RU2417541C2 - Однопакетное обнаружение для системы беспроводной связи - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к связи. Описаны методики выполнения обнаружения пакетов. Первые величины детектирования могут быть определены на основании первого множества выборок, например, посредством выполнения задержки-умножения-интегрирования на выборках. Величины мощности могут быть определены на основании первого множества выборок, например, посредством выполнения умножения-интегрирования на выборках. Первые величины детектирования могут быть усреднены для получения средних величин детектирования. Величины мощности могут также быть усреднены для получения средних величин мощности. Присутствует ли пакет, может быть определено на основании средних величин детектирования и средних величин мощности. Вторые величины детектирования могут быть определены на основании второго множества выборок. Начало пакета может быть определено на основании первых и вторых величин детектирования. Третья величина детектирования может быть определена на основании третьего множества выборок. Частотная ошибка пакета может быть оценена на основании первых и третьей величин детектирования. Техническим результатом является быстрое и эффективное выполнение обнаружения пакетов в системе беспроводной связи. 11 н. и 34 з.п. ф-лы, 17 ил.

Description

Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании предварительной заявки US №60/802627, озаглавленной «ОДНОПАКЕТНОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ ДЛЯ СИСТЕМЫ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ», поданной 22.05.2006 и включенной в настоящую заявку посредством ссылки, все права на которую принадлежат правообладателю настоящей заявки.

Область техники

Настоящее раскрытие относится, в общем, к связи, более конкретно к методикам выполнения обнаружения в системе беспроводной связи.

Уровень техники

В системе беспроводной связи передатчик может обрабатывать (например, кодировать и модулировать) пакет данных для формирования символов данных. Для когерентной системы передатчик может мультиплексировать пилотные символы с символами данных, обрабатывать мультиплексированные данные и пилотные символы для формирования модулированного сигнала и передавать модулированный сигнал посредством беспроводного канала. Беспроводной канал искажает переданный сигнал реакцией канала и дополнительно ослабляет сигнал шумом и интерференцией.

Приемник может принимать переданный сигнал и обрабатывать принятый сигнал для получения выборок. Приемник может выполнять детектирование пакетов, чтобы детектировать присутствие пакета. Приемник может также выполнять временное и частотное обнаружение, чтобы выяснить тайминг и частоту принятого сигнала и исправить любые частотные ошибки. Приемник также затем может обрабатывать частотно скорректированные выборки для получения оценок символов данных и может далее обрабатывать (например, демодулировать и декодировать) оценки символов данных для получения декодированных данных.

Приемник может не знать, когда передаются пакеты. Более того, приемник может принимать пакеты от нескольких передатчиков с разными таймингом, частотой и мощностью передачи. Приемнику будет тогда необходимо быстро и правильно детектировать присутствие пакетов и быстро выполнять временное и частотное обнаружение каждого пакета, чтобы достичь хорошей производительности.

Таким образом, в технике существует потребность в методиках быстрого и эффективного выполнения обнаружения в системе беспроводной связи.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Методики для быстрого и эффективного выполнения обнаружения пакетов на приемнике описываются здесь. В одной схеме могут быть определены первые величины C_k детектирования на основании первого множества выборок от одной или более антенн приема, например, посредством выполнения задержки-умножения-интегрирования на выборках. Величины P_k мощности могут быть также определены на основании первого множества выборок, например, посредством выполнения умножения-интегрирования на выборках. Первые величины детектирования могут быть усреднены для получения средних величин детектирования. Величины мощности могут также быть усреднены для получения средних величин мощности. Присутствует ли пакет, можно затем определить на основании средних величин детектирования и средних величин мощности.

Вторые величины C_i детектирования могут быть определены на основании второго множества выборок. Начало пакета может затем быть определено на основании первых и вторых величин детектирования. Третья величина D_m детектирования может быть определена на основании третьего множества выборок. Частотная ошибка пакета может быть оценена на основании первых и третьей величин детектирования. Первое множество выборок может содержать выборки для коротких обучающих символов. Второе и третье множество выборок могут каждое содержать выборки для коротких и/или длинных обучающих символов.

Четвертые величины

детектирования могут быть определены на основании четвертого множества выборок. Каждая из четвертых величин детектирования может быть получена посредством корреляции скопированной части символа передачи (например, защитный интервал символа OFDM) с соответствующей исходной частью символа передачи. Конец пакета может быть определен на основании четвертых величин детектирования.

В общем случае каждая величина детектирования может быть получена посредством выполнения операции задержки-умножения-интегрирования на множестве выборок. Разные величины детектирования могут быть получены с разными задержками для выборок, разными интервалами интегрирования и т.п., как описано ниже.

Различные аспекты и признаки раскрытия описываются в дополнительных деталях ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 показывает беспроводную сеть с точкой доступа и несколькими станциями.

Фиг.2 показывает блок-схему передатчика и приемника.

Фиг.3 показывает структуру кадров, используемую в IEEE 802.11a/g.

Фиг.4 иллюстрирует вычисление разных величин детектирования для пакета.

Фиг.5 показывает блок-схему процессора обнаружения в приемнике.

Фиг.6 показывает блок-схему блока задержки-умножения-интегрирования и блок скользящих средних в процессоре обнаружения.

Фиг.7 показывает блок-схему демодуляторов и численно управляемого осциллятора (NCO) в приемнике.

Фиг.8 показывает процесс для детектирования присутствия пакета.

Фиг.9 показывает устройство для детектирования присутствия пакета.

Фиг.10 показывает процесс для детектирования начала пакета.

Фиг.11 показывает устройство для детектирования начала пакета.

Фиг.12 показывает процесс для частотной коррекции.

Фиг.13 показывает устройство для частотной коррекции.

Фиг.14 показывает процесс для детектирования конца пакета.

Фиг.15 показывает устройство для детектирования конца пакета.

Фиг.16 показывает процесс для обработки пакета.

Фиг.17 показывает устройство для обработки пакета.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Методики, описанные здесь, могут быть использованы для различных систем связи и сетей, таких как беспроводные локальные сети (WLAN), беспроводные городские сети (WMAN), беспроводные глобальные сети (WWAN) и т.п. Термины «системы» и «сети» часто используются взаимозаменяемо. WLAN может реализовывать любую из радиотехнологий в семействе стандартов IEEE 802.11 (также называемые Wi-Fi), Hiperplan и т.п. WMAN может реализовывать IEEE 802.16 (также называемые WiMAX) и т.п. WWAN может реализовывать схему множественного доступа, такую как Множественный Доступ с Кодовым Разделением (CDMA), Множественный Доступ с Частотным Разделением (FDMA), Множественный Доступ с Временным Разделением (TDMA), Ортогональный FDMA (OFDMA), FDMA c Одной Несущей (SC-FDMA), Множественный Доступ с Пространственным Разделением (SDMA) и т.п. OFDMA использует мультиплексирование с ортогональным разделением частот (OFDM), а SC-FDMA использует мультиплексирование с разделением частот по одной несущей (SC-FDM). OFDM и SC-FDM разделяют полосу пропускания системы на несколько (K) ортогональных поднесущих, которые также называются тонами, бинами и т.п. Каждая поднесущая может быть модулирована данными. В общем случае, символы модуляции посылаются в частотном домене с OFDM и во временном домене с SC-FDM. Система OFDMA может реализовывать радиотехнологию, такую как IEEE 802.20, Ultra Mobile Broadband (UMB), Flash-OFDM®, Long Term Evolution (LTE) и т.п. Эти различные радиотехнологии и стандарты известны в уровне техники. Для ясности методики описываются ниже для WLAN, которая реализует стандарт IEEE 802.11, используя OFDM, например IEEE 802.11a, 802.11g и/или 802.11n.

Методики, описанные здесь, могут также быть использованы для передач «один вход - один выход» (SISO), «один вход - несколько выходов» (SIMO), «несколько входов - несколько выходов» (MIMO). «Один вход» относится к одной передающей антенне, а «несколько входов» относятся к нескольким передающим антеннам. «Один выход» относится к одной принимающей антенне, а «несколько выходов» относятся к нескольким принимающим антеннам для приема данных.

