用於構造與自適應包格式相應的信號的方法
2023-05-14 16:47:16
專利名稱：用於構造與自適應包格式相應的信號的方法
技術領域：
本發明涉及一種在多輸入多輸出(MIMO)被應用到其的無線區域網系統(下文中稱為MIMO-WLAM)中構造信號的方法，更具體地說，涉及一種根據自適應包格式來構造信號以與現有的WLAN系統兼容並使用多天線增加數據傳輸率的方法。
背景技術：
現有的IEEE 802.11 WLAN通過使用直接序列擴展頻譜(DSSS)、跳頻擴展頻譜(FHSS)和紅外(IR)方法在2.4GHz工業、科學和醫療(ISM)頻段中支持2Mbps的傳輸率。然而，這一標準不能滿足對增加的高速傳輸率的需要，從而在1999年制定了新的IEEE 802.11a和IEEE 802.11b的物理層標準。
IEEE 802.11a採用正交頻分復用(OFDM)調製系統以克服在5GH未許可的國家信息基礎設施(U-NII)頻段中的直接序列擴展頻譜(DSSS)的限制，並實現更高速的傳輸率。1/2、2/3和3/4編碼率的卷積編碼器被用於糾錯，二進位相移鍵控(BPSK)、四相相移鍵控(QPSK)、16-正交幅度調製(16-QAM)和64-正交幅度調製(64-QAM)被用於副載波調製。
圖1顯示了用於採用OFDM系統的IEEE 802.11a的WLAN數據傳輸的數據包的幀格式。
IEEE 802.11a WLAN的PHY協議數據單元(PPDU)包括用於同步的OFDM物理層匯聚協議(PLCP)前導(以下稱為前導)段、OFDM PLCP頭、PHY子層業務數據單元(PSDU)、尾部位和填充位。
用於同步的前導段由10個短訓練符號的短前導和2個長訓練符號的長前導組成。PLCP頭包括SIGNAL欄位和SERVICE欄位。此外，SERVICE欄位、PSDU、尾部位和填充位被定義為數據段。
包括10個短訓練符號的短前導用於自動增益控制(AGC)收斂、定時捕獲和粗略頻率捕獲。包括2個長訓練符號的長前導用於信道估計和細微頻率捕獲，並且長前導具有保護段以避免鄰近的符號幹擾。
包括用於傳輸的數據的PSDU、用於擾頻器初始化的16位的SERVICE欄位、用於產生卷積編碼器零狀態的6位的尾部以及填充具有多個符號。
圖2顯示了圖1的SIGNAL欄位的位分配。指示傳輸率和DATA段長度的SIGNAL是一個1/2卷積編碼和BPSK調製的24位的OFDM符號。如圖2所示，所述SIGNAL包括4位的RATE、第五位的保留位、12位的LENGTH、用於糾錯的奇偶校驗位和6位的尾部。
在根據IEEE 802.11a標準的常用WLAN系統中具有如圖1的幀格式的數據包通過一個天線以54Mbps的最大速度被發送。
目前，已經討論使用具有IEEE 802.11a標準的多發送和接收天線的MIMO技術以更大地提高傳輸率。網絡連結的頻率和容量的效率被期待通過MIMO的多發送和接收天線技術在發送器和接收器中使用多個天線而極大地改進，並且MIMO作為用於需要高速數據傳輸的系統環境的主要技術受到很多關注。
如上所述，現有的WLAN標準的最大傳輸率是54Mbps。然而，隨著對於實現諸如高質量視頻的實時傳輸的高速數據傳輸率的需求的增長，通過使用多個發送/接收天線來增加系統的數據傳輸容量的MIMO技術正被考慮為增加WLAN的傳輸容量的期望的技術。
同時，必須設計新的數據包的幀格式來適應所有增加的發送天線，以實現MIMO-WLAN系統，並且在這一點上，必須在本質上考慮與遵循現有的WLAN標準的系統的兼容性。
