CN101322333A - 无线电通信装置和无线电通信方法 - Google Patents

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Abstract

所公开的发明精确地判断接收包是MM包还是GF包，避免在GF包接收时间时进行不必要的解码操作以及低效率的通信。当使用MM包时，发射包含52个谐频的OFDM符号，但当使用GF包时，发射包含56个谐频的OFDM符号。因此，验证在子载波指数中所示的±27和28中的每个处的FFT输出中是否存在信号，以便判断接收包的格式。另外，基于对于每个格式而言均变化的循环移位量来判断包格式。当使用GF包时，停止在L－SIG及其后中进行解码处理。

Description

无线电通信装置和无线电通信方法
技术领域
本发明涉及一种在基于指定多个包格式的规格所产生的通信环境中进行通信操作的无线电通信装置和无线电通信方法，特别涉及一种不支持至少一些所指定的包格式的无线电通信装置和无线电通信方法。
更具体地，本发明涉及一种在支持IEEE802.11n并与IEEE802.11a/g兼容的混合模式中进行接收操作的无线电通信装置和无线电通信方法，特别涉及一种在接收到Green-Field包时能进行有效的通信操作的无线电通信装置和无线电通信方法，尽管这种无线电通信装置和无线电通信方法并不支持Green-Field。
背景技术
无线网络已经成为关注的焦点，由于这种系统摆脱了已知的有线通信方法中所用的线缆。IEEE(The Institute of Electricaland Electronics Engineers，电气电子工程师学会)802.11和/或IEEE802.15可以作为与无线网络相关的普通标准。
例如，在采用IEEE802.11a/g时，使用作为多载波系统之一的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)调制方法作为无线LAN的普通标准。根据OFDM调制方法，发射数据跨越设置了彼此正交的频率的多个载波被分割，并被传输。所以，载波中的每一个的带宽变窄，并且频率使用效率显著地增加，这就实现对频率选择调相干扰(frequency-selective-phasing interference)的高忍耐性。
当使用IEEE802.11a/g标准时，支持最大能实现通信速度为54Mbps的调制方法。然而，能够实现更高比特率的下一代无线LAN标准已经被要求。例如，根据通过扩展IEEE802.11a/g而产生的标准IEEE802.11n，采用MIMO(Multi-Input Multi-Output，多输入多输出)通信，以便开发出实现有效吞吐率高于100Mbps的高速无线LAN技术。
MIMO通信是一种通过使用空间复用的空间流来实现高速无线电通信的技术。在发射装置端，发射数据被分配到多个流中，并通过使用多个天线发射出去，并且接收装置通过利用信道特性进行信号处理对经过多个天线所接收到的空间复用信号进行空间分离，使得可以为所述每个流抽取信号，而不会引起任何串扰(例如，参考专利文件1)。根据MIMO通信方法，传输能力随着天线的数目而增加，而不需要增加频带，由此可以实现提高了的通信速度。
另外，IEEE802.11n的PHY层配置有高吞吐率(HighThroughput，HT)传输模式(下文中称作“HT模式”)，其中，包含调制方法和/或编码方法的传输方法(Modulation and CodingScheme(调制和编码方案)：MCS)完全不同于已知的IEEE802.11a/g中的相应方法，并且PHY层配置有操作模式，其中，以与已知的IEEE802.11a/g的包格式和频率范围(下文中称作“传统模式”(legacy mode))相同的包格式和频率范围进行数据发射。此外，HT模式被分为与支持IEEE802.11a/g的已知终端(下文中称为“传统终端”(legacy terminal))兼容的被称作“混合模式(Mixed Mode，MM)”的操作模式和与所述传统终端根本不兼容的被称作“Green-Field(GF)”的操作模式(例如，参考非专利文件1)。
图12到图14分别示出操作模式中使用的包括传统模式、MM和GF的包格式。然而，在每个图中，单个OFDM符号被判断为4微秒。
图12所示的传统模式中所用的包格式(下文中称作“传统包”)与IEEE802.11a/g中的包格式完全相同。传统包的头部分具有：包含用于寻找包的已知的OFDM符号的L-STF(Legacy ShortTraining Field，传统短训练域)；包含用于进行同步捕获和均衡(synchronization acquisition and equalization)的已知的训练符号的L-LTF(Legacy Long Training Field，传统长训练域)；以及写有传输率和/或数据长度的L-SIG(Legacy SIGNAL Field，传统信号域)，作为传统报头。随后，发射净荷(数据)。
此外，图13所示的包的头部分(下文中称作“MM包”)包括以与IEEE802.11a/g中所使用的格式完全相同的格式所产生的传统报头、以通常用于IEEE802.11n的格式(下文中称作“HT格式”)所产生的后继报头(下文中称作“HT报头”)、以及数据部分。在MM包中，对应于传统包中配有的PHY净荷的部分以HT格式产生，并且可以认为以HT格式，自反地(reflexively)配置HT报头和PHY净荷。
HT报头包括HT-SIG、HT-STF、和HT-LTF。在HT-SIG中，写有理解HT格式所需的信息，该信息示出了用于PHY净荷(PSDU)的MCS和/或净荷数据长度。此外，HT-STF包括配有的训练符号，以便在MIMO系统中增加AGC(automatic-gaincontrol，自动增益控制)。此外，HT-LTF中包括配有来对在接收装置端对经受了空间调制(映射)的每个输入信号进行信道估计的训练符号。
此外，当使用至少两个传输分支来进行MIMO通信时，在接收装置端，需要通过对每个对接收信号进行空间分离的发射-接收天线进行信道估计来获得信道矩阵。所以，在发射装置端，HT-LTF从每个发射天线以时分(time-division)的方式进行发射。随后，根据空间流的数目，至少加入一个HT-LTF域。
