專利名稱：具有可變數(shù)據(jù)率的無線通信方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有可變數(shù)據(jù)率的無線通信方法和裝置，本發(fā)明尤其涉及一種利用U-NII依次(compliant)設(shè)備具有可變數(shù)據(jù)率的無線通信方法和裝置。
背景技術(shù)：
常規(guī)數(shù)字通信系統(tǒng)，如實施IS-95通信標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)，在基站和手機(jī)接收機(jī)之間發(fā)送通信信號。在這種系統(tǒng)中，許多不同基站位于不同地理位置。每個基站因此覆蓋能發(fā)生通信的全部區(qū)域的一部分。為增大總?cè)萘?，單個基站覆蓋的區(qū)域(典型地稱為小區(qū))的尺寸將縮小，或不同小區(qū)將重疊。在操作中，常規(guī)系統(tǒng)利用一定的通信頻帶(統(tǒng)稱為下行鏈路或前向鏈路)，從基站發(fā)送通信信號到終端設(shè)備。這些常規(guī)系統(tǒng)也利用其它通信頻帶(統(tǒng)稱為上行鏈路或反向鏈路)，從終端設(shè)備發(fā)送信號到基站。在這些系統(tǒng)中，在反向鏈路上恢復(fù)通信比在前向鏈路上恢復(fù)通信更難，因為必須從在一個基站接收的單個信號中同時檢測出來自許多不同終端設(shè)備的通信。
為有助于同時檢測在反向鏈路上來自不同終端設(shè)備的信號，這些常規(guī)數(shù)字通信系統(tǒng)使用功率控制，以便降低對一個特定小區(qū)內(nèi)位于不同距離的終端設(shè)備的干擾。IS-95描述了一種特殊的功率控制方案，它能有效地保持位于不同距離的多個終端設(shè)備的功率在一定級別，以便每個終端設(shè)備的通信沒有來自其它主要終端設(shè)備的干擾。因此，利用這種功率控制方案，可對較遠(yuǎn)距離使用較高的發(fā)射功率。
另一種數(shù)字通信系統(tǒng)為在802.11無線LAN標(biāo)準(zhǔn)中描述的類型。利用這個標(biāo)準(zhǔn)，有兩個預(yù)定用于通信ISM頻帶，902-928MHz和2.4-2.48GHz，而且每個頻帶有與之相關(guān)的不同的最大發(fā)射功率電平。如同最初預(yù)想的那樣，實現(xiàn)這個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字通信系統(tǒng)使用載波檢測多址方案，以便每次只能有一個設(shè)備在發(fā)送。與每個頻帶相關(guān)的不同最大發(fā)射功率電平用于適應(yīng)不同測距需求。
雖然這些系統(tǒng)允許發(fā)展數(shù)字通信，但它們有自身的缺陷。其中一個缺陷是對每個終端設(shè)備的數(shù)據(jù)率保持在某個標(biāo)稱速率，而與所使用的功率無關(guān)。
最近，F(xiàn)CC在5GHz范圍內(nèi)分配了三個頻帶，U-NII頻帶5.15-5.25GHz，5.25-5.35GHz，以及5.725-5.825GHz，它們一般用于無線通信。對工作于這些頻帶的設(shè)備更有效地使用帶寬將便于更有效的通信。準(zhǔn)確地說，不是為所有設(shè)備指定某一最大數(shù)據(jù)率，而是希望對工作于這些頻帶內(nèi)的不同設(shè)備具有可變數(shù)據(jù)率，這樣所有這些設(shè)備就無需具有最大數(shù)據(jù)率，而是可根據(jù)每個設(shè)備使用的功率使用各種數(shù)量的總帶寬。因此，與在容量和距離之間不留有任何折衷的常規(guī)數(shù)字通信系統(tǒng)相比，如果每個終端設(shè)備靠近預(yù)定接收機(jī)，將希望有一種系統(tǒng)考慮到容量增大，從而降低使用功率。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種工作于5.15-5.25GHz、5.25-5.35GHz和5.725-5.825GHz頻帶，在容量和距離之間留有折衷余地的通信系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種工作于5.15-5.25GHz、5.25-5.35GHz和5.725-5.825GHz頻帶，在接收機(jī)靠近發(fā)射機(jī)時考慮增大容量，從而降低使用功率。
為達(dá)到本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供一種優(yōu)化功率以便增大容量的裝置和方法。不是使任何終端設(shè)備局限于一個特定的最大數(shù)據(jù)率，而是使該終端設(shè)備的數(shù)據(jù)率受所用功率的限制，這樣，就可根據(jù)終端設(shè)備與預(yù)定接收機(jī)的距離改變數(shù)據(jù)率。


在通過本發(fā)明的非限制性示例性實施例參考附圖的詳細(xì)描述中，進(jìn)一步描述了本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點，其中類似的附圖標(biāo)記表示所有幾個附圖中本發(fā)明的類似部件，其中
圖1A-1D示意了根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)；圖2A-2C示意了對每個不同U-NII頻帶不同距離的最大數(shù)據(jù)率；圖3示意了根據(jù)本發(fā)明的一個通信系統(tǒng)實施例；圖4示意了根據(jù)本發(fā)明的另一個通信系統(tǒng)實施例；圖5示意了根據(jù)本發(fā)明的另一個通信系統(tǒng)實施例；圖6示意了根據(jù)本發(fā)明的另一個通信系統(tǒng)實施例。
