TW201123784A - Single-burst acquisition for wireless communication system - Google Patents

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201123784 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明概言之係關於通信’且更特定而言係關於在一無 線通信系統中實施獲得之技術。 【先前技術】 在一無線通信系統中’一發射機可對一資料封包進行處 理（例如編碼及調變）以產生資料符號。在一同調系統中， 該發射機可將導頻符號與資料符號相多工，處理經多工之 資料及導頻符號以產生一調變信號，並經由一無線通道發 射該經調變之信號。該無線通道因一通道響應而使所發射 信號失真且因雜訊及干擾進一步使該信號降格。 一接收機可接收所發射信號並處理所接收信號以獲得樣 本。該接收機可實施封包偵測以偵測該封包之存在。該接 收機亦可實施時間及頻率獲得以確定所接收信號之時序及 頻率並對任何頻率誤差加以校正。然後，該接收機可對該 等經頻率校正之樣本進行處㈣料轉符㈣值並可進 -步對該等資料符號估值進行處理（例如解調 得經解碼之資料。 接收機可能並不知曉何時私科私^ m ㈣子毛射封包。此外’接收機可自 梦德^ 料及發射功率之發射機接收封包。 然後’接收機將需要對封包之 快速地對每—封包實 狀速及精確谓測並 能。 ’貫施時序及頻率獲得以達成較佳之效 因此， 業内需要可於無線通信系 統中快速且有效地實施 I53021.doc 201123784 獲仔的技術。 【發明内容】 本文中闡述用於在一接收機處快速且有效地實施封包獲 得的技術。於一設計中，可例如藉由對一來自一個或多個