也就是說，為了將MIMO技術應用於IEEE 802.11a的WLAN，通過多個天線發送/接收的信號必須根據用於使用多個天線來發送數據包的新的幀格式來構造。此外，根據新的幀格式的MIMO-WLAN系統的數據包和構造用於所述包的發送/接收的信號的方法必須設計為與現有的IEEE 802.11a系統和用於發送/接收的方法相兼容。
發明公開技術問題本發明的一個方面在於提供一種在MIMO-WLAN系統中構造信號來修正在MIMO-WLAN系統中用於數據包傳輸的幀格式以與現有的WLAN系統相兼容的方法，以及一種根據糾正的自適應幀格式構造通過多個天線的發送/接收信號以實現快速傳輸率的方法。
技術解決方案為了實現上述方面，提供了一種根據本發明的用於在MIMO-WLAN系統中構造多個信號的方法，所述MIMO-WLAN系統通過多個天線發送數據包作為所述多個信號，所述方法包括構造數據包，該數據包包括用於數據包傳輸的前導、SIGNAL、用於MIMO-WLAN系統的數據包傳輸的附加信息段以及業務數據單元；將所述前導和SIGNAL的數據插入到所述多個信號中的至少一個信號中；將所述附加信息段的數據分布到所述多個信號中的至少一個信號中；和將所述業務數據單元的數據分布到所述多個信號中的至少一個信號中。
優選地，所述附加信息段的數據包括關於MIMO-WLAN系統的多個信號的數量的信息。
此外，所述附加信息段的數據包括MIMO-WLAN系統的傳輸方法。
此外，所述附加信息段的數據包括MIMO-WLAN系統的數據傳輸率。
優選地，所述附加信息段的數據包括用於MIMO-WLAN系統的信道估計的訓練信號。
同時，所述構造數據包的步驟將所述附加信息段放置在所述業務數據單元之前。
此外，所述SIGNAL的數據包括用於根據MIMO-WLAN系統的傳輸率來計算數據包傳輸的時間信息的LENGTH_N數據。
有益效果根據本發明，因為具有與基於OFDM的WLAN的兼容性的MIMO-WLAN的數據包的幀格式將MIMO信息載入SIGNAL欄位的保留位，所以WLAN標準模式和MIMO模式可以容易地互相兼容。另外，隨著MIMO信息通過SIGNAL欄位被發送，接收器可快速地斷定傳輸信號模式。
此外，MIMO附加信息被插入到數據包的SIGNAL欄位之後，從而實現MIMO-WLAN系統所需的信息可被發送，並且包括在SIGNAL欄位中的LENGTH可根據傳輸率和附加信息量被適當改變，從而與現有的WLAN系統的兼容性可以被保證。
同時，每個發送天線以時分方法發送現有的WLAN系統中使用的長前導，從而MIMO系統的接收器同樣應用現有的WLAN系統中使用的信道估計方法並且可依次估計每個發送天線的信道。
因此，根據本發明的方法與現有的WLAN標準模式相兼容並實現了高速數據傳輸率，從而所述方法可應用於諸如高質量視頻的實時傳輸的業務。
圖1是顯示一般的WLAN系統的數據包的幀格式的示圖；圖2是描述圖1的SIGNAL欄位的位分配的示圖；圖3是顯示根據本發明實施例的用於在MIMO-WLAN系統中構造傳輸信號的數據包的幀格式的示圖；圖4是描述圖3的SIGNAL欄位的位分配的示圖；圖5是根據本發明另一實施例的用於在MIMO-WLAN系統中構造傳輸信號的數據包的幀格式的示圖；和圖6是根據本發明另一實施例的用於在MIMO-WLAN系統中構造傳輸信號的數據包的幀格式的示圖。
最佳方式在下文中，將參照附圖描述根據本發明的在MIMO-WLAN系統中構造信號的方法。
圖3顯示了根據本發明實施例的用於在MIMO-WLAN系統中構造信號的數據包的幀格式的示圖，圖4是描述圖3的SIGNAL欄位的位分配的示圖。
圖3顯示了通過多個天線發送和接收的MIMO系統的數據包的幀格式。MIMO系統中的數據包幀通過多個天線被分布在多個信號中並被發送，通過各個天線發送的信號稱為第一傳輸信號到第N傳輸信號(TX1到TXN)。