具體實現(xiàn)方式U-NII設(shè)備在三個不同頻帶上通信。在5.15-5.25GHz頻帶上通信的設(shè)備，每個設(shè)備可發(fā)送最大50mW的發(fā)射功率，加上6dBi的天線增益。在5.25-5.35GHz頻帶上通信的設(shè)備，每個設(shè)備可發(fā)送最大250mW的發(fā)射功率，加上6dBi的天線增益。在5.725-5.825GHz頻帶上通信的設(shè)備，每個設(shè)備可發(fā)送最大1W的發(fā)射功率，加上23dBi的天線增益。
前面提到，最初預(yù)想U-NII設(shè)備工作于這些不同頻帶以適應(yīng)各種測距需求。然而，本發(fā)明講述了更有利地使用這些設(shè)備的可用頻帶。尤其是下文中將描述，本發(fā)明在非預(yù)定用于實質(zhì)性(substantial)移動的無線設(shè)備上使用時，相比預(yù)定用于以汽車速率移動的無線設(shè)備具有特殊優(yōu)勢。
圖1A示意了本發(fā)明的概述。如圖所示，系統(tǒng)10包括一個基站12，其與許多不同終端設(shè)備16通信。利用其中一個U-NII信道，每個終端設(shè)備16從基站12接收下行鏈路通信。利用另一個U-NII信道，終端設(shè)備16發(fā)送上行鏈路通信到基站12。在該優(yōu)選實施例中，下行鏈路信道的頻率將高于上行鏈路通信信道，盡管將會理解可不需要這樣設(shè)計系統(tǒng)。因此，對于相互之間距離在D內(nèi)的終端設(shè)備16和基站12，如圖1A所示，可使用這兩個不同頻帶以便上行鏈路或下行鏈路(最好是上述的下行鏈路)將具有更大容量，因為在該頻帶上有更多可用功率。例如，在5.25-5.35GHz頻帶，其發(fā)射功率是在5.15-5.25GHz頻帶所允許發(fā)射功率的5倍。如果該終端設(shè)備16正使用5.15-5.25GHz頻帶用于上行鏈路傳輸，而使用5.25-5.35GHz頻帶用于下行鏈路傳輸，那么這種在發(fā)射功率上的額外容限對下行鏈路傳輸可用于比上行鏈路傳輸增大總帶寬5倍。
距離D可認(rèn)為是這樣一個距離，在該距離內(nèi)上行鏈路和下行鏈路通信都可發(fā)生而且可靠發(fā)送數(shù)據(jù)。將理解的是，在某一大于D的距離，為發(fā)送相同數(shù)量的數(shù)據(jù)，對至少上行鏈路或下行鏈路中的一個必須使用更高功率。然而，由于U-NII設(shè)備受他們能發(fā)送的功率量的限制，因此較大的功率無法用于符合U-NII規(guī)定的設(shè)備。本發(fā)明為較低發(fā)射送功率折衷選擇數(shù)據(jù)率，以便終端設(shè)備16-3遠(yuǎn)離基站，不用違背U-NII規(guī)定就可建立一個低速通信鏈路。
將理解的是，在基站12和終端設(shè)備不以高速移動，而是以接近每秒1米的“步行速度”移動的環(huán)境下，本發(fā)明具有特殊優(yōu)勢。由于在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中平均分組長度相當(dāng)短，為幾個毫秒量級，在一個分組間隔期間傳輸?shù)木嚯x為幾毫米量級，這比基站和終端設(shè)備之間的平均距離要小得多。因此這使得能初始化一個給定終端設(shè)備16與基站12之間的通信，以便在知道了其后通信能繼續(xù)發(fā)生一直到與基站和終端設(shè)備之間的距離所相關(guān)的最大數(shù)據(jù)率以及正使用的每個信道的最大功率后，就能計算所使用的功率。
這些組件用于構(gòu)成每個基站12和終端設(shè)備16，示意為圖1B的發(fā)射機(jī)100和圖1C的接收機(jī)200。顯然，每個基站12和終端設(shè)備16將典型地包括發(fā)射機(jī)100和接收機(jī)200。將理解的是，某些相同組件既可用于發(fā)射機(jī)又可用于接收機(jī)。然而，為方便理解，在此單獨(dú)標(biāo)記和描述它們。
發(fā)射機(jī)100包括用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理的數(shù)字處理器102。數(shù)模轉(zhuǎn)換器104從數(shù)字處理器轉(zhuǎn)換數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為模擬格式。頻率合成器106生成適當(dāng)?shù)妮d頻。用于上變頻的混頻器108將來自頻率合成器106的載頻與從數(shù)模轉(zhuǎn)換器104輸出的模擬數(shù)據(jù)組合以得到射頻發(fā)射信號。功率放大器110對發(fā)射進(jìn)行信號放大。發(fā)射信號接著被帶通濾波器112帶通濾波，最后利用天線114發(fā)射出去。
接收機(jī)200包括接收天線202接收發(fā)射信號，信號接著被帶通濾波器204帶通濾波。低噪聲放大器206接著放大接收的相對弱的射頻發(fā)射信號。頻率合成器208生成適當(dāng)?shù)妮d頻用于下變頻?；祛l器210接收來自頻率合成器的載頻和經(jīng)放大的射頻發(fā)射信號，并執(zhí)行下變頻以獲得一個代表原發(fā)射信號的模擬信號。模數(shù)轉(zhuǎn)換器212轉(zhuǎn)換該模擬信號為一個對應(yīng)的數(shù)字信號，而數(shù)字處理器214處理該接收的數(shù)字信號。
上述組件為常規(guī)組件，因此沒有必要進(jìn)一步描述它們。例如，基站12或終端設(shè)備16可使用多個天線以便實現(xiàn)空間分集，目的是增大容量和健壯性。
