專利名稱：無線局域網(wǎng)系統(tǒng)中控制無線訪問節(jié)點(diǎn)的功率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種在無線發(fā)送數(shù)據(jù)的無線通信系統(tǒng)中的功率控制方法，更特別的是，涉及一種無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)中的功率控制方法。
背景技術(shù)：
一般來說，無線通信系統(tǒng)被分成移動通信系統(tǒng)和固定無線系統(tǒng)。移動通信系統(tǒng)可以使用戶在移動時(shí)通過一個(gè)便攜式終端來進(jìn)行通信，然而，固定無線通信系統(tǒng)僅僅允許用戶終端在固定的狀態(tài)下進(jìn)行通信，雖然固定無線系統(tǒng)不需要在所有的時(shí)間里都被固定，但是它必須在通信的過程中處于一個(gè)固定的位置。WLL(無線本地環(huán)路)和無線LAN系統(tǒng)是固定無線系統(tǒng)的實(shí)例。固定無線通信一般限于在家庭范圍內(nèi)應(yīng)用。固定無線系統(tǒng)被期望在將來的無線通信系統(tǒng)中占有更高的比例。
如上面描述的，通常當(dāng)用戶被限制在家中并且多個(gè)無線終端通過無線通信系統(tǒng)中的無線訪問節(jié)點(diǎn)來接入一個(gè)有線網(wǎng)絡(luò)時(shí)進(jìn)行無線訪問。在移動通信系統(tǒng)中，移動終端不需要限制于一個(gè)特定的節(jié)點(diǎn)。當(dāng)它漫游時(shí)，它被連接到可變的節(jié)點(diǎn)，并且通過這些節(jié)點(diǎn)接入有線網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)典型的移動終端攜帶諸如電池的便攜式電源，以保證它的移動性。
由于使用便攜式電源，這樣的無線終端只能以有限的功率操作。因此，用于發(fā)送/接收的功率機(jī)制對于無線終端來說是很重要的。同時(shí)，無線訪問節(jié)點(diǎn)一般是在一個(gè)固定的位置持續(xù)接收功率。因此，功率消耗和無線訪問節(jié)點(diǎn)無關(guān)，并且，沒有對無線訪問節(jié)點(diǎn)的功率控制的特別需要。這就是為什么無線訪問節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率幾乎都是固定的原因。然而，如果多個(gè)家庭參與到無線通信中，無線訪問節(jié)點(diǎn)過量的發(fā)送功率會干擾其它鄰近家庭的通信區(qū)域。這對于無線終端在普通家庭中越來越廣泛的使用來說將會是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題，尤其是，當(dāng)許多無線終端在一個(gè)類似公寓的狹窄區(qū)域中使用時(shí)。而且，如果無線訪問節(jié)點(diǎn)發(fā)送的功率比所需要的多時(shí)，功率可能會泄漏到鄰近的無線終端中。
上面所描述的問題將會參考圖1進(jìn)行更進(jìn)一步的描述。圖1圖示了在每一個(gè)鄰近的家庭中單個(gè)無線訪問節(jié)點(diǎn)(AP)的配置，以及多個(gè)無線終端至每一個(gè)無線AP的連接。參照圖1，第一AP111位于第一個(gè)家庭中(家庭1)，第二AP121位于第二個(gè)家庭中(家庭2)。如上所述，AP111和AP121使用固定的功率發(fā)送數(shù)據(jù)。這樣，第一無線AP111的無線覆蓋區(qū)域，也就是說，可以由來自第一無線AP111的信號進(jìn)行訪問的區(qū)域，被定義為由附圖標(biāo)記110所表示的區(qū)域，而第二無線AP121的無線覆蓋區(qū)域被定義為由附圖標(biāo)記120所表示的區(qū)域。
