JP2008533945A - 1またはそれ以上の受信器を備えた無線通信システムにおける統合パケット検出 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図3
Description
802.11bパケットのプリアンブルはデータを含まない同期ビットを具備する。信号のプリアンブル部は、パケットの存在を検出し、信号及びチャネルパラーメータを推定するために用いられる。図5は、802.11bパケット検出器102の一実装を例示する。この実装において、パケット検出は入力を相互に関連付け、相関結果をチェックすることによりなされる。検出器102は、評価指標の対、c11b(802.11bに関する相関評価指標)及びp11b(802.11bに関するパワー評価指標)を、コントローラ12でのdetect_11bの策定における使用のために用意するか、検出器102は、例えばp11b/c11bまたはその他の変形などのc11b及びp11bの関数である単一の評価指標を用意してもよい。検出の判断をなすための上記評価指標の使用の一例として、ある閾値T_11bに関して数式1が真であればパケットが検出されたとみなされてよい。
図7は、802.11a検出器104のブロック図である。パケット検出の基礎は、16サンプルの802.11aショート・トレーニング・シンボルを備えた入力信号を相関付ける相関器である。相関器を経て、送信器のクロックと受信器のクロックの間の周波数オフセットの影響を除くために差動検出が行われる。それから、差動的に検出された相関出力は、複数のシンボルについて累算される。相関付けは、受信される信号と差動的に相関付けるのでなく、1またはそれ以上のアンテナについて、上記信号に逆相関の固定パターンを用いてなされてよいが、低SNR信号については差動相関が大抵より良い結果を提供する。
802.11a及び802.11b検出器は、付加的な白色ガウス雑音には優れた性能を示すが、一般的に所望のパケットと、例えばブルートゥース及び他の干渉形式等の狭帯域干渉とをうまく区別できない。誤った検出がパケット開始に耳を傾けることを含まない他を開始するための処理を引き起こすかもしれないし、受信器が誤った開始処理をしてから誤った開始について失敗し、リセットするまでの間に真のパケット開始が見逃されるかもしれないので、誤ったトリガは望ましくない。狭帯域干渉に基づく誤ったトリガを防ぐために、狭帯域干渉検出回路が用いられる。そのような構成要素の一例が、図8に示される。
ある実装では、全てのアンテナを用いてより良い性能を得ることよりもパワーの確保が重要である場合に、全てのアンテナがパワーを確保するために用いられるとは限らない。用いられるアンテナは、本明細書中で「アクティブ」アンテナとして参照される。パワー・コンポーネント108は、アンテナ毎に受信信号パワーを推定し、推定された受信信号パワーは、RF受信器の自動利得設定(AGC)に用いられる。RF利得への変更は、次の3つの各々の場合に生じる:
1)アクティブ・アンテナの1つに関する1つのIサンプルまたは1つのQサンプルが取り出される場合:この場合、全てのアクティブ・アンテナのRF利得が、粗い利得ステップ(例えば、20dB)を単位として減少させられる。
3)パケットが検出される場合:この場合、最後の32サンプルについて平均化された推定パワーに基づいてパワー調整が行われる。
干渉探知器110は、受信器を支援する付加情報を提供する。当該情報は、見込まれる狭帯域干渉の周波数位置、802.11a信号に関する送信器と受信器との間の粗い周波数オフセット(df_11a)、信号パワー及び雑音パワーを含む。図9は、そのような位置及び他の指標の判断のための1つの実施可能な回路(構成要素110A、110B及び110Cを包含する)を示す。
図10は、指標の検出及び作成のための上記回路を用いた、ある実験結果を例示する。これらプロットの各々は、1つのアクティブ・アンテナに関するものであり、付加的な白色ガウス雑音がある状態での確率対閾値をプロットする。
Claims (30)