TX1具有與現有的WLAN系統中使用的幀格式相似的結構，TX1包括短前導、長前導1、SIGNAL欄位和包括將被發送的數據的淨荷1，並且與現有的系統不同，TX1還包括在SIGNAL欄位和淨荷之間的包括關於MIMO系統的信息的MIMO附加信息欄位。以下將詳細描述該附加信息欄位。
此外，與TX1不同，TX2、TX3、...和TXN包括MIMO附加信息欄位以及淨荷2...和淨荷N，而不具有短前導、長前導和SIGNAL欄位。
TX2、TX3、...和TXN在TX1的短前導、長前導和SIGNAL段期間具有值0(零)。也就是說，在某一天線發送前導和SIGNAL時，其餘的天線發送「0」(零)信號，而不發送其他信號，從而遵循現有的標準的WLAN系統也可解釋信號。
同時，根據本發明實施例的在MIMO-WLAN系統中構造信號的方法通過使用TX1的SIGNAL欄位的保留位指示MIMO擴展。本發明實施例將MIMO信息載入保留位並提出與802.11a兼容的MIMO-WLAN的幀格式的結構。
參照圖4，根據本發明實施例的TX1的SIGNAL欄位的第五保留位被分配為確定MIMO模式的位，例如，如果該位是「0」，則指示具有WLAN標準的幀格式的信號被發送，如果該位是「1」，則指示具有新的MIMO-WLAN系統的幀格式的信號被發送。在本實施例中提出的用於構造MIMO信息的結構只是示例，並且各種其他結構可被考慮。
如果設置了指示MIMO擴展的位，則在SIGNAL和DATA之間放置發送擴展的MIMO-WLAN系統的附加信息的段。附加信息段可包括發送天線的數量、調製方法、諸如關於信道編碼的編碼率的傳輸方法、諸如數據傳輸率的MIMO-WLAN系統信息以及用於MIMO信道估計的訓練信號。因此，MIMO-WLAN系統的接收器可獲取必要的信息。
如果沒有設置指示MIMO擴展的位，也就是說，TX1的SIGNAL的第五保留位是「0」，則具有與現有的WLAN系統的前導和SIGNAL相同種類的前導和SIGNAL的TX1經過一個發送天線被發送，其他天線發送「0」(零)信號，而不發送任何信號。
因此，現有的WLAN系統以與理解現有的WLAN系統的發送數據的相同的方法來理解從MIMO-WLAN系統發送的數據，從而使用多個發送/接收天線的MIMO-WLAN系統與現有的WLAN系統相兼容。
此外，根據通過插入附加信息段和MIMO擴展而增大的數據傳輸率，包括在SIGNAL中的LENGTH改變為LENGTH_N並且現有的WLAN系統可估計MIMO-WLAN幀的持續時間段，從而MIMO-WLAN系統的兼容性可被保持。
同時，使用作為多接入方法的載波偵聽多點接入/衝突避免(CSMA/CA)的WLAN系統需要估計周圍的WLAN系統發送數據的段。因此，為了根據本發明的MIMO-WLAN系統與現有的WLAN系統相兼容，現有的WLAN系統的信號持續時間段需要通過傳輸信號來進行估計。
因此，包括在MIMO-WLAN系統的幀格式的SIGNAL中的LENGTH信息必須根據實際的傳輸率被適當地改變並被發送。例如，如果MIMO-WLAN系統的數據傳輸率是RATE中指示的現有的WLAN系統的數據傳輸率的「T」倍，則實際的數據傳輸時間變成「1/T」倍。此外，因為另外插入了MIMO-WLAN系統中使用的附加信息，所以必須包括關於附加信息段的時間信息。因此，改變的LENGTH_N可如等式1來表示。
LENGTH.N＝(LENGTH/T)+(M*NDBPS/8)其中，「M」表示作為OFDM符號數量的附加信息段，NDBPS表示與RATE相應的每個OFDM符號的位數，所述RATE在現有的WLAN標準中被規定。