給定了覆蓋區(qū)域110和120，第一無線終端112(無線終端1)和通過第一無線AP111進(jìn)行通信的第三無線終端114(無線終端3)，不受來自其它無線AP的干擾。然而，由第一AP111所覆蓋的第二無線終端113(無線終端2)卻受到來自第二無線AP121的干擾。通過第二AP121進(jìn)行通信的第四無線終端122(無線終端4)和第五無線終端123(無線終端5)，不受其它鄰近的AP的干擾。但是，由第二AP121所覆蓋的第六無線終端124(無線終端6)卻受到來自第一無線AP111的干擾。這種干擾歸因于無線AP的固定傳輸功率。
在家庭2中的第二無線AP121的較少功率就足夠用于數(shù)據(jù)傳輸。這個(gè)同樣也適用于家庭1。如圖2所示，將第一AP111的無線覆蓋范圍從區(qū)域110a按比例縮減到區(qū)域110b以及將第二AP121的無線覆蓋范圍從區(qū)域120a按比例縮減到區(qū)域120b不會給來自其它無線終端的信號帶來干擾。圖2圖示了無線AP實(shí)際的覆蓋區(qū)域和最佳的覆蓋區(qū)域之間的比較。如圖2所示的，需要將無線AP的發(fā)送功率調(diào)整到這樣一個(gè)級別，即它能夠在給定的無線通信環(huán)境下覆蓋足夠可以容納所有鑒定終端的最小范圍。
基于這個(gè)原因，具有功率控制功能的AP近來得到了一定的發(fā)展。然而，功率控制是通過操作者任意的設(shè)定而完成，或者，它的使用被限定為在例如歐洲對無線AP的小區(qū)區(qū)域的調(diào)整。常規(guī)的功率控制對于適應(yīng)周圍環(huán)境或者在無線終端的拓?fù)涓淖兎矫娌⒉皇呛苡行А?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是主要地解決至少上述提到的問題和/或缺點(diǎn)并且提供至少下面所述的優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在用于短距離通信的無線通信系統(tǒng)中，如無線LAN中，考慮到至終端的距離來控制無線訪問節(jié)點(diǎn)的功率的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是，根據(jù)短距離無線通信系統(tǒng)中的無線訪問節(jié)點(diǎn)和終端之間的無線環(huán)境而提供一種適應(yīng)性地控制該無線訪問節(jié)點(diǎn)的功率的方法。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是，提供一種在短距離無線通信系統(tǒng)中防止從無線訪問節(jié)點(diǎn)到其它無線終端的信息泄漏的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供一種減少在短距離無線通信系統(tǒng)中的無線訪問節(jié)點(diǎn)的功率消耗的方法。
通過提供一種在可以和無線LAN系統(tǒng)中的多個(gè)無線終端進(jìn)行通信的無線訪問節(jié)點(diǎn)中的功率控制方法來完成上述目的。一旦接收到來自無線終端的初始通信的請求，無線訪問節(jié)點(diǎn)就發(fā)送一個(gè)功率報(bào)告請求消息給多個(gè)無線終端(步驟1)，并且根據(jù)從所連接的無線終端接收到的功率報(bào)告信號中請求最高功率的功率報(bào)告信號、來確定它的發(fā)送功率(步驟2)。然后無線訪問節(jié)點(diǎn)使用所確定的發(fā)送功率和連接的無線終端進(jìn)行通信。
在步驟1，無線訪問節(jié)點(diǎn)在請求初始通信的時(shí)間和發(fā)送功率報(bào)告請求消息的預(yù)定時(shí)間之間等待一個(gè)時(shí)間段，并發(fā)送功率報(bào)告請求消息給連接的無線終端。
在步驟2，一旦接收到功率報(bào)告信號，無線訪問節(jié)點(diǎn)就將在功率報(bào)告信號中為連接的無線終端設(shè)置的值存儲在訪問列表中，并將所存儲的值用于下一個(gè)功率調(diào)整操作。