Фиг.1 показывает беспроводную сеть 100 с точкой 110 доступа и несколькими станциями 120. В общем случае, беспроводная сеть может включать в себя любое количество точек доступа и любое количество станций. Станция - это устройство, которое может осуществлять связь с другой станцией через беспроводную среду. Станция также может быть вызвана и может содержать некоторую и всю функциональность терминала, мобильной станции, пользовательского оборудования, абонентской станции и т.п. Станцией может быть сотовый телефон, наладонное устройство, беспроводное устройство, персональный цифровой ассистент (PDA), переносной компьютер, беспроводной модем, беспроводная трубка и т.п. Точка доступа - это станция, которая предоставляет доступ к службам распределения через беспроводную среду для станций, ассоциированных с этой точкой доступа. Точка доступа может быть вызвана и может иметь некоторую или всю функциональность базовой станции, базовой приемопередающей станции (BTS), Узла B и т.п. Точка 110 доступа может соединяться с сетью 130 данных и может осуществлять связь с другими устройствами посредством сети 130 данных.

Фиг.2 показывает блок-схему схемы передатчика 210 и приемника 250. Для нисходящей/прямой линии передатчик 210 может быть частью точки 110 доступа, а приемник 250 может быть частью станции 120. Для восходящей/обратной линии передатчик 210 может быть частью станции 120, а приемник 250 может быть частью точки 110 доступа. На фиг.2 передатчик 210 оборудован несколькими (T) антеннами и приемник оборудован несколькими (R) антеннами. Каждая передающая и каждая принимающая антенна могут быть физической антенной либо антенной решеткой. В общем случае, передатчик 210 и приемник 250 могут каждый быть оборудован любым количеством антенн.

В передатчике 210 процессор 212 данных передачи (TX) и пилотных сигналов может принимать пакеты данных от источника данных (не показан) и/или другие данные от контроллера/процессора 220. Процессор 212 может обрабатывать (например, форматировать, кодировать, чередовать, отображать символы) каждый пакет и формировать символы данных, которые являются символами модуляции для данных. Процессор 212 может также обрабатывать пилотные сигналы (которые являются известными данными) для формирования пилотных символов с помощью символов данных. Пространственный процессор 214 TX может выполнять пространственную обработку передатчика на данных и пилотных символах и предоставлять T потоков выходных символов T модуляторам/передатчикам (MOD/TMTR) 216a-216t. Каждый модулятор 216 может обрабатывать свой выходной поток символов (например, для OFDM) для формирования выходного потока «чипов». Каждый передатчик 216 может дополнительно обрабатывать (например, конвертировать в аналоговый, усиливать, фильтровать и повышать частоту) свой выходной поток «чипов» для формирования модулированного сигнала. T модулированных сигналов от передатчиков 216a-216t могут быть переданы от антенн 218a-218t соответственно.

В приемнике 250 R антенн 252a-252r могут принимать T модулированных сигналов от передатчика 210, и каждая антенна 252 может предоставлять принятый сигнал соответствующему приемнику (RCVR) 254. Каждый приемник 254 может обрабатывать (например, усиливать, фильтровать, понижать частоту и оцифровывать) свой принятый сигнал для получения выборок и может предоставлять выборки ассоциированному демодулятору (DEMOD) 256 и процессору 260 обнаружения. Процессор 260 обнаружения может принимать и обрабатывать выборки от всех R приемников 254a-254r для детектирования пакетов, определения тайминга и частоты каждого пакета и т.п. Каждый демодулятор 256 может обрабатывать свои выборки для удаления частотных ошибок, может далее обрабатывать частотно скорректированные выборки (например, для OFDM) для получения принятых символов. MIMO-детектор 262 может обрабатывать принятые символы для выведения оценки реакции канала от передатчика 210 к приемнику 250. MIMO-детектор 262 может также выполнять MIMO-детектирование на принятых символах для всех R антенн с помощью оценки канала и предоставлять оценки символов данных, которые являются оценками символов данных, переданных точкой 110 доступа. Процессор 264 RX-данных может затем обрабатывать (например, обратно отображать символы, выполнять обратное чередование и декодировать) оценки символов данных и предоставлять декодированные данные приемнику данных (не показан) и/или контроллеру/процессору 270.

Контроллеры/процессоры 220 и 270 могут управлять работой в передатчике 210 и приемнике 250 соответственно. Память 222 и 272 может хранить данные и коды программ для передатчика 210 и приемника 250 соответственно.

IEEE 802.11a/g использует структуру поднесущих, которая разбивает системную полосу пропускания на K=64 поднесущих, которым назначаются индексы от -32 до +31. Эти 64 поднесущих включают в себя 48 поднесущих данных с индексами ±{1, …, 6, 8, …, 20, 22, …, 26} и четыре пилотных поднесущих с индексами ±{7, 21}. DC-поднесущая с индексом 0 и оставшиеся поднесущие не используются. Эта структура поднесущих описана в стандарте IEEE 802.11a и озаглавлена «Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications: High-speed Physical Layer in the 5 GHz Band», Сентябрь 1999, и доступна публично. IEEE 802.11n использует структуру поднесущих с общим числом поднесущих 64, которые включают в себя 52 поднесущих данных с индексами ±{1, …, 6, 8, …, 20, 22, …, 28} и четыре пилотных поднесущих с индексами ±{7, 21}.

В IEEE 802.11 уровень Управления Доступом к Среде (MAC) обрабатывает данные как блоки данных MAC-протокола (MPDU). Протокол Конвергенции Физического Уровня (PLCP) затем обрабатывает каждый MPDU, который называют блоком служебных данных PLCP (PSDU), чтобы сформировать блок данных протокола PLCP (PPDU). Физический уровень затем обрабатывает каждый PPDU, чтобы сформировать кадр, который передается посредством беспроводного канала. Кадр также может называться пакетом.

Фиг.3 показывает структуру кадра/пакета, используемую в IEEE 802.11a/g. На физическом уровне (PHY) данные обрабатываются и передаются в кадрах/пакетах. Каждый пакет 300 включает в себя преамбулу 310 PLCP, заголовок 320 PLCP, PSDU 330 и концевик 340. PSDU 330 несет данные трафика пакета 300 и имеет переменную длину. Концевик 340 включает в себя шесть хвостовых битов и биты дополнения при необходимости.

Преамбула 310 PLCP включает в себя десять коротких обучающих символов, обозначенных как t₁-t₁₀, за которыми следует защитный интервал для длинного обучающего символа, и далее следуют два длинных обучающих символа T₁ и T₂. Десять коротких обучающих символов посылаются в два символьных периода OFDM. Защитный интервал и два длинных обучающих символа также посылаются в два символьных периода OFDM. Каждый символьный период OFDM равен 4 микросекундам (мкс) в IEEE 802.11a/g.

Короткие обучающие символы формируются отображением 12 специфических символов модуляции на 12 специфичных поднесущих, отображением нулевых значений сигнала на оставшиеся 52 поднесущих и выполнением 64-точечного быстрого преобразования Фурье (FFT) на 64 символах, чтобы получить 64 выборки по временным интервалам. 12 символов модуляции отображаются на 12 поднесущих, которые разделены множествами по 4 поднесущих в частотной области. Это приводит к периодичности 64 выборок по временным интервалам и их компоновке из 4 идентичных последовательностей, и каждая последовательность включает в себя 16 выборок, обозначенных с₁-с_16. Каждый короткий символ является последовательностью из 16 выборок. Последний обучающий символ может быть инвертирован для улучшения детектирования начала отсчета времени приемником 250 (не задано в IEEE 802.11a/g и не показано на фиг.3). Десять коротких обучающих символов включают в себя, в общем, 160 символов.

Длинные обучающие символы формируются отображением 52 специфичных символов модуляции на 52 специфичных поднесущих, отображением нулевых значений сигнала на оставшиеся 12 поднесущих и выполнением 64-точечного FFT на 64 символах для получения 64 выборок по временным интервалам, обозначенным как z₁-z₆₄. Защитный интервал включает в себя последние 32 выборки z₃₃-z₆₄ выхода FFT. Каждый длинный обучающий символ является одной последовательностью 64 выборок. Защитный интервал и длинные обучающие символы для T передающих антенн могут быть циклично сдвинуты различными количествами для улучшения разноса. Два длинных обучающих символа и защитный интервал включают в себя в целом 160 выборок. Короткие и длинные обучающие символы описаны в документах IEEE 802.11a/g.

