用于发送和接收数据以提供高速数据通信的设备及方法技术

在本发明专利技术中，将从源单元生成的数据分发给至少一个带宽；对被分发给各个带宽的数据进行编码，以执行纠错；将经编码的数据分发给至少一个天线；将子载波分配给被分发给各个天线的数据，并执行逆傅立叶变换；生成对应于子载波的短前同步码和第一长前同步码；根据数据发送模式生成信号码元；以及通过将第二长前同步码添加到信号码元和数据字段之间生成帧，以评估未使用的子载波的信道。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于发送和接收数据以提供高速数据通信的设备及方法
本专利技术涉及用于在无线电数据通信中发送和接收数据的设备。更具体地，本专利技术涉及与传统无线局域网通信系统兼容的、用于高速发送和接收数据的设备及其方法。此外，本专利技术涉及用于将数据速率从传统无线局域网通信系统中的最大数据速率54Mbps增加到数百Mbps的无线通信系统。
技术介绍
在使用正交频分多路复用方法的传统IEEE802.11a无线局域网(LAN)系统中，将20MHz带宽划分为64个子载波，并且64个子载波中的52个子载波被用来发送数据和导频码元。即，通过使用单个天线和20MHz带宽，以54Mbps的最大速度来发送数据。本专利技术提供了用于发送和接收数据、同时兼容传统的IEEE802.11a正交频分多路复用(OFDM)方法的设备。该设备使用多个天线和多个20MHz带宽来实现高数据速率。响应于对高速多媒体数据发送的需求，已开发出请求多于100Mbps吞吐量的各种实践应用。然而，当前无线通信系统中即使具有最大吞吐量的无线LAN系统也不提供25Mbps以上的吞吐量。因而，本专利技术提出了一种提供四倍于传统IEEE802.11a系统或更多的数据速率的系统。具体地，本专利技术提供了一种配置，其中系统性地控制多个天线和带宽，并根据系统的特性来控制最大数据速率。本专利技术还提出了用于提供与传统系统的兼容性的方法。图1示出了表示在传统无线LAN中发送和接收数据的系统的框图。在图1所示的传统IEEE802.11a系统中，将20MHz带宽划分为64个子载波。在64个子载波中，48个子载波用于数据发送，4个子载波用于导频码元发送，并且DC子载波和其他11个子载波未被使用。使用具有1/2、2/3和3/4码率(coderate)的卷积码、二进制相移键控(BPSK)调制、四元(quaternary)相移键控(QPSK)调制、16正交(quadrature)幅度调制(QAM)调制、以及64正交幅度调制(QAM)来发送数据。在图1所示的系统中，当源单元101生成二进制数据时，将二进制数据提供给用于使得二进制数据的排列随机化的扰码器102。卷积编码器103根据由期望数据速率确定的码率和调制来执行信道编码，并且映射器105执行调制，以将先前的数据排列映射到复(complex)码元排列上。在卷积编码器103和映射器105之间配备的交织器104根据预定规则来交织数据排列。映射器105将复数(complexnumber)排列建立为48的组，并且子载波分配器107形成48个数据分量和4个导频分量。64逆快速傅立叶变换(64-IFFT)单元108对48个数据和4个导频分量执行逆快速傅立叶变换，以形成OFDM码元。循环前缀添加器109将作为保护间隔的循环前缀添加到OFDM码元。射频(RF)发送单元110发送由上述配置在载波频率上形成的传输帧。RF接收单元112通过无线电信道111接收传输信号(在载波频率上发送的传输帧)。无线电信道111包括多经衰减信道和从接收端添加的高斯噪声。接收端的RF接收单元112接收经过无线电信道111的失真信号，并且以与发送端的RF发送单元110执行的相反方式，将在载波频率上发送的信号下转换为基带信号。循环前缀去除器113去除在发送器中添加的循环前缀。64快速傅立叶变换(64-FFT)单元114通过执行FFT操作，将所接收的OFDM码元转换为频域信号。子载波提取器115将64个输出中对应于数据子载波的48个复码元发送到均衡和跟踪单元117，并且将对应于导频信号(pilot)的4个子载波发送到均衡和跟踪参数评估器116。均衡和跟踪参数评估器116通过使用已知码元来评估由于频率和时间误差引起的相位改变，并将评估结果发送到均衡和跟踪单元117。均衡和跟踪单元117使用上述评估结果来执行跟踪操作。除了根据处理之外，均衡和跟踪单元117还执行频域信道均衡操作，以均衡频域中的信道失真。去映射器118执行用于将信道均衡和跟踪操作后的输出复数转换为二进制数据的硬判定操作，或者执行用于将输出复数转换为实数的软判定。解交织器119按照交织器104的逆过程来解交织数据，并且，维特比(Viterbi)解码器120执行卷积码的解码，以纠错并恢复所发送的数据。解扰器121以类似于扰码器102的方式来使得从源单元发送的数据随机化，并且将所接收的数据发送到汇点(sink)单元122。图1所示的传统无线LAN系统具有数据速率和吞吐量的限制，因而该系统难以应用于要求高数据速率的服务，如高质量移动画面服务。使用多带宽和天线来提供高速数据速率的系统先前还未兼容传统的发送和接收系统。因此，本专利技术提供了用于发送和接收的系统，以提供与传统无线通信系统的兼容性和高速数据速率，并提供其方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种数据发送和接收装置，以提供高数据速率和与传统无线通信系统的兼容性，并提供其方法。