圖5顯示了根據本發明另一實施例的MIMO-WLAN數據包的幀格式。在本實施例中，每個天線在附加信息段中以時分方法發送長前導，以用於MIMO-WLAN系統中發送的信號的信道估計。也就是說，當一個天線發送附加信息段中的長前導時，其餘的天線不發送數據。
參照圖5，TX1包括短前導、長前導1、SIGNAL欄位、SERVICE欄位、PSDU1、尾部和填充。
如上述參照圖4，在另一實施例中，TX1的SIGNAL欄位的第五保留位被分配為用於MIMO模式估計的位。當保留位是「0」時，IEEE 802.11a模式被操作，當保留位是「1」時，MIMO模式被操作。
此外，與TX1不同，圖5中的TX2到TXN包括長前導(長前導2到長前導N)、SERVICE欄位、PSDU、尾部和填充，而不包括短前導和SIGNAL欄位。相反，在TX1的短前導、長前導和SIGNAL的段期間，TX2到TXN具有值「0」。即，在一個天線發送前導和SIGNAL時，其餘的天線被構造為不發送信號，換句話說，其餘的天線發送「0」(零)信號，從而現有的WLAN系統可解釋所述信號。
同時，在TX2到TXN的長前導段期間，TX1發送「0」信號。長前導欄位通知經過多個天線發送的每個信號的信道信息，並且TX2到TXN在其他TX的長前導段期間也具有「0」，以防止每個長前導信號被混合。因此，TX1到TXN在其他TX的長前導段期間分別具有「0」。
如上參照圖4所述，長前導被插入到TX2至TXN，從而整個傳輸信號的DATA的LENGTH增長。結果，SIGNAL欄位的LENGTH被轉換為TX2到TXN的長前導的長度被添加到根據IEEE 802.11a的傳輸信號的DATA的LENGTH的LENGTH_N。
同時，根據IEEE 802.11a，直到長前導為止，在2個符號之前有32個保護段，而從SIGNAL開始每個符號有16個保護段，從而優選地，在SIGNAL欄位之後發送的TX2到TXN的長前導中，每個訓練符號有16個保護段以容易地與IEEE 802.11a相兼容。
為了操作MIMO-WLAN系統，MIMO信道估計是必要的。現有的WLAN系統可通過使用長前導來估計信道，而由於發送天線的增加，MIMO-WLAN系統需要估計每個發送天線的信道。
因此，在根據本發明的另一實施例中，每個發送天線以時分方法將現有的WLAN系統中使用的長前導發送到附加信息段。也就是說，當一個天線發送長前導時，其餘的天線發送「0」(零)信號，從而發送器可以以與現有的WLAN系統中信道估計方法相同的方法依次估計每個發送天線的信道。
圖6顯示了根據本發明另一實施例的MIMO-WLAN系統的數據包的幀格式。
對於AGC，每個發送天線在MIMO-WLAN系統的MIMO擴展環境下將用於有效地估計接收的信號的大小的短前導發送到接收器。
在這種情況下，每個短前導使用與現有的WLAN標準中規定的短前導相同的信號或循環移位信號，從而現有的WLAN系統可識別MIMO-WLAN系統的短前導。
通常，現有的WLAN系統中的接收器使用短前導執行AGC。MIMO-WLAN系統中的接收器必須執行從全部發送天線發送的信號之和的AGC。
如果使用從一個發送天線發送的短前導來執行AGC，則從全部天線發送信號的DATA段產生的信號的大小不能被正確地反映。因此，在根據本發明的另一實施例中，通過每個發送天線發送的全部信號被構造為包括短前導，從而接收器執行全部接收天線接收的信號之和的AGC。
從每個發送天線發送的短前導可按需要使用相同的信號，或者不同地使用循環移位信號。在這種情況下，因為保持了信號的可重複性，所以現有的WLAN系統仍可識別短前導。
同時，為了AGC的方便起見，TX1到TXN中的短前導可優選地以低於根據IEEE 802.11a的傳輸信號的電功率被發送。例如，如果TX1和TX2通過兩個天線被發送，則通過使用兩個天線，短前導以根據IEEE 802.11a的發送電功率的一半被分別發送。
