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CN1902837A - 具有天线选择和最大比率组合的多载波接收机 - Google Patents

具有天线选择和最大比率组合的多载波接收机 Download PDF

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CN1902837A
CN1902837A CNA2004800394135A CN200480039413A CN1902837A CN 1902837 A CN1902837 A CN 1902837A CN A2004800394135 A CNA2004800394135 A CN A2004800394135A CN 200480039413 A CN200480039413 A CN 200480039413A CN 1902837 A CN1902837 A CN 1902837A
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Abstract

一种可重新配置的多信道接收机，其可以选择性地工作在增大吞吐量的模式和/或增大范围的模式下。在某些实施例中，所述接收机可以从多个空间分集天线中选择两个或更多天线，来接收宽带正交频分复用(OFDM)信道的一个以上的子信道。可以在来自两个或更多天线的对应码元调制的副载波上执行最大比率组合，并且单个OFDM码元可以从来自通过所述两个或更多天线接收的子信道的贡献中生成。在其他实施例中，宽带OFDM信道的一个以上子信道可以通过选自多个空间分集天线的单个天线来接收。在其他实施例中，单个子信道可以通过多个空间分集天线来接收，并且可以在通过所述天线接收的对应码元调制的副载波上执行最大比率组合。

Description

具有天线选择和最大比率组合的多载波接收机
技术领域
本发明的实施例属于无线电子通信，并且在某些实施例中，本发明适于正交频分复用(OFDM)通信。
背景技术
许多现代的数字通信系统，包括无线局域网(WLAN)在内，使用码元调制的正交副载波作为调制方案，以帮助信号继续存在于具有多径反射和/或强干涉的环境中。正交频分复用(OFDM)是多载波传输技术的一个实例，所述多载波传输技术采用码元调制的正交副载波来传输可用频谱内的信息。
伴随着包括OFDM接收机在内的许多WLAN接收机的一个问题在于，就它们可以接收的具体信道以及那些信道的带宽而言，它们受到其硬件配置的限制。这使得这类接收机关于吞吐量与范围之间的权衡不灵活。WLAN接收机，包括OFDM接收机在内，应当能够接收两个现存信道，例如根据电气电子工程师学会(IEEE)标准802.11(a)的信道，以及用于高吞吐量操作的宽带信道。这些要求使得难以在吞吐量与范围之间进行权衡，尤其当工作在高吞吐量和/或宽带模式下时。因此，通常需要提供WLAN中吞吐量与范围之间灵活性的传输OFDM信号的收发机和方法，而所述收发机包括接收机。
附图说明
所附权利要求涉及本发明各种实施例中的一些实施例。然而，在结合附图考虑详细说明时，详细描述提供了对本发明实施例更全面的理解，其中，相同的参考数字指示全部附图中相同的项目：
图1A和1B是根据本发明某些实施例的接收机的框图；
图2A和2B是根据本发明某些实施例的接收机的框图；
图3A和3B是根据本发明某些实施例的接收机的框图；以及
图4是根据本发明某些实施例的OFDM信号接收程序的流程图。
具体实施方式
下面的描述以及附图说明了足以使本领域技术人员进行实践的本发明的具体实施例。其他实施例可以包括结构、逻辑、电、过程及其他变化。示例仅仅代表可能的变化。非明确要求，各个元件与功能是可选的，并且操作顺序可以变化。某些实施例的部分及特征可以包含在其他实施例的部分及特征内，或可以被其他实施例的部分及特征代替。本发明实施例的范围包括权利要求的完整范围以及那些权利要求的所有可用等效物。仅仅为方便起见，本发明的这些实施例在此可以个别地或集体地被术语“发明”所引用，并且，如果事实上公开一个以上的发明或发明构思，则并不意欲自动地将此申请的范围限于任何单个的发明或发明构思。
图1A和1B、图2A和2B、以及图3A和3B说明了根据本发明的各种接收机配置的某些实施例。接收机配置100(图1A和1B)、200(图2A和2B)以及300(图3A和3B)可以是无线通信设备的一部分，并且它们可以接收正交频分复用的(例如，OFDM)通信信号。在某些实施例中，接收机可以接收OFDM分组，其包括在宽带通信信道之上的多个OFDM码元。宽带信道可以包括一个或多个子信道。这些子信道可以是频分复用(即，在频率上分开的)，并且可以处于预定的频谱内。子信道可以包括多个正交的副载波。在某些实施例中，子信道的正交副载波可以是密集的副载波。为获得密集副载波之间的正交性，在这些实施例中，具体子信道的副载波可以基本上在该子信道的其他副载波中心频率处具有零值。
