CN103997721B - 无线通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线通信设备。该无线通信设备包括：无线电接收单元，该无线电接收单元接收具有遵循IEEE802.11a和/或IEEE802.11n的格式的分组，所述格式包括第二格式部分和所述第二格式部分以外的第一格式部分，所述第二格式部分遵循极高吞吐量VHT，并且所述第二格式部分包括第一VHT信号、第二VHT信号、VHT数据；以及解调和解码单元，被配置为：基于BPSK的信号布置解调所述第一格式部分和所述第二VHT信号，基于相对于BPSK的信号布置90度旋转的信号布置解调所述第一VHT信号，解调所述VHT数据；其中，所述第二VHT信号被布置为在所述第一VHT信号之后、在所述VHT数据之前。

Description

无线通信设备
本申请为2010年1月18日提交的国际申请号为PCT/JP2010/050494、发明名称为“无线通信设备和无线通信方法”的PCT申请的分案申请，该PCT申请进入中国国家阶段日期为2011年8月29日，国家申请号为201080009799.0。
技术领域
本发明涉及无线通信设备和无线通信方法。
背景技术
今年来，已经开发出了与无线通信加速有关的多种技术。例如，IEEE802.11n(下文中称为11n)(其是用于无线通信的标准规范的其中之一)采用了MIMO(多输入多输出)方案，其中，发送机和接收机各自具有多个天线并且在假定天线之间的传送路径为彼此独立的虚拟通信信道的情况下执行通信，从而相比于诸如现有的IEEE802.11a(下文中称为11a)之类的通信方案实现了吞吐量的大幅提高。
按照这种方式，在11n中一定程度上实现了吞吐量的提高。然而，应对渐增的内容信息量需要进一步的加速。
在对新通信方案的研究中，考虑与另一通信方案的兼容性是很重要的。例如，优选地，11n具有与诸如11a之类的现有通信标准的向后兼容性。因此，能够接收11n分组的无线通信设备通常被设计成既能够接收11a分组的分组又能够接收11n分组的分组。
此外，当接收侧无线通信设备完成接收数据分组时，其向发送侧无线通信设备发送ACK(ACK是一种响应信号)以便通知分组已被成功地接收。在11a和11n中，例如，从数据分组的接收结束到ACK的发送开始的允许时间被规定为按照SIFS(短帧间间隔)的16μs。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP2008-118692A
发明内容
技术问题
实现比现有的通信方案更高的吞吐量的一种手段是增加无线通信设备的天线的数量。然而，天线数量的增加会导致处理多个流信道的计算复杂性，例如执行流信道的空间分离的计算复杂性增大。
执行流信道的空间分离的计算复杂性随着天线数量的增加而指数地增大。因此，无线通信设备的天线的数量增加会导致如下问题：例如，用于类似空间分离的处理的计算没在按照SIFS规定的时间内完成。在这样的情况中，具有增加了数量的天线的无线通信设备存在不能保持与规定SIFS的通信方案(诸如11a和11n)的兼容性的问题。
本发明是鉴于前述情况而被完成的，并且本发明的一个目的是提供一种能够保持与多个通信方案的兼容性并且能够在各自通信方案规定的允许时间内发送回响应信号的新颖并且经改进的无线通信设备和无线通信方法。
问题的解决方案
为了解决上述问题，根据本发明的一方面，提供了一种无线通信设备，该无线通信设备包括：无线电接收单元，该无线电接收单元接收具有遵循第一通信方案的格式的分组，所述格式包括第二格式部分和所述第二格式部分以外的第一格式部分，所述第二格式部分遵循第二通信方案，所述第二通信方案利用比所述第一通信方案更高的频带；以及处理单元，该处理单元在所述分组中的所述第一格式部分的解调和解码完成时输出响应信号，而不论所述第二格式部分的解调和解码是否完成。
该无线通信设备还可包括确定单元，该确定单元确定所述分组的格式是否包含所述第二格式部分。
所述确定单元可基于所述第一格式部分的头的信号布置来确定所述分组的格式是否包含所述第二格式部分。
所述确定单元可基于所述分组中与所述第二格式部分的头相对应的位置的信号布置来确定所述分组的格式是否包含所述第二格式部分。
该无线通信设备还可包括存储器单元，该存储器单元临时地存储所述分组的所述第二格式部分。
该无线通信设备还可包括算术单元，该算术单元利用算术逻辑设备通过软件来处理存储在所述存储器单元中的所述第二格式部分。
所述分组可以是其中所述第一格式部分和所述第二格式部分彼此独立地被编码的分组。
所述无线电接收单元可包括频率偏移补偿单元，该频率偏移补偿单元通过利用所述第一格式部分来补偿所述第二格式部分的频率偏移。
在所述第二格式部分中可比在所述第一格式部分中复用更多数量的子载波。
所述第二格式部分可比所述第一格式部分利用更长的时间交织长度而被时间交织。
所述第二格式部分可通过里德-所罗门(Reed-Solomon)编码方式而被编码。
