СПОСОБ, УСТРОЙСТВО И СИСТЕМА ДЛЯ ОТПРАВКИ СИГНАЛА ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ Российский патент 2016 года по МПК H04L1/00 H04L25/02 

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Эта заявка является продолжением международной заявки № PCT/CN2013/075510, поданной 10 мая 2013, которая испрашивает приоритет по заявке Китая №201210185973.8, поданной 07 июня 2012, все содержимое которых включено в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее изобретение относится к области связи, и в частности, к способу, устройству и системе для отправки сигнала физического уровня.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Связь на миллиметровых волнах 60 ГГц является развивающейся технологией высокоскоростной радиосвязи на коротких расстояниях, которая задана на диапазоне 60 ГГц. Так как страны по всему миру имеют нелицензированные спектры до нескольких ГГц вблизи диапазона 60 ГГц, технология миллиметровых волн 60 ГГц имеет огромную пропускную способность. С помощью WPAN (беспроводной персональной сети, wireless personal area network), заданной посредством использования технологии миллиметровых волн 60 ГГц, может быть целесообразно реализовать высокоскоростное межсоединение между мобильными устройствами и беспроводными дисплеями мобильных устройств в телевизорах большого размера, дисплеях или проекторах. В дополнение, сверхвысокоскоростная загрузка и синхронизация могут быть реализованы в зонах доступа к беспроводной сети, и доступен гигабитный (миллиарды битов в секунду, что указывает уровень возможностей полосы пропускания коммутируемой сети) доступ к Интернету (Internet), который расширяет восприятие пользователем Интернета. Вследствие этого, это привлекает широкое внимание по всему миру. К настоящему моменту, были изданы два стандарта 60 ГГц, ECMA 387 (Европейской ассоциации производителей компьютеров, European Computer Manufacturers Association) и IEEE 802.15.3c (Института инженеров по электротехнике и электронике, American Institute of Electrical and Electronics Engineers), и другой стандарт IEEE 802.11ad находится на рассмотрении.

[0004] Все существующие стандарты миллиметровых волн 60 ГГц задали способ отправки сигнала физического уровня WPAN, и типичная структура кадра по данному способу показана на Фиг. 1. В структуре кадра, STF (короткое обучающее поле, short training field) является частью короткой обучающей последовательности, и CE (оценка канала, channel estimation) является вспомогательной последовательностью, используемой для оценки канала. STF образовано из шестнадцати последовательностей Ga₁₂₈ и одной последовательности -Ga₁₂₈, и CE также образована из ±Ga₁₂₈ и ±Gb₁₂₈, как показано на Фиг. 2. Как Ga₁₂₈, так и Gb₁₂₈ являются последовательностями Голея, которые составляют 128 в длину. Во время отправки сигнала физического уровня на основе этой структуры кадра, сторона приема может использовать STF для выполнения пакетного захвата кадров, оценки и компенсации сдвига частоты, оценки и компенсации сдвига фазы, оценки и компенсации ошибки синхронизации, и подобного; использовать CE для выполнения оценки канала; и затем восстановить информацию из заголовка кадра (Header) и блока данных (BLK).

[0005] Воздействие фактора неидеальности радиочастоты не полностью учтено в техническом решении существующего способа отправки сигнала физического уровня. Для сигнала миллиметровой волны в 60 ГГц, из-за высокой частоты и большой полосы пропускания, существует неизбежное воздействие фактора неидеальности на радиочастотную составляющую. Обычно, есть нелинейное воздействие от неидеальности и воздействие IQ- (синфазного, синфазная составляющая; квадратурного, квадратурная составляющая) дисбаланса, которые создаются в процессе усиления мощности, на радиочастотную составляющую. Хотя некоторые решения на основе слепой оценки доступны для нелинейного воздействия и IQ-дисбаланса, которые создаются в процессе усиления мощности, для системы 60 ГГц, приемник является слишком сложным и является трудно реализуемым. В дополнение, при захвате кадра на основе Ga₁₂₈, многолучевая энергия не может быть использована для улучшения надежности захвата, и, из-за слишком большого сдвига несущей частоты системы 60 ГГц, захват может быть выполнен только посредством использования дифференциально-когерентного способа. Связанный детектор дает относительно хорошие показатели в идеальном канале. Однако, под воздействием многолучевого распространения в канале, показатели детектора значительно ухудшаются. В дополнение, способ множественной корреляции может противостоять сдвигу фазы несущей, фазы вращения отличаются под воздействием большого сдвига частоты, и значение корреляции подвергается относительно сильному воздействию, что оказывает воздействие на показатели захвата.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Варианты осуществления настоящего изобретения служат для предоставления способа, устройства и системы для отправки сигнала физического уровня, для того, чтобы захватить кадр сигнала физического уровня посредством использования простого способа захвата и улучшить показатели захвата.