接收天線之第一複數個樣本實施延遲多重積分來基於該等 樣本確定第一偵測值Q。亦可例如藉由對該第一複數個樣 .本實施多重積分來基於該等樣本確定功率值^^可對該第 一偵測值進行平均以獲得平均偵測值。亦可對該等功率值 進行平均以獲得平均功率值^然後，可基於該等平均偵測 值及該等平均功率值來確定是否存在一封包。 可基於-第二複數個樣本來確定第二偵測值。。然後， 可基於該第-及第二侦測值來確定該封包之開始。可基於 -第三複數個樣本來確定一第三偵測值仏。可基於該二二 ==測值來:測該封包之頻率誤差。該第一複數個樣 八別：括:“練符號之樣本。該第二及第三複數個樣本可 刀別匕括紐及/或長訓練符號之樣本。 可基於第四*數個樣本來確定第四偵測 將一發射符號之-複製部分（例如—〇職符號之^由 _值。可基二;應？部分相 大0而/ 寻第則貞測值來確定該封包之結束。 σ，可藉由對一組樣本實施一 來獲得每-她。如下文所述，可藉助:2分運算 延遲、不同積分間隔等來獲得不㈣測值。之不同 下文中將進-步詳細閣述本發明之各態樣及特徵。 15302J.doc 201123784 【實施方式】 本文中所述技術可用於各種通信系統及網路，例如無線 局域網路（WLAN)、無線城域網路（WMAN)、無線廣域網 路（WWAN)等》措詞”系統"及"網路"往往可互換使用。一 WLAN可採用IEEE 802.11系列標準（其亦稱作Wi-Fi)、 Hiperlan等中之任一無線電技術。一 WLAN可採用IEEE 802.16(其亦稱作WiMAX)等。一 WWAN可採用一多重近接 方案，例如一分碼多重近接（CDMA)、分頻多重近接 (FDMA)、分時多重接近（TDMA)、正交 FDMA(OFDMA)、 單載波FDMA(SC-FDMA)、分空間多重近接（SDMA)等。 OFDMA利用正交分頻多工（OFDM)，而SC-FDMA利用單載 波分頻多工（SC-FDM)。OFDM及SC-FDM將系統帶寬劃分 成多（K)個正交副載波-其亦稱作音調、頻段等。可藉助資 料來調變每一副載波。一般而言，藉由OFDM在頻域中及 藉由SC-FDMA在時域中來發送調變符號。一 OFDMA系統 可採用一無線電技術，例如IEEE 802_20、超行動寬帶 (UMB)、Flash-OFDM®、長期演化（LTE)等。此等多樣無 線電技術及標準係業内已知的。為清楚起見，下文闡述用 於一 WLAN的技術，其採用一利用OFDM之IEEE 802.11標 準’例如 IEEE 802.11a、802.1 lg及 /或 802.11η。 本文中所述技術亦可用於單入單出（SISO)、單入多出 (SIMO)、多入單出（MISO)及多入多出（ΜΙΜΟ)發射。單輪 入係指一個發射天線而多輸入係指多個用於發射資料之發 射天線。單輸出係指一個接收天線而多輸出係指多個用於 153021.doc 201123784 接收資料之接收天線。 圖1顯示一具有一存取點11 〇及多個站台12 〇之無線網路 100。大體而言，一無線網路可包括任一數量的存取點及 任一數量的站台。一站台係一可經由一無線媒介與另一站 台進行通信之裝置《—站台亦可稱作一終端機、—行動 台' 一使用者設備、一用戶站台等，且可包含一終端機、 一行動台、一使用者設備、一用戶站台等之一些或全部功 能性。一站台可係一蜂巢式電話、一手持式裝置、一無線 裝置、一個人數位助理（PDA)、一膝上型電腦、一無線資 料機、一無線電話等，一存取點係一經由該無線媒介來對 與該存取點相關聯之站台提供分佈服務之存取的站台。一 存取點亦可稱作一基地台、一基地收發台（BTS)、一節點B 等，且可包含一基地台、一基地收發台（BTS)、一節點B等 之一些或全部功能性。存取點11 0可耦接至一資料網路13 0 且可經由資料網路130與其他裝置通信。 圖2顯示一發射機210及一接收機250之一設計的一方塊 圖°對於下行鏈路/正向鏈路，發射機210可係存取點11 〇 之一部分’且接收機250可係一站台120之一部分。對於上 行鍵路/反向鏈路’發射機210可係一站台120之一部分’ 且接收機250可係存取點110之一部分。於圖2中，發射機 210配備有多（τ)個天線，且接收機250配備有多（R)個天 線。每一發射天線及每一接收天線皆可係一實體天線或一 天線陣列°大體而言，發射機210及接收機250可分別配備 有任一數量的天線。 153021.doc 201123784 於發射機210處，一發射（TX)資料及導頻處理器212可自 一資料源（未顯示）接收資料封包及/或自一控制器/處理器 220接收其他資料。處理器212可對每一封包進行處理（例 如格式化、編碼、父錯及符7虎映射）並產生資料符號其為 資料之調變符號。處理器212亦可對導頻（其係已知資料）進 行處理以產生導頻符號並可將該等導頻符號與資料符號相 多工。一TX空間處理器214可對該等資料及導頻符號實施 發射空間處理並將T個輸出符號流提供至T個調變器/發射 機（MOD/TMTR)216a至216t。每一調變器216皆可對其輸出 符號流進行處理（例如在OFDM情況下）以產生一輸出碼片 流。每一發射機216皆可進一步對其輸出碼片流進行調節 (例如轉換至類比、放大、濾波及升頻轉換）以產生一經調 變信號。可分別自天線2183至2181發射來自發射機21以至 21 6t之T個經調變信號。 於接收機25〇處，R個天線252a至252r可自發射機21〇接 收該τ個經調變信號，且每一天線252皆可將一接收信號提 供至一對應的接收機（RCVR)254 e每一接收機254 t=可對 其接收信號進行調節（例如放大、遽波、降頻轉換及數位 化）以獲得樣本並可將該等樣本提供至_相關聯之解調器 (DEMOC)256及—獲得處理器26〇。獲得處理器26〇可接收 並處理來自所有R個接收機254山5伙樣本以對封包之 ，在進㈣測，從而確；^每―封包之時序及頻率，等等。 每解調器256皆可對其樣本進行處理以消除頻率誤差並 可進γ H頻率权正之樣本進行處理（例如在⑽情況 153021.doc 201123784 下）以獲得接收符號。一 ΜΙΜΟ偵測器262可對所接收到的 符號進行處理以導出自發射機210至接收機250之通道響應 之一估值。ΜΙΜΟ偵測器262亦可藉助該通道估值來對所有 R個天線所接收到的符號實施ΜΙΜ〇偵測並提供資料符號 估值-其係存取點110所發射之資料符號的估值。然後，一 RX資料處理器264可對該等資料符號估值進行處理（例如符 號解映射、解交錯及解碼）並將經解碼之資料提供至一資 料槽（未顯示）及/或一控制器/處理器270。 控制器/處理器220及270可分別控制發射機210及接收機 250處之運作。記憶體222及272可分別儲存發射機21〇及接 收機250之資料及程式代碼。 IEEE 802_lla/g利用一將該系統帶寬劃分成Κ=64個指配 有-32至+3 1之指數的副載波用戶結構。