此外，为了解决上述问题，根据本发明的另一方面，提供了一种无线通信方法，该无线通信方法包括以下步骤：接收具有遵循第一通信方案的格式的分组，所述格式包括第二格式部分和所述第二格式部分以外的第一格式部分，所述第二格式部分遵循第二通信方案，所述第二通信方案利用比所述第一通信方案更高的频带；对所述第一格式部分进行解调和解码；在所述第一格式部分的解调和解码完成时输出响应信号，而不论所述第二格式部分的解调和解码是否完成。
根据本发明的再一方面，提供了一种无线通信设备，该无线通信设备包括：无线电接收单元，该无线电接收单元接收具有遵循IEEE802.11a和/或IEEE802.11n的格式的分组，所述格式包括第二格式部分和所述第二格式部分以外的第一格式部分，所述第二格式部分遵循极高吞吐量VHT，并且所述第二格式部分包括第一VHT信号、第二VHT信号、VHT数据；以及解调和解码单元，被配置为：基于BPSK的信号布置解调所述第一格式部分和所述第二VHT信号，基于相对于BPSK的信号布置90度旋转的信号布置解调所述第一VHT信号，解调所述VHT数据；其中，所述第二VHT信号被布置为在所述第一VHT信号之后、在所述VHT数据之前。
根据本发明的又一方面，提供了一种无线通信设备，该无线通信设备发送具有遵循IEEE802.11a和/或IEEE802.11n的格式的分组，所述格式包括第二格式部分和所述第二格式部分以外的第一格式部分，所述第二格式部分遵循极高吞吐量VHT，并且所述第二格式部分包括第一VHT信号、第二VHT信号、VHT数据，该无线通信设备包括：编码和调制单元，被配置为：基于BPSK的信号布置调制所述第一格式部分和所述第二VHT信号，基于相对于BPSK的信号布置90度旋转的信号布置调制所述第一VHT信号，调制所述VHT数据；以及无线电发送单元，被配置为发送所述分组；其中，所述第二VHT信号被布置为在所述第一VHT信号之后、在所述VHT数据之前。
发明的有益效果
如上所述，根据本发明，可提供一种能够保持与多个通信方案的兼容性并且能够在各自通信方案规定的允许时间内发送回响应信号的无线通信设备和无线通信方法。
附图说明
[图1]图1是示出一般的MIMO无线通信系统的示意图；
[图2]图2是图示出在根据一个实施例的无线通信系统中的分组发送/接收序列的说明图；
[图3]图3是示出分组格式的示例的说明图；
[图4]图4是示出分组格式的另一示例的说明图；
[图5]图5是示出根据一个实施例的无线通信设备的配置的框图；
[图6]图6是示出图5中的无线通信设备的无线电接收单元的细节的框图；
[图7]图7是示出图5中的无线通信设备的确定控制单元的细节的框图；
[图8]图8是示出图5中的无线通信设备的解调和解码单元的细节的框图；
[图9]图9是示出图5中的无线通信设备的编码和调制单元的细节的框图；
[图10]图10是示出图5中的无线通信设备的无线电发送单元的细节的框图；
[图11]图11是示出数据分组的HT-SIG的信号布置的示例的说明图；
[图12]图12是示出数据分组的VHT-SIG的信号布置的示例的说明图；
[图13]图13是示出其中子载波间隔被改变了的替代示例的说明图；
[图14]图14是示出图7中的确定单元的替代示例的框图；
[图15]图15是图示出现有的分组发送/接收序列的说明图。
标号列表
100 无线通信设备
110 天线单元
120 无线电接收单元
130、230 确定控制单元
132、232 确定单元
134、234 存储器单元
239 算术单元
140 信道均衡单元
150 解调和解码单元
160 处理单元
170 编码和调制单元
180 无线电发送单元
具体实施方式
下面，将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。注意，在说明书书和附图中，具有基本相同功能和结构的元件被以相同的标号来表示，并且重复描述被省略。
注意，下文中将按照如下顺序来提供“具体实施方式”。
1.无线通信设备的概要
1-1.背景
1-2.根据本发明的一个实施例的分组发送/接收序列
2.分组格式
3.无线通信设备的功能配置
3-1.无线通信设备的总体配置
3-2.天线单元的配置
3-3.无线电接收单元的配置
3-4.确定控制单元的配置
3-5.信道均衡单元的配置
3-6.解调和解码单元的配置
3-7.处理单元的配置
3-8.编码和调制单元的配置
3-9.无线电发送单元的配置
4.分组格式的确定方法
5.替代示例
5-1.替代示例1(子载波间隔的替代示例)
5-2.替代示例2(确定控制单元的替代示例)
<1.无线通信设备的概要>
[1-1.背景]
首先，将参考图1和图15来描述利用MIMO技术的一般无线通信系统10。图1是示出了一般MIMO无线通信系统的示意图。
无线通信系统10包括无线通信设备100a和无线通信设备100b。无线通信设备100a具有M数量的发送天线。此外，无线通信设备100b具有N数量的接收天线。
无线通信设备100a将通过对k数量的数据进行空间编码所生成的无线电信号分发到M数量的发送天线并且将它们发出到各MIMO信道。另一方面，无线通信设备100b经由MIMO信道通过N数量的接收天线来接收从无线通信设备100a发送的无线电信号，对这些无线电信号进行空间解码从而获得k数量的接收数据。