[0007] Вариант осуществления настоящего изобретения предоставляет способ отправки сигнала физического уровня, при этом способ отправки сигнала физического уровня включает в себя этапы, на которых:

выполняют построение кадра сигнала для сигнала физического уровня, при этом кадр сигнала включает в себя одну одночастотную последовательность, одночастотная последовательность используется для обеспечения устройству приема возможности захвата кадра сигнала в частотной области согласно одночастотной последовательности, и одночастотная последовательность включает в себя множество предварительно заданных символов одиночной частоты; и

отправляют кадр сигнала на физическом уровне.

[0008] Соответственно, вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно предоставляет способ приема сигнала физического уровня, при этом способ приема сигнала физического уровня включает в себя этапы, на которых:

принимают кадр сигнала для сигнала физического уровня; и

если принятый кадр сигнала для сигнала физического уровня включает в себя одну одночастотную последовательность, захватывают кадр сигнала в частотной области согласно одночастотной последовательности, при этом одночастотная последовательность включает в себя множество предварительно заданных символов одиночной частоты.

[0009] Соответственно, вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно предоставляет устройство для отправки сигнала физического уровня, при этом устройство для отправки сигнала физического уровня включает в себя:

модуль построения кадра сигнала, выполненный с возможностью построения кадра сигнала для сигнала физического уровня, при этом кадр сигнала включает в себя одну одночастотную последовательность, одночастотная последовательность используется для обеспечения устройству приема возможности захвата кадра сигнала в частотной области согласно одночастотной последовательности, и одночастотная последовательность включает в себя множество предварительно заданных символов одиночной частоты; и

модуль отправки, выполненный с возможностью отправки кадра сигнала на физическом уровне.

[0010] Соответственно, вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно предоставляет устройство для приема сигнала физического уровня, при этом устройство для приема сигнала физического уровня включает в себя:

модуль приема, выполненный с возможностью приема кадра сигнала для сигнала физического уровня; и

модуль захвата кадра частотной области, выполненный с возможностью, если кадр сигнала для сигнала физического уровня, который принят модулем приема, включает в себя одну одночастотную последовательность, захвата кадра сигнала в частотной области согласно одночастотной последовательности, при этом одночастотная последовательность включает в себя множество предварительно заданных символов одиночной частоты.

[0011] Соответственно, вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно предоставляет систему для передачи сигнала физического уровня, которая включает в себя устройство для отправки сигнала физического уровня и устройство для приема сигнала физического уровня, которые описаны выше.

[0012] Реализация вариантов осуществления настоящего изобретения приносит нижеследующие положительные эффекты: построение кадра сигнала, который включает в себя одну одночастотную последовательность, может способствовать захвату кадра сигнала в частотной области стороной приема, и вследствие этого, не только ослабляет воздействие, вызванное сдвигом частоты, но также многолучевая энергия может быть эффективно использована для улучшения показателей захвата.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0013] Чтобы более ясно описать технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения или в известном уровне техники, далее кратко представлены прилагаемые чертежи, требуемые для описания вариантов осуществления или известного уровня техники. Очевидно, прилагаемые чертежи в нижеследующем описании показывают лишь некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, и специалист в данной области техники может получить другие чертежи из этих прилагаемых чертежей без творческих усилий.

[0014] Фиг. 1 является схемой обычной структуры кадра сигнала физического уровня WPAN, заданного в стандарте миллиметровых волн 60 ГГц в предшествующем уровне техники;

[0015] Фиг. 2 является схемой структуры состава STF и CE в обычном кадре сигнала, показанном на Фиг 1;

[0016] Фиг. 3 является схемой структуры состава системы для передачи сигнала физического уровня согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0017] Фиг. 4 является схемой кадра сигнала согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0018] Фиг. 5 является структурной схемой STF согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0019] Фиг. 6 является схемой структуры состава устройства для отправки сигнала физического уровня согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0020] Фиг. 7 является схемой структуры состава устройства для приема сигнала физического уровня согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

[0021] Фиг. 8 является схемой последовательности операций способа отправки сигнала физического уровня согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0022] В дальнейшем ясно и полностью описываются технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи в вариантах осуществления настоящего изобретения. Очевидно, описанные варианты осуществления являются только частью, а не всеми вариантами осуществления настоящего изобретения. Все другие варианты осуществления, полученные специалистом в данной области техники на основе вариантов осуществления настоящего изобретения без творческих усилий, попадут в объем правовой охраны настоящего изобретения.