此等總共64個副載 波包括48個具有±{1，…，6，8，…，20, 22，...，26}之指數的 資料副載波及四個具有± {7, 21}之指數的導頻副載波。不 使用具有〇之指數的DC副載波及其餘副載波。此副載波結 構闡述於1999年9月可公開得到之名為"Pan 11: Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer (PHY) Specifications: High-speed Physical Layer in the 5 GHz Band”之 IEEE標準 802.11 a 中。IEEE 802.1 In利用一具 有包括52個具有±{1，…，6，8,…，20，22，...，28}之指數的 資料副載波及四個具有±{7, 21}之指數的導頻副載波之總 共64個副載波的副載波結構。 於IEEE 802.11中，一媒體存取控制（MAC)層將資料作為 153021.doc 201123784 MAC協定資料單元（MPDU)來處理。然後，一實體層彙聚 協定（PLCP)對每一 MPDU-其亦稱作一 pLCp服務資料單元 (PSDU)-進行處理，以產生一PLCp協定資料單元（ppDU)。 然後’一實體層對每一 PPDU進行處理以產生一經由一無 線通道發射之訊框。一訊框亦可稱作一封包。 圖3顯示一用於IEEE 8〇2Ua/g之訊框/封包結構。於該 貫體層（PHY)處，以訊框/封包形式處理並發射資料。每一 封包300皆包括— PLCP前置碼31〇、—pLcp標頭32〇、一 PSDU 3 30、及一尾部340。PSDU 33〇攜帶封包3〇〇之訊務 資料且具有一可變長度。若需要的話，尾部34〇包括六個 尾位元及填充位元。 PLCP前置碼3丨〇包括十個標記為t]至的短訓練符號， 後隨一長訓練符號之一保護間隔，且進一步後隨兩個標記 為Ti及T2之長訓練符號。在兩個〇FDM符號週期中發送該 十個短訓練符號。亦在兩個OFDM符號週期中發送該保護 間隔及兩個長訓練符號。在正££8〇2.113/§中，每一0|71)厘 符號週期皆為4微秒（ps)。 該等短訓練符號係藉由.下述方式產生：將12個特定調變 符號映射至1 2個特定副載波，將零信號值映射至其餘52個 副載波，並對該總共64個符號實施一 64點快速傅裏葉變換 (FFT)以獲得64個時域樣本。將該12個調變符號映射至12 個在該頻域中相隔四個副載波之倍數的副載波。由此得到 該64個具週期性且由四個分別包括16個標記為…至。“之相 同序列構成之時域樣本。每一短訓練符號皆係—個由16個 I53021.doc -10- 201123784 樣本構成之序列。可反轉最後一個短訓練符號以改良接收 機250(IEEE 802.11a/g中未指定且圖3中未顯示）對時間原點 之谓測°該十個短訓練符號包括總共1 6〇個樣本。 該等長訓練符號係藉由下述方式產生：將52個特定調變 符號映射至52個特定副載波，將零信號值映射至其餘12個 副載波，並對該總共64個符號實施一 64點FFT以獲得以個 ‘。己為Z!至之時域樣本。該保護間隔包括該輸出之 最後32個樣本^^至〜广每一長訓練符號皆係一個由64個樣 本構成之序列。該T個發射天線之該保護間隔及長訓練符 號可週期性地移位不同的量以提高多樣性。該兩個長訓練 符號及該保護間隔包括總共16〇個樣本。該短及長訓練符 號闡述於IEEE 802.lla/g文獻中。 接收機250可能事先不知曉何時或哪些發射機將發射。 不同之發射機可具有不同參考時鐘頻率且因此可具有不同 於接收機250之時序及頻率之時序及/或頻率偏置。當接收 機250通電時，其可不斷地對來自發射機之封包進行偵 測。由於可能不知曉每一封包之發射源及頻率，因此接收 機250可單獨地對每一封包進行獲得。接收機…可對每一 封包實施以下運作： •封包偵測-偵測封包之存在， •封包開始偵測-偵測封包之開始， •粗頻率估測-估測粗頻率誤差， •精細頻率估測及校正-估測並校正封包樣本之精細 誤差， 153021.doc -11 - 201123784 •自動增益控制（AGC)·基於接收功率來調整接收機增 益，並 •封包結束偵測-彳貞测封包之結束。 如下文所述實施該等任務中之每一者。 接收機250可根據每一封包之ριχρ標頭中之短及長訓練 符號來實施偵測及獲得。期望儘快且盡可能精確地積測一 封包之存在，以便有更多時間可供用於其他任務。亦期望 由該PLCP標頭開始校正任何頻率誤差以便能夠對該pLcp 標頭進行可靠解調。 接收機250可根據一延遲多重積分技術來實施封包偵 測。就該技術而言，對N個樣本之一窗口之延遲多重積分 運算可表示為： R 灰 N-1 c*=£ ίχ,<ιΜ， 方程式（1) 其中^係一於第/個取樣週期中來自第7.個天線之樣本， C*係第Λ：個窗口之一偵測值，且 表示一複共軛。 方程式（1)以一為16之延遲-其為一個短訓練符號之長度_ 來實施-自動關聯。針對每—天線^·，樣本〜均以先前^ 個取衩週期之樣本之複共軛倍增。由於該等短訓練符 號針對每16個樣本重複，因此々7及應對應於相同的 發射樣本。對窗口 &中之N個樣本的乘法結果進行積分以獲 得天線/之一結果。然後，將所有汉個天線之結果相加以^ 得窗口 A：之偵測值C*。窗口大小N可係任一適當選定值。例 153021.doc •12- 201123784 如，對於圖3所示短訓練符號，N可等於16、32等。窗口女 可始於任一取樣週期。 亦可按下式來計算每一由N個樣本構成之窗口的功率 R ΛΝ-Ι p*=i h β I 方程式（2) 、广係第_窗口之功率值。藉由將樣本〜乘以其複丘 ^ ~(而不是先前16個取樣週期之另一樣本之複共概）來 獲得該功率。 大體而言’可計算每一自㈣接收機254@ 254r獲得之 樣本窗口之-偵測Μ及一功率值〜為清楚起見，相對 於—封包之開始界及樣本指數卜實際上，接收機 250在對-封包進行偵測時並不知曉—封包之開始，且指 數灸及ί只是隨著時間遞增。 可按下述方式在L個窗口内平均偵測值Q : 1 L-_ 方程式（3) :中A係第免個窗口之一平均偵測值。方程式⑺根據當前 窗口及L-i個先前窗口之该測值來計算當前窗口之平均偵 測值。L可係任—適當敎值，例如w。可根據l個窗口 之L個偵測值來計算方程式（3)。或者，可藉助一移動平均 來構建方程式（3)’而此係一種用以基於—先前窗口之—平 均值來計算當前窗口之一平均值之有效方式。大體而言， 平均係指-種用以基於至少兩個值（例如當前及先前值）導 出一平均值之過程。可基於諸如方程式（3)中所示函數、— 153021.doc •13- 201123784 有限脈衝響應（FIRm波函數、—無限脈衝響應⑽）爐波 函數等來實施平均。 按下述方式在L + 1個窗口内平均功率值 L +1 方程式（4) 頭兩個窗口 其中方*係第灸個窗口之一平均功率值。 基於L+1個樣本窗口來獲得平均偵測值j