因此，MIMO通信中的通信信道的特性用M行N列的信道矩阵H来表示，该信道矩阵H以与发送侧的无线通信设备100a的M数量的发送天线和接收侧的无线通信设备100b的N数量的接收天线的每一对相对应的信道特性作为元素。
无线通信设备100b例如通过诸如前导信号或导频信号之类的已知信号来估计信道矩阵H。然后，无线通信设备100b通过利用估计出的信道矩阵H来对所接收到的信号执行空间分离。按照这种方式，流信道的空间分离处理包括矩阵计算。因此，针对流信道的空间分离的计算复杂性根据天线数量而指数地增大。
接下来，参考图15来描述分组的发送/接收序列的一般示例。图15是图示出遵循现有的通信方案的分组的发送/接收序列的说明图。在诸如11a和11n的通信方案中，例如，RTS/CTS(请求发送/清除发送)方案被采用作为针对隐藏终端的对策。
在RTS/CTS中，发送侧无线通信设备(下文中称为发送设备，其作为数据分组的发送源)首先发送RTS。作为对RTS的响应，已经接收到RTS的接收侧无线通信设备(下文中称为接收设备)向发送设备发送通知接收准备完成的CTS。然后，在接收到CTS之后，发送设备向接收设备发送数据分组。
此外，在完成数据分组接收之后，接收设备向发送设备发送作为响应信号的ACK以通知分组已经成功被接收。从数据分组的接收结束到ACK的发送开始的允许时间一般由各通信方案规定。在11a和11n中，例如，此允许时间被规定为按照SIFS的16μs。
11n是被规定为假定使用了多达4×4个天线的通信方案。因此，当天线的数量为4×4个以上以便对于11n实现较高吞吐量时，在某些情况中，由于如上所述的计算复杂性的增大，接收设备将不能在由给定通信方案规定的允许时间内发送回响应信号。在接收设备不能在由给定通信方案规定的时间内发送回响应信号的情况中，此无线通信设备不能保持与所述通信方案的兼容性。
鉴于上述，作为保持与各通信方案的兼容性的一种手段，考虑增强空间分离等处理的计算速度以在允许时间内完成计算并发送回响应信号。例如，为了增强计算速度，专用处理电路可被结合到无线通信设备中。然而，在此情况中，无线通信设备的硬件大小增大了。
另一方面，为了防止硬件大小的增大并保持与各通信方案的兼容性，根据本发明的一个实施例的无线通信设备和无线通信方法在由通信方案规定的时间内发送回响应信号并且还允许充分的处理时间用于空间分离等的计算。下文中，描述实现此无线通信设备和无线通信方法的具体手段。
[1-2.根据本发明的一个实施例的分组发送/接收序列]
首先，参考图2来描述根据本发明的一个实施例的分组发送/接收序列。图2是图示出根据本发明的一个实施例的分组发送/接收序列的说明图。
在根据本发明的一个实施例的分组发送/接收序列中，采用在图15中所示的一般示例中描述的RTS/CTS方案。
注意，在本实施例中被发送和接收的数据分组是具有遵循第一通信方案的格式的分组，并且所述格式包括第二格式部分(图中的阴影区域)和第二格式部分以外的第一格式部分，第二格式部分遵循第二通信方案，第二通信方案利用比第一通信方案更高的频带。第一通信方案和第二通信方案都是用于无线通信的通信方案。第一通信方案例如可以是11a和11n。另一方面，第二通信方案例如可以是VHT(极高吞吐量)。VHT是继11n之后的无线通信方案，并且其是利用比11n更高频带的无线通信方案。
在图2中，接收侧通信设备(作为接收设备)接收数据分组并首先开始对第一格式部分进行解调和解码。对第一格式部分的解调和解码例如在图2中所示的时段T1内被完成。然后，在完成对第一格式部分的解调和解码时，接收设备发送作为响应信号的ACK，而不管对第二格式部分的解调和解码是否完成。接收设备从而可在由第一通信方案规定的SIFS等的允许时间内发送回ACK。
此外，在完成对第一格式部分的解调和解码之后，接收设备例如在图2中所示的时段T2内执行对第二格式部分的解调和解码。因此，允许了充分的处理时间用于对第二格式部分的解调和解码。注意，在完成对第二格式部分的解调和解码之后，接收设备还可通过利用诸如延迟ACK之类的技术发送针对第二格式部分的响应信号。
<2.分组格式>
接下来，参考图3和图4来描述上述数据分组的格式。图3是示出分数格式的示例的说明图。图4是示出分组格式的另一示例的说明图。
下文中，在本实施例中描述其中第一通信方案是11n并且第二通信方案是VHT的情况。当第一通信方案是11n时，第一格式部分被称为11n格式部分。此外，当第二通信方案是VHT时，第二格式部分被称为VHT格式部分。
在图3中所示的数据分组30是其中VHT格式部分(图中的阴影区域)被嵌入在具有11n格式的分组的数据部分的后半部分中的示例。11n格式部分(图中阴影区域以外的部分)包含L-STF、L-LTF、L-SIG、HT-SIG和HT-DATA。另一方面，VHT格式部分包含VHT-SIG、VHT-STF、VHT-LTF和VHT-DATA。
在接收VHT格式之前，接收设备通过诸如11a或11n之类的第一通信方案执行通信。因此，在接收VHT格式部分时，天线配置被改变。因此，有必要再次执行诸如AGC(自动增益控制)和信道矩阵获取之类的处理。因此，VHT格式部分包含诸如VHT-SIG、VHT-STF和VHT-LTF之类的前导，以便在接收VHT格式部分时执行AGC和信道矩阵获取。
