1272799 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及無線通信,特別涉及一種用以支援無線局域網中 多協定無線通信的信令格式。 【先前技術】 衆所周知,通信系統支援無線和/或有線通信設備間的無線和 有線通信。這樣的通信系統從國内和/或國際移動電話系統到互聯 網到點對點室内無線網路。每種通信網路都依照一種或多種通信 標準建構並由此運行。例如,無線通信系統可以依照一種或多種 標準運行,這些標準包括,但不限於,IEEE802· 11、藍牙、高級 移動電話服務(AMPS)、數位南級移動電話服務、全球移動通信系 統(GSM)、碼分多址(CDMA)、本地多點分配系統(LMDS),多通 道多點分配系統(MMDS),和/或這些標準的各種變化。 依據無線通信系統的類型,無線通信設備,如移動電話、雙 向無線收發機、個人數位助理(PDA)、個人電腦(PC)、膝上型電 腦、家庭娛樂裝置等等,直接或間接地與其他無線通信設備通信。 直接通信(即熟知的點對點通信)是指參與通信的無線通信設備 將其接收機和發射機調諧至相同的一個或多個通道(例如,無線 通信系統的多個射頻(RF)載波中的一個)並在該通道上通信。 間接通信是指每一個無線通信設備通過指定通道直接與關聯基站 (例如移動服務站)和/或關聯接入點(例如室内或建築物内無線 網路)通信。該關聯基站和/或關聯接入點通過系統控制器、通過 公用電話交換網、通過互聯網和/或通過其他廣域網直接相互通 信’以完成這些無線通信設備間的通信連接。 參與無線通信的各個無線通信設備都具有一個内置的無線收 發信機(也就是接收機和發射機),或者與一個關聯無線收發信機 連接(例如室内和/或建築物内無線通信網路的基站、射頻數據機 5 1272799 等等)。我們知道,發射機包括資料調製級、一個或多個中頻級和 功率放大器。該資料調製級依照特定的無線通信標準將原始資料 轉換爲基帶信號。一個或多個中頻級將該基帶信號與一個或多個 本機振蕩混頻以產生射頻信號。在通過天線發射之前,由功率放 大器將該射頻信號放大。 我們也知道,接收機與天線連接,並包括低噪音放大器、一 個或多個中頻級、濾波級和資料恢復級。低噪音放大器通過天線 接收入站射頻信號,然後將其放大。一個或多個中頻級將放大後 的射頻"ia该與一個或多個本機振蕩混頻,以將該被放大的射頻信 號轉換爲基帶信號或中頻(IF)信號。濾波級將該基帶信號或中 頻信號濾波以消弱頻帶外的干擾信號,産生濾波後的信號。資料 恢復級依照所述特定的無線通信標準從濾波後的信號中將原始信 號恢復。 我們還知道,無線通信設備在無線通信系統中遵循的標準是 可以變化的。例如,由於IEEE 802.11規範從IEEE 80111發展
到 IEEE 802· 11b、IEEE 802· 11a 再到 IEEE 802· llg,遵循 IEEE 802· 11b規範的無線通信設備可能和遵循IEEE 8〇2· llg規範的無 線通信設備存在於同一無線局域網(肌AN)中。再如,遵循IEEE 802· 11a規範的無線通信設備可能和遵循ιΕΕΕ 8〇2· llg規範的無 線通信設備存在於同一無線局域網。當遺留版本(legacy)設備 (也就是那些遵循標準的早期版本的設備)與遵循該標準的後期 版本的設備存在於同一無線局域網時,採用一種機制,以便當遵 循新版本標準的設備正在使用無線通道時,確保遺留版本設備知 道以避免衝突。 例如,遺留版本設備的向後相容能力僅在物理(pjjy)層(IEEE 802.1113情況下)或介質訪問控制(财〇層(1现5:8〇2112情況 下)得到實現。在物理層,向後相容能力通過重復使用在先標準 1272799 理層f同步碼而實現。在這種情況下,遺留版本設備將對所有 的岫同步碼部分進行解碼,以提供足夠的資訊來確定在特定 ,内無麵道是碰侧,從而避躺突,即使箱版本設備 不能完全對發射幀進行解調和/或解碼。 以、塗在,質訪問控制層,遺留版本設備的向後相容能力是通過強 姐、、楯该標準的新版本的設備利用遺留版本設備採用的模式或資 ^速率發射特賴啼·。例如,賴版贿可_送麵 ^lig巾的清除發^/請求發送(CTS/RTS)交換巾貞和/或自我清 =送幀二這些特定鴨包括設置遺留版本設備的網路分配向量 (AV)的資訊,以使得這些設備知道何時無線通道被新版基站 用0 、隨著新標準的不斷發展(例如麵802· lln以及其他),除 了避免新版設備與遺留版本設備間的衝突之外,還需要做更多。 例如,允許新版設備與老版本設備進行通信。 因此,而要一種方法和設備,以使無線通信系統中(包括盔 線局域網)多種協定的設備之間能夠進行通信。 ” 【發明内容】 " ,發明無奴域網的信令格式基本滿足了這種需要和雜需 求。在-個實施例巾,-種無線通信方法首 作 _是否存在遺t版本賴。當該龍記髓在‘! 包括:細本朗步碼、信細位、 二個附加信繼、至少一個業務欄位, 根據本發_-方面,提供—種無線通铜方法, 確定無線通信的-個近區内是否存在遺留版本0 當該近區記憶體在至少一個遺留版本設備^格 編排,使其至少包括以下各部分之一: 哪格式進灯 7 1272799 遺留版本前同步碼; t就搁位; 擴展前同步碼; 至少一個附加信號攔位; 至少一個業務攔位; 幀間隙;以及 資料攔位。 