CN101001230A - 多协议无线通信基带收发器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种多协议无线通信基带收发器，包括基带发射处理模块和基带接收处理模块。所述基带发射处理模块包括编码模块、交错模块、多个符号映射模块、多个域转换模块、多个循环前缀模块、多个补偿模块和控制模块，所述控制模块基于多个协议模式之一生成前同步码设置信息和有效载荷设置信息。所述基带接收处理模块包括多个接收补偿模块、多个循环前缀移除模块、多个接收域转换模块、均衡模块、多个解映射模块、解交错模块、解码模块和接收控制模块，所述接收控制模块基于至少一个已补偿符号流从多个协议模式中确定所述模式以及确定补偿控制信号。

Description

多协议无线通信基带收发器
技术领域
本发明涉及无线通信，更具体地说，涉及一种多协议无线通信基带收发器。
背景技术
已知的通信系统支持无线和/或有线通信设备间的无线和有线通信。所述通信系统的范围包括国内和/或国际蜂窝电话系统至点对点室内无线网络。每种通信系统根据一个或多个通信标准建立和运行。例如，无线通信系统可依据一种或多种标准运行，包括但不限于IEEE802.11、蓝牙、高级移动电话服务(AMPS)、数字AMPS、全球移动通信系统(GSM)、码多分址(CDMA)、本地多点分布系统(LMDS)、多信道多点分布系统(MMDS)等等。
依据无线通信系统的类别，无线通信设备，如蜂窝电话、双向无线电、个人数字助手(PDA)、个人电脑(PC)、便携式电脑、家庭娱乐系统等等，可直接或间接地与其它无线通信系统通信。对于直接通信(也被称作点对点通信)，参予的无线通信设备调谐其接收器和发射器至同样的信道(如，无线通信系统的多个无线电频率(RF)载波之一)并通过所述信道通信。对于间接无线通信，每个无线通信设备直接与相关的基站(如蜂窝通信服务)和/或相关的接入点(如室内或建筑内无线网路)通过指定的信道通信。为了完成无线通信设备之间的通信连接，相关的基站和/或接入点通过系统控制器、公共交换电话网络、互联网和/或其它广域网络直接互相通信。
对于参与无线通信的每个无线通信设备，包括内置无线电收发器(如接收器和发射器)或耦合至相关的无线电收发器(如室内和/或建筑内无线通信网络的基站、RF调制解调器等等)。众所周知，接收器耦合至天线，并包括低噪音放大器，、一个或多个中频阶、一个滤波阶和一个数据复原阶。低噪音放大器通过天线接收入站RF信号并随后放大。所述一个或多个中频阶使用一个或多个本地振荡混合放大后的RF信号以转化放大后的RF信号为基带信号或中频(IF)信号。滤波阶对基带信号或IF信号进行滤波以衰减掉不需要的信号，产生滤波后信号。数据复原阶根据特定的无线通信标准从滤波后信号复原出原始数据。
众所周知，发射器包括数据调制阶、一个或多个中频阶和一个功率放大器。数据调制阶根据特定的无线通信标准转化原始数据为基带信号。所述一个或多个频率阶通过一个或多个本地振荡混合基带信号以产生RF信号。功率放大器在通过天线发射之前放大该RF信号。
在多数系统中，发射器包括一个发射该RF信号的天线，发射的信号由接收器的一个或多个天线接收。当接收器包括两个或多个天线时，接收器会选择其中之一接收输入RF信号。在这种情况下，发射器和接收器之间的无线通信为单输出单输入(SISO)通信，尽管接收器包括多个天线用作分集天线(即选择其中之一接收输入RF信号)。对于SISO无线通信，收发器包括一个发射器和一个接收器。目前，大多数IEEE802.11、IEEE802.11a、IEEE802.11b或IEEE802.11g无线局域网采用SISO无线通信。
其它类别的无线通信包括单输入多输出(SIMO)、多输入单输出(MISO)和多输入多输出(MIMO)。在SIMO无线通信中，一个发射器将数据处理为无线电频率信号并传输至接收器。接收器包括两个或多个天线以及两个或多个接收器路径。每个天线接收RF信号并提供信号至对应的接收器路径(如LNA，下变频转换模块、滤波器和ADC)。每个接收器路径处理接收的RF信号以产生数字信号，然后将该数字信号组合并处理以获取发射的数据。
对于MISO无线通信，发射器包括两个或多个传输路径(如数模转换器、滤波器、上变频转换模块和功率放大器)，每个传输路径将基带信号的对应部分转换为RF信号，并通过对应的天线传输至接收器。接收器包括一个接收器路径，从发射器接收多个RF信号。在这种情况下，接收器使用聚束技术(beamforming)将多个RF信号合并为一个信号以进行处理。
对于MIMO无线通信，发射器和接收器均包括多个路径。在这种通信中，发射器使用空间的或时间的编码函数并行处理数据以产生两个或多个数据流。发射器包括多个传输路径以将每个数据流转换为多个RF信号。接收器通过多个接收器接收所述多个RF信号，使用空间或时间解码函数再获取所述数据流。然后将再获取的数据流合并，并随后进行处理以复原原始数据。
由于各种类型的无线通信(例如，SISO、MISO、SIMO和MIMO)和标准(例如，IEEE802.11、802.11a、802.11b、802.11g、802.11n及其扩展和修改)，可能有很多类型和标准的组合。无线电收发器集成电路(IC)生产商为了提供用于多种标准和类型组合的集成电路，必须生产大量的IC，这是很浪费成本的。
因此，急需一种多协议无线通信基带收发器，当嵌入集成电路时，能够处理多种无线通信的标准和类型的组合。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种支持多入多出(MIMO)的多协议无线通信基带发射处理模块，包括：
控制模块，可操作地连接以基于多个协议模式之一生成前同步码设置信息和有效载荷设置信息；
编码模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息对前同步码数据进行编码，生成已编码的前同步码数据；以及
根据所述有效载荷设置信息对有效载荷数据进行编码，生成已编码的有效载荷数据；
交错模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息对所述已编码的前同步码数据进行交错，生成至少一个已交错编码的前同步码数据流；以及
根据所述有效载荷设置信息对所述已编码的有效载荷数据进行交错，生成至少一个已交错编码的有效载荷数据流；
多个符号映射模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息，将所述至少一个已交错编码的前同步码数据流映射为至少一个频域前同步符号流；以及
根据所述有效载荷设置信息，将所述至少一个已交错编码的有效载荷数据流映射为至少一个频域有效载荷符号流；
多个域转换模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息，将所述至少一个频域前同步符号流转换为至少一个时域前同步符号流；以及
根据所述有效载荷设置信息，将所述至少一个频域有效载荷符号流转换为至少一个时域有效载荷符号流；
多个循环前缀模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息，将循环前缀加入所述至少一个时域前同步符号流以生成至少一个前同步符号流；以及
将循环前缀加入所述至少一个时域有效载荷符号流以生成至少一个有效载荷符号流；
多个补偿模块，可操作地连接以：
补偿所述至少一个前同步符号流以生成至少一个已补偿前同步符号流；以及
补偿所述至少一个有效载荷符号流以生成至少一个已补偿有效载荷符号流。
优选地，所述控制模块包括至少以下之一：
媒介访问控制层至物理层接口，可操作地连接以基于所述模式将所述有效载荷数据提供给所述编码模块；
帧控制模块，可操作地连接以基于所述模式生成所述前同步码设置信息以及生成所述有效载荷设置信息；
信号字段产生器，可操作地连接以产生对应所述模式的信号字段，其中所述信号字段作为前同步码数据提供给所述编码模块；
长训练序列模块，可操作地连接以产生对应所述模式的长训练序列，其中，所述长训练序列作为所述前同步码设置信息的一部分提供给所述多个符号映射模块，由此所述至少一个频域前同步符号流包括所述长训练序列的映射后形式；
短训练序列模块，可操作地连接以产生对应所述模式的短训练序列，其中，所述短训练序列作为所述前同步码设置信息的一部分提供给所述多个循环前缀模块，所述至少一个前同步符号流包括所述短训练序列的一种表示。
优选地，所述编码模块包括：
加扰器模块，可操作地连接以根据所述有效载荷设置信息对所述有效载荷数据进行加扰，生成已加扰数据；
编码器，可操作地连接以根据所述有效载荷设置信息对所述已加扰数据或所述前同步码数据的信号字段进行编码，生成已编码数据；
收缩处理模块，可操作地连接以根据所述有效载荷设置信息对所述已编码数据进行收缩处理，生成已编码的有效载荷数据和已编码的前同步码数据。
优选地，所述编码模块包括：
