CN101800630B - 数据包的处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种超宽带无线通信中数据包处理的方法，包括：使用默认通信模式生成并向接收端发送第一数据包，所述第一数据包中携带有发送端的当前通信模式信息；判断在预设的时间内是否收到所述接收端的反馈信息；是则，使用所述默认通信模式生成后续数据包并向所述接收端发送；否则，使用备用通信模式生成后续数据包并向所述接收端发送。本发明实施例还公开了一种发射机，包括：第一生成单元、判断单元、第二生成单元、第三生成单元。应用本发明可以兼容多种超宽带通信模式。

Description

数据包的处理方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据包的处理方法及装置。

背景技术

近些年来，超宽带（UWB，Ultra Wideband）技术引起了人们的重视，已逐渐成为无线通信领域研究、开发和应用的热点，并被视为下一代无线通信的关键技术之一。

超宽带技术是一项使用高带宽和低功耗在短距离内高速传输数据的无线技术，具有传输速率高、低能耗、频带宽、低成本和抗干扰等优点，是无线传输数字视频、图像等高质量多媒体内容并构建高速无线个人区域网路（WPAN，Wireless Personal Area Network）的理想选择。

无线多媒体（WiMedia）联盟选用的超宽带标准为欧洲计算机制造商协会（ECMA，European Computer Manufacturers Association）组织发布的ECMA-368/369标准。

ECMA-368/369标准基于超宽带高速短距离无线网络，规定了物理层（PHY）的技术方案。

ECMA-368/369标准的子频带划分方案如图1所示，将频谱范围划分成14个子频带，每个子频带的带宽为528MHz，子频带1为3432MHZ、子频带2为3960MHZ、子频带3为4488MHZ、子频带4为5016MHZ、子频带5为5544MHZ、子频带6为6072MHZ、子频带7为6600MHZ、子频带8为7128MHZ、子频带9为7656MHZ、子频带10为8184MHZ、子频带11为8712MHZ、子频带12为9240MHZ、子频带13为9768MHZ、子频带14为10296MHZ。

同时，在现有技术中还包括了第一代双载波正交频分复用（DC-OFDM，Dual-Carrier Orthogonal Frequency Division Multiplexing）超宽带通信系统实现方案，DC-OFDM方案的频谱使用范围为3036MHz-10428MHz，将上述频谱范围分为12对，共24个子频带，每个子频带的宽度为264MHz，子频带之间交错排列。

第一代DC-OFDM超宽带通信系统中的OFDM调制采用128个子载波，子载波间隔为2.0615MHz，因此单路信号的总带宽为264MHz，快速傅里叶变换（FFT，Fast Fourier Transform）周期为484.84ns。每个符号中还包含90.91ns（24个样值）的循环前缀（CP，Cyclic Prefix）和30.30ns（8个样值）的保护间隔（GI，guard interval）。CP用来消除子载波间干扰（ICI，Inter-carrierInterference），GI时间内发送信号为0，用来消除符号间干扰（ISI，Inter-symbolinterference）。符号长度为CP、FFT周期和GI长度的总和606.06ns，即每个子载波信道上符号速率为1.65M符号/秒。

在128个子载波信道中，100个用来传输数据，12个用来传输导频，其它的为用户自定义信道和频谱控制信道。在传输数据和导频的子载波信道中，采用正交移相键控（QPSK，Quadrature Phase Shift Keying）调制，调制因子为2，即每个QPSK符号包含2比特信息。这样，每个子频带上的传输的编码后速率为1.65×100×2＝330Mbps。因为采用频域分集的方式，每对子频带上传输的信息相同，所以总的编码后速率也为330Mbps。

实验模型中采用编码速率为1/3的卷积码作为信道编码。当信息速率为110Mbps时，编码后速率为330Mbps，经串并变换后，分配到100个子载波信道上传输，每个子载波信道采用QPSK调制，比特速率为3.3Mbps。当信息速率为55Mbps时，编码后速率为165Mbps，则在串并变换时进行扩频，扩频因子为2。

在对现有技术的研究和实践过程中，发明人发现现有技术存在以下问题：

ECMA-368/369标准的子频带划分方案不适合中国目前规定的频谱划分方案，以及实际使用情况，中国国家标准目前规定的子频带划分方案每个子频带的宽度为264MHz，而ECMA-368/369标准的子频带划分方案是528MHz，是中国划分方案的两倍，因为频谱的使用不是连续的，使用时经常会造成浪费，例如使用子频带1之后使用子频带4，此时，子频带1和子频带4都只有一半频带得到了利用，而且被占用的频带也不能再继续被分配，因此在使用时难免造成频带资源浪费，不适合在中国使用。

而第一代DC-OFDM超宽带通信系统实现方案中的数据包结构、参数定义和基带处理部分与超宽带国际标准ECMA-368/369相差较大，兼容性较差，在使用ECMA-368/369标准的环境中无法使用。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种数据包处理的方法及装置，可以提高系统的兼容性，可以兼容多种超宽带通信模式。