本發明之一特點是,該方法還包括··當近區内不存在至 個退留版本設備時,對幀格式進行編排,使其包括: 本地(native)前同步碼; 至少一個信號攔位; 至少一個業務攔位; 幀間隙;以及 資料欄位。 本發明之一特點是,所述至少一個信號攔位至少包括以下各 部分之一: 編碼率/模式資訊; 長度資訊; 幀指示的最後資料單元,· 資料單元確纟忍應合要求(data unit ackncwledgment requirement) ’· 以及檢錯能力' 本發明之一特點是’所述編碼率/模式資訊至少包括以下各部 分之一·· 隱含(impl icit)的發射天線數量; 隱含的通道帶寬;以及 物理層資料速率。 1272799 f發明之一特點是,所述長度資訊至少包括物理層收斂過程 #^¥^4^70 (PLCP (physical layer convergence procedure)
Service Data Unit,簡稱PSDU)的位元組之一。 本發明之一特點是,所述方法還包括至少以下之一: 利用1/2編碼率卷積碼對所述至少一個信號欄位進行編碼; 利用外層裏德所羅門塊編碼和内層1/2編碼率卷積碼對所述 至少一個信號攔位進行編碼;以及 利用約束(constraint)長度爲6的1/3編碼率卷積碼對所述 至少一個信號攔位進行編碼。 本發明之一特點是’所述方法還包括至少以下之一: 對於送留版本(legacy)通道,利用四相相移鍵控(妒涨) 製所述至少一個信號攔位; *、對於寬帶寬通道,利用四相相移鍵控⑽κ)調製所述寬帶 寬通道第-部分的副載波,該部分具有與遺留版本通道相應的帶 寬,並且將該部分複製給寬帶寬通道的第二部分。 ^本發明之一特點是,所述信號攔位包括至少編碼率/模式資 汛長度負訊、幀指示的最後資料單元、以及天線數量之一。 根f本發_一方面’提供—麵頻發賴,包括·· 操作麟接的基帶處理模組’用於將出站資料轉換爲出站 付號流,以及 出站機部分,用於將所述出站符號流轉換爲 出射I破,其中基帶處理模組可操作地連接,用f 確定無線通信的一個近區内是否存在遺留版本設備,· -Λϊίϊ,?體在至少一個遺留版本設備時,對齡式進行 編排,使其至少包括以下各部分之一: 仃 遺留版本前同步碼; 信號欄位; 1272799 ^展前同步碼; 至少一個附加信號攔位,· 至少一個業務攔位; 幀間隙;以及 資料欄位。 接,=之1點是’所述基帶處理模組還可以可操作地連 排:=_少,留版本設備時,對輯進行編 本地前同步碼,· 至少一個信號攔位; 至少一個業務攔位,· 令貞間隙;以及 資料攔位ο 本發明之一特點是, 部分之一: 所述至少—個信號攔位至少包括以下各 編碼率/模式資訊; 長度資訊; 幀指示的最後資料單元; 資料單元確認應答要求; 以及檢錯能力。 本發明之一 分之一 ·· 特點是,所述編碼率/模式資訊至少包括以下各部 隱含的發射天線數量; 隱含的通道帶寬;以及 物理層資料速率。 本發明之-特點是,所述長度資訊至少包括物理層收斂過程 1272799 (PLCP (physical layer convergence procedure) Service Data Unit,簡稱PSDU)的位元組之一。 本發明之-獅是,所述基帶處理模組還 以進行以下操作之一·· 利用1/2,碼率卷積碼對所述至少一個信號搁位進行編碼,· 利用外層裏德所羅門塊編碼和内層1/2編碼率卷積碼對所述 至少一個信號攔位進行編碼;以及 利用約束(constraint)長度爲6的1/3編碼率卷積碼對所述 至少一個信號攔位進彳亍編%。 本發明之一特點是,所述基帶處理模組還可操作地連接,用 以進行以下操作之一 ·· 對於遺留版本通道,糊四相相移鍵控⑽SK)調製所述至 少一個信號攔位; 々於寬帶寬通道,利用四相相移鍵控(QpSK)調製所述寬帶 =通迢第一部分的副載波,該部分具有與遺留版本通道相應的帶 寬;並且將該部分複製給寬帶寬通道的第二部分。 一本發明之一特點是,所述信號攔位包括至少編碼率/模式資 訊、長度資訊、幀指示的最後資料單元、以及天線數量之一。 【實施方式】 如圖1所示,通信系統包括多個基站和/或接入點12和 16、多個無線通信設備18-32和網路硬體弘。該無線通信設備 18 32可以是膝上型主機18和26、個人數位助理主機2〇和3〇、 個人電細主機24和32和/或移動電話主機22和28。其中至少部 分無線通信設備將參照圖2作進一步詳細描述。 、I站或接入點12—16通過局域網連接36、38與網路硬體34 ^接。該網路硬體34,可以是路由器、交換機、網橋、數據機、 系統控制器等等,爲該通信系統10提供廣域網連接42。每-基 11 1272799 站或接入點12和16具有一個關聯天線或天線陣,以與在其局部 區域内的無線通信設備通信,一般稱之爲基本業務集(BSS) n、 13。通常,這些無線通信設備在一個特定的基站或接入點12或 16註冊,以接受來自該通信系統1〇的業務。 