所述编码器，包括：
串并转换器，可操作地连接以将已加扰数据的串行流转换为多个已加扰数据流；
多个编码单元，可操作地连接以对所述多个已加扰数据流进行编码，生成多个已编码数据流；
所述收缩处理模块，包括：
多个收缩处理单元，对所述多个已编码数据流进行收缩处理以生成多个收缩数据流；
并串转换器，可操作地连接以将所述多个收缩数据流转换为所述已编码的有效载荷数据。
优选地，所述编码模块包括：
传统加扰器，可操作地连接以当所述模式为多个协议模式中的第一模式时，加扰所述有效载荷数据以生成传统已加扰数据；
传统编码器，可操作地连接以当所述模式为第一模式时，对所述传统已加扰数据进行编码以生成传统编码数据；
传统收缩处理模块，可操作地连接以当所述模式为第一模式时，对所述传统编码数据进行收缩处理以生成传统已编码的有效载荷数据，作为所述已编码的有效载荷数据。
优选地，所述控制模块执行操作以：
当所述模式为多个协议模式中的IEEE802.11b模式时，生成第一前同步码设置信息和第一有效载荷设置信息，其中，根据IEEE802.11b，所述第一前同步码设置信息包括同步字段、帧分隔符的开始、信号字段、服务字段和长度字段至少其一，并且所述第一有效载荷设置信息包括发射功率；
当所述模式为多个协议模式中的IEEE802.11a模式时，生成第二前同步码设置信息和第二有效载荷设置信息，其中，根据IEEE802.11a，所述第二前同步码设置信息包括短训练序列、长训练序列、信号字段、服务字段和帧长度字段至少其一，并且所述第二有效载荷设置信息包括发射功率、编码方案、收缩率、数据率、调制方案和路径选择；
当所述模式为多个协议模式中的IEEE802.11g模式时，生成第三前同步码设置信息和第三有效载荷设置信息，其中，根据IEEE802.11g，所述第三前同步码设置信息包括短训练序列、长训练序列、信号字段、服务字段和帧长度字段至少其一，并且所述第二有效载荷设置信息包括传发射功率、编码方案、收缩率、数据率、调制方案和路径选择；
当所述模式为多个协议模式中的MIMO模式时，生成第四前同步码设置信息和第四有效载荷设置信息，其中，根据MIMO模式，所述第四前同步码设置信息包括短训练序列、长训练序列、信号字段、服务字段和帧长度字段至少其一，并且所述第四有效载荷设置信息包括发射功率、编码方案、收缩率、数据率、调制方案、传输路径的数量和路径选择。
优选地，所述多个补偿模块每个均包括：
基带乘法器，可操作地连接以：
将对应的所述至少一个前同步码符号流之一乘以比例因子以生成已缩放的前同步码符号流；
将对应的所述至少一个有效载荷符号流之一乘以所述比例因子以生成已缩放的有效载荷符号流；
同相和正交模块，可操作地连接以：
补偿所述已缩放的前同步码符号流的同相和正交不平衡以生成对应的所述至少一个已补偿的前同步码符号流之一；
补偿所述已缩放的有效载荷符号流的同相和正交不平衡以生成对应的所述至少一个已补偿的有效载荷符号流之一。
根据本发明的一个方面，提供一种支持多入多出的多协议无线通信基带接收处理模块，包括：
多个补偿模块，可操作地连接以根据补偿控制信号补偿至少一个接收符号流，生成至少一个已补偿符号流；
多个循环前缀移除模块，可操作地连接以根据多个协议模式之一，从所述至少一个已补偿符号流的字段中移除循环前缀，生成至少一个循环前缀已移除的符号流；
多个域转换模块，可操作地连接以根据多个协议模式中的所述模式，将所述至少一个循环前缀已移除的符号流从时域转换至频域，生成至少一个频域符号流；
多个均衡模块，可操作地连接以基于信道估计值对所述至少一个频域符号流进行均衡，生成至少一个已均衡的频域符号流；
多个解映射模块，可操作地连接以根据多个协议模式中的所述模式对所述至少一个已均衡的频域符号流进行解映射，生成至少一个交错数据流；
解交错模块，可操作地连接以根据多个协议模式中的所述模式对所述至少一个交错数据流进行解交错，生成已编码数据；
解码模块，可操作地连接以根据多个协议模式中的所述模式对所述已编码数据进行解码以生成数据；
控制模块，可操作地连接以基于所述至少一个已补偿的符号流，从多个协议模式中确定所述模式以及确定所述补偿控制信号。
优选地，所述多个补偿模块每个均包括至少以下之一：
DC偏置模块，可操作地连接以补偿对应的所述至少一个接收符号流之一的DC偏置；
同相和正交补偿模块，可操作地连接以根据所述补偿控制信号的IQ不平衡估计值，补偿对应的所述至少一个接收符号流之一的同相和正交不平衡，从而生成至少一个IQ平衡的符号流；
频率校正模块，可操作地连接以根据所述补偿控制信号的采样频率偏置值，补偿所述至少一个IQ平衡的符号流的采样频率偏置，从而生成至少一个频率已补偿的符号流；
滤波模块，可操作地连接以对所述至少一个频率已补偿的符号流进行滤波，生成所述至少一个已补偿符号流。
优选地，所述多个域转换模块每个均包括：
时域校正模块，可操作地连接以对对应的所述至少一个循环前缀已移除的符号流之一补偿时域偏置，生成时域偏置已补偿的符号流；
快速傅立叶变换模块，可操作地连接以将所述时域偏置已补偿的符号流转换为对应的所述至少一个频域符号流之一。
优选地，所述多个解映射模块每个均包括：
公共相位误差和采样频率偏置补偿模块，可操作地连接以对所述至少一个已均衡频域符号流中对应之一补偿公共相位误差和采样频率偏置至少其一，从而生成相位和频率已补偿的符号流；
符号解映射器，可操作地连接以解映射所述相位和频率已补偿的符号流，生成对应的所述至少一个交错数据之一。
优选地，所述控制模块包括：
多个同相和正交不平衡估计模块，可操作地连接以确定所述至少一个接收符号流内每个符号流的IQ不平衡，从中生成IQ不平衡估计值；
数据包协议控制模块，可操作地连接以基于所述至少一个已补偿符号流的前同步码格式从多个协议模式中确定所述模式；
频率和相位偏置确定模块，可操作地连接以基于所述至少一个已补偿符号流、所述至少一个交错符号流和所述至少一个已均衡的频域符号流三者至少其一，确定频率偏置和相位偏置。
根据本发明的一个方面，提供一种多协议无线通信基带收发器，包括：
基带发射处理模块，所述基带发射处理模块包括：
控制模块，可操作地连接以基于多个协议模式之一生成前同步码设置信息和有效载荷设置信息；
编码模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息对前同步码数据进行编码，生成已编码的前同步码数据；以及
根据所述有效载荷设置信息对有效载荷数据进行编码，生成已编码的有效载荷数据；
交错模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息对所述已编码的前同步码数据进行交错，生成至少一个已交错编码的前同步码数据流；以及
根据所述有效载荷设置信息对所述已编码的有效载荷数据进行交错，生成至少一个已交错编码的有效载荷数据流；
多个符号映射模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息，将所述至少一个已交错编码的前同步码数据流映射为至少一个频域前同步符号流；以及
根据所述有效载荷设置信息，将所述至少一个已交错编码的有效载荷数据流映射为至少一个频域有效载荷符号流；
多个域转换模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息，将所述至少一个频域前同步符号流转换为至少一个时域前同步符号流；以及
根据所述有效载荷设置信息，将所述至少一个频域有效载荷符号流转换为至少一个时域有效载荷符号流；
多个循环前缀模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息，将循环前缀加入所述至少一个时域前同步符号流以生成至少一个前同步符号流；以及
将循环前缀加入所述至少一个时域有效载荷符号流以生成至少一个有效载荷符号流；
多个补偿模块，可操作地连接以：
补偿所述至少一个前同步符号流以生成至少一个已补偿前同步符号流；以及
补偿所述至少一个有效载荷符号流以生成至少一个已补偿有效载荷符号流；以及
基带接收处理模块，所述基带接收处理模块包括：
多个接收补偿模块，可操作地连接以根据补偿控制信号补偿至少一个接收符号流，生成至少一个已补偿符号流；
多个循环前缀移除模块，可操作地连接以根据多个协议模式之一，从所述至少一个已补偿符号流的字段中移除循环前缀，生成至少一个循环前缀已移除的符号流；
多个接收域转换模块，可操作地连接以根据多个协议模式中的所述模式，将所述至少一个循环前缀已移除的符号流从时域转换至频域，生成至少一个频域符号流；
多个均衡模块，可操作地连接以基于信道估计值对所述至少一个频域符号流进行均衡，生成至少一个已均衡的频域符号流；
多个解映射模块，可操作地连接以根据多个协议模式中的所述模式对所述至少一个已均衡的频域符号流进行解映射，生成至少一个交错数据流；
解交错模块，可操作地连接以根据多个协议模式中的所述模式对所述至少一个交错数据流进行解交错，生成已编码数据；