在图4中所示的数据分组40是其中VHT格式部分被嵌入在具有11n格式的分组的数据部分的中间部分的示例。11n格式部分包含L-STF、L-LTF、L-SIG、HT-SIG、HT-DATA的前半部分和HT-DATA的后半部分。另一方面，VHT格式部分包含VHT-SIG、VHT-STF、VHT-LTF和VHT-DATA。
在数据分组30中，数据分组的结束部分被包含在VHT格式中，因此发送和接收数据分组30的无线通信设备需要额外地插入用于确定数据分组的结束的处理。另一方面，在数据分组40中，数据分组的结束部分被包含在11n格式中。因此，数据分组40的使用具有无需额外地插入用于确定数据分组的结束的处理的优势。
此外，另一方面，在数据分组40中，11n格式部分被分离到前端和后端。因此，发送数据分组40的无线通信设备通过跳过VHT格式部分来执行例如诸如频率交织、卷积编码和加扰之类的处理。然而，发送和接收数据分组30的无线通信设备没有此需求，因此在设备方面具有优势。
虽然在图3和中所示的数据分组是其中VHT格式部分被嵌入在11n格式的分组中的分组，但是并不限于此。例如，数据分组可以是具有遵循诸如11a的另外的通信方案的格式的分组。
此外，虽然未示出，但是数据分组可以具有其中VHT格式被嵌入在数据部分的前半部分中的结构。另外，数据分组的数据部分的整个部分可以是VHT格式。
<3.无线通信设备的功能配置>
[3-1.无线通信设备的总体配置]
接下来，参考图5到图10来描述根据本发明的一个实施例的无线通信设备100的功能配置。首先参考图5描述无线通信设备100的总体配置，之后描述各个部分的细节。
下面，当没有特别说明时，通过图示说明来描述处理图3中所示的数据分组的情况。
根据本发明的一个实施例的无线通信设备100主要包括天线单元110、无线电接收单元120、确定控制单元130、信道均衡单元140、解调和解码单元150、处理单元160、编码和调制单元170以及无线电发送单元180。
[3-2.天线单元的配置]
天线单元110例如接收来自另一无线通信设备的无线电信号，并且将所接收的信号输出到无线电接收单元120。此外，天线单元110将从无线电发送单元180输入的发送信号发送到另一无线通信设备。
天线单元110包括多个天线和与天线的数量相对应的多个开关(SW)。在本实施例中，包括两个天线的情况作为示例被描述，以便于容易说明。
[3-3.无线电接收单元的配置]
无线电接收单元120例如将由天线单元110接收的接收信号从模拟信号转换成数字信号，并且将其输出到确定控制单元130。
下文中参考图6来描述无线电接收单元120的详细功能配置。图6是示出无线通信设备100的无线电接收单元120的细节的框图。无线电接收单元120主要包括多个接收模拟电路121、多个AD(模拟到数字)转换单元122、同步单元123、频率偏移补偿单元124、保护间隔移除单元125和FFT(快速傅立叶变换)单元126。
接收模拟电路121对从天线单元110输入的接收信号执行诸如信号放大和频率变换之类的各种信号处理，并且将此接收信号输出到AD转换单元122。
AD转换单元122将从接收模拟电路121输入的接收信号转换成数字信号，并且将此接收信号输出到同步单元123。
同步单元123例如从AD转换单元122输入的接收信号辨认分组的头并且检测同步定时，并且将此接收信号输出到频率偏移补偿单元124。
频率偏移补偿单元124从自同步单元123输入的接收信号估计频率偏移，并且利用估计出的频率偏移来校正此接收信号。频率偏移补偿单元124将经校正的接收信号输出到保护间隔移除单元125。
保护间隔移除单元125从自频率偏移补偿单元124输入的接收信号移除在发送设备中添加的保护间隔，并且将移除了保护间隔的此接收数据输出到FFT单元126。
FFT单元126将从保护间隔移除单元125输入的时间域中的接收信号分支成频率域中的子载波信号，并且将其输出到确定控制单元130。
[3-4.确定控制单元的配置]
确定控制单元130确定从无线电接收单元120输入的的接收信号中所包含的分组的类型，并且进行控制以按照预定的顺序将此接收信号输出到信道均衡单元140。
下文中参考图7来描述确定控制单元130的详细配置。图7是示出无线通信设备100的确定控制单元130的细节的框图。确定控制单元130主要包括确定单元132、存储器单元134、调度器136和选择单元138。
确定单元132确定从无线电接收单元120输入的接收信号中所包含的分组的类型。具体地，确定单元132确定从无线电接收单元120输入的接收信号中所包含的分组的格式是否包含VHT格式部分。
当分组的格式包含VHT格式部分时，确定单元132将VHT格式部分输出到存储器单元134。此外，确定单元132将11n格式部分输出到选择单元138。当当分组的格式不包含VHT格式部分时，确定单元132将分组输出到选择单元138。