通常,基站用於移動電話系統以及相似類型的系統,而接入 ,用於室内或建築物内無線網路。無論是哪種類型的通信系統, 每一無線通信設備都包括内置的無線收發信機或者與無線收發信 機f接。該無線收發信機包括高度線性放大器和/或可編程多級放 大器,如此處所公開的,以增強性能、降低成本、減小尺寸和/ 或提高寬帶應用性。 無,,信設備22、23、24位於無線通信系統1〇的某一區域 内丄在這晨雜線通信設備22、23、24不會與接入點發生聯繫。 ^這一區域中(一般稱爲獨立基本業務集(IBSS) 15),無線通信 設備直接触(也就是麟點絲.點驗),_分配的^ 産生多跳(ad-hoc)網路。 如圖2所不,無線通信設備包括主機設備18—32以及 無線收發信機(radiG)或無線台(statiQn) 6Q。對於移動電^ ^機’該無線收發信機60爲-内置部件。對於個人數位助理^ 、2上型電腦主機和/或個人電腦主機,該無線收發信機可 ,,以是外接部件。在本實施僧,無線台可以遵 盾夕個無鶴域網協定中的-個,這些無線通信 但不限於 IEEE 802· ΙΙγιλ ^ 如圖所示,該主機設備18一32包括處理模組5〇、記憶體52、 …線通信介面54、輸入介面58和輪出介面56。該處 =隐㈣输域設備發__令。例如, ^ ^ 50 12 1272799 無線通信介面54允許從無線收發信機60接收資料或將資料 發送至無線收發fg機60。對於從無線收發信機接收的資料“列 如入站資料),無線通信介面54將其提供給處理模組5〇以進一步 處理,和/或傳送到輸出介面56。輸出介面56與輪出顯示裝置如 顯示器、監控器、揚聲器等連接,以顯示接收到的資料。蛊線通 信介面54也將來自處理模組50的資料提供給無線收發信機6〇。 该處理模組50可以通過輸入介面58從鍵盤、小鍵般、麥克風等 輸入裝置接收出站資料’或者自己產生資料。對於^輸入介面诏 接收的資料’該處理模組50可以根據該資料執行相應的主機功能 和/或通過無線通信介面54將其傳送至無線收發信機。 無線收發信機或無線台60包括主機介面62、基帶處理模组 64、記憶體66、多個射頻發射機68_72、發射/接收模組%、多 ί ΪΪ =—86 ’多個射頻接收機76—80以及械振蕩模組1〇〇。該 兰:處理拉組64 於記憶體66中的操作指令結合,分別執 收Ϊ功能和數位發射機功能。該數位接收機功能包括, 中麵基帶的轉換、解調、星座解映射、維馬、 傅Γ葉變換、迴圈字首去除、_塒間_和/ Γ發射機魏包括,但不·,擾碼、編碼、交錯、 二=1 :决速傅立葉反變換、迴圈字首添加、空間和時 夕m帶到中頻的雜。該基帶處理模組64可以利 控制‘ ^^2備$現°讀處理設備可以是微處理器、微 二二i °九處理器、微型電腦、中央處理器、現場可編程 =;二?,電路、狀態機、邏輯電路、類比電:〒= :體66 Ϊ以:ί個J作指令處理信號(類比或數位)的設備。記 是唯讀記憶體%個 =娜:這細設儀可以 體、靜熊纪情妒叙…" 易失性记憶體、非易失性記憶 …μ -、動懇記憶體、快閃記憶體和/或任何存儲數位資 13 1272799 訊的t值Γϊ意的是,當處理模組64通過狀態機、類比兩路、 數位乾路和/或邏輯電路實現其— 、包路 指令的記憶體是嵌入電路中=夕㈣存儲相應操作 +的(包括該狀態機、類比電路、數位 工作時’無線收發信機60通 出站細。基帶處理模組64接:二2 乡軸轉麟⑽。顧式 102將“版式、擇表中一特別模式 例如,該模式選擇信號102可以指明2·4G ^^寬。 或22MHz,最大比特率54触特每秒。一般情況下, ΐϊΐΓ可峨明從1兆比__4 2耗圍。此外,該模式選擇信號1G2將指明特定的調製類型, ^ ,但不祕’巴克碼編碼調製,二進位移相鍵控(雌),四 ====)’16正交幅度調製 基帶處理模組64,祕所述模式選擇信號1〇2,從輸出資料 生成-個或多個出站符號流9〇。例如,如果模式選擇信號⑽ j明所選特定模式採畔個發射天線,則基帶處理模组&將生 =個,站符號流90。另-種方式,如果模式選擇信號1〇2指明所 >特定模式採用2、3或4個發射天線,則基帶處理模組64將 兩出貧料88生成相應於天線數量的2、3或4個出站符號流9〇。 旦根據基帶處理模組64生戒的出站符號流90的數量,相應數 射頻發射機68-72被啟動,以將出站符號流90轉換爲出站射 j信號92。發射/接收模組74接收這些出站射頻信號92,並將每 一路出站射頻信號92提供給相應天線82-86。 當無線收發信機60處於接收模式時,發射/接收模組74 天線82-86接收一路或多路入站射頻信號。該發射/接收模組% 1272799 向一個或多個射頻接收機76-80提供該入站射頻信號94。該射頻 接收機76-80 (將參照圖4作詳細描述)將該入站射頻信號94轉 換爲相應數量的入站符號流96。該入站符號流96的數量符合接 收資料的特定模式。基帶處理模組60接收該入站符號流96,並 將其轉換爲入站資料98,該入站資料98通過主機介面62提供給 主機設備18-32。