- 802.11bフォーマットにおけるチャネル中のパケット検出のためのパケット検出器において:
前記チャネルから夫々異なる信号を受信することを期待される複数のアンテナの各々からの入力と;
前記複数の入力からの信号を分析して、パケット検出基準が満たされるかどうかを判断するため分析回路と;
パケット検出を示す信号を出力する検出器出力と;
を具備するパケット検出器。 - 前記パケット検出を示す信号は、パケット検出に関する確度を示す請求項1のパケット検出器。
- 前記パケット検出を示す信号は、パケット検出に関する2値判断を示す請求項1のパケット検出器。
- 前記複数のアンテナは非アクティブ・アンテナ及びアクティブ・アンテナを含み、前記入力は当該アクティブ・アンテナから生じ、当該アクティブ・アンテナは少なくとも2つのアンテナを具備する請求項1のパケット検出器。
- 前記パケット検出基準は、受信されるパワーレベルの移動和に対する差動相関の最大値の移動和の比率が所定の閾値より大きいかどうかである請求項1のパケット検出器。
- アンテナ毎に1つの、複数のバーカー相関器と;
前記バーカー相関器の出力と結合される、一対の差動相関器と;
前記複数のアンテナに関するパワーレベルを表示するパワー評価手段と;
最大の相関信号を選択するために、前記一対の差動相関器の中から選択する相関器選択器と;
差動相関の最大値の移動和を表示する閾値比較器と;
を更に具備する請求項1のパケット検出器。 - 累算された差動相関から検出される信号に関するピークを推定するタイミング推定器と;
累算された差動相関から受信器クロックと送信器クロックとの間の周波数オフセットを推定する周波数オフセット推定器と;
を更に具備する請求項6のパケット検出器。 - 前記分析回路は、
差動相関信号を出力する、少なくとも1つの差動相関器と;
前記差動相関信号を受信するように結合され、検出された信号に関するピーク推定値を出力するタイミング推定器と;
前記差動相関信号から、受信器クロックと送信器クロックとの間の周波数オフセットを推定する周波数オフセット推定器と;
を具備する請求項1のパケット検出器。 - 前記少なくとも1つの差動相関器の各々は、相関器、遅延及び共役化器を具備し、差動相関器信号を形成するために、相関信号は遅延され共役化された前記相関信号と合成される請求項8のパケット検出器。
- 前記合成は、複素乗算である請求項9のパケット検出器。
- アンテナ毎に1つの、複数の直交周波数分割多重(OFDM)相関器と;
前記OFDM相関器の出力に結合される、一対の差動相関器と;
前記複数のアンテナに関してパワーレベルを表示するパワー評価手段と;
最大の相関信号を選択するために、前記一対の差動相関器の中から選択する相関器選択器と;
差動相関の最大値の移動和を表示する閾値比較器と;
を更に具備する請求項1のパケット検出器。 - 802.11aまたは802.11bフォーマットのいずれかにおけるチャネル中のパケット検出のためのパケット検出器において:
前記チャネルから夫々異なる信号を受信することを期待される、少なくとも1つのアンテナの各々からの入力と;
前記入力からの信号を分析し、802.11bパケット検出基準が満たされるか否かを判断する第1の分析回路と;
前記802.11bパケット検出基準が満たされない場合に、前記入力からの信号を分析し、802.11aパケット検出基準が満たされるか否かを判断する第2の分析回路と;
パケット検出を示す信号を出力する検出器出力と;
を具備するパケット検出器。 - 前記入力は、前記第1の分析回路及び前記第2の分析回路に与えられる、サンプル信号データに関する共通のレートでサンプルされる請求項12のパケット検出器。
- 前記共通のレートが20MHzである請求項13のパケット検出器。
- 802.11信号に干渉する狭帯域信号に関する干渉検出のための干渉検出器において:
前記チャネルから夫々異なる信号を受信することを期待される、1またはそれ以上のアンテナからの、1またはそれ以上の入力と;
高速フーリエ変換(FFT)を用いて前記1またはそれ以上の入力からの信号を分析する分析回路と;
