СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ Российский патент 2010 года по МПК H04J99/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к технологиям передачи сигналов и, в частности, относится к способу и устройству для передачи сигналов в пакетном формате.

Предшествующий уровень техники

В области беспроводной связи обычно требуется эффективное использование ограниченных частотных ресурсов. Технология адаптивных антенных решеток является одной из технологий, реализующих эффективное использование частотных ресурсов. В технологии адаптивных антенных решеток амплитудой и фазой сигналов, передаваемых и принимаемых совокупностью антенн, соответственно, управляют так, чтобы формировать диаграмму направленности антенны. Другими словами, устройства, снабженные адаптивными антенными решетками, изменяют, соответственно, амплитуды и фазы сигналов, принимаемых совокупностью антенн, суммируют измененные таким образом принятые сигналы и принимают сигналы, эквивалентные сигналам, принятым антенной, имеющей диаграмму направленности, соответствующую изменению в амплитуде и фазе (далее именуемые “взвешивающими”). Сигналы передаются по диаграмме направленности антенны, соответствующей взвешивающим сигналам.

Одним примером обработки для вычисления взвешивающих сигналов в технологии адаптивных антенных решеток является обработка на основании метода MMSE (минимальной среднеквадратической ошибки). Согласно методу MMSE известно, что решение Винера является условием для оптимального значения веса. Также известна рекуррентная формула, объем вычислений которой меньше, чем необходимый для прямого решения винеровского решения. Для такой рекуррентной формулы используются адаптивные алгоритмы, например алгоритм RLS (рекурсивного метода наименьших квадратов) и алгоритм LMS (минимальной среднеквадратичной ошибки). С другой стороны, в целях реализации более высокой скорости передачи данных и повышения качества передачи в ряде случаев данные подвергают модуляции на множественных несущих и передают сигналы с несколькими несущими (см., например, патентный документ 1).

Патентный документ 1

Выложенная патентная заявка Японии № Hei10-210099.

Сущность изобретения

Проблемы, решаемые изобретением

Существует система MIMO (много входов, много выходов) в качестве одной из технологий для повышения скорости передачи данных с использованием технологии адаптивных антенных решеток. Передающее устройство и приемное устройство в системе MIMO снабжены совокупностью антенн, и установлен канал, пригодный для каждой из антенн. Таким образом, с целью повышения скорости передачи данных установлен канал из вплоть до максимального количества антенн для связи между передающим устройством и приемным устройством. Кроме того, объединение системы MIMO с методом передачи сигналов с несколькими несущими позволяет повысить скорость передачи данных. С другой стороны, переданные сигналы обычно содержат преамбулы, которые представляют собой известные сигналы, чтобы сигналы, передаваемые от передающего устройства, можно было точно принимать. В общем случае, сигнал преамбулы задается фиксированным шаблоном. Тем не менее, если шаблон сигнала преамбулы изменяется с учетом характеристик радиоканала и эффективности использования пакета, можно реализовать систему беспроводной связи, которая будет гибкой в отношении характеристик радиоканала и т.п.

Настоящее изобретение было сделано ввиду вышеупомянутых обстоятельств и проблем, и его задачей является обеспечение способа и устройства для изменения формата сигнала преамбулы.

Подходы к решению проблем

Для решения вышеозначенных проблем передающее устройство, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, содержит: блок хранения, в котором хранится первый известный сигнал, заданный в первой системе беспроводной связи, и второй известный сигнал, заданный во второй системе беспроводной связи, которая отличается от первой системы беспроводной связи; блок выбора, который выбирает либо первый формат пакета, в котором второй известный сигнал располагается в его передней части, либо второй формат пакета, в котором первый известный сигнал дополнительно располагается перед вторым известным сигналом; и передатчик, который передает сигналы в формате пакета, выбранном блоком выбора.

Согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения, производится переключение между наличием и отсутствием первого сигнала преамбулы, что позволяет выбирать улучшение совместимости с первой системой беспроводной связи и эффективность использования пакета во второй системе беспроводной связи.

Другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения также относится к передающему устройству. Это устройство содержит: блок хранения, в котором хранится первый известный сигнал, заданный в первой системе беспроводной связи, которая должна передавать сигналы с использованием совокупности несущих, и второй известный сигнал, заданный во второй системе беспроводной связи, которая должна передавать сигналы от совокупности антенн параллельно, с использованием такого же количества несущих для передачи сигналов, что и в первой системе беспроводной связи; блок выбора, который выбирает либо первый формат пакета, в котором второй известный сигнал располагается в его передней части, либо второй формат пакета, в котором первый известный сигнал дополнительно располагается перед вторым известным сигналом; и передатчик, который передает сигналы в формате пакета, выбранном блоком выбора.

Согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения, производится переключение между наличием и отсутствием первого сигнала преамбулы, что позволяет выбирать улучшение совместимости с первой системой беспроводной связи и эффективность использования пакета во второй системе беспроводной связи.

Второй известный сигнал, хранящийся в блоке хранения, можно задать в совокупности видов в соответствии с количеством антенн, которые должны передавать сигналы во второй системе беспроводной связи. Поскольку шаблон второго известного сигнала изменяется в соответствии с количеством антенн, качество связи можно повысить.

Если формат пакета, в котором второй известный сигнал располагается в его передней части, выбран, и количество антенн для передачи сигналов равно единице, блок выбора может назначить один из вторых известных сигналов, в которых задана совокупность видов. Даже если количество антенн оказывается одним из множественного числа, используется второй известный сигнал, соответствующий одному из совокупности антенн. Таким образом, переключения на первую систему беспроводной связи больше не требуется.

Когда второй формат пакета, в котором первый известный сигнал дополнительно располагается перед вторым известным сигналом, выбран, блок выбора может назначать информацию, указывающую, что второй известный сигнал размещен между первым известным сигналом и вторым известным сигналом. После того как информация, указывающая, что второй известный сигнал размещен после первого известного сигнала, вставлена, содержимое такого последующего сигнала можно переносить на устройство связи первой системы беспроводной связи.

Передающее устройство может дополнительно содержать блок мониторинга, который отслеживает наличие устройства связи, которое несовместимо со второй системой беспроводной связи и совместимо с первой системой беспроводной связи, в котором блок выбора может выбирать формат пакета на основании результата мониторинга, полученного от блока мониторинга. Переключение между наличием и отсутствием первого известного сигнала производится на основании наличия или отсутствия какого-либо оконечного устройства первой системы беспроводной связи. Поэтому, даже при осуществлении переключения, на другое устройство связи не оказывается никакого неблагоприятного воздействия.

Еще один предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения также относится к передающему устройству. Это устройство содержит: передатчик, который передает сигналы, заданные в заранее определенном формате пакета, параллельно от совокупности антенн; блок хранения, в котором хранится известный сигнал, подлежащий размещению в передней части формата (структуры) пакета; и блок выбора, который выбирает, во время размещения известного сигнала в передней части формата пакета, либо первое назначение, в котором известный сигнал передается в одном и том же режиме хронирования от совокупности антенн, или второе назначение, в котором известный сигнал передается в разных режимах хронирования от совокупности антенн.

Согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения, назначение сигнала преамбулы, подлежащего передаче от совокупности антенн, изменяется. Таким образом, можно выбирать качество передачи сигналов и эффективность использования пакета.

Передающее устройство может дополнительно содержать блок вывода, который выводит характеристики радиоканала, по которому должны передаваться сигналы, в котором блок выбора может выбирать назначение известного сигнала на основании характеристик радиоканала, выведенных блоком вывода. Структура сигналов преамбулы, подлежащих передаче от совокупности антенн, изменяется на основании качества радиоканала, что позволяет выбирать структуру преамбулы, пригодную для используемого радиоканала.

Еще один предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения относится к способу передачи. Этот способ отличается тем, что указывают первый известный сигнал, заданный в первой системе беспроводной связи, которая должна передавать сигналы с использованием совокупности несущих, указывают второй известный сигнал, заданный во второй системе беспроводной связи, которая должна передавать сигналы параллельно от совокупности антенн с использованием количества несущих, равного количеству несущих, посредством которых нужно передавать сигналы, и передают сигналы, выбирая либо первый формат пакета, в котором второй известный сигнал размещен в передней части, либо второй формат пакета, в котором первый известный сигнал дополнительно располагается перед вторым известным сигналом.

