專利名稱：無線通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送分組的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及無線通信，并且更具體地涉及通信分組中的前導(dǎo)碼。
背景技術(shù)：
如圖2所示，典型的現(xiàn)有技術(shù)的無線分組200包括同步報頭(SHR) 210，物理層報頭(PHR) 220，以及數(shù)據(jù)的有效載荷230。 SHR210包含 前導(dǎo)碼240和幀分界符的開始(SFD) 250。SHR用于實現(xiàn)信號獲取，信號同步和測距。SFD 250用于檢測前導(dǎo) 碼240的末端，SHR報頭210的末端，以及PHR220的開始。即，SFD 250 用作SHR和PHR之間的分界符。用于備選物理層的新興的IEEE 802.15.4a標準的任務(wù)組正在對前導(dǎo) 碼240和SFD 250的結(jié)構(gòu)進行標準化。根據(jù)2006年4月的IEEE Draft P802.15.4a/D2，通過引用合并于此，前導(dǎo)碼240具有重復(fù)的8個相同的 固定長度的非常平衡的三值符號(Si)的三值序列(PBTS) 110，如圖1 所示，即所有的X都是相同的。如圖3所示，三值符號(Si) 110可以是具有正(+)極性320的脈沖、 具有負(-)極性330的脈沖、或是具有零(O)乘子(multiplier) 340的脈沖。 每個脈沖由脈沖重復(fù)間隔(PRO 310與下一脈沖分隔開。在圖3中所示 的針對符號S1在自相關(guān)峰值周圍的旁瓣(side lobe)為零的意義上來說， 圖3中的PBTS IIO具有完全周期性的自相關(guān)屬性。圖2示出了正EE Draft P802.15.4a/D2標準中規(guī)定的SFD 250。該SFD 還具有包括重復(fù)的相同基本模式X 260的周期性結(jié)構(gòu)。在SFD 250內(nèi)基 本模式X 260的重復(fù)產(chǎn)生了周期性。該周期性有助于實現(xiàn)從該重復(fù)獲得 的統(tǒng)計復(fù)用增益。 然而，SFD應(yīng)當(dāng)具有任意的非周期性模式，以幫助接收機確定正在 接收SFD 250的哪一部分。因此，期望通過以下方式來改善SFD:艮P， 移除周期性而不犧牲通過基本模式X的重復(fù)而實現(xiàn)的統(tǒng)計復(fù)用增益。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了無線通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送分組的方法和裝置。所發(fā)送的分 組包括同步報頭、物理層報頭、以及有效載荷。同步報頭包括前導(dǎo)碼以 及幀分界符的開始。幀分界符的開始包括任意模式的固定長度三值序列。有益效果本發(fā)明改善了接收機對接收到的分組的同步，并改善了對幀分界符 的開始(SFD)的檢測。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的具有自相關(guān)屬性的長度31的三值符號的列表； 圖2是根據(jù)2006年4月的正EE Draft P802.15.4a/D2的新興的IEEE802.15.4a標準設(shè)計的無線網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有技術(shù)的分組結(jié)構(gòu)的框圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)的在時域中具有完全周期性自相關(guān)的長度31的三值符號的時序圖，以及對應(yīng)的自相關(guān)函數(shù)；圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的分組結(jié)構(gòu)的框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的幀分界符的開始(SFD)的詳細框圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的SFD的框圖；以及 圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的用于構(gòu)建SFD的克羅內(nèi)克 (Kronecker)運算的框圖。
具體實施方式
本發(fā)明的實施方式提供了根據(jù)2006年4月的IEEE Draft P802.15.4a/D2中描述的新興的IEEE 802.15.4a標準設(shè)計的無線通信網(wǎng)絡(luò) 中的分組結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)；