狭帯域干渉の検出を示す信号を出力する検出器出力と;
を具備する干渉検出器。 - 前記分析回路は、パケット検出器が802.11パケットを検出するのと実質的に同時に分析を行う請求項15の干渉検出器。
- 前記検出器出力は、前記干渉に関する周波数位置及び雑音パワー及び信号パワーの推定値を提供する請求項15の干渉検出器。
- 前記検出器出力は前記802.11信号の周波数推定値を提供し、前記周波数推定値は前記検出された狭帯域干渉を考慮に入れる請求項15の干渉検出器。
- 前記1またはそれ以上のアンテナは、複数のアンテナであり、前記1またはそれ以上の入力は複数の入力である請求項15の干渉検出器。
- 入力信号サンプルを蓄積するサンプル・バッファと;
前記サンプル・バッファからのサンプルについて動作し、フィルタされたサンプルを生成する窓フィルタと;
前記フィルタされたサンプルを周波数領域に変換する高速フーリエ変換(FFT)ブロックと;
前記変換され、フィルタされたサンプルについて動作する干渉検出器信号出力生成器と;
を具備する連続波干渉検出器。 - 前記干渉検出器信号出力生成器は、
ピーク検出器と;
ピーク・サンプル及び少なくとも1つの隣接サンプルを合計する合計器と;
合計器出力を閾値と比較して、検出を判断する比較器と;
を具備する請求項20の連続波干渉検出器。 - 802.11aフォーマットにおけるチャネル中のパケット検出のためのパケット検出器において:
前記チャネルから夫々異なる信号を受信することを期待される複数のアンテナの各々からの入力と;
前記複数の入力からの信号を分析して、パケット検出基準が満たされるかどうかを判断する分析回路と;
パケット検出を示す信号を出力する検出器出力と;
を具備するパケット検出器。 - 前記複数のアンテナは非アクティブ・アンテナ及びアクティブ・アンテナを含み、前記入力は当該アクティブ・アンテナから生じ、前記アクティブ・アンテナは少なくとも2つのアンテナを具備する請求項22のパケット検出器。
- 前記パケット検出基準は、受信されるパワーレベルの移動和に対する差動相関の最大値の移動和の比率が所定の閾値より大きいかどうかである請求項22のパケット検出器。
- 前記パケット検出器は共通の周波数帯で802.11aパケット及び802.11bパケットの検出を同時に行い、前記検出基準は更に802.11b評価指標に対する802.11a評価指標の比率が第2の所定の閾値より大きいかどうかである請求項24のパケット検出器。
- アンテナ毎に1つの、複数の直交周波数分割多重(OFDM)相関器と;
前記OFDM相関器の出力に結合される、一対の差動相関器と;
前記複数のアンテナに関してパワーレベルを表示するパワー評価手段と;
最大の相関信号を選択するために、前記一対の差動相関器の中から選択する相関器選択器と;
差動相関の最大値の移動和を表示する閾値比較器と;
を更に具備する請求項22のパケット検出器。 - 802.11フォーマットにおけるチャネル中のパケット検出のためのパケット検出器において:
前記チャネルから夫々異なる信号を受信することを期待される、1またはそれ以上のアンテナからの、1またはそれ以上の入力と;
アンテナ毎に1つの、1またはそれ以上の相関器と;
前記相関器の出力に結合される、一対の差動相関器と;
最大の相関信号を選択するために、前記一対の差動相関器の中から選択する相関器選択器と;
前記1またはそれ以上の入力からの信号を分析して、パケット検出基準が満たされるかどうかを判断する分析回路と;
パケット検出を示す信号を出力する検出器出力と;
を具備するパケット検出器。 - 前記1またはそれ以上のアンテナは複数のアンテナであり、前記1またはそれ以上の入力は複数の入力である請求項27のパケット検出器。
- 802.11aパケット及び802.11bパケットに関する検出を同時に行う請求項27のパケット検出器。
- 802.11aパケット及び802.11bパケット検出のための共通のサンプルレートで動作する請求項29のパケット検出器。
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