本发明实施例一方面，提供了一种超宽带无线通信中数据包处理的方法，包括：

使用默认通信模式生成并向接收端发送第一数据包，所述第一数据包中携带有发送端的当前通信模式信息，所述默认通信模式为：双载波正交频分复用模式或欧洲计算机制造商协会定义的模式，所述第一数据包包头中携带在后数据包使用的双载时频扩展波模式；

判断在预设的时间内是否收到所述接收端的反馈信息；

是则，使用所述默认通信模式生成后续数据包并向所述接收端发送；

否则，使用备用通信模式生成后续数据包并向所述接收端发送，所述备用通信模式为：欧洲计算机制造商协会定义的模式或双载波正交频分复用模式。

另一方面，提供了一种发射机，包括：

第一生成单元，用于使用默认通信模式生成并向接收端发送第一数据包，所述第一数据包包头携带有所述默认通信模式信息，所述默认通信模式为：双载波正交频分复用模式或欧洲计算机制造商协会定义的模式，所述第一数据包包头中携带在后数据包使用的双载时频扩展波模式；

判断单元，用于在所述第一生成单元发送第一数据包后，判断在预设的时间内是否收到所述接收端关于通信模式的反馈信息；

第二生成单元，用于在所述判断单元在预设的时间内收到所述接收端关于通信模式的反馈信息时，使用所述默认通信模式生成后续数据包并向所述接收端发送；

第三生成单元，用于在所述判断单元在预设的时间内未收到所述接收端关于通信模式的反馈信息时，使用备用通信模式生成后续数据包并向所述接收端发送，所述备用通信模式为：欧洲计算机制造商协会定义的模式或双载波正交频分复用模式。

另一方面，提供了一种超宽带无线通信中数据包处理的方法，包括：

使用默认通信模式生成并向接收端发送第一数据包，所述第一数据包中携带有发送端的当前通信模式信息；

根据接收端的响应状态，来判断是否要切换通信模式，

其中，当接收端的响应状态说明接收端无法处理所述发送端于所述默认通信模式下发送的所述第一数据包时，所述发送端将所述默认通信模式切换为备用通信模式。

由以上技术方案可以看出，由于本发明实施例提供的发送数据包的方法中发送端通过等待接收端的对于第一次发送的数据包的状态响应来确定使用何种通信模式，接收端可以使用发送端的默认通信模式接收时，会回复反馈信息给发送端，发送端在其预设的时间里收到反馈信息，即使用默认通信模式生成数据包并向接收端发送，不能收到，说明接收端不能用默认通信模式接收数据，则使用备用通信模式生成数据包并向接收端发送，实现了对多种通信模式设备的兼容。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术ECMA-368/369标准的子频带划分方案图；

图2为本发明提供的数据包处理的方法实施例流程图；

图3为本发明实施例提供的Enhanced DC-OFDM模式数据包结构示意图；

图4为本发明实施例提供的物理层汇聚协议包头中物理层层头的结构实例；

图5为本发明提供的接收数据包的方法实施例流程图；

图6为本发明实施例提供的Enhanced DC-OFDM模式频谱使用范围图；

图7为本发明实施例提供的Enhanced DC-OFDM模式频谱使用范围图；

图8为本发明实施例提供的Enhanced DC-OFDM模式，发送数据包的方法流程图；

图9为本发明实施例提供的Enhanced DC-OFDM模式，接收数据包的方法流程图；

图10为本发明实施例提供的发射机结构图；

图11为本发明实施例提供的接收机结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种超宽带无线通信系统中的数据包处理的方法及装置，可以兼容多种超宽带标准，如ECMA-368/369及DC-OFDM两种超宽带标准。

本发明实施例提供的数据包处理的方法包括：

发送端向接收端发送第一数据包，第一数据包中携带有所述发送端当前的通信模式信息；

在本发明实施例中，发送端中设置有默认通信模式，而向某一接收端发送第一数据包时，所述发送端均会在所述第一数据包中携带所述默认通信模式的信息。

在本发明实施例中，当接收端接收到第一数据包后，根据其携带的通信模式信息判断其是否兼容发送端的当前的通信模式。其中，所述通信模式信息可为保存于数据包包头中的通信模式的特征信息，也可以是保存于数据包的包头或负载中的用于指名发送端的通信模式的说明信息。

根据接收端的响应状态，来判断是否要切换通信模式。

在本发明实施例中，当接收端可以处理接收端在当前通信模式下发送的数据时，其向发送端反馈信息，用于表示其可处理发送端于当前通信模式下的数据。易于理解的是，当第一数据包中包括待处理的数据的情况下，所述反馈信息亦可为接收端对所述待处理的数据的处理结果。在本发明实施例中，当接收端无法处理发送端于当前模式下发送的数据时，其不就所述第一数据包向发送端反馈信息，以表示其并不兼容发送端于当前通信模式下发送的数据。在其他可选择的实施例中，所述接收端亦可以在无法处理发送端发送的数据时，发送通知信息，以表示其无法处理数据。

