專利名稱：于接收器偵測(cè)不同格式封包的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通訊系統(tǒng)，特別涉及無(wú)線通訊系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無(wú)線通訊系統(tǒng)，例如WiFi系統(tǒng)，其利用正交分頻多任務(wù)(orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM)的封包傳送及接收信息。該系 統(tǒng)中的接收器需先偵測(cè)封包及其格式，再設(shè)定其硬件及軟件以接收及 譯碼該封包的數(shù)據(jù)部分。
每一正交分頻多任務(wù)封包皆包含多個(gè)前導(dǎo)碼字段以幫助接收器偵 測(cè)、同步及調(diào)節(jié)該封包。所述前導(dǎo)碼字段之后為編碼信號(hào)字段，其攜 帶的信息包含數(shù)據(jù)傳輸率及封包長(zhǎng)度等數(shù)據(jù)。該編碼信號(hào)字段加以譯 碼以設(shè)定該接收器接收及譯碼該封包的數(shù)據(jù)部分。在IEEE制定的文件 (802.11n)的高通量的WiFi標(biāo)準(zhǔn)中，混合模式(mixed mode)及綠燈區(qū) (Greenfield)正交分頻多任務(wù)訊框格式可和低通量的舊有(legacy)訊框格 式共同存在。在此標(biāo)準(zhǔn)中，該混合模式訊框格式可以以舊有裝置處理 一高通量封包，而該綠燈區(qū)訊框格式可在一僅高通量(high throughput only)系統(tǒng)使用較少的資源而達(dá)到較高的通量。
據(jù)此，業(yè)界所需要的是一種系統(tǒng)及方法，其可允許接收器有效率 地接收及譯碼不同格式的數(shù)據(jù)封包，且易于實(shí)現(xiàn)、具成本效益及適用 于現(xiàn)行的通訊系統(tǒng)。本發(fā)明即提供該系統(tǒng)及方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明揭示一種方法及系統(tǒng)，用以在接收器偵測(cè)IEEE 802.11n標(biāo) 準(zhǔn)中不同格式的封包。該方法及系統(tǒng)包含初始化接收器于舊有模式； 及通過(guò)該接收器接收至少一數(shù)據(jù)符號(hào)(symbol)。該方法及系統(tǒng)包含偵測(cè) 是否該數(shù)據(jù)封包內(nèi)存在高通量信號(hào)字段及根據(jù)該高通量信號(hào)字段的偵 測(cè)結(jié)果決定該數(shù)據(jù)封包的格式。


圖1顯示IEEE 802.11n標(biāo)準(zhǔn)下舊有格式、混合模式格式及綠燈區(qū)
格式的訊框的示意圖2顯示根據(jù)一實(shí)施例的一簡(jiǎn)化的通訊系統(tǒng)；以及
圖3顯示舊有信號(hào)字段(二元相移鍵控)的星座圖及高通量信號(hào)字
段(90度旋轉(zhuǎn)的二元相移鍵控)的星座圖。主要組件符號(hào)說(shuō)明
12舊有格式
14混合模式格式
16綠燈區(qū)格式
100接收端
101接收器
102正交分頻多任務(wù)傳送器
104正交分頻多任務(wù)接收器
106快速傅立葉轉(zhuǎn)換模塊
108均衡器
110高通量信號(hào)偵測(cè)器模塊
112接收器狀態(tài)機(jī)器及控制模塊
114譯碼器
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及通訊系統(tǒng)，特別涉及無(wú)線通訊系統(tǒng)。以下敘述的表示 是為使本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的本領(lǐng)域技術(shù)人員能了解其內(nèi)容并可據(jù)以 實(shí)施，且提供于專利申請(qǐng)書及其說(shuō)明書中。優(yōu)選實(shí)施例的不同修改和 在此描述的一般性原則和特點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是明顯的。因 此，本發(fā)明不應(yīng)受限于所示的實(shí)施例，而應(yīng)基于上述原則和特點(diǎn)給予 一致性的最寬廣的范圍。
根據(jù)本發(fā)明的一種方法及系統(tǒng)可支持接收器有效率地偵測(cè)及譯碼 傳送無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)封包的格式。詳細(xì)而言，該系統(tǒng)可支持接收器