Приемник 250 может не знать априори, когда или какой из передатчиков будет передавать. Разные передатчики могут иметь разные опорные частоты синхронизации и могут, таким образом, иметь разные временные и/или частотные сдвиги относительно тайминга и частоты приемника 250. Приемник 250 может непрерывно детектировать пакеты от передатчиков, пока он включен. Приемник 250 может обнаруживать каждый пакет независимо, поскольку передающий источник и частота каждого пакета могут быть неизвестны. Приемник 250 может выполнять следующее для каждого пакета:

- детектирование пакета - детектировать присутствие пакета,

- детектирование начала пакета - детектировать начало пакета,

- грубая частотная оценка - оценивать грубую частотную ошибку,

- точная частотная оценка и коррекция - оценивать и корректировать точную частотную ошибку в выборках для пакета,

- автоматическая регулировка усиления (AGC) - подстраивать коэффициент усиления приемника на основании полученной мощности, и

- детектирование конца пакета - детектировать конец пакета.

Каждая из задач может выполняться, как описано ниже.

Приемник 250 может выполнять детектирование и обнаружение на основании коротких и длинных обучающих символов в заголовке PLCP каждого пакета. Желательно детектировать присутствие пакета настолько быстро и точно, насколько возможно, так чтобы больше времени было доступно для других задач. Также желательно корректировать любые частотные ошибки до начала заголовка PLCP, так чтобы заголовок PLCP мог быть надежно демодулирован.

Приемник 250 может выполнять детектирование пакета на основании методики задержки-умножения-интегрирования. Для этой методики операция задержки-умножения-интегрирования в окне из N выборок может быть задана как:

, Ур.1

где

- выборка для j-й антенны в i-й период выборки,

- величина детектирования для k-го окна, и

«*» обозначает комплексное сопряжение.

Уравнение 1 выполняет автокорреляцию с задержкой 16, что является длиной одного короткого обучающего символа. Для каждой антенны j выборка

умножается на комплексное сопряженное выборки

из выборки на 16 периодов ранее. Поскольку короткие обучающие символы повторяются каждые 16 выборок,

и

должны соответствовать одной переданной выборке. Результаты умножения для N выборок интегрируются для получения результата для антенны j. Результаты для всех R антенн затем суммируются для получения величины

детектирования для окна k. Размер окна N может быть любым подходящим выбранным значением. Например, N может равняться 16, 32 и т.д. для коротких обучающих символов, показанных на фиг.3. Окно k может начинаться с любого периода выборок.

Мощность каждого окна из N выборок может также быть вычислена как:

, Ур.2

где

- величина мощности для k-ого окна. Мощность получается умножением выборки

на ее комплексное сопряженное

(вместо комплексного сопряженного другой выборки, которая на 16 периодов выборок раньше).

В общем случае, величина

детектирования и величина

мощности могут быть вычислены для каждого окна выборок, полученных от R приемников 254a-254r. Для ясности индекс k окна и индекс i выборки определяются относительно начала пакета. В реальности приемник 259 не знает начала пакета, когда детектирует пакет, и индексы k и i просто увеличиваются со временем.

Величины

детектирования могут быть усреднены по L окнам как:

=

, Ур.3

где

- средняя величина детектирования для k-го окна. Уравнение 3 вычисляет среднюю величину для текущего окна на основании величин детектирования текущего окна и L-1 предыдущих окон. L может быть любым подходящим выбранным значением, например L=4. Уравнение 3 может быть решено на основании L величин детектирования для L окон. Альтернативно, уравнение 3 может быть реализовано с помощью скользящей средней, что является эффективным способом вычисления средней величины для текущего окна на основании средней величины предыдущего окна. В общем случае, усреднение относится к процессу выведения средней величины на основании, по меньшей мере, двух величин, например текущей и предыдущей величин. Усреднение может быть выполнено на основании любой функции, такой как функция, показанная в уравнении 3, фильтрующая функция конечных импульсных характеристик (FIR), фильтрующая функция бесконечных импульсных характеристик (IIR) и т.п.

Величины мощности могут быть усреднены по L+1 окнам как:

=

, Ур.4

где

- средняя величина мощности для k-го окна.

Средняя величина

детектирования получается на основании L+1 окна выборок. Первые два окна используются для формирования первой величины детектирования, и каждое дополнительное окно обеспечивает одну дополнительную величину детектирования. Средняя величина

мощности также получается на основании L+1 окон выборок, и каждое окно обеспечивает одну величину

мощности. Поэтому

и

вычисляются по одному блоку выборок.

Метрическая

величина может быть вычислена для каждого окна k как:

=

, Ур.5

По одной схеме детектирование пакета может быть определено следующим образом:

если

>

, тогда объявить присутствие пакета, Ур.6

иначе если

, объявить отсутствие пакета,

где

- порог детектирования.

может быть выбран на основании компромисса между вероятностью детектирования и вероятностью ложной тревоги. Вероятность детектирования - это вероятность объявления присутствия пакета, когда он присутствует. Вероятность ложной тревоги - это вероятность объявления присутствия пакета, когда пакет не присутствует.

может быть также определен, чтобы включить делитель 1/L в вычислении

и делитель 1/(L+1) в вычислении

. В этом случае делитель 1/L может быть удален из уравнения 3, а делитель 1/(L+1) может быть удален из уравнения 4.

Уравнение 5 показывает выведение

на основании функции отношения, а система уравнения 6 показывает одну схему детектирования пакета. В общем случае, метрическая величина, используемая для детектирования пакета, может быть определена на основании любой функции, которая может принимать любые входные параметры. Проверка детектирования пакета может быть определена на основании функции, используемой для вычисления метрической величины.

Фиг.4 иллюстрирует вычисление

,

,

,

и

для пакета с N=16, L=4, и каждое покрывает один короткий обучающий символ. Для ясности индекс i выборки начинается с 0 для первой выборки в пакете, и индекс k окна начинается с 0 для каждого короткого обучающего символа в пакете. Одна величина

детектирования получается для каждого короткого обучающего символа после первого короткого обучающего символа. Одна величина

мощности получается для каждого короткого обучающего символа. Средняя величина

детектирования, средняя величина

мощности и средняя метрическая величина

получаются для каждого короткого обучающего символа начиная с пятого короткого обучающего символа при k=4.

Усреднение

и

по L+1 окнам может улучшить надежность

и

соответственно, что может улучшить производительность детектирования.

и

по сути вычисляются по большему скользящему окну, покрывающему L+1 окно из N выборок, как проиллюстрировано на фиг.4. Посредством вычисления

и

для каждого окна k (вместо каждых L+1 окон) решение о детектировании пакета может быть сделано в каждом окне k (вместо каждых L+1 окон).

Для улучшения надежности детектирования детектирование пакета может быть обусловлено несколькими метрическими величинами, превышающими порог

. По одной схеме пакет может быть объявлен на основании двух метрических величин

и

для двух последовательных окон k и k+1 соответственно следующим образом:

если (

>

) и (

>

), тогда объявить присутствие пакета, Ур.7

иначе не объявлять пакет.

В общем случае детектирование пакета может быть основано на любом количестве метрических величин для любого количества окон.

Для дополнительного улучшения надежности детектирования детектирование пакета может быть обусловлено на выборках, имеющих допустимые частотные ошибки. Для IEEE 802.11a максимальная частотная ошибка в передатчике - ±20 частей на миллион (ppm), что соответствует ±230 кГц на 5,8 ГГц. При скорости выборки в 20 мегавыборок в секунду каждый короткий обучающий символ длится 800 наносекунд (нс), а максимальный фазовый сдвиг между двумя выборками, разделенными коротким обучающим символом, составляет ±0,184 цикла. Ложная тревога может быть объявлена, если для данного окна с

, превышающим

, средний фазовый сдвиг больше чем 0,184 цикла.