接收机配置100(图1A和1B)、200(图2A和2B)以及300(图3A和3B)可以是可重新配置的多信道接收机，其可以有选择地工作在增大吞吐量的模式和/或增大范围的模式下。在某些实施例中，接收机配置100(图1A和1B)可以从多个空间分集天线(spatially diverseantenna)中选择两个或更多天线，来接收宽带OFDM信道的一个以上的子信道。可以在来自两个或更多天线的对应码元调制的副载波上执行最大比率组合，并且从来自通过所述两个或更多天线接收的子信道的贡献(contribution)中，可以确定出单个OFDM码元。在其他实施例中，接收机配置200(图2A和2B)可以用选自多个空间分集天线的单个天线，接收宽带OFDM信道的一个以上的子信道。在一些其他实施例中，接收机配置300(图3A和3B)可以用多个空间分集天线中一个以上的天线来接收单个子信道，并且可以在通过不同天线接收的对应码元调制的副载波上执行最大比率组合。
根据某些实施例，接收机配置100(图1A和1B)、200(图2A和2B)以及300(图3A和3B)可以根据各个副载波调制的赋值，接收码元调制的副载波。这可以称为自适应比特装载(ABL)。因此，一个或多个比特可以用副载波上所调制的码元来代表。用于各个子信道的调制赋值可以基于该副载波的信道特征或信道条件，虽然，本发明的范围在此方面并不受限制。在某些实施例中，副载波调制赋值可以从每码元零个比特到每码元高达十个或更多比特范围。就调制电平而言，副载波调制赋值可以包括：二进制移相键控(BPSK)，其每个码元传输一个比特；四相移相键控(QPSK)，其每个码元传输两个比特；8PSK，其每个码元传输三个比特；16位正交幅度调制(16-QAM)，其每个码元传输四个比特；32-QAM，其每个码元传输五个比特；64-QAM，其每个码元传输六个比特；128-QAM，其每个码元传输七个比特，以及256-QAM，其每个码元传输八个比特。还可以使用每个副载波具有更高数据通信速率的调制顺序。
OFDM码元可以被看作在各个副载波上调制的码元的组合。因为每个码元调制的副载波的比特数可变并且可以包括宽带信道的子信道的数量可变，所以通过接收机接收的每个OFDM码元的比特数可以极大地变化。例如，在某些实施例中，接收机可以通过宽带信道接收，该宽带信道可以包括高达四个或更多的子信道，而子信道带宽大约为20MHz，并且每个子信道可以具有高达48个或更多的正交数据副载波，所述正交数据副载波之间大约间隔312.5kHz。在其他实施例中，接收机可以通过单个子信道接收OFDM码元。
在某些实施例中，宽带信道的频谱可以包括5GHz频谱中或2.4GHz频谱中的子信道。在这些实施例中，5GHz频谱可以包括大约4.9-5.9GHz的频率，而2.4GHz频谱可以包括大约2.3-2.5GHz的率，但是，本发明的范围在此方面不受限制，因为其他频谱同样也是适宜的。
在某些实施例中，接收机配置100(图1A和1B)、200(图2A和2B)以及300(图3A和3B)可以是个人数字助理(PDA)、具有无线通信能力的膝上型或便携式计算机、web写字板、无线电话、无线耳机、传呼机、即时信息设备、数字照相机、接入点或其他可以无线接收和/或传输信息的设备的一部分。在某些实施例中，接收机可以接收遵循专门通信标准的射频通信，例如电气电子工程师学会(IEEE)标准，所述标准包括用于无线局域网通信的IEEE 802.11(a)、802.11(b)，802.11(g/h)和/或802.16标准，不过，接收机还可以适于接收遵循其他技术的通信，所述其他技术包括数字视频广播陆地(DVB-T)广播标准，以及高性能无线电局域网(HiperLAN)标准。
在某些实施例中，接收机可以使用高达四个的空间分集天线来开发高达四个的20MHz信道。在某些实施例中，20MHz信道可以称为宽带信道的单个子信道。
根据接收机配置100(图1A和1B)的某些实施例，两个20MHz子信道可以用于通过在每个涉及两个有源天线(active antenna)的副载波上进行自适应最大比率组合，支持40MHz带宽的宽带信道操作。在这些实施例的某些实施例中，接收机配置100可以同时实现天线选择技术，即从四个天线中选出接收条件最好的一对有源天线。这些实施例可以提供高达108Mbps的吞吐量，具有中间范围(mid-range)的工作能力，但是，本发明的范围在此方面不受限制。在某些实施例中，接收机配置100可以是如下收发机的一部分，即其可以选择四个子信道中两个载荷最小的子信道用于数据传输来帮助降低碰撞。
根据接收机配置200(图2A和2B)的某些实施例，四个20MHz的子信道可以用于通过自适应天线选择来支持80MHz带宽的宽带信道操作，而自适应天线选择可以选择四个天线中接收条件最好的一个天线用于传输和/或接收。这些实施例可以提供范围可能降低的高达216Mbps的吞吐量，但是，本发明的范围在此方面不受限制。
根据接收机配置200(图2A和2B)的某些实施例，三个20MHz的子信道可以用于通过自适应天线选择来支持60MHz带宽的宽带信道操作，而自适应天线选择可以选择四个天线中接收条件最好的一个天线用于传输和/或接收。这些实施例可以提供增大的范围高达162Mbps的吞吐量，但是，本发明的范围在此方面不受限制。
根据接收机配置300(图3A和3B)的某些实施例，一个子信道可以用通过在每个副载波上进行自适应最大比率组合的四个天线来接收。在这些实施例中，接收机配置300可以支持范围明显增大且吞吐量高达54Mbps的收发机配置，但是，本发明的范围在此方面不受限制。在某些实施例中，接收机配置300可以是这种收发机的一部分，即其可以选择四个频带子信道中载荷最小的子信道用于数据传输，帮助降低碰撞。