[0023] Фиг. 3 является схемой структуры состава системы для передачи сигнала физического уровня согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 3, система для передачи сигнала физического уровня, которая предлагается в настоящем изобретении, включает в себя устройство 10 для отправки сигнала физического уровня и устройство 20 для приема сигнала физического уровня, при этом:

устройство 10 для отправки сигнала физического уровня выполнено с возможностью построения кадра сигнала для сигнала физического уровня, при этом кадр сигнала включает в себя одну одночастотную последовательность, одночастотная последовательность используется для обеспечения устройству приема возможности захвата кадра сигнала в частотной области согласно одночастотной последовательности, и одночастотная последовательность включает в себя множество предварительно заданных символов одиночной частоты, и отправки кадра сигнала на физическом уровне.

[0024] Устройство 20 для приема сигнала физического уровня выполнено с возможностью приема кадра сигнала для сигнала физического уровня, и, когда принятый кадр сигнала для сигнала физического уровня включает в себя одну одночастотную последовательность, захвата кадра сигнала в частотной области согласно одночастотной последовательности.

[0025] Фиг. 6 является схемой структуры состава устройства для отправки сигнала физического уровня согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 6, устройство для отправки сигнала физического уровня в этом варианте осуществления включает в себя:

модуль построения кадра сигнала 110, выполненный с возможностью построения кадра сигнала для сигнала физического уровня, при этом кадр сигнала включает в себя одну одночастотную последовательность, одночастотная последовательность используется для обеспечения устройству приема возможности захвата кадра сигнала в частотной области, то есть, выполнения захвата кадра частотной области, согласно одночастотной последовательности, и одночастотная последовательность включает в себя множество предварительно заданных символов одиночной частоты. Конкретно, кадр сигнала для сигнала физического уровня в этом варианте осуществления может быть показан на Фиг. 4, где BLK (блок) является блоком данных, который является содержимым данных, которое в действительности должно быть отправлено для связи. Отличием от структуры обычного кадра, упомянутой в УРОВНЕ ТЕХНИКИ, является: (1) STF для выполнения оценки и компенсации для кадра сигнала во временной области и частотной области являются разными, и, для более подробной информации обратитесь к Фиг. 5, STF в этом варианте осуществления образуется из одночастотной последовательности SFS_M, которая составляет M в длину, N последовательностей Ga₁₂₈ и одной последовательности - Ga₁₂₈, при этом последовательность составляет e^jnπ/2, n=1, 2, …, M. В общем, M является целым числом из множества 128. Одночастотная последовательность SFS_M может быть использована для захвата кадра частотной области и оценки параметра IQ-дисбаланса. N последовательностей Ga₁₂₈ используются для оценки и компенсации сдвига частоты, оценки и компенсации сдвига фазы, оценки и компенсации ошибки синхронизации, и последовательная одна последовательность -Ga₁₂₈ используется для разграничения кадров. В общем, SFS_M должна быть размещена перед BLK в кадре сигнала. Как показано на Фиг. 4, SFS_M в этом варианте осуществления размещается в первой части, STF, в кадре сигнала. Таким образом, устройство приема может выполнить оценку и компенсацию IQ-дисбаланса сразу после успешного захвата кадра частотной области, и последовательная вспомогательная последовательность и часть допустимых данных могут быть компенсированы.

[0026] Блок обучающих данных TBLK имеет такую же структуру как и BLK, и структура имеет вид GI+DATA (GI, защитный интервал, guard interval), за исключением того, что DATA в TBLK является предварительно заданным известным символом и используется для оценки искаженного созвездия после балансировки. Следует подчеркнуть, что TBLK является опциональным полем, и появляется ли оно, задается конкретным полем в "Header" в кадре сигнала. Это потому, что для некоторой модуляции более низкого порядка, такой как BPSK (двоичная фазовая манипуляция, binary phase shift keying) и QPSK (квадратурная фазовая манипуляция, quadrature phase shift keying), нелинейное воздействие, создаваемое в процессе усиления мощности, является относительно небольшим, и опционально, искаженное созвездие может быть оценено без обучения, для того, чтобы повысить эффективность; для некоторой модуляции более высокого порядка, такой как 16QAM (квадратурная амплитудная модуляция, quadrature amplitude modulation) и 64QAM, однако, нелинейное воздействие, создаваемое в процессе усиления мощности, является относительно сильным, и вследствие этого, в общем требуется TBLK, так чтобы устройство приема могло оценить диаграмму искаженного созвездия и выполнить демодуляцию сигнала на основе искаженного созвездия, чтобы ослабить нелинейное воздействие, создаваемое в процессе усиления мощности.