因此，因為上述示例中的信號被劃分為兩部分並通過2個天線傳輸，所以最大傳輸率可達108Mbps，即，IEEE 802.11a的最大傳輸率54Mbps的兩倍。
此外，可根據將MIMO信息分配到SIGNAL欄位的方法容易地轉換MIMO模式或IEEE 802.11a模式。
也就是說，在上述方法中，當MIMO位是「0」時，IEEE 802.11a模式被操作，當MIMO位是「1」時，MIMO模式被操作。因為在上述示例中，在MIMO模式下首先發送的TX1和TX2的短前導的電功率各為一半，所以在接收器中兩個信號的相加的電功率具有與IEEE 802.11a的電功率相同的值。
此外，在MIMO模式的情況下，因為通過天線發送的信號經過不同的路徑，所以上述示例中的TX1和TX2分別在不同的時間點發送長前導，並且接收器通過使用分別接收的長前導來估計每一路徑的信道。
在這種情況下，與在兩個符號之前插入有32個保護段的TX1的長前導不同，在SIGNAL欄位之後發送的TX2的長前導2，每個符號插入有16個保護段，從而IEEE 802.11a的接收方法可同樣地被使用。
根據本發明，MIMO信息被載入MIMO-OFDM WLAN的幀格式的SIGNAL的保留位，以與基於OFDM的WLAN系統相兼容，從而WLAN標準模式和MIMO模式可容易地相互兼容。
此外，因為MIMO信息通過SIGNAL欄位被發送，所以接收器可快速容易地斷定傳輸信號模式。MIMO附加信息被插入在SIGNAL之後，從而實現MIMO-WLAN系統所需的信息可被發送，並且包括在SIGNAL中的LENGTH根據傳輸率和附加信息的量被適當地改變，從而與現有的WLAN系統的兼容性可以被保證。
同時，每個發送天線以時分方法發送現有的WLAN系統中使用的長前導，並且MIMO系統的接收器應用現有的WLAN系統中使用的信道估計方法，從而可依次估計每個發送天線的信道。
此外，每個天線以相同的形式或循環移位形式發送短前導，從而接收器估計從所有的天線發送的信號之和的大小並執行AGC。結果，可在多個天線同時發送信號的DATA段中執行有效的AGC。
本發明的方式在下文中，將參照附圖描述根據本發明的在MIMO-WLAN系統中構造信號的方法。
圖3顯示了根據本發明實施例的用於在MIMO-WLAN系統中構造信號的數據包的幀格式的示圖，圖4是描述圖3的SIGNAL欄位的位分配的示圖。
圖3顯示了通過多個天線發送和接收的MIMO系統的數據包的幀格式。MIMO系統中的數據包幀通過多個天線被分布在多個信號中並被發送，通過各個天線發送的信號稱為第一傳輸信號到第N傳輸信號(TX1到TXN)。
TX1具有與現有的WLAN系統中使用的幀格式相似的結構，TX1包括短前導、長前導1、SIGNAL欄位和包括將被發送的數據的淨荷1，並且與現有的系統不同，TX1還包括在SIGNAL欄位和淨荷之間的包括關於MIMO系統的信息的MIMO附加信息欄位。以下將詳細描述該附加信息欄位。
此外，與TX1不同，TX2、TX3、...和TXN包括MIMO附加信息欄位以及淨荷2...和淨荷N，而不具有短前導、長前導和SIGNAL欄位。
TX2、TX3、...和TXN在TX1的短前導、長前導和SIGNAL段期間具有值0(零)。也就是說，在某一天線發送前導和SIGNAL時，其餘的天線發送「0」(零)信號，而不發送其他信號，從而遵循現有的標準的WLAN系統也可解釋信號。
同時，根據本發明實施例的在MIMO-WLAN系統中構造信號的方法通過使用TX1的SIGNAL欄位的保留位指示MIMO擴展。本發明實施例將MIMO信息載入保留位並提出與802.11a兼容的MIMO-WLAN的幀格式的結構。