虽然接收机配置100(图1A和1B)、200(图2A和2B)以及300(图3A和3B)被分开说明，但在某些实施例中，本发明还提供单个可重新配置的接收机，其可以根据接收机配置100(图1A和1B)、200(图2A和2B)以及300(图3A和3B)的功能性进行工作。另外，本发明的实施例还包括包含发射机电路以及接收机电路的收发机，以便传输可以由根据接收机配置100(图1A和1B)、200(图2A和2B)和/或300(图3A和3B)的接收机接收的通信信号。
参照图1A和1B，接收机配置100包括天线选择(AS)电路104，用于选择多个空间分集天线102a-d中一个以上的天线，以便通过宽带信道接收正交频分复用码元。宽带信道可以包含多个频率分开的子信道中一个以上的子信道。接收机配置100还可以包括组合电路124，用于组合来自所选天线的对应频域码元调制的副载波123，以便产生用于宽带信道中每个子信道的组合码元调制的副载波125和127。
在某些实施例中，天线选择电路104可以选择多个天线102a-d中的第一天线，来接收宽带信道的两个子信道，并且，天线选择电路104还可以选择多个天线102a-b中的第二天线，来进一步接收所述宽带信道的两个子信道。在某些实施例中，天线选择电路104可以选出两个天线来同时接收两个子信道。在某些实施例中，天线选择电路104可以基于宽带信道中信号的信噪比(SNR)来选择第一和第二天线。在某些实施例中，天线选择电路104可以基于宽带信道中信号的平均SNR来选择第一和第二天线。在某些实施例中，天线选择电路可以选择用于两个子信道的平均信噪比SNR最好的两个天线。
接收机配置100可以采用：用于每个所选天线的低噪声放大器(LAN)106a-b，以便放大一个以上子信道的射频信号；以及下变换电路108，用于分别下变换通过每个天线接收的每个子信道的射频信号。例如，当两个子信道通过天线102a-d中的两个天线被接收时，接收机配置100可以包括：第一下变换电路108a，用于下变换通过第一天线接收的第一子信道的RF信号；第二下变换电路108b，用于下变换通过第一天线接收的第二子信道的RF信号；第三下变换电路108c，用于下变换通过第二天线接收的第一子信道的RF信号；以及第四下变换电路108d，用于下变换通过第二天线接收的第二子信道的RF信号。在实施例中，第一低噪声放大器106a可以放大来自第一天线的RF信号，而第二低噪声放大器106b可以放大来自第二天线的RF信号，但是，本发明的范围在此方面不受限制。如所述，下变换电路108可以提供同相(I信道)分量和正交相位(Q信道)分量，但是，本发明的范围在此方面不受限制。
在某些实施例中，外差频率发生电路110可以有选择地产生一个或多个外差频率，以便将具体子信道的RF信号转换成基带。具体的外差频率可以取决于具体的子信道。在某些实施例中，当两个子信道通过天线102a-d中的两个天线来接收时，外差频率发生电路110可以向第一下变换电路108a和第三下变换电路108c提供第一外差频率，以便将第一子信道下变换成基带，而外差频率发生电路110可以向第二下变换电路108b和第四下变换电路108d提供第二外差频率，以便将第二子信道下变换成基带。
在某些实施例中，外差频率发生电路110可以包括：固定频率的压控振荡器(VCO)，用于产生恒定的基准频率；以及直接数字合成器(DDS)，以便产生多个步进频率(stepped frequency)中选定的一个频率。外差频率发生电路110还可以包括频率组合器，用于组合基准频率与步进频率中的一个选定频率，以便每个下变换电路108产生适当的外差频率。在某些实施例中，外差频率发生电路110可以进一步包括锁相环(PLL)合成器和分频器，以便与VCO一起工作来产生外差频率。用于有选择地产生外差频率的其他配置，还可以适于与本发明的实施例一起使用。
接收机配置100还可以包括：低通滤波器(LPF)112a-d，用于滤波和/或累计从相关下变换电路108接收的信号信息；以及模/数转换(ADC)电路114a-d，用于产生用于通过每个天线接收的每个子信道的数字信号115。在某些实施例中，数字信号115可以包括通过用于每个天线接收的每个子信道的串行码元流。通过接收机配置100的部分118提供的数字信号115，可以在数字信号处理电路116中被处理，以便解调OFDM码元。在某些实施例中，模/数转换电路114a-d可以提供用于I和Q信道两个分量的串行码元流。在图1A和1B所示的实施例中，示出了四个单信道管道(single channel pipeline)(SCP)。示出了两个子信道的每个子信道的单信道管道，而两个子信道的每个子信道通过两个天线的每个天线来接收；然而，本发明的范围在此方面不受限制。
在某些实施例中，接收机配置100还可以包括电路120a-d，用于从通过模/数转换电路114a-d提供的串行码元流中消除循环扩展和/或保护间隔(GI)，但是，本发明的范围在此方面不受限制。串行码元流121可以被变换成并行形式，用于通过快速傅里叶变换(FFT)电路122a-d进行处理。FFT电路122a-d可以在并行时域采样组上执行快速傅里叶变换，以便产生频域码元调制的副载波123。在某些实施例中，FFT电路122a-d还可以基于训练码元的接收，产生用于所接收子信道的每个副载波的信道估计，但是，本发明的范围在此方面不受限制。
