專利名稱：無線局域網(wǎng)中的自適應(yīng)功率控制機(jī)制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線局域網(wǎng)中的功率控制方法及裝置，尤其涉及一種在采用IEEE802.11a/b協(xié)議的無線局域網(wǎng)中的功率控制方法及裝置。
背景技術(shù)：
無線局域網(wǎng)(WLAN)是一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，由于其可以通過無線電波發(fā)射和接收數(shù)據(jù)，從而減少了對(duì)有線連接的需要，同時(shí)WLAN混合了數(shù)據(jù)連接性和用戶移動(dòng)性的優(yōu)點(diǎn)，且部署簡(jiǎn)單，因此，WLAN作為有線局域網(wǎng)的擴(kuò)展或替代品可以被廣泛應(yīng)用在大樓或校園內(nèi)。
采用IEEE802.11a/b協(xié)議的無線局域網(wǎng)是目前應(yīng)用最多的無線局域網(wǎng)。這種無線局域網(wǎng)采用單元結(jié)構(gòu)，將整個(gè)系統(tǒng)分成許多單元，每個(gè)單元稱為一個(gè)基本服務(wù)集(BSSBasic Service Set)，由執(zhí)行相同的媒體訪問控制(MAC)協(xié)議、以爭(zhēng)用方式共享同一無線傳輸媒體的一組無線設(shè)備組成。每組無線設(shè)備包括一個(gè)無線接入點(diǎn)(APAccess Point)和若干個(gè)無線終端，這是基于固定設(shè)施(infrastructure)的模式。若干個(gè)無線終端也可不通過無線接入點(diǎn)，相互直接進(jìn)行通信，這是端到端(peer-to-peer)模式。
為了防止多個(gè)無線設(shè)備同時(shí)使用相同的傳輸媒體發(fā)送數(shù)據(jù)而引起沖突，IEEE 802.11a/b協(xié)議提供了載波監(jiān)聽多路訪問/沖突防止(CSMA/CA)技術(shù)。通過CSMA/CA技術(shù)，無線設(shè)備只有監(jiān)測(cè)到傳輸媒體空閑時(shí)才使用傳輸媒體發(fā)送數(shù)據(jù)，這大大減少多個(gè)無線設(shè)備爭(zhēng)用傳輸媒體引起的沖突。
但是在某些情況下，比如當(dāng)無線設(shè)備A向無線設(shè)備B發(fā)送數(shù)據(jù)，如果無線設(shè)備C相距無線設(shè)備A較遠(yuǎn)而收不到無線設(shè)備A的信號(hào)時(shí)，無線設(shè)備C就認(rèn)為傳輸媒體是空閑的，如果此時(shí)它也向無線設(shè)備B發(fā)送數(shù)據(jù)就會(huì)導(dǎo)致無線設(shè)備B不能成功接收這兩個(gè)無線設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)，這就是所謂的“隱藏節(jié)點(diǎn)(hidden node)”問題。
為了解決“隱藏節(jié)點(diǎn)(hidden node)”問題，IEEE 802.11a/b協(xié)議采用了請(qǐng)求發(fā)送幀(RTS)和清除發(fā)送幀(CTS)機(jī)制。還是以上述的無線設(shè)備A、B、C為例，在無線設(shè)備A競(jìng)爭(zhēng)獲得傳輸媒體的使用權(quán)后，在向無線設(shè)備B發(fā)送數(shù)據(jù)之前，首先向無線設(shè)備B發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求發(fā)送幀(RTS)以預(yù)約傳輸媒體用于發(fā)送預(yù)定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)(通常為與媒體訪問控制層服務(wù)數(shù)據(jù)單元的一個(gè)數(shù)據(jù)段相同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù))，無線設(shè)備B收到請(qǐng)求發(fā)送幀(RTS)后向無線設(shè)備A返回一個(gè)清除發(fā)送幀(CTS)以通知其開始發(fā)送預(yù)定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，無線設(shè)備A收到清除發(fā)送幀(CTS)后開始向無線設(shè)備B發(fā)送預(yù)定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)。