參照圖4，根據本發明實施例的TX1的SIGNAL欄位的第五保留位被分配為確定MIMO模式的位，例如，如果該位是「0」，則指示具有WLAN標準的幀格式的信號被發送，如果該位是「1」，則指示具有新的MIMO-WLAN系統的幀格式的信號被發送。在本實施例中提出的用於構造MIMO信息的結構只是示例，並且各種其他結構可被考慮。
如果設置了指示MIMO擴展的位，則在SIGNAL和DATA之間放置發送擴展的MIMO-WLAN系統的附加信息的段。附加信息段可包括發送天線的數量、調製方法、諸如關於信道編碼的編碼率的傳輸方法、諸如數據傳輸率的MIMO-WLAN系統信息以及用於MIMO信道估計的訓練信號。因此，MIMO-WLAN系統的接收器可獲取必要的信息。
如果沒有設置指示MIMO擴展的位，也就是說，TX1的SIGNAL的第五保留位是「0」，則具有與現有的WLAN系統的前導和SIGNAL相同種類的前導和SIGNAL的TX1經過一個發送天線被發送，其他天線發送「0」(零)信號，而不發送任何信號。
因此，現有的WLAN系統以與理解現有的WLAN系統的發送數據的相同的方法來理解從MIMO-WLAN系統發送的數據，從而使用多個發送/接收天線的MIMO-WLAN系統與現有的WLAN系統相兼容。
此外，根據通過插入附加信息段和MIMO擴展而增大的數據傳輸率，包括在SIGNAL中的LENGTH改變為LENGTH_N並且現有的WLAN系統可估計MIMO-WLAN幀的持續時間段，從而MIMO-WLAN系統的兼容性可被保持。
同時，使用作為多接入方法的載波偵聽多點接入/衝突避免(CSMA/CA)的WLAN系統需要估計周圍的WLAN系統發送數據的段。因此，為了根據本發明的MIMO-WLAN系統與現有的WLAN系統相兼容，現有的WLAN系統的信號持續時間段需要通過傳輸信號來進行估計。
因此，包括在MIMO-WLAN系統的幀格式的SIGNAL中的LENGTH信息必須根據實際的傳輸率被適當地改變並被發送。例如，如果MIMO-WLAN系統的數據傳輸率是RATE中指示的現有的WLAN系統的數據傳輸率的「T」倍，則實際的數據傳輸時間變成「1/T」倍。此外，因為另外插入了MIMO-WLAN系統中使用的附加信息，所以必須包括關於附加信息段的時間信息。因此，改變的LENGTH_N可如等式1來表示。
LENGTH.N＝(LENGTH/T)+(M*NDBPS/8)其中，「M」表示作為OFDM符號數量的附加信息段，NDBPS表示與RATE相應的每個OFDM符號的位數，所述RATE在現有的WLAN標準中被規定。
圖5顯示了根據本發明另一實施例的MIMO-WLAN數據包的幀格式。在本實施例中，每個天線在附加信息段中以時分方法發送長前導，以用於MIMO-WLAN系統中發送的信號的信道估計。也就是說，當一個天線發送附加信息段中的長前導時，其餘的天線不發送數據。
參照圖5，TX1包括短前導、長前導1、SIGNAL欄位、SERVICE欄位、PSDU1、尾部和填充。
如上述參照圖4，在另一實施例中，TX1的SIGNAL欄位的第五保留位被分配為用於MIMO模式估計的位。當保留位是「0」時，IEEE 802.11a模式被操作，當保留位是「1」時，MIMO模式被操作。
此外，與TX1不同，圖5中的TX2到TXN包括長前導(長前導2到長前導N)、SERVICE欄位、PSDU、尾部和填充，而不包括短前導和SIGNAL欄位。相反，在TX1的短前導、長前導和SIGNAL的段期間，TX2到TXN具有值「0」。即，在一個天線發送前導和SIGNAL時，其餘的天線被構造為不發送信號，換句話說，其餘的天線發送「0」(零)信號，從而現有的WLAN系統可解釋所述信號。