MM包中配有的传统报头以与传统包中的报头完全相同的格式产生，并以一种传输方法进行传输，使得传统终端可以对传统报头进行解码。另一方面，HT报头之后出现的HT格式部分以一种不受传统终端支持的传输方法进行传输。传统终端对MM包中的传统报头所包含的L-SIG进行解码，并读取表明MM包没有寄给自身的信息、数据长度信息等等，并设置长度合适的NAV(Network Allocation Vector，网络分配矢量)，即发射等待时间，以避免冲突。于是，MM包可以实现与传统终端兼容。然而，由于MM包具有传统报头部分，所以，MM包的格式变得有冗余，就吞吐率来说，MM包变得不利了。
此外，图14所示的包(下文中称作“GF包”)只包括HT格式部分。GF包的报头包括配有的L-STF域，以便寻找包；配有的HT-LTF域，以便进行信道估计；写有解释HT格式所需信息的HT-SIG域、以及第二HT-LTF域。当进行MIM0通信时，需要对每个空间流进行信道估计来获得信道矩阵。所以，第二HT-LTF域中与发射天线数对应的HT-LTFs以时分的方式进行发射(与上面相同)。尽管GF包与传统终端根本不兼容，但GF包也不包含传统报头。所以，GF包可以实现比MM包的吞吐率更高的吞吐率。
尽管对混合模式(MM)的支持对于当前所用的IEEE802.11n(EWC)来说是绝对必须的，但对Green-Field(GF)的支持却是可选择的。在这样的情形中，考虑要制造两种MM终端，即支持GF的MM终端和不支持GF的MM终端，作为支持MM的MM终端。在下文中，将考虑由不支持GF的MM终端所进行的处理，以便接收上述GF包。
首先，由于MM包的第一L-STF与GF包的L-STF相同，MM终端可以接收第一L-STF，而没有任何问题。然而，至于后继的域，在使用MM包的情形中，接收到了L-LTF。然而，在使用GF包的情形中，接收到了HT-LTF(参考图13和图14)。L-LTF与IEEE802.11a所用的LTF符号相同。下面的表达式(1)和(2)分别示出了在20MHz操作时和在40MHz操作时所用的LTF OFDM符号。
[表达式1]
L-26，26＝{1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，0，
                                                                                                            …(1)
          1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，-1，-1，-1，-1，-1，1，1，-1，-1，1，-1，1，-1，1，1，1，1}
[表达式2]
L-58，58＝{1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，0，
          1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，-1，-1，-1，-1，-1，1，1，-1，-1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，0，0，0，0，0
                                                                                                                       …(2)
          0，0，0，0，0，0，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，0，
          1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，-1，-1，-1，-1，-1，1，1，-1，-1，1，-1，1，-1，1，1，1，1}
此外，下面的表达式(3)和(4)分别示出了在20MHz操作时和在40MHz操作时所用的HT-LTF序列。
[表达式3]
HTLTF - 28,28 = 1,1,1,1 , - 1 , - 1,1,1 , - 1,1 , - 1,1,1,1,1,1,1 , - 1 , - 1,1,1 , - 1,1 , - 1,1,1,1,1,0 , 1 , - 1 , - 1,1,1 , - 1,1 , - 1,1 , - 1 - 1 , - 1 , - 1 , - 1,1,1 , - 1 , - 1,1 , - 1,1 , - 1,1,1,1,1 , - 1 , - 1 . . . ( 3 )
[表达式4]
HTLTF-58，58＝{1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，1，
          1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，-1，-1，-1，-1，-1，1，1，-1，-1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，-1，-1，-1，1，0
                                                                                                                        ...(4)
          0，0，-1，1，1，-1，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，1，
          1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，-1，-1，-1，-1，-1，1，1，-1，-1，1，-1，1，-1，1，1，1，1}
