本發(fā)明涉及無線數(shù)據(jù)傳輸領域,尤其涉及一種站點和運行站點的方法。
技術背景
在IEEE 802.11網(wǎng)絡中,站點使用空閑信道評估(Clear Channel Assessment,CCA)機制來確定在載波偵聽多路訪問/沖突避免(CSMA/CA)以及退避過程中信道是否繁忙。如果認為所述信道繁忙,則所述站點將會停止傳輸任何數(shù)據(jù),直到所述信道在預定義時間段空閑。
所述IEEE 802.11標準支持三種基礎拓撲和兩種操作方法。所述三種基礎拓撲為:第一種,獨立基本服務集(IBSS)—也被稱為臨時(ad-hoc)網(wǎng)絡。IBSS包括在臨時網(wǎng)絡和端對端(peer-to-peer)基礎上互相之間直接通信的若干站點。因此,其包括一組站點,其中所述站點之間的相互通信無需接入點(AP)或者到有線網(wǎng)絡的任何連接。第二種,基本服務集(BSS)—由至少一個與有線網(wǎng)絡基礎架構連接的AP和一組站點構成。
站點之間的通信(若可用)流經(jīng)所述AP。第三種,擴展服務集(ESS)—由通過分布式系統(tǒng)(Distributed System,DS)連接在一起的一系列重疊BSS(每個均包含接入點)組成。盡管所述DS可能為任何類型的網(wǎng)絡,但它通常為以太LAN。
上述三種拓撲可以分為兩種運行模式:第一種模式:基礎架構模式,其中每個站點都與AP連接。AP和站點(或一組站點)的組合創(chuàng)建BSS;而數(shù)個不同AP和與其各自的站點的組合得到ESS。第二種模式:臨時模式,其中所述站點互相直接連接(不通過接入點)。該組站點形成IBSS。
以上提及的空閑信道評估(CCA)是在802.11中使用的機制,用來檢測繁忙信道和停止傳輸。該原則被稱為載波偵聽(CS),其中每個站點都要等待,直到信道空閑,以最小化沖突數(shù)量。信道可能因為其他802.11站點目前正在發(fā)送數(shù)據(jù)而繁忙。另外,因為802.11產(chǎn)品在免許可頻段中運行,其他技術可以傳輸,所述站點需要推遲直到所述信道空閑。
CCA機制包括兩種子機制:
1)檢測在某一閾值以上的有效802.11信號;
2)任何某一閾值以上的信號的能量檢測,并非必須是802.11信號。
例如,802.11n定義,如果滿足以下其中一種情況,所述CCA機制應當將所述信道標記為“繁忙”:
在-82dBm(或以上)的接收電平上檢測到有效的802.11信號,可能性為4微秒內(nèi)至少有90%(子機制1)。
存在比最小調(diào)制和編碼速率靈敏度(即-82dBm)至少要高20dB的任何信號,也就是高于-82+20=-62dBm的任何信號(子機制2)。
第一條規(guī)則是指接收器必須高可能性地檢測到傳統(tǒng)前導碼(具體地,8微秒長的傳統(tǒng)短訓練字段,L-STF)中的有效802.11信號。這些規(guī)則適用于為主信道的20MHz信道。
對于更大的帶寬,定義了額外規(guī)則。由于802.11n將支持的帶寬(BW)從20MHz提高至40MHz信道,所述CCA機制也已支持40MHz的信道。對于40MHz的信道,在-79dBm(或以上)的接收電平上檢測到有效信號,可能性為4微秒內(nèi)至少有90%。
所述40MHz信道被分為主20MHz信道和輔20MHz信道,這樣以支持傳統(tǒng)站點(僅支持20MHz);另外,相鄰的接入點之間可以分割所述40MHz信道。對于所述主20MHz信道,定義上述相同的CCA規(guī)則。對于輔20MHz信道,定義-62dBm的能量檢測閾值,但是未定義有效信號的閾值。802.11ac標準在輔信道增加有效802.11信號檢測,以及輔信道的能量檢測水平的微調(diào)。
有兩種機制控制RX靈敏度:自適應抗噪聲(Adaptive Noise Immunity,ANI)和自適應抗干擾(Adaptive Interference Immunity,AII)。兩種機制均修改所述CCA水平。ANI特性提升在有高水平非802.11噪聲的環(huán)境中的網(wǎng)絡性能,其中非802.11噪聲產(chǎn)生自微波、藍牙耳機、視頻監(jiān)控器以及無繩電話等設備。
AII特性提升在有高802.11干擾的環(huán)境中的網(wǎng)絡性能。CCA閾值越高(即,-72dBm,非-82dBm),接收器的靈敏度就越低(因此,抗干擾性越好),與隱藏節(jié)點沖突的可能性就越高。
實際上,增加CCA閾值將會使隱藏節(jié)點的問題惡化,因為站點的接收器不會檢測到其他站點,但是它們的信號與噪聲干擾比(SINR)將會受到所述站點的傳輸?shù)挠绊憽?/p>
如果第一站點的CCA機制確定所述信道繁忙,而且所述第一站點要傳輸數(shù)據(jù),則所述第一站點將推遲所述傳輸直到所述信道空閑。即使所述第一站點需要向附近(如相鄰的)站點傳輸,而且這種到鄰近站點的傳輸不會干擾所述CCA機制檢測到的當前傳輸,這種情況同樣也會發(fā)生。當使用RTS/CTS在BSS模式中工作時,當發(fā)送器和接收器都為所有能接收它們信號的站點激活網(wǎng)絡分配向量(Network Allocation Vector,NAV)時間段時,這個問題更嚴重。因此,假如信道繁忙,則站點不能傳輸,整個系統(tǒng)吞吐量也不會增加(因為在某個區(qū)域在任何給定的時刻只有一個站點可以傳輸)。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明旨在提供增加無線網(wǎng)絡中吞吐量的概念。
該目的是通過獨立權利要求的特征來實現(xiàn)的。結合獨立權利要求,說明書和附圖會使具體實施形式更為易于理解。
第一方面,提供一種站點,所述站點包括:接收器,用于接收通過無線信道發(fā)送的無線信號;空閑信道評估,CCA,檢測器,用于基于CCA閾值檢測所述無線信道是否繁忙;控制器,用于當所述無線信道繁忙,以及通過所述無線信道接收的所述信號并不是針對所述站點時,調(diào)整所述CCA檢測器的CCA閾值。