作为本发明实施例，根据接收端的响应状态，来判断是否要切换通信模式还可以包括：

启动发送端中的计时器，如果发送端在预设的时间内接收到了接收端的确认信息，则以当前通信模式与接收端通信，否则，则切换通信模式，并以新的通信模式与接收端通信。

其中，所述确认信息可以为：接收端发送的表示可以处理发送端的当前通信模式下的数据的反馈信息，或接受端对所述第一数据包的处理结果信息。

易于理解的是，如果接收端无法处理发送端的当前通信模式下的数据，则不返回任何信息，而当计时器的计时达到预设时间时，发送端就可以判断接收端无法处理当前通信模式下的数据，并进行通信模式的切换。

在本发明实施例中，发送端是双模式设备，可以使用ECMA及DC-OFDM两种超宽带标准，根据实际情况默认通信模式可以是ECMA定义的模式、也可以是DC-OFDM模式。默认通信模式是ECMA定义的模式时，备用通信模式即为DC-OFDM模式，默认通信模式是DC-OFDM模式时，备用通信模式即为ECMA定义的模式，例如，在国内使用时，DC-OFDM标准更合适，因此设置DC-OFDM为默认模式，在国外使用时，由于ECMA标准更通行，因此设置ECMA为默认模式。易于理解的是，所述发送端亦可为兼容3种或3种以上通信模式的多模设备，并根据接收端的相应状态，于多种通信模式中切换。

本发明实施例提供的发送数据包的方法中发送端通过等待接收端的对于第一次发送的数据包的状态响应来确定使用何种通信模式，接收端可以使用发送端的默认通信模式接收时，会回复反馈信息给发送端，发送端在其预设的时间里收到反馈信息，即使用默认通信模式生成数据包并向接收端发送，不能收到，说明接收端不能用默认通信模式接收数据，则使用备用通信模式生成数据包并向接收端发送，实现了对多种通信模式设备的兼容。

图2为本发明又一实施例提供的发送数据包的方法流程图：

步骤201、发送端使用默认通信模式生成第一数据包并将所述第一数据包发送给所述接收端，其中，该第一数据包中携带有默认通信模式信息；

在本发明实施例中，所述默认通信模式信息被保存在所述第一数据包的包头中，用于确定接收端能否使用默认通信模式；

所述默认通信模式信息可以是ECMA定义的模式、也可以是DC-OFDM模式。

基于标准的定义，数据包通常包含三个部分，分别为前导符、包头和物理层服务数据单元（PSDU，PHY Service Data Unit），该前导符可被称为物理层汇聚协议（PLCP，Physical Layer Convergence Protocol）前导符，该包头可被称为PLCP包头。

202、判断在预设的时间内是否收到接收端的反馈信息；是则执行步骤203，否则执行步骤204；

判断的方法可以是在发送检测包头时启动计时器，判断在计时器计时完毕前能否收到反馈信息；

如果接收端可以兼容该默认通信模式则会向发送端返回反馈信息。

易于理解的是，如果接收端为可兼容多模式的设备，接收端可自己完成模式的转换并反馈信息。

203、使用当前的通信模式生成数据包并向接收端发送；

发送端在预设的时间内收到反馈信息，说明接收端可以使用默认通信模式接收数据，因此发送端使用默认通信模式生成数据包并向接收端发送；

在本发明实施例中，默认通信模式为ECMA模式，即按照ECMA的标准规定生成数据包并向接收端发送，默认通信模式为DC-OFDM模式，即按照DC-OFDM的标准规定生成数据包并向接收端发送。

204、使用备用通信模式生成数据包并向接收端发送；

发送端在预设的时间内没有收到反馈信息，说明接收端不可以使用默认通信模式接收数据，因此发送端需使用备用通信模式生成数据包并向接收端发送；

在本发明实施例中，备用通信模式为ECMA模式，即按照ECMA的标准规定生成数据包并向接收端发送。

需要了解的是，无论当前通信模式是什么，通信模式信息均可以以字段的形式保存在第一个数据包中，以通知接收端发送端当前所采用的通信模式。

本发明实施例提供的发送数据包的方法发送端通过发送检测包头，等待接收端反馈信息来确定使用何种通信模式，接收端可以使用默认通信模式接收时，会回复反馈信息给发送端，发送端在预设的时间里能收到反馈信息，即使用默认通信模式生成数据包并向接收端发送，不能收到，说明接收端不能用默认通信模式接收数据，则使用备用通信模式生成数据包并向接收端发送，很好的实现了对多种通讯模式的兼容。

当然，在其他实施例中，第一数据包中亦可不包括任何通信模式信息，而接收端在接收第一数据包的时候，如果无法解码，则不反馈任何信息，而发送端在预设时间内未收到任何反馈信息时，亦可判断接收端与其当前的通信模式不兼容并进行模式切换。