Еще один предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения также относится к способу передачи. Этот способ содержит этапы, на которых: сохраняют первый известный сигнал, заданный в первой системе беспроводной связи, и второй известный сигнал, заданный во второй системе беспроводной связи, которая отличается от первой системы беспроводной связи; выбирают либо первый формат пакета, в котором второй известный сигнал располагается в его передней части, либо второй формат пакета, в котором первый известный сигнал дополнительно располагается перед вторым известным сигналом; и передают сигналы в формате пакета, выбранном на этапе выбора.

Еще один предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения также относится к способу передачи. Этот способ содержит этапы, на которых: сохраняют первый известный сигнал, заданный в первой системе беспроводной связи, которая должна передавать сигналы с использованием совокупности несущих, и второй известный сигнал, заданный во второй системе беспроводной связи, которая должна передавать сигналы от совокупности антенн параллельно, с использованием такого же количества несущих для передачи сигналов, что и в первой системе беспроводной связи; выбирают либо первый формат пакета, в котором второй известный сигнал располагается в его передней части, либо второй формат пакета, в котором первый известный сигнал дополнительно располагается перед вторым известным сигналом; и передают сигналы в формате пакета, выбранном на этапе выбора.

Второй известный сигнал, сохраненный на этапе сохранения, можно задать в совокупности видов в соответствии с количеством антенн, которые должны передавать сигналы во второй системе беспроводной связи. Если формат пакета, в котором второй известный сигнал располагается в его передней части, выбран, и количество антенн для передачи сигналов равно единице, на этапе выбора можно назначить один из вторых известных сигналов, в которых задана совокупность видов. Когда второй формат пакета, в котором первый известный сигнал дополнительно располагается перед вторым известным сигналом, выбран, на этапе выбора можно назначать информацию, указывающую, что второй известный сигнал размещен между первым известным сигналом и вторым известным сигналом.

Способ передачи может дополнительно содержать этап отслеживания наличия устройства связи, которое несовместимо со второй системой беспроводной связи и совместимо с первой системой беспроводной связи, в котором на этапе выбора можно выбирать формат пакета на основании результата мониторинга, полученного на этапе отслеживания. Второй сигнал, сохраненный на этапе сохранения, может иметь совокупность частей, шаблоны сигнала которых отличаются друг от друга, и на этапе выбора можно выбирать либо первое назначение второго известного сигнала, в котором, по меньшей мере, одна из совокупности частей передается, соответственно, в одном и том же режиме хронирования от совокупности антенн, либо второе назначение второго известного сигнала, в котором, по меньшей мере, одна из совокупности частей передается, соответственно, в разных режимах хронирования от совокупности антенн. Способ может дополнительно содержать этап вывода характеристик радиоканала, по которому должны передаваться сигналы, в котором на этапе выбора можно выбирать назначение известного сигнала на основании характеристик радиоканала, выведенных на этапе вывода.

Еще один предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения также относится к способу передачи. Согласно этому способу, выбирают либо первое назначение, в котором известный сигнал передается в одном и том же режиме хронирования от совокупности антенн, либо второе назначение, в котором известный сигнал передается в разных режимах хронирования от совокупности антенн, чтобы известный сигнал размещался в передней части формата пакета сигнала, подлежащего передаче параллельно от совокупности антенн.

Еще один предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения также относится к способу передачи. Этот способ содержит этапы, на которых: передают сигналы, заданные в заранее определенном формате пакета, параллельно от совокупности антенн; сохраняют известный сигнал, подлежащий размещению в передней части формата пакета; и выбирают, во время размещения известного сигнала в передней части формата пакета, либо первое назначение, в котором известный сигнал передается в одном и том же режиме хронирования от совокупности антенн, либо второе назначение, в котором известный сигнал передается в разных режимах хронирования от совокупности антенн. Способ может дополнительно содержать этап вывода характеристик радиоканала, по которому должны передаваться сигналы, в котором на этапе выбора можно выбирать назначение известного сигнала на основании характеристик радиоканала, выведенных на этапе вывода.

Заметим, что любая произвольная комбинация вышеописанных структурных компонентов и выражений настоящего изобретения, измененная применительно к способу, устройству, системе, носителю записи, компьютерной программе и т.д., в равной степени эффективна и охватывается настоящими вариантами осуществления.

Преимущества изобретения

Согласно настоящему изобретению, можно обеспечить способ и устройство для изменения формата сигнала преамбулы.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - спектр сигнала с несколькими несущими согласно настоящему варианту осуществления.

Фиг.2 - структура формата пакета согласно настоящему варианту осуществления.

Фиг.3 - принцип работы системы связи согласно настоящему варианту осуществления.

Фиг.4 - структура передающего устройства, показанного на фиг.3.

Фиг.5 - структура блока управления, показанного на фиг.4.

Фиг.6A и 6B - форматы пакета, выбираемые блоком выбора, показанным на фиг.5.

Фиг.7A и 7B - форматы LTS, выбираемые блоком выбора, показанным на фиг.5.

Фиг.8 - таблица, показывающая соотношение, используемое при осуществлении выбора на блоке выбора, показанном на фиг.5, между количеством передающих антенн и шаблонами STS, передаваемыми передающими антеннами.

Фиг.9 - структура приемного устройства, показанного на фиг.3.

Фиг.10 - структура первого радиочастотного блока, показанного на фиг.9.

Фиг.11 - структура коррелятора, показанного на фиг.10.

Фиг.12 - структура первого блока обработки, показанного на фиг.9.

Фиг.13 - логическая блок-схема процедуры обработки передачи в передающем устройстве, показанном на фиг.3.

Фиг.14 - другая логическая блок-схема процедуры обработки передачи в передающем устройстве, показанном на фиг.3.

Описание позиций на чертежах

Передающее устройство 10, приемное устройство 12, передающие антенны 14, приемные антенны 16, блок 20 разделения данных, блоки 22 модуляции, радиочастотные блоки 24, блок 26 управления, блок 28 исправления ошибок, блок 30 перемежения, блок 32 добавления преамбулы, блок 34 ОБПФ (обратного быстрого преобразования Фурье), блок 36 GI (защитного интервала), блок 38 квадратурной модуляции, блок 40 преобразования частоты, блок 42 усиления, система 100 связи, блок 110 выбора, блок 112 мониторинга, блок 114 получения характеристик канала, блок 116 хранения.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения

Прежде чем перейти к подробному описанию настоящего изобретения, рассмотрим настоящее изобретение в общих чертах. Настоящий вариант осуществления относится к системе MIMO, которая содержит передающее устройство, снабженное совокупностью антенн, и приемное устройство, снабженное совокупностью антенн. Система MIMO, согласно настоящему варианту осуществления, передает сигналы посредством множественных несущих, в частности схемы модуляции OFDM (ортогональное мультиплексирование с частотным разделением), и передаваемые сигналы заданы и указаны в пакетном формате. Сигнал преамбулы размещается в передней части пакетного формата. Приемное устройство, принимающее сигнал, производит настройку АРУ (автоматической регулировки усиления), синхронизацию хронирования, восстановление несущих и т.п. на основании сигнала преамбулы. В системе MIMO независимые сигналы передаются от совокупности антенн передающего устройства, и приемное устройство демодулирует полезные сигналы путем разделения принятых сигналов посредством обработки сигнала адаптивной антенной решетки.