如果直到從為各個(gè)連接的無線終端設(shè)置的刪除計(jì)時(shí)器中檢測到超時(shí)信號為止，還沒有從無線終端接收到信號，則無線訪問節(jié)點(diǎn)就判定在無線終端和在無線訪問節(jié)點(diǎn)之間的鏈接是否已被斷開。如果確定在無線終端和無線訪問節(jié)點(diǎn)之間的鏈接已被斷開，那么無線訪問節(jié)點(diǎn)就根據(jù)連接的無線終端所請求的最高功率級別對傳輸功率進(jìn)行重新設(shè)置。
在步驟2，無線訪問節(jié)點(diǎn)可以把發(fā)送功率確定為所請求的最高功率和預(yù)定余量的總和。
如果一個(gè)新的無線終端在無線訪問節(jié)點(diǎn)和連接的無線終端之間進(jìn)行通信期間請求連接，那么無線訪問節(jié)點(diǎn)就發(fā)送一個(gè)功率報(bào)告請求信號給該新的無線終端，并根據(jù)在來自連接的無線終端的功率報(bào)告信號中設(shè)置的最高功率值和來自該新的無線終端的功率報(bào)告信號對發(fā)送功率進(jìn)行重新設(shè)置。


本發(fā)明的上述和其它的目標(biāo)，特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，將在下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中變得更加清楚，其中圖1是其中一個(gè)訪問點(diǎn)(AP)位于每一個(gè)相鄰的家庭中和多個(gè)無線終端連接到該AP的無線通信配置圖；圖2是圖1的無線通信配置圖，圖示了AP的實(shí)際無線覆蓋區(qū)域和最佳的無線覆蓋區(qū)域之間的比較；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例在AP中以最佳功率將數(shù)據(jù)發(fā)送給無線終端的信號流程圖；和圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例基于控制間隔進(jìn)行功率調(diào)整操作的信號流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例將在下面參考相應(yīng)的附圖進(jìn)行描述。在下面的描述中，對眾所周知的功能或結(jié)構(gòu)將不進(jìn)行具體的描述，因?yàn)榉駝t的化它們將會以不必要的細(xì)節(jié)而使本發(fā)明不清楚。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在一個(gè)訪問節(jié)點(diǎn)(AP)中以最佳功率將數(shù)據(jù)發(fā)送給無線終端的信號流程圖。參照圖3，在步驟300，AP111發(fā)送一個(gè)功率報(bào)告請求信號給將要訪問AP111的無線終端。如果該信號是第一次發(fā)送，AP111的發(fā)送功率可以如常規(guī)做法那樣被設(shè)置為它的最高級。這樣，在步驟300信號將會達(dá)到最大的無線傳播距離。這里假定第一，第二和第三無線終端112、113和115接收信號，第四無線終端114沒有接收信號，因?yàn)樗€沒有進(jìn)行無線訪問或者是處于斷電的狀態(tài)。因此，功率報(bào)告請求信號被發(fā)送給無線終端112、113和115。要引起注意的是，在本發(fā)明中功率報(bào)告請求信號是廣播給所有的無線終端。然而，功率報(bào)告請求信號也可以被配置成單獨(dú)的發(fā)送給無線終端。在這種情況下，在步驟300，AP111預(yù)先確定向其發(fā)送功率報(bào)告信號的無線終端并一個(gè)接一個(gè)的將它發(fā)送給無線終端。
在步驟300功率報(bào)告請求信號被廣播給所有的無線終端。假定無線終端112、113和115是以此順序距離AP111越來越遠(yuǎn)，并且AP111也按照到它們的距離順序的從它們接收功率報(bào)告信號，在步驟302，AP111首先接收到來自無線終端112的功率報(bào)告信號。無線終端112測量來自AP111的信號強(qiáng)度，并且通過功率報(bào)告信號向AP111報(bào)告在信號強(qiáng)度方面的增加/減少、所接收信號的功率級別，或者是接收信號所需要的余量。以與無線終端112相同的方式，無線終端113和115分別在步驟304和306發(fā)送功率報(bào)告信號。代替按順序報(bào)告的方式，功率報(bào)告可以并行地發(fā)送或者是以不同的順序發(fā)送。對于本發(fā)明而言，功率報(bào)告的順序是無關(guān)緊要的。