解码模块，可操作地连接以根据多个协议模式中的所述模式对所述已编码数据进行解码以生成数据；
接收控制模块，可操作地连接以基于所述至少一个已补偿的符号流，从多个协议模式中确定所述模式以及确定所述补偿控制信号。
优选地，所述控制模块包括至少以下之一：
媒介访问控制层至物理层接口，可操作地连接以基于所述模式将所述有效载荷数据提供给所述编码模块；
帧控制模块，可操作地连接以基于所述模式生成所述前同步码设置信息以及生成所述有效载荷设置信息；
信号字段产生器，可操作地连接以产生对应所述模式的信号字段，其中所述信号字段作为前同步码数据提供给所述编码模块；
长训练序列模块，可操作地连接以产生对应所述模式的长训练序列，其中，所述长训练序列作为所述前同步码设置信息的一部分提供给所述多个符号映射模块，由此所述至少一个频域前同步符号流包括所述长训练序列的映射后形式；
短训练序列模块，可操作地连接以产生对应所述模式的短训练序列，其中，所述短训练序列作为所述前同步码设置信息的一部分提供给所述多个循环前缀模块，所述至少一个前同步符号流包括所述短训练序列的一种表示。
优选地，所述控制模块执行操作以：
当所述模式为多个协议模式中的IEEE802.11b模式时，生成第一前同步码设置信息和第一有效载荷设置信息，其中，根据IEEE802.11b，所述第一前同步码设置信息包括同步字段、帧分隔符的开始、信号字段、服务字段和长度字段至少其一，并且所述第一有效载荷设置信息包括发射功率；
当所述模式为多个协议模式中的IEEE802.11a模式时，生成第二前同步码设置信息和第二有效载荷设置信息，其中，根据IEEE802.11a，所述第二前同步码设置信息包括短训练序列、长训练序列、信号字段、服务字段和帧长度字段至少其一，并且所述第二有效载荷设置信息包括发射功率和路径选择；
当所述模式为多个协议模式中的IEEE802.11g模式时，生成第三前同步码设置信息和第三有效载荷设置信息，其中，根据IEEE802.11g，所述第三前同步码设置信息包括短训练序列、长训练序列、信号字段、服务字段和帧长度字段至少其一，并且所述第二有效载荷设置信息包括传发射功率和路径选择；
当所述模式为多个协议模式中的MIMO模式时，生成第四前同步码设置信息和第四有效载荷设置信息，其中，根据MIMO模式，所述第四前同步码设置信息包括短训练序列、长训练序列、信号字段、服务字段和帧长度字段至少其一，并且所述第四有效载荷设置信息包括发射功率、传输路径的数量和路径选择。
优选地，所述多个补偿模块每个均包括：
基带乘法器，可操作地连接以：
将对应的所述至少一个前同步码符号流之一乘以比例因子以生成已缩放的前同步码符号流；
将对应的所述至少一个有效载荷符号流之一乘以所述比例因子以生成已缩放的有效载荷符号流；
同相和正交模块，可操作地连接以：
补偿所述已缩放的前同步码符号流的同相和正交不平衡以生成对应的所述至少一个已补偿的前同步码符号流之一；
补偿所述已缩放的有效载荷符号流的同相和正交不平衡以生成对应的所述至少一个已补偿的有效载荷符号流之一。
优选地，所述编码模块包括：
加扰器模块，可操作地连接以根据所述有效载荷设置信息对所述有效载荷数据进行加扰，生成已加扰数据；
编码器，可操作地连接以根据所述有效载荷设置信息对所述已加扰数据或所述前同步码数据的信号字段进行编码，生成已编码数据，其中所述编码器包括：
串并转换器，可操作地连接以将已加扰数据的串行流转换为多个已加扰数据流；
多个编码单元，可操作地连接以对所述多个已加扰数据流进行编码，生成多个已编码数据流；
收缩处理模块，可操作地连接以根据所述有效载荷设置信息对所述已编码数据进行收缩处理，生成已编码的有效载荷数据和已编码的前同步码数据，其中所述收缩处理模块包括：
多个收缩处理单元，对所述多个已编码数据流进行收缩处理以生成多个收缩数据流；
并串转换器，可操作地连接以将所述多个收缩数据流转换为所述已编码的有效载荷数据；
传统加扰器，可操作地连接以当所述模式为多个协议模式中的第一模式时，加扰所述有效载荷数据以生成传统已加扰数据；
传统编码器，可操作地连接以当所述模式为第一模式时，对所述传统已加扰数据进行编码以生成传统编码数据；
传统收缩处理模块，可操作地连接以当所述模式为第一模式时，对所述传统编码数据进行收缩处理以生成传统已编码的有效载荷数据，作为所述已编码的有效载荷数据。
优选地，所述多个接收补偿模块每个均包括至少以下之一：
DC偏置模块，可操作地连接以补偿对应的所述至少一个接收符号流之一的DC偏置；
同相和正交补偿模块，可操作地连接以根据所述补偿控制信号的IQ不平衡估计值，补偿对应的所述至少一个接收符号流之一的同相和正交不平衡，从而生成至少一个IQ平衡的符号流；
频率校正模块，可操作地连接以根据所述补偿控制信号的采样频率偏置值，补偿所述至少一个IQ平衡的符号流的采样频率偏置，从而生成至少一个频率已补偿的符号流；
滤波模块，可操作地连接以对所述至少一个频率已补偿的符号流进行滤波，生成所述至少一个已补偿符号流。
优选地，所述多个接收域转换模块每个均包括：
时域校正模块，可操作地连接以对对应的所述至少一个循环前缀已移除的符号流之一补偿时域偏置，生成时域偏置已补偿的符号流；
快速傅立叶变换模块，可操作地连接以将所述时域偏置已补偿的符号流转换为对应的所述至少一个频域符号流之一。
优选地，所述接收控制模块包括：
多个同相和正交不平衡估计模块，可操作地连接以确定所述至少一个接收符号流内每个符号流的IQ不平衡，从中生成IQ不平衡估计值；
数据包协议控制模块，可操作地连接以基于所述至少一个已补偿符号流的前同步码格式从多个协议模式中确定所述模式；
频率和相位偏置确定模块，可操作地连接以基于所述至少一个已补偿符号流、所述至少一个交错符号流和所述至少一个已均衡的频域符号流三者至少其一，确定频率偏置和相位偏置。
从以下结合附图和实施例对本发明的详细介绍可以很容易得知本发明的其他特征和优点。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的无线通信系统的方框示意图；
图2是本发明的无线通信设备的方框示意图；
图3是本发明的基带发射处理模块的方框示意图；
图4是本发明的基带发射处理模块的一部分的方框示意图；
图5是本发明的基带发射处理模块的另一部分的方框示意图；
图6是本发明的基带发射处理模块的又一部分的方框示意图；
图7是本发明的基带发射处理模块的另一部分的方框示意图；
图8是本发明的基带接收处理模块的方框示意图；
图9是本发明的基带接收处理模块的一部分的方框示意图；
图10是本发明的基带接收处理模块的另一部分的方框示意图；
图11是本发明的基带接收处理模块的又一部分的方框示意图。
具体实施方式
图1所示为通信系统10的方框示意图，包括多个基站和/或接入点12和16、多个无线通信设备18-32以及网络硬件设备34。需要注意的是，网络硬件34可以是路由器、交换机、网桥、调制解调器、系统控制器等等为通信系统10提供广域网连接42的设备。进一步注意，无线通信设备18-32可以是笔记本电脑主机18和26、个人数字助手主机20和30、个人电脑主机24和32和/或蜂窝电话主机22和28。无线通信设备的细节将参照图2进行详细描述。
无线通信设备22、23和24位于一个独立基本服务集(IBSS)区域内，且直接通信(如点对点)。在这种配置中，这些设备22、23和24仅互相通信。为了与系统10内或系统10外的其它无线通信设备通信，设备22、23和/或24需要加入基站或接入点12或16之一。
基站或接入点12、16分别位于基本服务集(BSS)区域11和13中，并通过局域网连接36、38可操作地连接至网络硬件34。所述连接为基站或接入点12、16提供与系统10内其它设备的连接性，并通过WAN连接42提供与其它网络的连接性。为了与其BSS11或13内的无线通信设备通信，基站或接入点12、16具有相关联的天线或天线阵列。例如，基站或接入点12与无线通信设备18和20进行无线通信，而基站或接入点16与无线通信设备26-32进行无线通信。一般来说，无线通信设备向特定的基站或接入点12、16登记以接收来自通信系统10的服务。
一般来说，基站用于蜂窝电话系统和类似的系统，接入点用于室内或建筑内无线网络(如IEEE802.11及其各种版本、蓝牙和/或任何其他类型的基于射频的网络协议)。不管通信系统为何种特定类型，每个无线通信设备包括有内置的无线电装置和/或与一无线电装置连接。
图2是本发明无线通信设备的方框示意图，包括主机设备18-32和相关联的无线电装置60。对于蜂窝电话主机，无线电装置60是内置设备。对于个人数字助手主机、便携式电脑主机和/或个人电脑主机，无线电装置60可以是内置的或外部连接的设备。
如图所示，主机设备18-32包括处理模块50、存储器52、无线电接口54、输入接口58和输出接口56。处理模块50和存储器52执行一般由主机设备完成的对应的指令。例如，对于蜂窝电话主机设备，处理模块50根据特定的蜂窝电话标准执行对应的通信功能。