關於該無線收發信機或無線台6〇的實現方法, 可參考尚處審查中名稱爲“具有高資料吞吐量的無線局域網發身子 機(WLAN transmitter having high data throughput)” 的專利 申請’其臨時申請號爲60/545,854,臨時申請曰爲2004年2月 19日,以及名稱爲“具有叠代解碼器的無線局域網接收機(既an receiver having an iterative decoder)” 的專利申請,其臨時 申請號爲60/546, 051,申請日爲2004年2月19曰。 如本技術領域中的普通技術人員所知,圖2所示的無線通信 設備可以用一個或多個積體電路實現。例如,主機設備可以在二 個積體電路上實現,基帶處理模組64和記憶體66可以在另一積 體電路上實現’無線收發信機60除天線82一86外的其餘部件可以 在第一個積體電路上實現。作爲另一實施例,無線收發信機㈤可 =在-個單·—電路上實現。作爲再—實施例,域設備的 處理核組50和基帶處理模組64可以—一個糊積體電路上每 ,的-共用處理設備。此外’記憶體52和記憶體66可以二 早獨積體電路上實現’和/或在同一積體電路上實現 組50和基帶處理模組64的共用處理模組。 、、 、 叹備18-32的操作如上述參照圖2的說明。 、
15 1272799 無,收發信機61包括主機介面62、基帶處理模組財、模— 數轉換器(ADC) 11卜遽波模組⑽、中頻混頻下變麵组浙、 、低雜減大器1〇3、發射機/接收機開關73、 憶體66、數位發射處理模組76、數-模轉換 口a (DAC) 78、滤波板組79、中頻混頻上變頻模組8卜功 ,⑽83、發射機渡波模組85和天線86。該天線86可以是一 ^天線’受發射機/接收機開關73調節,由發射和接收賴分 旱’也可以具有發射路徑和接收路徑的分離天線。該天線的實現 取決於該無線通信設備所遵猶的特定標準。基帶處理模组⑽的運 打如上述描述,其執行圖5_19所示的一種或多種功能。 —作%無線收發(§機61通過主機介面62從主機設備接收 出站育料88。該主機介面62將該出站資料88傳送給基帶處理模 組64 ’該絲處雜祕據—峡錄驗辟(例如麵 。2.11二牙等等)處理該出站資料88,以生成出站時域基帶信 號0 ρ 數模轉換态77將該出站時域基帶信號從數位域轉換到類比 域。波模組79先過渡該類比信號,再將其提供給中頻混頻上變 頻杈組81。該中頻混頻上變頻模組81基於本機振蕩模組丨〇〇提 供的發射f本機振蕩(TxL0) 83,將該類比基帶或低中頻信號轉 ,射頻魏。辨放翅83放越棚錢,生成纽射頻信 號92,該射頻信號92由發射機濾波模組85濾波。天線86將該 出站射頻信號92發送至目標設備,如基站、接入點和/或另一盔 線通信設備。 、”、 無線收發信機61也通過天線86接收基站、接入點和/或另一 無線通信設備發送的入站射頻信號94。該天線86通過發送機/接 收機開關73將入站射頻信號94提供給接收機濾波模組1〇卜接 收機濾波模組101帶通濾波該入站射頻信號94,並將濾波後的射 16 1272799 頻信遽提供給低雜机放大裔(LNA) 103,該低雜訊放大哭1〇3將 該射頻信號94放大,生成放大後的入站射頻信號。該低雜訊放大 器103將该放大後的入站射頻信號提供給中頻下變頻模組IQ?, 該中頻下變頻模組107基於本機振蕩模組1〇〇提供的接收機本機 振蕩(RxLO) 81 ’直接將該放大後的入站射頻信號轉換爲入站低 中頻信號或基帶信號。該下變頻模組107將該入站低中頻信號或 基帶4吕说長:供給濾、波/增益模組109。濾、波模組1〇9對言亥入站低中 頻信號或入站接收基帶信號進行濾波,産生濾波後的入站信號。 模-數轉換器將濾波後的入站信號轉換爲入站時域基帶信 號。基帶處理模組64依照無線收發信機61執行的特定無線通信 標準’解碼、解擾碼、解映射和/或解調該入站時域基帶信號,以 恢復入站資料98。主機介面62通過無線通信介面54將恢復的入 站資料98提供給主機設備18-32。 如本技術領域中的普通技術人員所知,圖3所示的無線通信 設備可以用一個或多個積體電路實現。例如,主機設備可以在一 個積體電路上實現,基帶處理模組64和記憶體66可以在另一積 體電路上實現’無線收發彳§機61除天線86外的其餘部件可以^ 第三個積體電路上實現。作爲另一實施例,無線收發信機61可以 在一個單獨積體電路上實現。作爲再一實施例,主機設備的處理 模組50和基帶處理模組64可以爲在一個單獨積體電路上實現的 一個共用處理設備。此外,記憶體52和記憶體66可以在一個單 獨積體電路上實現’和/或在同=積體電路上實現,作爲處理模組 50和基帶處理模組64的共用處理模組。 在圖1所示通信系統中,通信設備可以是如圖2、3所示的新 版設備’也可以是遺留版本設備(例如遵循IEEE 8〇2· 11η規範的 早期或原有版本的設備)。對於新版設備,可採用圖4、5所示的 多種方式配置通道帶寬。 17 1272799 如圖4所示的可配置頻譜遮罩ι9〇包括通道通過g(pass region》12、過渡區(transition region)l 14和基底區⑴咖 region)116。