如上所述,盡管認為所述信道繁忙,當附近站點的信號強度強于當前發(fā)送站點的信號強度時(如導致所述信道繁忙且發(fā)送的信號并不是針對所述站點),通過適配所述CCA閾值,所述站點能接收甚至解碼來自所述附近站點的傳輸信號。所述CCA閾值的調(diào)整也能導致小區(qū)大小的調(diào)整。較高的CCA閾值(達到此閾值,則認為所述信道繁忙)導致較小的小區(qū)大小,而較低的CCA閾值導致較大的小區(qū)大小。因此,可通過所述控制器動態(tài)地執(zhí)行所述CCA閾值和所述小區(qū)大小的適配,如,每當所述信道繁忙且所述接收器接收到的信號并不是針對所述站點時,執(zhí)行所述適配。例如,所述CCA閾值和小區(qū)大小能在每個報文基礎上進行調(diào)整。
本申請中,應當理解,接收的但不針對所述站點的信號可以為這樣的信號,即和所述站點使用相同無線標準的信號,此信號雖然不針對所述站點,但是可以被所述站點解碼。此外,此類接收的信號還可以為在無線信道中造成干擾的任何干擾信號。因此,此類接收的信號無需是攜帶信息的數(shù)據(jù)信號。
因此,本發(fā)明支持小區(qū)大小的動態(tài)調(diào)整和同時收發(fā),且不會對站點增加干擾。另外,其使站點(如接入點或客戶端)修改自己的空閑信道評估機制,這樣即使認為所述信道繁忙,所述站點也能夠接收傳輸信號。
如上所述,動態(tài)調(diào)整是指:在每個CCA事件(CCA標示“繁忙”時)中基于即時信道偵聽(即當接收的信號并不是針對所述站點時)執(zhí)行的調(diào)整,而非基于長期計算執(zhí)行的調(diào)整。
例如,如果所述信道繁忙,所述站點(如接入點(AP)的形式)能夠增加所述CCA閾值,這樣其僅檢測來自附近的,AP處的信號與噪聲干擾比(SINR)足夠高的,站點的傳輸。另外,來自這些附近站點的傳輸不會嚴重干擾鄰近BSS的站點。
所述站點例如可以為接入點或者客戶端。此外,所述站點能夠用于在基礎架構模式中充當接入點或在臨時模式中充當任何站點。
本發(fā)明能夠用于增加多個AP的容量,而不增加隱藏節(jié)點影響和隱藏節(jié)點沖突的可能性(或者將隱藏節(jié)點的影響和隱藏節(jié)點沖突的可能性降至最低)。本發(fā)明還能用于在保持相同覆蓋范圍時,降低系統(tǒng)中的噪音和干擾,而不減少小區(qū)大小。
本發(fā)明增加系統(tǒng)的容量,而不修改所述小區(qū)的覆蓋范圍也不會增加隱藏節(jié)點沖突的數(shù)量。如果所述CCA機制確定所述信道繁忙,站點不會等到信道空閑才重啟Rx過程,因為考慮了信道繁忙時接收信號功率存在的變化。
根據(jù)第一方面,在所述站點的第一種可能實現(xiàn)方式中,所述CCA檢測器用于確定用來表示所述站點環(huán)境中干擾的信號強度的干擾值,以及當所述干擾值超過所述CCA閾值時,確定所述無線信道繁忙;其中所述控制器用于調(diào)整所述CCA閾值,這樣在調(diào)整所述CCA閾值后,所述確定的干擾值低于所述CCA閾值。
通過調(diào)整所述CCA閾值,在調(diào)整所述CCA閾值后,所述確定的干擾值低于所述CCA閾值;當再次調(diào)用所述CCA機制時,可以實現(xiàn)的是:所述CCA檢測器檢測出所述信道空閑,且所述站點無需停止發(fā)送或接收信號。因此,增加了所述站點的數(shù)據(jù)吞吐量。所述表示所述站點環(huán)境中干擾信號強度的干擾值例如可以為RSSI值,其中所述RSSI值由站點的接收器在無線信道測量得來。
根據(jù)第一方面,或者根據(jù)第一方面的第一種可能實現(xiàn)方式,在所述站點的第二種可能實現(xiàn)方式中,所述站點還包括發(fā)送器,其中,所述CCA檢測器用于確定用來表示所述站點環(huán)境中干擾的信號強度的干擾值,以及當所述干擾值超過所述CCA閾值時,確定所述無線信道繁忙;其中所述控制器還用于根據(jù)所述確定的干擾值調(diào)整所述發(fā)送器的發(fā)送功率。
所述干擾值可以與第一種實現(xiàn)方式中描述的干擾值相同。
這允許將所述站點環(huán)境中的所述CCA閾值精確調(diào)整至當前或給定的干擾值,支持多個站點在不重疊信道中的同步數(shù)據(jù)傳輸。這種實現(xiàn)方式是基于如下發(fā)現(xiàn),即在一些場景中,即使信道繁忙,站點也能使用低發(fā)送功率向附近站點發(fā)送數(shù)據(jù),而不增加對其他站點(在所述小區(qū)外)的干擾。
根據(jù)第一方面的第二種實現(xiàn)方式,在所述站點的第三種可能實現(xiàn)方式中,所述發(fā)送器用于根據(jù)所述確定的干擾值向至少一個其他站點傳輸發(fā)送功率調(diào)整信號,所述發(fā)送功率調(diào)整信號要求其他站點基于所述發(fā)送功率調(diào)整信號來調(diào)整所述其他站點的發(fā)送功率。例如,所述控制器可以根據(jù)所述確定的干擾值提供所述發(fā)送功率調(diào)整信號。
這允許至少一個其他站點向所述站點發(fā)送信號,這樣所述站點能夠解碼所述信號,同時對其他站點影響最小。
該實現(xiàn)方式也允許在所述站點環(huán)境中將所述CCA閾值調(diào)整至符合干擾條件。如果所述CCA機制確定所述信道繁忙(即一些其他站點正在傳輸),則所述站點將會調(diào)整所述CCA以考慮所述干擾條件,這樣其將能夠解碼來自附近站點的傳輸,而且將會調(diào)整發(fā)送站點的TX功率。此外,除了調(diào)整附近客戶端的TX功率,所述站點還能夠決定附近客戶端的TX功率。因此,與傳統(tǒng)網(wǎng)絡相比,站點自身的傳輸以及與所述站點通信的其他站點的傳輸較少干擾所述站點小區(qū)外的傳輸。
