CN102714648A - 无线局域网设备及其方法 - Google Patents

Abstract

一种无线局域网（WLAN）设备及其方法。该无线局域网设备产生一物理层（PHY）协议数据单元（PPDU），该物理层协议数据单元包括用于传输的一前导区、一标头区以及一有效载荷区，该无线局域网设备包括一MAC模块、一调制器、以及一射频模块。该MAC模块产生包括传输带宽信息的一标头数据序列。该调制器调制使用扩展的QPSK调制的该标头数据序列，以产生该物理层协议数据单元的标头区。该射频模块传送该标头区。

Description

无线局域网设备及其方法

与相关申请的交叉引用

本申请主张享有2010年7月9日提出的申请号为61/362,817的美国临时申请的优先权，该申请被整体纳入此次参考中。

技术领域

本发明涉及未来一代无线局域网络（WLAN）系统，尤其涉及一种被提出来以用于前导“信号字段”的前导装置，该前导“信号字段”提供更强大的未来一代IEEE 802.11WLAN的无线帧（radio frame）的自动检测。

背景技术

无线通信系统包括通过一个或多个无线电信道来彼此通信的多个无线通信设备。当工作在一基础模式时，一无线通信设备（简称为接入点（AP））提供一网络（如Internet网络）与其他无线通信设备（如移动站或接入终端（AT））之间的连接。各种无线通信设备的例子包括移动电话、智能电话、无线路由器、以及无线集线器。在某些情况下，无线通讯电子设备集成有数据处理设备，例如笔记本电脑、个人数字助理（PDA）和计算机。

该WLAN系统在过去的十年左右已非常普遍。在此期间，多代WLAN技术已经出台，以通过半导体技术的不断进步，使得不断增加的高数据吞吐量需求成为可能。该WLAN系统采用正交频分复用（OFDM）技术将一数据流分割成多个子数据流，该多个子数据流将要通过不同的OFDM子载波（称为音调或频调）进行传送。在电气和电子工程师学会（IEEE）无线通信规范中定义的WLAN系统包括各代WLAN技术，如IEEE 802.11a、IEEE 802.11n、IEEE802.11ac和未来一代IEEE802.11。为了区分一个WLAN代的一数据包与另一个代的数据包，需要能够产生和检测WLAN技术各代的WLAN设备及其方法。

发明内容

下面的实施例将结合附图进行详细描述。

一实施例的无线局域网（WLAN）设备，用以产生一物理层（PHY）协议数据单元（PPDU），该物理层协议数据单元包括用于传输的一前导区、一标头区以及一有效载荷区，该无线局域网设备包括一MAC模块、一调制器以及一射频模块。该MAC模块产生包括传输带宽信息的一标头数据序列。该调制器使用扩展的QPSK调制对该标头数据序列进行调制，以产生该物理层协议数据单元的标头区。该射频模块传送该标头区。

提供另一实施例的一无线局域网（WLAN）设备，其接收包括一前导区、一标头区以及一有效载荷区的一物理层（PHY）协议数据单元（PPDU）的传输数据，该无线局域网设备包括一射频模块以及一字符检测器。该射频模块接收包括该标头区的物理层协议数据单元，其中该标头区包括数据传输的带宽信息。该字符检测器确定该标头区是否是经过S-QPSK调制，且当该标头区是S-QPSK调制时，确定该物理层协议数据单元符合一无线局域网通信协议。

又提供一方法的实施例，通过一无线局域网（WLAN）设备产生一物理层（PHY）协议数据单元（PPDU），该物理层协议数据单元包括用于传输的一前导区、一标头区以及一有效载荷区，该无线局域网设备包括一MAC模块，用于产生包括传输带宽信息的一标头数据序列；一调制器，用于调制使用扩展的QPSK调制的该标头数据序列，以产生该物理层协议数据单元的标头区；以及一射频模块，用于传送该标头区。

再提供一方法的另一实施例，通过一无线局域网（WLAN）设备接收包括一前导区、一标头区以及一有效载荷区的一物理层（PHY）协议数据单元（PPDU）的传输数据，该无线局域网设备包括一射频模块，用于接收包括该标头区的物理层协议数据单元，其中该标头区包括数据传输的带宽信息；以及一字符检测器，用于确定该标头区是否是经过S-QPSK调制，且当该标头区是S-QPSK调制时，确定该物理层协议数据单元符合一无线局域网通信协议。