[0027] Поле DATA из TBLK используется для оценки точки искаженного созвездия, вызванной нелинейным воздействием, создаваемым в процессе усиления мощности, и его схема модуляции должна быть такой же как схема модуляции поля DATA из BLK, то есть, части нагрузки с допустимыми данными. Для разных схем модуляции, используемых модулем 120 отправки для кадра сигнала перед отправкой кадра сигнала, конкретное содержимое поля DATA из TBLK может отличаться, но построенный TBLK должен гарантировать равновероятное распределение всех точек созвездий, полученных посредством модуляции по соответствующей схеме модуляции, для того, чтобы гарантировать оптимальные показатели общей оценки для оценки искаженного созвездия в случае конкретной длины обучающей последовательности. В общем, TBLK всегда размещается перед BLK в кадре сигнала. Таким образом, модуль 240 подавления нелинейного воздействия может определить и демодулировать последовательный допустимый BLK согласно искаженному созвездию, полученному посредством оценки, для того, чтобы устранить нелинейное воздействие, создаваемое в процессе усиления мощности сигнала данных. Однако, SFS_M обычно появляется перед TBLK, и оценка и компенсация IQ-дисбаланса могут быть выполнены для TBLK, но нелинейное воздействие, создаваемое в процессе усиления мощности, все еще не устранено в STF, CE и части заголовка кадра (Header) в первую очередь, так как эти части последовательностей в общем используют BPSK-модуляцию, которая немного подвержена нелинейному воздействию, создаваемому в процессе усиления мощности, и не может противостоять нелинейному воздействию, создаваемому в процессе усиления мощности.

[0028] Модуль 120 отправки выполнен с возможностью отправки сигнала физического уровня на основе кадра сигнала.

[0029] Фиг. 7 является схемой структуры состава устройства для приема сигнала физического уровня согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 7, устройство для приема сигнала физического уровня в этом варианте осуществления может включать в себя по меньшей мере:

модуль 210 приема, выполненный с возможностью приема кадра сигнала для сигнала физического уровня; и

модуль 220 захвата кадра частотной области, выполненный с возможностью, если кадр сигнала для сигнала физического уровня, который принят модулем приема, включает в себя одну одночастотную последовательность, захвата кадра сигнала в частотной области согласно одночастотной последовательности, при этом одночастотная последовательность включает в себя множество этом одночастотная последовательность включает в себя множество предварительно заданных символов одиночной частоты. В этом варианте осуществления, кадр сигнала захватывается в частотной области посредством использования одночастотной последовательности SFS_M, показанной на Фиг. 5, то есть, выполняется захват кадра частотной области. Так как одночастотная последовательность является импульсом в частотной области, устройство 20 для приема сигнала физического уровня может использовать одночастотную последовательность для выполнения захвата кадра нижеследующим образом: определяют, достигает ли значение пика частотной области последовательности, которая составляет M в длину, конкретной пороговой величины. Если значение пика частотной области достигает конкретной пороговой величины, считается, что появилась одна одночастотная последовательность, и определяется, что поступил кадр данных, и успешно осуществляется захват кадра частотной области; в ином случае, считается, что кадр данных не поступил. Подробности выражены нижеследующей формулой:

где, {F^(k)(1), F^(k)(2), …, F^(k)(M)} является результатом преобразования FFT (быстрого преобразования Фурье, fast Fourier transform) последовательности сигнала {r(k+1), r(k+2), …, r(k+M)}, принятой модулем 210 приема. Если H₁ в вышеуказанной формуле является допустимым, может быть определено, что {r(k+1), r(k+2), …, r(k+M)} является одночастотной последовательностью, и кадр успешно захвачен. Исследование показывает, что одночастотная последовательность все равно является одночастотной последовательностью после перекрестных помех многолучевого распространения, и многолучевое распространение в канале приводит только к фиксированному сдвигу фазы. Вследствие этого, показатели захвата кадра частотной области на основе SFS_M не ухудшаются в случае канала с многолучевым распространением. В дополнение, под воздействием сдвига несущей частоты, единственность частоты все равно не подвергается воздействию. Вследствие этого, в отличие от традиционного решения, этот вариант осуществления настоящего изобретения сохраняет относительно хорошие показатели захвата на основе SFS_M под воздействием большого сдвига частоты.

[0030] К тому же, устройство для приема сигнала физического уровня может дополнительно включать в себя:

модуль 230 оценки IQ-дисбаланса, выполненный с возможностью выполнения оценки IQ-дисбаланса согласно принятой одночастотной последовательности. В этом варианте осуществления, фазы символов в одночастотной последовательности SFS_M, принятой модулем 210 приема, увеличиваются последовательно на π/2, что может быть выражено посредством e^jnπ/2, n=1, 2, …, M. Модуль 230 оценки IQ-дисбаланса может получить параметр IQ-дисбаланса согласно сигналу принятой последовательности SFS_M посредством использования алгоритма оценки, и фазовый дисбаланс составляет где и r_I[k] и r_Q[k] являются синфазным сигналом и квадратурным сигналом, соответственно, последовательности SFS_M, принятой модулем 210 приема. В общем, SFS_M должна быть размещена перед BLK в кадре сигнала. Как показано на Фиг. 4, SFS_M в этом варианте осуществления размещается в первой части, STF, в кадре сигнала. Таким образом, модуль 230 оценки IQ-дисбаланса может выполнить оценку и компенсацию IQ-дисбаланса сразу после успешного захвата кадра сигнала в частотной области модулем 220 захвата кадра частотной области, и последовательная вспомогательная последовательность и часть допустимых данных могут быть компенсированы. Формулой компенсации может быть , где {u_I[k], u_Q[k]} является сигналом с нагрузкой данных, принятым модулем 210 приема, и {y_I[k], y_Q[k]} является компенсированным сигналом.