接收不同格式的封包以偵測(cè)該IEEE標(biāo)準(zhǔn)的S02.11n封包為高通量格式或舊有正交分頻多任務(wù)格式。由此，接收器可有效率地接收及解碼封 包。
雖然以下實(shí)施例是根據(jù)應(yīng)用正交分頻多任務(wù)封包的WiFi系統(tǒng)，本 發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的本領(lǐng)域技術(shù)人員可將該實(shí)施例的方法及系統(tǒng)應(yīng)用 于不同的實(shí)施例，而所述應(yīng)用仍應(yīng)符合本發(fā)明的精神并位于本發(fā)明的
范圍內(nèi)。例如，該接收器可接收互補(bǔ)碼鍵控(complementary code keying, CCK)封包、以太網(wǎng)絡(luò)封包或其它類似的封包，而其應(yīng)用仍應(yīng)符合本發(fā) 明的精神并位于本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，該高通量格式的種類可不同 于所揭示的混合格式或綠燈區(qū)格式，而可以是可應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的 方法及系統(tǒng)的其它格式。據(jù)此，雖然根據(jù)本發(fā)明的方法及系統(tǒng)是由一 特定實(shí)施例所討論，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的本領(lǐng)域技術(shù)人員可認(rèn)知該 方法及系統(tǒng)可應(yīng)用于各種環(huán)境而不限于所揭示的實(shí)施例。
在根據(jù)一實(shí)施例的方法及系統(tǒng)中，WiFi系統(tǒng)(802.11n的架構(gòu))的高 通量訊框格式的偵測(cè)是根據(jù)高通量信號(hào)字段(HT-SIG)的偵測(cè)，其中該高 通量信號(hào)字段由以一 90度旋轉(zhuǎn)的二元相移鍵控(BPSK)所調(diào)變。根據(jù)實(shí) 施例的方法及系統(tǒng)通過(guò)比較封包內(nèi)同相(I)及正交(Q)部分的均衡符號(hào) 的功率來(lái)偵測(cè)該高通量信號(hào)字段。在實(shí)施例中，該偵測(cè)器分辨該所接 收的封包的正交分頻多任務(wù)訊框?yàn)榛旌夏Ｊ?、綠燈區(qū)或是舊有格式。 根據(jù)實(shí)施例的偵測(cè)器可不利用平行譯碼即分辨混合模式、綠燈區(qū)及舊 有格式的訊框。根據(jù)實(shí)施例的方法及系統(tǒng)提供快速、可靠、高效及適 合實(shí)現(xiàn)的多種接收器設(shè)計(jì)。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)應(yīng)用一偵測(cè)過(guò)程，其可完全由硬件實(shí)現(xiàn)，完全 由軟件實(shí)現(xiàn)，或由軟件及硬件實(shí)現(xiàn)。在一種實(shí)現(xiàn)中，該偵測(cè)過(guò)程是由 軟件實(shí)現(xiàn)，其包含但不限于應(yīng)用軟件、韌體、常駐軟件(resident software) 及微程序代碼(mircocode)等。
此外，該偵測(cè)過(guò)程可由計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)，其可由計(jì)算機(jī)可用或計(jì) 算機(jī)可讀的媒體所存取而得。該媒體提供程序代碼以連接至計(jì)算機(jī)或 任何指令執(zhí)行系統(tǒng)，或由該計(jì)算機(jī)及指令執(zhí)行系統(tǒng)所使用。為了描述 的目的，計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀的媒體可為任何裝置，其可包含儲(chǔ) 存、通訊、傳播或輸送該程序以連接至該指令執(zhí)行系統(tǒng)、儀器或裝置， 或由該指令執(zhí)行系統(tǒng)、儀器或裝置所使用。
7該媒體可為電子、機(jī)械、光學(xué)、電磁、紅外線或半導(dǎo)體系統(tǒng)(或儀 器或裝置)或傳播媒體。該計(jì)算機(jī)可讀媒體的例子包含半導(dǎo)體或固態(tài)內(nèi)
存、磁帶、可移除式計(jì)算機(jī)軟盤、隨機(jī)存取內(nèi)存、硬磁盤(rigidmagnetic disk)及光盤。光盤的例子包含數(shù)字激光視盤(DVD)、只讀型光盤 (CD-ROM)及可重復(fù)讀寫式光盤(CD-R/W)。以下的敘述及其圖示更進(jìn) 一步描述了本發(fā)明的特點(diǎn)。
