696192192288288 | 2436487296144192216 | -5-8-10-13-16-19-22-25 | -82-81-79-77-74-70-66-65 | 16151311840-1 | 3231292724201615 |
表2：表1的信道选择
| 信道 | 频率(MHz) |
| 1234567 | 2412241724222427243224372442 |
| 89101112 | 24472452245724622467 |
表3：表1的功率谱密度掩码值
| PSD掩码值频率偏移 | 1dBr |
| -9MHz至9MHz+/-11MHz+/-20MHz+/-30MHz以及更大 | 0-20-28-50 |
表4：5GHz，20MHz信道BW，54Mbps最大位率
| 比率 | 调制 | 编码率 | NBPSC | NCBPS | NDBPS | EVM | 灵敏度 | ACR | AACR |
| 69121824364854 | BPSKBPSKQPSKQPSK16-QAM16-QAM64-QAM64-QAM | 0.50.750.50.750.50.750.6660.75 | 11224466 | 48489696192192288288 | 2436487296144192216 | -5-8-10-13-16-19-22-25 | -82-81-79-77-74-70-66-65 | 16151311840-1 | 3231292724201615 |
表5：表4的信道选择
| 信道 | 频率(MHz) | 国家 | 信道 | 频率(MHz) | 国家 |
| 240244248252812163640444852566064100104108112116120124128132136 | 4920494049604980504050605080518052005220524052605280530053205500552055405560558056005620564056605680 | 日本日本日本日本日本日本日本美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲 | 34384246 | 5170519052105230 | 日本日本日本日本 |
| 140149153157161165 | 570057455765578558055825 | 美国/欧洲美国美国美国美国美国 |
表6：2.4GHz，20MHz信道BW，192Mbps最大位率
| 比率 | TX天线 | ST编码率 | 调制 | 编码率 | NBPSC | NCBPS | NDBPS |
| 12244896108183672144162244896192216 | 222223333344444 | 111111111111111 | BPSKQPSK16-QAM64-QAM64-QAMBPSKQPSK16-QAM64-QAM64-QAMBPSKQPSK16-QAM64-QAM64-QAM | 0.50.50.50.6660.750.50.50.50.6660.750.50.50.50.6660.75 | 124661246612466 | 489619228828848961922882884896192288288 | 244896192216244896192216244896192216 |
表7：表6中的信道选择
| 信道 | 频率(MHz) |
| 123456789101112 | 241224172422242724322437244224472452245724622467 |
表8：5GHz，20MHz信道BW，192Mbps最大位率
| 比率 | TX天线 | ST编码率 | 调制 | 编码率 | NBPSC | NCBPS | NDBPS |
| 12244896108183672144 | 222223333 | 111111111 | BPSKQPSK16-QAM64-QAM64-QAMBPSKQPSK16-QAM64-QAM | 0.50.50.50.6660.750.50.50.50.666 | 124661246 | 48961922882884896192288 | 244896192216244896192 |
| 162244896192216 | 344444 | 111111 | 64-QAMBPSKQPSK16-QAM64-QAM64-QAM | 0.750.50.50.50.6660.75 | 612466 | 2884896192288288 | 216244896192216 |
表9：表8的信道选择
| 频率信道 | (MHz) | 国家 | 频率信道 | (MHz) | 国家 |
| 240244248252812163640444852566064100104108 | 492049404960498050405060508051805200522052405260528053005320550055205540 | 日本日本日本日本日本日本日本美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲 | 34384246 | 5170519052105230 | 日本日本日本日本 |
| 112116120124128132136140149153157161165 | 5560558056005620564056605680570057455765578558055825 | 美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国美国美国美国美国 |
表10：5GHz，40MHz信道，486Mbps最大位率
| 速率 | TX天线 | ST编码率 | 调制 | 编码率 | NBPSC |