[0031] Опционально, устройство для приема сигнала физического уровня может дополнительно включать в себя:

модуль 240 подавления нелинейного воздействия, выполненный с возможностью подавления, согласно принятому блоку обучающих данных, нелинейного воздействия, создаваемого в процессе усиления мощности. Принятый кадр сигнала опционально включает в себя предварительно заданный блок обучающих данных TBLK, который имеет такую же структуру, как и BLK, и структура имеет вид GI+DATA, за исключением того, что DATA в TBLK является известным символом и используется для оценки искаженного созвездия после балансировки. Когда TBLK в принятом кадре сигнала является допустимым, модуль 240 подавления нелинейного воздействия может эффективно подавить, согласно TBLK, нелинейное воздействие, создаваемое кадром сигнала в процессе усиления мощности. Модуль 240 подавления нелинейного воздействия может специально включать в себя нижеследующие два блока:

блок оценки диаграммы искаженного созвездия, выполненный с возможностью оценки диаграммы искаженного созвездия согласно блоку обучающих данных; и

блок определения и демодуляции, выполненный с возможностью использования диаграммы искаженного созвездия для определения и демодуляции сигнала физического уровня.

[0032] В общем, TBLK всегда размещается перед BLK кадре сигнала. Таким образом, модуль 240 подавления нелинейного воздействия может определить и демодулировать последовательный допустимый BLK согласно искаженному созвездию, полученному посредством оценки, для того, чтобы устранить нелинейное воздействие, создаваемое в процессе усиления мощности сигнала данных. Однако, SFS_M обычно появляется перед TBLK, и оценка и компенсация IQ-дисбаланса могут быть выполнены для TBLK, но нелинейное воздействие, создаваемое в процессе усиления мощности, все еще не устранено в STF, CE и части заголовка кадра Header в первую очередь, так как эти части последовательностей в общем используют BPSK-модуляцию, которая немного подвержена нелинейному воздействию, создаваемому в процессе усиления мощности, и не может противостоять нелинейному воздействию, создаваемому в процессе усиления мощности. В дополнение, когда существуют межсимвольные помехи, точки созвездий приводятся в беспорядок. Оценка искаженного созвездия не может быть реализована, пока не будут устранены межсимвольные помехи. Вследствие этого, задание части TBLK является аналогичным заданию последовательного BLK, тем самым способствующей балансировке каналов.

[0033] Фиг. 8 является схемой последовательности операций способа отправки сигнала физического уровня согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 8, процесс в этом варианте осуществления настоящего изобретения включает в себя нижеследующие этапы:

[0034] Этап S801: Выполняют построение кадра сигнала для сигнала физического уровня, при этом кадр сигнала включает в себя одну одночастотную последовательность, одночастотная последовательность используется для обеспечения устройству приема возможности захвата кадра сигнала в частотной области согласно одночастотной последовательности, и одночастотная последовательность включает в себя множество предварительно заданных символов одиночной частоты. Конкретно, кадр сигнала для сигнала физического уровня в этом варианте осуществления может быть показан на Фиг. 4. При 16QAM-модуляции, STF в этом варианте осуществления образуется из одной одночастотной последовательности SFS₅₁₂, которая составляет 512 в длину, 14 последовательностей Ga₁₂₈ и одной последовательности -Ga₁₂₈, при этом последовательность SFS₅₁₂ составляет e^jnπ/2, n=1, 2, …, 512. Одночастотная последовательность SFS₅₁₂ может быть использована для захвата кадра частотной области и оценки параметра IQ-дисбаланса. 14 последовательностей Ga₁₂₈ используются для оценки и компенсации сдвига частоты, оценки и компенсации сдвига фазы, оценки и компенсации ошибки синхронизации, и последовательная одна последовательность -Ga₁₂₈ используется для разграничения кадров. Части блоков данных как TBLK, так и BLK составляют 512 в длину и включают в себя GI, который составляет 64 в длину, и DATA, которое составляет 448 в длину и имеет схему модуляции 16QAM, за исключением того, что DATA в TBLK является предварительно заданным известным символом и используется для оценки искаженного созвездия после балансировки. Для поля DATA из TBLK, которое составляет 448 в длину, все точки созвездий при 16QAM-модуляции распределяются с равной вероятностью, то есть, каждая точка созвездия появляется в этом поле по 28 раз.