例如，确定单元132可基于11n格式部分的头的信号布置的差别来确定所接收的分组的类型。此外，确定单元132可基于与VHT格式部分的头相对应的位置的信号布置的差别来确定所接收的分组的类型。在其中VHT的头之前不存在L-DATA或HT-DATA并且VHT格式部分紧在11n的头之后的分组被用作包含VHT格式的分组的情况中，对应于VHT格式部分的头的位置的信号布置可被用于确定分组的配置。此外，稍后详细描述这样的确定方法。
存储器单元134临时地存储从确定单元132输入的VHT格式部分。存储器单元134基于调度器136的控制将接收信号的VHT格式输出到选择单元138。
调度器136基于有关从确定单元132输入的接收信号的信息来控制11n格式部分的处理定时和VHT格式部分的处理，以优先处理11n格式部分。调度器136可控制处理定时以使得在完成对11n格式部分的处理之后再执行对VHT格式部分的处理。替代地，调度器136可控制处理定时以使得利用11n格式部分的处理的空闲时间来执行对VHT格式部分的处理。
选择单元138将根据调度器136的控制来输出接收信号的从确定单元132输入的11n格式部分和存储在存储器单元134中的VHT格式部分。
[3-5.信道均衡单元的配置]
返回到图5，信道均衡单元140被描述。信道均衡单元140估计信道矩阵H，信道矩阵H以对应于图1中所图示出的发送侧的M数量的天线和接收侧的N数量的天线中每一对的信道特性作为元素。信道均衡单元140通过利用信道矩阵H来对接收信号进行均衡，并且将均衡后的接收信号输出到解调和解码单元150。
[3-6.解调和解码单元的配置]
解调和解码单元150对从信道均衡单元140输入的接收信号执行解调和解码，并且将此接收信号输出到处理单元160。
下文中参考图8来描述解调和解码单元150的详细配置。图8是示出无线通信设备100的解调和解码单元150的细节的框图。解调和解码单元150主要包括相位旋转校正单元152、子载波解调单元154、去交织单元156和解码单元158。
相位旋转校正单元152通过利用从信道均衡单元140输入的接收信号中所包含的已知信号图案(pattern)来检测接收信号的相位的偏移，并且校正检测到的偏移。相位旋转校正单元152将经相位偏移校正后的此接收信号输出到子载波解调单元154。
子载波解调单元154针对每个子载波对从相位旋转校正单元152输入的接收信号进行解调，并且将经解调的接收信号输出到去交织单元156。
去交织单元156将从子载波解调单元154输入的接收信号上的已经在发送设备中通过交织被交织的数据比特的布置改变成原始布置，并且将此接收信号输出到解码单元158。
解码单元158根据在发送设备中执行了的编码方案来对从去交织单元156输入的接收信号进行解码，并且将此接收信号输出到处理单元160。
[3-7.处理单元的配置]
返回到图5，处理单元160被描述。处理单元160具有对从解调和解码单元150输入的接收信号的MAC和更高层进行处理的功能。在完成对11n格式部分的解调和解码之后，处理单元160向编码和调制单元170输出响应信号，而不论对VHT格式部分的解调和解码是否完成。
具体地，当无线电信号被接收到时，处理单元160在由诸如11a或11n之类的第一通信方案按照SIFS规定的时间内发送响应信号。因此，诸如VHT之类的第二通信方案可保持与第一通信方案的兼容性。此外，解调和解码单元150可允许充分的处理时间用于对VHT格式部分的解调和解码。
此外，在从无线通信设备100发送无线电信号时，处理单元160向编码和调制单元170发送发送信号。
[3-8.编码和调制单元的配置]
编码和调制单元170对从处理单元160输入的发送信号执行编码和调制，并且将此发送信号输出到无线电发送单元180。
下文中参考图9来描述编码和调制单元170的详细配置。图9是示出无线通信设备100的编码和调制单元170的细节的框图。编码和调制单元170主要包括编码单元172、交织单元174和子载波调制单元176。
编码单元172对从处理单元160输入的发送信号进行编码，并且将编码的发送信号输出到交织单元174。例如，编码单元172可执行用于误差检测的冗余编码，诸如卷积编码。此时，编码单元172单独地编码11n格式部分和11n格式部分。
此外，编码单元172可通过Reed-Solomon编码方式来编码VHT格式部分。通过Reed-Solomon编码方式进行编码具有高的纠错能力。然而，因为其要求大量的处理用于解码，所以其还未能用在需要高处理速度的领域中。在本实施例中，因为允许充分的处理时间用于对VHT格式部分的编码，所以可使用Reed-Solomon编码方式。
交织单元174对从编码单元172输入的发送信号的数据比特进行交织，并且将其输出到子载波调制单元176。例如，在利用诸如卷积编码之类的对于连续代码误差有低校正能力的编码的情况中，数据比特经交织的信号是高效的，并且例如，比特被互交换以使得相邻比特被以尽可能彼此远离的子载波来发送。
对于VHT格式部分，可允许充分的处理时间用于去交织。因此，交织单元174例如可通过利用比11n格式部分更长的时间交织长度来对VHT格式部分执行时间交织。利用比11n格式部分更长的时间交织长度被时间交织的VHT格式部分的纠错精度高于11n格式部分的纠错精度。