用於產生第-偵測值’且每_附加窗口皆提供一個附加偵 測值。亦基於L+1個分物共一個功率值匕之縣窗口來 獲得平均功率“。因此，計算同—樣本塊上之核^。 可按下述方式來計算每一窗口灸之一量度值从： λ/*=1Α1 〇 方程式（5) 封包之偵測： 方程式（6) 於一設計中’可按下述方式來界定一 若，則宣佈存在一封包， 否則若，則宣佈無封包，

其中係一偵測臨限值。 可基於偵測概率與飯警報概率之間的一權衡來選擇 知。偵測概率係當存在—封包時宣佈該封包存在的概 率》假警報概率係、當不存在—封包時宣佈該封包存在之概 率。亦可將馬"界定成在計算々時包括因數i/l而在計" 時包括因m/(L+1卜在此種情況下，可從方程糊^ 除因數1/L，且可從方程式（4)中移除因數 方程式（5)顯示基於-比率函數導出量度值w，且方程 153021.doc 14 201123784 式組（6)顯示封包#、，0|| + 數爽P田設計。大體而言，可基於任一函 数米界疋一用於私^ U ^ 、、匕偵測之里度值，從而可接收任何輸入 參數。可基於用於斗曾+ θ Λ μ 钿八 測試。 、什鼻该1度值之函數來界定封包资測之 圖4圖解說明對— JL 以 子匕之Q、&、A、义及％之計算， 其中 N=16，L=4，B > … 母一 ® 口皆覆蓋一個短訓練符號。為 清楚起見，對於姑t^ ^ ^ 、匕中之第一樣本，樣本指數!·從〇開 始’且對於該封包中 ._ . αα 1 始。獲得第-短訓練符。^〇Fff1 、東^之後的每-短訓練符號之—個读 d _\。U得每—短訓練符號之—個功率值〜針對以第 五個短β;ι|練付相始之每―短訓練符號獲得—平均偵測值 心一平均功率值〜及-量度值吣，其中k=4。 在L+H固窗口内平均〇及心可分別改良从^之可靠 性，從而提高谓測效能。實質上在—如圖4中所 個由_樣本構成之窗σ之更大滑㈣上計算献 —由計詩-tD•不是所有L+1個窗口⑹私，可在 每一窗口灸（而不是所有L+1個窗口 ;τ 1卞出關於封包偵測 之決策。 為了改良谓測可靠性’可根據超過臨限值沁"之多個量 度值來調節對一封包之債測。於一設計中，可按下述方式 分別基於兩個連續窗口免及…之兩個量度值<及^來^ 佈一封包： 旦 如果（Mp>Mr//)且（Μα + />Μγ//)則宣佈存在一封包，方程式（7 否則宣佈無封包。 I5302l.doc • 15· 201123784 大體而言，封包偵測可基於任意數量之窗口之任意數量之 量度值。 為了進一步改良偵測可靠性，可根據具有有效頻率誤差 之樣本來調節對一封包之偵測。對於IEEE 8〇2」丨a，一發 射機處之最大頻率誤差為百萬分之土2〇(ppm)，其對應於 5.8 GHz下之±230 KHz。對於一為每秒20兆個樣 之取樣速率’每一短訓練符號跨度為800奈秒（ns)，且由一 個知訓練符號隔開之兩個樣本之間的最大相移為±〇184個 循環。若，對於一其中的超過之既定窗口，該窗口之 平均相移大於0.1 84個循環則可宣佈一假警報。 方程式（1)中之量X|. 給出自樣本& π)至樣本之相 移-其係1 6個取樣週期後。之角度基於窗口&中之樣本提 供橫跨16個取樣週期之平均相移。心之角度基於用於計算 七之該L個窗口中之樣本提供橫跨16個取樣週期之平均相 矛夕可按下述方式獲得窗口 &之平均相移久： 方程式（8) 右如方程式（7)中所示來宣佈一封包，則可按下述方式 分別計算窗口女及紗丨之平均相移队及叭+1並將其與—相位 臨限值θα相比較。 右θτ·/^或Θγ/^則宣佈假警報或無封包。 方程式（9) 相仅臨限值Θγη可設定至任一大於〇.ΐ84χ2π弧度。例如， 153021.doc •16- 201123784 印可叹定為θπ/=π/4弧度以簡化執行。 可藉由對該短與長訓練符號之間的邊 所偵測到之封勹 丁偵測來確定 封包的時序。為了達成此目的，可按 來針對每一而j长下述方式 取樣週期ζ·計算一偵測值c,.: 0 方程式（10)對所感興趣 =式⑽