[0035] В варианте осуществления с 64QAM-модуляцией, разница между 64QAM-модуляцией и 16QAM-модуляцией лежит только в поле DATA в TBLK. В этом случае, длина DATA из TBLK все равно составляет 448, но схемой модуляции является 64QAM, и каждая точка созвездия появляется по 7 раз. Для варианта осуществления с BPSK-модуляцией, ее схема модуляции определяет, что нелинейное воздействие, создаваемое в процессе усиления мощности, незаметно. Вследствие этого, необходимо обрабатывать нелинейное воздействие. Чтобы повысить эффективность передачи, блок обучающих данных TBLK более не может быть задан, и другие части кадра сигнала являются аналогичными частям кадра сигнала в вариантах осуществления с 16QAM- и 64QAM-модуляцией.

[0036] Этап S802: Отправляют кадр сигнала на физическом уровне.

[0037] Этап S803: Устройство приема захватывает кадр сигнала в частотной области согласно одночастотной последовательности SFS₅₁₂. Так как одночастотная последовательность является импульсом в частотной области, устройство приема может использовать одночастотную последовательность SFS₅₁₂ для захвата кадра сигнала в частотной области следующим образом: определяют, достигает ли значение пика частотной области последовательности, которая составляет 512 в длину, конкретной пороговой величины. Если значение пика частотной области достигает конкретной пороговой величины, считается, что появилась одночастотная последовательность SFS₅₁₂, и определяется, что поступил кадр данных, и успешно осуществляется захват кадра частотной области; в ином случае, считается, что кадр данных не поступил. Подробности выражены нижеследующей формулой:

где, {F^(k)(1), F^(k)(2), …, F^(k)(512)} является результатом преобразования FFT последовательности сигнала {r(k+1), r(k+2), …, r(k+512)}, принятой модулем приема. Если H₁ в вышеуказанной формуле является допустимым, может быть определено, что {r(k+1), r(k+2), …, r(k+512)} является одночастотной последовательностью, и кадр успешно захвачен. Исследование показывает, что одночастотная последовательность все равно является одночастотной последовательностью после перекрестных помех многолучевого распространения, и многолучевое распространение в канале приводит только к фиксированному сдвигу фазы. Вследствие этого, показатели захвата кадра частотной области на основе SFS_M не ухудшаются в случае канала с многолучевым распространением. В дополнение, под воздействием сдвига несущей частоты, единственность частоты все равно не подвергается воздействию. Вследствие этого, в отличие от традиционного решения, этот вариант осуществления настоящего изобретения сохраняет относительно хорошие показатели захвата на основе SFS₅₁₂ под воздействием большого сдвига частоты.

[0038] Этап S804: Выполняют оценку IQ-дисбаланса согласно принятой одночастотной последовательности. В этом варианте осуществления, фазы символов в одночастотной последовательности SFS₅₁₂, принятой устройством приема, увеличиваются последовательно на π/2, что может быть выражено посредством e^jnπ/2, n=1, 2, …, 512. Устройство приема может получить параметр IQ-дисбаланса согласно сигналу принятой последовательности SFS₅₁₂ посредством использования алгоритма оценки, и фазовый дисбаланс составляет , где , , и . r_I[k] и r_Q[k] являются I-сигналом и Q-сигналом, соответственно, последовательности SFS₅₁₂, принятой модулем 210 приема. В общем, SFS_M должна быть размещена перед BLK в кадре сигнала. Как показано на Фиг. 4, SFS₅₁₂ в этом варианте осуществления размещается в первой части, STF, в кадре сигнала. Таким образом, устройство приема может выполнить оценку и компенсацию IQ-дисбаланса сразу после успешного захвата кадра частотной области, и последовательная вспомогательная последовательность и часть допустимых данных могут быть компенсированы. Формулой компенсации может быть где {u_I[k], u_Q[k]} является сигналом с нагрузкой данных, принятым устройством приема, и {y_I[k], y_Q[k]} является компенсированным сигналом.

[0039] Этап S805: Подавляют, согласно блоку обучающих данных TBLK, нелинейное воздействие, создаваемое в процессе усиления мощности. Этап может конкретно включать в себя этапы, на которых: оценивают, посредством устройства приема, диаграмму искаженного созвездия согласно блоку обучающих данных; и используют диаграмму искажения созвездия для определения и демодуляции сигнала физического уровня. В общем, TBLK всегда размещается перед BLK в кадре сигнала. Таким образом, устройство приема может определить и демодулировать последовательный допустимый BLK согласно искаженному созвездию, полученному посредством оценки, для того, чтобы устранить нелинейное воздействие, создаваемое в процессе усиления мощности сигнала данных. Однако, SFS_M обычно появляется перед TBLK, и оценка и компенсация IQ-дисбаланса могут быть выполнены для TBLK, но нелинейное воздействие, создаваемое в процессе усиления мощности, все еще не устранено в STF, CE и части заголовка кадра (Header) в первую очередь, так как эти части последовательностей в общем используют BPSK-модуляцию, которая немного подвержена нелинейному воздействию, создаваемому в процессе усиления мощности, и не может противостоять нелинейному воздействию, создаваемому в процессе усиления мощности.