圖1顯示一示意圖分別例示了舊有格式12、混合模式格式14及綠 燈區(qū)格式16的訊框。根據(jù)802.11格式的接收器需分辨舊有、混合模式 及綠燈區(qū)的訊框以進(jìn)一步處理封包。換言之，該接收器需能分辨高通 量信號(hào)字段、舊有信號(hào)字段(L-SIG)及數(shù)據(jù)符號(hào)。該舊有信號(hào)字段以二 元相移鍵控調(diào)變，亦即其星座圖僅有同相部分的功率。該數(shù)據(jù)信號(hào)可 為二元相移鍵控、四相相移鍵控(QPSK)及正交幅度調(diào)變(QAM)所調(diào)變， 亦即其星座圖僅有同相部分的功率或其同相部分及正交部分具有相同 的功率。根據(jù)802.11n的規(guī)范，該高通量信號(hào)字段為二元相移鍵控調(diào)變 且其星座圖以90度旋轉(zhuǎn)。據(jù)此，該高通量信號(hào)字段僅有正交部分的功 率，此特點(diǎn)可用以區(qū)分一般二元相移鍵控調(diào)變的舊有信號(hào)字段。
圖2顯示根據(jù)本實(shí)施例的簡(jiǎn)化的通訊系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包含正交 分頻多任務(wù)傳送器102，其提供數(shù)據(jù)封包至接收器101。接收器101包 含多個(gè)正交分頻多任務(wù)接收器104、接收器狀態(tài)機(jī)器及控制模塊112， 其中正交分頻多任務(wù)接收器104接收該數(shù)據(jù)封包并提供數(shù)據(jù)至快速傅 立葉(FFT)轉(zhuǎn)換模塊106?？焖俑盗⑷~轉(zhuǎn)換模塊106提供數(shù)據(jù)至均衡器 108,并和接收器狀態(tài)機(jī)器及控制模塊112通訊。
均衡器108提供均衡的數(shù)據(jù)封包至譯碼器114及高通量信號(hào)偵測(cè) 器模塊110。均衡器108也和接收器狀態(tài)機(jī)器及控制模塊112通訊。高 通量信號(hào)偵測(cè)器模塊110和接收器狀態(tài)機(jī)器及控制模塊112通訊。譯 碼器114也和接收器狀態(tài)機(jī)器及控制模塊112通訊。該接收的信號(hào)在 正交分頻多任務(wù)接收器104的前端調(diào)節(jié)。每一時(shí)間域符號(hào)皆經(jīng)由快速 傅立葉轉(zhuǎn)換模塊106轉(zhuǎn)換成頻率域的子載波，并經(jīng)由均衡器108均衡。 該高通量信號(hào)的偵測(cè)為根據(jù)均衡器108所提供的均衡符號(hào)。高通量信 號(hào)偵測(cè)器模塊110是由接收器狀態(tài)機(jī)器及控制模塊112所控制。
802.11n的高通量格式的偵測(cè)為根據(jù)該高通量信號(hào)字段的偵測(cè)，其
8中該高通量信號(hào)字段由以90度旋轉(zhuǎn)的二元相移鍵控所調(diào)變。在此描述對(duì)于該高通量信號(hào)字段的簡(jiǎn)單而有效率的偵測(cè)方法，即比較均衡后的符號(hào)于同相及正交部分的功率。
圖3顯示舊有信號(hào)字段(二元相移鍵控)的星座圖及高通量信號(hào)字段(90度旋轉(zhuǎn)的二元相移鍵控)的星座圖。該卯度旋轉(zhuǎn)的二元相移鍵控
可通過(guò)比較均衡后信號(hào)于同相軸(I軸)及正交軸(Q軸)的能量來(lái)加以偵測(cè)。該偵測(cè)的準(zhǔn)確度取決于所述均衡后信號(hào)的質(zhì)量。在偵測(cè)到一90度旋轉(zhuǎn)的二元相移鍵控后即偵測(cè)到高通量信號(hào)字段，因此即偵測(cè)到高通量模式。
在根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)及方法中，該接收器狀態(tài)機(jī)器初始化于舊有模式。若在時(shí)間tl偵測(cè)到高通量信號(hào)字段(如圖1所示)，則即接收到綠燈區(qū)訊框。若未偵測(cè)到綠燈區(qū)訊框，則決定由該舊有信號(hào)字段譯碼的數(shù)據(jù)傳輸率是否在預(yù)定值(例如6Mbps)，以及是否于時(shí)間t2偵測(cè)到高通量信號(hào)字段。若兩者條件皆滿足，則接收到混合模式訊框。若條件不滿足，則該接收器仍維持在舊有模式。
如前所述，該接收器在偵測(cè)到高通量信號(hào)字段前為舊有模式。因此，該接收器需在譯碼舊有信號(hào)字段時(shí)緩沖高通量信號(hào)字段，或是平行譯碼舊有信號(hào)及高通量信號(hào)符號(hào)。在一實(shí)施例中，為減少緩沖及去除平行解碼，該高通量信號(hào)字段的偵測(cè)僅根據(jù)第一高通量信號(hào)符號(hào)。高通量信號(hào)偵測(cè)器模塊110用以偵測(cè)混合模式及綠燈區(qū)模式的封包格式。以下描述根據(jù)一實(shí)施例的高通量信號(hào)偵測(cè)器模塊110的操作特性。