Величина

в уравнении (1) дает фазовый сдвиг от выборки

к выборке

, которая расположена 16 периодами выборок позже. Угол

предоставляет средний фазовый сдвиг по 16 периодам выборок на основании выборок окна k. Угол

предоставляет средний фазовый сдвиг по 16 периодам выборок на основании выборок в L окнах, используемых для вычисления

. Средний фазовый сдвиг

для окна k может быть получен следующим образом:

=

=arctan

Ур.8

Если пакет объявлен, как показано в уравнении (7), тогда средние фазовые сдвиги

и

для окон k и k+1 соответственно могут быть вычислены и сравнены с фазовым порогом

следующим образом:

если (

>

) или (

>

), тогда объявить ложную тревогу или отсутствие пакета, Ур.9

Фазовый порог

может быть установлен в любое значение, большее чем 0,184×2

радиан. Например,

может быть установлен как

=

радиан для упрощения реализации.

Тайминг детектированного пакета может быть определен детектированием границы между коротким и длинным обучающими символами. Для достижения этого величина

детектирования может быть вычислена для каждого периода i выборок следующим образом:

=

Ур.10

Уравнение (10) выполняет скользящую операцию задержки-умножения-интегрирования для получения

для каждого интересующего периода выборок. В каждом периоде выборок

вычисляется по окну из 64 выборок, составленному из текущей выборки

и 63 более ранних выборок. При отсутствии шума

проходит через ноль, когда окно из 64 выборок (i) центрировано на границе между короткими и длинными обучающими символами и (ii) покрывает два коротких обучающих символа и половину длинного обучающего символа.

Метрическая величина

может быть вычислена для каждого периода i выборок следующим образом:

Ур.11

Как показано в уравнении (11),

вычисляется на основании

и

, где

обновляется с каждой выборкой, а

обновляется с каждым окном из N выборок.

Начало длинных обучающих символов может затем быть детектировано следующим образом:

если

<

, тогда объявить начало длинных обучающих символов в выборке i, Ур.12

где

- порог.

может быть установлен в любое подходящее положительное значение.

Если последний короткий обучающий символ инвертирован (не показано на фиг.3), тогда граница между девятым и десятым короткими обучающими символами может быть детектирована. В этом случае

может быть вычислено с задержкой 16 (вместо 64) и интервалом интегрирования 16 (вместо 64).

, по меньшей мере, 16 выборками ранее, чем текущая выборка

, может использоваться для вычисления

во избежание загрязнения

инвертированным коротким обучающим символом.

может быть установлено в ноль.

В любом случае, после детектирования начала длинных обучающих символов, например, как показано в уравнении (12), последняя величина

может быть использована для грубой оценки частотной ошибки.

Длинные обучающие символы могут использоваться для точной частотной коррекции. Величина детектирования может быть вычислена для окна из M выборок следующим образом:

=

, Ур.13

где

- величина детектирования для периода m выборок. Поскольку длинные обучающие символы повторяются каждые 64 выборки,

и

должны соответствовать одной и той же переданной выборке.

Граница между короткими и длинными обучающими символами может считаться началом отсчета времени детектированного пакета и может быть определена, как показано в уравнении (12). Уравнение (13) может быть вычислено после того, как будет известно начало отсчета времени, и может затем быть вычислено для одиночного периода m выборок. Количество выборок для интегрирования, M, может быть любой подходящей величиной, например между 16 и 64. Меньшее M может позволить более быстрое завершение точной частотной коррекции, которая может в свою очередь позволить частотно откорректировать длинный обучающий символ и использовать его в качестве пилотной ссылки для демодуляции заголовка PLCP.

Угол

может быть использован как средний фазовый сдвиг

по 64 периодам выборок и задан следующим образом:

=

=arctan

Ур.14

В худшем случае частотной ошибки в ±20 ppm на 5,8 ГГц максимальный фазовый сдвиг между двумя выборками, разделенными одним длинным обучающим символом, составляет ±0,736 цикла. Средний фазовый сдвиг

, таким образом, неоднозначен, поскольку для данной вычисленной фазовой величины y, где

>0,264 цикла, неизвестно, является ли истинный фазовый сдвиг y, 1-y или 1+y цикла.

Фазовая неоднозначность в точном фазовом сдвиге

может быть разрешена посредством использования грубого фазового сдвига

, полученного из коротких обучающих символов. Фазовый сдвиг по 64-выборочному длинному обучающему символу должен быть приблизительно равен четырем фазовым сдвигам по 16-выборочному короткому обучающему символу или:

, Ур.15

где

- величина фазовой коррекции.

может быть получена добавлением или вычитанием одного цикла из

, если необходимо, чтобы сделать

как можно ближе к 4

. Удельная выборочная величина

фазовой коррекции может быть получена делением точной величины

фазовой коррекции на 64, или

=

/64. Выборки от приемников 254a-254r могут быть циклически сдвинуты на удельную величину

фазовой коррекции для получения частотно скорректированных выборок.

В другой схеме точная оценка частотной ошибки может быть выведена на основании коротких обучающих символов.

Величины

детектирования могут быть вычислены параллельно со средними величинами

детектирования. Когда пакет детектирован, средний фазовый сдвиг

может быть определен на основании последней

, а угол

может быть определен и скорректирован с помощью

, если необходимо, для получения точной величины

фазовой коррекции.

может затем быть применена к выборкам до прибытия длинного обучающего символа. В этой схеме частотно скорректированные выборки могут быть получены для двух длинных обучающих символов и могут быть преобразованы с помощью 64-точечного FFT для получения принятых символов. Оценка канала может затем быть выведена на основании принятых символов и использована для когерентной демодуляции заголовка PLCP. Эта схема может избегать дополнительной буферизации выборок от приемников 254 для частотной коррекции. Длинные обучающие символы могут также быть использованы для улучшения точной оценки частотной ошибки. Обновление точной оценки частотной ошибки, полученное из длинных обучающих символов, может быть применено к выборкам в любое время. Интеграция в точку около конца второго длинного пилотного символа может обеспечить наиболее правильное обновление точной оценки частотной ошибки.

Для AGC приемник 250 может быть установлен в максимальное усиление изначально, чтобы детектировать пакеты низкой мощности. Радиочастотный (RF) входной каскад приемника 250 может насыщаться максимальным усилением, таким образом, эффективно ограничивая принятый сигнал. Однако операция задержки-умножения-интегрирования в уравнении (1) будет все еще действительна даже с ограничением. Величина

мощности может быть сравнена с порогом мощности, и усиление приемника может быть снижено, если порог мощности превышен. Усиление приемника может поддерживаться, пока не будет детектирован конец пакета, и может затем быть сброшено на максимальное значение.

За заголовком PLCP может следовать переменное количество OFDM символов. Каждый OFDM символ генерируется посредством (i) выполнения 64-точечного FFT на 64 символах для 64 поднесущих для получения 64 выборок по временным интервалам для полезной части OFDM символа и (ii) присоединения защитного интервала к полезной части OFDM символа посредством копирования последних 16 выборок полезной части и присоединением этих 16 выборок к началу полезной части для получения 80 выборок для OFDM символа.

Для детектирования конца пакета величина детектирования может быть высчитана для каждого символьного периода OFDM следующим образом:

=

, Ур.16

где

- величина детектирования для символьного периода n OFDM. В уравнении (16) 16 выборок защитного интервала для OFDM символа скоррелированы с последними 16 выборками полезной части символьного периода OFDM.

Порог

может быть определен на основании среднего по величинам детектирования для S символьных периодов OFDM следующим образом:

=

, Ур.17

где η - процент среднего по

для использования для порога.

В каждом символьном периоде OFDM

может быть вычислена,

может быть обновлен и

может быть сравнена с

. В одной схеме конец пакета детектирован, если

меньше

, что может быть выражено следующим образом:

если

<

, тогда объявить конец пакета. Ур.18

В другой схеме, если

меньше

, тогда

замораживается, а конец пакета детектируется, если

для следующего символьного периода n+1 OFDM также меньше

, что может быть выражено следующим образом:

если (

<

) и (

<

), тогда объявить конец пакета. Ур.19

Конец пакета может также быть детектирован другими способами. В любом случае, когда конец пакета детектирован, AGC может быть сброшена на максимальное усиление, а частотное смещение может быть сброшено на ноль для приготовления к следующему пакету.