如果MM终端能够辨认L-LTF和HT-LTF之间的差别，那么MM终端就能判断出此时接收到了GF包。然后，MM终端就不在所述判断之后到来的域中进行不必要的解码处理，使得接收处理所消耗的功率减小。然而，L-LTF和/或HT-LTF不包含奇偶校验、CRC等等所用的机制，并且序列之间的差异很小。所以，通过进行普通的接收处理不能辨认出L-LTF和HT-LTF之间的差异。
之后，当使用MM包时，接收到L-SIG。然而，当使用GF包时，却接收到HT-SIG(参考图13和14)。图15示出L-SIG域的格式。如图所示，L-SIG包含奇偶校验所用的机制(按递减的顺序在第17位处对0到16位进行偶校验)。然而，由于仅配置了一位，所以，错误地接收了GF包所包含的HT-SIG作为L-SIG的可能性不是可以忽略的。此外，当HT-SIG与L-SIG混淆时，读取所述第一符号的HT-SIG的5到16，作为“长度”。这里，当作为“长度”而被读取的值比实际的包长要长时，重发时间会延迟，这导致低效率的通信。此外，如果MM包与GF包混淆时，就会对不必要的域进行解码，这将浪费装置的运行功率。
专利文件1：日本特开2002-44051
非专利文件1：EWC(Enhanced Wireless Consortium)PHYspecification
发明内容
本发明的一个目标是，提供一种有用的无线电通信装置和一种有用的无线电通信方法，该装置和方法能够在基于指定多个包格式的规格所产生的通信环境中进行通信操作，并且可以在接收到不受其支持的包格式时进行有效的通信操作。
本发明的另一目标是，提供一种有用的无线电通信装置和一种有用的无线电通信方法，该装置和方法可以在支持IEEE802.11n并与IEEE802.11a/g兼容的混合模式中进行接收操作。然而，在接收到不受支持的Green-Field包时，所述无线电通信装置和无线电通信方法可以提高通信效率并减少功耗，而不用进行不必要的解码处理。
因此，本发明提供了在以不同格式产生的包来回传输的通信环境中进行包接收处理的一种无线电通信装置，所述无线电通信装置包括：
信号接收部件，配置成通过天线接收从包发射源所发射的传输信号；
数据解码部件，配置成对所述信号接收部件所接收的信号进行解码；
数据处理部件，配置成对所述数据解码部件所解码的数据进行处理；
格式判断部件，配置成基于所述信号接收部件所接收到的信号来判断包格式；以及
控制部件，配置成在所述数据处理部件不支持由所述格式判断部件所判断出的包格式时，停止所述数据解码部件的操作，所述操作在作出所述判断后出现的域中进行。
本发明涉及到一种无线电通信装置，配置成在应用OFDM调制方法进行MIMO通信的通信系统中接收MIMO信号。更具体地，所述无线电通信装置是支持IEEE802.11n的MIMO接收装置，并作为MM终端进行操作，所述MM终端配置成接收用于IEEE802.11a/g的传统包和接收用于IEEE802.11n的包含HT格式的混合模式(Mixed Mode，MM)包。
对于IEEE802.11n，正在研究Green-Field(GF)，作为能实现高吞吐率的HT模式。由于GF包仅包括HT格式，所以，GF包可以实现比包含传统报头的MM包的吞吐率高的吞吐率。
MM包以L-STF开始，后面跟着L-LTF和L-SIG。另一方面，GF包以L-STF开始，后面跟着H-LTF和HT-SIG。如果不支持GF的MM终端可以区分L-LTF和HT-LTF，那么MM终端就可以判断出此时接收到GF包，使得在后继的域中省略不必要的解码处理。
然而，L-LTF和/或HT-LTF不包括用于奇偶校验、CRC等的机制，并且序列之间的差异很，使得通过进行普通的接收处理不能辨认出L-LTF和HT-LTF之间的差异。所以，不支持GF包的MM终端在通过进行普通接收操作接收到GF包后不能作出判断，这可能会导致进行低效率通信操作的可能性，如对不必要的域进行解码、由于从报头中读取了错误信息而导致重发时间的延迟等等。
另一方面，与本发明相关的无线电通信装置注意到MM包和GF包的格式之间的差别，并进行允许精确地判断接收包是以MM包的格式产生还是以GF包的格式产生的接收操作，以便避免在GF包接收时间进行不必要的解码操作。因此，可以减少功耗并避免低效率的通信。
例如，作为MM包的格式和GF包的格式之间的差异，可以注意包格式中的一种所用的OFDM符号所包含的谐频的数目和包格式的另一种所用的OFDM符号所包含的谐频的数目之间的差异，使得可以判断接收包是以用于混合模式中的包格式产生还是以用于Green-Field中的包格式产生。
更具体地，包括对应于MM包中的第一到第五OFDM符号的L-LTF、L-SIG和HT-SIG的域中每个都含有52个谐频。另一方面，包括对应于GF包中的第一到第五OFDM符号的HT-LTF、HT-SIG和第二HT-LTF的域中每个都含有56个谐频。所以，在接收包中的第一到第五OFDM符号中，验证在子载波指数中所示的±27和28处的FFT输出中是否存在信号，以便判断接收包的格式。
作为判断信号是否被包含在与子载波指数中所示的±27和28相对应的位置中的方法，可以考虑下列方法：绝对判断方法，即将OFDM符号的两端所具有的子载波的功率值与预定的阈值相比较；相对判断方法，即通过将所述子载波的功率与邻近子载波(即，载波对应于等于或小于子载波指数中所示的±26的数目)的功率相比较来进行判断，等等。
此外，上述判断不仅可以通过考虑第一OFDM符号来进行，而且可以通过以相同方式计算在第一到第三OFDM符号的两端处测量子载波的功率的结果的平均来进行。随后，可以精确地进行上述判断，而不会受噪声问题的影响。另外，检测到小的符号功率差异，使得可以基于检测结果判断接收包的格式。
此外，MM包的HT格式中的传统报头和循环移位不同于GF包的HT格式中的传统报头和循环移位。上述差异可以被看作是MM包格式和GF包格式之间的另一种差异。
当进行MIMO通信时，在彼此相同和/或彼此类似的信号通过不同的空间流进行传输的同时产生一个预期束(intendedbeam)。然而，发射装置在对应于一个空间流的发射时间与对应于另一个空间流的发射时间之间设置时间差，并发射数据，由此解决上述的问题。在空间流中加入时间差信号就被称作“循环移位”和/或“循环延迟分集(cyclic delay diversity，CDD)”。为发射时间所设置的合适的时间差随空间流的数目而变化。此外，根据IEEE802.11n，设置到HT格式部分的时间差大于设置到传统格式部分的时间差，尽管使用了同样数目的空间流。所以，当计算接收信号的延迟简档并且延迟量为大时，可以判断为使用了HT格式。