С другой стороны, в ряде случаев, вблизи передающего устройства, существует приемное устройство, которое несовместимо с системой MIMO (далее, систему, несовместимую с системой MIMO, будем называть “традиционной системой”). Хотя традиционная система передает сигналы согласно схеме модуляции OFDM таким же образом, как система MIMO, она отличается от системы MIMO в том, что сигналы передаются за счет установления одного канала между передающим устройством и приемным устройством. Теперь, при добавлении сигнала преамбулы, совместимого только с системой MIMO, избыточность сигнала в формате пакета в системе MIMO может быть снижена. Однако, поскольку традиционная система не может распознать такой сигнал преамбулы, в ряде случаев невозможно распознать приход сигналов. Это соответствует неточному выполнению контроля несущей, если традиционная система использует CSMA (множественный доступ с контролем несущей). Таким образом, поскольку традиционная система решает в этом случае, что сигналы не были переданы, и, по этой причине, по ошибке сама передает сигналы, частота возникновения конфликтов сигналов возрастает.

Напротив, если сигнал преамбулы, совместимый с традиционной системой, добавляется до сигнала преамбулы, совместимого только с системой MIMO, традиционная система также может распознавать сигнал преамбулы, тем самым затрудняя возникновение вышеописанной проблемы. Тем не менее, поскольку в этом случае добавляются преамбулы, совместимые с обеими системами, избыточность сигнала в формате пакета в системе MIMO возрастает. Поэтому передающее устройство согласно настоящему варианту осуществления таково, что сигнал преамбулы, совместимый с традиционной системой, добавляется в переднюю часть формата пакета, если приемное устройство, совместимое с традиционной системой, существует вблизи передающего устройства, тогда как сигнал преамбулы, совместимый с традиционной системой, не добавляется в переднюю часть формата пакета, если приемное устройство, совместимое с традиционной системой, не существует вблизи передающего устройства. Заметим, что “передняя часть” представляет собой участок головной части, расположенный вблизи заголовка формата пакета, которая также включает в себя его заголовок.

На фиг.1 показан спектр сигнала с несколькими несущими, согласно настоящему варианту осуществления. Это соответствует сигналу с несколькими несущими, передаваемому от традиционной системы, и сигналу с несколькими несущими, передаваемому от одной из совокупности антенн в системе MIMO. В данном случае предположим, что традиционная система представляет собой беспроводную ЛС (локальную сеть), отвечающую стандарту IEEE802.11a (далее, систему беспроводной ЛС, отвечающую стандарту IEEE802.11a, также будем называть “традиционной системой”). Одна из совокупности несущих в схеме OFDM обычно называется поднесущей. Здесь, однако, каждая из поднесущих обозначается “номером поднесущей”. Согласно фиг.1, стандарт IEEE802.11a задает 53 поднесущих, а именно, поднесущие под номерами от “-26” до “26”. Заметим, что номер поднесущей “0” задан пустым для ослабления эффекта составляющей постоянного тока в основополосном сигнале. Кроме того, соответствующие поднесущие модулируются посредством BPSK (двоичной фазовой манипуляции), QSPK (квадратурной фазовой манипуляции), 16QAM (квадратурной амплитудной модуляции) и 64QAM.

На фиг.2 показана структура формата пакета согласно настоящему варианту осуществления. Это соответствует каналу трафика традиционной системы. Согласно схеме модуляции OFDM, итоговая сумма размера преобразования Фурье и количества символов защитного интервала обычно составляет одну единицу. Эта “одна единица” называется символом OFDM согласно настоящему варианту осуществления. В традиционной системе, размер преобразования Фурье равен 64 (далее точки одного БПФ (быстрого преобразования Фурье) будем называть “точками БПФ”) и количество точек БПФ защитного интервала равно 16, поэтому символ OFDM соответствует 80 точкам БПФ.

Пакетный сигнал таков, что “преамбула”, состоящая из “4 символов OFDM”, размещается в головной части пакетного сигнала, и “сигнал” из “1 символа OFDM” и “данные” произвольной длины в этом порядке размещаются после “преамбулы”. “Преамбула” - это известный сигнал, используемый для настройки АРУ, синхронизации хронирования и восстановления несущей и т.п. в приемном устройстве. “Сигнал” - это сигнал управления, а “данные” - это информация, подлежащая передаче от передающего устройства на приемное устройство. Как показано на фиг.2, “преамбула”, состоящая из “4 символов OFDM”, делится на “STS (короткую обучающую последовательность)”, состоящую из “2 символов OFDM”, и “LTS (длинную обучающую последовательность)”, состоящую из “2 символов OFDM”. STS образована десятью единицами сигнала с “t₁” по “t₁₀”, и каждая единица сигнала, например “t₁”, равна 16 точкам БПФ. Хотя STS равна 16 точкам БПФ в единице временной области согласно описанному выше, она использует, в частотной области, 12 поднесущих из числа 53 поднесущих, как показано на фиг.1. STS используется, в частности, для настройки АРУ и синхронизации хронирования. LTS, с другой стороны, образована двумя единицами сигнала “T₁” и “T₂” и защитным интервалом “GI2”, который вдвое длиннее “t₁”. Одна единица сигнала, например, “T₁” равна 64 точкам БПФ, а “GI2” равен 32 точкам БПФ. LTS используется, в частности, для восстановления несущей.

Сигнал в частотной области, показанный на фиг.1, выражается посредством S_{-26, 26}, где нижний индекс указывает номер поднесущей. С использованием такой системы обозначений STS традиционной системы выражается следующим уравнением (1):

(1)

где “1+j” обозначает точку сигнала для STS после модуляции QPSK.

На фиг.3 показан принцип работы системы 100 связи согласно настоящему варианту осуществления. Система 100 связи включает в себя передающее устройство 10 и приемное устройство 12. Передающее устройство 10 включает в себя первую передающую антенну 14a и вторую передающую антенну 14b, которые в целом именуются передающими антеннами 14, и приемное устройство 12 включает в себя первую приемную антенну 16a и вторую приемную антенну 16b, которые в целом именуются приемными антеннами 16.

Передающее устройство 10 передает заранее определенные сигналы, тогда как первая передающая антенна 14a и вторая передающая антенна 14b передают разные сигналы. Приемное устройство 12 принимает сигналы, переданные от первой передающей антенны 14a и второй передающей антенны 14b, с помощью первой приемной антенны 16a и второй приемной антенны 16b. Приемное устройство 12 разделяет принятые сигналы путем обработки сигналов адаптивной антенной решетки и демодулирует сигналы, переданные от первой передающей антенны 14a и второй передающей антенны 14b, независимо. Здесь, если характеристику канала между первой передающей антенной 14a и первой приемной антенной 16a обозначить как h₁₁, между первой передающей антенной 14a и второй приемной антенной 16b - как h₁₂, между второй передающей антенной 14b и первой приемной антенной 16a-h₂₁ и между второй передающей антенной 14b и второй приемной антенной 16b-h₂₂, то приемное устройство 12 действует таким образом, чтобы активировать h₁₁ и h₂₂ только путем обработки сигнала адаптивной антенной решетки и демодулировать сигналы, переданные от первой передающей антенны 14a и второй передающей антенны 14b, независимо.

Теперь перейдем к объяснению проблем, подлежащих решению, когда сигнал преамбулы традиционной системы, например его STS, передается от каждой из первой передающей антенны 14a и второй передающей антенны 14b, показанных на фиг.3. Если сигнал, переданный от первой передающей антенны 14a, равен S₁(t), сигнал, переданный от второй передающей антенны 14b, равен S₂(t), и шум равен n₁(t) и n₂(t), то X₁(t), или сигнал, принятый первой приемной антенной 16a, и X₂(t), или сигнал, принятый второй приемной антенной 16b, можно выразить, соответственно, как:

(2)

Интенсивность сигнала в 16 БПФ сигналов, принятых первой приемной антенной 16a, выражается следующим образом:

(3)

Используя соотношения

интенсивность можно выразить как:

(4)

Когда передаваемые сигналы S₁(t) и S₂(t) равны друг другу, и, дополнительно,

h₁₁=-h₂₁, интенсивность принятых сигналов равна нулю, поэтому АРУ приемного устройства 12 работает неточно. Поскольку Xc в интервале данных обычно оказывается столь малым, что его можно приравнять нулю, принимаемая мощность в интервале данных оказывается равной |h₁₁|²+|h₂₂|². Поэтому разница в принимаемой мощности между интервалом данных и интервалом STS равна 2Re[h₁₁h₂₁ ^*Xc^*], что выражается третьим членом в правой части уравнения (4). Это указывает, что АРУ действует ненормально, если Xc в интервале STS велика и, следовательно, существует большая разница в мощности между интервалом STS и интервалом данных. Поэтому для системы MIMO необходима STS, отличная от STS традиционной системы, и взаимно-корреляционное значение между ними должно быть низким.