请参照图5，本发明实施例还提供一种多模式的接收数据包的方法，所述方法包括：

501、接收发送端信号；

502、从所述发送端信号中，获取发送端使用的通信模式；

具体的，所述通信模式的信息可从所述发送端发送的数据包中获得，在本发明实施例中，所述通信模式的信息的获得主要有以下两种方法：

第一种、检测发送端发送的数据包包头，获取发送端使用的通信模式；

第二种、检测发送端发送的信号特征，获取发送端使用的通信模式；

503、向发送端发送关于通信模式的反馈信息；

反馈信息，通常为一个反馈信号，表示接收端可以使用发送端使用的通信模式接收数据，进一步也可以在其中附带接收端可以使用的通信模式信息。

易于理解的是，步骤503亦可在步骤502之前进行。

504、选择获取的通信模式接收并解析发送端发送的数据包；

本发明实施例提供的接收数据包的方法先获取发送端使用的通信模式，进而选择相应的通信模式接收数据，很好的完成了对多种超宽带标准的兼容，适用范围要比现有方法更加广泛。

以上为对本发明实施例提供的发送数据包的方法、接收数据包的方法的描述。

为了更好的利用本发明实施例所提供的数据包的处理方法，本发明实施例还提供了一种对第一代DC-OFDM超宽带通信系统的改进方案EnhancedDC-OFDM模式方案，为了更清楚地说明Enhanced DC-OFDM模式的使用方法，以下将对本发明实施例提供的Enhanced DC-OFDM模式进行详细描述。

图3为本发明实施例的Enhanced DC-OFDM模式为默认模式时的第一数据包的结构示意图，所述DC-OFDM模式的数据包包括：物理层汇聚协议前导符，物理层汇聚协议包头和物理层服务数据单元；

其中，物理层汇聚协议前导符的作用包括接收端的时间同步、载波偏移恢复和信道估计；

PLCP包头进一步包括物理层（PHY，Physical）层头、尾比特1、媒体接入层（MAC，Medium Access Control）层头、头校验序列、尾比特2、解里德-索罗蒙码（RS，Reed-Solomon）和尾比特3；物理层层头和媒体接入层层头用于传达有关物理层和媒体接入层的信息，信息包括在后数据包数据部分的传输速率、有效载荷长度、扰码、突发模式、前导符类型、发射或发射端时频编码等信息，从而使接收端可以对物理层服务数据单元（PSDU,PHY ServiceData Unit）正确解调和译码；

物理层服务数据单元由有效载荷（Frame Payload）、帧校验序列、尾比特4和填充比特顺序连接而成，携带有通信中传输的数据；这种结构只是一种实施例，在实际使用中可根据需要进行调整。

在本发明实施例中，所述发送端的当前发送模式信息从物理层汇聚协议包头中的媒体接入层中获得，具体的，可在媒体接入层中增加系统模式字段，以告知接收端当前数据包所采用的通信模式，比如，用“1”表示提供的DC-OFDM模式，如果采用的是ECMA定义的模式，则置“0”，如果需要表征的模式类型较多，可使用多个比特位来表示。

图4为一个物理层汇聚协议包头中物理层层头的结构实例，长40bits，第1bit为系统模式域，记录系统模式；第2为双载波模式域，记录双载波模式；第3-7bit携带速率域的信息，记录数据速率，而调制方法、编码速率和用来传送MAC帧体的扩展因子等参数都由该速率域的信息位所决定；第8-19bits则为长度域，记录有效载荷的长度，第8bit为最低有效位（LSB，Least-SignificantBit），第19为最高有效位（MSB，Most-Significant Bit），最低有效位最先发送；第22-23bits是扰码器初始状态的种子值，用于与接收端的解扰码器同步；第26bit表示了数据包的发送模式，数据包的发送模式分为突发和标准两种，采用突发模式发送的包，每一帧都可以进行调整，采用标准模式发送的包，每一帧结构固定，如果包在突发模式下传输，第27bit携带在后数据包的前导符模式，数据包的前导符模式包括标准模式或突发前导符模式；第28-30bits为发射或发射端时频编码，记录了发送端发送在后数据包时使用的双载波时频扩展模式；第31bit表示发送端频带组的最低有效位；没有定义的其他信息位，都用作预留位并设置为0；

系统模式域可以使用“0”“1”来分别代表ECMA及DC-OFDM模式。例如，在发射端为WiMedia设备时，设置为0；在发射端为DC设备时，设置为1；如果发射端为双模式设备，选用的默认通信模式为WiMedia模式，在第一次发送时，系统模式域置为0，选用的默认通信模式为DC-OFDM模式，在第一次发送时，系统模式域置为1。

本发明实施例在Enhanced DC-OFDM模式中，给出了多种传输速率，进一步还给出了多种双载波时频扩展模式以满足实际使用的需求。

其中，在双载波时频扩展模式的双载波模式上给出了频率分集双载波模式、复用技术双载波模式两种方案。使用频率分集双载波模式时，在两个分离的子频带内传送相同的基带符号，即采用频率分集方法来获得较好的通信质量，通常在对通信质量有较高要求时使用，本发明实施例中称之为双载波模式1；使用复用技术双载波模式时，在两个分离的子频带内传送不同的基带符号，即采用复用技术来获得较高的传输速率，通常在对传输速率有较高要求时使用，本发明实施例中称之为双载波模式2；