過渡區114包括第一衰減區118、第二衰減區119 和第三衰減區122。這種頻譜遮罩190通過抑制對鄰近和其他通 道的干擾,爲多種類型的應用和/或標準提供了互用性、共存性和 系統容量。頻帶遮罩的外沿(例如過渡區114和基底區116)劃 定了接收機中能被預期的干擾水平的下限,不管其採用何種特殊 實現方式。爲儘量將出現在期待(desirecj)信號峰值(頂端t〇p)的 干擾能量最小化,、應使頻帶區域的外沿盡可能小。 爲便於實現上述目的,包含期待信號的通道通過區112具有 一個盡可能接近通道帶寬的值。過渡區114的選擇便於將這種干 擾(也就是中頻後互調失真(IMD))最小化,該過渡區114限制 了鄰近通道干擾’並受圖3所示基帶處理模組64的帶寬限制和上 變頻模組81的中頻混頻級的限制。基底區116限制其他通道干 擾,該通道干擾在濾波器和互調失真限制的範圍之外,且一般由 本機振蕩模組100相位雜訊的限制。依據可獲得的相位雜訊水平 對基底區116進行選擇。 、-·*-ν 例如,過渡區114應有一個基於互調失真(IMD)肩高的斜坡衰 減其可饭彡又疋由二階非線性壓縮産生。基於這一假設,失直傳 輸信^;y(t)與理想傳輸信號x(t)的關係可表示爲:y(t) = x〇fc) 一 f(Ax(t)) ’其+ f()是消除任何由非線性産生的直流或諧波信號 的帶通濾波器函數,A=4/3( 1/0IP3)2,這裏0IP代表“輸出三階截 距點”,在頻域中Y(f>X(f)-AX(F)*X(f)*X(f)。這樣,失真信* 號帶寬不會大於理想信號帶寬的三倍。 八口 受本機振蕩相位雜訊限制的基底區116,可以以L(f)與理邦 傳輸信號的功率頻讀密度的卷積爲依據,其中L(f)在ieee標準 1139-1999中定義爲標準化相位雜訊頻譜密度,y(t>x(t)1(^, 18 1272799 Y(f)=X(f)*L(f),其中x (t)代表理想射頻信號,Kt)是本機振 蕩器中產生的相位雜訊的模型,y(t)代表結果信號,Y(f)是頻域 中的結果信號。值得注意的是,在距載波1〇MHz或超過l〇MHz的 頻率上,相位雜訊頻譜相對平滑。由此,2〇腿z通道可以獲得 -123dBc/Hz雜訊基底(noise fl〇〇r),40MHz通道可以獲得 -126dBc/Hz雜訊基底。 圖5的圖表中列舉了可配置頻譜遮罩19〇的幾個值。該圖表 中涉及的通道帶寬爲10、20、40MHz,本技術領域的普通技術人 員可意識到亦可以採用其他通道帶寬。此外,過渡區也可以包括 比圖4所示的三個衰減區更多或更少的衰減區。 圖6爲關於兩個遺留版本(iegacy)通道132、134(例如20MHz 通道N和20MHz通道N+1)和一個遺留版本Gegacy)保護間隔136 的覓帶寬通道130的示意圖。在不考慮是否存在遺留版本設備的 情況下要構建寬帶寬信號130,當確定寬帶寬通道格式時,要考 慮兩通道132、134的重疊遺留版本部分。在一實施例中,寬帶寬 ,號130的前同步碼包括在第一通道132 (例如通道N)和/或在 第二通道134 (例如通道N+1)的報頭頻譜部分内的遺留報頭部分 (例如遵擔IEEE 802· 1 In的早期版本或原先版本的前同步碼)。 這樣’遺留設備將能夠識別該幀,並根據該前同步碼中包括的資 訊’避免發射直到該寬帶寬信號130傳輸完畢。 、 對於新版設備(也就是能夠收發寬帶寬信號130的設備),他 們f遺留版本通道的防護頻帶部分136内部和通道132、134中發 射資料和/或報頭資訊。這就擴展了可以在幀中傳輸的資料的^ 量。 在一個實施例中,寬帶寬信號130的前同步碼和分组報頭使 用相同的頻譜,寬帶寬信號130的有效載荷用於提供能夠在遺留 版本設備使用的頻譜部分中發射的合法前同步峰和分組報頭。此 19 1272799 外,該信號的能量在該遺留版本(legacy)保護頻帶136中傳輸, 使得接收機可以在絲寬健⑽上執行可靠的朗步碼處理 (載波檢測、增益控制、通道估算等等)。 在貝施例中’多通道遺留版本前同步碼和分組報頭允許前同 步碼的遺留版本無線台接收,以及在遺留版本通道上進行可靠的 載波檢測、增益控制和通道估算y呆護頻帶傳輸允許在剩__ (將用於寬帶寬有效載荷的傳輸)上進行可靠的載 控制和通道測定。此外,遺留版本(legacy)無線夠= 與期2信號同功率的鄰近通道傳輸。而且,遺留版本無線台能夠 識別遺留版本前同步碼和分組報頭,以致他們能夠檢測信號的存 在只行增益控制、通道估算以及其他前同步碼處理和/或解碼分 組報頭,從而推遲傳輸直到寬帶傳輸結束爲止。此外,保護頻帶 中傳輸的能量將被接收機忽略,因此不會阻礙該寬帶信號的遺留 版本(legacy)部分的接收。 新版設備(例如遵循IEEE 802· lln的設備),將具有更大的 載波檢測能量,能夠更好地進行接收功率估算,從而能夠對分組 更^地進行增益控制,能夠在保護頻帶估算通道回應(用於有妖 載荷解調綱);且目遺赃本(legaey)鱗纟能觸綱傳輸並 推遲發射直到該傳輸結束,從而具有對媒體的全面接入能力。 