換言之,該實現(xiàn)方式使站點動態(tài)調(diào)節(jié)所述站點以及其他與所述站點通信的站點的發(fā)送功率,這樣將鄰近BSS(或相鄰臨時網(wǎng)絡)之間的沖突降至最少。所述術語“其他站點”可以指所述BSS、ESS或臨時網(wǎng)絡內(nèi)的站點。
根據(jù)第一方面的第三種實現(xiàn)方式,或者第一方面的第二種實現(xiàn)方式,在所述站點的第四種可能實現(xiàn)方式中,所述控制器用于在所述發(fā)送器的發(fā)送功率調(diào)整之后的預定時間后或者在接收到針對所述站點的信號之后的預定時間后,將所述發(fā)送器的發(fā)送功率復位為預定義的值。
這允許迅速適配所述發(fā)送功率并增加所述站點的整體數(shù)據(jù)吞吐量。
根據(jù)第一方面或第一方面任一前述實現(xiàn)方式,在所述站點的第五種可能實現(xiàn)方式中,所述站點還包括發(fā)送器或所述發(fā)送器,用于通過所述無線信道發(fā)送信號至另一個站點;所述CCA檢測器還用于當所述信號將要被發(fā)送且是基于所述CCA閾值時,檢測所述信道是否繁忙;所述控制器還用于當所述無線信道繁忙以及所述信號將要被發(fā)送時,調(diào)整所述CCA閾值;所述CCA檢測器用于如果所述無線信道繁忙,則基于所述調(diào)整的CCA閾值重新檢測;所述發(fā)送器用于當所述無線信道不繁忙時,發(fā)送所述信號(基于根據(jù)調(diào)整的CCA閾值的檢測情況)。
盡管在初始CCA檢測期間認為所述信道繁忙,該概念仍允許將數(shù)據(jù)發(fā)送至其他附近站點。因此,進一步增加了所述站點的吞吐量。如果該概念進一步與發(fā)送功率的適配情況結合,還可以實現(xiàn)的是:在所述初始CCA檢測期間,所述站點的傳輸不會干擾造成所述信道繁忙的信號。
根據(jù)第一方面,或者根據(jù)第一方面的任一前述實現(xiàn)方式,在所述站點的第六種可能實現(xiàn)方式中,所述站點還包括發(fā)送器或所述發(fā)送器,其中,所述CCA檢測器用于確定用來表示所述站點環(huán)境中干擾的信號強度的干擾值,以及當所述干擾值超過所述CCA閾值時,確定所述無線信道繁忙;所述發(fā)送器用于根據(jù)所述確定的干擾值來為所述發(fā)送器發(fā)送的信號調(diào)整調(diào)制和編碼的速率。
這允許在所述站點環(huán)境中將所述CCA閾值具體調(diào)整至存在的干擾值。
根據(jù)第一方面或第一方面的任一前述實現(xiàn)方式,在第七種可能實現(xiàn)方式中,所述控制器用于在所述CCA閾值調(diào)整之后的預定時間后或者在接收到針對所述站點的信號之后的預定時間后,將所述CCA閾值復位為預定義的值。
這允許重新調(diào)整所述CCA閾值,增加系統(tǒng)的容量,而不修改所述小區(qū)的覆蓋范圍也不會增加隱藏節(jié)點沖突的數(shù)量。
根據(jù)第一方面或第一方面的任一前述的實現(xiàn)方式,在所述站點的第八種可能實現(xiàn)方式中,所述CCA閾值表示信號的最大信號強度,所述信號可被所述站點解碼但不發(fā)送至所述站點,直到檢測出所述無線信道空閑;所述CCA檢測器還用于基于附加的CCA閾值,檢測出所述無線信道繁忙;其中,所述附加的CCA閾值表示無線信道內(nèi)任意信號的最大信號強度,直到檢測出所述無線信道空閑;所述CCA檢測器還用于調(diào)整所述附加的CCA閾值。
這允許存在不同的CCA閾值,如擁有相同無線標準而非所述站點接收和/或發(fā)送的信號的CCA閾值,以及無線信道中任意其他干擾信號的附加的CCA閾值。因此,因為存在不同的CCA閾值,可以進一步提升所述站點的吞吐量和整個系統(tǒng)的容量。
根據(jù)第一方面的第八種實現(xiàn)方式,在所述站點的第九種可能實現(xiàn)方式中,所述附加的CCA閾值表示的最大信號強度要高于所述CCA閾值表示的最大信號強度。
這允許在保持相同的覆蓋范圍時,降低系統(tǒng)中的噪音和干擾,而不減少小區(qū)大小。
根據(jù)第一方面或者第一方面的任一前述實現(xiàn)方式,在所述站點第十種可能實現(xiàn)方式中,所述站點為用于建立無線網(wǎng)絡的接入點。
這允許提供集中管理,更高的安全性,以及靈活性。
根據(jù)第一方面或者第一方面的任一前述實現(xiàn)方式,在所述站點第十一種可能實現(xiàn)方式中,所述站點用于在臨時無線網(wǎng)絡模式中運行。
這允許提供分散和故障保險的無線網(wǎng)絡。
根據(jù)第一方面或者第一方面的除了第十一種可能實現(xiàn)方式中的任一前述實現(xiàn)方式,在所述站點的第十二種可能實現(xiàn)方式中,所述站點用于在基礎架構類型的無線網(wǎng)絡模式中運行。
這允許提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率以及更高的網(wǎng)絡安全性。
第二方面,本發(fā)明涉及一種運行站點的方法,所述方法包括:接收通過無線信道發(fā)送的無線信號。此外,所述方法包括:基于CCA閾值檢測所述無線信道是否繁忙。此外,所述方法包括:當所述無線信道繁忙且通過所述無線信道接收的信號并不針對所述站點時,調(diào)整所述CCA閾值。
第三方面,本發(fā)明涉及一種計算機程序,當計算機程序在計算機上運行時,所述計算機程序包括根據(jù)第二方面執(zhí)行所述方法的程序代碼。
所述計算機程序可存儲在計算機可讀介質(zhì)中。計算機可讀介質(zhì)可以為軟盤、硬盤、CD、DVD、USB(通用串行總線)存儲設備,RAM(隨機存取存儲器)、ROM(只讀存儲器)和EPROM(可擦除可編程只讀存儲器)。計算機可讀介質(zhì)還可以為允許下載程序代碼的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡,例如因特網(wǎng)。