Фиг.5 показывает блок-схему схемы процессора 260 обнаружения с фиг.2. Блок 510 принимает выборки от всех R антенн, выполняет задержку-умножение-интегрирование, например, как показано в уравнении (1), и предоставляет величину

детектирования для каждого окна из N выборок. Блок 512 вычисляет скользящую среднюю из

по L окнам, например, как показано в уравнении (3), и предоставляет среднюю величину

детектирования для каждого окна. Блок 514 определяет фазу

, например, как показано в уравнении (8), и предоставляет средний фазовый сдвиг

для каждого окна.

Блок 520 вычисляет величину

мощности на основании выборок от всех R антенн в каждом окне, например, как показано в уравнении (2). Блок 522 вычисляет скользящую среднюю от

по L+1 окну, например, как показано в уравнении (4), и предоставляет среднюю величину

мощности для каждого окна. Блок 524 принимает среднюю величину

детектирования и среднюю величину

мощности для каждого окна и вычисляет метрическую величину

для этого окна, например, как показано в уравнении (5). Блок 526 детектирует присутствие пакета на основании метрической величины

и, возможно, среднего фазового сдвига

, например, как показано в уравнениях (6), (7) и/или (9).

После того как пакет детектирован, блок 530 вычисляет величину

детектирования для каждого периода выборок, например, как показано в уравнении (10). Блок 534 принимает величину

детектирования для каждой выборки и среднюю величину

детектирования для последнего окна перед детектированием пакета и вычисляет метрическую величину

для каждого периода выборок, например, как показано в уравнении (11). Блок 536 детектирует начало пакета на основании метрических величин

, например, как показано в уравнении (12), и предоставляет тайминг пакета, который может быть периодом выборок границы между коротким и длинным обучающими символами или некоторой другой известной точкой в пакете.

Блок 540 вычисляет величину

детектирования для заданного периода m выборок определенного посредством тайминга пакета, например, как показано в уравнении (13). Блок 544 определяет фазу

, например, как показано в уравнении (14), и предоставляет средний фазовый сдвиг

. Блок 546 принимает средний фазовый сдвиг

, полученный из последнего короткого обучающего символа, и средний фазовый сдвиг

, полученный либо из длинного, либо из короткого обучающих символов, и определяет величину

фазовой коррекции, например, как показано в уравнении (15).

Для детектирования конца пакета блок 550 вычисляет величину

детектирования для каждого символьного периода OFDM, например, как показано в уравнении (16). Блок 552 вычисляет скользящую среднюю от

по S символьным периодам OFDM. Блок 554 вычисляет пороговую величину

для каждого символьного периода OFDM, например, как показано в уравнении (17). Блок 556 детектирует конец пакета на основании величин

детектирования и пороговой величины

, как обсуждалось выше.

Фиг.6 показывает блок-схему схемы блока 510 задержки-умножения-интегрирования и блока 512 скользящих средних с фиг.5. В блоке 510 выборки от антенны 1 предоставляются блоку 610a задержки и умножителю 614a. Блок 610a задержки предоставляет 16 выборок задержки, которые являются длительностью одного короткого обучающего символа. Блок 612a предоставляет комплексное сопряженное каждой выборки, принятой от блока 610a задержки. В каждом периоде выборок умножитель 614a перемножает принятую выборку с выборкой от блока 612a и предоставляет результат в интегратор 616a. Интегратор 616a сбрасывается в начале каждого окна и интегрирует результаты от умножителя 614a по N периодам выборок. Выборки от каждой оставшейся антенны обрабатываются подобным образом, как выборки от антенны 1. Сумматор 618 суммирует выходы интеграторов 616a-618a для всех R антенн и предоставляет величину

для каждого окна.

В блоке 512 блок 620 задерживает величину

на L, что является длительностью скользящей средней от

. Для каждого окна сумматор 622 суммирует величину детектирования с выходом регистра 624, далее вычитает выход блока 620 задержки и предоставляет среднюю величину

детектирования. Блоки 622 и 624 формируют накопитель, который обновляется с каждым окном k. Блок 620 предоставляет величину

из L окон ранее, которая вычитается из текущего результата накопления так, что скользящая средняя получается по L окнам.

Блоки 530, 540 и 550 с фиг.5 могут быть реализованы схожим с блоком 510 образом, хотя и с разными задержками для блоков 610a-610r и/или разными интервалами интегрирования в интеграторах 616a-616r. Блок 520 может быть реализован схожим с блоком 510 образом, хотя и без блоков 610a-610r задержки. Блоки 522 и 552 могут быть реализованы схожим с блоком 512 образом, хотя и с разными задержками для блока 620.

Фиг.7 показывает блок-схему схемы демодуляторов 256a-256r с фиг.2 и численно управляемый осциллятор (NCO) 710. NCO 710 может быть частью процессора 260 обнаружения. В NCO 710 сумматор 712 принимает удельную выборочную величину

частотной коррекции, например, от оценивателя 546 частотной ошибки с фиг.5, суммирует эту величину частотной коррекции с текущей фазовой величиной из регистра 714 и предоставляет свой выход регистру 714. Сумматор 712 и регистр 714 формируют фазовый накопитель, который обновляется в каждом периоде выборок. Таблица 716 поиска принимает текущую фазовую величину от регистра 714 и предоставляет синус и косинус этой фазы.

В одной схеме величина частотной коррекции имеет разрешение 500 Гц, а фазовый накопитель имеет фазовое разрешение 1/40000 цикла. Регистр 714 может быть реализован с 17 битами для достижения этого фазового разрешения. В одной схеме таблица 716 поиска может быть реализована с 512x9 таблицами для 9-битного синуса и 9-битного косинуса для 512 разных углов от 0 до

, что может обеспечить SNR в 50 дБ. Таблица 716 поиска может также быть реализована с другими размерами, например 1024x9 и т.п.

В каждом демодуляторе 256 умножитель 722 принимает комплекснозначные выборки от ассоциированной антенны, перемножает эту выборку с синусом и косинусом для этой выборки и предоставляет частотно скорректированную выборку. Блок 724 удаляет защитный интервал для каждого OFDM символа на основании тайминга пакета от детектора 536 начала пакета с фиг.5 и предоставляет 64 выборки для OFDM символа. FFT блок 726 выполняет 64-точечное FFT по 64 выборкам из блока 724 и предоставляет 64 принятых символа для 64 поднесущих.

Передатчик 210 может использовать эталонный осциллятор для генерирования как тактовой частоты выборок для цифровой обработки, так и сигнала несущей для повышающего преобразования. Выборки в приемнике 250 могут затем иметь частотную ошибку, так же как и ошибку тайминга выборки. Частотная ошибка может быть оценена, как описывалось выше, и скорректирована умножителями 722a-722r. Ошибка тайминга выборки может быть скорректирована изменением шага дискретизации выборок от приемников 254a-254r (не показано на фиг.7). Если тайминг выборок не скорректирован (как показано на фиг.7), тогда дрейф тайминга в выборках по пакету привносит градиент фазы в OFDM символы. Этот градиент фазы изменяется по пакету.

Фиг.8 показывает схему процесса 800 детектирования присутствия пакета. Величины детектирования могут быть определены на основании множества выборок, например, как показано в уравнении (1) (блок 812). Величины мощности могут быть также определены на основании множества выборок, например, как показано в уравнении (2) (блок 814). Множество выборок может содержать выборки для коротких обучающих символов и может быть от одной или более приемных антенн. Каждая величина детектирования может быть получена посредством выполнения умножения-интегрирования на соответствующем втором множестве выборок. Величины детектирования могут быть усреднены для получения средних величин детектирования, например, как показано в уравнении (3) (блок 816). Величины мощности могут также быть усреднены для получения средних величин мощности, например, как показано в уравнении (4) (блок 818). Присутствует ли пакет, можно затем определить на основании средних величин детектирования и средних величин мощности (блок 820).

Для блока 820 метрические величины могут быть определены на основании средних величин детектирования и средних величин мощности, например, как показано в уравнении (5). В одной схеме присутствие пакета может быть объявлено, если метрическая величина превышает пороговую величину. В другой схеме присутствие пакета может быть объявлено, если несколько (например, две последовательных) метрических величин превышают пороговую величину. В еще одной схеме фазовые сдвиги могут быть определены на основании средних величин детектирования, а присутствует ли пакет, можно определить дополнительно на основании фазовых сдвигов. Например, присутствие пакета можно не объявлять, если фазовый сдвиг превышает фазовый порог.