组合电路124可以组合相同子信道(通过不同天线接收的)的对应频域码元调制的副载波，以便产生组合码元调制的副载波125和127。在某些实施例中，组合码元调制的副载波125可以与第一子信道相关联，而组合码元调制的副载波127可以与第二子信道相关联，虽然本发明的范围在此方面不受限制。
在某些实施例中，组合电路124包括最大比率组合(MRC)电路，其具有综合(即，I和Q)加权器130a-d，以便在组合器132中在与副载波信号强度基本成比例地组合对应频域码元调制的副载波之前，将频域码元调制的副载波加权。在这些实施例中，加权器130a-d除加权外，还可以校正、调整频域码元调制的副载波和/或旋转频域码元调制的副载波的相位，以便允许在组合器132中进行相干信号的组合。
接收机配置100还可以包括均衡器电路126a-b，以便在码元调制的副载波125和127上执行信道均衡，其可以针对每个副载波被并行地接收。信道均衡可以基于通过FFT电路提供的信道估计。在某些实施例中，均衡器电路126a-b可以在组合电路提供的相关子信道的组合码元调制的副载波上，执行分开的信道均衡，但是，本发明的范围在此方面不受限制。
在某些实施例中，均衡器电路126a-b可以执行信道均衡，用于进一步去映射每个子信道的组合码元调制的副载波，以便从这些副载波中生成并行比特组。附加处理电路128可以从一个以上子信道的并行比特组中，生成可以表示正交频分复用码元的单个解码比特流。在某些实施例中，附加处理电路128可以包括去映射电路、解交织电路和/或解码电路，用于产生解调的OFDM码元。在某些实施例中，副载波去映射器根据子信道所特有的各个副载波调制赋值，去映射每个子信道的副载波，以便产生并行比特组。在某些实施例中，可以在解交织和/或解码之前执行并行/串行的变换，并且可以产生解码的比特流129。
在某些实施例中，通过FFT电路122a-d产生的信道估计，可以包括遍及信道带宽的信道响应。信道估计可以基于信道声探测(sounding)前同步码来测量，并且可以包括用于每个副载波频率的信道估计。在某些实施例中，FFT电路122a-d可以在已知的训练码元(例如，长训练码元)上执行FFT，从而可以为每个子信道确定信道估计。在某些实施例中，均衡器电路126a-b可以在具有表示信道估计的综合值的频域内执行信道均衡，从而频域码元调制的副载波的幅度可被规格化，并且频域码元调制的副载波的相位可以对准零原点，以便允许电路128进行进一步处理。
在某些实施例中，FFT电路122a-d可以包括第一FFT电路122a，用于在来自第一天线的第一子信道的并行时域采样组上执行FFT，以便产生来自第一天线的第一子信道的频域码元调制的副载波。FFT电路122a-d还可以包括第二FFT电路122b，用于在来自第一天线的第二子信道的并行时域采样组上执行FFT，以便产生来自第一天线的第二子信道的频域码元调制的副载波。FFT电路122a-d还可以包括第三FFT电路122c，用于在来自第二天线的第一子信道的并行时域采样组上执行FFT，以便产生来自第二天线的第一子信道的频域码元调制的副载波。FFT电路122a-d还可以包括第四FFT电路122d，用于在来自第二天线的第二子信道的并行时域采样组上执行FFT，以便产生来自第二天线的第二子信道的频域码元调制的副载波。在某些实施例中，OFDM码元可以从通过两个天线同时接收及处理两个子信道中生成，但是，本发明的范围在此方面不受限制。
参照图2A和2B，接收机配置200可以用选自多个空间分集天线202a-d的单个天线，接收宽带OFDM信道的一个以上的子信道。在某些实施例中，接收机配置200可以包括用于处理每个子信道的单信道管道(SCP)。
接收机配置200可以包括天线选择电路204，用于选择多个空间分集天线202a-d中的一个天线，以便通过宽带信道接收正交频分复用码元，而宽带信道包括多个子信道中一个以上的子信道。LNA 206可以放大RF信号，并且每个子信道可以独立地被下变换器208a-d进行下变换、被滤波器212a-d进行滤波、以及被模/数转换电路214a-d变换成数字信号215。数字信号处理电路216尤其可以包括副载波解调器，用于解调一个以上子信道的频域码元调制的副载波，以便从这些副载波中生成并行比特组。数字信号处理电路116还可以包括附加处理电路，用于从一个以上的子信道中，生成表示正交频分复用码元的单个解码比特流229。在某些实施例中，外差频率发生电路210可以有选择地为每个子信道产生外差频率，以便将具体子信道的RF信号转换成基带。
如图2B所示，数字信号处理电路216可以从部分218接收数字信号215，并且可以包括四个单信道管道(SCP)。在这些实施例中，每个单信道管道可以处理一个子信道，但是，本发明的范围在此方面不受限制。
在某些实施例中，接收机配置200还可以包括电路220a-d，用于从模/数转换电路214a-d提供的串行码元流中消除循环扩展和/或保护间隔(GI)，但是，本发明的范围在此方面不受限制。串行码元流可以被变换成并行形式，用于通过快速傅里叶变换电路222a-d进行处理。快速傅里叶变换电路222a-d可以在并行时域采样组上执行快速傅里叶变换，以便产生频域码元调制的副载波。均衡器电路226a-d可以以每个副载波并行的方式接收码元调制的副载波，并且它可以基于信道估计执行均衡。在均衡以后，频域码元调制的副载波可被去映射，并且并行/串行的变换可以在通过电路228解交织和/或解码之前执行，以便产生解码的比特流229。在某些实施例中，解调的OFDM码元可以从通过一个天线同时接收及处理四个子信道中产生，但是，本发明的范围在此方面不受限制。