然而，由于本發(fā)明執(zhí)行的以動態(tài)分配數(shù)據(jù)率為目的的操作不是常規(guī)執(zhí)行的，下面將提供對這些操作的進(jìn)一步描述。具體地說，根據(jù)本發(fā)明，在一個特定基站12和一個特定終端設(shè)備16之間的數(shù)據(jù)傳輸率是利用數(shù)字處理器102，通過碼分多址或其它數(shù)據(jù)調(diào)制方案在數(shù)字域動態(tài)確定的。給定功率預(yù)算以及終端設(shè)備16和基站12之間的距離，如圖2A-2C所示，每個終端設(shè)備16的實際數(shù)據(jù)率可動態(tài)分配。圖2A-2C的確立基于下面的假設(shè)0dB天線增益，-70dBm接收機(jī)靈敏度，檢測前10dB Eb/N0，10dB總接收機(jī)噪聲系數(shù)，以及半徑1m之后發(fā)射功率損耗50dB。將理解的是，在圖2A-2C中提供的功率預(yù)算與距離之間的相關(guān)是理想化的，而且將存在干擾效應(yīng)需要更多精確調(diào)整。這將在下文中進(jìn)一步描述，但圖2A-2C示意了對于在每個U-NII頻帶內(nèi)存在的各種功率電平可能存在不同數(shù)據(jù)率，因此有助于理解本發(fā)明。
這種動態(tài)分配只對基站和每個不同終端設(shè)備16之間的通信重復(fù)執(zhí)行。典型地，每個基站能支持多達(dá)幾十個不同終端設(shè)備，但每個終端設(shè)備不超出在任一方向傳輸?shù)淖畲蠊β孰娖健?br> 為講述根據(jù)本發(fā)明的動態(tài)數(shù)據(jù)率分配，假設(shè)功率-距離關(guān)系遵循4階滾降，即，平均功率需求與基站和終端設(shè)備之間的距離的4階成正比?；谠摷僭O(shè)的經(jīng)驗法則計算表明，每當(dāng)距離加倍時另需12dB功率。由于平均功率需求應(yīng)與一個良好設(shè)計系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)率成正比，每當(dāng)距離減半時，假設(shè)功率預(yù)算保持不變，數(shù)據(jù)率能增大16倍。
因此，在確定從基站12到一個特定終端設(shè)備16的適當(dāng)數(shù)據(jù)率時，基站中的信號處理器102將以所允許的最大功率電平和在圖1D示意的步驟300中所示的預(yù)定低數(shù)據(jù)率啟動到終端設(shè)備16的發(fā)射。
之后，在步驟302，借助自動增益控制電路(AGC)由信號處理器214確定在該低數(shù)據(jù)率時的接收功率電平，需要這個功率電平來為ADC確定適當(dāng)?shù)膭討B(tài)范圍以在接收機(jī)正確工作?；谠摻邮展β孰娖?，信號處理器214能確定傳輸所使用的適當(dāng)數(shù)據(jù)率。信號檢測基于每比特接收的信號能量E0，這是接收功率和每比特間隔的乘積。如果必須保持一個預(yù)期的E0級別以確保一定的性能要求，那么接收功率電平和數(shù)據(jù)率互相之間成正比以保持E0恒定。因此，在大部分設(shè)計良好的系統(tǒng)中，從接收功率電平可確定新數(shù)據(jù)率。在接下來的步驟304中，信號處理器214以下一輪通信的預(yù)定低數(shù)據(jù)率通知信號處理器102要使用的適當(dāng)數(shù)據(jù)率。之后，基于接收的信息，信號處理器102將以步驟306所示的數(shù)據(jù)率發(fā)送數(shù)據(jù)。如果在傳輸期間的任何時刻功率電平的變化超過一定門限，如1dB(步驟308)，那么信號處理器214通知信號處理器102一個新數(shù)據(jù)率，如步驟310所示，而信號處理器102如步驟312所示相應(yīng)地調(diào)整數(shù)據(jù)率。此外，已發(fā)送該新數(shù)據(jù)率到處理器102的處理器214之后將對應(yīng)該新數(shù)據(jù)率處理后續(xù)接收的數(shù)據(jù)，如步驟314所示。這就是閉環(huán)速率控制。
或者，信號處理器214不發(fā)送該新數(shù)據(jù)率，而是能使用該新數(shù)據(jù)率發(fā)送數(shù)據(jù)到信號處理器102。由于新數(shù)據(jù)率基于在處理器214的接收功率電平，假設(shè)信道是對稱的，信號處理器102接收的每比特信號能量將足以用于可靠檢測。信號處理器102的數(shù)據(jù)率的不確定性可通過下面兩種方法的任何一種解決。第一種方法是，該新數(shù)據(jù)率的信息可由信號處理器214以預(yù)定低數(shù)據(jù)率發(fā)送，接著，信號處理器214可轉(zhuǎn)換到該新數(shù)據(jù)率發(fā)送數(shù)據(jù)，假設(shè)傳輸該新數(shù)據(jù)率信息的比特可由信號處理器102及時檢測。第二種方法使用由處理器102和214一致商定的一個預(yù)定數(shù)據(jù)率集合。信號處理器214可選擇這個集合中的任何一個數(shù)據(jù)率，而信號處理器102可可靠地檢測出以從這個集合中選擇的任何數(shù)據(jù)率發(fā)送的數(shù)據(jù)，只要每比特的接收能量大于一定門限，而這是信號處理器214能確保的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，無需知道確切的數(shù)據(jù)率就可檢測數(shù)據(jù)的現(xiàn)行機(jī)制。這就是開環(huán)速率控制。
利用這個實施例能實現(xiàn)的另一個通信例子為，對下行鏈路傳輸使用5.725-5.825GHz，而對上行鏈路傳輸使用5.15-5.25GHz。由于下行鏈路傳輸?shù)目捎霉β矢?，下行鏈路總?cè)萘靠上鄳?yīng)地增大。這個例子的附加優(yōu)勢在于，由于這兩個頻帶的間隔更大，在終端設(shè)備和基站中的合成器設(shè)計更容易實現(xiàn)。
利用關(guān)于圖1A-1D和2A-2C的上述原理，能得到也可實現(xiàn)本發(fā)明的各種不同實施例。
如圖3所示，在根據(jù)本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)30中，使用5.725-5.825GHz頻帶用于在基站32和中繼器34之間分配(用于下行鏈路及上行鏈路，或只用于下行鏈路)。我們所知的中繼器常用作數(shù)據(jù)的本地分配器。因此，典型地有多個不同中繼器34與單個基站32相關(guān)。根據(jù)本發(fā)明，在不同房間或不同建筑物內(nèi)有一個中繼器是一種傳遞數(shù)據(jù)的有效方式。類似地，能使多個不同終端設(shè)備36與每個中繼器34相關(guān)。對于終端設(shè)備36和其中一個中繼器34之間的通信，根據(jù)哪個頻帶用于從中繼器到基站的上行鏈路，5.25-5.35GHz頻帶可用于下行鏈路傳輸，而5.15-5.25GHz頻帶用于上行鏈路傳輸。