[0040] В этом варианте осуществления настоящего изобретения, построение кадра сигнала, который включает в себя одну одночастотную последовательность, может способствовать захвату кадра сигнала в частотной области стороной приема, и вследствие этого, не только ослабляет воздействие, вызванное сдвигом частоты, но также многолучевая энергия может быть эффективно использована для улучшения показателей захвата. В дополнение, оценка и компенсация IQ-дисбаланса могут быть выполнены для сигнала физического уровня согласно одночастотной последовательности, и нелинейное воздействие, создаваемое в процессе усиления мощности, может быть устранено согласно блоку обучающих данных в кадре сигнала.

[0041] Специалисты в данной области техники могут понимать, что все или часть процессов для реализации вышеуказанных вариантов осуществления способа могут быть реализованы посредством компьютерной программы, дающей команды соответствующим аппаратным средствам. Программа может храниться на компьютерно-читаемом носителе информации. При исполнении программы, может быть включен процесс варианта осуществления каждого способа, описанного выше. Носителем информации может быть магнитный диск, оптический диск, постоянная память (Read-Only Memory, ROM) или оперативная память (Random Access Memory, RAM), или подобные.

[0042] Раскрытое выше является лишь примерными вариантами осуществления настоящего изобретения, но конечно не предназначено для ограничения объема прав настоящего изобретения. Любые эквивалентные модификации, сделанные согласно формуле изобретения настоящего изобретения, все равно должны попадать в рамки объема настоящего изобретения.

Изобретение относится к отправке сигнала физического уровня. Технический результат заключается в способности захвата кадра сигнала в частотной области стороной приема, благодаря чему не только ослабляется воздействие, вызванное сдвигом частоты, но также многолучевая энергия может быть эффективно использована для улучшения показателей захвата. Для этого способ отправки сигнала физического уровня включает в себя этапы, на которых: выполняют построение кадра сигнала для сигнала физического уровня, при этом кадр сигнала включает в себя одну одночастотную последовательность, одночастотная последовательность используется для обеспечения устройству приема возможности захвата кадра сигнала в частотной области согласно одночастотной последовательности, и одночастотная последовательность включает в себя множество предварительно заданных символов одиночной частоты; и отправляют сигнал физического уровня на основе кадра сигнала. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ отправки сигнала физического уровня, содержащий этапы, на которых:
выполняют построение кадра сигнала для сигнала физического уровня, при этом кадр сигнала содержит одну одночастотную последовательность, одночастотная последовательность используется для обеспечения устройству приема возможности захвата кадра сигнала в частотной области согласно одночастотной последовательности, и одночастотная последовательность содержит множество предварительно заданных символов; и
кадр сигнала содержит предварительно заданный блок обучающих данных, и блок обучающих данных используется для обеспечения устройству приема возможности подавления, согласно блоку обучающих данных, нелинейного воздействия, создаваемого в процессе усиления мощности, причем нелинейное воздействие относится к искажающему воздействию на диаграмму созвездия; и
отправляют кадр сигнала на физическом уровне.

2. Способ по п. 1, в котором одночастотная последовательность содержится в части короткой обучающей последовательности в кадре сигнала, и часть короткой обучающей последовательности используется для обеспечения устройству приема возможности выполнения оценки и компенсации для кадра сигнала во временной области и частотной области согласно части короткой обучающей последовательности.

3. Способ по п. 1, в котором перед этапом, на котором отправляют кадр сигнала на физическом уровне, способ дополнительно содержит этап, на котором модулируют кадр сигнала по радиочастоте, и все точки созвездий, полученные посредством модуляции блока обучающих данных, распределяются с равной вероятностью.

4. Способ по п. 1, в котором блок обучающих данных размещается перед блоком данных в кадре сигнала.

5. Способ по п. 1, в котором одночастотная последовательность размещается перед блоком обучающих данных.

6. Способ отправки сигнала физического уровня, содержащий этапы, на которых:
принимают кадр сигнала для сигнала физического уровня;
если принятый кадр сигнала для сигнала физического уровня содержит одну одночастотную последовательность, захватывают кадр сигнала в частотной области согласно одночастотной последовательности, при этом одночастотная последовательность содержит множество предварительно заданных символов;
при этом кадр сигнала содержит предварительно заданный блок обучающих данных, и после этапа, на котором захватывают кадр сигнала в частотной области согласно одночастотной последовательности, способ дополнительно содержит этап, на котором:
подавляют, согласно блоку обучающих данных, нелинейное воздействие, создаваемое в процессе усиления мощности, причем нелинейное воздействие относится к искажающему воздействию на диаграмму созвездия.