同時，在TX2到TXN的長前導段期間，TX1發送「0」信號。長前導欄位通知經過多個天線發送的每個信號的信道信息，並且TX2到TXN在其他TX的長前導段期間也具有「0」，以防止每個長前導信號被混合。因此，TX1到TXN在其他TX的長前導段期間分別具有「0」。
如上參照圖4所述，長前導被插入到TX2至TXN，從而整個傳輸信號的DATA的LENGTH增長。結果，SIGNAL欄位的LENGTH被轉換為TX2到TXN的長前導的長度被添加到根據IEEE 802.11a的傳輸信號的DATA的LENGTH的LENGTH_N。
同時，根據IEEE 802.11a，直到長前導為止，在2個符號之前有32個保護段，而從SIGNAL開始每個符號有16個保護段，從而優選地，在SIGNAL欄位之後發送的TX2到TXN的長前導中，每個訓練符號有16個保護段以容易地與IEEE 802.11a相兼容。
為了操作MIMO-WLAN系統，MIMO信道估計是必要的。現有的WLAN系統可通過使用長前導來估計信道，而由於發送天線的增加，MIMO-WLAN系統需要估計每個發送天線的信道。
因此，在根據本發明的另一實施例中，每個發送天線以時分方法將現有的WLAN系統中使用的長前導發送到附加信息段。也就是說，當一個天線發送長前導時，其餘的天線發送「0」(零)信號，從而發送器可以以與現有的WLAN系統中信道估計方法相同的方法依次估計每個發送天線的信道。
圖6顯示了根據本發明另一實施例的MIMO-WLAN系統的數據包的幀格式。
對於AGC，每個發送天線在MIMO-WLAN系統的MIMO擴展環境下將用於有效地估計接收的信號的大小的短前導發送到接收器。
在這種情況下，每個短前導使用與現有的WLAN標準中規定的短前導相同的信號或循環移位信號，從而現有的WLAN系統可識別MIMO-WLAN系統的短前導。
通常，現有的WLAN系統中的接收器使用短前導執行AGC。MIMO-WLAN系統中的接收器必須執行從全部發送天線發送的信號之和的AGC。
如果使用從一個發送天線發送的短前導來執行AGC，則從全部天線發送信號的DATA段產生的信號的大小不能被正確地反映。因此，在根據本發明的另一實施例中，通過每個發送天線發送的全部信號被構造為包括短前導，從而接收器執行全部接收天線接收的信號之和的AGC。
從每個發送天線發送的短前導可按需要使用相同的信號，或者不同地使用循環移位信號。在這種情況下，因為保持了信號的可重複性，所以現有的WLAN系統仍可識別短前導。
同時，為了AGC的方便起見，TX1到TXN中的短前導可優選地以低於根據IEEE 802.11a的傳輸信號的電功率被發送。例如，如果TX1和TX2通過兩個天線被發送，則通過使用兩個天線，短前導以根據IEEE 802.11a的發送電功率的一半被分別發送。
因此，因為上述示例中的信號被劃分為兩部分並通過2個天線傳輸，所以最大傳輸率可達108Mbps，即，IEEE 802.11a的最大傳輸率54Mbps的兩倍。
此外，可根據將MIMO信息分配到SIGNAL欄位的方法容易地轉換MIMO模式或IEEE 802.11a模式。
也就是說，在上述方法中，當MIMO位是「0」時，IEEE 802.11a模式被操作，當MIMO位是「1」時，MIMO模式被操作。因為在上述示例中，在MIMO模式下首先發送的TX1和TX2的短前導的電功率各為一半，所以在接收器中兩個信號的相加的電功率具有與IEEE 802.11a的電功率相同的值。
此外，在MIMO模式的情況下，因為通過天線發送的信號經過不同的路徑，所以上述示例中的TX1和TX2分別在不同的時間點發送長前導，並且接收器通過使用分別接收的長前導來估計每一路徑的信道。