在這個實施例中，每個中繼器或基站被認(rèn)為是一個收發(fā)信機(jī)。此外，用于構(gòu)成每個基站32和終端設(shè)備36的特定組件類似于上面參考圖1的基站12和終端設(shè)備16分別描述的組件，而用于構(gòu)成每個中繼器34的組件類似于構(gòu)成終端設(shè)備的組件，唯一區(qū)別在于該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理設(shè)備能最小化。一個極端例子將為，在中繼器無需ADC、數(shù)字鏈路或DAC，作為頻率轉(zhuǎn)換任務(wù)，它們由接收信號放大、頻率轉(zhuǎn)換以及發(fā)送信號放大構(gòu)成，能完全由模擬組件執(zhí)行。類似于前一個實施例，以增大容量和健壯性為目的，每個基站32、中繼器34或終端設(shè)備36可使用多個天線以實現(xiàn)空間分集。
根據(jù)上述原理，每個終端設(shè)備36的實際頻帶可根據(jù)個別需要以及中繼器34和終端設(shè)備36之間的距離改變。換言之，每個中繼器34的可用總資源對下行鏈路傳輸為250mw發(fā)射功率(加上可能的6dBi天線增益)。給定功率預(yù)算以及終端設(shè)備和中繼器之間的距離，可為每個終端設(shè)備動態(tài)分配實際數(shù)據(jù)率?；?2和每個中繼器34之間的數(shù)據(jù)率大大高于終端設(shè)備和中繼器之間的數(shù)據(jù)率。原因在于，在5.725-5.825GHz頻帶允許更多的功率預(yù)算，加上一個大天線增益23dBi。利用高功率和高天線增益，該系統(tǒng)能遞送更遠(yuǎn)距離以及在基站和中繼器之間提供更高的總數(shù)據(jù)率。
與圖1所示的實施例相比，在圖3的實施例中使用中繼器34使得能更好地控制傳輸距離，這樣，例如，在一個給定中繼器34-A和其終端設(shè)備36A1-36An之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將不會干擾在另一中繼器34-B和其終端設(shè)備36B1-36Bm之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
如圖4示意，在根據(jù)本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)40中，5.725-5.825GHz頻帶用于在基站42和中繼器44之間分配(用于下行鏈路及上行鏈路，或只用于下行鏈路)。與前一實施例中的基站32和中繼器34不同的是，基站42和每個中繼器44最好是一個收發(fā)信機(jī)群集，其中每個收發(fā)信機(jī)有一個或多個天線。如同在圖4的例子一樣，基站42由收發(fā)信機(jī)43-1，43-2...43-n構(gòu)成，而中繼器44A由收發(fā)信機(jī)45-1，45-2...45-m構(gòu)成，其中n和m可以不同，而且對每個不同中繼器44，m無需相同。根據(jù)FCC規(guī)定15，允許作為基站42一部分的每個收發(fā)信機(jī)43發(fā)送1w功率用于分發(fā)打包數(shù)據(jù)到每個收發(fā)信機(jī)45，由此使總?cè)萘繑U(kuò)大收發(fā)信機(jī)對數(shù)的倍數(shù)。由于如果使用CDMA，在同一時刻同一頻帶可有多個傳輸鏈路有效，因此這種配置也使得不僅在基站42和每個中繼器44之間的分配使用5.725-5.825GHz頻帶，而且從其中一個中繼器44內(nèi)的收發(fā)信機(jī)45到其中一個終端設(shè)備46的下行鏈路通信也能使用這個頻帶。因此，這種特征可用于增大終端設(shè)備46的容量或增大終端設(shè)備46的使用范圍。而且，如圖4所示，在該實施例中，每個中繼器44與終端設(shè)備46通信以便對下行鏈路傳輸使用5.25-5.35GHz頻帶，而對上行鏈路傳輸使用5.15-5.25GHz頻帶。
假定在圖4的實施例中為基站42引入收發(fā)信機(jī)43，應(yīng)注意到，在圖1實施例中的基站12也可由多個收發(fā)信機(jī)構(gòu)成，由此具有相同的優(yōu)點。
如圖5所示，在本發(fā)明的另一實施例中，系統(tǒng)50提供一個基站52和多個終端設(shè)備56，而且通過基站52和終端設(shè)備56之間的時分雙工(TDD)，每個頻帶均可用于上行鏈路和下行鏈路。在這個實施例中，如果總下行鏈路容量等于或大于每個終端設(shè)備56的上行鏈路容量，由于終端設(shè)備56和基站收發(fā)信機(jī)都有相同的發(fā)射功率限制，基站52可構(gòu)成一個收發(fā)信機(jī)群集。
如圖6所示，本發(fā)明還打算用于多個基站62和多個終端設(shè)備66。如同前面談?wù)撨^的那樣，每個基站62可認(rèn)為是單個收發(fā)信機(jī)或一個收發(fā)信機(jī)群集。如果每個基站62分離得足夠開，這樣在一個群集的發(fā)射信號功率就低于在其它群集中的設(shè)備接收的最低噪聲(noise floor)，每個基站62和其終端設(shè)備66可認(rèn)為是一個獨(dú)立系統(tǒng)，如同上述實施例描述的那樣。如果基站62之間太靠近，這樣預(yù)定用于一個基站和其相關(guān)終端設(shè)備的信號可以被另一基站和其相關(guān)終端設(shè)備檢測，該系統(tǒng)仍可利用上述的下行鏈路傳輸和上行鏈路傳輸原理設(shè)計。利用常規(guī)碼分多址技術(shù)(不同終端設(shè)備有不同代碼)或空分多址技術(shù)(使用天線分集)可創(chuàng)建每個終端設(shè)備的各自信道。