附图说明

通过参阅下面详细的描述以及结合图示参考的实施例，可充分理解本发明。

图1是符合802.11ac规范的WLAN系统1的一实施例的系统示意图。

图2是根据本发明实施例提供的在WLAN设备中的一传送器2的框图。

图3是根据本发明实施例提供的在WLAN设备中的一接收器3的框图。

图4显示符合旧系统的802.11、802.11n和802.11ac规范的物理层协议数据格式。

图5A和5B为在符合旧系统的802.11规范的数据字段中采用的调制方案。

图6为在符合802.11n规范的HT-SIG字段中采用的调制方案。

图7A及7B为在符合目前802.11ac规范的VHT-SIG字段中采用的调制方案。

图8显示本发明提供的符合802.11ac规范的标头区（header field）VHT-SIG-A的一个数据格式。

图9A和9B为根据本发明一实施例提供的在符合802.11通信规范的VHT-SIG字段中采用的调制方案。

图10A和10B为根据本发明一实施例提供的在符合802.11通信规范的VHT-SIG字段中采用的其他调制方案。

图11是本发明一实施例的PPDU产生方法11的流程图，其通过一WLAN设备在符合802.11通信规范的PPDU中生成标头区（header field）VHT-SIG-A。

图12是根据本发明一实施例的调制方法S1104的流程图，其通过一WLAN设备对该标头区（header field）VHT-SIG-A进行调制。

图13是本发明另一实施例的调制方法S1104的流程图，其通过一WLAN设备对该标头区VHT-SIG-A进行调制。

图14是本发明一实施例的解调方法14的流程图，其通过一WLAN设备对该标头区VHT-SIG-A进行解调。

图15是本发明另一实施例的解调方法15的流程图，其通过一WLAN设备对该标头区VHT-SIG-A进行解调。

具体实施方式

下面的描述可认为是执行本发明的最佳实施方式。这些描述的目的是为了说明本发明的基本原理，并非用于限制本发明。本发明的范围通过参考附加的权利要求进行确定。

图1是符合802.11通信标准的无线局域网（WLAN）系统1的一实施例的系统示意图。图1显示的WLAN系统1具有两个WLAN设备和一个因特网协议（Internet Protocol，简称IP）网络16。该两个WLAN设备包括一接入点10和一移动通信设备12。该接入点10包括控制器100、存储器102、和收发器104，其中控制器100耦接至存储器102和收发器104。同样，移动通信设备包括控制器120、存储器122、和收发器124，其中控制器120耦接至存储器122和收发器124。该移动通信设备12可以通过接入点10访问外部IP网络14（如因特网）。该接入点10和移动通信设备12通过在收发器104和124之间交换讯息而相互通信。收发器104和124可包括分离的或集成的发射器和接收器电路，并可能包含一个或多个传送器和接收器电路。在一些实施例中，收发器104和124包括基带单元（未图示）和模拟单元（未图示）以发送和接收射频（RF）信号。该基带单元可包括用来执行基带信号处理（包括数字信号处理、编码和解码、调制、解调等等）的硬件。模拟单元可包括用来执行模拟到数字转换（ADC）、数字到模拟转换（DAC）、滤波、增益调整、上转换、下转换等等的硬件。该模拟单元可接收来自接入点10的射频信号，并将接收到的射频信号下转换成基带信号以由该基带单元处理，或接收来自该基带单元的基带信号，并将该接收到的基带信号上转换成射频无线信号以进行上行传输。该模拟单元包括一个混频器以对该基带信号进行上转换和对该射频信号进行下转换，该射频信号具有振荡在该WLAN系统1的一射频频率的载波信号。该射频频率可以是利用在符合规范802.11a/b/g/n/ac的WLAN系统中的2.4GHz或5GHz频率，或是取决于未来一代WLAN系统使用的无线接入技术（RAT）的其他频率。该WLAN设备10和12包括用于存储信息（包括数据、指令或两者兼而有之）的一个或多个存储器102和122。存储器102和122可以是控制器100和120可访问的任何存储媒介，包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、寄存器、高速缓存、半导体存储器设备、以及磁介质（例如内部硬盘和可移动磁盘）。

图2是本发明实施例提供的在WLAN设备中的传送器2的框图，其整合在图1的两个WLAN设备的收发器中。该传送器2可以整合在该接入点10或该移动通信设备12中。该传送器2包括一MAC模块200、一编码器202、一调制器204、一IFFT单元206、一DAC/滤波单元208、和一RF/天线单元210。该MAC模块200耦接于该编码器202、调制器204、快速傅立叶逆变换（IFFT）单元206、DAC/滤波单元208之后，耦接于该RF/天线单元210。