在這種情況下，與在兩個符號之前插入有32個保護段的TX1的長前導不同，在SIGNAL欄位之後發送的TX2的長前導2，每個符號插入有16個保護段，從而IEEE 802.11a的接收方法可同樣地被使用。
根據本發明，MIMO信息被載入MIMO-OFDM WLAN的幀格式的SIGNAL的保留位，以與基於OFDM的WLAN系統相兼容，從而WLAN標準模式和MIMO模式可容易地相互兼容。
此外，因為MIMO信息通過SIGNAL欄位被發送，所以接收器可快速容易地斷定傳輸信號模式。MIMO附加信息被插入在SIGNAL之後，從而實現MIMO-WLAN系統所需的信息可被發送，並且包括在SIGNAL中的LENGTH根據傳輸率和附加信息的量被適當地改變，從而與現有的WLAN系統的兼容性可以被保證。
同時，每個發送天線以時分方法發送現有的WLAN系統中使用的長前導，並且MIMO系統的接收器應用現有的WLAN系統中使用的信道估計方法，從而可依次估計每個發送天線的信道。
此外，每個天線以相同的形式或循環移位形式發送短前導，從而接收器估計從所有的天線發送的信號之和的大小並執行AGC。結果，可在多個天線同時發送信號的DATA段中執行有效的AGC。
權利要求
1.一種用於在MIMO-WLAN系統中構造多個信號的方法，所述MIMO-WLAN系統通過多個天線發送數據包作為所述多個信號，所述方法包括構造數據包，該數據包包括用於數據包傳輸的前導、SIGNAL、用於MIMO-WLAN系統的數據包傳輸的附加信息段以及業務數據單元；將所述前導和SIGNAL的數據分布到所述多個信號中的至少一個信號中；將所述附加信息段的數據分布到所述多個信號中的至少一個信號中；和將所述業務數據單元的數據分布到所述多個信號中的至少一個信號中。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述附加信息段的數據包括關於MIMO-WLAN系統的多個信號的數量的信息。
3.如權利要求1所述的方法，其中，所述附加信息段的數據包括MIMO-WLAN系統的傳輸方法。
4.如權利要求1所述的方法，其中，所述附加信息段的數據包括MIMO-WLAN系統的數據傳輸率。
5.如權利要求1所述的方法，其中，所述附加信息段的數據包括用於MIMO-WLAN系統的信道估計的訓練信號。
6.如權利要求1所述的方法，其中，所述構造數據包的步驟將所述附加信息段放置在所述業務數據單元之前。
7.如權利要求1所述的方法，其中，所述SIGNAL的數據包括用於根據MIMO-WLAN系統的傳輸率來計算數據包傳輸的時間信息的LENGTH_N數據。
全文摘要
公開一種在MIMO－WLAN(多輸入多輸出無線LAN)系統中根據自適應包格式的信號構造方法。一種用於在MIMO－WLAN系統中構造多個信號的方法，所述MIMO－WLAN系統通過多個天線發送數據包作為所述多個信號。所述方法包括以下步驟構造數據包，以便所述數據包包括用於數據包傳輸的前導、用於MIMO－WLAN系統中數據包傳輸的附加信息區以及業務數據單元；將前導和SIGNAL的數據分布到所述多個信號中的至少一個信號中；將附加信息區的數據分布到所述多個信號中的至少一個信號中；和將業務數據單元的數據分布到所述多個信號中的至少一個信號中。所述方法與現有的無線LAN技術標準模式兼容，並提供高速數據傳輸率。
文檔編號H04L12/28GK1951069SQ200580014784
公開日2007年4月18日 申請日期2005年6月14日 優先權日2004年6月14日
發明者趙鎮姬, 河吉植, 權容植, 尹碩賢 申請人:三星電子株式會社