在AP111和無線終端112、113和115之間發(fā)送的功率報(bào)告請求與報(bào)告可以依據(jù)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，AP被分成兩組或?qū)?，并且終端也被分成兩層，終端測量接收到的功率并且相應(yīng)地執(zhí)行功率報(bào)告。也就是說，可以按照IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)所提供的方式，在AP111和各個(gè)無線終端112、113和115之間執(zhí)行功率報(bào)告請求和功率報(bào)告。然而按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，一個(gè)AP向所有要訪問該AP的無線終端廣播功率報(bào)告請求信號，并且從各個(gè)無線終端中接收功率報(bào)告信號。因此，在發(fā)送功率報(bào)告請求信號之后，AP111等待一個(gè)預(yù)定的時(shí)間，以便接收來自無線終端112、113和115的功率報(bào)告信號。
在超時(shí)時(shí)間段之后，AP111根據(jù)在步驟308中的功率報(bào)告來調(diào)整它的發(fā)送功率。功率調(diào)整可以按照如下方式來完成。如果AP111從多個(gè)無線終端接收到功率報(bào)告信號，那么它檢測請求功率報(bào)告信號中的最高功率的功率報(bào)告信號，并將在某個(gè)預(yù)定余量范圍內(nèi)的值添加到被請求的功率。AP111然后根據(jù)該和值確定它的發(fā)送功率。在步驟310，AP111使用確定的最佳發(fā)送功率和無線終端112、113和115進(jìn)行無線通信。
盡管在圖3中未顯示出，但是無線終端112、113和115中的一個(gè)終端，或者第四終端114在通信期間也可以從AP111被斷開。AP111存儲著最初的功率報(bào)告值并且將刪除計(jì)時(shí)器(未顯示)激活到一個(gè)預(yù)定值。刪除計(jì)時(shí)器對無線終端112、113和115分別設(shè)置成相同的值。當(dāng)接收到來自無線終端112、113和115的數(shù)據(jù)或信令，相應(yīng)的計(jì)時(shí)器被復(fù)位到預(yù)定值。如果直到無線終端的刪除計(jì)時(shí)器的截止時(shí)間為止都沒有來自無線終端的響應(yīng)，也即，如果從無線終端的刪除定時(shí)器中檢測到超時(shí)信號，那么AP111就根據(jù)除了來自該無線終端的功率報(bào)告值之外的功率報(bào)告值來執(zhí)行功率調(diào)整的操作。例如，如果從無線終端115的刪除計(jì)時(shí)器中檢測到超時(shí)信號，那么AP111就刪除從無線終端115中接收到的功率報(bào)告值，并且執(zhí)行在步驟308中完成的功率調(diào)整。在計(jì)算出一個(gè)新的最佳功率之后，AP111使用最佳功率和無線終端進(jìn)行通信。在從無線終端112或113的刪除定時(shí)器中檢測到超時(shí)信號的情況，也進(jìn)行相同的操作。
如果AP111沒有保存功率報(bào)告值，那么在步驟300到306，它就再次從訪問AP111的無線終端中接收功率報(bào)告值，并在步驟308執(zhí)行功率調(diào)整的操作。
如果第四無線終端114要訪問AP111，在步驟312，AP111對無線終端114進(jìn)行鑒定(關(guān)聯(lián))以進(jìn)行通信。然后在步驟314，AP111廣播一個(gè)功率報(bào)告請求信號。如先前的描述，可以以AP111的最大發(fā)送功率來發(fā)送該功率報(bào)告請求信號。而且功率報(bào)告請求信號可以被這樣配置，使得僅僅請求新的無線終端來測量接收到的功率并且將它向AP111報(bào)告。在步驟316，無線終端114響應(yīng)功率報(bào)告請求來測量接收到的功率，并發(fā)送功率值給AP111。在步驟318，AP111根據(jù)保存的通信中無線終端的功率報(bào)告值、以及來自新無線終端114的新的功率報(bào)告值以與步驟308中相同的方式來執(zhí)行功率調(diào)整操作。