Теперь перейдем к описанию проблемы, возникающей, когда сигнал преамбулы, например STS, пригодный для вышеописанной системы MIMO, добавляется в переднюю часть формата пакета. При передаче пакетного сигнала, в котором добавлен сигнал преамбулы, пригодный для системы MIMO, приемное устройство 12 может принимать пакетный сигнал. С другой стороны, приемное устройство в традиционной системе (не показано) также принимает пакетный сигнал, пригодный для системы MIMO. Однако сигналы преамбулы в традиционной системе, которые хранятся в ее приемном устройстве, отличаются от сигнала преамбулы, добавленного в пакетный сигнал. Таким образом, даже если между ними осуществляется корреляционная обработка, корреляционные значения не будут превышать заранее определенного значения. В результате, приемное устройство не может обнаружить пакетный сигнал. Если приемное устройство и передающее устройство структурно объединены в устройстве связи, вышеупомянутая операция соответствует пакетному сигналу, не обнаруживаемому устройством связи, поэтому передающее устройство передает сигналы. Это значит, что контроль несущей выполняется в устройстве связи неточно, в результате чего велика вероятность конфликта сигналов.

На фиг.4 показана структура передающего устройства 10. Передающее устройство 10 включает в себя блок 20 разделения данных, первый блок 22a модуляции, второй блок 22b модуляции, … и N-й блок 22n модуляции, которые в целом называют блоками 22 модуляции, первый радиочастотный блок 24a, второй радиочастотный блок 24b, … и N-й радиочастотный блок 24n, которые в целом называют радиочастотными блоками 24, блок 26 управления и первую передающую антенну 14a, вторую передающую антенну 14b, … и N-ю передающую антенну 14n, которые в целом называют передающими антеннами 14. Первый блок 22a модуляции включает в себя блок 28 исправления ошибок, блок 30 перемежения, блок 32 добавления преамбулы, блок 34 ОБПФ, блок 36 GI и блок 38 квадратурной модуляции. Первый радиочастотный блок 24a включает в себя блок 40 преобразования частоты и блок 42 усиления.

Блок 20 разделения данных разделяет данные, подлежащие передаче, на основании количества антенн. Блок 28 исправления ошибок осуществляет кодирование для исправления ошибок в данных. Кодирование, применяемое в данном случае, - это сверточное кодирование, и скорость кодирования нужно выбирать из предписанных значений. Блок 30 перемежения перемежает данные после сверточного кодирования. Блок 32 добавления преамбулы добавляет сигнал преамбулы в переднюю часть пакетного сигнала. Здесь сигналы преамбулы, которые добавляет блок 32 добавления преамбулы, заданы для совокупности видов. Выбор любого из таких сигналов преамбулы из совокупности видов производится на основании команды от блока 26 управления, который будет подробно описан ниже.

Блок ОБПФ 34 осуществляет ОБПФ (обратное быстрое преобразование Фурье) в единицах точек БПФ, тем самым преобразуя сигнал в частотной области с использованием совокупности поднесущих в сигнал во временной области. Блок 36 GI добавляет защитный интервал в данные, заданные во временной области. Согласно фиг.2, защитные интервалы, подлежащие добавлению к сигналу преамбулы и сигналу данных, отличаются друг от друга. Блок 38 квадратурной модуляции осуществляет квадратурную модуляцию. Блок 40 преобразования частоты осуществляет преобразование частоты путем преобразования квадратурно-модулированного сигнала в радиочастотный сигнал. Блок 42 усиления представляет собой усилитель мощности для усиления радиочастотных сигналов. Наконец, сигналы передаются параллельно от совокупности передающих антенн 14. Заметим, что в настоящем варианте осуществления передающие антенны 14 являются ненаправленными, и передающее устройство 10 не осуществляет обработку сигнала адаптивной антенной решетки. Блок 26 управления управляет хронированием и другими функциями передающего устройства 10 и выбирает сигнал преамбулы, который должен быть добавлен блоком 32 добавления преамбулы.

На аппаратном уровне вышеописанная структура может быть реализована посредством ЦП, памяти и других БИС или произвольного компьютера. На программном уровне она реализуется посредством программ, загружаемых в память, которые имеют резервируемую функцию управления и т.п., но изображена и описана здесь в виде функциональных блоков, которые реализуются совместно с ними. Таким образом, специалистам в данной области очевидно, что эти функциональные блоки можно реализовать в различных формах, например только аппаратными средствами, только программными средствами или посредством их комбинации.

На фиг.5 показана структура блока 26 управления. Блок 26 управления включает в себя блок 110 выбора, блок 112 мониторинга, блок 114 получения характеристик канала и блок 116 хранения.

В блоке 116 хранения хранятся сигналы преамбулы, заданные в традиционной системе и заданные в системе MIMO. Согласно вышеописанному, традиционная система передает сигналы с использованием совокупности поднесущих, тогда как система MIMO передает сигналы параллельно от совокупности передающих антенн 14 с использованием того же количества поднесущих, что и в традиционной системе. Сигнал преамбулы, заданный в системе MIMO, указывается в совокупности видов в соответствии с количеством передающих антенн 14, которые должны передавать сигналы. Позже мы опишем сигнал преамбулы, указанный в совокупности видов. Сигнал преамбулы системы MIMO также задан таким образом, чтобы содержать STS и LTS, подобные сигналу преамбулы традиционной системы, показанной на фиг.2. Здесь шаблон сигнала различается между STS и LTS.

Блок 112 мониторинга отслеживает наличие устройства связи, которое несовместимо с системой MIMO, но совместимо с традиционной системой. Здесь предположим, что передающее устройство 10 и приемное устройство, непоказанные, образуют единое устройство связи, например устройство базовой станции, соответствующее системе MIMO. Среди принятых сигналов приемное устройство ищет сигналы, принятые от устройства связи традиционной системы. Таким образом, производится определение, соответствует ли формат принятого пакета формату пакета традиционной системы, показанному на фиг.2. Если блок 112 мониторинга не обнаружил никакого пакетного сигнала, заданного в традиционной системе, в течение заранее определенного периода времени, он решает, что устройства связи, ассоциативно связанного с традиционной системой, не существует. Если же блок 112 мониторинга обнаружил какой-либо пакетный сигнал, заданный в традиционной системе, в течение заранее определенного периода времени, он решает, что устройство связи, ассоциативно связанное с традиционной системой, существует.

Блок 114 получения характеристик канала выводит характеристики радиоканала между передающим устройством 10 и приемным устройством 12. Характеристики радиоканала измеряются заранее определенным методом. Один метод состоит в том, что характеристики радиоканала измеряются приемным устройством 12, показанным на фиг.3. Другой метод состоит в том, что они измеряются устройством связи, включающим в себя передающее устройство 10. Первый соответствует характеристикам радиоканала от передающего устройства 10 к приемному устройству 12, а последний соответствует характеристикам радиоканала от приемного устройства 12 к передающему устройству 10. В первом случае предполагается, что устройство связи, включающее в себя приемное устройство 12, переносит результат измерения на устройство связи, включающее в себя передающее устройство 10. Здесь предполагается, что характеристики радиоканала включают в себя принятую мощность, профиль задержки, расширение задержки, частоту ошибок и т.д.