重積分運算以獲得c.。於每一取：Γ 遲多 役于於母取樣週期中，基於一由當前 ，〜及63個先前樣本構成之64個樣本之窗口來呀算〔 之情況下，在由64個樣本構成之窗叩以該短 與長训練符號之間的邊界為 „ . ^ Τ I (11)復盍兩個短訓練符 …及半個長訓練符號時經歷零。 可按下述方式來針對每一取樣週期ζ•計算一量度值^ : ^ = Re M； C;} 〇 方程式（11) —方程式（11)中所示，基於Ci.及Α來計算仏，其代針對 每一樣本更新，且七針對由Ν個樣本構成之每一窗口更 新。 然後，可按下述方式來偵測該等長訓練符號之開始： 若，則宣佈該長訓練符號始於樣本卜方程式（12) 其中On/係一臨限值。ρΓ//可設定至一適當的正值。 若反轉最後一個短訓練符號（圖3中未顯示），則可债測 第九個與第十個短訓練符號之間的邊界。在此種情況下， "Τ藉助一為16(而不是64)之延遲及一為16(而不是64)之積 15302l.doc •17· 201123784 分間隔來計算Ci。可使用早於當前樣本〜至少16個樣本之 A來計算仏以避免因反轉短訓練符號而污染'。可將 設定至零。 在任何情況下，在偵測到該等長訓練符號之開始後，例 如，如方程式⑽中所示，可將最後—個々值用作一粗頻 率誤差估值。 可將該等長訓練符號用於細頻率校正。可按下述方式來 計算一由Μ個樣本構成之窗口之一偵測值： R λϊ+μ-ι J e1 iMtn 方程式（13) 其中IM系取樣週期就叫貞測值。由於該等長訓練符號每 64個樣本重複’因此〜及^".應對應於相同發射樣本。 短與長訓練符號《間的邊界可視為偵測封包之時間原點 並可如方程式（12)中所示來加以確i方程式（13)可在已 知該時間原點後加以計算並隨後可針對一單個取樣週期所 來加以計算。用於積分之樣本數量Μ可係任_適當值，例 如介於16至64之間。一更小的Μ可使細頻率校正能夠更快 完成’而此又使第二個長訓練符號能夠得到頻率校正並能 夠用作一用於調變該PLCP標頭之導頻參考。 乂之角度可用作橫跨64個取樣週期之一平均相移“可 表示為： Φη - = arctan (-^1

Ue 巩。 方程式（14) 況頻率誤差而言， 對於在5_8 GHz下為±20 ppm之最壞情 153021.doc -18· 201123784 由一個長訓練符號p5 f就&開的兩個樣本之間的最大相移為 ±0_736個循環。因此， b 方程式(14)中’平均相移“模糊， =為對於-為,之既定計算相位值，其中丨小〇.264個循 環’不知道該真相移是否為m、或叫固循環。 相移 < 中之相位模糊可使用自短訓練符號獲得之粗相 移θ*來加以解析。搭执 &跨一64樣本長訓練符號之相移應約為 橫跨一 16樣本短訓練符號之相移的四倍，或 , 方程式（15) 其中f明係一相位校正值。若兩 _p , 班 阻右而要，可猎由向“添加一個循 %或自減去一個循環决摇P 乂， 倨哀來獲侍多、，以使〆《盡可能接近於 40是。 可藉由將該細相位校正值心除以64來獲得一每樣本相 位校正值卜或㈣V64。可藉由該每樣本相位校正值 綱來自接收機254_Γ之樣本進行旋轉以獲得經頻 率校正之樣本。 ' 於另- 5χ #中，可基於該等短訓練符號來導出—細頻率 誤差估值。可與平均時計算㈣在價測 一封包時’可基於最新的A來禮定平均相料，且若需要 可藉助込來確定並校正Z)w之角度， 又 M獲侍細相位校正值 。然後’可於第一長訓練符號刭殪4 丁風巧達別將應用於該等 樣本。在此設計中，可獲得該兩個長 fLJ长甽練符號之經頻率校 正的樣本並可藉助64點FFT來對其抱找& 丹進仃變換以獲得接收符 號。然後，可基於該等接收符號來導ψ ^ 守出—通道估值並將其 153021.doc •19- 201123784 用來對該PLCP標頭進行相 夺目干调變。此設計可避免對來自 接收機2 5 4之樣本進行附Λ控 仃附加綾衝以進行頻率校正。亦可將 該等長訓練符號用來界定兮 介疋该細頻率誤差估值。可在任一時 刻將自該等長訓練符號莽犋 现後仔之對該細頻率誤差估值之更新 應用於該等樣本。積分$ _拉 積刀至接近於第二長導頻符號之末端 之點可提供最精確的細頻率誤差更新。 在AGC情·况下，最初可將接收機25〇設定至最大增益以 對低功率封包進行债測。接收機25〇之一射頻(rf)前端可 因該最大增益而飽和，從而有效地剪輯該等所接收信號。 然而，方程式（1)中之延遲多重積分運算甚至對於剪輯仍將 有效。可將功率值h與一功率臨限值相比較，且若功率值 h超過該功率臨限值則可降低該接收機增益。可保持該接 收機；^益直至彳貞測到封包之結束為止並隨後可將其設定至 最大值^ 該PLCP標頭可後隨一可變數量之〇FDM符號。每一 〇FDM符號皆藉由下述方式產生：（i)對64個副載波之64個 符號實施一 64點FFT以獲得該OFDM符號之一可用部分之 64個時域樣本及（Π)藉由複製該可用部分之最後16個樣本 並將該16個樣本添加至該可用部分前面來將一保護間隔添 加至該可用部分，從而獲得該OFDM符號之80個樣本。 為了對封包結束進行偵測，可按下述方式來計算每一 OFDM符號週期之一偵測值： )R $0^16 方程式（16)