Фиг.9 показывает схему устройства 900 для детектирования пакета. Устройство 900 включает в себя средство для определения величин детектирования на основании множества выборок, например, посредством выполнения задержки-умножения-интегрирования на первых множествах выборок (модуль 912), средство для определения величин мощности на основании вторых множеств выборок (модуль 914), средство для усреднения величин детектирования для получения средних величин детектирования (модуль 916), средство для усреднения величин мощности для получения средних величин мощности (модуль 918) и средство для определения, присутствует ли пакет, на основании средних величин детектирования и средних величин мощности (модуль 920).

Фиг.10 показывает схему процесса 1000 для детектирования начала пакета. Первая величина детектирования может быть определена на основании окна выборок, например, посредством выполнения задержки-умножения-интегрирования на окне выборок, как показано в уравнениях (1) и (3) (блок 1012). Вторая величина детектирования может быть определена для каждой из нескольких выборок, например, посредством выполнения скользящей задержки-умножения-интегрирования, как показано в уравнении (10) (блок 1014). Окно выборок, использовавшееся для выведения первой величины детектирования, может быть раньше, чем выборки, использовавшиеся для выведения второй величины детектирования. Метрические величины могут быть вычислены на основании первой величины детектирования и второй величины детектирования для нескольких выборок, например, как показано в уравнении (11) (блок 1016). Начало пакета может быть определено на основании метрических величин и порога, например, как показано в уравнении (12) (блок 1018).

Фиг.11 показывает схему устройства 1100 для детектирования начала пакета. Устройство 1100 включает в себя средство для определения первой величины детектирования на основании окна выборок, например, посредством выполнения задержки-умножения-интегрирования на окне выборок (модуль 1112), средства для определения второй величины детектирования для каждой из нескольких выборок, например, посредством выполнения скользящей задержки-умножения-интегрирования (модуль 1114), средство для вычисления метрических значений на основании первой величины детектирования и второй величины детектирования для нескольких выборок (1116) и средство для определения начала пакета на основании метрических величин и порога (модуль 1118).

Фиг.12 показывает схему процесса 1200 для частотной коррекции. Грубая оценка частотной ошибки для пакета может быть выведена, например, на основании, по меньшей мере, одной первой величины детектирования, полученной посредством выполнения задержки-умножения-интегрирования на первом множестве выборок, как показано в уравнениях (1), (3) и (8) (блок 1212). Точная оценка частотной ошибки для пакета может быть выведена, например, на основании второй величины детектирования, полученной посредством выполнения задержки-умножения-интегрирования на втором множестве выборок, как показано в уравнениях (13) и (14) (блок 1214). Задержка-умножение-интегрирование для, по меньшей мере, одной первой величины детектирования может быть основана на первой задержке, например, 16 выборок. Задержка-умножение-интегрирование для второй величины детектирования может быть основана на второй задержке (например, 64 выборки), которая длиннее, чем первая задержка, чтобы получить более правильную точную оценку частотной ошибки. Первое множество выборок может содержать выборки для коротких обучающих символов. Второе множество выборок может содержать выборки для коротких и/или длинных обучающих символов.

Величина частотной коррекции для пакета может быть выведена на основании грубой и точной оценок ошибки, например, посредством использования грубой оценки частотной ошибки для разрешения фазовой неоднозначности в точной оценке частотной ошибки (блок 1216). Например, первая фазовая величина может быть получена на основании грубой оценки частотной ошибки, вторая фазовая величина может быть получена на основании точной оценки частотной ошибки, первая фазовая величина может быть использована для разрешения неоднозначности во второй фазовой величине, и вторая фазовая величина с разрешенной неоднозначностью может быть предоставлена как величина частотной коррекции. Частота выборок для пакета может быть скорректирована на основании величины частотной коррекции (блок 1218).

Фиг.13 показывает схему устройства 1300 для частотной коррекции. Устройство 1300 включает в себя средство для выведения грубой оценки частотной ошибки для пакета, например, на основании, по меньшей мере, одной первой величины детектирования, полученной посредством выполнения задержки-умножения интегрирования на первом множестве выборок (модуль 1312), средство для выведения точной оценки частотной ошибки для пакета, например, на основании второй величины детектирования, полученной посредством выполнения задержки-умножения-интегрирования на втором множестве выборок (модуль 1314), средство для выведения величины частотной коррекции для пакета на основании на основании грубой и точной оценок частотной ошибки, например, посредством использования грубой оценки частотной ошибки для разрешения фазовой неоднозначности в точной оценке частотной ошибки (модуль 1316) и средство для корректирования частоты выборок для пакета на основании величины частотной коррекции (модуль 1318).

Фиг.14 показывает схему процесса 1400 для детектирования конца пакета. Величина детектирования может быть определена для каждого из нескольких символьных периодов, например, посредством корреляции защитного интервала соответствующей полезной частью в символьном периоде, как показано в уравнении (16) (блок 1412). В общем случае, любая скопированная часть символа передачи может быть скоррелирована с исходной частью для получения величины детектирования для этого символа. Пороговая величина может быть определена для каждого символьного периода, например, на основании скользящей средней от S величин детектирования для S символьных периодов вплоть до текущего символьного периода, как показано в уравнении (17) (блок 1414). Конец пакета может быть определен на основании величин детектирования и пороговых величин для нескольких символьных величин (блок 1416). В одной схеме величина детектирования может быть сравнена с пороговой величиной в каждом символьном периоде, пороговая величина может быть заморожена после символьного периода, в котором величина детектирования меньше, чем пороговая величина, а конец пакета может быть объявлен, если величина детектирования для следующего символьного периода меньше, чем пороговая величина.

Фиг.15 показывает схему устройства 1500 для детектирования конца пакета. Устройство 1500 включает в себя средство для определения величины детектирования для каждого из нескольких символьных периодов, например, посредством корреляции охранного интервала с соответствующей полезной частью (модуль 1512), средство для определения пороговой величины для каждого символьного периода, например, на основании скользящей средней от S величин детектирования для S символьных периодов вплоть до текущего символьного периода (модуль 1514) и средство для определения конца пакета на основании величин детектирования и пороговых величин для нескольких символьных периодов (модуль 1516).

Фиг.16 показывает схему процесса 1600 для обработки пакета. Первые величины

детектирования могут быть определены на основании первого множества выборок (блок 1612). Величины

мощности могут быть определены на основании первого множества выборок (блок 1614). Присутствует ли пакет, может быть определено на основании величин детектирования и величин мощности (блок 1616). Вторые величины

детектирования могут быть определены на основании второго множества выборок (блок 1618). Начало пакета может быть определено на основании первых и вторых величин детектирования (блок 1620). Третья величина

детектирования может быть определена на основании третьего множества выборок (блок 1622). Частотная ошибка пакета может быть оценена на основании первых и третьей величин детектирования (блок 1624). Четвертые величины

детектирования могут быть определены на основании четвертого множества выборок (блок 1626). Конец пакета может быть определен на основании четвертых величин детектирования (блок 1628).

Фиг.17 показывает устройство 1700 для обработки пакета. Устройство 1700 включает в себя средство для определения первых величин

детектирования на основании первого множества выборок (модуль 1712), средство для определения величин

мощности на основании первого множества выборок (модуль 1714), средство для определения, присутствует ли пакет, на основании величин детектирования и величин мощности (модуль 1716), средство для определения вторых величин

детектирования на основании второго множества выборок (модуль 1718), средство для определения начала пакета на основании первых и вторых величин детектирования (модуль 1720), средство для определения третьей величины

детектирования на основании третьего множества выборок (модуль 1722), средство для оценивания частотной ошибки пакета на основании первых и третьей величин детектирования (модуль 1724), средство для определения четвертых величин

детектирования на основании четвертого множества выборок (модуль 1726) и средство для определении конца пакета на основании четвертых величин детектирования (модуль 1728).

Модули с фиг.9, 11, 13, 15 и 17 могут содержать процессоры, электронные устройства, аппаратные устройства, электронные компоненты, логические схемы, память и т.п. или любую их комбинацию.