参照图3A和3B，接收机配置300可以通过多个空间分集天线302a-d来接收单个子信道，并且可以在通过这些天线接收的对应码元调制的副载波上执行最大比率组合。在某些实施例中，接收机配置300可以包括：电路318，用于通过多个空间分集天线接收单个子信道上的正交频分复用码元；以及组合电路324，用于组合来自每个天线的对应频域码元调制的副载波，以便产生单个子信道的组合码元调制的副载波。LNA 306a-d可以放大接收的射频信号，并且来自每个天线302的RF信号可以独立地被下变换器308a-d进行下变换、被滤波器312a-d滤波、以及被模/数转换电路314a-d变换成数字信号315。因为单个子信道正在被接收，所以来自每个天线的信号可以使用相同的外差频率进行下变换，VCO 310并因此可以为每个下变换电路308a-d产生单个外差频率，以便将来自每个天线的射频信号下变换成基带。
在某些实施例中，接收机配置300可以包括用于相同子信道的信号的每个天线的单信道管道(SCP)。如图3B所示，数字信号处理电路316可以包括四个单信道管道。每个管道可以处理来自一个天线的信号，但是，本发明的范围在此方面不受限制。
在某些实施例中，接收机配置300还可以包括电路320a-d，用于从模/数转换电路314a-d提供的串行码元流中消除循环扩展和/或保护间隔(GI)，但是，本发明的范围在此方面不受限制。串行码元流可以被变换成用于FFT电路322a-d的并行形式。FFT电路322a-d可以在并行时域采样组上执行快速傅里叶变换，以便产生频域码元调制的副载波。均衡器电路326可以以每个副载波并行的方式接收码元调制的副载波，并且它可以基于信道估计执行均衡。在均衡以后，频域码元调制的副载波可被去映射，并且并行/串行的变换可以在通过电路228解交织和/或解码之前执行，以便产生解码的比特流329。在某些实施例中，OFDM码元可以从通过四个天线同时接收及处理一个子信道中解调，但是，本发明的范围在此方面不受限制。
在某些实施例中，组合电路324包括最大比率组合(MRC)电路，其具有复合(即，I和Q)加权器330a-d，以便在组合器332中在与副载波信号强度基本成比例地组合对应频域码元调制的副载波之前，将频域码元调制的副载波加权。在这些实施例中，加权器330a-d除加权之外，可以校正、调整频域码元调制的副载波和/或旋转频域码元调制的副载波的相位，以便允许在组合器332中进行相干信号的组合。在某些实施例中，接收机配置300可以包括组合器332，每个副载波用一个组合器332。
虽然接收机配置100(图1A和1B)、200(图2A和2B)以及300(图3A和3B)被描述为具有多个单独的功能元件，但是通过组合诸如包括数字信号处理器(DSP)的处理元件之类的软件配置的元件和/或其他硬件元件，一个或多个功能元件可以被组合且可以被实现。例如，处理元件可以包括一个或多个微处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)、以及用于至少执行此处所述功能的各种硬件与逻辑电路的组合。
天线102a-d(图1A和1B)、202a-d(图2A和2B)以及302a-d(图3A和3B)可以包括定向或全向天线，例如包括偶极天线、单极天线、环形天线、微带天线或适于通过接收机接收RF信号的其他类型的天线。
在某些实施例中，提供了可重新配置的接收机。可重新配置的接收机可以包括天线选择电路，用于选择多个空间分集天线中的一个或多个天线来接收多个子信道中的一个或多个子信道。可重新配置的接收机还可以包括最大比率组合电路，用于在每个子信道选择一个以上的天线时，组合来自不同所选天线的对应码元调制的副载波。在某些实施例中，天线选择电路可以在高吞吐量模式启用时，选择多个天线中的至少一个天线来接收三个或四个子信道。在某些实施例中，天线选择电路可以在增大范围模式启用时，选择高达四个的天线来接收单个子信道。在某些实施例中，天线选择电路可以在增大范围和高吞吐量模式启用时，选择至少两个天线来同时接收两个子信道。天线选择电路可以基于子信道的平均信噪比来选择天线，但是，本发明的范围在此方面不受限制。
在某些实施例中，可重新配置的接收机可以包括高达四个或更多的单信道管道用于处理信号。在某些实施例中，在高吞吐量模式启用时，每个单信道管道可以处理来自三个或四个子信道中相关一个子信道的信号。在某些实施例中，在增大范围模式启用时，每个单信道管道可以处理通过所选天线中的相关一个天线接收的单个子信道的信号。在某些实施例中，在增大范围和高吞吐量模式都启用时，第一单信道管道可以处理通过所选天线中第一天线接收的第一子信道的信号，第二单信道管道可以处理通过第一天线接收的第二子信道的信号，第三单信道管道可以处理通过所选天线中第二天线接收的第一子信道的信号，而第四单信道管道可以处理通过所选天线中第二天线接收的第二子信道的信号。