进一步在双载波时频扩展模式的时频扩展模式上给出了时域扩展模式、和频域扩展模式两种方案，以供选择；

因此本实施例可选用的双载波时频扩展模式可以是：频率分集双载波模式、复用技术双载波模式两者之一；和/或，时域扩展模式、频域扩展模式两者之一；即可以使用频率分集双载波模式与时域扩展模式、频域扩展模式两者之一组合，也可以使用复用技术双载波模式与时域扩展模式、频域扩展模式两者之一，也可以只选择频率分集双载波模式、复用技术双载波模式两者之一，或只选择时域扩展模式、频域扩展模式两者之一。

本发明实施例提供的Enhanced DC-OFDM模式频谱使用范围如图6所示：

其中，101、103、104、107、109为中国目前宽带无线接入应用目前已划分的频段，102为预留给4G移动通信频段，105为3.5GHz固定无线接入频段，106为5.8GHz固定无线接入频段，108为航空和气象雷达频段，4.2-4.8GHz和6-9GHz部分为本发明实施例提供的Enhanced DC-OFDM模式的频谱使用范围。

本发明实施例提供的Enhanced DC-OFDM模式的频谱使用范围避开了中国目前已经使用的多个频段，降低了与这些频段系统之间的干扰。

本发明实施例提供的Enhanced DC-OFDM模式子频带划分方案将上述可利用频谱使用范围4.2-4.8GHz、6-9GHz分为10个子频带，每个子频带的带宽为264MHz，表1为本发明实施例提供的Enhanced DC-OFDM模式子频带划分方案：

表1、子频带划分方案

划分子频带后的子频带示意图如图7所示，4.2-4.8GHz被分为两个子频带，分别是中频为4356MHz和4620MHz的子频带，子频带4356MHz的频带编号为1，子频带4620MHz的频带编号为2；6-9GHz被分为八个子频带，分别是中频为6204MHz、6468MHz、6732MHz、6996MHz、7260MHz、7524MHz、7788MHz和8052MHz的子频带，子频带6204MHz的频带编号为3，子频带6468MHz的频带编号4，子频带6732MHz的频带编号为5，子频带6996MHz的频带编号为6，子频带7260MHz的频带编号为7，子频带7524MHz的频带编号为8，子频带7788MHz的频带编号为9，子频带8052MHz的频带编号为10。

本发明实施例Enhanced DC-OFDM模式提供了一种逻辑信道划分方案：子频带1和子频带2作为一组双载波使用固定频率发射；子频带3到子频带10作为第二组，这八个子频带采用跳频模式，具体逻辑信道划分方案如表2所示：

逻辑信道序号	使用的子频带序号	跳频模式
			0	1,2	(1,2)不跳频
1	3,4,5,6,7,8,9,10	(3,5)-(4,6)-(7,9)-(8,10)
			2	3,4,5,6,7,8,9,10	(3,5)-(4,6)-(8,10)-(7,9)
3	3,4,5,6,7,8,9,10	(3,5)-(7,9)-(4,6)-(8,10)

4	3,4,5,6,7,8,9,10	(3,5)-(7,9)-(8,10)-(4,6)
			5	3,4,5,6,7,8,9,10	(3,5)-(8,10)-(4,6)-(7,9)
6	3,4,5,6,7,8,9,10	(3,5)-(8,10)-(7,9)-(4,6)
			7	3,4,5,6,7,8,9,10	(3,7)-(4,8)-(5,9)-(6,10)
8	3,4,5,6,7,8,9,10	(3,7)-(4,8)-(6,10)-(5,9)
			9	3,4,5,6,7,8,9,10	(3,7)-(5,9)-(4,8)-(6,10)
10	3,4,5,6,7,8,9,10	(3,7)-(5,9)-(6,10)-(4,8)
			11	3,4,5,6,7,8,9,10	(3,7)-(6,10)-(4,8)-(5,9)
12	3,4,5,6,7,8,9,10	(3,7)-(6,10)-(5,9)-(4,8)

表2、逻辑信道划分方案

以上为本发明实施例提供的Enhanced DC-OFDM模式系统子频带及逻辑信道划分方案，在这种划分方案基础之上，本发明实施例提供的EnhancedDC-OFDM模式采用了双载波调制的超宽带无线通信系统，该系统发射机在基带部分采用了OFDM技术，以有效地抑制多路径干扰，提高了频谱利用率。

本发明实施例提供的Enhanced DC-OFDM模式的数据包采用基于包（Packet-Based）的突发结构，以更利于进行高速无线多媒体通信。每个数据包由三部分组成，分别为前导符、包头和物理层服务数据单元，具体结构可参考上文对图3的描述。