Методика задержки-умножения-интегрирования, описанная выше, может предоставлять хорошую производительность детектирования и не подвержена воздействию многолучевого распространения в беспроводной среде. В другой схеме детектирование пакета выполняется на основании корреляции с известными выборками. В этой схеме принятые выборки могут быть скоррелированы с известными выборками для коротких обучающих символов на разных временных смещениях. Величины детектирования, превышающие первый порог, который может соответствовать разным лучам распространения, могут быть совмещены для получения конечной величины детектирования. Конечная величина детектирования может затем быть сравнена с вторым порогом для детектирования присутствия пакета. Временные смещения, порождающие сильные величины детектирования, могут быть использованы для определения начала пакета.

Методики, описанные здесь, могут быть реализованы различными средствами. Например, эти методики могут быть реализованы в аппаратном обеспечении, программно-аппаратном обеспечении, программном обеспечении или их комбинации. При аппаратной реализации блоки обработки, используемые для выполнения методик, могут быть реализованы в составе одной или более прикладных интегральных схем (ASIC), процессоров цифровых сигналов (DSP), устройств обработки цифровых сигналов (DSPD), программируемых логических устройств (PLD), программируемых вентильных матриц (FPGA), процессоров, контроллеров, микроконтроллеров, микропроцессоров, электронных устройств, других блоков, спроектированных для выполнения функций, описанных здесь, компьютера или их комбинации.

При программно-аппаратной и/или программной реализации методики могут быть реализованы в модулях (например, процедурах, функциях и т.п.), которые выполняют функции, описанные здесь. Программно-аппаратные и/или программные инструкции могут быть сохранены в памяти (например, в памяти 272 с фиг.2) и исполняться процессором (например, процессором 260 или 270). Память может быть реализована в составе процессора или вне процессора. Программно-аппаратные и/или программные инструкции могут также быть сохранены в другом процессорночитаемом носителе таком, как оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), энергонезависимое оперативное запоминающее устройство (NVRAM), программируемое постоянное запоминающее устройство (PROM), электрически стираемое PROM (EEPROM), флеш-память, компакт-диск (CD), магнитное или оптическое устройство хранения данных и т.п.

Предшествующее описание раскрытия предоставлено, чтобы позволить любому специалисту в данной области сделать или использовать раскрытие. Различные модификации раскрытия будут очевидны специалистам в данной области, а характерные принципы, определенные здесь, могут быть применены к другим вариациям без отклонения от сущности или объема раскрытия. Таким образом, раскрытие не ограничивается примерами, описанными здесь, но ему должен быть предоставлен широчайший объем, согласующийся с принципами и новыми признаками, раскрытыми здесь.

Claims (45)

1. Устройство для детектирования присутствия пакета в системе беспроводной связи, содержащее:
процессор, сконфигурированный с возможностью определять величины детектирования на основании множества выборок принимаемого сигнала, определять величины мощности на основании множества выборок принимаемого сигнала, усреднять величины детектирования для получения средних величин детектирования, усреднять величины мощности для получения средних величин мощности и определять, присутствует ли пакет, на основании средних величин детектирования и средних величин мощности; и
память, соединенную с процессором.

2. Устройство по п.1, в котором процессор сконфигурирован с возможностью принимать упомянутое множество выборок от нескольких антенн, определять каждую величину детектирования на основании соответствующего первого набора выборок принимаемого сигнала от нескольких антенн и определять каждую величину мощности на основании соответствующего второго набора выборок принимаемого сигнала от нескольких антенн.

3. Устройство по п.1, в котором процессор сконфигурирован с возможностью выполнять задержку-умножение-интегрирование на окнах выборок принимаемого сигнала для получения величин детектирования.

4. Устройство по п.3, в котором процессор сконфигурирован с возможностью перемножать каждую выборку принимаемого сигнала в окне выборок принимаемого сигнала с соответствующей задержанной выборкой принимаемого сигнала и интегрировать результаты умножения для всех выборок в упомянутом окне для получения величины детектирования для этого окна.

5. Устройство по п.1, в котором процессор сконфигурирован с возможностью определять метрические величины на основании средних величин детектирования и средних величин мощности и объявлять присутствие пакета, если метрическая величина превышает пороговую величину.

6. Устройство по п.1, в котором процессор сконфигурирован с возможностью определять метрические величины на основании средних величин детектирования и средних величин мощности и объявлять присутствие пакета, если несколько метрических величин превышают пороговую величину.

7. Устройство по п.1, в котором процессор сконфигурирован с возможностью определять фазовые сдвиги на основании средних величин детектирования и определять, присутствует ли пакет, дополнительно на основании фазовых сдвигов.

8. Устройство по п.7, в котором процессор сконфигурирован с возможностью объявлять, что пакет не присутствует, если фазовый сдвиг превышает фазовый порог.

9. Устройство по п.1, в котором упомянутое множество выборок содержит выборки для коротких обучающих символов.

10. Устройство по п.1, в котором процессор сконфигурирован с возможностью подстраивать усиление приемника на основании величин мощности.

11. Способ детектирования присутствия пакета в системе беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:
определяют величины детектирования на основании множества выборок принимаемого сигнала;
определяют величины мощности на основании множества выборок принимаемого сигнала;
усредняют величины детектирования для получения средних величин детектирования;
усредняют величины мощности для получения средних величин мощности; и
определяют, присутствует ли пакет, на основании средних величин детектирования и средних величин мощности.

12. Способ по п.11, в котором этап, на котором определяют величины детектирования, содержит этап, на котором:
выполняют задержку-умножение-интегрирование на окнах выборок принимаемого сигнала для получения величин детектирования.

13. Способ по п.11, в котором этап, на котором определяют, присутствует ли пакет, содержит этап, на котором:
определяют метрические величины на основании средних величин детектирования и средних величин мощности, и
объявляют присутствие пакета, если, по меньшей мере, одна метрическая величина превышает пороговую величину.

14. Способ по п.11, в котором этап, на котором определяют, присутствует ли пакет, содержит этап, на котором:
определяют фазовые сдвиги на основании средних величин детектирования, и
определяют, присутствует ли пакет, дополнительно на основании фазовых сдвигов.

15. Устройство для детектирования присутствия пакета в системе беспроводной связи, содержащее:
средство для определения величин детектирования на основании множества выборок принимаемого сигнала;
средство определения величин мощности на основании множества выборок принимаемого сигнала;
средство для усреднения величин детектирования для получения средних величин детектирования;
средство для усреднения величин мощности для получения средних величин мощности; и
средство для определения, присутствует ли пакет, на основании средних величин детектирования и средних величин мощности.

16. Устройство по п.15, в котором средство для определения величин детектирования содержит
средство для выполнения задержки-умножения-интегрирования на окнах выборок принимаемого сигнала для получения величин детектирования.

17. Устройство по п.15, в котором средство для определения, присутствует ли пакет, содержит:
средство для определения метрических величин на основании средних величин детектирования и средних величин мощности, и
средство для объявления присутствия пакета, если, по меньшей мере, одна метрическая величина превосходит пороговую величину.

18. Устройство по п.15, в котором средство для определения, присутствует ли пакет, содержит:
средство для определения фазовых сдвигов на основе средних величин детектирования, и
средство для определения, присутствует ли пакет, дополнительно на основании фазовых сдвигов.

19. Устройство для определения начала пакета в системе беспроводной связи, содержащее:
процессор, сконфигурированный с возможностью определять первую величину детектирования на основании окна выборок принимаемого сигнала, определять вторую величину детектирования для каждой из множества выборок принимаемого сигнала и определять начало пакета на основании первой величины детектирования и вторых величин детектирования для множества выборок принимаемого сигнала; и
память, соединенную с процессором.

20. Устройство по п.19, в котором процессор сконфигурирован с возможностью выполнять задержку-умножение-интегрирование на окнах выборок принимаемого сигнала для получения первой величины детектирования и выполнять скользящую задержку-умножение-интегрирование для получения второй величины детектирования для каждой из упомянутого множества выборок.

21. Устройство по п.20, в котором упомянутое окно выборок, используемое для выведения первой величины детектирования, является более ранним в принимаемом сигнале, чем упомянутое множество выборок, используемых для выведения каждой второй величины детектирования.

22. Устройство по п.19, в котором процессор сконфигурирован с возможностью вычислять метрические величины на основании первой величины детектирования и второй величины детектирования и определять начало пакета на основании метрических величин и порога.