参考L-LTF域与HT-LTF域中的符号-谐频数(symbol-tonenumber)之间的差，以及参考对应于一个空间流的发射时间的时间差与对应于另一个空间流的发射时间的时间差之间的差，如上所述，通过研究从接收包中的第三符号起往后的部分(当使用MM包时，从L-SIG开始往后的部分)可以判断包格式。在这种情形中，如果判断为使用了GF包，那么在从L-SIG起往后的所有域中停止解码处理，这对于节省功率非常有效。
当然，可以使用MM包格式与GF包格式之间的差异，该差异在从L-SIG起往前的域中被引起。例如，可以使用在MM包的报头中HT-SIG出现的符号位置和在GF包的报头中HT-SIG出现的符号位置之间的差异。
在HT-SIG域中，在相对于L-SIG域转动了差不多90度的相空间中进行BPSK调制。所以，通过验证经过了相位转动和BPSK调制的OFDM符号的位置，可以判断使用了MM包格式还是使用了GF包格式。例如，对与MM包中的HT-SIG域相对应的接收位置处的OFDM符号的绝对相位值进行测量，或者对所述OFDM符号和没有经过相位转动的邻近符号之间的相对相位差进行测量，使得可以判断该符号是否为HT-SIG。
此外，根据MM包的传统部分所包含的L-SIG域中所进行的奇偶校验是否成功，可以判断接收包是否以MM包格式产生。此外，通过使用对与MM包中的HT-SIG域相对应的OFDM符号进行解码所获得的数据，进行CRC校验。通过联合使用上述处理的结果，可以提高格式判断的精确性。
根据本发明，提供一种有用的无线电通信装置和一种有用的无线电通信方法，这种装置和方法可以在基于指定多个包格式的规格所产生的通信环境中进行通信操作，并且可以在接收到不受其支持的包格式时进行有效的通信操作。
此外，根据本发明，提供一种有用的无线电通信装置和一种有用的无线电通信方法，这种装置和方法可以在支持IEEE802.11n并与IEEE802.11a/g兼容的混合模式中进行接收操作。然而，在接收到不受支持的Green-Field包时，所述无线电通信装置和无线电通信方法可以提高通信效率并减少功耗，而不用进行不必要的解码处理。
当根据本发明所述的无线电通信装置接收到Green-Field包时，即使无线电通信装置不支持Green-Field，无线电通信装置在长时间内不接收不必要的域，使得可以避免装置功率的浪费。
此外，根据本发明所述的无线电通信装置可以避免由Green-Field包中的HT-SIG的意外接收所导致的通信效率的低下，而没有包失败和重发时间的延迟，其中所述延迟由设置无意义长的NAV所引起。
此外，通过使用本发明，支持Green-Field的无线电通信装置可以判断接收包是MM包还是GF包。
本发明的其它目标、特性和优点将基于下面的本发明的实施例和/或附图所提供的更详细的描述来展示。
附图说明
图1示出根据本发明的实施例的MIMO接收装置的数字处理部分的配置；
图2示出在使用IEEE802.11n的情形中所用的传统包的格式；
图3示出在使用IEEE802.11n的情形中所用的混合模式包的格式；
图4示出在使用IEEE802.11n的情形中所用的Green-Field包的格式；
图5示出当使用L-LTF计算交叉关联时在参考点之外的某处出现关联的状态，其中，在L-LTF中没有加入循环移位所得到的时间差信号；
图6示出当使用L-LTF计算交叉关联时在参考点之前关联出现膨胀凸出的状态，其中，在L-LTF中加入了循环移位所得到的时间差信号；
图7是一个流程图，示出当基于L-LTF域和HT-LTF域之间的差异在L-SIG出现之前判断包格式时由无线电通信装置所进行的通信操作的步骤；
图8示出HT-SIG域的数据配置；
图9示出在相对于L-SIG域转动了差不多90度的相空间中对HT-SIG域进行BPSK调制的机制；
图10示出HT-SIG中计算CRC的方法；
图11是一个流程图，示出基于HT-SIG出现的位置之间的差异由无线电通信装置在从L-SIG起往后的域中进行通信操作的步骤；
图12示出由IEEE802.11n所指定的用于传统模式中的包格式；
图13示出由IEEE802.11n所指定的用于混合模式中的包格式；
图14示出由IEEE802.11n所指定的用于Green-Field中的包格式；
图15示出L-SIG域的数据配置。
附图标记的说明
1，11：缓冲器
2，12：频偏校正单元
3，13：快速傅立叶变换(FFT)
5，15：调制单元
6，16：保护去除单元
20：加法器
21：定时检测单元
22：频率误差估计单元
23：MIMO信道合成单元
24：信道矩阵产生单元
25：残留频偏估计单元
26：解码单元
30：控制器
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。
本发明涉及到配置成接收MIMO信号的无线电通信装置、通信系统中所用的进行MIMO通信的无线电通信装置，其中，MIMO通信中使用了OFDM调制方法。提供支持IEEE02.11n的MIMO接收装置，作为上述无线电通信装置的例子。对于IEEE802.11n，正在研究与IEEE802.11a/g兼容的操作模式“混合模式(Mixed Mode，MM)”，作为实现高吞吐率的HT模式。此外，也正在研究一种与传统终端(legacy terminal)完全不兼容的操作模式“Green-Field(GF)”作为HT模式。
图1示出根据本发明的实施例所述的MIMO接收装置的数字处理部分的配置。所示的接收装置包括两个接收天线(未示处)，并接收包含两个空间流(spatial stream)的MIMO信号。在下面的描述中，假设上述接收装置不支持图14所示的GF包，尽管上述接收装置支持图13所示的MM包。
从没有显示出来的RF处理单元输入两个数字基带信号A和B，其中所述的数字基带信号A和B通过对每个接收天线的接收信号进行RF处理来获得。在所显示的数字处理部分的一侧，对上述数字基带信号进行MIMO合成，并将之分为两个独立的空间流。对所述每个流进行解调制，并经过解交织(deinterleave)、解收缩(depuncturing)以及信道解码。此后，输出原始位矩阵(original bit matrix)。