對(duì)于無線設(shè)備C來說，雖然距離較遠(yuǎn)收不到無線設(shè)備A發(fā)送的請(qǐng)求發(fā)送幀(RTS)，但是它能收到無線設(shè)備B發(fā)送的清除發(fā)送幀(CTS)，因此在無線設(shè)備A向無線設(shè)備B發(fā)送數(shù)據(jù)期間，無線設(shè)備C雖然監(jiān)測(cè)到傳輸媒體處在空閑狀態(tài)，但是它知道這時(shí)無線設(shè)備A正在向無線設(shè)備B發(fā)送數(shù)據(jù)，所以它不會(huì)向無線設(shè)備B發(fā)送數(shù)據(jù)。
為了應(yīng)用請(qǐng)求發(fā)送幀(RTS)和清除發(fā)送幀(CTS)機(jī)制，無線設(shè)備都有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)分配矢量(NVA)定時(shí)器，在它收到其它無線設(shè)備發(fā)送的請(qǐng)求發(fā)送幀(RTS)或清除發(fā)送幀(CTS)后，把網(wǎng)絡(luò)分配矢量(NVA)定時(shí)器設(shè)置為所述其它無線設(shè)備使用傳輸媒體發(fā)送預(yù)定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)需要的時(shí)間，在網(wǎng)絡(luò)分配矢量(NVA)定時(shí)器時(shí)間計(jì)數(shù)到期之前，無線設(shè)備是不會(huì)使用傳輸媒體發(fā)送數(shù)據(jù)的。
由于采用了RTS/CTS機(jī)制，使用相同傳輸媒體發(fā)送數(shù)據(jù)的無線接入點(diǎn)和無線終端，既可以通過平等地競(jìng)爭(zhēng)而獲得發(fā)送數(shù)據(jù)的信道，又可以避免同時(shí)使用信道傳送數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)生沖突。
在由無線接入點(diǎn)和無線終端組成的無線局域網(wǎng)中，無線接入點(diǎn)(AP)就像是無線通信中的一個(gè)無線基站，負(fù)責(zé)將多個(gè)無線終端聚合到有線的網(wǎng)絡(luò)上。無線終端通常是像筆記本電腦、個(gè)人手持終端等這樣的可以移動(dòng)的終端，通常使用電池供電。
由于無線終端使用的電池?cái)y帶的電能有限，為了高效的利用有限的電能，無線終端應(yīng)當(dāng)能在不同工作情況下選擇最合適的功率發(fā)射信號(hào)以節(jié)約電能。此外，隨著用于移動(dòng)辦公的無線局域網(wǎng)的增多，無線局域網(wǎng)將變得越來越密集，在各個(gè)無線局域網(wǎng)之間的射頻干擾和頻率復(fù)用問題將變得越來越突出。
為了解決上述的兩個(gè)問題，應(yīng)當(dāng)對(duì)無線設(shè)備進(jìn)行功率控制，以使無線設(shè)備可以根據(jù)距離遠(yuǎn)近的不同而自動(dòng)調(diào)節(jié)其發(fā)射功率。使用適當(dāng)?shù)墓β拾l(fā)射信號(hào)，不僅可以節(jié)約電能，而且可以減少各個(gè)無線局域網(wǎng)之間的射頻干擾和提高頻率復(fù)用率。
但是，目前采用IEEE 802.11a/b協(xié)議的無線局域網(wǎng)沒有用于無線設(shè)備的功率控制方法，因此相互通信的無線設(shè)備，無論距離遠(yuǎn)近，都使用標(biāo)稱的發(fā)射功率發(fā)射信號(hào)。雖然也有一些無線終端提供幾個(gè)不同級(jí)別的發(fā)射功率供用戶選擇，但是這種選擇是用戶手工進(jìn)行的，而不是無線終端根據(jù)需要自動(dòng)和實(shí)時(shí)進(jìn)行的。
綜上所述，有必要給采用IEEE 802.11a/b協(xié)議的無線局域網(wǎng)增加一種用于無線設(shè)備的自適應(yīng)功率控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于無線局域網(wǎng)中無線設(shè)備的功率控制方法及裝置。在該方法及裝置中，無線終端根據(jù)無線接入點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)估算它的發(fā)射功率，以便無線終端可以根據(jù)與無線接入點(diǎn)距離遠(yuǎn)近的不同自動(dòng)選擇合適的功率值發(fā)送信號(hào)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于無線局域網(wǎng)中無線設(shè)備的功率控制方法及裝置。在該方法及裝置中，在無線設(shè)備發(fā)送的信號(hào)中嵌入功率控制信息，接收到該信號(hào)的無線設(shè)備可以根據(jù)嵌入的功率控制信息進(jìn)行功率控制。