這里描述的方法、系統(tǒng)和設備可以通過數(shù)字信號處理器DSP,微控制器,或任何其他端處理器中的軟件來實現(xiàn),或者通過專用集成電路ASIC中的硬件電路來實現(xiàn)。
本發(fā)明能在數(shù)字電子電路或者計算機硬件、固件和軟件或他們的組合中實現(xiàn),如傳統(tǒng)移動設備的可用硬件或者專門用于處理此處描述的方法的新硬件。
結合以下描述的實施方式,本發(fā)明的這些和其他方面將會清晰明了,易于理解。
附圖說明
本發(fā)明的具體實施方式將結合以下附圖進行描述,其中:
圖1a為本發(fā)明實施例提供的一種站點的示意圖;
圖1b為本發(fā)明實施例提供的一種站點的示意圖;
圖2a為本發(fā)明實施例提供的用于解釋本發(fā)明的基礎架構類型無線網(wǎng)絡的示意圖;
圖2b為用于解釋本發(fā)明的基礎架構類型無線網(wǎng)絡的示意圖;
圖3a為用于解釋本發(fā)明的基礎架構類型無線網(wǎng)絡的示意圖;
圖3b為用于解釋本發(fā)明的基礎架構類型無線網(wǎng)絡的示意圖;
圖4a為本發(fā)明實施例提供的運行所述站點的方法的流程圖;
圖4b為本發(fā)明實施例提供的運行所述站點的方法的流程圖;
圖5為本發(fā)明實施例提供的包括站點的無線網(wǎng)絡示意圖;
圖6為根據(jù)圖5的CCA閾值調(diào)整后的無線網(wǎng)絡示意圖;
圖7為本發(fā)明實施例提供的包括站點且用于在臨時無線網(wǎng)絡模式中運行的無線網(wǎng)絡示意圖;
圖8為將使用傳統(tǒng)站點的系統(tǒng)的性能和使用本發(fā)明實施例提供的站點的系統(tǒng)的性能進行比較的圖表。
具體實施方式
附圖中的是概略式的說明。在不同的圖中,類似或相同的元件或者步驟的參考編號相同。
以下詳細說明僅為示例性,不應視為對本申請和應用的限制。
此外,不應受到前述背景、發(fā)明內(nèi)容或以下詳細說明中呈現(xiàn)的任何理論的限制。
圖1a為本發(fā)明實施例提供的一種站點100的示意圖。
根據(jù)本發(fā)明實施例,所述站點100可包括接收器101,空閑信道評估CCA檢測器103和控制器105。
所述接收器101可用于接收通過無線信道發(fā)送的無線信號107。
所述CCA檢測器103可用于基于CCA閾值檢測所述無線信道是否繁忙。
所述控制器105可用于當所述無線信道繁忙以及所述通過所述無線信道接收的信號107并不是針對所述站點100時,調(diào)整所述CCA檢測器103的CCA閾值。
如上所述,動態(tài)(如,響應于接收到并非針對所述站點100的信號,以及信道繁忙時)調(diào)整所述CCA閾值可以增加所述站點的吞吐量。
圖1b為本發(fā)明另一實施例提供的一種站點1000的示意圖。
根據(jù)本發(fā)明實施例,所述站點1000可包括接收器1001,空閑信道評估CCA檢測器1003和控制器1005。此外,所述站點1000可包括發(fā)送器1004。所述接收器1001,所述CCA檢測器1003以及所述控制器1005可分別與所述站點100的所述接收器101,所述CCA檢測器103和所述控制器105相同。
所述發(fā)送器1004可用于根據(jù)所述確定的干擾值向至少一個其他站點傳輸發(fā)送功率調(diào)整信號,所述發(fā)送功率調(diào)整信號請求其他站點基于所述發(fā)送功率調(diào)整信號來調(diào)整所述其他站點的發(fā)送功率。所述控制器1005可根據(jù)所述確定的干擾值向所述發(fā)送器1004提供所述發(fā)送功率調(diào)整信號。此外,所述控制器1005可用于根據(jù)所述確定的干擾值調(diào)整所述發(fā)送器1004的發(fā)送功率。
圖2a為用于解釋本發(fā)明的基礎架構類型無線網(wǎng)絡200的示意圖。
空閑信道評估(CCA)是802.11中使用的一種機制,用于檢測繁忙信道和停止傳輸。圖2a和圖2b描繪兩種情況,其中對于兩幅圖來說,一個圈定義了一個區(qū)域,在這個區(qū)域中,AP201(如本發(fā)明實施例中的站點)能夠聽到(如成功檢測)來自客戶端的傳輸。
假設CCA閾值比較低,在第二客戶端203b進行傳輸時,所述AP201能夠偵聽所述第二客戶端203b并停止傳輸,如圖2a所示。
假設CCA閾值比較高,所述AP201不能偵聽所述第二客戶端203b,但是所述第二客戶端203b能偵聽所述AP201(因此對于所述AP201,所述第二客戶端203b成為一個隱藏節(jié)點)。當所述AP201進行傳輸時,其可能干擾所述第二客戶端203b的傳輸,如圖2b所示。
換言之,圖2a示出基礎架構類型無線網(wǎng)絡200,所述網(wǎng)絡200包括第一AP201,第一客戶端203a和第二客戶端203b。
第一感知模式206定義了一個區(qū)域,在此區(qū)域中,所述第一AP201可聽到來自所述兩個客戶端203a和203b的傳輸。因此,當所述第二客戶端203b進行傳輸時,所述第一AP201停止所述第一客戶端203a的傳輸。所述感知模式取決于所述AP201的CCA閾值。如圖2a所示,在所述例子中,在所述AP201中調(diào)整CCA閾值至較低水平,這導致出現(xiàn)較大的感知模式206。
所述感知模式指的是站點能聽到或感知數(shù)據(jù)的區(qū)域(被動)或者能發(fā)送數(shù)據(jù)的區(qū)域(主動)。
圖2b描繪了如圖2a所示的相同基礎架構類型無線網(wǎng)絡200,但是區(qū)別在于,在所述AP201中調(diào)整CCA閾值至較高水平,這導致出現(xiàn)較小的感知模式206。