当接收到L-STF并找到了包时，定时检测单元(定时检测器)21基于L-STF中的接收信号的自关联和L-LTF中的接收信号与接收装置的已知训练序列之间的交叉关联计算同步定时。根据同步定时从缓冲器1和11的每个为每个OFDM符号切去数字基带信号。
同时，在频偏校正单元(Osc)2和12中，基于从频率误差估计单元(频率估计器)22所发送的频率误差估计值为数字基带信号A和B中的每一个进行频率校正。
之后，数字基带信号A和B中的每一个被分离成报头和数据部分。在保护去除单元(保护去除器)6和16中从每个数字基带信号A和B去除保护间隔(guard interval)之后，数字基带信号A和B被分别发送到快速傅立叶变换器(FFT)3和13。FFT3和13将时域中的数字基带信号A和B分成频域中的子载波。
信道矩阵产生单元(矩阵发生器)24基于以时分方式从发射装置的每个接收天线(未示出)所发射来的HT-LTF的FFT输出，为每个子载波产生信道矩阵H。在MIMO信道合成单元(MIMO信道合成)23中，通过使用上述信道矩阵H，为每个子载波合成包的数据单元的FFT输出。然后，将FFT输出分到空间流中。
更具体地，通过基于信道矩阵H计算接收权重矩阵W并用接收权重矩阵X乘以经过FFT处理的接收信号来进行MIMO信道合成。作为基于信道矩阵H计算接收权重矩阵W的算法，可以配有例如Zero Force(抵消原理)、MMSE(最小均方差)、SVD(奇异值分解)-MIMO等等。然而，所述算法不限于上述的例子。
将MIMO合成流信号分别发送到均衡及相位跟踪单元(均衡及相位定时跟踪)4和14，并经过包括残留频偏及相位跟踪在内的校正处理。然后，在解调单元(解映射处理器)5和15中，在相空间(星座图)将流信号从调制点解调为原始值，并通过解码单元(解码器)26解码为原始数据序列。
如在“背景技术”中所述的，对于IEEE802.11n来说，研究Green-Field而非能保证与IEEE802.11a/g兼容的混合模式作为配有的HT模式，以便进行高速数据传输。尽管混合模式是绝对必须的，Green-Field是可选择的。所以，假设仅支持前一个操作模式的MM终端接收GF包。
尽管MM包以L-STF开始，后面接着L-LTF和L-SIG，但GF包以L-STF开始，后面接着H-LTF和HT-SIG。如果不能支持GF的MM终端能够区分L-LTF和HT-LTF的话，那么MM终端就能判断出接收到了GF包，从而在随后的域中省略不必要的解码处理。然而，L-LTF和/或HT-LTF中不包含配有的机制，以便进行奇偶校验、CRC等，并且这些序列之间的差异很小。所以，MM终端很难通过进行普通的接收处理来区分L-LTF和HT-LTF。如果MM终端不能辨认L-LTF和HT-LTF之间的差异的，MM终端会将HT-SIG认作L-SIG，这导致通信效率的降低，所述通信效率的降低是由例如被设置在不合适的时间段上的NAV所引起的。
因此，根据上述实施例所述的无线电通信装置可以进行这样的接收操作，该操作允许基于MM包和GF包的格式之间的差异精确地判断出接收包的格式。
例如，MM包中的域的OFDM符号中所包含的谐频(tone)的数目和GF包中的域的OFDM符号中所包含的谐频的数目之间的差异可以看作是MM包和GF包的格式之间的差异。在IEEE802.11n EWC PHY说明书中，指定包的传统部分和HT部分的每个域中所包含的OFDM符号的谐频数目，如下面的表中所示(参见非专利文件1)。
表1
Figure A20078000050000201
表2
Figure A20078000050000202
在表2中，MM包的HT-SIG中所包含的谐频数目为52和/或104，而GF包中相应的数目为56和/或104。
已经参考图12到14描述了IEEE802.11n所指定的传统包、MM包和GF包的格式的概况。考虑到每个域中所包含的谐频的数目，图2到4也示出了上述包的格式。
比较图3和图4，当接收到MM包时，L-LTF、L-SIG和HT-SIG所属的第一到第五OFDM符号包含52个谐频。然而，然而当接收到GF包时，HT-LTF、HT-SIG和第二HT-LTF的第一到第五OFDM符号包含56个谐频。即，就频率范围来说比较GF包和MM包时，当与MM包中相应的域进行比较时，GF包中的第一到第五OFDM符号中的每一个都在其两端被加上两个子载波。
所以，控制器30判断信号是否被包含在从FFT3和13的每个所发送的输出中，在子载波指数(subcarrier index)中所示的±27和28的处。如果该信号被包含在上述每个子载波指数中，那么可以估计为所接收到的包为GF包。否则，可以估计为所接收到的包为MM包。
作为判断信号是否被包含在与子载波指数中所示的±27和28相对应的位置中的方法，可以考虑如下方法：绝对判断方法，即将OFDM符号的两端所配有的子载波的功率值与预定的阈值相比较，以及相对判断方法，即通过将所述子载波的功率与邻近子载波(即，子载波指数中所示的-26到+26的范围内存在的几个子载波)的功率相比较来进行判断，等等。
上述判断不仅可以通过考虑第一OFDM符号来进行，而且可以通过以相同方式计算在第一到第三OFDM符号的两端处测量子载波的功率的结果的平均来进行。随后，可以精确地进行上述判断，而不会受噪声问题的影响。
此外，可检测使用52个谐频(或104个谐频)的情形中所产生的符号功率与使用56个谐频(或114个谐频)的情形中所产生的符号功率之间的小的差异，并基于检测结果判断接收包的格式。
此外，MM包与GF包的传统报头及HT格式中的循环移位(cyclic shift)之间存在差异。上述差异可以被视为MM包与GF包的格式之间的另一个差异。
当进行MIMO通信时，在彼此相同和/或彼此类似的信号通过不同的空间流进行传输的同时产生一个预期束。所以，对于IEEE802.11n来说，正在研究一种方法，该方法设置对应于一个空间流的发射时间与对应于另一个空间流的发射时间之间的时间差，其中所述时间差由发射装置来设置(例如，参见非专利文件1)。在空间流中加入时间差信号就被称作“循环移位”和/或“循环延迟分集(cyclic delay diversity，CDD)”。