该传送器2可以产生一个或多个频段的输出射频信号，以通过一个或多个信道传输。该频段可以包括一组OFDM子载波。

该MAC模块200可包括一个或多个MAC控制单元（MCU）（未图示）以产生并传递多个MAC协议数据单元（MPDU）以及相应的前导和标头（header）数据流到该编码器202，这反过来又可执行前向纠错（Forward Error Correction，简称FEC）编码以产生各自的编码数据流。前向纠错也被称为信道编码，在其过程中，一系统添加冗余数据来提供数据传输的错误控制到要发送的信息中。该FEC编码可能是一个代码块或一个卷积码。该代码块包含固定大小的一个字符块（block of symbols）。该卷积码包括预定或任意长度的字符流。在一个实施例中，该编码器202是使用卷积码对该标头数据序列进行编码的卷积编码器。该调制器204根据数据的类型对该编码后的数据流执行不同类型的调制方案，以产生调制数据流到该快速傅立叶逆变换（IFFT）模块206。该调制方案包括相移键控（PSK）、频移键控（FSK）、幅移键控（ASK）和正交幅度调制（QAM）。在一些实施例中，该IFFT模块206还可以包括一个OFDMA模块（未图示），其中该OFDMA模块在IFFT处理前将不同的调制流映射到不同的子载波组。在一些实施例中，该IFFT模块206可以对调制器204的一个或多个输出执行IFFT，以生成与一个或多个频段关联的一个或多个时域信号。在某些实施例中，该IFFT模块206配置为使用一个或多个FFT带宽频率，例如20MHz、40MHz、80MHz、或160MHz。在一些实施例中，该IFFT模块206可以根据不同的FFT带宽，对调制数据流执行不同的IFFT。接下来，该DAC/滤波器模块208将该时域信号转换为模拟信号，并对该模拟信号进行整形以通过RF/天线模块210传输。该RF/天线模块210包括一个或多个上转换器（未图示），用于将该模拟信号上转换成相应的频段，以使该发射天线（未图示）执行传输。在一些实施例中，该RF/天线模块210是该传输器2的一个整合部分，即内置的单元。在其他的实施例中，该RF/天线模块210可以是外接于传送器2的可拆卸单元。

该收发器2可包括一个或多个集成电路（IC），其可实现多个单元和/或模块（包括MAC控制单元、基带单元、或模拟单元）的功能。在一些实施例中，该传送器2包括产生该MPDU的控制器或处理器，以及生成用于传输的一物理层协议数据单元（PPDU）的标头模块。在一些实施例中，该控制器或处理器包括该MAC模块200。

图3是根据本发明实施例提供的在WLAN设备中的一接收器3的框图，其整合在图1的两WLAN设备的收发器中。该接收器3可以整合在该接入点10或该移动通信设备12中。该接收器3包括RF/天线单元300、ADC/滤波单元302、FFT单元304、解调器306、解码器308和MAC模块310。该RF/天线单元300耦接于该ADC/滤波单元302、该FFT单元304、该解调器306、该解码器308，然后耦接到该MAC模块310。

该接收器3通过一个或多个信道接收位于一个或多个频段内的输入射频信号。该频段可以包括一组OFDM子载波。该接收器3根据与该传送器2相反的顺序对接收到的数据包执行信号处理，以恢复其中的信息。该接收器3能够基于该接收到的数据包中的信号字段，检测出各种WLAN代（包括IEEE 802.11a/b/g（旧系统的）、IEEE 802.11n、IEEE 802.11ac、或下一WLAN代）的数据类型。简而言之，由此可将下一代IEEE 802.11的PHY/MAC层称为“未来一代”。

该RF/天线300检索包括PPDU的该输入传输信号，并对其执行下转换。该ADC/滤波单元302对下转换后的信号进行滤波，并转化成数字数据序列。反过来，该FFT单元304将该数字数据序列转换到频域数字数据序列。该解调器30确定该频域数据序列中的字符的调制类型，从而确定该接收到的数据的WLAN代，以及对该有效载荷数据字段（payloaddata field）进行解调。

图4显示符合旧系统的802.11、802.11n和802.11ac规范的物理层协议数据格式及其时序关系。符合旧系统的802.11WLAN规范的该PPDU包括字段400-406，符合802.11n规范的PPDU包括字段420-432，符合目前的802.11ac的PPDU包括字段440-454。对应于图4，所有的物理层协议数据格式包括三个部分，即前导区、标头区和有效载荷区。该前导区具有一个或多个训练序列（training sequences），其允许用于接收的WLAN设备进行测量，用以获得时间和频率同步以及补偿由该RF/模拟电路和传播信道引入的影响。一旦该用于接收的WLAN设备已经处理该前导，就能够检测数据包的标头和有效载荷部分。该标头区通常携带有效载荷的信息，包括它的长度、采用的调制和编码等等。该标头区有一个固定的比特数（number of bits），该比特数远远小于该有效载荷中的比特数。该标头区的编码调制需要比该有效载荷区强大很多。必要时，该有效载荷区可包括一服务字段、一搅乱过的（scrambled）的物理层服务数据单元（PSDU）、尾位（tail bits）以及填充位（padding bits）。