本發(fā)明的還有一個(gè)目的是提供一種用于無線局域網(wǎng)中無線設(shè)備的功率控制方法及裝置。在該方法及裝置中，通過利用請(qǐng)求發(fā)送幀(RTS)和清除發(fā)送幀(CTS)避免在使用本發(fā)明的功率控制方法時(shí)惡化無線局域網(wǎng)的“隱藏節(jié)點(diǎn)(hidden node)”問題。
按照本發(fā)明的一種在無線局域網(wǎng)中由無線設(shè)備執(zhí)行的功率控制方法，包括步驟接收來自該無線局域網(wǎng)中的另一無線設(shè)備的信號(hào)；檢測(cè)該接收信號(hào)的強(qiáng)度；和將信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果作為功率控制信息嵌入到欲向該另一無線設(shè)備發(fā)送的信號(hào)中。
按照本發(fā)明的一種在無線局域網(wǎng)中由無線終端執(zhí)行的功率控制方法，包括步驟接收來自無線局域網(wǎng)中無線接入點(diǎn)的信號(hào)；檢測(cè)該接收信號(hào)中用于功率測(cè)試的信號(hào)強(qiáng)度；和根據(jù)該功率測(cè)試信號(hào)的強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果，估算該無線終端向該無線接入點(diǎn)發(fā)送信號(hào)的發(fā)射功率。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是本發(fā)明的信標(biāo)信號(hào)(beacon signals)與功率調(diào)整點(diǎn)的關(guān)系示意圖；圖2是為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的開環(huán)功率控制方法，無線終端射頻部分的模塊方框圖；圖3是在本發(fā)明的閉環(huán)功率控制方法中，一個(gè)具有多個(gè)數(shù)據(jù)段的媒體訪問控制層服務(wù)數(shù)據(jù)單元(MSDU)的傳輸示意圖；(上下箭頭示出了功控信息的交換過程)圖4是本發(fā)明的具有功率控制域的物理層匯聚協(xié)議頭的格式；圖5是本發(fā)明的一種使用請(qǐng)求發(fā)送幀(RTS)和清除發(fā)送幀(CTS)避免“隱藏節(jié)點(diǎn)(hidden node)”問題的方法示意圖；圖6是本發(fā)明的一種源無線設(shè)備在數(shù)據(jù)發(fā)送失敗后的通知方法示意圖。
發(fā)明詳述在詳細(xì)描述本發(fā)明的功率控制方法之前，首先需要說明使用本發(fā)明功率控制方法的無線設(shè)備(無線接入點(diǎn)或無線終端)應(yīng)當(dāng)與現(xiàn)有采用IEEE 802.11協(xié)議的無線設(shè)備相兼容。
本發(fā)明提出的功率控制方法，根據(jù)工作原理不同分為開環(huán)功率控制方法和閉環(huán)功率控制方法。
下面結(jié)合附圖分別對(duì)這兩種功率控制方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
1、開環(huán)功率控制方法本發(fā)明的開環(huán)功率控制方法是一種基于無線接入點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行功率調(diào)整的功率控制方法。它的工作原理如下在一個(gè)基本服務(wù)集(BSS)中的無線接入點(diǎn)周期地向無線終端發(fā)送信標(biāo)信號(hào)(beacon signals)；在該基本服務(wù)集(BSS)中的無線終端接收無線接入點(diǎn)發(fā)送的信標(biāo)信號(hào)，并根據(jù)收到的信標(biāo)信號(hào)計(jì)算接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)；根據(jù)計(jì)算得到的接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)和預(yù)定的發(fā)射功率估算準(zhǔn)則，無線終端估算合適的發(fā)射功率；無線終端使用估算得到的合適的發(fā)射功率向無線接入點(diǎn)發(fā)送信號(hào)。