图4是根据本发明某些实施例的OFDM信号接收程序的流程图。程序400的操作可以由OFDM接收机执行，例如根据接收机配置100(图1A和1B)、接收机配置200(图2A和2B)、和/接收机配置300(图3A和3B)的接收机，但是，其他接收机也可以适于执行程序400的操作。通常，程序400可以通过一个或多个天线在一个或多个子信道上接收OFDM通信，并且它可以有选择地在WLAN环境中的吞吐量与范围之间进行权衡。虽然程序400的各个操作被例示及描述为单独的操作，但是各个操作中的一个或多个操作可以同时执行，而无需要求这些操作按照所述顺序来执行。
操作402可以在一个或多个天线中进行选择来接收一个或多个子信道。在某些实施例中，操作402可以选择一个天线来接收高达四个或更多的子信道，其可以提供增大的吞吐量，而范围更加有限。在其他实施例中，操作402可以选择高达四个或更多的天线来接收单个子信道，其可以提供增大的范围，而吞吐量减少。在其他实施例中，操作402可以选择一个以上的天线来接收一个以上子信道，以便提供增大的吞吐量和增大的范围。例如，操作402可以选择两个天线，每个天线用于接收两个子信道，但是，本发明的范围在此方面不受限制。
操作404可以处理单信道管道中的信号。例如，当单个天线用于接收高达四个或更多的子信道时，每个子信道可以在单信道管道中进行处理。例如，当一个以上天线用于接收单个子信道时，来自每个天线的相同子信道信号可以在单信道管道中进行处理。例如，当一个以上天线每个都用于接收一个以上的子信道时，每个子信道可以在对应的单信道管道中进行处理。单信道管道尤其可以包括下变换、模/数转换、以及执行FFT来产生频域码元调制的副载波。
操作406可以组合表示相同子信道的单信道管道的输出端。例如，操作406可以在一个以上天线用于接收相同子信道时，组合相同子信道的对应频域码元调制的副载波。在某些实施例中，操作406可以在对应频域码元调制的副载波上执行最大比率组合，但是，本发明的范围在此方面不受限制。在单个天线用于接收一个或多个子信道时，或者在单信道管道用于接收不同的子信道时，在某些实施例中可以选择性地不执行操作406。操作406可以为所接收的每个子信道提供组合的频域码元调制的副载波。
在接收一个以上子信道的实施例中，操作408可以在每个子信道的组合频域码元调制的副载波上执行信道均衡。副载波可被解调，并且可以产生并行比特组。每个并行组可以对应于一个子信道的一个副载波。
操作410可以接收每个子信道的并行比特组，并可以从每个子信道的比特中确定出OFDM码元。操作410可以包括将每个子信道的并行比特组转换成可以包括一个或多个串行比特流的串行形式。操作410还可以包括执行去映射、解交织和/或解码。
在某些实施例中，在增大范围和增大吞吐量之间的选择，可以由无线通信设备的用户来执行。在其他实施例中，在增大范围和增大吞吐量之间的选择，可以通过在该设备上操作的应用来完成。在这些实施例中，选择可以基于应用和/或信道条件的要求。例如，对于语音通信，更大范围和更低吞吐量是可以接受的，而对于数据传输，可能需要更高的吞吐量。
本发明的实施例可以用硬件、固件以及软件之一或其组合来实现。本发明的实施例还可以被实现为存储在机器可读介质上的指令，其可以被至少一个处理器读取并运行，以便执行此处所述的操作。机器可读介质可以包括以机器(例如，计算机)可读取形式的任何用于存储或传输信息的机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存装置、电的、光的、声的或其他形式的传送信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)以及其他。
所提供的摘要遵循37 C.F.R.Section 1.72(b)，其要求摘要将允许读者确定技术公开的属性以及要点。该摘要服从其不会用于限制或解释权利要求的范围或意思的条件。
在前述的详细说明中，为了将公开内容连成一个整体，各种特征偶而被一起集中在单个实施例中。这个公开的方法不应被解释为反应如下意图，即所主张的实施例的主题要求比每个权利要求中所明确叙述的更多的特征。作为所附权利要求的反映，发明宁愿少于单个公开实施例的所有特征。因此，下面的权利要求在此被并入详细说明中，而每个权利要求主张其自己作为单独的优选实施例。

Claims (33)

1.一种接收机，包括：
天线选择电路，用于选择多个空间分集天线中一个以上的天线，以便通过包括多个子信道的宽带信道接收正交频分复用码元；以及
组合电路，用于组合来自所选天线的对应频域码元调制的副载波，以便为宽带信道中每个子信道产生组合码元调制的副载波。
2.权利要求1的接收机，其中，所述宽带信道的每个子信道包括多个正交频分复用副载波，以及
其中，相关子信道的每个副载波基本上在相关子信道其他副载波的中心频率处具有零值。
3.权利要求1的接收机，其中，所述组合电路包括最大比率组合电路，用于组合所述子信道的对应频域码元调制的副载波，以及
其中，组合电路包括最大比率组合电路，用于在基本上与信号强度成比例地组合对应频域码元调制的副载波之前，将至少一些频域码元调制的副载波加权。
4.权利要求1的接收机，其中，并行的时域采样组将从通过每个天线接收的每个子信道中生成，并且
其中，所述接收机还包括快速傅里叶变换电路，以便在所述并行时域采样组上执行快速傅里叶变换。