在本發(fā)明的另一實施例中，在專門網(wǎng)絡(luò)也可實現(xiàn)本發(fā)明的原理。專門網(wǎng)絡(luò)指的是其中沒有固定基站的網(wǎng)絡(luò)。每個通信鏈路通過一個互理解協(xié)議，如藍(lán)牙使用的協(xié)議動態(tài)建立。一旦建立了一個鏈路，主設(shè)備或一個群集的首個設(shè)備應(yīng)認(rèn)為是基站。因此，一旦確定了基站，就可在這種專門網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)前述的其中一個實施例。換言之，允許主節(jié)點具有更高發(fā)射功率將為主節(jié)點提供更大的總?cè)萘恳园l(fā)送數(shù)據(jù)到其從節(jié)點。
雖然，本發(fā)明在此是參考特定實施例描述的，但在前面的公開說明書中可進(jìn)行一定的程度修正、各種變化和替代。例如，在本發(fā)明中的帶寬管理方法可應(yīng)用于任何頻帶組合，包括前面提及的兩個ISM頻帶。還應(yīng)理解的是，在某些情況下，不用使用其它對應(yīng)特征就可應(yīng)用本發(fā)明的一些特征，這并不偏離在所附權(quán)利要求書陳述的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種為第一收發(fā)信機(jī)和第二收發(fā)信機(jī)之間的無線通信動態(tài)分配數(shù)據(jù)率的方法，包括步驟以第一預(yù)定功率電平和第一數(shù)據(jù)率，從第一收發(fā)信機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)到第二收發(fā)信機(jī)；在第二收發(fā)信機(jī)接收該數(shù)據(jù)；檢測接收數(shù)據(jù)的接收功率電平；確定一個大于所述第一數(shù)據(jù)率的修正的第一數(shù)據(jù)率，以此數(shù)據(jù)率發(fā)送另外數(shù)據(jù)，所述修正的第一數(shù)據(jù)率具有一個基于接收數(shù)據(jù)的接收功率電平確定的最大數(shù)據(jù)率；以修正的第一數(shù)據(jù)率和第一預(yù)定功率電平，從第一收發(fā)信機(jī)發(fā)送該另外數(shù)據(jù)到第二收發(fā)信機(jī)；以及在第二收發(fā)信機(jī)接收該另外數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括步驟檢測該接收的另外數(shù)據(jù)的接收功率電平；以及如果該接收的另外數(shù)據(jù)的接收功率電平相比原接收數(shù)據(jù)的接收功率電平改變了一個預(yù)定量，則重新確定該修正的第一數(shù)據(jù)率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中該預(yù)定量約為1dB。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括步驟以不同于第一預(yù)定功率電平的第二預(yù)定功率電平和第二數(shù)據(jù)率，從第二收發(fā)信機(jī)發(fā)送第二數(shù)據(jù)到第一收發(fā)信機(jī)；在第一收發(fā)信機(jī)接收第二數(shù)據(jù)；檢測接收的第二數(shù)據(jù)的接收功率電平；確定一個大于所述第二數(shù)據(jù)率的修正的第二數(shù)據(jù)率，以此數(shù)據(jù)率發(fā)送另外的第二數(shù)據(jù)，所述修正的第二數(shù)據(jù)率具有一個基于接收的第二數(shù)據(jù)的接收功率電平確定的最大數(shù)據(jù)率；以修正的第二數(shù)據(jù)率和第二預(yù)定功率電平，從第二收發(fā)信機(jī)發(fā)送該另外的第二數(shù)據(jù)到第一收發(fā)信機(jī)；以及在第一收發(fā)信機(jī)接收該另外的第二數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，還包括步驟檢測該接收的另外第二數(shù)據(jù)的接收功率電平；以及如果該接收的另外第二數(shù)據(jù)的接收功率電平相比接收的原第二數(shù)據(jù)的接收功率電平改變了一個第二預(yù)定量，則重新確定該修正的第二數(shù)據(jù)率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中該第二預(yù)定量約為1dB。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中發(fā)送該數(shù)據(jù)和另外數(shù)據(jù)的步驟在5.725-5.825GHz頻帶內(nèi)發(fā)送，而發(fā)送第二數(shù)據(jù)和另外第二數(shù)據(jù)的步驟在5.25-5.35GHz或5.15-5.25GHz頻帶內(nèi)發(fā)送。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中發(fā)送該數(shù)據(jù)和另外數(shù)據(jù)的步驟在5.725-5.825GHz頻帶內(nèi)發(fā)送，而發(fā)送第二數(shù)據(jù)和另外第二數(shù)據(jù)的步驟在5.25-5.35GHz和5.15-5.25GHz頻帶內(nèi)發(fā)送。
9.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中第一預(yù)定功率電平大于第二預(yù)定功率電平。