與圖2a相比,在圖2b中,所述感知模式206并沒有擴展至所述第二客戶端203b。所述第一AP201不能偵聽所述第二客戶端203b,即所述第一AP201沒有向所述第二客戶端203b提供服務,但是所述第二客戶端203b能聽到所述第一AP201(因此,第二客戶端203b成為了第一AP201的隱藏節(jié)點)。當所述第一AP201進行傳輸時,所述第二客戶端203b的傳輸會受到干擾或者目的地是第二客戶端203b的其他傳輸會受到干擾。
圖3a為用于解釋本發(fā)明的基礎架構類型無線網(wǎng)絡的示意圖。
基礎的發(fā)射機功率控制(Transmitter Power Control,TPC)是802.11b(跳頻擴頻)的一部分,其中定義了不同的表格,允許發(fā)送功率根據(jù)跳頻總帶寬變化。
修正案802.11h允許使用5GHz U-NII頻帶。聯(lián)邦通信委員會(Federal Communications Commission,F(xiàn)CC)的條例免許可國家信息基礎設施(Unlicensed National Information Infrastructure,U-NII)使用5.25-5.35GHz以及5.47-5.725GHz的頻段,這要求TPC機制將TX功率限制至24dBm EIRP(或小于該值)的等效全向輻射功率(equivalent isotropically radiated power,EIRP)。
修正案802.11e和802.11z提升TPC且使AP利用發(fā)送功率控制(Transmit Power Control,TPC)消息(Beacon TPC IE和TPC request)降低所有站點的發(fā)送功率。
例如,AP可以通知所有站點最大的本地發(fā)送功率,則(支持802.11h的)站點將不以更高的發(fā)送功率進行發(fā)送。降低站點的發(fā)送功率將會降低它們的覆蓋范圍,這將會減少對屬于不同BSS的站點以及AP的干擾。圖3a和3b說明所述高低發(fā)送功率以及高低發(fā)送功率對鄰近站點包括AP的干擾影響的情況。
圖3a示出了作為高發(fā)送功率示例的基礎架構類型的無線網(wǎng)絡300的示意圖;每個圈表示一個非AP站點(標號為303-1a至303-3b的客戶端)的覆蓋區(qū)域(如RSSI≥-82dBm)。
圖3a中,第一客戶端303-1a和第二客戶端303-1b與第一接入點301-1進行通信,第三客戶端303-2a和第四客戶端303-2b與第二接入點301-2進行通信。第五客戶端303-3a和第六客戶端303-3b與第三接入點301-3進行通信。
第一感知模式306-1a指的是所述第一客戶端303-1a的感知模式。相應地,具體的感知模式306-1b、306-2a、306-2b、306-3a和306-3b也分別分配給了其他客戶端303-1b、303-2a、303-2b、303-3a和303-3b。
每個所述感知模式306-1a、306-1b、306-2a、306-2b、306-3a和306-3b均代表所述各自客戶端的覆蓋區(qū)域。
如圖3a所示,所述第一客戶端303-1a和所述第二客戶端303-1b均會干擾所述第二接入點的301-2接收的傳輸信號。同樣地,所述第三客戶端303-2a和所述第四客戶端303-2b均會干擾所述第三接入點301-3接收的傳輸信號。
圖3b是圖3a基礎架構類型無線網(wǎng)絡300進一步延伸的示意圖,其中與圖3a描繪的場景相比,所述客戶端在較低發(fā)送功率水平上運行。
與圖3a描繪的場景相比,所述客戶端303-1a、303-1b、303-2a、303-2b、303-3a和303-3b的降低的發(fā)送功率造成每個所述客戶端303-1a、303-1b、303-2a、303-2b、303-3a和303-3b均擁有降低的或變小的感知模式306-1a、306-1b、306-2a、306-2b、306-3a和306-3b。
如圖所示,通過降低所述每個站點的發(fā)送功率,即所述客戶端303-1a、303-1b、303-2a、303-2b、303-3a和303-3b的發(fā)射功率,可以達到的是,每對客戶端,如所述第一客戶端303-1a和所述第二客戶端303-1b組成第一對,所述第三客戶端303-2a和所述第四客戶端303-2b組成第二對,所述第五客戶端303-3a和所述第六客戶端303-3b組成第三對,分別與指定的AP通信且不干擾其他客戶端的傳輸。
例如,所述第一接入點301-1被分配至所述第一對客戶端并與所述第一對客戶端通信,所述第二接入點301-2被分配至所述第二對客戶端并與所述第二對客戶端通信,所述第三接入點301-3被分配至所述第三對客戶端并與所述第三對客戶端通信。
每個所述客戶端303-1a、303-1b、303-2a、303-2b、303-3a和303-3b不會干擾其他AP或者此類干擾至少被最小化。例如,所述第一客戶端303-1a和所述第二客戶端303-1b不會干擾所述第二接入點301-2的傳輸或在所述第二接入點301-2接收的傳輸信號。
因此,所述第一接入點301-1可以與所述第二接入點301-2同時工作。而且,所述第三接入點301-3能夠與所述第二接入點301-2同時工作。
圖4a為本發(fā)明實施例提供的運行站點(所述站點100、501-2、701-1和1000中的某個站點)的方法900的框圖。
所述方法900包括接收通過無線信道發(fā)送的無線信號的步驟901。
另外,所述方法900包括基于CCA閾值檢測所述無線信道是否繁忙的步驟902。
另外,所述方法900包括,當所述無線信道繁忙且通過所述無線信道接收的信號并不是針對所述站點100、501-2、701-1或1000時,調(diào)整所述CCA閾值的步驟903。
圖4b為本發(fā)明實施例提供的運行站點(如,站點100)的方法400的流程圖。圖4b所示的所述方法400為圖4a描述的所述方法900提供一種具體實施示例。
所述方法400包括將CCA閾值、發(fā)射機功率和發(fā)送功率設置為正常值的步驟402。為防止不同無線網(wǎng)絡之間形成過多不必要的干擾,可調(diào)整此類發(fā)射機功率和CCA值設置。