正EE Draft P802.15.4a/D2，通過引用將其全部內(nèi)容合并于此。如圖4所示，分組400包括同步報頭(SHR) 410、物理層報頭(PHR)420、以及數(shù)據(jù)的有效載荷430。 SHR 420包括前導(dǎo)碼440和幀分界符的開始(SFD) 450。前導(dǎo)碼440包括如圖1中所示的重復(fù)的選定PBTS 110。 根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的SFD結(jié)構(gòu)與正EE Draft P802.15.4a/D2標準中規(guī)定的結(jié)構(gòu)不同。SFD 450包括重復(fù)的N對恒定核心和可變后綴，460禾口 465， 470禾B 475， 480禾口 485, ......， 490禾口 495。該后綴還可禾爾為計數(shù)器。如果存在N個重復(fù)的恒定核心，則存在N個不同的后綴或計數(shù)器。 核心的一個結(jié)構(gòu)包括三值符號(-Si,O,O,O, Si,-Si}。如果N為4，則可規(guī)定4個不同的后綴。如圖5所示，第一后綴可以是Cl-(O, 0} 465，第二后綴可以是C2^0,-Si} 475，第三后綴可以是03={0，-&} 485，以及第四后綴可以是C4={Si，-Si} 495。如果每個后綴具有上述不同模式的三值符號，則接收機可確定在給 定時間接收到的重復(fù)的數(shù)量。這使得能夠?qū)⒔邮諜C的時鐘在SFD 450內(nèi) 相對地同步而不會有任何的模糊。此外，接收機還可根據(jù)SFD 450的重復(fù)的恒定核心而獲得統(tǒng)計復(fù)用 增益。改善的自相關(guān)上述計數(shù)器法的問題是SFD從整體上來看沒有很好的自相關(guān)函數(shù)。 自相關(guān)函數(shù)包含高的旁瓣。因此，與2006年4月的正EE Draft P802.15.4a/D2相比改善了檢測性能。然而，這一改善是微小的(marginal)。本發(fā)明的實施方式規(guī)定了一種分組結(jié)構(gòu)，作為對2006年4月的IEEE Draft P802.15.4a/D2中和母案(parent application)中描述的分組結(jié)構(gòu)的改 進。根據(jù)本實施方式，分組600包括同步報頭(SHR) 610、物理層報頭 (PHR) 620、以及有效載荷630。SHR610包括前導(dǎo)碼640以及幀分界符的開始(SFD) 650。前導(dǎo)碼640包含對如上所述的完全平衡的三值序列(PBTS) 110中選定的一個序 列的重復(fù)。即，前導(dǎo)碼中的多個PBTS110都是相同的。SFD 650的結(jié)構(gòu)與2006年4月的IEEE Draft P802.15.4a/D2中的結(jié)構(gòu) 不同。根據(jù)本實施方式的SFD結(jié)構(gòu)包括任意的碼序列660，例如，64個 碼。每個碼可代表固定長度為2n-l的三值序列，例如，長度為31、 63 或127。如果該碼為O，則固定長度序列661為全零。如果該碼為+1，則 序列110與前導(dǎo)碼中一樣為Si,并且如果該碼為-1，則序列110為-Si， 即前導(dǎo)碼中的PBTS 110取反(negation)。如圖7所示，SFD 650的創(chuàng)建可描述為兩個碼的克羅內(nèi)克積。具體 地說，在本實施方式中，SFD 650是任意的三值碼序列Su 700 (例如， 64個碼)和選定的固定長度三值碼701 (例如Si， -Si)的克羅內(nèi)克積。 如果Su中的三值碼為O，則克羅內(nèi)克積得到全零序列。在克羅內(nèi)克運算 之后，對于整個SFD序列具有以下等式SFD=Su Si，其中符號^代表克羅內(nèi)克積，并且SFD650的總長度為 64*31=1984。在一個實施方式中，前(first) 8個碼660的順序和排列與次(second) 8個碼相同,例如，{0，0，+1，+1，-1,0，-1，0，0，0，+1，+1，-1，0，-1，0}，并且 其余碼的順序和排列是任意的。SFD 650具有以上定義的任意結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是，序列650具有高的峰 值旁瓣比，這會改善檢測性能。在一個實施方式中，使檢測性能最大化的最優(yōu)三值碼可以是以下任 意序列中的任意一個碼1