无线电接口54允许从无线电装置60接收数据和将数据发送至无线电装置60。对于从无线电装置60接收的数据(如入站数据)，无线电接口54提供数据至处理模块50以进行进一步处理和/或路由至输出接口56。输出接口56提供连接至输出显示设备，如显示器、监视器、扬声器等等能呈现接收的数据的设备。无线电接口54还将来自处理模块50的数据提供给无线电装置60。处理模块50可从输入设备，如键盘、键区、麦克风等等，通过输入接口58接收出站数据，或由其自身产生数据。对于通过输入接口58接收的数据，处理模块50可对该数据执行对应的主机功能和/或通过无线电接口54将其路由至无线电装置60。
无线电装置60包括主机接口62、基带处理模块100、存储器65、多个射频(RF)发射器106-110、发送/接收(T/R)模块115、多个天线81-85、多个RF接收器118-120、信道带宽调整模块87和本地振荡模块74。基带处理模块100结合存储于存储器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(IF)至基带转换、解调、星座解映射、解码、解交错、快速傅立叶变换、循环前缀移除、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、解码、交错、星座映射、调制、傅立叶逆变换、循环前缀增加、空间和时间编码以及数字基带至IF转换。基带处理模块100可使用一个或多个处理设备实现。所述处理设备可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型机算计、中央处理器、场编程门阵列、可编程逻辑设备、状态器、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或任何基于操作指令操作信号(模拟和/或数字)的设备。存储器65可以是单个存储设备或多个存储设备。所述存储设备可为只读存储器、随机访问存储器、非永久性存储器、永久性从初期、静态存储器、动态存储器、闪存和/或任何存储数字信息的设备。需要注意的是，当处理模块100通过状态器、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路实现一个或多个功能时，存储对应指令的存储器嵌入在包括状态器、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路内。处理模块100的功能将在后面结合图3-11进行更详细的描述。
工作时，无线电装置60从主机设备通过主机接口62接收入站数据94。基带处理模块64接收出站数据88，并基于模式选择信号102生成一个或多个出站符号流90。模式选择信号102将指出与各种IEEE802.11标准的一个或多个具体模式相适应的特定操作模式。例如，模式选择信号102可指出2.4GHz的频带，20或25MHz的信道分隔和54Mbps的最大比特率。在所述一般范畴中，模式选择信号将进一步表示范围从1Mbps至54Mbps的特定速率。此外，该模式选择信号可表示特定的调制类型，包括但不限于巴克(Barker)码调制、BPSK、QPSK、CCK、16QAM和/或64QAM。所述模式选择信号102还可包括编码率、每个副载波的编码位数量(NBPSC)、每个OFDM符号的编码位(NCBPS)和/或每个OFDM符号的数据位(NDBPS)。模式选择信号102还可表示对应模式的特定信道化，提供信道数量和对应的中心频率。模式选择信号102可进一步表示功率频谱密度掩码值和MIMO通信最初可使用的天线的数量。
基带处理模块100，基于模式选择信号102从出站数据94产生一个或多个出站符号流104。例如，如果模式选择信号102表示一个传输天线正用于选择的特定模式，基带处理模块100将产生一个出站符号流104。或者，如果模式选择信号102表示2、3或4个天线，基带处理模块100将从出站数据94产生2、3或4个出站符号流104。
根据基带模块10产生的出站数据流104的数量(例如1到n)，激活对应数量的RF发射器106-110以转换出站符号流104为出站RF信号112。通常，每个RF发射器106-110包括数字滤波器和上采样模块、数模转换模块、模拟滤波器模块、频率上转换模块、功率放大器和射频带通滤波器。RF发射器106-110提供出站RF信号112至发射/接收模块114，再由其将每个出站RF信号提供给对应的天线81-85。
当无线电装置60处于接收模式时，发射/接收模块114通过天线81-85接收一个或多个入站RF信号116，并将其提供给一个或多个RF接收器118-122。RF接收器118-122，基于信道带宽调整模块87提供的设置，转换入站RF信号116为对应数量的入站符号流124。入站符号流124的数量与数据接收的特定模式相对应。基带处理模块100将入站符号流124转换为入站数据92，然后通过主机接口62提供给主机设备18-32。
本领域普通技术人员能够理解的是，图2所示的无线通信设备可使用一个或多个集成电路实现。例如，该主机设备可实现于一个集成电路，而基带处理模块100和存储器65实现于第二集成电路，无线电装置60剩下的部件，除去天线81-85外，可实现于第三集成电路。或者又例如，无线电装置60可在一个集成电路上实现。再例如，主机设备的处理模块50和基带处理模块100可为是实现于一个集成电路上的通用处理设备。此外，存储器52和存储器65可实现于一个集成电路上和/或与处理模块50以及基带处理模块100的通用处理模块一起实现在相同的集成电路上。
图3是本发明的基带发射处理模块100-TX的功能框图，包括控制模块130、编码模块132、交错模块134、多个符号映射模块136和138、多个域转换模块140和142、多个循环前缀模块144和146以及多个补偿模块148和150。
基带发射处理模块100-TX的功能是将出站数据94转换为多个出站符号流104，其中出站数据94由有效载荷数据158表示，出站符号流104包括补偿后前同步符号(preamble symbol)196、198和补偿后有效载荷符号200、202的至少一种形式。在运行中，控制模块130基于多个协议模式中的一种模式156生成前同步码设置信息152和有效载荷设置信息154。所述协议模式包括IEEE802.11、IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.11n、IEEE802.11的任何其它现有的或将来出现的版本和/或任何其它无线通信协议及其各种版本中的两个或多个。
基于前同步码设置信息152和有效载荷设置信息154，基带发射处理模块100-TX被设置为支持对应的无线通信协议。例如，如果模式156是IEEE802.11a，基带发射处理模块100-TX将支持IEEE802.11a传输。因此，对于IEEE802.11a，多个符号映射模块136和138、域转换模块140和142、循环前缀模块144和146以及补偿模块148和150中的每组仅有一个模块将被激活。又例如，如果该特定的协议模式是用于2×2MIMO无线通信的IEEE802.11n，基带发射处理模块100-TX将被配置为支持2×2MIMO无线通信。在这种模式下，两个符号映射模块136和138、两个域转换模块140和142、两个循环前缀模块144和146以及两个补偿模块148和150将被激活以用于2×2MIMO通信。
在运行中，在生成用于无线通信的帧的开始阶段，编码模块132可接收前同步数据157，包括帧头信息、前同步码信息或其任何部分。根据前同步码设置信息152，编码模块132对前同步数据157进行编码以产生编码后的前同步数据160。交错模块134根据前同步码设置信息152处理编码后的前同步数据160，从而产生一个或多个交错编码后前同步数据流164和/或166。例如，在MIMO传输中，交错编码后前同步数据流164和166的数量将与MIMO传输中传输路径的数量相对应。本领域技术人员能够理解的是，根据前同步码设置信息152，交错模块134可根据对应的标准的交错转换对该编码后的前同步数据进行交错处理，或者将未交错的编码数据作为交错编码后的前同步数据164或166进行传送。
符号映射模块136和/或138接收所述交错编码后的前同步数据164和/或166，并从中生成频域前同步符号172和/或174。频域前同步符号172和174可与前同步码设置信息152指示的特定模式156相一致。例如，对于IEEE802.11a，所述前同步符号可包括PLCP(物理层转换处理)报头、PSDU(PLCP服务数据单元)字段、报尾字段、填充字段(pad field)、包括12个符号的PLCP前同步码、BPSK(二进制相移键控)比率等于1/2的编码OFDM(正交频分复用)符号，其中所述报头包括比率、长度、奇偶和服务字段。