在完成上面的功率調(diào)整之后，AP111的無線覆蓋范圍被改變?yōu)橛筛綀D標(biāo)記320所示的范圍。如果無線終端115是最遠(yuǎn)的一個(gè)終端，并且新的無線終端114和無線終端115相比距離AP111較近，那么就保持在步驟308中調(diào)整的發(fā)送功率。然而，如果無線終端115被從AP111斷開連接，并且無線終端113已經(jīng)請求了最高的功率，那么相應(yīng)地進(jìn)行功率調(diào)整。而且如果無線終端114是新連接到AP111，那么功率調(diào)整就根據(jù)結(jié)果的情況來執(zhí)行。在完成功率調(diào)整之后，AP111使用最佳的發(fā)送功率與所連接的無線終端進(jìn)行通信。
到此為止的描述是應(yīng)用在AP111具有一個(gè)訪問列表并且在訪問列表中存儲有功率報(bào)告值的情況下。因此，除非在訪問列表中存在功率報(bào)告值，否則，每一次增加或刪除一個(gè)無線終端，AP111都要發(fā)送功率報(bào)告請求并且接收功率報(bào)告信號，并相應(yīng)地執(zhí)行功率調(diào)整操作。因此，最好在訪問列表中存儲功率報(bào)告值。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例在預(yù)定間隔執(zhí)行功率調(diào)整操作的信號流程圖。參照圖4，AP111在步驟400鑒定初始訪問AP111的無線終端112。為AP111預(yù)先設(shè)置一個(gè)功率控制時(shí)間間隔t420。這樣，盡管鑒定已完成，AP111也不會發(fā)送功率報(bào)告請求消息直到經(jīng)過t為止。在超時(shí)之前一旦接收到來自無線終端113的訪問請求，AP111將在步驟402對無線終端113進(jìn)行權(quán)鑒。如果在鑒定完無線終端113后時(shí)間t仍然有剩余，那么AP111可以在步驟404對另一個(gè)無線終端114進(jìn)行鑒定。盡管在如圖4所示的實(shí)例中三個(gè)無線終端可以按順序進(jìn)行鑒定，如果只鑒定一個(gè)或兩個(gè)終端，那么AP111在剩余的時(shí)間里等待。
當(dāng)t終止后，AP111在步驟406如同在圖3所示步驟中使用其最大有效的發(fā)送功率將功率報(bào)告請求信號發(fā)送到最大的傳播距離。在步驟408到413中，AP111從無線終端112、113和115接收功率報(bào)告信號。AP111在步驟414根據(jù)功率報(bào)告信號來調(diào)整它的發(fā)送功率，并在步驟418中使用最佳的功率和無線終端112、113和115進(jìn)行通信。
可以執(zhí)行功率調(diào)整操作，以使功率控制時(shí)間間隔在通信過程中是有效的。也就是說，如果功率控制時(shí)間間隔在如圖3所示的通信過程中已經(jīng)終止了，那么AP將功率報(bào)告請求信號發(fā)送給在和AP進(jìn)行通信的無線終端，并接收來自它們的功率報(bào)告信號，并根據(jù)該功率報(bào)告執(zhí)行功率調(diào)節(jié)?；跁r(shí)間間隔的功率調(diào)整的目標(biāo)是盡管無線終端在家庭中進(jìn)行移動、也允許一個(gè)正在進(jìn)行的通信能可靠地持續(xù)進(jìn)行。如果功率控制時(shí)間間隔應(yīng)用在如圖4所示的初始訪問中，AP將延遲發(fā)送功率報(bào)告請求信號，直到有多個(gè)終端來訪問，從而最小化對其它無線終端，即，其它鄰近家庭中的無線終端的干擾。