10.一種在第一基站收發(fā)信機(jī)和包括至少第一和第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)的多個終端設(shè)備之間無線通信的方法，包括步驟以第一預(yù)定功率電平和第一數(shù)據(jù)率，在5.725-5.825GHz頻帶內(nèi)從第一基站收發(fā)信機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)到一個中繼器；在中繼器接收該數(shù)據(jù)；從該中繼器發(fā)送該數(shù)據(jù)的第一部分到第一終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)；從該中繼器發(fā)送該數(shù)據(jù)的第二部分到第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)；檢測接收數(shù)據(jù)的接收功率電平；確定一個大于所述第一數(shù)據(jù)率的修正的第一數(shù)據(jù)率，以此數(shù)據(jù)率發(fā)送另外數(shù)據(jù)，所述修正的第一數(shù)據(jù)率具有一個基于接收數(shù)據(jù)的接收功率電平確定的最大數(shù)據(jù)率；以第二數(shù)據(jù)率和第一預(yù)定功率電平，從第一基站收發(fā)信機(jī)發(fā)送該另外數(shù)據(jù)到中繼器；在中繼器接收該另外數(shù)據(jù)；中繼器以第二數(shù)據(jù)率發(fā)送該另外數(shù)據(jù)的第一部分到第一終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)；以及中繼器以第三數(shù)據(jù)率發(fā)送該另外數(shù)據(jù)的第二部分到第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，還包括步驟檢測中繼器接收的該另外數(shù)據(jù)的接收功率電平；以及如果該接收的另外數(shù)據(jù)的接收功率電平相比原接收數(shù)據(jù)的接收功率電平改變了一個預(yù)定量，則重新確定該修正的第一數(shù)據(jù)率。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中每個中繼器包含多個中繼器收發(fā)信機(jī)，這樣對每個終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)存在一個中繼器收發(fā)信機(jī)；以及其中在該中繼器接收該數(shù)據(jù)和該另外數(shù)據(jù)的步驟，使得每個中繼器收發(fā)信機(jī)接收對應(yīng)其中一個終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)的該數(shù)據(jù)和該另外數(shù)據(jù)的一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中發(fā)送該數(shù)據(jù)和該另外數(shù)據(jù)的步驟利用5.725-5.825GHz頻帶，從第一和第二中繼器收發(fā)信機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)到相應(yīng)的第一和第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，還包括以第二預(yù)定功率電平利用5.25-5.35GHz或5.15-5.25GHz頻帶，從每個第一和第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)以相應(yīng)的第四和第五數(shù)據(jù)率發(fā)送第二數(shù)據(jù)到中繼器的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，還包括以第一預(yù)定功率電平利用5.725-5.825GHz頻帶，從第一和第二中繼器收發(fā)信機(jī)以第六數(shù)據(jù)率發(fā)送第二數(shù)據(jù)到基站收發(fā)信機(jī)的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，還包括以第二預(yù)定功率電平利用5.25-5.35GHz和5.15-5.25GHz頻帶中的一個，從中繼器發(fā)送該數(shù)據(jù)和該另外數(shù)據(jù)到第一和第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，還包括以第三預(yù)定功率電平利用5.25-5.35GHz和5.15-5.25GHz頻帶中的另一個，從每個第一和第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)發(fā)送第二數(shù)據(jù)到中繼器的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，還包括以第一預(yù)定功率電平利用5.725-5.825GHz頻帶，從中繼器發(fā)送第二數(shù)據(jù)到基站收發(fā)信機(jī)的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中第一預(yù)定功率電平大于第二預(yù)定功率電平。
20.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中包括多個中繼器和多個第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)，以便在一個房間有一個中繼器和對應(yīng)的終端設(shè)備，而在另一房間有另一中繼器和對應(yīng)的終端設(shè)備。
21.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中包括多個中繼器和多個第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)，以便在一個建筑物有一個中繼器和對應(yīng)的終端設(shè)備，而在另一建筑物有另一中繼器和對應(yīng)的終端設(shè)備。