域转换模块140和/或142转换频域前同步符号172和/或174为时域前同步符号180和/或182。域转换模块140和142可通过快速傅立叶逆变换(IFFT)实现。数据建立后，循环前缀模块144和/或146将循环前缀加入所述帧中。然后，循环前缀模块144和/或146将前同步符号188和190传送至补偿模块148和/或150。补偿模块148和/或150对从循环前缀模块144和146接收的符号执行基带缩放、同相和正交不平衡补偿和/或预增强(pre-emphasis)中的一个或多个操作。针对该前同步码，补偿模块148和150生成补偿后的前同步符号196和/或198。
随着前同步码的创建或正在创建，基带发射处理模块100-TX也处理有效载荷数据158。基于有效载荷设置信息154(包括编码方案、收缩比率、数据比率等等)，编码模块132对有效载荷数据158进行编码以产生编码后的有效载荷数据162。交错模块134接收编码后的有效载荷数据162，并基于有效载荷设置信息154产生一个或多个交错后有效载荷数据流168和170。对于交错模块134，有效载荷设置信息154指出了将创建的交错后有效载荷数据流168和170的数量，并进一步指出将执行的交错处理的特定类型。一个实施例中，交错处理根据模式156所表示的特定无线协议来完成。
一个或多个符号映射模块136和136被激活，以将交错编码后的有效载荷数据168和/或170映射为频域内的符号，从而生成频域有效载荷符号176和/或178。所述符号映射根据有效载荷设置信息154执行，该有效载荷设置信息154基于模式156指出了有效载荷数据将被映射的特定群集(constellation)。例如，所述符号映射可根据BPSK、QPSK(正交相移键控)、16QAM(正交调幅)、64QAM、256QAM等等完成。
一个或多个域转换模块140和142被激活以将频域有效载荷符号176和/或178转换为时域有效载荷符号184和/或186。在一个实施例中，每个域转换模块140和142包括快速傅立叶逆变换模块。
一个或多个循环前缀模块144和/或146被激活以将循环前缀加入包含前同步码和有效载荷符号的帧内，从而生成前同步符号188与有效载荷符号192和/或前同步符号190与有效载荷符号194。一个或多个补偿模块148和/或150被激活以补偿有效载荷符号192和/或194，从而生成补偿后的有效载荷符号200和/或202。补偿模块148和/或150执行的补偿包括基带缩放、IQ不平衡补偿、预增强等等。
图4是本发明的基带发射处理模块TX-100的一部分的方框示意图。图中详细地展示了控制模块130和编码模块132。控制模块130包括媒介访问控制(MAC)/物理(PHY)接口210、帧控制模块212、信号字段(signal field)产生器214、长训练序列模块216、短训练序列模块218和采样播放模块(sampleplay module)220。编码模块132包括加扰器(scrambler)模块222、编码器224、收缩处理模块(puncture module)226并可包括多路复用器228。
在运行中，关于生成前同步码并根据模式156，帧控制模块212激活信号字段产生器214以产生对应该特定模式156的信号字段232。例如，该信号字段可根据IEEE802.11a、g、n和/或任何其它无线通信协议产生。在这个实施例中，信号字段232包括在前同步数据157中。
根据有效载荷和/或前同步码设置信息152和154，编码模块224对信号字段232进行编码以产生已编码信号字段。收缩处理模块226对所述已编码信号字段进行收缩处理以产生编码前同步数据160。或者，收缩处理模块226可根据该编码前同步数据被旁通。
基于模式156和/或发送帧信号230，MAC/PHY接口210将有效载荷数据158提供给加扰器模块222。依据指出了特定加扰模式(例如，与每个IEEE802.11a、b、g等等的一个或多个加扰选项一致的加扰器)的有效载荷设置信息154，加扰器模块222对有效载荷数据158进行加扰以生成加扰数据230。多路复用器228将该加扰数据230传送至编码器224，由编码器224根据有效载荷设置信息154对该加扰数据230进行编码以生成编码数据240。在一个实施例中，编码器224可以是卷积编码器，根据有效载荷设置信息154所指出的特定模式156对数据进行编码。收缩处理模块226以有效载荷设置信息154指定的比率对编码数据240进行收缩处理以生成已编码有效载荷数据162。
长训练序列216、短训练序列218和信号字段产生器224从控制模块212接收输入，这些输入可总的称为前同步码设置信息152。基于该前同步码设置信息152，信号字段产生器214如前所述生成信号字段232。
长训练序列模块216和短训练序列模块218分别基于前同步码设置信息152生成长训练序列236和短训练序列234。该前同步码设置信息对模块216和218指出了将生成的训练序列234和236的特定类型。例如，如果模式156对应IEEE802.11a，则根据该协议生成相应的短训练序列234和长训练序列236。然而，如果模式156对应IEEE802.11n和/或其它MIMO无线通信协议，则对多个传输路径生成短训练序列234和长训练序列236，相关的内容在以下的美国专利申请中已有公开：“高数据吞吐量无线局域网传输的帧格式”，申请号为10/778,751，申请日为2004年2月13日；“MIMO通信的配置”，申请号为10/973,549，申请日为2004年10月26日；“MIMO无线通信的前同步码格式”，申请号为10/973,595，申请日为2004年10月26日；“MIMO无线通信格林菲尔德前同步码格式”，申请号为10/973,212，申请日为2004年10月26日；“具有传统设备的网络内宽带信号的传输”，申请号为10/973,612，申请日为2004年10月26日；“WLAN信号格式”，申请号为10/973,611，申请日为2004年10月26日；“MIMO无线通信的混合模式前同步码”，申请号为11/079,962，申请日为2005年3月15日。
在一个实施例中，长训练序列模块216和短训练序列模块218均为查找表，基于前同步码设置信息152进行寻址以获取合适的短训练序列234和长训练序列。同样地，信号字段产生器214可以是查找表，用以生成信号字段232，也可以是状态机，用以生成信号字段232。帧控制模块212可实现为状态机以生成对应的前同步码设置信息152和有效载荷设置信息154。
控制模块130通过帧控制模块212为各种模式156产生前同步码设置信息152和有效载荷设置信息154。例如，当该模式是多个协议模式中的IEEE802.11b时，控制模块130可生成第一前同步码设置信息和第一有效载荷设置信息。在该模式中，根据IEEE802.11b，第一前同步码设置信息包括同步字段、帧分隔符(frame delimiter)的开始、信号字段、服务字段和长度字段至少其一，其中第一有效载荷设置信息包括发射功率。在另一个例子中，当该模式是多个协议模式中的IEEE802.11a时，控制模块130可生成第二前同步码设置信息和第二有效载荷设置信息。在这个模式中，根据IEEE802.11a，第二前同步码设置信息包括短训练序列、长训练序列、信号字段、服务字段和帧长度字段至少其一，并且其中第二有效载荷设置信息包括发射功率、编码方案、收缩率、数据率、调制方案和路径选择。
在另一个例子中，当该模式是多个协议模式中的IEEE802.11g时，控制模块130可生成第三前同步码设置信息和第三有效载荷设置信息。在这个模式中，根据IEEE802.11g，第三有效载荷设置信息包括短训练序列、长训练序列、信号字段、服务字段和帧长度字段至少其一，并且其中第二有效载荷设置信息包括发射功率、编码方案和路径选择。在另一个例子中，当该模式是多个协议模式中的MIMO模式时，控制模块130可生成第四前同步码设置信息和第四有效载荷设置信息，其中，根据MIMO模式，该第四前同步码设置信息包括短训练序列、长训练序列、信号字段、服务字段和帧长度字段至少其一，并且其中第四有效载荷设置信息包括发射功率、编码方案、收缩率、数据率、调制方案、传输路径的数量和路径选择。
图5是本发明一个实施例中编码模块132的方框示意图，包括加扰器模块222、多路复用器228、编码器224、收缩处理模块226、解多路复用器、传统加扰器(legacy scrambler)模块223、传统编码器(legacy encoder)225和传统收缩处理模块(legacy puncture module)227。编码器224包括串并转换器250和多个编码单元250-254。收缩处理模块226包括多个收缩处理单元256和258以及并串转换器260。
在运行中，根据有效载荷设置信息154，如果模式156对应IEEE802.11b，包括传统加扰器模块223、传统编码器225和传统收缩处理模块227的传统路径被激活，同时其它路径被禁用。在这个实施例中，解多路复用器将有效载荷数据158提供给传统路径以生成传统的编码有效载荷数据162-1。此外，可激活该传统路径以生成传统的编码前同步数据160-1。