所述CCA閾值和所述發(fā)射機功率的正常值可基于傳統(tǒng)的ANI和AII計算,正如本發(fā)明
背景技術:
部分所述。
另外,所述方法400包括通過PHY調(diào)用CCA檢測的步驟403。例如,可通過圖1a示出的CCA檢測器103來執(zhí)行CCA檢測或者通過結合圖1b描述的CCA檢測器1003來執(zhí)行CCA檢測,以基于CCA閾值檢測所述無線信道是否繁忙。物理層PHY提供到傳輸介質(zhì)的電力,機械和程序接口。所述PHY定義在連接網(wǎng)絡節(jié)點的物理鏈接上發(fā)送原始比特而非邏輯數(shù)據(jù)包的手段。
例如,可基于接收到通過所述無線信道的信號,為無線信道調(diào)用所述CCA檢測。
如果檢測出所述信道并不繁忙或者接收的信號是給所述站點的,則執(zhí)行傳統(tǒng)的信號解碼和/或無需進行CCA閾值適配(步驟404a)。
但是,如果所述信道繁忙且所述站點并非目的地,即所述接收的信號不是針對所述站點(這種情況包括站點無法正確解碼該傳輸,因而無法了解所述站點是否是目的站點),則執(zhí)行步驟404b檢查是否存在待發(fā)送的下行數(shù)據(jù)。
如果所述信道繁忙且不存在待發(fā)送的下行數(shù)據(jù),仍有可能從附近站點接收傳輸,只要它們的傳輸不干擾所述CCA機制檢測的當前傳輸。
因此,即使沒有待發(fā)送的數(shù)據(jù),所述方法400包括調(diào)整所述CCA閾值的步驟405a。
使用上述CCA檢測器103或之后描述的CCA檢測器1003,結合上述控制器105或之后描述的控制器1005執(zhí)行所述CCA閾值的調(diào)整。
例如,所述CCA檢測器103或1003能用于確定干擾值,其中所述干擾值表示執(zhí)行所述方法400的站點(如,所述站點100或之后描述的站點501-2、701-1或1000)環(huán)境中干擾的信號強度。另外,當干擾值超過所述CCA閾值時,所述CCA檢測器103或1003能用于確定所述無線信道繁忙。所述控制器105或1005能用于調(diào)整所述CCA閾值,這樣在調(diào)整所述CCA閾值后,所述確定的干擾值低于所述CCA閾值。
換言之,一旦所述CCA檢測器103或1003檢測到繁忙的信道,所述控制器105或1005則會察覺出干擾條件并相應地調(diào)整所述CCA閾值。例如,假設-80dBm的干擾值(如,RSSI值)和-82dBm的CCA閾值會得出信道繁忙。所述控制器105或1005可以將所述CCA閾值調(diào)整至大于所述干擾值的-70dBm。相應地,當再次調(diào)用所述CCA時,基于所述調(diào)整的CCA閾值,所述CCA檢測器103或1003會得出信道不繁忙。
為了保證附近站點的傳輸不干擾當前傳輸,例如,來自其他站點但又并不針對所述站點(如AP形式的站點)的傳輸,所述站點還能確定如何通過執(zhí)行所述方法400中步驟405b來修改所述附近站點的發(fā)送功率,即計算附近站點的新發(fā)送功率。需要指出的是此步驟是可選的,可在所述站點為AP的基礎架構模式中出現(xiàn)。
然后,執(zhí)行步驟405c以檢查所述干擾條件是否允許去往附近站點的傳輸。
如果所述信道繁忙且存在待發(fā)送的下行數(shù)據(jù),則也能執(zhí)行該檢查步驟405c;即直接在步驟404b檢查是否存在待發(fā)送的下行數(shù)據(jù)之后執(zhí)行。
具體地,檢查是否適合向附近客戶端進行傳輸?shù)牟襟E405c可按照如下執(zhí)行:
通常,當所述CCA機制得出信道繁忙時,發(fā)端站點將會停止傳輸直到信道空閑。但是,即使所述信道繁忙,站點100、501-2、701-1或1000可以決定干擾條件允許向附近站點進行傳輸,即所述收端站點將能根據(jù)所述干擾條件解碼所述傳輸。
例如,如果標準的CCA能量閾值為-82dBm,所述CCA機制上報接收的RSSI為-80dBm的干擾信號,然后站點100、501-2、701-1或1000能夠判定當健壯波形如低調(diào)制和編碼速率—MCS被用于向附近站點進行傳輸時,所述附近站點能夠正確解碼所述傳輸。
為根據(jù)所述干擾條件向所述附近的站點進行傳輸,可能需要調(diào)整CCA水平和所述發(fā)端站點的發(fā)送功率設置。和所述典型情況相同,除了調(diào)整發(fā)送功率和CCA水平,所述發(fā)送器可選擇調(diào)整所述調(diào)制和編碼速率。
具體地,可按照如下方式調(diào)整CCA閾值和發(fā)送功率:
當存在待發(fā)送的下行數(shù)據(jù)時,如果發(fā)端站點100、501-2、701-1或1000判定干擾條件允許向附近站點100、501-2、701-1或1000(所述收端站點將會正確解碼所述傳輸)發(fā)送數(shù)據(jù),其將會相應調(diào)整自己的CCA閾值和發(fā)送功率。
此外,如果所述發(fā)端站點為AP(在基礎架構模式中),以及如果所述收端站點要回應所述傳輸(例如,發(fā)送ACK消息,因為不是所有傳輸都要求即刻的ACK響應),則所述發(fā)端站點(AP)也會修改所述附近站點的發(fā)送功率。
所述CCA閾值將會被調(diào)整,這樣調(diào)用所述閾值調(diào)整的CCA機制不會得出信道繁忙。相應地,所述發(fā)送功率將會被調(diào)整,這樣預期的收端站點能夠解碼所述傳輸,而對鄰近BSS中的站點和AP的干擾將會降至最小。
根據(jù)所述調(diào)整,能再次調(diào)用所述CCA機制,而且如果所述CCA機制得出信道空閑,所述發(fā)端站點能夠開始傳輸。一旦傳輸結束,所述發(fā)端站點會切換至接收模式(即,等待響應消息),經(jīng)過接收模式生效的超時時間后,所述CCA閾值和所述發(fā)送功率將恢復到“正?!敝?。