圖7描述了位於近區内的兩個無線通信設備·、2〇2之間的 無線通信’該區域内唯一使用的一種協定是ΙΕΕΕ 8〇2· lln。該無 ^信可岐絲断# (也賊說,從鱗職無線通 仏*又備)’也可以是間接進行的(也就是說,從無線通信設備到接 入點再到無線通信設備)。在這一實施例中,無線通信設備2〇〇向 無線通信設備202提供幀1〇4。該幀1〇4包括無線通信建立資訊 部分106和資料部分108。該無線通信建立資訊部分1〇6包括一 個可以是8微秒長的短訓練序列(STS) 157、一個可以是4微秒 20 1272799 長的第一補充長訓練序列(s_lLTS) 159(其是多個補充長訓練 序列161中的一個)和一個可以是4德t秒長的信號欄位(SIG) 3值传注思的疋’補充長訓練序列159、161的數量與多入輸 出無線通信所使用的發射天線的數量相對應。 幀104的資料部分包括多個持續時間爲4微秒的資料符號 165、167、169。最後的資料符號169視需要也可包括尾位和填充 位。 圖8描述了兩無線通信設備2〇〇、2〇2間的無線通信,這兩個 ^線通信設辆賴臟猶· lln規範。這種通信發纟在包括有 遵循802· lln規範的設備、遵循8〇2· lla規範的設備和/或遵循 8〇2· llg規範的設備的近區内。在這種情況下,該無線通信可以 直接或間接^行,f貞220包括建立資訊的遺留版本(legacy)部分 212、建立資訊的剩餘部分214和資料部分1〇8。 建立貧訊的遺留版本部分212包括一個短訓練序列157、一 個長訓練序歹U71和-個信號攔位173,其中短訓練序列157持 續8微秒,長訓練相m持續8微秒,信號棚位173持續4微 =、。衆所周知’信號欄位173包括幾個比特以表明賴22〇的持續 b間。同樣地’該近區内遵循8〇2· lla絲的設備和該近區内遵 循802· llg辦色的设備將識別正被傳輸的幢,即使該設備不能解 釋該幀的麵部分。錢輯町,級賊域賴遺留版本 ^eg^cy)部分212的正確解釋,遺留版本設備(遵循· Ua規 ^ 802 lln 建立貝賴剩餘部分214包括附加的補充長訓練序列159、 161,每一補 、,長麟土:J159、⑻持續4微秒。建立資訊的剩餘部分 214還包括同資料仏號攔位163,該高資料信號攔位脱持續4 21 1272799 微秒,提供有關該幀的附加資訊。資料部分l〇8包括資料符號 165、167、169,如前述圖7的描述其持續4微秒。在這種情況下, 該遺留版本(legacy)保護在物理層提供。 圖9描述了遵循IEEE 802· 1 In規範的兩無線通信設備200、 202間的無線通信。該無線通信可以直接或間接在近區内進行, 該近區包括遵循IEEE 802· 11規範的設備,遵循802· 11a規範、 802· lib規範和/或遵循802· llg規範的設備。在這種情況下,該 f貞222包括建立資訊的遺留版本(iegaCy)部分212、建立資訊的 剩餘部分214和資料部分108。如圖所示,建立資訊的遺留版本 部分212或遺留版本幀包括IEEE 802· 11規範的物理層前同步碼 (也就是短訓練序列(STS) 157、長訓練序列(LTS) 171和信號 攔位(SIG) 173)和介質訪問控制層(舰)間隔幀部分175,該 邰分表明該可以被遺留版本設備解釋的特殊幢的特點。在這種情 況下’該遺留版本(legacy)保護在介質訪問控制層提供。 建立資訊的剩餘部分214包括多個補充長訓練序列159、161 和高資料信號攔位163。如前所述,資料部分108包括多個資料 付號 165、16Y、169。 如圖10所示爲向後相容的信令格式,包括遺留版本前同步碼 140、信號攔位142、擴展前同步碼144、多個附加信號棚位·、 150、154、多個資料單元(業務/物理層收斂過程業務資料單元 (Service/PSDU)) 148、152、156 和幀間隙 158。通常,該鴨格 式如圖8、9所描述的7樣,初始信號欄位142甩於通知遺留版本 設備該幀持續的時間,使得當通道被新版設備使時,遺 裝置不必試圖接入該通道。信號攔位142還用於通 如遵循臓802. lln規範的設備)對於8〇2 u n傳輸的通道使 用狀況和用於該傳輸的發射天線的數量。 附加信號攔位146、150、154表明編碼率/模式、幀長度(以 22 1272799 、 位元組爲單位)、幀中最後一個物理層收斂過程業務資料單元 (PSDU)(或分幀(burst))、是否需要物理層收斂過程業務資料單 兀(PSDU)立即確認應答(ACK)以及檢錯能力。編碼率/模式部分 可以爲6比特長:隱含(implicitly)傳輸發射天線的數量(在 類似802· lln的情形下將不存在遺留版本(iegacy)信號欄位);隱 含傳輸通道帶寬(由20MHz或40MHz通道設備傳輸的802· 1 In信 號攔位應該由2(Μίζ或40MHz通道設備接收);假設物理層資料^ 率從6mbps到448mbps,並隨著各更高資料速率的增長,具有大 •概33%的吞吐量,要求16編碼率或4比特;和/或允許以四種模 式獲取任何給定編碼率(改變通道帶寬、副載波星座大小、發射 天線數量等)或者2比特。 