对于其它模式156，传统路径被禁用而其它路径被激活。该模式下，解多路复用器将有效载荷数据158提供给加扰器模块222。加扰器模块222根据有效载荷设置信息154对有效载荷数据158进行加扰以生成已加扰数据230。串并转换器250接收该已加扰数据，并将该加扰数据串行流230转换为多个加扰数据流。每个加扰数据流被传送给对应的编码单元252和254，该编码单元可以是卷积编码器。如果根据有效载荷设置信息154被激活，每个编码单元252和254将对与其对应的加扰数据流进行编码以生成编码数据流。
每个收缩单元256和258对对应的编码数据流进行收缩处理以产生收缩数据流。并串转换器260将所述多个收缩数据流转换为已编码有效载荷数据流162。此外，编码器224和收缩处理模块226可通过多个路径处理信号字段232以生成已编码前同步码数据160。或者，只将通过编码器224和收缩处理模块226的一条路径激活以对信号字段232进行编码。
图6是本发明的基带发射处理模块100-TX的另一部分的方框示意图。如图所示，该传统路径继续包括传统交错模块135、传统符号映射模块139、传统域转换模块143和传统循环前缀模块147。该传统路径根据IEEE802.11b无线协议转换传统编码的前同步数据160-1和有效载荷数据162-1为传统符号191。因此，当传统路径被激活，其它路径将被禁用。
如果传统路径被禁用，其它路径将被激活。所述其它路径包括交错模块134、多个多路复用器、符号映射模块136和138、域转换模块140和142以及循环前缀模块144和146。本领域技术人员能够理解的是，符号映射模块136和138、域转换模块140和142以及循环前缀模块144和146的数量将对应于支持特定模式156所需的传输路径的数量。例如，如果模式156对应IEEE802.11a或g，仅有一条路径被激活。相反地，如果模式156对应IEEE802.11n(专有的MIMO规范)和/或其它类型的公共可访问的MIMO无线通信标准，被激活的路径的数量将对应于发射天线的数量。例如，在2×2MIMO传输无线通信中，激活2个传输路径。
为了处理前同步码，激活多路复用器以提供长训练序列236至符号映射模块136和138。因此，符号映射模块将所述长训练序列235映射为对应的符号。然后通过域转换模块140和142将符号已映射的长训练序列从频域转换至时域，该域转换模块可以是IFFT模块。根据前同步码设置信息152，第二组多路复用器将短训练序列234作为前同步符号的一部分提供给循环前缀模块144和146，并随后将长训练序列236的时域符号提供给循环前缀模块144和146。此外，多路复用器将有效载荷数据提供给对应的模块136-146以生成有效载荷符号192和194。
图7是本发明的基带发射处理模块100-TX的另一部分的方框示意图。如图所示，补偿模块148和150包括基带乘法器270和272、IQ、DC和/或LO补偿模块274和276、上采样模块278和280、滤波器282和284、多路复用器、上转换模块286和288、传统IQ补偿模块275和传统再采样模块290。
传统模式被激活时(例如，IEEE802.11b)，传统再采样模块290将对传统符号(legacy symbol)191进行。已处理的传统符号191作为出站符号流104，由多路复用器提供给上转换模块288。在这个例子中，出站符号流104仅包括一条路径，提供给对应的RF发射器进行随后的RF信号发射。
在其它模式中，该传统路径被禁用，而其它路径基于特定模式156所需的传输路径的数量被激活。每个基带乘法器270和270将前同步符号188以及有效载荷符号192和194乘以一个比例因子以产生期望级别的对应符号188、190、192和194。
上采样模块278和280通过调高对应符号的采样率来处理已补偿的符号196、198、200和202，所述采样率可位于44MHz至80MHz的范围内或更高。滤波器282、284是带通滤波器，用于滤除上采样符号196、198、200和202中不想要的信号成分。
上转换模块286和288调整符号频率以补偿信道带宽的各种变化。例如，40MHz的信道可视为默认信道带宽，由此，该40MHz信道的中心频率被认为是该信道的中心。然而，如果特定的模式包括20MHz的信道，中心频率需要调整为位于20MHz信道的中心。通常情况下，40MHz的信道包括两个临近的20MHz信道，因此，调整信道的中心是必要的。对于10MHz的信道也需要做出同样地调整。相反地，若20MHz的信道被认为是默认信道带宽，那么需要对40MHz和/或10MHz的信道进行调整。
IQ、DC和/或LO补偿模块274和276补偿符号188、190、192和194中的IQ不平衡、DC偏置和/或LO泄漏(leakage)以生成已补偿的前同步符号196和198以及已补偿的有效载荷符号200和202。IQ补偿可通过现有技术中的各种方法实现。最后生成的符号称为出站符号流104，包括前同步符号和有效载荷符号。RF发射器部分将该出站符号流104转换为RF信号，并随后传输至一个或多个其它的RF收发器。
图8是本发明的基带接收处理模块100-TX的方框示意图，包括多个的补偿模块300、302、循环前缀(CP)移除模块304、306、下转换模块308、309、检测模块315(一个实施例中该模块包括均衡模块310和多个解映射模块312、314；另一个实施例中，该模块包括最大近似性检测器)、解交错模块316、解码模块318和控制模块320。本领域技术人员能够理解的是，被激活的补偿模块300、302、循环前缀移除模块304、306、下转换模块308、309以及解映射模块312、314的数量由发射器的特定模式156决定。例如，在IEEE802.11a无线通信中，上述各组模块中仅有一个被激活。或者，如果模式156对应4×4MIMO传输，上述每组模块中将激活四个以支持该特定的传输。
在这个实施例中，可操作地连接的控制模块320可从接收的入站符号124中确定补偿控制信号326、信道估计值336和模式342。控制模块320的功能将结合图9-11进行详细描述。
补偿模块300、302接收入站符号流124，并根据补偿控制信号326补偿入站符号流124以生成已补偿符号322和324。该补偿操作包括DC偏置调整、IQ不平衡调整、频率校正、相位校正和/或滤波。所述IQ不平衡调整可依据美国专利申请“RX不平衡估计”(事务所案号BP4655)”所公开的内容来实现。
可操作地连接的循环前缀移除模块304、306从已补偿符号322和/或324移除循环前缀以生成循环前缀已移除的符号328、330。域转换模块308、309(可以是快速傅立叶变换模块)将时域循环前缀已移除的符号328、330转换为频域符号332、334。
根据信道估计值336，均衡模块310对该频域符号332、334进行均衡以产生已均衡的频域(FD)符号338、334。该均衡操作可根据美国专利申请“MIMO接收器的最大似然性检测”(事务所案号BP 4647)公开的内容来实现。
可操作地连接的解映射模块312、314依据模式342对该已均衡的频域符号338、340解映射以生成交错数据344、346。解映射模块312、314根据选择的特定的无线协议工作。例如，如果该特定的无线协议是IEEE802.11a，一个解映射模块依据接收的数据包的前同步码内指出的特定星座映射执行操作。相反地，如果模式156对应MIMO无线通信，每个解映射模块均被激活以对符号338、340解映射，获取恰当的数据。
根据模式342，解交错模块316对交错数据344和346进行解交错处理以产生编码数据348。解码模块318对该编码数据348进行解码以生成入站数据92。
图9是本发明的基带接收处理模块100-RX的一部分的方框示意图，包括控制模块320和补偿模块300、302的具体细节。控制模块320包括数据包协议(packet protocol)控制模块370、多个载波感应模块372、374、合并模块376、频率和相位偏置确定模块378、粗略/精确频率估计380、多个IQ不平衡估计模块366、368、MAC/PHY接口386、多个计算功率模块386、388以及多个增益控制模块390、392。每个补偿模块300、302包括DC偏置模块350、352、IQ补偿模块354、356、频率校正模块358、360以及滤波器模块362、364。
计算功率模块386、388接收入站符号流124，并使用各种技术计算每个符号流124的功率。例如，一种功率测量技术基于同相成分的幅度和正交成分的幅度计算接收信号的强度。增益控制模块390、392转译对应的功率以建立图2所示的多个接收器部分118-122的自动增益控制环的增益。