其中，PLCP包头能够进一步分解成物理层层头、尾比特1、媒体接入层层头、头校验序列、尾比特2、解里德-索罗蒙码和尾比特3；在本发明实施例中，物理层层头占用5个字节，尾比特1占用6个比特，媒体接入层层头占用10个字节，头校验序列占用2个字节，尾比特2占用6个比特，RS码占用6个字节，尾比特3占用4个比特；这种结构只是一种实施例，在实际使用中可根据需要进行调整。

物理层层头和媒体接入层层头用于传达有关物理层和媒体接入层的信息，信息包括在后数据包数据部分传输速率、有效载荷长度、扰码、突发模式、前导符类型、发射或发射端时频编码等信息，从而在接收端可以对PSDU正确解调和译码；尾比特在物理层层头和媒体接入层层头之间，或是在头校验序列和RS码之间，包头的末端也有尾比特，它的作用是将卷积码编码器复位到零状态，头校验序列是用循环冗余校验码（CRC，Cyclic RedundancyCheck）对物理层层头和媒体接入层层头进行包头校验，RS码用于改善PLCP包头的鲁棒性。

物理层服务数据单元是PPDU最后一个组成部分，这个部分由有效载荷（Frame Payload）、帧校验序列、尾比特4和填充比特顺序连接而成；其中，有效载荷部分的长度在0-4095字节之间，帧校验序列占用4个字节，尾比特4占用6个比特；加入填充比特是为了在交织器前对编码器输出比特流进行调整以适合三重交织，尾比特与物理层汇聚协议包头中尾比特部分作用一样，帧校验序列和物理层汇聚协议包头中头校验序列部分作用一样。这种结构只是一种实施例，在实际使用中可根据需要进行调整。

本发明实施例提供的Enhanced DC-OFDM模式采用了ECMA-368标准中规定的前导符结构、包头结构、数据帧结构，物理层的编码/打孔、三重交织、正交移相键控（QPSK，Quadrature Phase Shift Keying）映射/双载波调制（DCM，Dual Carrier Modulation）映射以及OFDM中的时频扩展等一系列的技术方案。表3为其中由速率决定的相关参数。

表3、由速率决定的参数

数据速率也就是传输数率，根据表3的对应关系，可根据选择的传输速率，选择不同的调制模式、编码模式、双载波时频扩展模式，其中双载波时频扩展模式包括：时域扩展或频域扩展模式以及双载波模式。本发明实施例提供的Enhanced DC-OFDM模式一共提供了9种传输速率，其中，双载波模式1有5种数据传输速率，分别为53.3Mbps、80Mbps、160Mbps、200Mbps和240Mbps，模式2同样有5种数据传输速率，并且分别为模式1相应速率的2倍，分别为106.7Mbps、160Mbps、320Mbps、400Mbps和480Mbps，模式1与模式2中都可以进行160Mbps数据速率的包传输，可以根据对通信质量和数据速率的不同要求，选择不同的双载波模式来传输数据。

表4为本发明实施例提供的Enhanced DC-OFDM模式提供的物理层的时间基本参数。

表4、物理层基本参数

其中，子载波总数也表征了FFT的长度。

由表3可以看出，本发明实施例提供的Enhanced DC-OFDM模式采用了与ECMA-368标准相同的4种编码速率的编码，编码母速率R为1/3，其他编码速率1/2、5/8和3/4由母速率通过打孔得到，编码速率由数据速率决定，不同的数据速率对应不同的编码速率，通常，低速率采取低编码速率的编码模式，高速率采取高编码速率的编码模式。编码速率为1/3的卷积码编码器的生成多项为g₀＝133₈、g₁＝165₈和g₂＝171₈，译码可采用维特比算法。

使用三重交织技术，数据速率不一样选择的交织参数也不一样，但卷积码编码器的输出比特流都会依次进行符号交织、符号内交织和符号内循环移位交织。

交织后的二进制数据序列应映射到一个复数星座图上，在双载波模式1的53.3Mbps、80Mbps数据速率和模式2的106.7Mbps、160Mbps数据速率的情况下，应选择使用QPSK映射方法进行映射，然后再进行相应调制；对于双载波模式1和双载波模式2的其他三种数据速率，使用DCM技术映射到多维的星座图上，再进行相应调制。这两种映射方法对应的调制因子都是为2，QPSK是将2bits映射成1个复数符号，DCM是将4bits映射成2个符号，DCM增强了高速传输下系统对深衰落的抵抗能力。

OFDM调制首先根据数据速率的不同将QPSK/DCM映射后的数据分成100个数据一组，进行时频扩展，双载波模式1和双载波模式2的前两种速率需要，后三种不需要，形成100个数据子载波，然后产生12个导频子载波，将导频子载波插入数据子载波中，复制数据子载波的边缘各5个数据形成保护子载波，共122个子载波。将这122个子载波映射到IFFT输入端，形成128点频域数据，进行IFFT运算，得到128点时域数据。将形成的OFDM符号添加循环前缀和保护间隔，并进行并串转换，形成符号。数据速率为53.3Mb/s、80Mb/s和106.7Mb/s时，应使用时域扩展；数据速率为200Mb/s、240Mb/s、320Mb/s、400Mb/s和480Mb/s时，不使用时域扩展；数据速率为160Mb/s时，可使用也可不使用时频扩展技术。