子载波调制单元176将从交织单元174输入的发送信号分离到子载波并对他们调制，并且将此发送信号输出到无线电发送单元180。
[3-9.无线电发送单元的配置]
无线电发送单元180例如对从编码和调制单元170输入的发送信号执行信号处理，还将发送信号从数字信号转换成模拟信号，并且将此发送信号输出到天线单元110。
下文中参考图10来描述无线电发送单元180的详细配置。图10是示出了无线通信设备100的无线电发送单元180的细节的框图。无线电发送单元180主要包括IFFT(逆快速傅立叶变换)单元181、保护间隔插入单元182、头插入单元183、多个DA(数字到模拟)转换单元184和多个发送模拟电路185。
IFFT单元181将从编码和调制单元170输入的频率域中的发送信号转换成时间域中的信号，并且将其输出到保护间隔插入单元182。
保护间隔插入单元182向从IFFT单元181输入的发送信号插入保护间隔，并且将其输出到头插入单元183。此时，例如通过将接收的发送信号的末端的一定时段拷贝并置于此发送信号的顶部来插入保护间隔。
头插入单元183向从保护间隔插入单元182输入的发送信号插入头。头例如是在图3和图4的示例中所示的L-STF、L-LTF、L-SIG、HT-SIG、VHT-SIG、VHT-STF、VHT-LTF等。
DA转换单元184将从头插入单元183输入的发送信号转换成模拟信号，并且将其输出到发送模拟电路185。
发送模拟电路185对从DA转换单元184输入的发送信号执行诸如信号放大和频率变换之类的各种信号处理，并且经此发送信号输出到天线单元110。
<4.分组格式的确定方法>
除了如上所述无线通信设备100接收包含VHT格式部分的分组以外，无线通信设备100还可以接收不包含VHT格式部分的分组。无线通信设备100依赖于所接收到的分组的格式是否包含VHT格式部分来在解调和解码的处理定时中执行不同的控制。因此，无线通信设备100如上所述在确定单元132中确定接收分组的类型。
因此，参考图11和图12来描述无线通信设备100的确定单元132基于头中的信号布置来确定分组的类型的方法的示例。图11是示出了HT-SIG的信号布置的示例的说明图。图12是示出了对应于VHT-SIG的位置的信号布置的示例的说明图。
确定单元132例如可基于接收信号的头的给定部分的IQ间隔中的信号布置来确定分组的类型。确定单元132可基于11n格式部分的头的IQ间隔中的信号布置来确定分组的类型，或者可基于对应于VHT格式部分的头的位置的IQ间隔中的信号布置来确定分组的类型。
首先，参考图11来描述132基于11n格式部分的头的IQ间隔中的信号布置(例如，HT-SIG的信号布置)来确定分组的类型的示例。例如，在11a和11n的情况中，数据分组中的HT-SIG的符号数量为2个OFDM符号。因此，下文中，第一符号被称为HT-SIG1，第二符号被称为HT-SIG2。
11a的HT-SIG1和HT-SIG2的信号布置都是BPSK的信号布置。此外，11n的HT-SIG1和HT-SIG2的信号布置都是BPSK的信号布置的90度旋转。因此，例如，对于具有包含VHT格式部分的格式的分组，HT-SIG1的信号布置是BPSK的信号布置的90度旋转，并且HT-SIG2的信号布置是BPSK的信号布置。确定单元132可基于这样的信号布置来确定分组的类型。
根据上述示例，当HT-SIG1的信号布置是BPSK的信号布置的90度旋转时，确定单元132可确定接收分组是具有遵循11n的格式的分组或者具有包含遵循VHT格式部分的格式的分组。此外，当HT-SIG2的信号布置是BPSK的信号布置时，确定单元132可确定接收分组是具有包含VHT格式部分的格式的分组。
接下来，参考图12描述确定单元132基于接收分组中的对应于VHT格式部分的头的位置的IQ间隔中的信号布置(例如，对应于VHT-SIG的位置的信号布置)来确定分组的类型的示例。VHT-SIG的符号数是2个OFDM符号。因此，下文中，第一个符号称为VHT-SIG1，并且第二个符号称为VHT-SIG2。
对于具有遵循11a的格式的分组，一般而言，当格式是VHT时对应于VHT-SIG1和VHT-SIG2的位置的信号布置都是BPSK的信号布置。此外，对于具有遵循11n的格式的分组，对应于VHT-SIG1和VHT-SIG2的位置的信号布置都是BPSK的信号布置的90度旋转。因此，例如，对于具有包含VHT格式部分的格式的分组，VHT-SIG1的信号布置是BPSK的信号布置的90度旋转，并且VHT-SIG2的信号布置是BPSK的信号布置。确定单元132可基于这样的信号布置来确定分组的类型。
根据上述示例，当接收分组中对应于VHT-SIG1的位置的信号布置是BPSK的信号布置的90度旋转时，确定单元132可确定接收分组是具有遵循11n的格式的分组或者具有包含遵循VHT格式部分的格式的分组。此外，当对应于VHT-SIG2的位置的信号布置是BPSK的信号布置时，确定单元132可确定接收分组是具有包含VHT格式部分的格式的分组。