5.权利要求1的接收机，其中，所述天线选择电路将选择多个天线中的第一天线来接收宽带信道的子信道，
其中，所述天线选择电路将选择多个天线中的第二天线来进一步接收所述宽带信道的子信道，以及
其中，所述天线选择电路将基于子信道中信号的平均信噪比，从多个中选择第一和第二天线。
6.权利要求5的接收机，还包括：
低噪声放大器，用于放大至少两个子信道的射频信号；
下变换电路，用于下变换通过每个天线接收的每个子信道的射频信号；以及
模/数转换电路，用于产生通过每个天线接收的每个子信道的数字信号。
7.权利要求4的接收机，其中，所述快速傅里叶变换电路包括：
第一快速傅里叶变换电路，用于在来自第一天线的第一子信道的并行时域采样组上执行快速傅里叶变换，以便产生来自第一天线的第一子信道的频域码元调制的副载波；
第二快速傅里叶变换电路，用于在来自第一天线的第二子信道的并行时域采样组上执行快速傅里叶变换，以便产生来自第一天线的第二子信道的频域码元调制的副载波；
第三快速傅里叶变换电路，用于在来自第二天线的第一子信道的并行时域采样组上执行快速傅里叶变换，以便产生来自第二天线的第一子信道的频域码元调制的副载波；以及
第四快速傅里叶变换电路，用于在来自第二天线的第二子信道的并行时域采样组上执行快速傅里叶变换，以便产生来自第二天线的第二子信道的频域码元调制的副载波。
8.权利要求7的接收机，其中，所述组合电路包括最大比率组合电路，用于为所述第一子信道的每个副载波组合通过第一和第三快速傅里叶变换电路提供的频域码元调制的副载波，以便为第一子信道提供组合频域码元调制的副载波，以及
其中，最大比率组合电路将为第二子信道的每个副载波组合通过第二和第四快速傅里叶变换电路提供的频域码元调制的副载波，以便为第二子信道提供组合频域码元调制的副载波。
9.权利要求1的接收机，还包括：
均衡器电路，用于为一个以上的子信道在通过所述组合电路提供的相关子信道的组合码元调制的副载波上独立地执行信道均衡。
10.权利要求9的接收机，还包括：
副载波去映射器，用于在信道均衡之后，去映射每个子信道的组合码元调制的副载波，以便从所述副载波中产生并行比特组；以及
附加处理电路，用于从一个以上子信道的并行比特组中，产生表示正交频分复用码元的单个解码比特流。
11.权利要求10的接收机，其中，所述副载波去映射器将根据子信道所特有的各个副载波调制赋值，去映射每个子信道的副载波，以便产生所述并行比特组。
12.一种方法，包括：
从多个天线中选择至少两个天线，以便接收宽带信道的一个以上的子信道，所述子信道包括多个正交频分复用副载波；
组合子信道的对应频域码元调制的副载波，以便产生每个子信道的组合码元调制的副载波；以及
处理所述组合码元调制的副载波，以便从一个以上的子信道中解调出正交频分复用码元。
13.权利要求12的方法，还包括：
在通过每个天线接收的子信道的并行时域采样组上执行快速傅里叶变换，
其中，所述组合包括最大比率组合，而最大比率组合包括将至少一些频域码元调制的副载波加权，以及成比例地组合一个以上子信道的加权频域码元调制的副载波，以及
其中，所述成比例地组合包括基本上与它们的信号强度成比例地组合频域码元调制的副载波。
14.权利要求12的方法，其中，选择包括：
选择多个天线中的第一对天线来接收所述宽带信道的一个子信道；
选择多个天线中的第二对天线来进一步接收所述宽带信道的所述一个子信道；以及
基于所述子信道信号的信噪比，从多个中选择第一和第二对天线。
15.权利要求14的方法，还包括：
放大每个所选天线的一个以上子信道的射频信号；
分别下变换每个子信道和通过每个天线接收的各自的射频信号；以及
产生通过每个天线接收的每个子信道的数字信号。
16.权利要求12的方法，还包括为一个以上子信道在相关子信道的组合码元调制的副载波上独立地执行信道均衡。
17.权利要求16的方法，还包括：
在执行所述信道均衡之后，去映射每个子信道的组合码元调制的副载波，以便从副载波中产生并行比特组；以及
处理一个以上子信道的并行比特组，以便产生表示正交频分复用码元的单个解码比特流。
18.权利要求17的方法，其中，所述去映射包括将根据子信道所特有的各个副载波调制赋值，去映射每个子信道的副载波，以便产生所述并行比特组。
19.一种接收机，包括：
天线选择电路，用于选择多个空间分集天线中一个或多个天线，以便通过包括多个子信道中一个以上子信道的宽带信道接收正交频分复用码元；以及
副载波解调器，用于解调一个以上子信道的频域码元调制的副载波，以便从所述副载波中生成所述并行比特组，
其中，所述处理电路用于从一个以上子信道的所述并行比特组中，生成表示正交频分复用码元的单个解码比特流。
20.权利要求19的接收机，其中，所述宽带信道的每个子信道包括多个正交频分复用副载波，
其中，相关子信道的每个副载波基本上在相关子信道的其他副载波的中心频率处具有零值，以及
其中，所述天线选择电路基于所述子信道信号的信噪比，从多个天线中选择一个或多个天线。
21.权利要求20的接收机，还包括：
下变换电路，用于分别下变换每个子信道的射频信号；
模/数转换电路，用于产生每个子信道的数字信号；
处理电路，用于从每个子信道的数字信号中生成并行时域采样组；以及
快速傅里叶变换电路，用于在所述并行时域采样组上执行快速傅里叶变换，以便产生每个子信道的频域码元调制的副载波用于副载波解调。