Блок 110 выбора выбирает формат пакета на основании результата мониторинга, полученного от блока 112 мониторинга. Здесь формат пакета задан в двух видах. На фиг.6A и 6B показаны форматы пакета, выбираемые блоком 110 выбора. На фиг.6A показан формат пакета, в котором сигнал преамбулы, совместимый с системой MIMO, размещается в его передней части (далее этот формат пакета будем называть “выделенным форматом”). Здесь предположим, что сигналы передаются от первой передающей антенны 14a и второй передающей антенны 14b из числа передающих антенн 14, и формат пакета сигнала, передаваемого от первой передающей антенны 14a, показан в верхней части фиг.6A, и формат пакета сигнала, передаваемого от второй передающей антенны 14b, показан в нижней части фиг.6A. “STS1” и “LTS1” передаются как сигналы преамбулы от первой передающей антенны 14a, и “STSa” и “LTSa” передаются как сигналы преамбулы от второй передающей антенны 14b. Здесь “STS1” и STSa”, а также “LTS1” и “LTSa” - это сигналы, отличающиеся друг от друга, соответственно и их подробное описание приведено ниже.

На фиг.6B показан формат пакета, в котором сигнал преамбулы, совместимый с традиционной системой, дополнительно размещен перед сигналом преамбулы, совместимым с системой MIMO (далее этот формат пакета будем называть “смешанным форматом”). Здесь сигналы преамбулы STS и LTS, совместимые с традиционной системой, будем обозначать “традиционная STS” и “традиционная LTS” соответственно. Шаблоны традиционной STS описаны выше со ссылкой на фиг.2. Часть, соответствующая сигналам преамбулы системы MIMO, такая же, как показанная на фиг.6A. “Сигнал” располагается между сигналами преамбулы, совместимыми с традиционной системой и совместимыми с системой MIMO. “Сигнал” содержит информацию, указывающую, что назначены сигналы преамбулы, совместимые с системой MIMO. Таким образом, даже если устройство связи традиционной системы принимает этот пакет, оно может выбросить этот пакетный сигнал из содержимого “сигнала”. Информация, указывающая назначение таких сигналов преамбулы, может иметь длину пакетного сигнала. Другими словами, этого достаточно для принятия решения, продолжается ли некоторый сигнал в течение некоторого промежутка времени или нет.

Поскольку выделенный формат имеет меньшую избыточную составляющую сигнала, эффективность использования пакета можно повысить. С другой стороны, пакетный сигнал, совместимый с традиционной системой, добавляется в смешанный формат, что позволяет системе связи, совместимой с традиционной системой, обнаруживать смешанный формат. Если блок 112 мониторинга не обнаружил никакого устройства связи, совместимого с традиционной системой, блок выбора 110 выбирает выделенный формат. Если же блок 112 мониторинга обнаружил устройство связи, совместимое с традиционной системой, то блок выбора 110 выбирает смешанный формат.

Блок 110 выбора выбирает размещение LTS на основании характеристик радиоканала, выявленных блоком 114 получения характеристик канала. На фиг.7A и 7B показан формат LTS, выбранный блоком 110 выбора. Хотя на фиг.7A и 7B формат описан с использованием только выделенного формата, используемый формат может быть смешанным форматом. В том случае, когда используется смешанный формат, взамен будут показаны сигналы преамбулы системы MIMO. На фиг.7A показан случай, когда LTS, соответственно, передаются в одном и том же режиме хронирования (далее такой формат будем называть “совместным форматом”). “LTS1” передается от первой передающей антенны 14a, и “LTSa” передается от второй передающей антенны 14b. На фиг.7B показан случай, когда LTS, соответственно, передаются от совокупности антенн 14 в разных режимах хронирования (далее такой формат будем называть “раздельным форматом”). Как показано на фиг.7B, режим хронирования, в котором передается “LTS1”, отличается от режима хронирования, в котором передается “LTSa”.

Поскольку совместный формат имеет меньшую избыточную составляющую сигнала, эффективность использования пакета можно повысить. С другой стороны, раздельный формат таков, что “LTS1” и “LTSa” передаются в разных режимах хронирования, и межсигнальная помеха снижается. Таким образом, оценка характеристик канала, а также оценка векторов отклика и взвешивающих векторов приемным устройством 12, описанная ниже, будет производиться точно, что повышает качество связи. Если характеристика радиоканала, полученная блоком 114 получения характеристик канала, например частота ошибок, не ухудшилась свыше порогового значения, то блок 110 выбора выбирает совместный формат. Если же частота ошибок ухудшилась свыше порогового значения, блок 110 выбора выбирает раздельный формат.

На фиг.8 показана таблица, демонстрирующая соотношение, используемое при осуществлении выбора на блоке 110 выбора, между количеством передающих антенн 14 и шаблонами STS, передаваемыми передающими антеннами. Хотя описание, касающееся LTS, здесь опущено, выбор будет производиться таким же образом, как для STS. В таблице количества передающих антенн 14 указаны по вертикали. В таблице также указаны по горизонтали передающие антенны 14, подлежащие использованию, и STS, соответствующие им, по отношению к количествам антенн 14. Другими словами, когда количество передающих антенн 14 равно “1”, традиционная STS передается от первой передающей антенны 14a. Если количество передающих антенн 14 становится равным единице при использовании выделенного формата, блок выбора 110 может передать “STS1”, заданную в системе MIMO. В результате, переключение, в противном случае, производимое на сигнал преамбулы, совместимый с традиционной системой, можно пропустить.

Когда количество передающих антенн 14 равно “2”, “STS1” передается от первой передающей антенны 14a, и “STSa” передается от второй передающей антенны 14b. Когда количество передающих антенн 14 равно “3”, “STS1” передается от первой передающей антенны 14a, “STS2” передается от второй передающей антенны 14b и “STSb” передается от третьей передающей антенны 14c. Здесь для решения вышеупомянутой проблемы “STS1”, “STSa”, “STS2” и “STSb” задаются таким образом, чтобы их взаимно-корреляционные значения были малы.

Передающее устройство дополнительно включает в себя функцию для извещения приемного устройства 12 о количестве передающих антенн 14, которые передают сигналы, благодаря различию в шаблоне между “STSa”, передаваемой от второй передающей антенны 14b, когда количество антенн 14 равно “2”, и “STSb”, передаваемой от передающей антенны 14c, когда количество передающих антенн 14 равно “3”. В результате, эти STSs отличаются до такой степени, что “STSa” и “STSb” различимы среди сигналов, принятых приемным устройством 12. Другими словами, значение взаимной корреляции между “STSa” и “STSb” задается малым.

Количество передающих антенн 14 определяется блоком 26 управления. Блок 26 управления определяет количество передающих антенн 14 в соответствии с характеристиками радиоканала, полученными блоком 114 получения характеристик канала. Таким образом, если характеристики радиоканала признаны благоприятными, количество передающих антенн 14 увеличивается. Блок 26 управления может определять количество передающих антенн 14 на основании объема информации, подлежащего передаче. Например, если объем информации, подлежащий передаче, велик, количество передающих антенн 14 увеличивается.

На фиг.9 показана структура приемного устройства 12. Приемное устройство 12 включает в себя первую приемную антенну 16a, вторую приемную антенну 16b, … и N-ю приемную антенну 16n, которые, в целом, называют приемными антеннами 16, первый радиочастотный блок 50a, второй радиочастотный блок 50b, … и N-й радиочастотный блок 50n, которые, в целом, называют радиочастотными блоками 50, первый блок 52a обработки, второй блок 52b обработки, … и N-й блок 52n обработки, которые, в целом, называют блоками 52 обработки, первый блок 54a демодуляции, второй блок 54b демодуляции, … и N-й блок 54n демодуляции, которые, в целом, называют блоками 54 демодуляции, блок 56 объединения данных и блок 58 управления. Используемые сигналы включают в себя первый принятый радиосигнал 200a, второй принятый радиосигнал 200b, … и N-й принятый радиосигнал 200n, которые, в целом, называют принятыми радиосигналами 200, первый принятый основополосный сигнал 202a, второй принятый основополосный сигнал 202b, … и N-й принятый основополосный сигнал 202n, которые, в целом, называют принятыми основополосными сигналами 202, и первый составной сигнал 204a, второй составной сигнал 204b, … и N-й составной сигнал 204n, которые, в целом, называют составными сигналами 204.