信號攔位的長度部分可以是12比特:在遺留版本情況^,允 許物S層收斂過程業務資料單元(PSDU)長達4〇95個位元組;對於 物理層收斂過程業務資料單元分幀的介質訪問控制層 的擴展,無需表現在長度上(例如作爲一個分幢識別字或分幢長 度)’因分Φ貞(burst)長度在分f貞開始時是不知道的,即使知道分 幢長度,也僅需要在分幀開始或結束時被傳輸一次,而不需要將 物理層收斂過程業務資料單元編入物理層的一個分幀中(介質訪 問控制方法作爲唯一的物理層收斂過程業務資料單元識別符而存 在)。 信號攔位146、150、154的最後一個物理層收斂過程業務資 料單元部分可以是1比特,如上述說明,在分幀結束時傳輸一次 分幀長度,用1比特表示“最後的物理層收斂過程業務資料單 元。彳§號搁位的立即確認應答(ACK)部分可以是1比特,以解 決當對應於傳輸分幀中的一連串的物理層收斂過程業務資料單元 所要求的一連串立即介質訪問控制方式的確認應答時,回應言交備 之間的爭用。 23 1272799 在另一貫施例中’每一信號攔位146、150、154可以使用26-30 比特來傳輸編碼率/模式(6比特)、長度(12比特)、最後的物理 層收斂過程業務資料單元(1比特)、立即確認應答(ACK) (1比 特)、迴圈冗餘碼校驗(CRC) (4比特)以及2一6保留比特。該迴 圈几餘碼校驗部分提供錯誤檢測。 ^此外’遺留版本(legacy)編碼和調製在48資料承載副載波中 採用1/2碼率卷積碼和二進位移相鍵控,允許每信號攔位24個未 編碼比特,其中18個資訊比特有效、剩餘6位爲立即解碼提供尾 位。在·lln通信中,信號攔位採用每信號欄位26-30個資訊比特, 仍子少保持其穩固的性能(爲獲得設定的信號欄位誤碼概率所需 的參照k噪比),提供優良的檢錯能力。 在48資料承載副載波中,幢調製可以包括四相相移鍵控,允 許每信號攔位146、150、154有96個已編碼比特,且對於4〇MHz 通道’可以包括在上或下2〇MHz半帶重復48副載波的使用,以允 許20MHz通道· 1 ιη設備解調·丨ln信號搁位。 編碼可以有幾種選擇。第一選擇採用6個保留資訊比特,遺 留版本(legacy)約束長度爲6 , 1/2碼率卷積碼,g=[133,171], ***18個尾位(12加上6個遺留版本(iegaCy)尾位),以允 許將傳輸序列的3個位置處的編碼器狀態視爲理想。此外,未編 碼位元和“尾”位的排列如下·· [10個資訊位元(info),6個尾位元(tail),10個資訊位 元,6個尾位元,1〇個資訊位元,6個尾位元]=3〇個資訊位元+18 個尾位元=48個未編碼位元,或96個編碼位元每信號攔位。 第二選擇採用4個保留資訊位元,外層(6,4)裏德所羅門塊 編碼GF(27),内層遺留版本(iegacy)約束長度爲6,卷級碼, G=[133,171],附加6個尾位。28個資訊位元構成4個GF(27) 元素,14個校驗位元或2個GF(27)元素通過裏德所羅門編碼相 1272799 加,得到42個塊編碼位元或1個裏德所羅門塊;尾位元加起來得 到48個非卷積編碼位元,或每信號欄位96個連接編碼位元。 弟二選擇採用2個保留貧訊位元,約束長度爲6,1/3卷級石馬, G=[117,127,155],附加6個尾位。26個資訊位元+ 6個尾位元 =32個未編碼位元,或每信號攔位96個編碼位元。 圖11描述了無線局域網的近區内只存在新版設備(例如遵循 IEEE 802· 1 In規範的設備)時幀的狀況。在這種情況下,信令格 式包括本地(native)前同步碼160、多個附加信號攔位162、166、 170、多個資料單元(業務/物理層收斂過程業務資料單元)164 ) 168、172和幢間隙174。信號欄位162、166、170與圖10所示信 號攔位142、146、150、154傳輸相同的資訊。 本專業普通技術人員會意識到,術語“基本上,,或“大 約’正如這裏可能用到的,對相應的術語提供一種業内可接受 的公差。這種業内可接受的公差從小於1%到20%,並對應於,但 不限於’元件值、積體電路處理波動、溫度波動、上升和下降時 間和/或熱雜訊。本專業普通技術人員還會意識到,術語“可操作 地連接”’正如這襄可能用到的,.包括通過另一個元件、元件、 電路或模組直接連接和間接連接,其中對於間接連接,中間*** 元件、元件、電路或模組並不改變信號的資訊,但可以調整其電 流電平、電麗電平和/或功率電平。正如本專業普通技術人員ς咅 識到的,推斷連接(亦即,一個元件根據推論連接到另一個元曰件。) 包括兩個元件之間用相同於“可操作麟接,,的方 連接。正如本專業普通技術人員還會意識到的,術語 有利”,正如這裏可能用的,指兩個或多個元件、專案、信號等 之間的比較提供一個想要的關係、。例如,當想要的“是^‘工 ^有大於信號2的振幅時,當信號!的振幅大於信號2 “ k號2的振幅小於信號!振幅時,可以得到有利的比較結果。/ 25 1272799 以上列舉了幾個在具有遺留版本(legaCy)設備的網路中進行 無線通信的實施例。