上述发射时间与另一个发射时间之间所设置的合适的时间差随空间流的数目而改变。此外，IEEE802.11n根据空间流数目为MM包的传统格式部分和HT格式部分中的每一个独立地指定时间差的值，尽管两者使用相同数目的空间流。分别地，通过在传统格式部分中进行循环移位而实现的时间差的值在表3中示出，通过在HT格式部分中进行循环移位而实现的时间差的值在表4中示出。将上述的表彼此对照，例如，即使空间流数目的每一个都为2，给定传统格式部分的时间差为-200纳秒，而给定HT格式部分的时间差为-400纳秒。也就是说，给定HT格式部分的时间差比给定HT格式部分的时间差要大。
表3
Figure A20078000050000221
表4
Figure A20078000050000222
通常，在接收装置端，参考被发射的传统报头所包含的L-STF部分的自关联的峰位，对L-LTF接收信号和已知的训练符号之间的交叉关联进行计算。然后，基于峰位出现的位置来实现同步。当没有加入时间差信号时，所述交叉关联出现在所述参考点之外的某处(参考图5)。然而，当加入与前移了的发射时间相对应的时间差信号时，所述交叉关联在参考点之前膨胀凸出(参考图6)。此外，随着时间差增加，在延迟简档中所示的向前吐出增加。所以，当延迟量大时，控制器30可以判断为使用HT格式。
对比图3所示的包格式和图4所示的包格式，MM包的第一OFDM符号为L-LTF，即为传统格式。然而，GF包的第一OFDM符号为HT-LTF，即为HT格式。所以，可以参考定时检测单元21所产生的延迟简档，基于延迟量的大小来判断包格式，以便进行同步捕获(timing acquisition)。当判断为使用GF包时，控制器30停止在后继域中进行数据解码处理，以便减小功率的浪费。
参考L-LTF域与HT-LTF域的符号-谐频数(symbol-tonenumber)之间的差，以及参考上述对应于一个空间流的发射时间差与对应于另一个空间流的发射时间差之间的差，可以判断出在从接收包的第三符号起往后的部分处(当使用MM包时，从L-SIG开始往后的部分)的包格式。当此时判断为使用了GF包时，在从L-SIG起往后的所有域中停止解码处理，这对于节省功率非常有效。图7以流程图的形式示出在这种情形中由无线电通信装置所进行的通信操作的步骤。
在无线电通信装置等待数据接收时通过接收L-STF域从而发现了一个包时(步骤S1)，无线电通信装置基于随后接收到的OFDM符号中的谐频数之间的差，或者基于对应于一个空间流的发射时间差与对应于另一个空间流的发射时间差之间的差来判断接收包的格式(步骤S2)。
如果此时判断为使用了GF包(步骤S2中的“是”)，那么停止在随后的域中进行解码处理，以便减少功耗。
如果判断为接收包不是GF包，那么，接收并解码L-LTF域后面的L-SIG域(步骤S3)，并进行奇偶校验(步骤S4)。如果此时出现奇偶校验错误，那么停止在后继域中进行解码处理。
随后，无线电通信装置读取写在L-SIG的Rate(传输率)域中的传输率，并检查所读取的传输率是否为它所支持的传输率(步骤S5)。
如果判断为对应于接收包的传输率不受接收装置的支持(步骤S5中的“否”)，那么计算在包的数据部分的发射完成之前的剩余时间(步骤S11)，并且无线电通信装置停止操作并等待直到经过上述时间为止(步骤S12)。
此外，当接收包以受支持的传输率发射时(步骤S5中的“是”)，接收第四OFDM符号，并判断接收包是否是支持IEEE802.11n的MM包(步骤S6)。如果接收包是MM包，那么在相对于L-SIG域转动了差不多90度的相空间中对包含第四和第五OFDM符号的HT-SIG域进行BPSK调制(后面描述)。所以，可以判断接收包是传统包还是MM包。
如果判断为接收包是传统包(步骤S6中的“否”)，那么就反复进行从L-SIG开始往后的数据符号的接收(步骤S13)，直到对包的最后部分进行了处理为止(步骤S14)。
此外，如果判断为接收包是MM包(步骤S6中的“是”)，那么L-SIG之后的OFDM符号被判断为是HT-SIG，并经过解码处理(步骤S7)。然后，使用HT-STF域进行AGC(图1中未示出)的训练，并在第二HT-LTF中进行信道矩阵H的训练(步骤S8)。
然后，反复进行从HT-LTF开始往后的数据符号的接收(步骤S9)，直到对包的最后部分进行了处理为止(步骤S10)。所述数据符号包括MIMO信号。将基于信道矩阵H所计算的接收权重矩阵X乘以接收信号。随后，所述数据符号可以被分离到原始空间流信号中，而没有任何串扰。
到此为止，描述了使用MM包的格式和GF包的格式之间的差异的方法，该差异被产生在从L-SIG开始往后的域中。当然，也可以使用从L-SIG开始往前的域中所产生的MM包格式和GF包格式之间的差异。例如，可以使用在MM包的报头中出现HT-SIG的符号位置和在GF包的报头中出现HT-SIG的符号位置之间的差异。
图8示出HT-SIG域的数据配置。如图所示，HT-SIG包括两个OFDM符号，并在HT-SIG中写入解释HT格式所需的信息，该信息包括用于PHY净荷(PSDU)的MCS、净荷的数据长度等等(参考非专利文件1(附录A))。
不管使用的是MM包还是GF包，HT-SIG域中所写的信息细节都是完全相同的。此外，不管使用MM包还是GF包，包含HT-SIG在内的报头部分这样安排，使得编码率为1/2的BPSK调制被用于传统报头和HT报头两者。使用上述低的数据传输率，以便稳定地进行对进行包接收所需的处理和/或信息通知。
此外，在HT-SIG域中，在相对于L-SIG域(或者先前的域和/或后继的域)转动了差不多90度的相空间中进行BPSK调制(参考非专利文件1和图9)。指定上述相空间的转动，以便区分传统包和MM包。由于传统包的判断方法自身与本发明的主旨无涉，因此不提供其描述。
上述实施例的精华在于，MM包中OFDM符号的位置不同于GF包中OFDM符号的位置，其中，MM包中的OFDM符号是通过进行相位转动和BPSK调制而获得的，GF包中的OFDM符号是通过进行相位转动和BPSK调制而获得的。当再次对比图3和图4时，在使用的是MM包时，则对对应于HT-SIG的第四到第五OFDM符号进行相位转动差不多90度的BPSK调制。然而，在使用的是GF包时，则对对应于HT-SIG的第三到第四OFDM符号进行相位转动差不多90度的BPSK调制。所以，控制器30通过参考解码单元26所进行的解码的结果，使用下列任何一种方法可以判断出接收包的格式。