;碼2[1 -l 0 1 01 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 "1 -1 -l 0 -l 1 0 0 -1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 -1 0 0 -1 0 0 -1 1 1 1 1 0 1 -1 1 0 0 0 1 0-1 0 1 1 0 -1 0 O];碼3[1 -1 0101001 -1 010100-l-1-1 0-1 100-l 11000000001 -1 0 0 -1 0 0 -1 1 1 1 1 0 1 -1 1 0 0 0 1 0 -1 0 1 1 0 -1 0 O];這些任意序列是根據(jù)實驗而確定的。盡管以優(yōu)選實施方式為例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的 精神和范圍內(nèi)可以做出各種其他變化和修改。因此，所附的權(quán)利要求的 目的是涵蓋落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有這種變型和修改。
權(quán)利要求
1、一種在無線通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送分組的方法，該方法包括以下步驟構(gòu)建包括同步報頭、物理層報頭、以及有效載荷的分組；將幀分界符的開始以及前導(dǎo)碼插入到所述同步報頭中；將任意的三值碼序列插入到所述幀分界符的開始中，每個碼代表固定長度的三值序列；以及發(fā)送所述分組。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述三值碼是0， +1,或-1， 并且每個碼0對應(yīng)于具有所述固定長度的零序列，每個碼+1代表在所述 前導(dǎo)碼中所述固定長度的完全平衡的三值序列，并且每個碼-1代表在所 述前導(dǎo)碼中所述完全平衡的三值序列的取反。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述幀分界符的開始中前8 個碼的順序和排列與次8個碼的相同，并且其余的碼的順序和排列是任 意的。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述固定長度為2n-l。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述幀分界符的開始中有 64個任意的三值碼。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述任意的三值碼序列由Su 表示，所述完全平衡的三值序列由Si表示，并且所述幀分界符的開始由 克羅內(nèi)克積Su(8)Si表示。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法進一步包括以下步驟 根據(jù)所述幀分界符的開始對接收機的時鐘進行同步。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中接收機從所述幀分界符的開始 來獲得統(tǒng)計復(fù)用增益。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述網(wǎng)絡(luò)是根據(jù)IEEE 802.15.4a 標準設(shè)計的。
10、 一種在無線通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送分組的裝置，該裝置包括 用于構(gòu)建分組的單元，其中該分組包括同步報頭、物理層報頭、以 及有效載荷；用于將幀分界符的開始以及前導(dǎo)碼插入到所述同步報頭中的單元； 用于將任意的三值碼序列插入到所述幀分界符的開始中的單元，每 個碼代表固定長度的三值序列；以及 用于發(fā)送所述分組的單元。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，該裝置進一步包括 用于根據(jù)所述幀分界符的開始對接收機的時鐘進行同步的單元。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的裝置，其中所述接收機從所述幀分界符 的開始來獲得統(tǒng)計復(fù)用增益。
13、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述網(wǎng)絡(luò)是根據(jù)IEEE 802.15.4a標準設(shè)計的。
全文摘要
本發(fā)明提出了在無線通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送分組的方法和裝置。分組被構(gòu)建成包括同步報頭、物理層報頭、以及有效載荷。幀分界符的開始以及前導(dǎo)碼被插入到同步報頭中。多個固定長度的三值序列以任意順序被插入到所述幀分界符的開始中，隨后發(fā)送所述分組。
文檔編號H04L7/04GK101401346SQ20078000910
公開日2009年4月1日 申請日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月25日
發(fā)明者安德里亞·F·莫利薩奇, 扎菲爾·沙欣奧盧, 菲利普·V·奧爾利克 申請人:三菱電機株式會社