图12中所示的数据分组整体上(不是一部分数据部分)具有VHT格式。在数据分组在直到HT-SIG为止与11n格式相同。此外，VHT格式紧在HT-SIG之后。因此，例如，在现有的11n格式部分和VHT格式部分之间不存在诸如HT-DATA之类的可变长度数据。因此，在利用具有这样的格式的分组作为包含VHT格式部分的数据分组的情况中，确定单元132可基于对应于VHT格式部分的头的位置的信号布置来确定分组的类型。
在如上所述基于对应于VHT格式部分的头的位置的信号布置的差别来确定分组的类型的情况中，因为此格式从L-STF到HT-AIG2与现有的11n相同，所以有硬件配置可容易地构建的优点。
注意，用于确定分组的类型的信号布置不限于上述示例，只要该信号布置对于各种分组类型是不同的从而可确定分组的类型即可。
此外，确定单元132可基于HT-SIG的信号布置来确定分组的类型，并且还可基于对应于VHT-SIG的位置的信号布置来确定分组的类型。通过按照这种方式执行两个阶段的确定，确定单元132可更准确地确定出分组的类型。
<5.替代示例>
下面描述前面所描述的根据本发明的一个实施例的无线通信设备100的各种替代示例。
[5-1.替代示例1(子载波间隔的替代示例)]
首先，参考图13来描述通过将VHT格式部分的子载波间隔设置得窄于11n格式部分的子载波间隔来提高吞吐量的替代示例。图13是示出其中子载波被改变了的替代示例的说明图。注意，下面描述的功能单元的标号对应于图5到图10中的功能框图中的标号。
一般地，误差发生在发送设备的载波频率和接收设备的载波频率之间。当误差发生时，输入到接收设备的FFT中的各子载波的中心频率统一地发生偏移，从而接收信号的特性被大大劣化。
为了校正此误差，频率偏移补偿单元124从接收信号的重复信号时段的相位旋转量来估计频率偏移。然后，频率偏移补偿单元124通过利用估计出的频率偏移来校正接收信号。
然而，由于热噪声等效应，频率偏移补偿单元124不能防止控制误差的发生。因此，称为残余载波频率偏移的误差发生。
相位旋转校正单元152通过利用从经信道均衡之后的子载波信号提取的称为导频子载波的已知信号来校正此残余载波频率偏移。
按照这种方式，通过频率偏移补偿单元124和相位旋转校正单元152的功能，无线通信设备100实现了高精度偏移补偿。例如，在对类似图3和图4中所示的数据分组的、在VHT格式部分之前具有11n格式部分的数据区域的分组的VHT格式部分执行频率偏移补偿的情况中，例如，频率偏移补偿单元124可通过利用11n格式部分来对VHT格式部分执行频率偏移补偿。频率偏移补偿单元124从而可高精度地对VHT格式部分执行频率偏移补偿。
当可对VHT格式部分做出高精度的频率偏移补偿时，交织单元174例如可对VHT格式部分中比11n格式部分多的子载波执行复用。具体地，通过设定较窄的子载波间隔，可比以前复用更大数量的子载波。例如，如在图13中所示，VHT格式部分的子载波间隔可被设定成11n格式部分的子载波间隔D的一半(D/2)。
通过设定较窄的子载波间隔，1个OFDM符号占用的时间被拉长。拉长1个OFDM符号占用的时间具有减小了保护间隔相对数据区域的比例的效果。保护间隔的比例的减小致使吞吐量提高。
[5-2.替代示例2(确定控制单元的替代示例)]
接下来，参考图14来描述作为确定控制单元130的替代示例的确定控制单元230。例如，确定控制单元230执行如下控制：确定从无线电接收单元120输入的接收信号中所包含的分组的类型并且将其分类成要被输出到信道均衡单元140的数据和要被239处理的数据。
图14是示出了无线通信设备100的确定控制单元230的细节的框图。确定控制单元230主要包括确定单元232、存储器单元234和算术单元239。
确定单元232确定从无线电接收单元120输入的分组的类型。然后，作为确定的结果，当分组的格式包含VHT格式部分时，确定单元232将VHT格式部分输出到存储器单元234。此外，确定单元232将11n格式部分输出到信道均衡单元140。此外，当分组的格式不包含VHT格式部分时，确定单元232将分组输出到信道均衡单元140。
存储器单元234临时地存储从确定单元232输入的VHT格式部分。存储器单元234将所存储的VHT格式部分输出到算术单元239。
算术单元239例如通过软件对从存储器单元234输入的接收数据执行用于解调和解码的算术运算，并且经此执行后的此接收数据输出到处理单元160。算术单元239例如是诸如CPU之类的算术逻辑设备。算术单元239从存储描述了诸如例如用于输入的VHT格式部分的数据的解调和解码之类的算术处理的过程的程序的存储介质读出程序，并且解译并执行该程序。
11n格式部分被输出到信道均衡单元140，被解调和解码单元150处理，并且然后被输出到处理单元160。在完成对11n格式部分的解调和解码之后，处理单元处理单元160向编码和调制单元170输出作为响应信号的ACK。因此，对于VHT格式部分，允许充分的处理时间以用于包括空间分离的系列处理，诸如解调和解码。无线通信设备100从而可具有通过CPU执行算术处理的配置，该配置比利用电路的算术运算要求更长的处理时间。
虽然以上已经参考附图描述了本发明的优选实施例，但是本发明当然不限于上述示例。本领域技术人员可在所附权利要求的范围内作出多种替代和修改，并且应当理解，这些替代和修改自然地落入本发明的技术范围内。