./* I le8〇U 153021.doc -20- 201123784 其中係OFDM符號週期„之偵測值。在方程式（16)中，一 OFDM符號之保相隔中之16個樣本與該符號週期 之可用部分中之最後16個樣本相關。 可按下述方式來基於3個〇FDM符號週期之偵測值之一 平均值來界定一臨限值:

S-I 方程式（17)

其中7係一用於該臨限值之^之平均值的百分率。 在每一〇FDM符號週期中，可計算仏，可更新並可 將h與仏❼相比較。於一設計中，若仏小於，則偵 測封包結束’此可表示為： 方程式（18) 77/,«，且若下 若，則宣佈封包結束。 以.《，則偵測封包結 於另一設計中，若仏小於心^，則凍結G 一 OFDM符號週期„+1之仏+ /亦小於^ 束，此可表示為： 若（A<Gn^)且（G„+丨<仏^)，則宣佈封包結束。方程式（19) 亦可以其他方式來偵測封包結束。在任何情況下，當償 測到封包結束時，可將AGC重設至最大增益，並可將:率 偏置重設至零以為下一封包做好準備。 卞 圖5顯示圖2令之獲得處理器260之-設計的方.塊圖。一 單元别自所有_天線接收樣本，（例如）如方程式⑴中 示實施延遲多重積分，並提供每—_個樣本構成之窗口 之读測值Q。-單元512(例如）如方程式⑺中所示計算⑽ 153021.doc -21 - 201123784 由口内q之一移動平均值， 枯a s 。 扠供母—窗口之-平均偵測 值A。一早兀514(例如）如 位，If描* ”方紅式(8)中所示確定々之相 位仏供母-窗口之—平均相料。 -單元520(例如）如方程式⑺中所示基 自所有R個天線之樣本計算中來 ., ίΛΛ，^ _ 羊值户々。一單元522(例如） 训中所示計算L+1個窗口之Λ之-移動平均值， 2供—平均功率值&。-單元524接收每-^之Η貞測值4及平均功率值&並（例 ==窗…量度⑽。例： Θ來對封勺/二(9)中所不基於量度值吣及可能平均相移 氏來對一封包之存在進行偵測。 在偵測一封包後，_昼+ c。Λ, / ·, 早几530(例如）如方程式（ίο)中所示 :::取樣週期之-偵測值。-單元…在封包㈣ 月'J接收母一樣本之偵測信 值Ci.及最後—個窗σ之平均谓測值 歹，口）=方程式（11)中所示計算每一取樣週期之一量 度值α。-早π 536(例如)如方程式(12)中所示基於該量产 值⑽對該封包之開始進行偵測’並提供封包時序，該= 序可係對短與長訓練符號之間的邊界或封他 知點的取樣週期。 —’、他已 -早7054()(例如）如方程式（13)中所示計算—取決於該封 包時序之特定取樣週期所之偵測值仏。-單元544(例如)如 方知式（14)中所示確定化之相位，並提供—平均相移心。 一早兀546接收自最後一個短訓練符號獲得的平均相移仏 及自長或紐訓練符號獲得的平均相移“並（例如）如方程式 153021.doc -22- 201123784 (15)中所示來確定一頻率校正值。 -對於封包結束债測，一單元550(例如）如方程式⑽中所 不計算每一 〇FDM符號週期之一偵測值h。一單元522計 算s個〇FDM符號週期之仏之—移動平均值。—單元叫例 如）如方程式⑼中所示計算每—〇FDM符號週期之一臨限 值。一單元556如上文所述基於偵測值仏及臨限值 Gr//, „來對封包之結束進行偵測。 φ 圖6顯示圖5中之延遲多重積分單元510及移動平均單元 5日12之-設計的方塊圖。在單元51◦中，來自天線i之樣本 提供至延遲單元6心及乘法器614a。延遲單元6,提供16 個延遲樣本，該延遲係一個短訓練符號之持續時間。一單 元612a提供自延遲單元61。所接收到之每一樣本的複共 軛。於每一取樣週期中，乘法器6143將該接收樣本乘以= 自單tl6 12a之樣本並將結果提供至一積分器616a。積分器 616a於每一窗口之開始時重設並對在N個取樣週期内來自 • 乘法器61乜之結果進行積分。以相同於來自天線i之樣本 之方式來處理來自每一剩餘天線之樣本。一加法器618將 所有R個天線之積分器616a至616r之輸出相加並提供每一 窗口之一偵測值G。 在單元512中，一延遲單元62〇將偵測值q延遲L ,[係七 之移動平均值之持續時間。對於每一窗口，—.加法器622 將來自單元510之偵測值仏與一暫存器624之輸出相加進 一步減去延遲單元620之輪出，並提供一平均偵測值a。 單元622及624形成一在每一窗口灸中得到更新之累加器。 I5302l.doc •23-