通過(guò)偵測(cè)90度旋轉(zhuǎn)的二元相移鍵控調(diào)變偵測(cè)高通量信號(hào)字段
在一實(shí)施例中，該高通量信號(hào)字段的偵測(cè)在第一高通量信號(hào)符號(hào)的共48個(gè)均衡后數(shù)據(jù)子載波上進(jìn)行。假設(shè)所述均衡后子載波可表示為r[i],i-O， 1， ...，47，則同相軸及正交軸的功率可表示為
'■=047
例如，對(duì)于一40MHz的接收器，其高通量信號(hào)字段的數(shù)據(jù)符號(hào)數(shù)量為48x2。既然上頻帶(upperband)為下頻帶(lowerband)的復(fù)制版本，
且所述頻帶相結(jié)合以加以均衡，則用于高通量信號(hào)偵測(cè)的數(shù)據(jù)子載波的數(shù)量仍為48。
若接收到一 90度旋轉(zhuǎn)的二元相移鍵控信號(hào)，則噪聲功率為N=2Pi，而信號(hào)功率為S:Pq-Pi。因此，若SXx，N，則偵測(cè)到高通量信號(hào)字段，其中a為臨界信噪比(critical SNR)。該偵測(cè)準(zhǔn)則可等同于
若Pq〉(2，a+l)，Pi，則偵測(cè)到高通量信號(hào)字段
為決定適合的偵測(cè)臨界值，所述項(xiàng)(2，a+l)在以下敘述中即為偵測(cè)臨界值，且若P一臨界值，Pi，則偵測(cè)到高通量信號(hào)字段。
為決定適合的偵測(cè)臨界值，該高通量信號(hào)字段的偵測(cè)在各種訊框下測(cè)試。為確保高偵測(cè)率及低錯(cuò)誤偵測(cè)率，適合的偵測(cè)臨界值的范圍介于1.5至2.0之間。此即對(duì)應(yīng)至適合的高通量信號(hào)字段的偵測(cè)，其均衡的信噪比約為-6dB至-3dB。
根據(jù)本發(fā)明的方法及系統(tǒng)支持接收器以有效率地偵測(cè)及譯碼在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳送的多個(gè)封包的格式。詳細(xì)而言，該系統(tǒng)可支持接收器接收不同格式的封包以偵測(cè)所述封包為高通量格式或舊有正交分頻多任務(wù)格式。由此，接收器可有效率地接收及解碼封包。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)己揭示如上，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員仍可能基于本發(fā)明的教導(dǎo)及揭示而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修改。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換及修改，并為本申請(qǐng)的權(quán)利要求書所涵蓋。
10
權(quán)利要求
1.一種在一接收器偵測(cè)不同格式封包的方法，包含初始化該接收器于舊有模式；通過(guò)該接收器接收至少一數(shù)據(jù)符號(hào)；偵測(cè)一數(shù)據(jù)封包內(nèi)是否存在高通量信號(hào)字段；以及根據(jù)該高通量信號(hào)字段的偵測(cè)結(jié)果決定該數(shù)據(jù)封包的格式。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述不同格式包含綠燈區(qū)格 式、混合模式格式及舊有模式格式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中若該高通量信號(hào)字段在第一 預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)偵測(cè)到，則偵測(cè)到第一高通量格式。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中若來(lái)自低通量信號(hào)字段的數(shù) 據(jù)傳輸量為預(yù)定值，且高通量信號(hào)字段在該第一預(yù)定時(shí)間周期后的第 二預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)偵測(cè)到，則偵測(cè)到第二高通量格式；以及若上述條件皆不滿足，則該接收器維持于舊有模式。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中只要一二元相移鍵控調(diào)變附 加于該封包，即偵測(cè)到該高通量信號(hào)字段。