在WLAN系统中，前导和标头区在确保WLAN技术的多代共存中发挥了关键作用。该WLAN设备能够通过检测该标头区的调制类型，来识别该WLAN技术所在的代。

请参阅字段400-406，其描绘了符合旧系统的IEEE 802.11a/b/g规范以及占用20MHz频段的一个物理层协议数据格式。该PPDU包括具有旧系统的短训练字段（L-STF）400、旧系统的训练字段（L-LTF）402与旧系统的信号字段（L-SIG）404的前导区。该PPDU还包括由图5A和5B所示的二进制PSK或QPSK调制的有效载荷数据段406。

现在参考字段420-432，其描绘了符合IEEE 802.11n规范以及占用20MHz或40MHz频段以实现混合传输模式的一个物理层协议数据格式，其中，该802.11n传输可嵌入在一个802.11a或802.11g传输中。该物理层数据单元包括具有该旧系统的L-STF 420、该L-LTF422、该L-SIG 424的前导区，以及具有该高吞吐量信号字段（HT-SIG）426、该高吞吐量短训练字段（HT-STF）428、和多个该高吞吐量长期训练字段（HT-LTF）430的标头区。该PPDU也具有携带该有效载荷数据的有效载荷数据段432。该HT-SIG 426是图6所示的四相二进制相移键控（Quaternary Binary Phase Shift Keying,简称QBPSK）调制过的两个OFDM字符。

接下来参阅字段440-454，其描绘了符合IEEE802.11ac规范的一个物理层协议数据格式。该物理层数据单元包括具有该L-STF 420、该L-LTF 422、该L-SIG 424的前导，以及具有非常高吞吐量的信号字段A(VHT-SIG-A)446、该非常高吞吐量的短训练字段(VHT-STF)448、该非常高吞吐量的长训练字段(VHT-LTF)450和该VHT-SIG-B 452的标头区，以及由多个该有效载荷数据字段（HT-LTF）454组成的有效载荷区。该VHT-SIG-A 446包括由图7A及7B所示的BPSK和QBPSK进行调制的两个OFDM字符。该第一字符VHT-SIG-A-1由BPSK调制，该第二字符VHT-SIG-A-2由QBPSK调制，即该第二字符VHT-SIG-A-2仅在正交轴上。适用IEEE802.11ac规范的传输可占据40MHz、80MHz、120MHz、160MHz带宽。该传输的带宽信息包含在该VHT-SIG-A 446中。该VHT-SIG-A 446可进一步包括一组ID信息，该ID信息包括多个VHT-LTF和流数字（stream numbers）来为每个移动站（station）解码。其他调制类型也可用在802.11ac中，如16-QAM、64QAM和256-QAM。

该L-STF、L-LTF和L-SIG是旧系统的前导部分，且用于通过WLAN 11n和11ac两代来确保向后兼容性。该HT-SIG 426将物理层标头承载在WLAN 11n系统中，而该VHT-SIG-A446以及该VHT-SIG-B 452将物理层标头信息承载在无线通信系统中。该(V)HT-STF和(V)HT-LTF字段用于在WLAN 11n或11ac系统中进行信号采集和信道估计。在接收到携带有数据包的传输信号后，该WLAN设备能够通过识别以及比较连续跟随于该旧系统的前导部分L-SIG的OFDM字符的调制类型，来确定该接收到的数据单元属于旧系统的802.11a/b/g、802.11n、或802.11ac数据包。如果连续跟随于该字段L-SIG的OFDM字符是QBPSK调制，则该WLAN接收器确定该接收到的数据包符合802.11n，如果连续跟随于该字段L-SIG的两个OFDM字符先是BPSK调制然后是QBPSK调制，则WLAN接收器确定该接收到的数据包符合802.11ac，否则该接收到的数据包被确定为是旧系统的WLAN数据。

对于IEEE 802.11n之后的下一代WLAN技术，本发明提供该未来一代（futuregeneration）数据格式，以用来将其区分于包括旧系统的802.11a/b/g、802.11n、或802.11ac的前一代。