每个IQ不平衡估计模块366、368确定每个接收路径中的IQ不平衡。IQ不平衡估计模块366、368检测IQ补偿模块354、356的输出，并从中确定对应的IQ不平衡。所述IQ不平衡可通过多种方法确定，包括美国专利申请“RX不平衡估计”(事务所案号BP 4655)中所公开的方法。基于数据包协议控制模块370提供的信息，粗略/精确频率估计模块380检测已补偿符号322、324以确定该接收信号与基带接收处理模块100-RX的时钟电路之间的频率差。数据包协议控制模块370提供的信息对应于想要的数据包格式(如OFDM数据包格式)和信道带宽以及每个信道的音调的数量。例如，所述信道带宽可以是20MHz，每个信道包括64个OFDM音调。或者，所述信道带宽可以是40MHz，且每个信道可包括128个音调。因此，粗略/精确频率估计模块380确定所述频率差，并向频率校正模块358、360提供校正信号。
频率校正模块358、360补偿频率差以生成频率已补偿的符号。滤波器模块362、364对该频率已补偿的信号进行滤波，生成已补偿符号322和324。
载波感应模块372和374监测每个已补偿的符号流322、324，以检测是否出现有效信号。载波感应一般在前同步码的第一级中完成，因此，每个载波感应模块372、374监测接收的信号以确定接收的信号是否对应特定的通信协议的帧的前同步码。合并模块376将载波感应模块372、374的输出合并，并将其提供给数据包协议控制模块370。
在美国专利申请“可编程MIMO接收器数据包处理”(事务所案号：BP4646)中给出描述的数据包协议控制模块370转译从合并模块376接收的信息，从而确定对应该帧的特定模式342。例如，接收的帧可对应多个无线协议格式之一，包括但不限于IEEE802.11a、b、g、n等等。根据这一信息，数据包协议控制模块370产生模式342，以此，基带接收处理模块100-RX可恰当地处理接收的入站符号流124。
此外，数据包协议控制模块370将模式信息提供给MAC/PHY接口386，以此MAC/PHY接口可将复原的信息提供给无线通信设备的MAC层。
图10是本发明的基带接收处理模块100-RX的另一部分的方框示意图，包括控制模块、循环前缀移除模块304、306、域转换模块308、309、均衡模块310、解映射模块312、314。频率和相位偏置确定模块378进一步包括计算SFO(采样频率偏置，缩写为SFO)校正模块424、载波PLL(锁相环，缩写为PLL)422、计算TD(时域)校正模块426、计算度量模块416、信道缓存418和信道更新模块420。所述控制模块也包括信道估计模块382和信道缓存384，用于将信道估计值336提供给均衡模块310。
激活的每个循环前缀移除模块304、306接收对应的已补偿符号322、324，并基于数据包协议控制模块370提供的信息从中移除循环前缀。因此，数据包协议控制模块370提供的信息至少包括帧描绘信息以及包含有循环前缀的音调和/或符号。循环前缀移除模块304、306将已移除循环前缀的符号提供给对应的域转换模块308、309。
每个域转换模块308、309包括时域校正模块400、402以及快速傅立叶变换(FFT)模块404、406。时域校正模块400、402从计算TD校正模块426接收时域校正信号，调整时域信号的模拟损耗和/或信道偏差。因此，时域校正模块400、402减小了因符号内的模拟损耗和/或信道偏差导致的时域误差。FFT模块404、406将时域符号转换为频域符号。
可操作地连接的均衡模块310根据信道估计信号336对所述频域符号进行均衡。信道估计模块382监测已补偿的符号322、324以确定对应的信道响应。所述信道响应存储于信道缓存384内。信道估计模块382和均衡模块310的功能在美国专利申请“RX不平衡估计”(事务所案号：BP4655)中有更详细的描述。
每个解映射模块312、314包括CPE(公共相位误差)和SFO(采样频率偏置)补偿模块408、410以及符号解映射器412、414。相位和频率偏置确定模块378中的计算SFO校正模块424，基于粗略/精确频率估计模块380的输出监测载波PLL 422，从而生成针对采样频率偏置的校正信号。通常，这导致模数转换处理不在接收信号的时钟的锁相阶段。所述公共相位误差因符号的相位旋转、相位噪音和/或载波频率偏置而产生。计算矩阵模块416基于信道更新模块420和信道缓存418的信息，产生对应的校正信号。同样地，CPE和SFO补偿模块408、410补偿接收符号的公共相位误差和/或采样频率偏置。
依据数据包协议控制模块370确定的特定模式和映射方案，符号解映射器412、414解映射所述符号，从而生成交错数据344、346。
图11是本发明的基带接收处理模块100-RX的另一部分的方框示意图。如图所示，交错模块316包括多个解交错器430、432，解码模块318包括多个解收缩模块434、436、多个维特比解码器436、438、串行化模块440以及解扰和封包模块442。
每个解交错器430、432根据特定的模式被激活，接收交所数据344、346，并对对应的数据进行解交错。解码模块318通过至少一个被激活的解收缩模块434、436接收所述解交错的数据，并根据发射器采用的模式和收缩规范对所述解交错的数据进行解收缩。特定的收缩方案可通过数据包协议控制模块370来确定。维特比解码器436、438对解收缩的数据进行解码以生成解码数据。串行化模块440将所述解码数据串行化，并将其提供给解扰和封包模块442。解扰和封包模块442对该数据进行解扰和封包，从而生成入站数据92。
本领域普通技术人员可以理解，术语“基本上”或“大约”，正如这里可能用到的，对相应的术语提供一种业内可接受的公差。这种业内可接受的公差从小于1％到20％，并对应于，但不限于，组件值、集成电路处理波动、温度波动、上升和下降时间和/或热噪声。本领域普通技术人员还可以理解，术语“可操作地连接”，正如这里可能用到的，包括通过另一个组件、元件、电路或模块直接连接和间接连接，其中对于间接连接，中间插入组件、元件、电路或模块并不改变信号的信息，但可以调整其电流电平、电压电平和/或功率电平。本领域普通技术人员可知，推断连接(亦即，一个元件根据推论连接到另一个元件)包括两个元件之间用相同于“可操作地连接”的方法直接和间接连接。本领域普通技术人员还可知，术语“比较结果有利”，正如这里可能用的，指两个或多个元件、项目、信号等之间的比较提供一个想要的关系。例如，当想要的关系是信号1具有大于信号2的振幅时，当信号1的振幅大于信号2的振幅或信号2的振幅小于信号1振幅时，可以得到有利的比较结果。
以上介绍了一种多协议可编程基带收发器处理模块。本领域技术人员能够理解的是，在不脱离本发明权利要求范围的情况下，可以从本发明的教导中推出其它实施例。
本申请要求临时申请日为2005年6月29日的美国临时专利申请60/695,155“多协议无线通信基带收发器”的优先权。

Claims (10)

1、一种支持多入多出(MIMO)的多协议无线通信基带发射处理模块，其特征在于，包括：
控制模块，可操作地连接以基于多个协议模式之一生成前同步码设置信息和有效载荷设置信息；
编码模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息对前同步码数据进行编码，生成已编码的前同步码数据；以及
根据所述有效载荷设置信息对有效载荷数据进行编码，生成已编码的有效载荷数据；
交错模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息对所述已编码的前同步码数据进行交错，生成至少一个已交错编码的前同步码数据流；以及
根据所述有效载荷设置信息对所述已编码的有效载荷数据进行交错，生成至少一个已交错编码的有效载荷数据流；
多个符号映射模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息，将所述至少一个已交错编码的前同步码数据流映射为至少一个频域前同步符号流；以及
根据所述有效载荷设置信息，将所述至少一个已交错编码的有效载荷数据流映射为至少一个频域有效载荷符号流；
多个域转换模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息，将所述至少一个频域前同步符号流转换为至少一个时域前同步符号流；以及
根据所述有效载荷设置信息，将所述至少一个频域有效载荷符号流转换为至少一个时域有效载荷符号流；
多个循环前缀模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息，将循环前缀加入所述至少一个时域前同步符号流以生成至少一个前同步符号流；以及
将循环前缀加入所述至少一个时域有效载荷符号流以生成至少一个有效载荷符号流；
多个补偿模块，可操作地连接以：
补偿所述至少一个前同步符号流以生成至少一个已补偿前同步符号流；以及
补偿所述至少一个有效载荷符号流以生成至少一个已补偿有效载荷符号流。