Радиочастотные блоки 50 осуществляют обработку преобразования частоты между принятыми радиосигналами 200 радиочастоты и принятыми основополосными сигналами 202 основной полосы частот, обработку усиления, обработку А-Ц преобразования и т.п. Здесь предполагается, что радиочастота принятых радиосигналов 200 находится в диапазоне 5 ГГц. Радиочастотные блоки 50 дополнительно осуществляют корреляционную обработку для обнаружения хронирования. Блоки 52 обработки осуществляют обработку сигнала адаптивной антенной решетки на принятых основополосных сигналах 202 и выводят составные сигналы 204, соответствующие совокупности переданных сигналов. Блоки 54 демодуляции демодулируют составные сигналы 204. Блоки 54 демодуляции дополнительно осуществляют удаление защитных интервалов, БПФ, снятие перемежения и декодирование. Блок 56 объединения данных объединяет сигналы, выводимые, соответственно, из блоков 54 демодуляции в соответствии с блоком 20 разделения данных, показанным на фиг.4. Блок 58 управления управляет хронированием и другими функциями приемного устройства 12.

На фиг.10 показана структура первого радиочастотного блока 50a. Первый радиочастотный блок 50a включает в себя МШУ 60, блок 62 преобразования частоты, квадратурный детектор 64, блок 66 АРУ, блок 68 А-Ц преобразования и коррелятор 70.

МШУ 60 усиливает первый принятый радиосигнал 200a. Блок 62 преобразования частоты производит преобразование частоты между радиочастотой в диапазоне 5 ГГц и промежуточной частотой обрабатываемого сигнала. Блок 66 АРУ автоматически регулирует коэффициент усиления таким образом, чтобы амплитуда сигнала попадала в динамический диапазон блока 68 А-Ц преобразования. Заметим, что при первоначальной настройке блока 66 АРУ используется STS в принятом сигнале, и управление осуществляется таким образом, чтобы интенсивность STS достигала предписанного значения. Блок 68 А-Ц преобразования преобразует аналоговый сигнал в цифровой сигнал. Квадратурный детектор 64 осуществляет квадратурное детектирование сигнала промежуточной частоты и генерирует основополосный цифровой сигнал, чтобы выводить его как первый принятый основополосный сигнал 202a. Основополосный сигнал, который, в общем случае, состоит из синфазных составляющих и квадратурных составляющих, нужно представлять двумя линиями сигнала. Для упрощения фигуры основополосный сигнал представлен здесь одной линией сигнала, и то же самое будет применяться далее.

Для детектирования STS из первого принятого основополосного сигнала 202a коррелятор 70 осуществляет корреляционную обработку первого принятого основополосного сигнала 202a и заранее сохраненной STS и выводит корреляционное значение. В системе MIMO STS задана для каждой передающей антенны 14, поэтому корреляторы 70 осуществляют корреляционную обработку, соответственно, для совокупности STS и выводят совокупность корреляционных значений. Корреляционные значения вводятся в блок 58 управления, показанный на фиг.9, по линиям сигнала, которые не показаны. Блок 58 управления определяет начало приема пакетного сигнала на основании совокупности корреляционных значений, введенных из совокупности корреляторов 70, и направляет решение на блоки 52 обработки, блоки 54 демодуляции и пр. Кроме того, для демодуляции совокупности сигналов блок 58 управления определяет назначение блоков 52 обработки и блоков 54 демодуляции для соответствующих сигналов и направляет решение на блоки 52 обработки и блоки 54 демодуляции.

На фиг.11 показана структура коррелятора 70. Коррелятор 70 включает в себя коррелятор 330 для традиционной STS, коррелятор 332 для STSa, коррелятор 334 для STSb и блок 336 выбора.

Коррелятор 332 для STSa, который заранее сохраняет последовательность сигналов, где STSa преобразована в последовательность сигналов во временной области, вычисляет значение корреляции между сохраненной последовательностью сигналов и принятой последовательностью сигналов (далее именуемое “корреляционным значением для 2 антенн”). Коррелятор 334 для STSb, который заранее сохраняет последовательность сигналов, где STSb преобразована в последовательность сигналов во временной области, вычисляет значение корреляции между сохраненной последовательностью сигналов и принятой последовательностью сигналов (далее именуемое “корреляционным значением для 3 антенн”).

Коррелятор для традиционной STS 330 заранее сохраняет последовательность сигналов, где вышеупомянутая традиционная STS преобразована ко временной области или где сигналы поднесущей для части традиционной STS преобразованы ко временной области. Коррелятор 330 для традиционной STS вычисляет значение корреляции между сохраненной последовательностью сигналов и принятой последовательностью сигналов (далее именуемое “корреляционным значением для 1 антенны”). Последовательность сигналов, хранящаяся в корреляторе 330 для традиционной STS, может соответствовать STS, совместимой с системой MIMO, например STS1, показанной на фиг.8.

Блок 336 выбора сравнивает корреляционное значение для 2 антенн, корреляционное значение для 3 антенн и корреляционное значение для 1 антенны и выбирает из них наибольшее корреляционное значение. Блок оценки, который здесь не показан, определяет количество передающих антенн 14, передающих данные, на основании выбранного корреляционного значения. То есть, если наибольшим является корреляционное значение для 2 антенн, количество передающих антенн 14 будет определено равным “2”. Если наибольшим является корреляционное значение для 3 антенн, количество передающих антенн 14 будет определено равным “3”. Если наибольшим является корреляционное значение для 1 антенны, количество передающих антенн 14 будет определено равным “1”.

На фиг.12 показана структура первого блока 52a обработки. Первый блок 52a обработки включает в себя синтезирующий блок 80, блок 82 вычисления вектора принятого отклика и блок 84 хранения опорного сигнала. Синтезирующий блок 80 включает в себя первый умножитель 86a, второй умножитель 86b, … и N-й умножитель 86n, которые, в целом, называют умножителями 86, и сумматор 88. Кроме того, используемые сигналы включают в себя первый принятый взвешивающий сигнал 206a, второй принятый взвешивающий сигнал 206b, … и N-й принятый взвешивающий сигнал 206n, которые, в целом, называют принятыми взвешивающими сигналами 206, и опорный сигнал 208.

В блоке 84 хранения опорного сигнала хранятся LTS и другие сигналы. Здесь предполагается, что LTS также выбирается в соответствии с STS, выбранной коррелятором 330 для традиционной STS.

Блок 82 вычисления вектора принятого отклика вычисляет принятые взвешивающие сигналы 206, принимая характеристики отклика принятых сигналов для переданных сигналов, из принятых основополосных сигналов 202 и опорного сигнала 208. Хотя метод вычисления принятых взвешивающих сигналов 206 может быть произвольным, один пример, показанный ниже, основан на корреляционной обработке. Заметим, что принятые взвешивающие сигналы 206 и опорный сигнал 208 вводятся не только из первого блока 52a обработки, но также из второго блока 52b обработки и т.п. по линиям сигнала, которые не показаны. Если первый принятый основополосный сигнал 202a обозначить x₁(t), второй принятый основополосный сигнал 202b - x₂(t), опорный сигнал 208, соответствующий первой передающей антенне 14a, - S₁(t), и опорный сигнал 208, соответствующий второй передающей антенне 14b, - S₂(t), то x₁(t) и x₂(t) можно выразить следующим уравнением (5):

(5)

Шумом здесь пренебрегаем. Первая корреляционная матрица R₁, где E - среднее по ансамблю, выражается следующим уравнением (6):

(6)

Вторая корреляционная матрица R₂ для вычисления корреляции между опорными сигналами 208 выражается следующим уравнением (7):

Наконец, первая корреляционная матрица R₁ умножается на матрицу, обратную второй корреляционной матрице R₂, для получения вектора принятого отклика 206, который выражается следующим уравнением (8):

(8)

Принятые взвешивающие сигналы 206 можно вывести с использованием адаптивного алгоритма, например LMS.

Умножители 86 взвешивают принятые основополосные сигналы 202 принятыми взвешивающими сигналами 206 соответственно, и сумматор 88 суммирует выходные сигналы умножителей 86 для вывода составного сигнала 204.