23. Способ определения начала пакета в системе беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:
определяют первую величину детектирования на основе окна выборок принимаемого сигнала;
определяют вторую величину детектирования для каждой из множества выборок принимаемого сигнала; и
определяют начало пакета на основании первой величины детектирования и вторых величин детектирования для множества выборок принимаемого сигнала.

24. Способ по п.23, в котором этап, на котором определяют начало пакета, содержит этапы, на которых:
вычисляют метрические величины на основании первой величины детектирования и вторых величин детектирования, и
определяют начало пакета на основании метрических величин и порога.

25. Устройство для коррекции частоты выборок принимаемого сигнала для пакета в системе беспроводной связи, содержащее:
процессор, сконфигурированный с возможностью обрабатывать первое множество выборок принимаемого сигнала для получения, по меньшей мере, одной первой величины детектирования, выводить грубую оценку частотной ошибки для пакета на основании, по меньшей мере, одной первой величины детектирования, обрабатывать второе множество выборок принимаемого сигнала для получения второй величины детектирования, причем каждое из первого и второго множества выборок принимаемого сигнала содержит выборки принимаемого сигнала для коротких обучающих символов, выводить точную оценку частотной ошибки для пакета на основании второй величины детектирования, выводить величину частотной коррекции для пакета на основании грубой и точной оценок частотной ошибки и корректировать частоту выборок принимаемого сигнала для пакета на основании величины частотной коррекции; и
память, соединенную с процессором.

26. Устройство по п.25, в котором процессор сконфигурирован с возможностью выполнять задержку-умножение-интегрирование на упомянутом первом множестве выборок для получения, по меньшей мере, одной первой величины детектирования и выполнять задержку-умножение-интегрирование на упомянутом втором множестве выборок для получения второй величины детектирования.

27. Устройство по п.26, в котором процессор сконфигурирован с возможностью выполнять задержку-умножение-интегрирование с первой задержкой для получения, по меньшей мере, одной первой величины детектирования и выполнять задержку-умножение-интегрирование со второй задержкой для получения второй величины детектирования, причем вторая задержка больше, чем первая задержка.

28. Устройство по п.25, в котором процессор сконфигурирован с возможностью использовать грубую оценку частотной ошибки для разрешения фазовой неоднозначности в точной оценке частотной ошибки.

29. Устройство по п.25, в котором процессор сконфигурирован с возможностью получать первую фазовую величину на основании грубой оценки частотной ошибки, получать вторую фазовую величину на основании точной оценки частотной ошибки, использовать первую фазовую величину для разрешения неоднозначности во второй фазовой величине и предоставлять вторую фазовую величину с разрешенной неоднозначностью как величину частотной коррекции.

30. Способ коррекции частоты выборок принимаемого сигнала для пакета в системе беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:
обрабатывают первое множество выборок принимаемого сигнала для получения, по меньшей мере, одной первой величины детектирования;
выводят грубую оценку частотной ошибки для пакета на основании, по меньшей мере, одной первой величины детектирования;
обрабатывают второе множество выборок принимаемого сигнала для получения второй величины детектирования, причем каждое из первого и второго множеств выборок принимаемого сигнала содержит выборки принимаемого сигнала для коротких обучающих символов;
выводят точную оценку частотной ошибки для пакета на основании второй величины детектирования;
выводят величину частотной коррекции для пакета на основании грубой и точной оценок частотной ошибки; и
корректируют частоту выборок принимаемого сигнала для пакета на основании величины частотной коррекции.

31. Способ по п.30, в котором этап, на котором обрабатывают упомянутое первое множество выборок, содержит этап, на котором:
выполняют задержку-умножение-интегрирование на упомянутом первом множестве выборок для получения, по меньшей мере, одной первой величины детектирования, и
в котором этап, на котором обрабатывают упомянутое второе множество выборок, содержит этап, на котором:
выполняют задержку-умножение-интегрирование на упомянутом втором множестве выборок для получения второй величины детектирования.

32. Способ по п.30, в котором этап, на котором выводят величину частотной коррекции, содержит этап, на котором:
используют грубую оценку частотной ошибки для разрешения фазовой неоднозначности в точной оценке частотной ошибки.

33. Устройство для детектирования конца пакета в системе беспроводной связи, содержащее:
процессор, сконфигурированный с возможностью определять величину детектирования для каждого из множества символьных периодов в пакете принимаемого сигнала, и детектировать конец пакета на основании величин детектирования для множества символьных периодов и одной или более пороговых величин; и
память, соединенную с процессором.

34. Устройство по п.33, в котором процессор сконфигурирован с возможностью определять величину детектирования для каждого символьного периода посредством корреляции защищенного интервала с соответствующей полезной частью символьного периода.

35. Устройство по п.33, в котором процессор сконфигурирован с возможностью определять пороговые величины посредством определения пороговой величины для каждого из символьных периодов на основании среднего по S величинам детектирования для S символьных периодов вплоть до текущего символьного периода, где S является единицей или более, и детектировать конец пакета на основании величин детектирования и пороговых величин для множества символьных периодов.

36. Устройство по п.35, в котором процессор сконфигурирован с возможностью сравнивать пороговую величину детектирования с пороговой величиной в каждом символьном периоде, замораживать пороговую величину после символьного периода, в котором величина детектирования меньше, чем пороговая величина, и объявлять конец пакета, если величина детектирования для следующего символьного периода меньше, чем пороговая величина.

37. Способ детектирования конца пакета в системе беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:
определяют величину детектирования для каждого из множества символьных периодов в пакете принимаемого сигнала; и
детектируют конец пакета на основании величин детектирования для множества символьных периодов и одной или более пороговых величин.

38. Способ по п.37, в котором этап, на котором детектируют конец пакета, содержит этапы, на которых:
определяют пороговые величины посредством определения пороговой величины для каждого из символьных периодов на основании среднего по S величинам детектирования для S символьных периодов вплоть до текущего символьного периода, где S является единицей или более, и
детектируют конец пакета на основании величин детектирования и пороговых величин для множества символьных периодов.

39. Способ по п.38, в котором этап, на котором детектируют конец пакета, содержит этапы, на которых:
сравнивают величину детектирования с пороговой величиной в каждом символьном периоде,
замораживают пороговую величину после символьного периода, в котором величина детектирования меньше, чем пороговая величина, и
объявляют конец пакета, если величина детектирования для следующего символьного периода меньше, чем пороговая величина.

40. Устройство для определения начала пакета в системе беспроводной связи, содержащее:
процессор, сконфигурированный с возможностью определять первые величины детектирования на основании первого множества выборок принимаемого сигнала, определять величины мощности на основании первого множества выборок принимаемого сигнала, определять присутствует ли пакет, на основании первых величин детектирования и величин мощности, определять вторые величины детектирования на основании второго множества выборок принимаемого сигнала и определять начало пакета на основании первых и вторых величин детектирования; и
память, соединенную с процессором.

41. Устройство по п.40, в котором процессор сконфигурирован с возможностью определять третью величину детектирования на основании третьего множества выборок принимаемого сигнала и оценивать частотную ошибку пакета на основании первых и третьей величин детектирования.

42. Устройство по п.41, в котором процессор сконфигурирован с возможностью определять четвертые величины детектирования на основании четвертого множества выборок принимаемого сигнала и определять конец пакета на основании четвертых величин детектирования.

43. Способ определения начала пакета в системе беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:
определяют первые величины детектирования на основании первого множества выборок принимаемого сигнала;
определяют величины мощности на основании первого множества выборок принимаемого сигнала;
определяют, присутствует ли пакет, на основании первых величин детектирования и величин мощности;
определяют вторые величины детектирования на основании второго множества выборок принимаемого сигнала;
определяют начало пакета на основании первых и вторых величин детектирования.

44. Способ по п.43, дополнительно содержащий этапы, на которых:
определяют третью величину детектирования на основании третьего множества выборок принимаемого сигнала; и
оценивают частотную ошибку пакета на основании первых и третьей величин детектирования.

45. Способ по п.44, дополнительно содержащий этапы, на которых:
определяют четвертые величины детектирования на основании четвертого множества выборок принимаемого сигнала; и
определяют конец пакета на основании четвертых величин детектирования.

Images