根据本发明，图8显示了符合802.11未来一代规范的标头区VHT-SIG-A的一个数据格式，其中，横轴代表时间，纵轴代表频率。该标头区VHT-SIG-A 8包括由VHT-SIG-A-1和VHT-SIG-A-2分别表示的两个OFDM字符。该标头区8包括用于数据单元传输的带宽信息。该VHT-SIG-A 8以某种方式调制，从而使得一用于接收的WLAN设备能够从旧系统的802.11a/b/g或802.11n数据包中区分出802.11ac数据包。在一些其他的实施例中，在WLAN设备中的调制器可以将标头数据序列一分为二，且通过S-QPSK调制其中的第一和第二部分（如图9A和9B所示），从而产生该标头区的两个OFDM字符以进行传输。在某些实施例中，WLAN设备中的调制器可以将标头数据序列一分为二，且通过BPSK调制方式来调制其中的第一部分，以及通过S-QPSK调制该第二部分（如图10A和10B所示），从而产生该标头区的两个OFDM字符以进行传输。接收后，WLAN设备接收到包括该标头区8的一个数据单元，并通过解调VHT-SIG-A-1和VHT-SIG-A-2来检测数据包的类型。如果解调器检测到该第一OFDM字符VHT-SIG-A-1是QBPSK调制，就可确定出一802.11n数据包。另外，在该VHT-SIG-A-1和VHT-SIG-A-2都是由S-QPSK调制的情况下，该解调器进一步检测该第一OFDM字符VHT-SIG-A-1是否为S-QPSK调制。如果是，则WLAN确定该接收到的数据单元是用于未来一代的802.11数据包。

图11是PPDU产生方法11的流程图，其通过本发明一实施例的一WLAN设备在符合802.11未来一代规范的PPDU中生成该标头区（header field）VHT-SIG-A。该WLAN设备可以是一个接入点或移动站。该数据产生方法11可包含图2中的传送器2。

启动（S1100）后，该MAC模块200通过将MAC服务数据单元（MSDU）从一个逻辑链路控制（LLC）层附加到一个MAC标头和一个帧校验序列（FCS）的尾部，而产生一MPDU。该MPDU连同一物理层会聚（convergence）程序（PLCP）的前导数据序列、标头数据序列、尾位和填充位被合并在一起，以生成一个信息数据序列到该编码器202。为简单起见，以下仅讨论标头数据序列。令b=[b₀,b₁,b₂,b₃,…,b_K-1]表示由VHT-SIG-A承载的标头数据序列。该标头数据序列携带物理层的相关信息，如用于传输的带宽。在步骤S1102中，该比特序列b由该编码器202使用一个信道代码（前向纠错，如卷积码）将其编码成一个N-位长的比特序列c=[c0,c1,c2,c3,,…,cN-1]。在这里，N=2L，其中L表示每个OFDM字符的数据子载波的数量。请注意，在具有零填充网格终止（padding trellistermination）的卷积编码的情况下，该数据序列b被认为是零填充（zero-padded）。该编码后的序列c被分成两个长度为L的段，C1和C2，并被传递到该调制器204以对其执行S-QPSK调制（S1104），使得该用于接收的WLAN设备可以从该802.11a/b/g/n数据包中区分出该802.11未来一代的数据包。如图12的流程图所示，在一些实施例中，该调制器204分别根据BPSK和S-QPSK来调制该第一和第二编码数据序列C1和C2。详见图13的流程图，在其他一些实施例中，该调制器204根据S-QPSK对该分离后的数据段C1和C2均进行调制。该S-QPSK在该调制方法12中已经详细解释。然后，该调制后的数据序列被传递到该IFFT单元206，以转换成时域信号，然后，该时域信号由DAC/滤波单元208处理以进行模拟信号转换和处理，并随后到该RF/天线单元210以执行上转换来进行传输（S1106）。然后，该PPDU产生方法11完成并在S1108步骤中退出。

图12是一实施例的调制方法的流程图，其通过本发明一实施例的一WLAN设备对该标头区VHT-SIG-A进行调制。该调制方法12可能包含图2中的传送器2，且可合并到该PPDU产生方法11的步骤S1104中。

启动（S1200）后，调制器204初始化以接收来自编码器202的编码过的数据序列c，并将该数据序列c分成两个同等大小（长度为L）的部分C1和C2（S1202）。在步骤S1204中，由比特C1=[c0,c1,c2,…,cL-1]组成的该序列C1被二进制相移键控（BPSK）调制成由下列公式提供的一个字符序列R=[r₀,r₁,r₂,…,r_L-1]：

其中i=0,1,2…,L-1。

接下来，在步骤S1206中，由比特C2=[cL,cL+1,cL+2,…,c2L-1]组成的该数据序列C2被扩展的四相相移键控（QPSK）调制成一个字符序列S=[s_1，0,s_1，1,s_1，2,…,s_1，L/2-1,s_2,0，s_2,1,s_2,2,…,s_2,L/2-1]，其中：

以及

其中i=0,1,2…,L/2-1。

该字符序列[s_1，0,s_1，1,s_1，2,…,s_1，L/2-1,s_2,0,s_2,1,s_2,2,…,s_2,L/2-1]与字符序列[s_2,0,s_2，1,s_2,2,…,s_2,L/2-1]配对，每一组配对的字符包含相同的信息且其中一个是另一个的共轭（conjugate）。每组配对的字符通过独立的子载波传输，以减少多路径以及在远程通信环境中的衰退的影响，并增加远程通信对于临时深衰落（deep fading）的稳固性。承载每一个字符对的两个子载波可以通过恒定的频率偏移进行分离。然后，调制方法12完成，并在步骤S1208中退出。