作爲本技術領域内的普通技術人員知曉,可 以根據本發明思想得到的其他的實施方式,亦在本發明權利要求 的範圍之内。 本專利申請根據美國法典第35編第119條要求尚處審杳中的 六件專利申請的優先權: 第一件申請的名稱爲“用於高資料吞吐量無線通信的可配置 頻譜遮罩(Configurable Spectral Mask for Use in e High Data Throu^iput Wireless Communication)”,申請號爲 10/778, 754 , 申請曰爲2004年2月13曰; 第一件申請的名稱爲“高資料吞吐量無線局域網傳輸的幀格 ^(Frame Format for High Data Throughput wireless Local area
Network Transmissions)”,申請號爲 10/778, 751,申請曰爲 2004 年2月13日; ^ 第三件申請的名稱爲“高資料吞吐量無線局域網接收機 (High Data Throughput wireless Local Area Network
Receiver)’ ’申請號爲i〇/779,245,申請日爲2004年2月13 曰; 第四件申請的名稱爲“無線局域網中的多種協定無線通信 (Multiple Protocol Wireless Communications in a WLAN),,, 臨時申請號爲60/544, 605,申請曰爲2004年2月13曰; 第五件申請的名稱爲“遵循不同協定的無線台間的無線通信 (Wireless Communication Between Stations of differing
Protocols) ’臨時申請號爲60/546,622,申請日爲2004年2 月20日; # 第六件申請與本申請同名,臨時申請號爲6〇/575, 921,臨時 申請曰爲2004年6月1曰。 26 1272799 【圖式簡單說明】 發明的無線通信系統的結構示意圖; m 據本發明的無線通信設備的結構示意圖; 回爲根據本發明的另一無線通信設備的結 圖4舄根據本發明的可配置頻譜遮罩的 心θ ’ 口 5爲根據本發明的頻譜遮罩實施例的:二’ 根據本發明的相對遺留版本(legacy)通道的 通道的 不思圖; 圖7爲根據本發明的寬帶寬通信的結構示意圖; 圖8,根據本發明的另一寬帶寬通信的結構示意圖; 圖9爲才艮據本發明的又一寬帶寬通信的結構示意圖; 圖10,根據本發明的向後相容的信令格式的示意圖; 圖11爲根據本發明的本地(native)信令格式。 L主要元件符號說明】 編碼器102 視頻解碼器104 通信系統10 基本業務集(BSS) 11、13 多個基站和/或接入點12 、16 獨立基本業務集(IBSS) 15 膝上型主機18、26 個人數位助理主機20、30 移動電話主機22、28 個人電腦主機24、32 網路硬體34 局域網連接36、38 廣域網連接42 處理模組50 記憶體52 無線通信介面54 輪出介面56 輸入介面58 無線收發信機60 無線收發信機61 主機介面62 基帶處理模組64 記憶體66 多個射頻發射機68、70、72 1272799 發射機/接收機開關73 多個射頻接收機76、80 數-模轉換器(DAC) 78 中頻混頻上變頻模組81 功率放大器(PA) 83 出站資料88 出站射頻信號92 入站符號流96 本機振蕩模組100 模式選擇信號102 幀104 中頻混頻下變頻模組107 濾波模組109 發射/接收模組74 it-模轉換器77 濾波模組79 多個天線82、84、86 發射機濾波模組85 出站符號流90 八站射頻信號94 入站資料98 接收機濾波模組101 低雜訊放大器103 無線通信建立資訊部分106 資料部分108 模-數轉換器(ADC) 111 通道通過區(pass region) 112 過渡區(transition region) 114 基底區(floor region)116 第二衰減區119 寬帶寬通道130 遺留版本(legacy)保護間隔136 前同步碼140 信號欄位142 附加信號欄位146、150、154 第一衰減區118 第三衰減區122 遺留版本(legacy)通道132、134 遺留版本(1 egacy ) 擴展前同步碼144 資料單元(業務/物理層收斂過程業務資料單元(Service/ PSDU)) 148、152、156 短訓練序列(STS) 157 幀間隙158 第一補充長訓練序列(suppl LTS) 159 多個補充長訓練序列161 信號欄位(SIG) 163 28 1272799 附加信號欄位162、166、170 多個資料單元(業務/物理層收斂過程業務資料單元)164、168、 172 資料符號165、167 最後的資料符號169 長訓練序列171 信號欄位173 幀間隙174 介質訪問控制層(MAC)間隔幀部分175 可配置頻譜遮罩190 無線通信設備200、202 建立資訊的遺留版本(legacy)部分212 建立資訊的剩餘部分214 幀220 29