如果所述發(fā)端站點為AP(在基礎架構模式中),以及如果所述發(fā)端站點已修改所述附近站點的發(fā)送功率設置,經(jīng)過所述超時時間后,所述發(fā)端站點將恢復所述附近站點的發(fā)送功率設置至正常值(通過新的TPC消息)。
當沒有下行數(shù)據(jù)待發(fā)送時:
在這種情況中,所述AP需要修改自己的CCA,以及自己和附近站點的發(fā)送功率。因此,所述AP需要發(fā)送修改后的發(fā)送功率至所述附近站點。如果所述AP判定干擾條件允許其將數(shù)據(jù)發(fā)送至附近站點(這樣所述附近站點會正確解碼所述傳輸),所述AP會相應調(diào)整自己的CCA閾值和發(fā)送功率。
所述CCA閾值將會被調(diào)整,這樣調(diào)用所述閾值調(diào)整的CCA機制不會得出信道繁忙。相應地,所述AP的發(fā)送功率將會被調(diào)整,這樣預期的收端站點能夠解碼所述傳輸,而對鄰近BSS中的站點和AP的干擾將會降至最小。
根據(jù)所述調(diào)整,能再次調(diào)用所述CCA機制,而且如果所述CCA機制得出信道空閑,所述AP能夠開始傳輸。然后所述AP會將修改的發(fā)送功率調(diào)整信號值發(fā)送至所述附近站點。一旦所述修改的發(fā)送功率的傳輸結束,所述AP切換至接收模式,等待來自所述附近站點的傳輸。
經(jīng)過接收模式生效的超時時間(所述超時時間可取決于干擾信號的持續(xù)時間以及所述AP的判定等)后,所述CCA閾值和所述AP和附近站點的發(fā)送功率會恢復至“正常”值(對于附近站點,所述AP會發(fā)送新TPC消息)。
如果修改所述CCA和調(diào)用所述修改的CCA后,所述信道仍然繁忙,則所述站點應該再次調(diào)整其CCA和選擇性調(diào)整自己的以及附近站點的發(fā)送功率。
根據(jù)本發(fā)明實施例,如方法400的延伸步驟所述,如果所述干擾條件允許發(fā)往附近站點的傳輸,在調(diào)整步驟406中調(diào)整CCA閾值,調(diào)整至少一個發(fā)端站點的發(fā)送功率,以及選擇性的確定附近站點的發(fā)送功率。
例如,降低最大發(fā)送功率,這樣附近的BSS不會收到所述傳輸。一些情況中,AP可決定不修改附近站點的發(fā)送功率。
然后在下一步驟407中,調(diào)用所述CCA閾值修改的CCA檢測器。
如果所述信道繁忙,所述方法將從步驟404b重新開始。
如果所述信道不繁忙,為向所述附近站點通知發(fā)送功率的修改,可以執(zhí)行步驟408向附近客戶端進行傳輸。另外,可選的,可以執(zhí)行步驟408向附近客戶端傳輸數(shù)據(jù)。
為調(diào)整所述附近站點的發(fā)送功率,所述AP可向所述附近站點發(fā)送TPC消息(發(fā)送功率調(diào)整信號);在發(fā)送TPC消息前,所述AP可保證所述TPC消息的發(fā)送不會干擾一個多個鄰近BSS的當前傳輸。
例如,站點100、501-2、701-1或1000的發(fā)送器能夠用于根據(jù)所述確定的干擾值,傳輸發(fā)送功率調(diào)整信號至至少一個其他站點,所述發(fā)送功率調(diào)整信號要求所述其他站點基于所述發(fā)送功率調(diào)整信號來調(diào)整所述其他站點的發(fā)送功率。
為保證這是可能的,所述AP能夠,例如,評估鄰近BSS中站點與自身之間的路損,并降低自身的發(fā)送功率,這樣所述鄰近BSS中的站點不會接收到高于它們各自CCA閾值的AP的信號,然后所述AP調(diào)整自己的CCA并且更改BSS中站點的功率。這意味著,在一些場景中,隱藏節(jié)點的問題實際上會提升系統(tǒng)性能。
然后在下一步驟409中,進行接收步驟。換言之,所述站點進入接收模式以等待從附近站點接收傳輸。
然后在下一步驟410中,調(diào)用超時時間。
例如,所述控制器105或所述控制器1005可以用于在所述站點發(fā)送器的發(fā)送功率調(diào)整之后的預定時間后或者在接收到針對所述站點的信號之后的預定時間后,將所述發(fā)送器的發(fā)送功率復位為預定義的(正常)值,也將所述CCA閾值復位為預定義的(正常)值。
圖5和圖6均為本發(fā)明實施例提供的包括站點的無線網(wǎng)絡500的示意圖。無線網(wǎng)絡500包括與第一客戶端503-1通信的第一AP 501-1和與第二客戶端503-2通信的第二AP 501-2。不僅所述AP 501-1和501-2還有所述客戶端503-1和503-2也可以為所述站點100、501-2、701-1或1000的實現(xiàn)形式。換言之,所述AP 501-1和501-2以及所述客戶端503-1和503-2可以用于動態(tài)調(diào)整它們的CCA閾值和選擇性調(diào)整它們的發(fā)送功率。
此外,所述AP 501-1和501-2可以用于為所述客戶端503-1和503-2提供發(fā)送功率調(diào)整信號。盡管在網(wǎng)絡500中所有站點可以作為本發(fā)明實施例中的站點,但是與傳統(tǒng)網(wǎng)絡相比,如果所述AP中只有一個AP如AP 501-2是站點,也足以完成較高吞吐量。
所述第一AP 501-1和所述AP 501-2能夠偵聽到彼此的傳輸,所述第二AP 501-2和所述第一客戶端503-1能夠偵聽到彼此的傳輸。這在小區(qū)506-2的級別中可見或者在所述第二AP 501-2的感知模式506-2中可見。
所述第二客戶端503-2認為所述第一AP 501-1和所述第一客戶端503-1為隱藏節(jié)點,反之亦然。當所述第一客戶端503-1正對所述第一AP 501-1進行傳輸時,所述第二AP 501-2中的CCA機制偵聽到所述傳輸,因此所述第二AP 501-2不能對所述第二客戶端503-2進行傳輸且不能接收來自所述第二客戶端503-2的傳輸。因此,整個系統(tǒng)吞吐量可能會被限制在單個并發(fā)傳輸。