图13本发明另一实施例的调制方法的流程图，其通过一WLAN设备对该标头区VHT-SIG-A进行调制。该调制方法13可包含图2的传送器2，且可并入到PPDU产生方法11的步骤S1104中。

与调制方法12类似，在初始化（S1300）后，该调制器202将编码后的数据序列一分为二，以产生该标头数据序列C1和C2（S1302）。然后，该调制器202根据方程（2）和方程（3）对该标头数据序列C1和C2均执行S-QPSK调制，为VHT-SIG-A-1和VHT-SIG-A-2字段产生两个OFDM字符。每个OFDM字符包括两个具有相同信息的子字符，且其中一个是另一个的共轭。与方法12相似，每个配对的字符通过独立的子载波传输，以减少多路径以及在远程通信环境的衰退的影响，并增加远程通信对于临时深衰落（deep fading）的坚稳性。承载每一个字符对的两个子载波可以通过恒定的频率偏移进行分离。然后，调制方法13完成，并在步骤S1308中退出。

图14是本发明一实施例的数据类型检测方法14的流程图，其通过一WLAN设备对该标头区（header field）VHT-SIG-A进行解调。该WLAN设备可以是一个接入点或一移动站。该解调方法14可包含图3的传送器3。

数据类型检测方法14启动后，该RF/天线单元300检索到传输信号，该传输信号包括来自空气的一物理层协议数据单元（S1400）。能够识别未来一代的数据包格式的该WLAN设备需要确定正在接收的数据包的数据格式，即WiFi代。对于WiFi代的确定可通过检测该标头区的调制格式来完成。该WLAN设备中的一个字符检测器被采用来确定VHT-SIG-A-1和VHT-SIG-A-2字段中使用的调制类型。该字符检测器可以是图3中的解调器306，并包括一能量检测器（energy detector，未图示），用以比较信号的同相分量的能量（energy）与正交分量的能量。该字符检测器确定该第一标头字符VHT-SIG-A-1是否为BPSK调制（S1402）。如果是，该字符检测器继续确定下一个标头字符VHT-SIG-A-2是否为S-QPSK调制（S1404），如果否，则该字符检测器确定该接收到的数据包并非用于未来一代WLAN，且方法14退出（S1408）。如果该字符检测器进一步检测到该第二标头字符VHT-SIG-A-2是经过SQPSK调制的，则该字符检测器进一步确定该接收到的数据包符合未来一代WLAN规范（S1406），否则该接收到的数据包不符合未来一代WLAN规范，且方法14在步骤S1408退出。该数据类型检测方法14完成并在步骤S1408中退出。在一些实施例中，该字符检测器包括一BPSK字符检测器和一S-QPSK检测器。当该BPSK检测器检测到该BPSK调制存在于（present）该第一OFDM字符VHT-SIG-A-1中，并且不存在于（absent）该第二OFDM字符VHT-SIG-A-2中，或该S-QPSK检测到该S-QPSK调制不存在于该第一OFDM字符VHT-SIG-A-1，并且存在于该第二OFDM字符VHT-SIG-A-2中，或上述两种方式兼而有之时，该字符检测器可确定该数据包属于用于未来一代的WLAN通信协议。

可通过比较沿横轴（同相分量）的能量与沿纵轴（正交分量）的能量，来检测该BPSK调制。当横轴上的能量超过纵轴上的能量时，该字符检测器确定该OFDM字符是经过BPSK调制的。相反，当纵轴上的能量超过了横轴的能源时，该字符检测器确定出一个经QBPSK调制过的字符。

在热噪声（thermal noise）和频率选择性衰落（frequency selective fading）存在时，可根据如下所述完成SQPSK的调制检测。假设x_1,i和x_2,i是对应于该已传送的SQPSK字符对s_1,i,s_2,i的等同的接收到的信号。首先，度量κ为：

$\mathrm{\κ}=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{sign}\left(r_{1,i}\right)\mathrm{sign}\left(r_{2,i}\right)\min \left(\right|r_{1,i}|,|r_{2,i}\left|\right)-\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{sign}\left(q_{1,i}\right)\mathrm{sign}\left(q_{2,i}\right)\min \left(\right|q_{1,i}|,|q_{2,i}\left|\right)---\left(4\right)$

其中

r_1,i＝real(s_1，i)

r_2,i＝real(s_2,i)

q_1，i＝imag(s_1，i)

q_2,i＝imag(s_1，i)