附记：
1.一种无线通信设备，包括：
无线电接收单元，该无线电接收单元接收具有遵循第一通信方案的格式的分组，所述格式包括第二格式部分和所述第二格式部分以外的第一格式部分，所述第二格式部分遵循第二通信方案，所述第二通信方案利用比所述第一通信方案更高的频带；以及
处理单元，该处理单元在所述分组中的所述第一格式部分的解调和解码完成时输出响应信号，而不论所述第二格式部分的解调和解码是否完成。
2.根据附记1所述的无线通信设备，还包括：
确定单元，该确定单元确定所述分组的格式是否包含所述第二格式部分。
3.根据附记2所述的无线通信设备，其中
所述确定单元基于所述第一格式部分的头的信号布置来确定所述分组的格式是否包含所述第二格式部分。
4.根据附记2所述的无线通信设备，其中
所述确定单元基于所述分组中与所述第二格式部分的头相对应的位置的信号布置来确定所述分组的格式是否包含所述第二格式部分。
5.根据附记1所述的无线通信设备，还包括：
存储器单元，该存储器单元临时地存储所述分组的所述第二格式部分。
6.根据附记5所述的无线通信设备，还包括：
算术单元，该算术单元利用算术逻辑设备通过软件来处理存储在所述存储器单元中的所述第二格式部分。
7.根据附记1所述的无线通信设备，其中
所述分组是其中所述第一格式部分和所述第二格式部分彼此独立地被编码的分组。
8.根据附记1所述的无线通信设备，其中
所述无线电接收单元包括频率偏移补偿单元，该频率偏移补偿单元通过利用所述第一格式部分来补偿所述第二格式部分的频率偏移。
9.根据附记8所述的无线通信设备，其中
在所述第二格式部分中比在所述第一格式部分中复用更多数量的子载波。
10.根据附记1所述的无线通信设备，其中
所述第二格式部分比所述第一格式部分利用更长的时间交织长度而被时间交织。
11.根据附记1所述的无线通信设备，其中
所述第二格式部分可通过里德-所罗门编码方式而被编码。
12.一种无线通信方法，包括：
接收具有遵循第一通信方案的格式的分组的步骤，所述格式包括第二格式部分和所述第二格式部分以外的第一格式部分，所述第二格式部分遵循第二通信方案，所述第二通信方案利用比所述第一通信方案更高的频带；
对所述第一格式部分进行解调和解码的步骤；以及
在所述第一格式部分的解调和解码完成时输出响应信号而不论所述第二格式部分的解调和解码是否完成的步骤。

Claims (8)

1.一种无线通信设备，包括：
无线电接收单元，该无线电接收单元接收具有遵循IEEE 802.11a和/或IEEE 802.11n和/或极高吞吐量VHT的格式的分组，所述格式包括第二格式部分和所述第二格式部分以外的第一格式部分，所述第二格式部分遵循VHT，并且所述第二格式部分包括第一VHT信号、第二VHT信号、VHT数据；以及
解调和解码单元，被配置为：
基于BPSK的信号布置或相对于BPSK的信号布置90度旋转的信号布置解调所述第一格式部分，
基于相对于BPSK的信号布置90度旋转的信号布置解调所述第一VHT信号，
解调所述VHT数据；以及
基于BPSK的信号布置解调所述第二VHT信号；
其中，所述第二VHT信号被布置为在所述第一VHT信号之后、在所述VHT数据之前。
2.根据权利要求1所述的无线通信设备，其中，所述第一格式部分包括L-STF、L-LTF，所述第二格式部分还包括VHT-STF、VHT-LTF。
3.根据权利要求1所述的无线通信设备，还包括：
天线单元，该天线单元接收来自另一无线通信设备的承载所述分组的无线电信号，并将所接收的无线电信号输出到所述无线电接收单元。
4.根据权利要求1所述的无线通信设备，还包括：
处理单元，该处理单元对来自解调和解码单元的解调数据的MAC和更高层进行处理。
5.一种无线通信设备，其发送具有遵循IEEE 802.11a和/或IEEE 802.11n和/或极高吞吐量VHT的格式的分组，所述格式包括第二格式部分和所述第二格式部分以外的第一格式部分，所述第二格式部分遵循VHT，并且所述第二格式部分包括第一VHT信号、第二VHT信号、VHT数据，该无线通信设备包括：
编码和调制单元，被配置为：
基于BPSK的信号布置或相对于BPSK的信号布置90度旋转的信号布置调制所述第一格式部分，
基于相对于BPSK的信号布置90度旋转的信号布置调制所述第一VHT信号，
调制所述VHT数据；以及
基于BPSK的信号布置解调所述第二VHT信号；以及
无线电发送单元，被配置为发送所述分组；
其中，所述第二VHT信号被布置为在所述第一VHT信号之后、在所述VHT数据之前。
6.根据权利要求5所述的无线通信设备，其中，所述第一格式部分包括L-STF、L-LTF，所述第二格式部分还包括VHT-STF、VHT-LTF。
7.根据权利要求5所述的无线通信设备，还包括：
天线单元，该天线单元向另一无线通信设备发送承载所述分组的无线电信号。
8.根据权利要求5所述的无线通信设备，还包括：
处理单元，该处理单元向所述编码和调制单元发送发送信号。
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