На фиг.13 показана логическая блок-схема процедуры обработки передачи в передающем устройстве 10. Блок 112 мониторинга отслеживает, существует ли какое-либо устройство связи, совместимое с традиционной системой. Если устройство связи, совместимое с традиционной системой, существует (Д на S10), блок выбора 110 выбирает смешанный формат (S12). Если же устройства связи, совместимого с традиционной системой, не существует (Н на S10), блок выбора 110 выбирает выделенный формат (S14). Дополнительно, блок выбора 110 выбирает из блока хранения 116 STS и LTS, соответствующую количеству передающих антенн 14 (S16), и назначает их в выбранном формате. Передающее устройство 10 передает пакетные сигналы (S18).

На фиг.14 показана логическая блок-схема другой процедуры обработки передачи в передающем устройстве 10. Блок 114 получения характеристик канала получает характеристики радиоканала, например частоту ошибок. Если характеристика радиоканала удовлетворительна (Д на S50), т.е. если частота ошибок меньше порогового значения, то блок 110 выбора выбирает совместный формат (S52). Если же характеристика радиоканала неудовлетворительна (Н на S50), блок выбора 110 выбирает раздельный формат (S54). Дополнительно, блок выбора 110 из блока хранения 116 выбирает STS и LTS, соответствующие количеству передающих антенн 14 (S56), и назначает их в выбранном формате. Передающее устройство 10 передает пакетные сигналы (S58).

Согласно настоящему варианту осуществления, сигнал преамбулы в традиционной системе добавляется в переднюю часть пакетного сигнала, что позволяет устройству связи, совместимому с традиционной системой, принимать пакетный сигнал. Совместимость с традиционной системой можно удерживать. Наличие пакетного сигнала можно сделать известным устройству связи традиционной системы. Поскольку передача сигналов устройством связи традиционной системы предотвращается, вероятность конфликта сигналов можно снизить. Благодаря переключению наличия или отсутствия сигнала преамбулы традиционной системы можно выбрать улучшение совместимости с традиционной системой и эффективности использования пакета. Переключение между наличием и отсутствием сигнала преамбулы традиционной системы производится на основании того, существует ли какая-либо традиционная система, что не оказывает никакого негативного воздействия на другое устройство связи.

Дополнительно, шаблон сигнала преамбулы изменяется в соответствии с количеством антенн, что позволяет повысить качество связи. Даже когда количество антенн становится равным единице, используется сигнал преамбулы, соответствующий одной из совокупности антенн, что устраняет опасность переключения на традиционную систему. Сигнал вставляется после сигнала преамбулы традиционной системы. Таким образом, содержимое такого последующего сигнала можно переносить на устройство связи традиционной системы. Структура сигналов преамбулы, подлежащих передаче от совокупности антенн, изменяется, что позволяет делать выбор качества передачи сигналов и эффективности использования пакета. Структура сигналов преамбулы, подлежащих передаче от совокупности антенн, изменяется на основании качества радиоканала, что позволяет выбирать структуру преамбулы, пригодную для радиоканала.

Настоящее изобретение было описано на основании вариантов осуществления, которые являются лишь иллюстративными. Специалистам в данной области очевидно, что существуют другие различные модификации в отношении комбинации каждого компонента и процесса, описанного выше, и что такие модификации охватываются объемом настоящего изобретения.

Согласно вышеописанным вариантам осуществления, в качестве примера традиционной системы используется беспроводная ЛС, которая отвечает стандарту IEEE802.11a, но этот пример не ограничивает изобретение, и можно использовать другие системы связи. Хотя в вышеописанных вариантах осуществления система связи 100 проиллюстрирована как система MIMO, этот пример не ограничивает изобретение и можно использовать другие системы связи. Сигнал с несколькими несущими можно не передавать. Настоящие варианты осуществления можно применять к различным типам систем связи 100. Таким образом, предпочтительно, чтобы традиционная система и система связи 100 имели совместимость того или иного рода, например одинаковую радиочастоту.

Промышленное применение

Согласно настоящему изобретению можно обеспечить способ и устройство для изменения формата сигнала преамбулы.

Изобретение относится к технике связи. Технический результат состоит в обеспечении изменения формата преамбулы и эффективности использования пакета данных. Для этого в блоке хранения хранится сигнал преамбулы, заданный в традиционной системе, и сигнал преамбулы, заданный в системе MIMO. Блок мониторинга в передающем устройстве отслеживает наличие любого устройства связи, которое несовместимо с системой MIMO, но совместимо с традиционной системой. Блок получения характеристик канала выводит характеристики радиоканала между передающим устройством и приемным устройством. Блок выбора выбирает формат пакета на основании результата мониторинга, полученного блоком мониторинга. Блок выбора также выбирает, где разместить LTS, на основании характеристик беспроводного канала, выведенных блоком получения характеристик канала. 10 н. и 15 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Передающее устройство, содержащее:
блок хранения, в котором хранится первый известный сигнал, заданный в первой системе беспроводной связи, и второй известный сигнал, заданный во второй системе беспроводной связи, которая отличается от первой системы беспроводной связи,
блок выбора, который выбирает либо первый формат пакета, в котором второй известный сигнал располагается в его передней части, либо второй формат пакета, в котором первый известный сигнал дополнительно располагается перед вторым известным сигналом, и
передатчик, который передает сигналы в формате пакета, выбранном блоком выбора.

2. Передающее устройство, содержащее:
блок хранения, в котором хранится первый известный сигнал, заданный в первой системе беспроводной связи, которая должна передавать сигналы, преобразованные обратным быстрым преобразованием Фурье, и второй известный сигнал, заданный во второй системе беспроводной связи, которая должна передавать сигналы, преобразованные обратным быстрым преобразованием Фурье, от совокупности антенн параллельно,
блок выбора, который выбирает либо первый формат пакета, в котором второй известный сигнал располагается в его передней части, либо второй формат пакета, в котором первый известный сигнал дополнительно располагается перед вторым известным сигналом, и передатчик, который передает сигналы, преобразованные обратным быстрым преобразованием Фурье, в формате пакета, выбранном блоком выбора.

3. Передающее устройство по п.2, в котором второй известный сигнал, хранящийся в блоке хранения, задан в совокупности видов в соответствии с количеством антенн, которые должны передавать сигналы во второй системе беспроводной связи.

4. Передающее устройство по п.3, в котором, если формат пакета, в котором второй известный сигнал располагается в его передней части, выбран, и количество антенн для передачи сигналов равно единице, то блок выбора назначает один из вторых известных сигналов, в которых задана совокупность видов.

5. Передающее устройство по п.2, в котором, когда второй формат пакета, в котором первый известный сигнал дополнительно располагается перед вторым известным сигналом, выбран, блок выбора назначает информацию, указывающую, что второй известный сигнал размещен между первым известным сигналом и вторым известным сигналом.

6. Передающее устройство по п.2, дополнительно содержащее блок мониторинга, который отслеживает наличие устройства связи, которое несовместимо со второй системой беспроводной связи и совместимо с первой системой беспроводной связи,
в котором блок выбора выбирает формат пакета на основании результата мониторинга, полученного от блока мониторинга.

7. Передающее устройство по п.2, в котором второй сигнал, хранящийся в блоке хранения, имеет совокупность частей, шаблоны сигнала которых отличаются друг от друга, и в котором блок выбора выбирает либо первое назначение второго известного сигнала, в котором, по меньшей мере, одна из совокупности частей передается соответственно в одном и том же режиме хронирования от совокупности антенн, либо второе назначение второго известного сигнала, в котором, по меньшей мере, одна из совокупности частей передается соответственно в разных режимах хронирования от совокупности антенн.

8. Передающее устройство по п.7, содержащее блок вывода, который выводит характеристики радиоканала, по которому должны передаваться сигналы,
в котором блок выбора выбирает либо первое назначение, либо второе назначение второго известного сигнала, на основании характеристик радиоканала, выведенных блоком вывода.

9. Передающее устройство по п.2, в котором блок выбора выбирает либо первый формат пакета, в котором второй известный сигнал размещается в одном и том же режиме хронирования в совокупности антенн, либо второй формат пакета, в котором второй известный сигнал размещается в разных режимах хронирования в совокупности антенн.