(1)从接收包的第三OFDM符号的绝对相空间来判断包格式。如果相空间转动了差不多90度，那么使用了HT-SIG。如果第三OFDM符号是HT-SIG，那么可以判断为使用了GF包。然而，需要提前进行相位校正，以便判断绝对相空间。
(2)从接收包的第五OFDM符号的绝对相空间来确定包格式。如果相空间转动了差不多90度，那么使用了HT-SIG。如果第五OFDM符号是HT-SIG，那么可以判断为使用了MM包。然而，需要提前进行相位校正，以便判断绝对相空间。
(3)基于接收包的第二和第三OFDM符号之间的相对相位差来判断包格式。如果使用了MM包，如图3所示，那么第二符号为L-LTF域，第三符号为L-SIG域，这意味着相空间没有差异。另一方面，当使用了GF包时，第三域为HT-SIG域，尽管第二域为HT-LTF域。所以，其相空间转动了差不多90度，如图9所示，使得在上述的符号之间存在相对相位差。所以，当在接收包的第二和第三OFDM符号之间检测到了相对相位差时，可以判断为使用了GF包。这里，当检测相对相位差时，不需要提前进行相位校正处理(在下面的描述中同此)。
(4)基于接收包的第三和第四OFDM符号之间的相对相位差来判断包格式。如果使用了MM包，如图3所示，那么第四符号为HT-SIG域，尽管第三域为L-SIG域。所以，其相空间转动了差不多90度，如图9所示，使得在上述的符号之间存在相对相位差。另一方面，当使用了GF包时，第三和第四符号均对应着HT-SIG域，这意味着，相空间差异不存在。所以，当在接收包中的第三和第四OFDM符号之间检测到相对相位差时，可以判断为使用了MM包。
(5)基于接收包的第四和第五个OFDM符号之间的相对相位差来判断包格式。如果使用了MM包，如图3所示，那么第三和第四符号均对应于HT-SIG域，这意味着，相空间差异不存在。另一方面，当使用了GF包时，那么第四域为HT-SIG域，但是第五个域为HT-LTF域。所以，其相空间转动了差不多90度，如图9所示，使得在上述的符号之间存在相对相位差。所以，当在接收包的第四和第五OFDM符号之间检测到相对相位差时，可以判断为使用了GF包。
此外，奇偶校验位的存在与否可以被看作从L-SIG起往后的域中MM包格式和GF包格式之间的另一个差异。
当使用了MM包时，作为第三OFDM符号而被接收到的L-SIG域被配有奇偶校验位、传输率和/或数据长度。图15示出L-SIG域的数据配置。根据上述的图，按递减的顺序在第17位上配置奇偶校验机制，并对0到16位进行偶校验。
相反，当使用GF包时，第三OFDM符号对应于前半个HT-SIG域(HT-SIG1)，并且其第17位的位置对应于PSDU(PHYService Data Unit，物理层服务数据单元)的数据长度的部分，而不对应于奇偶校验位。
所以，控制器30参考由解码单元26进行解码的第三OFDM符号的解码结果，并在使用了L-SIG的前提下进行奇偶校验。当发生错误时，控制器30可以估计为没有使用MM包，而是使用了GF包。
然而，由于奇偶校验仅有一位，所以尽管使用GF包，也不会偶然发生奇偶校验错误。作为其替换方案，可以提供一种通过使用HT-SIG域中所包含的CRC(循环冗余码)进行错误检测的方法。另外，可以考虑一种对MM包中所包含的L-SIG进行奇偶校验并对HT-SIG进行CRC校验相联合方法。
如图8所示，HT-SIG包括前半个HT-SIG1和后半个HT-SG2。通过使用包含HT-SIG2的第10到第17位的7位CRC域，HT-SIG1的0到23位和HT-SIG2的0到9位经过CRC保护。供参考，在下面的表达式以及图10中示出一种配有的计算方法，以便检测HT-SIG中发生的CRC错误。
[表达式5]
crc(D)＝M(D)D8 modulo G(D)     …(5)
当使用MM包时，接收包的第四到第五OFDM符号对应于HT-SIG域，如图3所示。所以，通过参考由解码单元26进行解码的解码相应域的结果以及CRC所引起的检测误差的结果，控制器30可以判断接收包的格式。
如果无线电通信装置为不支持Green-Field的混合模式终端，那么，仅需要通过使用在对应于MM包中所含的HT-SIG的CRC的域中所进行的CRC误差检测的结果，就可以实现基于在HT-SIG出现的位置对每个包格式进行的包格式判断。另一方面，如果无线电通信装置为支持Green-Field的终端，那么，基于在GF包所含的HT-SIG的CRC域中所进行的CRC误差检测的结果，就可以进行包格式判断。
图11以流程图的形式示出无线电通信装置所进行的通信操作的步骤，其中，基于HT-SIG出现的位置之间的差异在从L-SIG起往后的域中进行包格式判断。在这种情况下，无线电通信装置基于接收包是以MM包格式产生的前提进行接收处理。
当无线电通信装置等待数据接收时通过接收L-STF域从而发现了包时(步骤S21)，该无线电通信装置试着接收并解码随后的L-SIG域(步骤S22)。
然后，基于对应于L-SIG域的第三OFDM符号中的第17位的位置进行奇偶校验(步骤S23)。
这里，如果发生奇偶校验误差(步骤S23中的“否”)，那么就可以估计为接收包不是MM包，而是GF包。在这种情形中，停止在随后的域中进行解码处理，以便减少功耗。
另一方面，如果没有奇偶校验误差发生(步骤S23中的“是”)，对(1)第三OFDM符号的绝对相空间，(2)接收包中的第五OFDM符号的绝对相空间，(3)接收包的第二和第三OFDM符号之间的相对相位差，(4)接收包的第三和第四OFDM符号之间的相对相位差，以及(5)接收包的第四和第五OFDM符号之间的相对相位差中的至少一项进行检查，以便检查接收包是否为GF包(步骤S24)。这里，如果估计出接收包不是MM包，而是GF包，那么，停止在随后的域中进行解码处理，以便减少功耗。
另一方面，无线电通信装置估计出接收包是MM包和/或传统包。然后，无线电通信装置读取在L-SIG中的传输率域中所写的传输率，并检查该传输率是否为受其支持的传输率(步骤S25)。