22.一種用于為無線通信動態(tài)分配數(shù)據(jù)率的裝置，包括第一收發(fā)信機(jī)；以及第二收發(fā)信機(jī)，第一收發(fā)信機(jī)包括用于以第一預(yù)定功率電平和第一數(shù)據(jù)率發(fā)送數(shù)據(jù)到所述第二收發(fā)信機(jī)的裝置，第二收發(fā)信機(jī)包括用于接收該數(shù)據(jù)的裝置；用于檢測接收數(shù)據(jù)的接收功率電平的裝置；以及用于確定一個大于所述第一數(shù)據(jù)率的修正的第一數(shù)據(jù)率的裝置，以該數(shù)據(jù)率發(fā)送另外數(shù)據(jù)，所述修正的第一數(shù)據(jù)率具有一個基于接收數(shù)據(jù)的接收功率電平確定的最大數(shù)據(jù)率；第一收發(fā)信機(jī)還包括用于以修正的第一數(shù)據(jù)率和第一預(yù)定功率電平發(fā)送該另外數(shù)據(jù)到第二收發(fā)信機(jī)的裝置；以及第二收發(fā)信機(jī)還包括用于接收該另外數(shù)據(jù)的裝置。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，其中第二收發(fā)信機(jī)還包括用于檢測該接收的另外數(shù)據(jù)的接收功率電平的裝置；以及如果該接收的另外數(shù)據(jù)的接收功率電平相比原接收數(shù)據(jù)的接收功率電平改變了一個預(yù)定量，用于重新確定該修正的第一數(shù)據(jù)率的裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其中該預(yù)定量約為1dB。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，其中第二收發(fā)信機(jī)還包括用于以不同于第一預(yù)定功率電平的第二預(yù)定功率電平和第二數(shù)據(jù)率，發(fā)送第二數(shù)據(jù)到第一收發(fā)信機(jī)的裝置；第一收發(fā)信機(jī)還包括用于接收第二數(shù)據(jù)的裝置；用于檢測接收的第二數(shù)據(jù)的接收功率電平的裝置；以及用于確定一個大于所述第二數(shù)據(jù)率的修正的第二數(shù)據(jù)率的裝置，以該數(shù)據(jù)率另外發(fā)送第二數(shù)據(jù)，所述修正的第二數(shù)據(jù)率具有一個基于接收的第二數(shù)據(jù)的接收功率電平確定的最大數(shù)據(jù)率；第二收發(fā)信機(jī)還包括用于以修正的第二數(shù)據(jù)率和第二預(yù)定功率電平發(fā)送該另外第二數(shù)據(jù)到第一收發(fā)信機(jī)的裝置；以及第一收發(fā)信機(jī)還包括用于接收該另外第二數(shù)據(jù)的裝置。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其中第一收發(fā)信機(jī)還包括用于檢測該接收的另外第二數(shù)據(jù)的接收功率電平的裝置；以及如果該接收的另外第二數(shù)據(jù)的接收功率電平相比接收的原第二數(shù)據(jù)的接收功率電平改變了一個第二預(yù)定量，用于重新確定該修正的第二數(shù)據(jù)率的裝置。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的裝置，其中該第二預(yù)定量約為1dB。
28.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其中用于發(fā)送該數(shù)據(jù)和該另外數(shù)據(jù)的裝置在5.725-5.825GHz頻帶內(nèi)發(fā)送，而用于發(fā)送第二數(shù)據(jù)和該另外第二數(shù)據(jù)的裝置在5.25-5.35GHz或5.15-5.25GHz頻帶內(nèi)發(fā)送。
29.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其中用于發(fā)送該數(shù)據(jù)和該另外數(shù)據(jù)的裝置在5.725-5.825GHz頻帶內(nèi)發(fā)送，而用于發(fā)送第二數(shù)據(jù)和該另外第二數(shù)據(jù)的裝置在5.25-5.35GHz和5.15-5.25GHz頻帶內(nèi)發(fā)送。
30.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其中第一預(yù)定功率電平大于第二預(yù)定功率電平。
31.一種用于無線通信的裝置，包括第一基站收發(fā)信機(jī)；包括至少第一和第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)的多個終端設(shè)備；以及一個中繼器，第一基站收發(fā)信機(jī)包括用于以第一預(yù)定功率電平和第一數(shù)據(jù)率，在5.725-5.825GHz頻帶內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)到中繼器的裝置；該中繼器包括用于接收該數(shù)據(jù)的裝置；用于發(fā)送該數(shù)據(jù)的第一部分到第一終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)的裝置；以及用于發(fā)送該數(shù)據(jù)的第二部分到第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)的裝置；第一和第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)均包括用于檢測接收數(shù)據(jù)的接收功率電平的裝置；以及用于確定一個大于所述第一數(shù)據(jù)率的修正的第一數(shù)據(jù)率的裝置，以此數(shù)據(jù)率發(fā)送另外數(shù)據(jù)，所述修正的第一數(shù)據(jù)率具有一個基于接收數(shù)據(jù)的接收功率電平確定的最大數(shù)據(jù)率；第一基站收發(fā)信機(jī)還包括用于以第二數(shù)據(jù)率和第一預(yù)定功率電平發(fā)送該另外數(shù)據(jù)到中繼器的裝置；該接收機(jī)還包括用于接收該另外數(shù)據(jù)的裝置；用于以第二數(shù)據(jù)率發(fā)送該另外數(shù)據(jù)的第一部分到第一終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)的裝置；以及用于以第三數(shù)據(jù)率發(fā)送該另外數(shù)據(jù)的第二部分到第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)的裝置。