10. Передающее устройство, содержащее:
блок хранения, в котором хранится первый известный сигнал, заданный в первой системе беспроводной связи, которая должна передавать сигналы с использованием совокупности несущих, и второй известный сигнал, заданный во второй системе беспроводной связи, которая должна передавать сигналы от совокупности антенн параллельно, с использованием такого же количества несущих для передачи сигналов, что и в первой системе беспроводной связи,
блок выбора, который выбирает либо первый формат пакета, в котором второй известный сигнал располагается в его передней части, либо второй формат пакета, в котором первый известный сигнал дополнительно располагается перед вторым известным сигналом, и
передатчик, который передает сигналы в формате пакета, выбранном блоком выбора.

11. Передающее устройство по п.10, в котором второй известный сигнал, хранящийся в блоке хранения, задан в совокупности видов в соответствии с количеством антенн, которые должны передавать сигналы во второй системе беспроводной связи.

12. Передающее устройство по п.10, в котором, когда второй формат пакета, в котором первый известный сигнал дополнительно располагается перед вторым известным сигналом, выбран, блок выбора размещает информацию, указывающую, что второй известный сигнал размещен между первым известным сигналом и вторым известным сигналом.

13. Передающее устройство по п.10, дополнительно содержащее блок мониторинга, который отслеживает наличие устройства связи, которое несовместимо со второй системой беспроводной связи и совместимо с первой системой беспроводной связи,
в котором блок выбора выбирает формат пакета на основании результата мониторинга, полученного от блока мониторинга.

14. Передающее устройство по п.10, в котором второй сигнал, хранящийся в блоке хранения, имеет совокупность частей, шаблоны сигнала которых отличаются друг от друга, и в котором блок выбора выбирает либо первое назначение второго известного сигнала, в котором, по меньшей мере, одна из совокупности частей передается соответственно в одном и том же режиме хронирования от совокупности антенн, либо второе назначение второго известного сигнала, в котором, по меньшей мере, одна из совокупности частей передается соответственно в разных режимах хронирования от совокупности антенн.

15. Передающее устройство по п.10, в котором блок выбора выбирает либо первый формат пакета, в котором второй известный сигнал размещается в одном и том же режиме хронирования в совокупности антенн, либо второй формат пакета, в котором второй известный сигнал размещается в разных режимах хронирования в совокупности антенн.

16. Передающее устройство, содержащее:
передатчик, который передает сигналы, заданные в заранее определенном формате пакета, параллельно от совокупности антенн,
блок хранения, в котором хранится известный сигнал, подлежащий размещению в передней части формата пакета, и
блок выбора, который выбирает во время размещения известного сигнала в передней части формата пакета первое назначение, в котором известный сигнал передается в одном и том же режиме хронирования от совокупности антенн, или второе назначение, в котором известный сигнал передается в разных режимах хронирования от совокупности антенн.

17. Передающее устройство по п.16, дополнительно содержащее блок вывода, который выводит характеристики радиоканала, по которому должны передаваться сигналы,
в котором блок выбора выбирает назначение известных сигналов на основании характеристик радиоканала, выведенных блоком вывода.

18. Передающее устройство, содержащее:
передатчик, который передает сигналы, заданные в заранее определенном формате пакета, параллельно от совокупности антенн,
блок хранения, в котором хранится совокупность видов известных сигналов, подлежащих размещению в передней части формата пакета,
первый блок выбора, который выбирает известный сигнал из совокупности видов известных сигналов, хранящихся в блоке хранения, и
второй блок выбора, который выбирает во время размещения известного сигнала, выбранного первым блоком выбора, в передней части формата пакета либо первый формат пакета, в котором выбранный известный сигнал размещается в одном и том же режиме хронирования в совокупности антенн, либо второй формат пакета, в котором выбранный известный сигнал размещается в разных режимах хронирования в совокупности антенн.

19. Передающее устройство по п.18, дополнительно содержащее блок вывода, который выводит характеристики радиоканала, по которому должны передаваться сигналы,
в котором первый или второй блок выбора выбирает назначение известных сигналов на основании характеристик радиоканала, выведенных блоком вывода.

20. Передающее устройство, содержащее:
передатчик, который передает сигналы, заданные в заранее определенном формате пакета, параллельно от совокупности антенн,
блок хранения, в котором хранится совокупность видов известных сигналов, подлежащих размещению в передней части формата пакета, и
блок выбора, который выбирает во время размещения известного сигнала в передней части формата пакета либо первый формат пакета, в котором известные сигналы разных шаблонов размещаются в совокупности антенн, либо второй формат пакета, в котором известные сигналы, временные режимы передачи которых сдвинуты, размещаются в совокупности антенн.

21. Передающее устройство по п.20, дополнительно содержащее блок вывода, который выводит характеристики радиоканала, по которому должны передаваться сигналы,
в котором блок выбора выбирает назначение известных сигналов на основании характеристик радиоканала, выведенных блоком вывода.

22. Способ передачи, отличающийся тем, что указывают первый известный сигнал, заданный в первой системе беспроводной связи, которая должна передавать сигналы с использованием совокупности несущих, указывают второй известный сигнал, заданный во второй системе беспроводной связи, которая должна передавать сигналы параллельно от совокупности антенн с использованием количества несущих, равного количеству несущих, посредством которых нужно передавать сигналы, и передают сигналы, выбирая либо первый формат пакета, в котором второй известный сигнал размещен в передней части, либо второй формат пакета, в котором первый известный сигнал дополнительно располагается перед вторым известным сигналом.

23. Способ передачи, отличающийся тем, что для известного сигнала, подлежащего размещению в передней части формата пакета сигнала, подлежащего передаче параллельно от совокупности антенн, выбирают либо первое назначение, в котором известный сигнал передается в одном и том же режиме хронирования от совокупности антенн, либо второе назначение, в котором известный сигнал передается в разных режимах хронирования от совокупности антенн.

24. Передающее устройство, содержащее:
блок генерации, выполненный с возможностью генерации (1) первого пакетного сигнала, имеющего первый формат пакета, который включает первый известный сигнал, назначенный в его передней части, и второй известный сигнал, следующий за первым известным сигналом, и (2) второго пакетного сигнала, имеющего второй формат пакета, который включает первый известный сигнал, второй известный сигнал, следующий за первым известным сигналом, и третий известный сигнал, предшествующий первому известному сигналу, выборочно генерирует один из первого и второго пакетных сигналов;
передатчик, сконфигурированный для передачи одного из первого и второго пакетных сигналов, генерируемых блоком генерации, при этом первый известный сигнал, используемый в первой беспроводной системе связи, обеспечивает целевую аппаратуру оценкой АРУ (автоматическая регулировка усиления), второй известный сигнал, используемый в первой беспроводной системе связи, обеспечивает целевую аппаратуру оценкой канала и третий известный сигнал, используемый во второй беспроводной системе связи, отличающейся от первой беспроводной системы связи, обеспечивает целевую аппаратуру оценкой канала, и первый формат пакета исключает третий известный сигнал.

25. Передающее устройство, содержащее:
блок генерации, сконфигурированный для генерации, по меньшей мере, одного или другого из (1) первого пакетного сигнала, имеющего первый формат пакета, который включает первый известный сигнал, назначенный в его передней части, и второй известный сигнал, следующий за первым известным сигналом, и (2) второго пакетного сигнала, имеющего второй формат пакета, который включает первый известный сигнал, второй известный сигнал, следующий за первым известным сигналом, и третий известный сигнал, предшествующий первому известному сигналу; и
передатчик, сконфигурированный для передачи одного из первого и второго пакетных сигналов, генерируемых блоком генерации, при этом первый известный сигнал, используемый в первой беспроводной системе связи, обеспечивает целевую аппаратуру оценкой АРУ (автоматическая регулировка усиления), второй известный сигнал, используемый в первой беспроводной системе связи, обеспечивает целевую аппаратуру оценкой канала, и третий известный сигнал, используемый во второй беспроводной системе связи, отличающейся от первой беспроводной системы связи, обеспечивает целевую аппаратуру оценкой канала, и первый формат пакета исключает третий известный сигнал.