S 201123784 單元620提供來自先前L個窗口之偵測值，從當前累加 結果中減去偵測值CA_L以使該移動平均處於l個窗口内。 圖5中之單元53〇、54〇及5S0可以類似於單元51〇之方式 來構建，只是單元610a至61〇r之延遲不同及/或積分器616& 至616i•中之積分長度不同。單元52〇可以類似於單元51〇之 方式來構建，只是沒有延遲單元61〇3至61〇1^單元522及 552可以類似於單元512之方式來構建，只是單元62〇之延 遲不同。 圖7顯示圖2中之解調器2563至256r及一數控振盈器 (NCO)710之一設計的一方塊圖。NC〇 71〇可係獲得處理器 260之一部分。在NC0 710中，一加法器712(例如）自圖5中 之頻率誤差估測器546接收一每樣本頻率校正值〆j，將該 頻率校正值與來自一暫存器714之當前相位值相加，並將 其輸出提供至暫存器714。加法器712及暫存器714形成一 在每一取樣週期中得到更新之相位累加器。一查找表7 (6 自暫存器714接收當前相位值並提供該相位之正弦及餘 弦。 於一設計中，頻率校正值具有一為5〇〇 Hzi解析率，且 該相位累加器具有一為1/4〇,〇〇〇個循環之相位解析率。暫 存器714可由17個位元構建而成以達成該相位解析率。於 一設計中’查找表716可由從〇到兀/4之512個不同角度之9 位元正弦及9位元餘弦之512χ9個表構建而成，從而可提供 約50 dB SNR。查找表716亦可以諸如1 〇24χ9等其他尺寸構 建而成。 153021.doc -24- 201123784 於每一解調器256内，一乘法器722自一相關聯天線接收 復值樣本、將每一樣本乘以該樣本之正弦及餘弦，並提供 一經頻率校正之樣本。一單元724基於來自圖5中之封包開 始偵測器536之封包時序移除每一〇FDM符號之保護間隔並 提供該OFDM符號之64個樣本。一 FFT單元726對來自單元 724之該64個樣本實施一 64點FFT並提供該以個副載波之64 個接收符號。 货耵機21 υ可使 / 7 口队一四瓜工-卬々r数 豆 處理之樣本時鐘及—詩上變頻之載波信號：者。因此， 接收機250處之該等樣本可具有頻率誤差以及取樣時序誤 差《亥頻率》吳差可如上所述來力0以估測並由乘法器72^至 722r來加以校正。該取樣時序誤差可藉由對來自接收機 254a至254r之樣本進行重新取樣來加以校正（圖7中未顯 示）。若取樣時序未得到校正（如圖7中所示），則整個封包 上之樣本中之時序漂移在該等〇FDM符號中引人—相位斜 率。該相位斜率變化於整個封包上。 圖8顯示一用於對—封包之存在進行伯測之過程_的設 計。可（例如）如方程式⑴中所示基於複數個樣本來確定偵 = ::Γ。亦可(例如)如方程式(2)中所示基於該複數 =功率值(方塊814)。該複數個樣本可 來自一個或多個接收天線。可藉由對-的第一讀本實施延遲多重積分 :藉由對-對應的第二組樣本實施多重積分來獲=值功 方程式（3)中所示對該等㈣值進行平均 15302 丨.doc •25. 201123784 以獲彳于平均偵測值（方塊8丨6)。亦可（例如）如方程式（句中所 不對该等功率值進行平均以獲得平均功率值（方塊81 8)。然 後’可基於該等平均偵測值及該等平均功率值來確定是否 存在一封包（方塊820)。 對於方塊820，可（例如）如方程式（5)中所示基於該等平 均偵測值及該等平均功率值來確定量度值。於一設計中， 若一量度值超過一臨限值則可宣佈存在一封包。於另一設 計中，若多個（例如兩個連續的）量度值超過該臨限值則可 宣佈存在一封包。於再一設計中，可基於該等平均偵測值 來確定相移，並可進一步基於該等相移來確定是否存在一 封包。例如，若一相移超過一相位臨限值則可宣佈不存在 封包。 圖9顯示-用於對一封包之存在進行制之設備_之設 計。設備900包括：用於(例如)藉由對第一組樣本實施延遲 多重積分以基於複數個樣本來確定偵測值的構件（模組 用於（例如）藉由對第二組樣本實施多重積分以基於 該複數個樣本來確定功率值的構件（模組914);用於對該等 須測值進行平均以獲得平均偵測值的構件（模組916)，·詩 對該等功率值進行平均以獲得平均功率值的構件⑽組 918) ’及用於基於該等平均偵測值及該等平均功率值來確 定是否存在一封包的構件（模組92〇)。 圖1〇顯示一用於對一封包之開始進行偵測之過程咖的 設計。可（例如）如方程式⑴及（3)中所示藉由對—樣本窗口 貫施延遲多重積分來確定該樣本窗口之—第-偵測值（方 153021.doc -26 - 201123784 塊1〇12)。可（例如）如方程式⑽中所示藉由實施滑動延遲 多重積分來確定多個樣本中之每一者之一第二偵測值(方 塊1014)。用於導出該第_偵測值之樣本窗口可|於用於 導出每-第二偵測值之樣本。可(例如)如方程式⑼中所 不基於該多個樣本之第—镇測值及第二偵測值來計算量度 值（方塊1016)。可（例如）如方程式（丨2)中所示基於該等量度 值及-臨限值來確定該封包之開始（方塊1〇18)。 圖U顯示—用於對—封包之開始進行❹i之設備1100的 又。十備11GG包括.用於（例如）藉由對—樣本窗口實施 延遲多重積分以基於該樣本窗口確定一第叫貞測值的構件 (模組1112);用於（例如、拉士辱 I列如）藉由貫施滑動延遲多重積分來確 定多個樣本中之每-者之-第二偵測值的構件(模組 ⑴4)’·用於基於該多種樣本之第叫貞測值及第二偵判值 來計算量度值的構件（模組1116);及用於基於該等量度值 及-臨限值來確定該封包之開始的構件（模組⑴8)。 圖！2顯示-用於頻率校正之過程i細的設計。可（例如） 如方程式⑴、⑴及⑻中所示基於藉由對一第一複數個樣 本貫施延遲多重積分所獲得之至少_第—制值來導出— 封包之一粗頻率言吳差估值（方塊1212)。可（例如）如方程式 ⑽及（U)中所示基於藉由對一第二複數個樣本實施延遲 多重積分所獲得之一第二相值來導出該封包之一細頻率 誤差估值（方塊1214)。對該至少一第_谓測值之延遲多重 積分可基於一第一延遲，例如，】6個樣本。對該第二僧測 值之延遲多重積分可基該第_延遲之第二延遲 i5302l.doc 27- 201123784 (例如’ 64個樣本)以獲得一更精確的細頻率誤差估值。該 第一複數個樣本可包括短訓練符號之樣本。該第二複數個 樣本可包括短及/或長訓練符號之樣本。 可（例如）藉由使用該等粗頻率誤差估值來解析該細頻率 誤差估值中之相位模糊以基於該粗及細頻率誤差估值導出 該封包之-頻率校正值（方塊1216)。例如，可基於該粗頻 率块差估值來獲得-第一相位值，可基於該細頻率誤差估 值來獲得-第二相位值，該第一相位值可用來解析該第二 相位值中之模糊，且該經模糊解析之第二相位值可提供作 為頻率校正值。可基於該頻率校正值來校正該封包之樣本 頻率（方塊1218)。 圖13顯示-詩頻率校正之設備⑽的設計。設備謂 包括：用於(例如)基於藉由對一第一複數個樣本實施延遲 多重積分所獲得之至少一第一偵測值來導出一封包之一粗 頻率誤差估值的構件（模組1312);用於（例如）基於一藉由 對一第二複數個樣本實施延遲多重積分所獲得之第二制 值來導出該封包之-細頻率誤差估值的構件（模組！ 3 i 4厂 用於（例如）藉由使用該粗頻率誤差估值來解析該細頻率誤 差估值中之相位模糊以基於該粗及細頻率誤差估值來導出 該封包之-頻率校正值的構件（模組1316);及用於基於該 頻率校正值來校正該封包之樣本頻率的構件（方塊】3】8)。 圖14頌示用於對一封包之結束進行偵測之過程丨4〇〇的 設計。可(例如)如方程式⑽中所示藉由將一保護間隔與 一符號週期中之一對應可用部分相關聯來確定多個符號週 153021.doc -28- 201123784 期中之每一者之一偵測值（方塊1412)。大體而言，可將一 發射符號之任一複製部分與原始部分相關聯來獲得該符號 之偵測值。可（例如）如方程式（17)中所示基於直到當前符 號週期之s個符號週期之s個偵測值之一移動平均值來確定 每一符唬週期之一臨限值（方塊141句。可基於該多個符號 週期之偵測值及臨限值來確定該封包之結束（方塊1416)。 於一设計中，可將該偵測值與每一符號週期中之臨限值相 比杈，可在一其中偵測值小於臨限值之符號週期後凍結該 臨限值，且若下一符號週期之偵測值小於臨限值則可宣佈 該封包之結束。 圖1 5顯不一用於偵測一封包之結束之設備丨5〇〇的設計。 備1 500包括：用於（例如）藉由將一保護間隔與一對應可 用部分相關聯來確定多個符號週期中之每一者之偵測值的 構件（模組1512);用於（例如）基於直到當前符號週期之§個 符號週期之S個偵測值之一移動平均值來確定每一符號週 期之臨限值的構件（模組1 5 14);及用於基於該多個符號 週期之偵測值及臨限值來確定該封包之開始的構件（模組 1516) 〇 圖16顯示一用於處理一封包之過程丨6〇〇的設計。可基於 一第一複數個樣本來確定第一偵測值C〆方塊丨6丨2)。可基 於該第一複數個樣本來確定功率值匕（方塊1614)。可基於 忒等偵測值及功率值來確定是否存在一封包（方塊1616)。 可基於一第二複數個樣本來確定第二偵測值q(方塊 1618)。可基於該第一及第二偵測值來確定該封包之開始 153021.doc •29· 201123784 (方塊1 620)。可基於一第三複數個樣本來確定一第三彳貞測 值方塊1622)。可基於該第一及第三偵測值來估測該封 包之頻率誤差（方塊1624)。可基於一第四複數個樣本來確 定第四偵測值方塊1626)。可基於該第四偵測值來確定 該封包之結束（方塊1628)。 圖17顯示一用於處理一封包之設備17〇〇的設計。設備 1 700包括：用於基於一第一複數個樣本來確定第一偵測值 Q的構件（模組m2);用於基於該第一複數個樣本來確定 功率值h的構件（模組1714);用於基於該等偵測值及該等 功率值來確定是否存在一封包的構件（模組1716);用於基 於一第二複數個樣本來確定第二偵測值c,的構件（模組 1718);用於基於該第一及第二偵測值來確定該封包之開 始的構件（1720);用於基於一第三複數個樣本來確定一第 三偵測值/^的構件（模組1722);用於基於該第一及第三偵 測值來估測該封包之頻率誤差的構件（模組PM);用於基 於第四複數個樣本來確定第四偵測值的構件（模組 ;及用於基於㈣四_值來確定該封包之結束的 構件（模組1728)。 圖9 11 13、15及17中的模組可包括處理$、電子裝 置硬體裝置、電子組件、邏輯電路、記憶體等、或其任 一組合。 w 測效能且不受無線 ，基於與已知樣本 可使所接收樣本以 上述延遲多重積分技術可提供較佳偵 環境下之多重路徑f彡響。於另—設計中 之關聯來實施封包偵測。於該設計中， 15302l.doc 201123784 不同的時間偏置與短訓練符號之已知樣本相關。可對超過 第l限值之偵測值（其可對應於不同的多重路徑）加以 •组合以獲得-最終_值。然後，可將該最終制值與一 帛二臨限值相比較以偵測—封包之存在。可使用產生強谓 測值之時間偏置來確定該封包之開始。 本文所述技術可藉由各種方法來構建。舉例而言，該等 技術可構建於硬體、軟體或其一組合中。對於硬體實施方 φ 帛肖於執订该等技術之處理單元可構建於-個或多個鹿 用專用積體電路（ASIC)、數位信號處理器（Dsp)、數位^ 號處理裝置（DSPD)、可程式化邏輯裳置（pld)、場可程式 化間陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處： 器、電子裝置、設計用於執行本文所述功能之其他電子單 元、一電腦、或其一組合中。 對於勃體及/或軟體構建方案而言，可使用能執行本文 所述功能的模組（例如程序、功能等）來執行該等技術。該 • 等初體及/或軟體指令可儲存於-記憶體(例如圖2所示記憶 體272)中並由一處理器（例如處理器26〇或27〇)來執行^ 記憶體可構建於該處理器中亦可構建於該處理器外部。= 早刃體及/或#體指♦亦可儲存於其他處理器可讀媒體中， 例如隨機存取記憶體（RAM)、唯讀記憶體（r〇m)、非易失 性隨機存取記憶體（NVRAM)、可程式化唯讀記憶體 (PROM)、電可擦除削M(EEPR〇M)、快閃記憶體、= (CD)、磁性或光學資料儲存裝置等。 ” 提供上文對本發明之說明旨在使熟習此項技術者能夠製 153021.doc 201123784 作或利用本發明。彼等熟習此項技術者將易於 、评出對本發 明的各種修改，且本文所界定的一般原理亦 "j遇用於其它 變化形式，此並未背離本發明之精神或範疇。 Μ此，本發 明並非意欲被限定於本文所示之實例，而是欲賦予其與本 文所揭不之原理及新穎特徵相一致之最寬廣範疇。 【圖式簡單說明】 ％ 圖1顯示一具有一存取點及多個站台之無線網路。 圖2顯示一發射機及一接收機之一方塊圖。