如果接收端和发送端都确定了使用本发明实施例提供的EnhancedDC-OFDM模式收发数据，发送数据包的方法流程如图8所示，包括：

步骤801、生成前导符；

物理层汇聚协议前导符又可以细分成包/帧同步序列和信道估计序列，主要用于接收端的时间同步、载波偏移恢复和信道估计。

步骤802、生成包头；

根据实际情况，在包头里携带在后数据包的传输信息，在后数据包的传输信息包括在后数据包使用的双载时频扩展波模式、数据速率、有效载荷长度、扰码、突发模式、前导符类型、频带组最低有效位等部分；包头结构可采用图4的结构实例实现；需要说明的是，这些信息均为在后数据包的相应信息，接收端在解析出包头携带的数据后，可以根据这些数据对在后数据包进行解析；

由于包头部分携带了解析在后数据包的数据部分需要的信息，如果接收不到或者解析错误就将导致在后数据包的数据部分无法解析，因此为了保证包头部分传输的安全性，为包头部分选择39.4Mb/s传输速率，编码速率为1/3的编码，QPSK映射，将包头经过编码速率为1/3的编码，三重交织，QPSK映射进行调制，串并转换，然后进行反向快速傅里叶变换（IFFT，Inverse FastFourier Transform），并串转换，加上补零后缀（ZPS，Zero Padded Suffix），生成包头符号；为包头部分的选择的传输速率通常是实际可提供的最低传输速率，以保证最高的传输安全性，选择的其他参数也都是在实际使用中经过验证安全性较好的参数。

在对安全性要求不是很高的情况下，也可以采用53.3Mb/s、80Mb/s、106.7Mb/s、160Mb/s、200Mb/s（240Mb/s）、320Mb/s、400Mb/s或480Mb/s等任一速率进行发送，通过打孔的模式按照其传输速率选择不同编码速率的编码模式进行编码，三重交织，QPSK映射或DCM映射进行调制，串并转换，然后经过IFFT变换，并串转换，加上补零后缀，生成包头符号。

步骤803、生成数据部分；

PSDU也被称为数据部分，PSDU可以以53.3Mb/s、80Mb/s、106.7Mb/s、160Mb/s、200Mb/s（240Mb/s）、320Mb/s、400Mb/s或480Mb/s等任一速率进行发送，通过打孔的模式按照其传输速率选择不同编码速率的编码模式进行编码，三重交织，QPSK映射或DCM映射进行调制，串并转换，然后经过IFFT变换，并串转换，加上补零后缀，生成数据符号；这些相关参数都在在前的数据包包头中发送到了接收端。

其中补零后缀可以用循环前缀和保护间隔替代。

步骤802和步骤803之间没有顺序关系，可同时进行。

步骤804、使用前导符、包头符号和数据符号生成数据包；

使用前导符、包头符号和数据符号一起生成数据包。

步骤805、根据在前数据包中携带的双载波时频扩展模式，进行相应的数模变换和载波调制，滤波后由天线发射到空中。

至此发送数据包的方法流程结束。

如果接收端和发送端都确定了使用本发明实施例提供的EnhancedDC-OFDM模式收发数据，接收解码数据包的方法流程如图9所示，包括：

步骤901、接收数据，获得基带数字信号；

接收端接收到数据后，对接收到数据进行载波解调和模数转换，对基带数字信号进行同步处理和OFDM解调，进行数字合并；

步骤902、进行导频分离；

对数字合并后的基带数字信号进行导频分离，分离出导频部分和数据包部分。；

步骤903、根据在前数据包携带的双载波时频扩展模式，对数据包进行恢复。

步骤904、解析数据包中包头数据，获得解析在后数据包的数据部分需要的信息；

例如，在后数据包采用的双载波时频模式、数据速率、有效载荷长度、扰码、突发模式、前导符类型、频带组最低有效位和下个包的传输信息等；通常发送端都对包头部分采用39.4Mb/s传输速率，编码速率为1/3的编码，QPSK映射模式，此时接收端可直接采用39.4Mb/s进行速率匹配，进行QPSK解调、三重解交织、采用编码速率为1/3的模式解码，解析获得包头部分的原始数据；