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的裝置，其中第一和第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)還包括用于檢測該接收的另外數(shù)據(jù)的接收功率電平的裝置；以及如果該接收的另外數(shù)據(jù)的接收功率電平相比原接收數(shù)據(jù)的接收功率電平改變了一個預(yù)定量，用于重新確定該修正的第一數(shù)據(jù)率的裝置。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的裝置，其中中繼器包含多個中繼器收發(fā)信機(jī)，以便對每個終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)中存在一個中繼器收發(fā)信機(jī)；以及其中用于接收該數(shù)據(jù)和該另外數(shù)據(jù)的裝置，使得每個中繼器收發(fā)信機(jī)接收對應(yīng)其中一個終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)的該數(shù)據(jù)和該另外數(shù)據(jù)的一部分。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的裝置，其中用于發(fā)送該數(shù)據(jù)和該另外數(shù)據(jù)的裝置利用5.725-5.825GHz頻帶，從第一和第二中繼器收發(fā)信機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)到相應(yīng)的第一和第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的裝置，其中第一和第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)均包括以第二預(yù)定功率電平利用5.25-5.35GHz或5.15-5.25GHz頻帶，以相應(yīng)的第四和第五數(shù)據(jù)率發(fā)送第二數(shù)據(jù)到中繼器的裝置。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的裝置，其中第一和第二中繼器均包括以第一預(yù)定功率電平利用5.725-5.825GHz頻帶，以第六數(shù)據(jù)率發(fā)送第二數(shù)據(jù)到基站收發(fā)信機(jī)的裝置。
37.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中用于發(fā)送該數(shù)據(jù)和該另外數(shù)據(jù)的裝置以第二預(yù)定功率電平利用5.25-5.35GHz或5.15-5.25GHz頻帶，從中繼器發(fā)送數(shù)據(jù)到第一和第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的裝置，其中第一和第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)均包括以第三預(yù)定功率電平利用5.25-5.35GHz和5.15-5.25GHz頻帶中的另一個，發(fā)送第二數(shù)據(jù)到中繼器的裝置。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的裝置，其中中繼器還包括以第一預(yù)定功率電平利用5.725-5.825GHz頻帶，發(fā)送第二數(shù)據(jù)到基站收發(fā)信機(jī)的裝置。
40.根據(jù)權(quán)利要求38的裝置，其中第一預(yù)定功率電平大于第二預(yù)定功率電平。
41.根據(jù)權(quán)利要求31的裝置，其中包括多個中繼器和多個第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)，以便在一個房間有一個中繼器和對應(yīng)的終端設(shè)備，而在另一房間有另一中繼器和對應(yīng)的終端設(shè)備。
42.根據(jù)權(quán)利要求31的裝置，其中包括多個中繼器和多個第二終端設(shè)備收發(fā)信機(jī)，以便在一個建筑物有一個中繼器和對應(yīng)的終端設(shè)備，而在另一建筑物有另一中繼器和對應(yīng)的終端設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種優(yōu)化功率以便增大容量的裝置和方法。不是使任何終端設(shè)備局限于一個特定的最大數(shù)據(jù)率,而是使終端設(shè)備的數(shù)據(jù)率受所用功率的限制,以便可根據(jù)終端設(shè)備與預(yù)定接收機(jī)的距離改變數(shù)據(jù)率。
文檔編號H04L12/28GK1372736SQ00812498
公開日2002年10月2日 申請日期2000年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月4日
發(fā)明者特萊薩·H·蒙 申請人:阿特羅斯通信公司