根據(jù)上面所描述的本發(fā)明，在AP中不需要的功率消耗被避免，從而減少了對鄰近家庭中的無線環(huán)境的干擾。更進(jìn)一步地，AP的適應(yīng)性的功率調(diào)節(jié)可以防止信息泄漏到無線LAN系統(tǒng)中其它的終端。
雖然本發(fā)明在上面參考最佳的實(shí)施例進(jìn)行了描述和解釋，但是可以理解的是對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離如在隨后附加的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種形式或是細(xì)節(jié)上的變化。
權(quán)利要求
1.一種在無線LAN(局域網(wǎng))系統(tǒng)中的無線訪問節(jié)點(diǎn)的功率控制方法，其中該無線LAN(局域網(wǎng))系統(tǒng)具有可以與多個(gè)無線終端進(jìn)行通信的所述無線訪問節(jié)點(diǎn)，該方法包括以下步驟(1)根據(jù)來自無線終端的初始通信請求，發(fā)送一個(gè)功率報(bào)告請求消息給多個(gè)無線終端；(2)基于從連接的無線終端中接收的功率報(bào)告信號中請求最高功率的功率報(bào)告信號，來確定無線訪問節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率；和(3)使用所確定的發(fā)送功率和連接的無線終端進(jìn)行通信。
2.如權(quán)利要求1所述的功率控制方法，其中步驟(1)進(jìn)一步包括下面步驟在初始通信的請求時(shí)間和發(fā)送功率報(bào)告請求消息的預(yù)定時(shí)間之間等待一個(gè)時(shí)間段。
3.如權(quán)利要求1所述的功率控制方法，其中步驟(2)進(jìn)一步包括下面步驟當(dāng)接收到功率報(bào)告信號時(shí)，將在功率報(bào)告信號中為被連接的無線終端設(shè)置的值存儲在訪問列表中，并在下一個(gè)功率調(diào)整操作中使用所存儲的值。
4.如權(quán)利要求3所述的功率控制方法，進(jìn)一步包括步驟如果直到從為各個(gè)連接的無線終端設(shè)置的刪除計(jì)時(shí)器中檢測到超時(shí)信號為止，還沒有從無線終端接收到信號，則判定在無線終端和在無線訪問節(jié)點(diǎn)之間的鏈接是否已被斷開；和如果確定在無線終端和無線訪問節(jié)點(diǎn)之間的鏈接已被斷開，則根據(jù)連接的無線終端所請求的最高功率級別對傳輸功率進(jìn)行重新設(shè)置。
5.如權(quán)利要求1所述的功率控制方法，其中步驟(2)進(jìn)一步包括將發(fā)送功率確定為所請求的最高功率與一個(gè)預(yù)定余量之和的步驟。
6.如權(quán)利要求1所述的功率控制方法，進(jìn)一步包括以下步驟如果一個(gè)新的無線終端在無線訪問節(jié)點(diǎn)和連接的無線終端之間進(jìn)行通信期間請求連接，則發(fā)送一個(gè)功率報(bào)告請求信號給該新的無線終端；和根據(jù)在來自連接的無線終端的功率報(bào)告信號中設(shè)置的最高功率值和來自該新的無線終端的功率報(bào)告信號對發(fā)送功率進(jìn)行重新設(shè)置。
全文摘要
一種可與無線LAN系統(tǒng)中的多個(gè)無線終端進(jìn)行通信的無線訪問節(jié)點(diǎn)中的功率控制方法。當(dāng)接收到來自無線終端的初始通信請求后，無線訪問節(jié)點(diǎn)將功率報(bào)告請求消息發(fā)送給多個(gè)無線終端，并基于從連接的無線終端接收到功率報(bào)告信號中的請求最高功率的功率報(bào)告信號來確定它的發(fā)送功率。無線訪問節(jié)點(diǎn)使用所確定的發(fā)送功率和連接的無線終端進(jìn)行通信。
文檔編號H04L12/10GK1534888SQ20041003524
公開日2004年10月6日 申請日期2004年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月13日
發(fā)明者張景訓(xùn), 李玉善, 李泰珍, 楊德龍 申請人:三星電子株式會社