如果包头部分采用了和数据部分相同的传输速率、编码模式、调制模式，则根据在前数据包包头中解析出的信息，进行相应解析获得包头部分数据。

步骤905、解析数据包中数据部分，获得数据；

根据在前数据包包头中解析出的信息，对分离出的数据包中数据部分进行速率匹配、QPSK或DCM解调、三重解交织、快速译码、解扰码和循环校验，解析出原始数据，。

至此接收解码数据包的方法流程结束。

本发明实施例提供的发射机结构如图10所示，包括：

第一生成单元1001，用于使用默认通信模式生成并向接收端发送第一数据包，第一数据包包头携带有默认通信模式信息；

判断单元1002，用于在第一生成单元1001发送第一数据包后，判断在预设的时间内是否收到接收端关于通信模式的反馈信息；

第二生成单元1003，用于在判断单元1002在预设的时间内收到接收端关于通信模式的反馈信息时，使用默认通信模式生成后续数据包并向接收端发送；

第三生成单元1004，用于在判断单元1002在预设的时间内未收到接收端关于通信模式的反馈信息时，使用备用通信模式生成后续数据包并向接收端发送。

其中，默认通信模式为：

双载波正交频分复用模式或欧洲计算机制造商协会定义的模式；

备用通信模式为：

欧洲计算机制造商协会定义的模式或双载波正交频分复用模式。

在使用双载波正交频分复用模式生成数据包时，在数据包中携带在后数据包数据部分的传输速率，及双载波正交频分复用模式的双载波时频扩展模式

在发送第一数据包时，在第一数据包包头中携带在后数据包的在后数据包数据部分的传输参数。

本发明实施例提供的接收机结构如图11所示，包括：

获取单元1101，检测接收到的接收发送端信号，获取发送端使用的通信模式；

反馈单元1102，用于在获取单元1101获取发送端使用的通信模式之后，向发送端发送反馈关于通信模式的信息；

接收单元1103，用于选择获取单元1101获取的通信模式接收解析发送端发送的数据包。

设备模式获取单元1104，用于在反馈单元1102向发送端发送关于通信模式的反馈信息之前，根据数据包获取发送端的设备模式；在发送端为双模式设备时，再控制反馈单元1102向发送端发送关于通信模式的反馈信息。

其中，通信模式为：

双载波正交频分复用模式或欧洲计算机制造商协会定义的模式。

本发明实施例提供的发射机及接收机的具体使用方式可参考上文对对本发明实施例提供的发送数据包的方法、接收数据包的方法的描述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括如下步骤：

一种超宽带无线通信中发送数据包的方法，包括：

使用默认通信模式生成并向接收端发送第一数据包，所述第一数据包中携带有发送端的当前通信模式信息；

判断在预设的时间内是否收到所述接收端的反馈信息；

是则，使用所述默认通信模式生成后续数据包并向所述接收端发送；

否则，使用备用通信模式生成后续数据包并向所述接收端发送。

一种超宽带无线通信中发送数据包的方法，包括：

使用默认通信模式生成并向接收端发送第一数据包，所述第一数据包中携带有发送端的当前通信模式信息；

根据接收端的响应状态，来判断是否要切换通信模式，

其中，当接收端的响应状态说明接收端无法处理所述发送端于所述默认通信模式下发送的所述第一数据包时，所述发送端将所述默认通信模式切换为备用通信模式。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上对本发明所提供的一种发送数据包的方法、接收数据包的方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种超宽带无线通信中数据包处理的方法，其特征在于，包括：

使用默认通信模式生成并向接收端发送第一数据包，所述默认通信模式为：双载波正交频分复用模式或欧洲计算机制造商协会定义的模式，所述第一数据包包头中携带在后数据包的传输信息，所述在后数据包的传输信息包括在后数据包使用的双载时频扩展波模式；

判断在预设的时间内是否收到所述接收端的反馈信息；

如果收到所述接收端的反馈信息，则使用所述默认通信模式生成后续数据包并向所述接收端发送；

否则，使用备用通信模式生成后续数据包并向所述接收端发送，所述备用通信模式为：欧洲计算机制造商协会定义的模式或双载波正交频分复用模式。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双载波正交频分复用模式包括双载波正交频分复用模式的改进方案。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在发送所述第一数据包时，在所述第一数据包包头中携带在后数据包的传输信息还包括数据速率、有效载荷长度、扰码、突发模式、前导符类型、频带组最低有效位。

4.一种发射机，其特征在于，包括：

第一生成单元，用于使用默认通信模式生成并向接收端发送第一数据包，所述默认通信模式为：双载波正交频分复用模式或欧洲计算机制造商协会定义的模式，所述第一数据包包头中携带在后数据包的传输信息，所述在后数据包的传输信息包括在后数据包使用的双载时频扩展波模式；

判断单元，用于在所述第一生成单元发送第一数据包后，判断在预设的时间内是否收到所述接收端关于通信模式的反馈信息；

第二生成单元，用于在所述判断单元在预设的时间内收到所述接收端关于通信模式的反馈信息时，使用所述默认通信模式生成后续数据包并向所述接收端发送；

第三生成单元，用于在所述判断单元在预设的时间内未收到所述接收端关于通信模式的反馈信息时，使用备用通信模式生成后续数据包并向所述接收端发送，所述备用通信模式为：欧洲计算机制造商协会定义的模式或双载波正交频分复用模式。

5.如权利要求4所述的发射机，其特征在于，在发送所述第一数据包时，在所述第一数据包包头中携带在后数据包的传输信息还包括数据速率、有效载荷长度、扰码、突发模式、前导符类型、频带组最低有效位。

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