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該偵測(cè)步驟為比較均衡后信 號(hào)與一星座圖的同相及正交符號(hào)的功率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其根據(jù)該高通量信號(hào)字段的信噪 比提供臨界值，以確保所述封包正確地被偵測(cè)到。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中適合的偵測(cè)范圍根據(jù)S>a*N 確定，其中S為信號(hào)功率，N為噪聲功率，而a為信噪比。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中該偵測(cè)臨界值包含(2，a+l)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中適合的偵測(cè)臨界值范圍介于1.5至2之間。
11. 一種于接收器偵測(cè)不同格式封包的系統(tǒng)，包含 用以初始化該接收器于舊有模式的裝置； 用以通過(guò)該接收器接收至少一數(shù)據(jù)符號(hào)的裝置； 用以偵測(cè)數(shù)據(jù)封包內(nèi)是否存在高通量信號(hào)字段的裝置；以及用以根據(jù)該高通量信號(hào)字段的偵測(cè)結(jié)果決定該數(shù)據(jù)封包的格式的 裝置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述不同格式包含綠燈區(qū) 格式、混合模式格式及舊有模式格式。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中若該高通量信號(hào)字段在第 一預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)偵測(cè)到，則偵測(cè)到第一高通量格式。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中若來(lái)自低通量信號(hào)字段的 數(shù)據(jù)傳輸量為預(yù)定值，且高通量信號(hào)字段在該第一預(yù)定時(shí)間周期后的 第二預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)偵測(cè)到，則偵測(cè)到第二高通量格式；以及若上述條件皆不滿足，則該接收器維持于舊有模式。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中只要一二元相移鍵控調(diào)變 附加于該封包，即偵測(cè)到該高通量信號(hào)字段。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中該偵測(cè)步驟比較均衡后信 號(hào)與一星座圖的同相及正交符號(hào)的功率。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其根據(jù)該高通量信號(hào)字段的信 噪比提供臨界值以確保所述封包正確地被偵測(cè)到。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中適合的偵測(cè)范圍根據(jù)S>a*N確定，其中S為信號(hào)功率，N為噪聲功率，而(X為信噪比。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中該偵測(cè)臨界值包含(2w+l)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中適合的偵測(cè)臨界值范圍介 于1.5至2之間。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種方法及系統(tǒng)，用以在無(wú)線接收器偵測(cè)不同格式的封包。該方法及系統(tǒng)包含初始化接收器于舊有模式；及通過(guò)該接收器接收至少一數(shù)據(jù)符號(hào)。該方法及系統(tǒng)包含偵測(cè)該數(shù)據(jù)封包內(nèi)是否存在高通量信號(hào)字段及根據(jù)該高通量信號(hào)字段的偵測(cè)結(jié)果決定該數(shù)據(jù)封包的格式。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101662440SQ20091014798
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月26日
發(fā)明者馮淑玲 申請(qǐng)人:雷凌科技股份有限公司