度量κ的正值表示S-QPSK调制。该度量正值越大，采用该SQPSK调制的可能性越高。另外，可以使用一个简化的度量。表示为κ_s的该简化的度量被定义为：

${\mathrm{\κ}}_s=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{sign}\left(r_{1,i}\right)\mathrm{sign}\left(r_{2,i}\right)-\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{sign}\left(q_{1,i}\right)\mathrm{sign}\left(q_{2,i}\right)---\left(5\right)$

图15是本发明另一实施例的数据类型检测方法15的流程图，其通过一WLAN设备对该标头区VHT-SIG-A进行解调。该WLAN设备可以是一个接入点或一个移动站。该数据类型检测方法15可包含图3的传送器3。该数据类型检测方法15与方法14相同，区别在于该第一和第二标头字符VHT-SIG-A-1和VHT-SIG-A-2被检测S-QPSK调制（S1502，S1504），且只有当标头字符是经过S-QPSK调制的，该字符检测器才确定该接收到的数据包是未来一代WLAN数据包。

本文中所使用的术语“确定”包括估测、计算、处理、派生、调查、查询（例如，在一个表格、数据库或其他数据结构中查询）、查明等等。此外，“确定”可包括解决、挑选、选择、建立等等。

与本发明相关联的各种说明性的逻辑块、模块和电路，可使用通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、字段可编程门阵列信号（FPGA）或其它用来执行上述功能的可编程的逻辑器件、独立逻辑闸或晶体管逻辑、独立硬件元件或其结合来实施或执行。该通用处理器可以是微处理器，但在替换实施例中，该处理器可以是任何市面上可用的处理器、控制器、微控制器或状态机。

上述各种逻辑块、模块、以及电路的操作和功能可以在能够通过处理器访问和执行的电路硬件或嵌入式软件代码中实现。

虽然本发明已以较佳实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明。相反，本發明涵盖（本领域技术人员易知的）各种均等修改與类似结构。因此，本发明的权利要求界定了最大的保护范围，以包括全部此类的均等修改與类似结构。

Claims (34)

1.一种无线局域网（WLAN）设备，用以产生一物理层（PHY）协议数据单元（PPDU），该物理层协议数据单元包括用于传输的一前导区、一标头区以及一有效载荷区，该无线局域网设备包括：

一MAC模块，用于产生包括该传输的带宽信息的一标头数据序列；

一调制器，用于使用扩展的QPSK调制对该标头数据序列进行调制，以产生该物理层协议数据单元的标头区；以及

一射频模块，用于传送该标头区。

2.如权利要求1所述的无线局域网设备，其特征在于，该调制器将该标头数据序列分为两部分，且使用该S-QPSK调制对该两部分进行调制，以产生两个OFDM字符。

3.如权利要求1所述的无线局域网设备，其特征在于，该调制器将该标头数据序列分为第一部分和第二部分，且使用BPSK调制对该第一部分进行调制以产生该标头区的第一OFDM字符，以及使用S-QPSK调制对该第二部分进行调制以产生该标头区的第二OFDM字符。

4.如权利要求1所述的无线局域网设备，其特征在于，该调制器使用该扩展的QPSK调制对该标头数据序列进行调制，以产生包括第一和第二子字符的OFDM字符，每个该第一和第二子字符在一分离的子载波上传输。

5.如权利要求4所述的无线局域网设备，其特征在于，该射频模块在由恒定的频率偏移进行分离的两个子载波上传输该第一和第二子字符。

6.如权利要求4所述的无线局域网设备，其特征在于，该第二子字符是该第一子字符的共轭。

7.如权利要求1所述的无线局域网设备，进一步包括一编码器，其在一单独的前向纠错(FEC)代码块中对该标头数据序列编码。

8.如权利要求1所述的无线局域网设备，进一步包括一编码器，其在一卷积代码块中对该标头数据序列编码。

9.一种无线局域网（WLAN）设备，接收包括一前导区、一标头区以及一有效载荷区的一物理层（PHY）协议数据单元（PPDU）的传输数据，该无线局域网设备包括：

一射频模块，用于接收包括该标头区的物理层协议数据单元，其中该标头区包括数据传输的带宽信息；以及

一字符检测器，用于确定该标头区是否是经过S-QPSK调制，且当该标头区是S-QPSK调制时，确定该物理层协议数据单元符合一无线局域网通信协议。

10.如权利要求9所述的无线局域网设备，其特征在于，该标头区包括两个OFDM字符，且当该两个OFDM字符是S-QPSK调制时，该字符检测器确定该物理层协议数据单元符合该无线局域网通信协议。

11.如权利要求9所述的无线局域网设备，其特征在于，该标头区包括两个OFDM字符，且当该标头区中的一个OFDM字符是BPSK调制，以及该标头区中的另外一个OFDM字符是S-QPSK调制时，该字符检测器确定该物理层协议数据单元符合该无线局域网通信协议。