7. Способ по п. 6, в котором одночастотная последовательность содержится в части короткой обучающей последовательности в кадре сигнала, и часть короткой обучающей последовательности используется для выполнения оценки и компенсации для кадра сигнала во временной области и частотной области.

8. Способ по п. 6, в котором фазы символов в одночастотной последовательности увеличиваются последовательно на π/2, и после этапа, на котором захватывают кадр сигнала в частотной области согласно одночастотной последовательности, способ дополнительно содержит этап, на котором:
выполняют оценку синфазного и квадратурного (IQ) дисбаланса согласно одночастотной последовательности.

9. Способ по п. 6, в котором этап, на котором подавляют, согласно блоку обучающих данных, нелинейное воздействие, создаваемое в процессе усиления мощности, содержит этапы, на которых:
оценивают диаграмму искаженного созвездия согласно блоку обучающих данных; и
используют диаграмму искаженного созвездия для определения и демодуляции сигнала физического уровня.

10. Устройство для отправки сигнала физического уровня, содержащее:
модуль построения кадра сигнала, выполненный с возможностью построения кадра сигнала для сигнала физического уровня, при этом кадр сигнала содержит одну одночастотную последовательность, одночастотная последовательность используется для обеспечения устройству приема возможности захвата кадра сигнала в частотной области согласно одночастотной последовательности, и одночастотная последовательность содержит множество предварительно заданных символов; и
передатчик, выполненный с возможностью отправки кадра сигнала на физическом уровне;
при этом кадр сигнала содержит предварительно заданный блок обучающих данных, и блок обучающих данных используется для обеспечения устройству приема возможности подавления, согласно блоку обучающих данных, нелинейного воздействия, создаваемого в процессе усиления мощности, причем нелинейное воздействие относится к искажающему воздействию на диаграмму созвездия.

11. Устройство по п. 10, при этом одночастотная последовательность содержится в части короткой обучающей последовательности в принятом кадре сигнала, и часть короткой обучающей последовательности используется для обеспечения устройству приема возможности выполнения оценки и компенсации для кадра сигнала во временной области и частотной области согласно части короткой обучающей последовательности.

12. Устройство по п. 10, при этом перед отправкой кадра сигнала на физическом уровне передатчик модулирует кадр сигнала по радиочастоте, и все точки созвездий, полученные посредством модуляции блока обучающих данных, распределяются с равной вероятностью.

13. Устройство по п. 10, при этом блок обучающих данных размещается перед блоком данных в кадре сигнала.

14. Устройство по п. 10, при этом одночастотная последовательность размещается перед блоком обучающих данных.

15. Устройство для отправки сигнала физического уровня, содержащее:
приемник, выполненный с возможностью приема кадра сигнала для сигнала физического уровня; и
модуль захвата кадра частотной области, выполненный с возможностью, если кадр сигнала для сигнала физического уровня, который принят приемником, содержит одну одночастотную последовательность, захвата кадра сигнала в частотной области согласно одночастотной последовательности, при этом одночастотная последовательность содержит множество предварительно заданных символов;
при этом кадр сигнала, который содержит одну одночастотную последовательность, дополнительно содержит предварительно заданный блок обучающих данных, и устройство дополнительно содержит:
модуль подавления нелинейного воздействия, выполненный с возможностью подавления, согласно блоку обучающих данных, нелинейного воздействия, создаваемого в процессе усиления мощности, причем нелинейное воздействие относится к искажающему воздействию на диаграмму созвездия.

16. Устройство по п. 15, при этом одночастотная последовательность содержится в части короткой обучающей последовательности в кадре сигнала, и часть короткой обучающей последовательности используется для выполнения оценки и компенсации для кадра сигнала во временной области и частотной области.

17. Устройство по п. 15, при этом фазы символов в одночастотной последовательности увеличиваются последовательно на π/2, и устройство для приема сигнала физического уровня дополнительно содержит:
модуль оценки синфазного и квадратурного (IQ) дисбаланса, выполненный с возможностью выполнения оценки IQ-дисбаланса согласно одночастотной последовательности.

18. Устройство по п. 15, при этом модуль подавления нелинейного воздействия содержит:
блок оценки диаграммы искаженного созвездия, выполненный с возможностью оценки диаграммы искаженного созвездия согласно блоку обучающих данных; и
блок определения и демодуляции, выполненный с возможностью использования диаграммы искаженного созвездия для определения и демодуляции сигнала физического уровня.

19. Устройство по п. 15, при этом блок обучающих данных размещается перед блоком данных в кадре сигнала.

20. Устройство по п. 15, при этом одночастотная последовательность размещается перед блоком обучающих данных.