这里，如果无线电通信装置判断出接收包以不受接收装置支持的传输率传输(步骤S25中的“否”)，那么无线电通信装置计算在包的数据部分的发射完成之前的剩余时间(步骤S31)，并停止进行操作，等待直到经过了上述时间为止(步骤S32)。
此外，当接收包以受支持的传输率发射时(步骤S25中的“是”)，无线电通信装置接收第四OFDM符号，并判断接收包是否为支持IEEE802.11n的MM包(步骤S26)。如果接收包是MM包，那么，在相对于L-SIG域转动了差不多90度的相空间中对包括第四到第五OFDM符号的HT-SIG域进行BPSK调制(如上所述)。所以，可以判断出接收包是传统包还是MM包。
如果判断出接收包是传统包(步骤S26中的“否”)，那么，反复进行从L-SIG起往后的数据符号的接收(步骤S33)，直到包的最后部分得到了处理为止(步骤S34)。
此外，如果判断出接收包是MM包(步骤S26中的“是”)，那么，L-SIG后面的OFDM符号被判断为是HT-SIG，并经过解码处理(步骤S27)。然后，使用HT-STF域进行AGC(图1中未示出)的训练，并在第二HT-LTF中进行信道矩阵H的训练(步骤S28)。
然后，反复进行从HT-LTF起往后的数据符号的接收(步骤S29)，直到包的最后部分得到了处理为止(步骤S30)。所述数据符号包括MIMO信号。将基于信道矩阵H所计算出来的接收权重矩阵W乘以接收信号。随后，所述数据符号可以被分离到原始空间流信号中，不会引起任何串扰。
工业利用性
这样，参考指定的实施例详细描述了本发明。然而，很明显，熟悉本技术的任何人员可以在本发明的精神和范围之内修正和/或替换这些实施例。
在本说明书中，本发明的描述强调了这样的实施例，其中本发明用于支持IEEE802.11n的通信系统。然而，本发明的精华不限于上述的描述。本发明也可以用于不同的通信系统中，其中所述通信系统基于指定多个包格式的规格来配置。
此外，在本说明书中，本发明的描述强调了这样的实施例，其中本发明用于不支持Green-Field的混合模式终端。然而不用说，本发明也可以被用作Green-Field终端所使用的方法，以便判断接收包是MM包还是GF包。
总之，本发明已经以示例的形式进行了说明，说明书的细节不应作限制性的解释。应考虑权利要求书的范围，以便确定本发明的实质。

Claims (11)

1.一种无线电通信装置，其在传输以不同格式产生的包的通信环境中进行包接收处理，所述无线电通信装置包括：
信号接收部件，配置成通过天线接收从包发射源所发射的传输信号；
数据解码部件，配置成对所述信号接收部件所接收的信号进行解码；
数据处理部件，配置成对所述数据解码部件所解码的数据进行处理；
格式判断部件，配置成基于所述信号接收部件所接收的信号来判断包格式；以及
控制部件，配置成在所述数据处理部件不支持所述格式判断部件所判断出的包格式时，停止所述数据解码部件的在所述判断之后的域中进行的操作。
2.根据权利要求1所述的无线电通信装置，其特征在于，在所述通信环境中，使用正交频分复用OFDM调制方法，在至少一些包域中，包含在单个OFDM符号中的子载波的谐频数目对每个格式不同，以及
其中，所述格式判断部件基于在经过了由所述信号处理部件所进行的FFT处理的末尾部分是否有所述子载波来判断所述包格式。
3.根据权利要求2所述的无线电通信装置，其特征在于，所述格式判断部件基于所述包域的末尾部分的信号功率值判断所述包格式，其中，在所述包域中，包含在所述单个OFDM符号中的所述子载波的谐频数目对每个格式不同。
4.根据权利要求2所述的无线电通信装置，其特征在于，所述格式判断部件基于多个所述包域的末尾部分的信号功率值的平均值来判断所述包格式，其中，在所述包域中，包含在所述单个OFDM符号中的所述子载波的谐频数目对每个格式不同。
5.根据权利要求2所述的无线电通信装置，其特征在于，所述格式判断部件基于所述包域的末尾部分的信号功率和在与所述包域邻近的位置处所得到的信号功率之间的相对值来判断所述包格式，其中，在所述包域中，包含在所述单个OFDM符号中的所述子载波的谐频数目对每个格式不同。
6.根据权利要求2所述的无线电通信装置，其特征在于，所述格式判断部件基于所述包域中所得到的符号功率来判断所述包格式，其中，在所述包域中，包含在所述单个OFDM符号中的所述子载波的谐频数目对每个格式不同。
7.根据权利要求1所述的无线电通信装置，其特征在于，从所述包发射源所发射的传输信号是包含多个复用的空间流的多输入多输出MIMO信号，在所述空间流之间为发射时间设置预定的时间差，在至少一些包域中为所述发射时间所设置的时间差对每个包格式不同，以及
其中，所述格式判断部件计算所述接收信号的延迟简档，并基于延迟量的大小来判断所述包格式。
8.根据权利要求1所述的无线电通信装置，其特征在于，通过关于先前的和后继的包域将相空间转动预定角度来对一些包域进行相位调制处理，且经过了通过转动所述相空间而实现的所述相位调制处理的域根据所述包格式而不同，以及
其中，所述格式判断部件通过对经过了通过转动所述相空间而实现的所述相位调制处理的所述域进行定位来判断所述包格式。
9.根据权利要求1所述的无线电通信装置，其特征在于，在所述数据处理部件所支持的包格式的一些域中配置有奇偶校验机制，以及
其中，所述格式判断部件根据所述奇偶校验的结果来判断所述包格式。
10.根据权利要求1所述的无线电通信装置，其特征在于，在一些包域中配置有CRC，配置有CRC的所述域根据所述包格式而不同，以及
其中，所述格式判断部件基于通过使用所述数据处理部件所支持的包格式的配置有CRC的域中的CRC或者所述数据处理部件不支持的包格式的配置有CRC的域中的CRC所得到的误差检测的结果来判断所述包格式。
11.一种无线电通信方法，其在传输以不同格式产生的包的通信环境中进行包接收处理，所述无线电通信方法包括：
信号接收步骤，其通过天线接收从包发射源所发射的传输信号；
数据解码步骤，其对所述信号接收步骤所接收的信号进行解码；
数据处理步骤，其对所述数据解码步骤所解码的数据进行处理；
格式判断步骤，其基于所述信号接收步骤所接收的信号来判断包格式；以及
控制步骤，其在所述数据处理步骤不支持所述格式判断步骤所判断出的包格式时，停止所述数据解码步骤的在所述判断之后的域中进行的操作。
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