12.如权利要求9所述的无线局域网设备，其特征在于，该标头区包括两个OFDM字符，且当检测到该标头区中的一个OFDM字符是BPSK调制，以及该标头区中的另外一个OFDM字符不存在BPSK调制时，该字符检测器确定该物理层协议数据单元符合该无线局域网通信协议。

13.如权利要求9所述的无线局域网设备，其特征在于，该标头区包括具有两个子字符的一OFDM字符，且该射频模块在两个独立的子载波上接收该两个子字符。

14.如权利要求12所述的无线局域网设备，其特征在于，该射频模块在由一恒定频率偏移分离的两个子载波上接收该两个子字符。

15.如权利要求12所述的无线局域网设备，其特征在于，其中一个该两个子字符是另外一个子字符的共轭。

16.如权利要求9所述的无线局域网设备，进一步包括一解码器，用于使用前向纠错对该标头区解码。

17.如权利要求9所述的无线局域网设备，进一步包括一解码器，用于使用维特比（Viterbi）解码算法对该标头区解码。

18.一种方法，通过一无线局域网（WLAN）设备产生一物理层（PHY）协议数据单元（PPDU），该物理层协议数据单元包括用于传输的一前导区、一标头区以及一有效载荷区，该无线局域网设备包括：

一MAC模块，用于产生包括传输带宽信息的一标头数据序列；

一调制器，用于调制使用扩展的QPSK调制的该标头数据序列，以产生该物理层协议数据单元的标头区；以及

一射频模块，用于传送该标头区。

19.如权利要求18所述的方法，进一步包括将该标头数据序列分为两部分的一调制器，且其中，该调制步骤包括该调制器使用S-QPSK调制对该两个部分进行调制，以产生两个OFDM字符。

20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包括将该标头数据序列分为第一部分和第二部分的调制器，且其中，该调制步骤包括该调制器使用BPSK调制对该第一部分进行调制以产生该标头区的第一OFDM字符，以及使用S-QPSK调制对该第二部分进行调制以产生该标头区的第二OFDM字符。

21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，该调制步骤包括该调制器使用该S-QPSK调制对该标头数据序列进行调制，以产生包括第一和第二子字符的OFDM字符，每个该第一和第二子字符在一分离的子载波上传输。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，该传输步骤包括该射频模块在由恒定的频率偏移进行分离的两个子载波上传输该第一和第二子字符。

23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，该第二子字符是该第一子字符的共轭。

24.如权利要求18所述的方法，进一步包括一编码器在一单独的前向纠错(FEC)代码块中对该标头数据序列编码。

25.如权利要求18所述的方法，进一步包括一编码器在一卷积代码块中对该标头数据序列编码。

26.一种方法，通过一无线局域网（WLAN）设备接收包括一前导区、一标头区以及一有效载荷区的一物理层（PHY）协议数据单元（PPDU）的传输数据，该无线局域网设备包括：

一射频模块，用于接收包括该标头区的物理层协议数据单元，其中该标头区包括数据传输的带宽信息；以及

一字符检测器，用于确定该标头区是否是经过S-QPSK调制，且当该标头区是S-QPSK调制时，确定该物理层协议数据单元符合一无线局域网通信协议。

27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，该标头区包括两个OFDM字符，且确定该物理层协议数据单元符合该无线局域网通信协议的步骤包括当该两个OFDM字符是S-QPSK调制时，该字符检测器确定该物理层协议数据单元符合该无线局域网通信协议。

28.如权利要求26所述的方法，其特征在于，该标头区包括两个OFDM字符，且确定该物理层协议数据单元符合该无线局域网通信协议的步骤包括当该标头区中的一个OFDM字符是BPSK调制，以及该标头区中的另外一个OFDM字符是S-QPSK调制时，该字符检测器确定该物理层协议数据单元符合该无线局域网通信协议。

29.如权利要求26所述的方法，其特征在于，该标头区包括两个OFDM字符，且确定该物理层协议数据单元符合该无线局域网通信协议的步骤包括当检测到该标头区中的一个OFDM字符是BPSK调制，以及该标头区中的另外一个OFDM字符不存在BPSK调制时，该字符检测器确定该物理层协议数据单元符合该无线局域网通信协议。

30.如权利要求26所述的方法，其特征在于，该标头区包括具有两个子字符的一OFDM字符，且该接收步骤包括该射频模块在两个独立的子载波上接收该两个子字符。

31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，该接收步骤包括该射频模块在由一恒定频率偏移分离的两个子载波上接收该两个子字符。

32.如权利要求30所述的方法，其特征在于，其中一个该两个子字符是另外一个子字符的共轭。

33.如权利要求26所述的方法，进一步包括一解码器使用前向纠错对该标头区解码。

34.如权利要求26所述的方法，进一步包括一解码器使用维特比（Viterbi）解码算法对该标头区解码。

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