22.一种接收机，包括：
射频电路，用于通过多个空间分集天线的子信道接收正交频分复用码元；以及
最大比率组合电路，用于组合来自每个天线的对应频域码元调制的副载波，以便产生所述子信道的组合码元调制的副载波。
23.权利要求22的接收机，其中，所述子信道包括多个正交频分复用副载波，
其中，相关子信道的每个副载波基本上在所述相关子信道的其他副载波的中心频率处具有零值，以及
其中，所述最大比率组合电路将在与副载波信号强度基本上成比例地组合对应频域码元调制的副载波之前，使所述频域码元调制的副载波加权。
24.权利要求23的接收机，还包括：
处理电路，用于从通过每个天线接收的信号中生成并行时域采样组；以及
快速傅里叶变换电路，用于在所述并行时域采样组上执行快速傅里叶变换，以便从通过每个天线接收的信号中生成频域码元调制的副载波，
处理电路，用于从通过每个天线接收的子信道的所述并行比特组中，生成表示所述正交频分复用码元的单个解码比特流。
25.一种系统，包括：
多个基本上全向空间分集的天线；
天线选择电路，用于选择一个以上的天线，以便通过包括多个频率分开的子信道的宽带信道接收正交频分复用码元；以及
最大比率组合电路，用于组合来自所选天线的对应频域码元调制的副载波，以便产生所述宽带信道每个子信道的组合码元调制的副载波。
26.权利要求25的系统，其中，所述宽带信道的每个子信道包括多个正交频分复用副载波，
其中，相关子信道的每个副载波基本上在所述相关子信道的其他副载波的中心频率处具有零值，以及
其中，所述最大比率组合电路将在与相关副载波的信号强度基本上成比例地组合对应频域码元调制的副载波之前，将所述频域码元调制的副载波加权。
27.权利要求26的系统，其中，并行时域采样组将从通过每个天线接收的每个子信道中生成，
其中，所述系统还包括快速傅里叶变换电路，用于在所述并行时域采样组上执行快速傅里叶变换，
其中，所述天线选择电路将选择多个天线中的第一天线，来接收所述宽带信道的子信道，
其中，所述天线选择电路将选择多个天线中的第二天线，来进一步接收包括所述宽带信道的所述子信道，
其中，所述天线选择电路基于各个子信道中信号的平均信噪比，将从所述多个天线中选择第一和第二天线，以及
其中，所述系统还包括：
下变换电路，用于分别下变换每个子信道和通过每个天线接收的射频信号；以及
模/数转换电路，用于产生通过每个天线接收的每个子信道的数字信号。
28.一种可重新配置的接收机，包括：
天线选择电路，用于选择多个空间分集天线中的一个或多个天线，来接收多个子信道中的一个或多个子信道；以及
最大比率组合电路，用于在每个副载波有一个以上天线被选择时，组合来自不同所选天线的子信道的对应码元调制的副载波。
29.权利要求28的接收机，其中，所述天线选择电路将在高吞吐量模式启用时，选择所述多个天线中的至少一个天线，来接收三个或四个子信道，
其中，所述天线选择电路将在增大范围模式启用时，选择高达四个的天线，来接收单个子信道，以及
其中，所述天线选择电路将在增大范围和高吞吐量模式都启用时，选择至少两个天线来同时接收两个子信道，
其中，所述天线选择电路将基于所述子信道的平均信噪比来选择天线。
30.权利要求29的接收机，还包括高达四个的单信道管道用于处理信号，其中：
在高吞吐量模式启用时，每个单信道管道将处理来自三个或四个子信道中相关一个子信道的信号，
在增大范围模式启用时，每个单通道管道将处理通过所选天线中相关一个天线接收的单个子信道的信号，以及
在增大范围和高吞吐量模式都启用时，第一单通道管道将处理通过所选天线中第一天线接收的第一子信道的信号，第二单通道管道将处理通过第一天线接收的第二子信道的信号，第三单通道管道将处理通过所选天线中第二天线接收的第一子信道的信号，而第四单通道管道将处理通过所选天线中第二天线接收的第二子信道的信号。
31.一种提供指令的机器可读介质，所述指令在通过一个或多个处理器执行时，促使所述处理器执行以下操作，包括：
从多个天线中选择至少两个天线，来接收宽带信道的一个以上的子信道，所述子信道包括多个正交频分复用副载波；
组合所述子信道的对应频域码元调制的副载波，以便为每个子信道产生组合码元调制的副载波；以及
处理所述组合码元调制的副载波，以便从一个以上的子信道中解调出正交频分复用码元。
32.权利要求31的机器可读介质，其中，所述指令在通过一个或多个所述处理器进一步执行时，促使所述处理器执行以下操作，进一步包括：
在通过每个天线接收的子信道的并行时域采样组上执行快速傅里叶变换，
其中，组合包括最大比率组合，而最大比率组合包括使至少一些频域码元调制的副载波加权，以及成比例地组合一个以上子信道的加权频域码元调制的副载波，以及
其中，成比例地组合包括基本上与它们的信号强度成比例地组合所述频域码元调制的副载波。
33.权利要求31的机器可读介质，其中，所述指令在通过一个或多个所述处理器进一步执行时，促使所述处理器执行以下操作，进一步包括：
选择多个天线中的第一对天线，以便接收所述宽带信道的一个以上的子信道；
选择多个天线中的第二对天线，以进一步接收所述宽带信道的所述一个以上的子信道；以及
基于所述子信道中信号的信噪比，从所述多个天线中选择第一和第二对天线。
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