但是,根據(jù)本發(fā)明實施例,當所述第二AP 501-2偵聽所述第一客戶端503-1到第一AP 501-1的傳輸時,所述第二AP 501-2將會調(diào)整自身的CCA和所述第二客戶端503-2的發(fā)送功率(如基于所述方法400),這樣即使所述第一客戶端503-1正在向第一AP 501-1進行傳輸,所述第二客戶端503-2能夠向所述第二AP 501-2進行傳輸,且所述第二AP 501-2能夠解碼來自所述第二客戶端503-2的傳輸。因此,與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比,增加了整體吞吐量。通過調(diào)整所述第二AP 501-2的CCA閾值,可以實現(xiàn)的是,所述第二AP 501-2能夠接收由所述第二客戶端503-2發(fā)送的數(shù)據(jù)。
通過調(diào)整所述第二AP 501-2自身的發(fā)送功率和所述第二客戶端503-2的發(fā)送功率,還能夠?qū)崿F(xiàn)的是,所述第二AP 501-2和所述第二客戶端503-2之間的傳輸對所述第一AP 501-1和所述第一客戶端503-1的傳輸不會產(chǎn)生負面影響。可見,本示例中,根據(jù)本發(fā)明實施例,當所述AP中只有一個AP為站點時,也足以增加整個系統(tǒng)的吞吐量。
圖6為所述第二AP 501-2調(diào)整所述CCA閾值后的所述網(wǎng)絡500的示意圖。可清楚的看到,與圖5相比,小區(qū)506-2的大小或者所述AP 501-2的感知模式506-2要小得多。因此,所述第二AP 501-2和所述第二客戶端503-2之間傳輸不再影響所述第一AP 501-1和所述第一客戶端503-1之間的傳輸,且所述第二AP 501-2無須再抑制傳輸。因此,與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比,所述整體系統(tǒng)吞吐量增加了一倍。
圖7為本發(fā)明實施例提供的無線網(wǎng)絡700的示意圖,所述無線網(wǎng)絡700包括第一站點701-1、第二站點701-2、第三站點701-3和第四站點701-4。
至少所述站點701-1和所述站點701-2、701-3和701-4中的一個站點可用于在臨時無線網(wǎng)絡模式中運行。
至少所述站點701-1是本發(fā)明實施例提供的站點。所述第一站點701-1用于調(diào)整自己的CCA閾值。所述第一站點701-1可調(diào)整自己的CCA閾值,這樣其仍然能夠從所述第二站點701-2接收信號。
這種情況下,為與所述第二站點701-2通信且不干擾其他站點,所述第一站點701-1的小區(qū)面積(由感知模式706-1表示)足夠小。所述感知模式706-1表示所述第一站點701-1能夠偵聽其他站點的區(qū)域。
圖8為比較本發(fā)明實施例中包括站點的無線系統(tǒng)的性能和傳統(tǒng)無線系統(tǒng)的性能的圖表800。
圖8所示的圖表800表示的是,當使用本發(fā)明實施例時,兩個相隔10m的室內(nèi)AP吞吐量的增加情況。所述圖表800的y軸表示就一個AP的吞吐量而言的數(shù)據(jù)傳輸速率,或者更精確地說,表示所述兩個室內(nèi)AP中一個AP的平均吞吐量,單位為兆比特每秒。
在電信領域中,比特率或數(shù)據(jù)傳輸速率為數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中單位時間內(nèi)設備之間傳輸?shù)谋忍?、字符或塊的平均數(shù)量。所述圖表800的x軸示出的是與所述兩個室內(nèi)AP通信的客戶端的數(shù)量。
所述圖8示出的兩條曲線801和803表示性能特點。實線801表示根據(jù)本發(fā)明實施例運行的使用兩個室內(nèi)AP的無線系統(tǒng)的吐吞量,虛線803表示未根據(jù)本發(fā)明實施例運行的使用傳統(tǒng)AP的無線系統(tǒng)的吞吐量。從所述實線801來看,尤其是從所述實線801與所述虛線803的對比來看,使用本發(fā)明實施例,吞吐量比傳統(tǒng)系統(tǒng)增加了超過80%。
根據(jù)以上描述,本領域技術人員很容易理解本發(fā)明實施例提供的各種方法、系統(tǒng)以及記錄介質(zhì)中的計算機程序等。
本發(fā)明也支持包括計算機可執(zhí)行代碼或計算機可執(zhí)行指令的計算機程序產(chǎn)品,當執(zhí)行所述計算機程序產(chǎn)品時,會使至少一臺計算機執(zhí)行本文描述的執(zhí)行和計算步驟。
在上述說明的基礎上,本領域的技術人員可清楚理解本發(fā)明的一些可替代方案、修改以及變形。當然,本領域技術人員意識到除了上述應用外,本發(fā)明還可以有大量的應用。
本發(fā)明結合一個或多個具體實施例進行說明,本領域技術人員意識到可在本發(fā)明保護范圍內(nèi)做一些修改。因此,應當理解,在所附的權利要求和同等內(nèi)容的范圍內(nèi),本發(fā)明除上述具體描述外,還可進行具體應用。
權利要求中的“包括”并不排除未列出的其他元件或步驟,并且不定冠詞“a”或“an”不排除復數(shù)。單個處理器或其他單元可以完成權利要求中描述的幾個器件的功能。
事實上,互相獨立的不同權利要求中描述的某些措施并不表示這些措施的組合沒有益處。計算機程序可存儲或分布在適當?shù)慕橘|(zhì)中,如光學存儲介質(zhì)或者與其他硬件一起提供或作為其他硬件一部分的固態(tài)介質(zhì),但是所述計算機程序也可以其他形式分布,如通過因特網(wǎng)或其他有線或無線電信系統(tǒng)以其他形式分布。