本专利技术提供一种数据发送和接收装置，以提供高数据速率和与传统无线通信系统的兼容性，并提供其方法。本专利技术公开了一种数据发送装置，包括：带宽分发器、编码器、映射器、天线分发器、子载波分配器、逆傅立叶变换单元、前同步码生成器、以及帧生成器。带宽分发器将在源单元中生成的数据分发给至少一个带宽。编码器对所分发的数据进行编码，以执行数据的纠错。映射器将经编码的数据映射为复码元。天线分发器将所述复码元分发给至少一个天线。子载波分配器将用于正交频分多路复用的子载波分配给所分发的复数码元。逆傅立叶变换单元对被分配了子载波的OFDM信号执行逆傅立叶变换。前同步码生成器生成子载波的短前同步码、第一长前同步码和第二长前同步码。帧生成器按照短前同步码、第一长前同步码、信号码元、第二长前同步码和数据字段的次序来生成帧。此时，当使用两个或更多天线时，可将第二天线的第一长前同步码之一用于第二长前同步码，以执行未被第一天线使用的子载波的信道评估。由帧生成器生成的信号码元包括发送模式标识符，用于确定发送模式是单个天线发送模式，还是多入/多出(MIMO)发送模式。发送模式标识符使用IEEE802.11a的帧中的信号码元的R4位。使用信号码元的保留位，作为用于确定发送模式是使用空间分割(spatialdivision)多路复用(SDM)方法还是使用空间-时间块码(STBC)方法的位。根据本专利技术示例实施例的数据发送装置还包括扰码器、交织器、循环前缀添加器和RF发送单元。扰码器耦连在带宽分发器和编码器之间，并且执行扰码操作。交织器耦连在编码器和映射器之间，并且执行交织操作。循环前缀添加器将循环前缀添加到经逆傅立叶变换的正交频分多路复用(OFDM)信号。RF发送单元通过无线电信道来发送帧。天线分发器将所映射的码元分发给天线或编码STBC。本专利技术公开了一种数据接收装置，包括RF接收单元、信道混合器、初始同步器、傅立叶变换单元、信号码元解调器、信道评估器和检测器。RF接收单元通过无线电信道接收帧。信道混合器执行信道混合操作，以从所接收的帧中提取20MHz短前同步码和20MHz第一长前同步码。初始同步器通过使用所提取的短前同步码和第一长前同步码来执行初始同步操作。傅立叶变换单元执行帧的傅立叶变换操作。信号码元解调器对信号码元进行解调，并对有关发送模式的信息进行解调。信道评估器通过使用第一长前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用多带宽或天线的数据发送装置，包括：　　　　带宽分发器，用于将在源单元中生成的数据分发给至少一个带宽；　　　　编码器，用于对所分发的数据进行编码，以对数据执行纠错；　　　　映射器，用于将经编码的数据映射为复码元；　　　　天线分发器，用于将所述复码元分发给至少一个天线；　　　　子载波分配器，用于将用于正交频分多路复用的子载波分配给所分发的复码元；　　　　逆傅立叶变换单元，用于对被分配了子载波的ＯＦＤＭ信号执行逆傅立叶变换；　　　　前同步码生成器，用于生成子载波的短前同步码、第一长前同步码和第二长前同步码；以及　　　　帧生成器，用于按照短前同步码、第一长前同步码、信号码元、第二长前同步码和数据字段的次序来生成帧，　　　　其中当使用两个或更多天线时，将第二天线的第一长前同步码之一用作第二长前同步码，以执行未由第一天线使用的子载波的信道评估。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2004-12-23 10-2004-01110651.一种用于生成发送数据的帧的、无线局域网的发送器的方法，该方法包括：生成包括同步信息的短前同步码；生成位于所述短前同步码之后的包括第一长前同步码和第二长前同步码的长前同步码；生成位于所述长前同步码之后的数据码元，以及生成位于所述第一长前同步码和所述第二长前同步码之间的信号码元，其中，所述第二长前同步码包括接收器对所述数据码元进行解调所需的信道评估信息；并且其中，所述第一长前同步码和所述第二长前同步码指序列{1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，1，0，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1，-1，-1，-1，-1，-1，1，1，-1，-1，1，-1，1，-1，1，1，1，1}；其中，所述第一长前同步码之前是长度为1.6μsec的保护间隔并且所述第一长前同步码包括两个长前同步码，所述信号码元之前是长度为0.8μsec的保护间隔，所述第二长前同步码包括之前分别是长度为0.8μsec的保护间隔的两个长前同步码，在所述第二长前同步码中，包括所述保护间隔的每个长前同步码的长度是4.0μsec，并且所述数据码元之前是长度为0.8μsec的保护间隔；其中，所述信号码元包括用于确定发送模式使用空分多路复用方法还是空时块码方法的信息。2.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳希政，田太贤，金明顺，崔银英，李奭圭，柳得洙，
申请(专利权)人：韩国电子通信研究院，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]