圖3顯示一用於IEEE8〇2 Ua/g之訊框結構。 圖4圖解說明計算一封包之不同偵測值。 圖5顯示—位於該接收機處之獲得處理器之-方塊圖。 圖6顯示該獲得處理器中之一延遲多重積分單元及一章 動平均單元之一方塊圖。 圖7顯示該接收機處之解調器及一數控制振盡器C 之一方塊圖。 圖8顯示一用於對一丢 T 封包之存在進行偵測之過程。

圖9顯示一用於對一杏—丄 丁 封包之存在進行偵測之設備。 圖1 〇顯示一用於對嗜铋— 封包之開始進行偵測之過程。 圖11顯不於對該封包之開始進行偵測之設備。 圖12顯示一用於頻率校正之過程。 圖13顯示一用於頻率校正之設備。 圖14顯不肖於對該封包之結束進行彳貞測之過程 =15顯不-用於對該封包之結束進行债測之設備 圖16顯示一用於處理-封包之過程。 153021.doc -32- 201123784 圖17顯示一用於處理一封包之設備 【主要元件符號說明】 100 無線網路 110 存取點 120 站台 130 資料網路 210 發射機 212 發射資料&導頻處理器 214 發射空間處理器 216a 調變器/發射機 216t 調變器/發射機 218a 天線 218t 天線 220 控制器/處理器 222 記憶體 250 接收機 252a 天線 252r 天線 254a 接收機 254r 接收機 256a 解調器 256r 解調器 260 獲得處理器 262 ΜΙΜΟ偵測器 153021.doc •33- 201123784 264 接收資料處理器 270 控制器/處理器 272 記憶體 300 封包 310 PLCP前置碼 320 PLCP標頭 330 PLCP服務資料單元 340 尾部 510 早兀 512 早7G 514 X3〇 一 早兀 520 〇0 -«· 早兀 522 — 早兀 524 〇0 --早兀 526 Ο〇 — 早70 530 早兀 534 αΟ -» 早兀 536 〇0 一 早兀 540 早兀 544 XJO 一 早兀 546 — 早兀 550 早兀 552 〇0 一* 早兀 554 早兀 153021.doc -34- 201123784

556 nw — 早兀 610a 延遲單元 610r 延遲單元 612a tJ〇 — 早70 614a 乘法器 614r 乘法器 616a 積分器 6 1 6r 積分器 618 天線 620 〇0 一 早兀 622 早兀 624 暫存器、單元 710 數控振盪器 712 加法器 714 暫存器 716 查找表 722a 乘法器 722r 乘法器 724a 乘法器 724r 乘法器 726a FFT單元 726r FFT單元 153021.doc -35-

Claims (1)

1. 201123784 十、申請專利範圍： 1. 一種設備，其包括： 一處理器，其經組態以導出一封包之一粗頻率誤差估 值導出忒封包之一細頻率誤差估值，基於該粗及細頻 率誤差估值來導出該封包之一頻率校正值，並基於該頻 率水义正值來校正該封包之樣本頻率；及 一輕合至該處理器之記憶體。 2_如請求項1之設備，其中該處理器經組態以對一第—複 數個樣本實施延遲多重積分以獲得至少一第一偵測值， 基於該至少一第一偵測值來導出該粗頻率誤差估值，對 第一複數個樣本實施延遲多重積分以獲得一第二偵測 值，並基於該第二偵測值來導出該細頻率誤差估值。 3·如請求項2之設備，其中該處理器經組態以藉助一第— 延遲來實施延遲多重積分以獲得該至少一第一偵測值， 並藉助一第二延遲來實施延遲多重積分以獲得該第二偵 測值’該第二延遲大於該第一延遲。 4. = 求項i之設備，其中該處理器經組態以使用該粗頻 率誤差估值來解析該細頻率誤差估值中之相位模糊。 5. 如明求項!之設備，其中該處理器經組態以基於該粗頻 率誤差估值來獲得一第一相位值，基於該細頻率誤差估 值來獲得一第二相位值，使用該帛一相位值來解析該第 二相位值中之模糊，並提供經模糊解析之第二相位值作 為遠頻率校正值。 6. 如請求項!之設備…該第一複數個樣本包括短訓練 153021.doc 201123784 符號之樣本，且其中該第二複數個樣本包括長訓練符號 之樣本。 7. 如凊求項1之設備，其中該第一及第二複數個樣本分別 包括短訓練符號之樣本。 8. 一種方法，其包括： 導出—封包之一粗頻率誤差估值； 導出該封包之—細頻率誤差估值； 基於該粗及細頻率誤差估值來導出該封包之一頻率校 正值；並 基於邊頻率校正值來校正該封包之樣本頻率。 士月求員8之方法，其中該導出該粗頻率誤差估值包 括： 十第複數個樣本實施延遲多重積分以獲得至少一 第一偵測值，及 土； °亥至）一第一偵測值來導出該粗頻率誤差估 值，且 其中該導出該細頻率誤差估值包括： 對一第二複數個樣本實施延遲多重積分以獲得一第二 偵測值，及 基於5亥第二偵測值來導出該細頻率誤差估值。 10.如明求項8之方法’其中該導出該頻率校正值包括： 使用》亥粗頻率誤差估值來解析該細頻率誤差估值中之 相位模糊。 153021.doc