2、根据权利要求1所述的多协议无线通信基带发射处理模块，其特征在于，所述控制模块包括至少以下之一：
媒介访问控制层至物理层接口，可操作地连接以基于所述模式将所述有效载荷数据提供给所述编码模块；
帧控制模块，可操作地连接以基于所述模式生成所述前同步码设置信息以及生成所述有效载荷设置信息；
信号字段产生器，可操作地连接以产生对应所述模式的信号字段，其中所述信号字段作为前同步码数据提供给所述编码模块；
长训练序列模块，可操作地连接以产生对应所述模式的长训练序列，其中，所述长训练序列作为所述前同步码设置信息的一部分提供给所述多个符号映射模块，由此所述至少一个频域前同步符号流包括所述长训练序列的映射后形式；
短训练序列模块，可操作地连接以产生对应所述模式的短训练序列，其中，所述短训练序列作为所述前同步码设置信息的一部分提供给所述多个循环前缀模块，所述至少一个前同步符号流包括所述短训练序列的一种表示。
3、根据权利要求1所述的多协议无线通信基带发射处理模块，其特征在于，所述编码模块包括：
加扰器模块，可操作地连接以根据所述有效载荷设置信息对所述有效载荷数据进行加扰，生成已加扰数据；
编码器，可操作地连接以根据所述有效载荷设置信息对所述已加扰数据或所述前同步码数据的信号字段进行编码，生成已编码数据；
收缩处理模块，可操作地连接以根据所述有效载荷设置信息对所述已编码数据进行收缩处理，生成已编码的有效载荷数据和已编码的前同步码数据。
4、根据权利要求3所述的多协议无线通信基带发射处理模块，其特征在于，所述编码模块包括：
所述编码器，包括：
串并转换器，可操作地连接以将已加扰数据的串行流转换为多个已加扰数据流；
多个编码单元，可操作地连接以对所述多个已加扰数据流进行编码，生成多个已编码数据流；
所述收缩处理模块，包括：
多个收缩处理单元，对所述多个已编码数据流进行收缩处理以生成多个收缩数据流；
并串转换器，可操作地连接以将所述多个收缩数据流转换为所述已编码的有效载荷数据。
5、一种支持多入多出的多协议无线通信基带接收处理模块，其特征在于，包括：
多个补偿模块，可操作地连接以根据补偿控制信号补偿至少一个接收符号流，生成至少一个已补偿符号流；
多个循环前缀移除模块，可操作地连接以根据多个协议模式之一，从所述至少一个已补偿符号流的字段中移除循环前缀，生成至少一个循环前缀已移除的符号流；
多个域转换模块，可操作地连接以根据多个协议模式中的所述模式，将所述至少一个循环前缀已移除的符号流从时域转换至频域，生成至少一个频域符号流；
多个均衡模块，可操作地连接以基于信道估计值对所述至少一个频域符号流进行均衡，生成至少一个已均衡的频域符号流；
多个解映射模块，可操作地连接以根据多个协议模式中的所述模式对所述至少一个已均衡的频域符号流进行解映射，生成至少一个交错数据流；
解交错模块，可操作地连接以根据多个协议模式中的所述模式对所述至少一个交错数据流进行解交错，生成已编码数据；
解码模块，可操作地连接以根据多个协议模式中的所述模式对所述已编码数据进行解码以生成数据；
控制模块，可操作地连接以基于所述至少一个已补偿的符号流，从多个协议模式中确定所述模式以及确定所述补偿控制信号。
6、根据权利要求5所述的多协议无线通信基带接收处理模块，其特征在于，所述多个补偿模块每个均包括至少以下之一：
DC偏置模块，可操作地连接以补偿对应的所述至少一个接收符号流之一的DC偏置；
同相和正交补偿模块，可操作地连接以根据所述补偿控制信号的IQ不平衡估计值，补偿对应的所述至少一个接收符号流之一的同相和正交不平衡，从而生成至少一个IQ平衡的符号流；
频率校正模块，可操作地连接以根据所述补偿控制信号的采样频率偏置值，补偿所述至少一个IQ平衡的符号流的采样频率偏置，从而生成至少一个频率已补偿的符号流；
滤波模块，可操作地连接以对所述至少一个频率已补偿的符号流进行滤波，生成所述至少一个已补偿符号流。
7、根据权利要求5所述的多协议无线通信基带接收处理模块，其特征在于，所述多个域转换模块每个均包括：
时域校正模块，可操作地连接以对对应的所述至少一个循环前缀已移除的符号流之一补偿时域偏置，生成时域偏置已补偿的符号流；
快速傅立叶变换模块，可操作地连接以将所述时域偏置已补偿的符号流转换为对应的所述至少一个频域符号流之一。
8、根据权利要求5所述的多协议无线通信基带接收处理模块，其特征在于，所述多个解映射模块每个均包括：
公共相位误差和采样频率偏置补偿模块，可操作地连接以对所述至少一个已均衡频域符号流中对应之一补偿公共相位误差和采样频率偏置至少其一，从而生成相位和频率已补偿的符号流；
符号解映射器，可操作地连接以解映射所述相位和频率已补偿的符号流，生成对应的所述至少一个交错数据之一。
9、一种多协议无线通信基带收发器，其特征在于，包括：
基带发射处理模块，所述基带发射处理模块包括：
控制模块，可操作地连接以基于多个协议模式之一生成前同步码设置信息和有效载荷设置信息；
编码模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息对前同步码数据进行编码，生成已编码的前同步码数据；以及
根据所述有效载荷设置信息对有效载荷数据进行编码，生成已编码的有效载荷数据；
交错模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息对所述已编码的前同步码数据进行交错，生成至少一个已交错编码的前同步码数据流；以及
根据所述有效载荷设置信息对所述已编码的有效载荷数据进行交错，生成至少一个已交错编码的有效载荷数据流；
多个符号映射模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息，将所述至少一个已交错编码的前同步码数据流映射为至少一个频域前同步符号流；以及
根据所述有效载荷设置信息，将所述至少一个已交错编码的有效载荷数据流映射为至少一个频域有效载荷符号流；
多个域转换模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息，将所述至少一个频域前同步符号流转换为至少一个时域前同步符号流；以及
根据所述有效载荷设置信息，将所述至少一个频域有效载荷符号流转换为至少一个时域有效载荷符号流；
多个循环前缀模块，可操作地连接以：
根据所述前同步码设置信息，将循环前缀加入所述至少一个时域前同步符号流以生成至少一个前同步符号流；以及
将循环前缀加入所述至少一个时域有效载荷符号流以生成至少一个有效载荷符号流；
多个补偿模块，可操作地连接以：
补偿所述至少一个前同步符号流以生成至少一个已补偿前同步符号流；以及
补偿所述至少一个有效载荷符号流以生成至少一个已补偿有效载荷符号流；以及
基带接收处理模块，所述基带接收处理模块包括：
多个接收补偿模块，可操作地连接以根据补偿控制信号补偿至少一个接收符号流，生成至少一个已补偿符号流；
多个循环前缀移除模块，可操作地连接以根据多个协议模式之一，从所述至少一个已补偿符号流的字段中移除循环前缀，生成至少一个循环前缀已移除的符号流；
多个接收域转换模块，可操作地连接以根据多个协议模式中的所述模式，将所述至少一个循环前缀已移除的符号流从时域转换至频域，生成至少一个频域符号流；
多个均衡模块，可操作地连接以基于信道估计值对所述至少一个频域符号流进行均衡，生成至少一个已均衡的频域符号流；
多个解映射模块，可操作地连接以根据多个协议模式中的所述模式对所述至少一个已均衡的频域符号流进行解映射，生成至少一个交错数据流；
解交错模块，可操作地连接以根据多个协议模式中的所述模式对所述至少一个交错数据流进行解交错，生成已编码数据；
解码模块，可操作地连接以根据多个协议模式中的所述模式对所述已编码数据进行解码以生成数据；
接收控制模块，可操作地连接以基于所述至少一个已补偿的符号流，从多个协议模式中确定所述模式以及确定所述补偿控制信号。
10、根据权利要求9所述的多协议无线通信基带收发器，其特征在于，所述控制模块包括至少以下之一：
媒介访问控制层至物理层接口，可操作地连接以基于所述模式将所述有效载荷数据提供给所述编码模块；
帧控制模块，可操作地连接以基于所述模式生成所述前同步码设置信息以及生成所述有效载荷设置信息；
信号字段产生器，可操作地连接以产生对应所述模式的信号字段，其中所述信号字段作为前同步码数据提供给所述编码模块；
长训练序列模块，可操作地连接以产生对应所述模式的长训练序列，其中，所述长训练序列作为所述前同步码设置信息的一部分提供给所述多个符号映射模块，由此所述至少一个频域前同步符号流包括所述长训练序列的映射后形式；
短训练序列模块，可操作地连接以产生对应所述模式的短训练序列，其中，所述短训练序列作为所述前同步码设置信息的一部分提供给所述多个循环前缀模块，所述至少一个前同步符号流包括所述短训练序列的一种表示。
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