| 13.5Mbps27Mbps54Mbps108Mbps121.5Mbps27Mbps54Mbps108Mbps216Mbps243Mbps40.5Mbps | 11111222223 | 11111111111 | BPSKQPSK16-QAM64-QAM64-QAMBPSKQPSK16-QAM64-QAM64-QAMBPSK | 0.50.50.50.6660.750.50.50.50.6660.750.5 | 12466124661 |
| 81Mbps162Mbps324Mbps365.5Mbps54Mbps108Mbps216Mbps432Mbps486Mbps | 333344444 | 111111111 | QPSK16-QAM64-QAM64-QAMBPSKQPSK16-QAM64-QAM64-QAM | 0.50.50.6660.750.50.50.50.6660.75 | 246612466 |
表11：表10的功率谱密度(PSD)掩码值
| PSD掩码值频率偏移 | 2dBr |
| -19MHz至19MHz+/-21MHz+/-30MHz+/-40MHz以及更大 | 0-20-28-50 |
表12：表10中的信道选择
| 信道 | 频率(MHz) | 国家 | 信道 | 频率(MHz) | 国家 |
| 24225012384654 | 493049705060519052305270 | 日本日本日本美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲 | 3644 | 51805520 | 日本日本 |
| 62102110118126134151159 | 53105510555055905630567057555795 | 美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国/欧洲美国美国 |
Claims (10)
1、一种为多入多出(MIMO)无线通信生成帧的前同步码的方法，该方法包括：
为MIMO通信的第一发射天线：
根据旧版本无线通信协议为帧生成旧版本前同步码部分，其中旧版本前同步码部分至少包括第一训练序列和第二训练序列；以及
根据MIMO无线通信协议为帧生成当前协议的前同步码部分；
为MIMO通信的至少一个第二天线：
为帧生成循环移位的旧版本前同步码部分，其中循环移位的旧版本前同步码部分至少包括循环移位的第一训练序列和循环移位的第二训练序列，其中循环移位的第一训练序列是相对于第一训练序列时间移位旧版本前同步码部分的持续时间的一片断，其中，循环移位的第二训练序列是相对于第二训练序列时间移位旧版本前同步码部分的持续时间的一片断。
根据MIMO无线通信协议为帧生成第二当前协议前同步码部分。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该方法还包括：
根据旧版本无线通信协议生成包括信号字段的旧版本前同步码部分；以及
根据旧版本无线通信协议生成包括第二信号字段的循环移位的旧版本前同步码部分。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该方法还包括：
根据旧版本无线通信协议生成包括信号字段的旧版本前同步码部分；以及
生成包括循环移位的信号字段的循环移位的旧版本前同步码部分，其中循环移位的信号字段是相对于信号字段时间移位旧版本前同步码部分的持续时间的一片断。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该方法还包括：
根据旧版本无线通信协议在第一和第二训练序列之间生成双重保护间隔；以及
根据旧版本无线通信协议在第一和第二循环移位的训练序列之间生成第二双重保护间隔。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当旧版本无线通信协议是IEEE 802.11a或IEEE 802.11g时，旧版本前同步码部分的持续时间片断包括以下中的至少一个：
正五十纳秒至正四百纳秒的范围；以及
负五十纳秒至负四百纳秒的范围。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于：该方法还包括：
包括短训练序列的第一训练序列；以及
包括长训练序列的第二训练序列。
7、一种无线频率(RF)发射器，包括：
基带处理模块，用以将出站数据转换成出站符号流；以及
发射器部分，用以将出站符号流转换成出站RF信号，其中基带处理模块用于：
为MIMO通信的第一发射天线：
根据旧版本无线通信协议为帧生成旧版本前同步码部分，其中旧版本前同步码部分至少包括第一训练序列和第二训练序列；以及
根据MIMO无线通信协议为帧生成当前协议的前同步码部分；
为MIMO通信的至少一个第二天线：
为帧生成循环移位的旧版本前同步码部分，其中循环移位的旧版本前同步码部分至少包括循环移位的第一训练序列和循环移位的第二训练序列，其中循环移位的第一训练序列是相对于第一训练序列时间移位旧版本前同步码部分的持续时间的一片断，其中，循环移位的第二训练序列是相对于第二训练序列时间移位旧版本前同步码部分的持续时间的一片断。
根据MIMO无线通信协议为帧生成第二当前协议前同步码部分。
8、根据权利要求7所述的RF发射器，其特征在于：还包括：
根据旧版本无线通信协议生成包括信号字段的旧版本前同步码部分；以及
根据旧版本无线通信协议生成包括第二信号字段的循环移位的旧版本前同步码部分。
9、根据权利要求7所述的RF发射器，其特征在于：还包括：
根据旧版本无线通信协议生成包括信号字段的旧版本前同步码部分；以及
生成包括循环移位的信号字段的循环移位的旧版本前同步码部分，其中循环移位的信号字段是相对于信号字段时间移位旧版本前同步码部分的持续时间的一片断。
10、根据权利要求7所述的RF发射器，其特征在于：该基带处理模块还能：
根据旧版本无线通信协议在第一和第二训练序列之间生成双重保护间隔；以及
根据旧版本无线通信协议在第一和第二循环移位的训练序列之间生成第二双重保护间隔。
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