其中所述預(yù)定的發(fā)射功率估算準(zhǔn)則是指在確保所需數(shù)據(jù)傳輸速率的前提下，使估算得到的發(fā)射功率值最小。對(duì)于所述預(yù)定的發(fā)射功率估算準(zhǔn)則，發(fā)射功率的估算應(yīng)綜合考慮接收信號(hào)強(qiáng)度，接收機(jī)靈敏度，所采用的傳播模型等因素，同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)考慮整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的部署和規(guī)劃，具體的傳播環(huán)境等，類似于蜂窩移動(dòng)通信的功率控制中采用的方法。
無線終端除了可以根據(jù)信標(biāo)信號(hào)估算其發(fā)射功率外，也可根據(jù)任何其它信號(hào)來估算功率。但利用信標(biāo)信號(hào)是最可靠的，因?yàn)樗侵芷谛园l(fā)送的。
由于無線局域網(wǎng)(WLAN)采用時(shí)分雙工方式，上行和下行信道可以認(rèn)為是對(duì)稱的，所以下行信道的測(cè)量結(jié)果可以用于上行信道。
為了使上述的開環(huán)功率控制方法能夠跟蹤無線局域網(wǎng)的信道變化，需要仔細(xì)選擇信標(biāo)信號(hào)的發(fā)射間隔。圖1是信標(biāo)信號(hào)(beaconsignals)與功率調(diào)整點(diǎn)的關(guān)系示意圖。
為了應(yīng)用本發(fā)明的開環(huán)功率控制方法，需要修改現(xiàn)有無線終端的射頻部分的結(jié)構(gòu)。圖2是修改后無線終端的射頻部分的模塊方框圖，如圖所示，修改后無線終端的射頻部分包括信號(hào)接收模塊10，用于接收來自無線接入點(diǎn)的信號(hào)；接收信號(hào)強(qiáng)度指示計(jì)算模塊20，用于對(duì)接收機(jī)模塊接收到的來自無線接入點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并計(jì)算接收信號(hào)強(qiáng)度指示信息(RSSI)；發(fā)射功率估算模塊30，用于根據(jù)接收信號(hào)強(qiáng)度指示計(jì)算模塊20計(jì)算得到的接收信號(hào)強(qiáng)度指示信息(RSSI)和預(yù)定的發(fā)射功率估算準(zhǔn)則，估算合適的發(fā)射功率；信號(hào)發(fā)送模塊40，用于以發(fā)射功率估算模塊30估算得到的發(fā)射功率向所述無線接入點(diǎn)發(fā)送信號(hào)。
2、閉環(huán)功率控制方法本發(fā)明的閉環(huán)功率控制方法是一種基于IEEE 802.11a/b媒體訪問控制層(MAC)協(xié)議的功率控制方法，它可以同時(shí)對(duì)上下行信道進(jìn)行功率控制。
下面結(jié)合附圖3，以一個(gè)具有多個(gè)數(shù)據(jù)段的媒體訪問控制層服務(wù)數(shù)據(jù)單元(MSDU)的傳輸為例，詳細(xì)描述本發(fā)明的閉環(huán)功率控制方法(圖中上下箭頭表示功率控制信息的交換)。為了敘述的方便，在下面的描述中把發(fā)送數(shù)據(jù)的無線設(shè)備(無線終端或無線接入點(diǎn))稱為源無線設(shè)備，而把接收數(shù)據(jù)的無線設(shè)備(無線終端或無線接入點(diǎn))稱為目的無線設(shè)備。
如圖3所示，本發(fā)明的閉環(huán)功率控制方法包括源無線設(shè)備向目的無線設(shè)備發(fā)送媒體訪問控制層服務(wù)數(shù)據(jù)單元的第一個(gè)數(shù)據(jù)段Fragment 0。在接收到源無線設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)段Fragment 0后，目的無線設(shè)備根據(jù)數(shù)據(jù)段Fragment 0計(jì)算接收信號(hào)強(qiáng)度指示信息(RSSI)，并把計(jì)算得到的接收信號(hào)強(qiáng)度指示信息(RSSI)嵌入到即將向源無線設(shè)備發(fā)送的對(duì)數(shù)據(jù)段Fragment 0進(jìn)行確認(rèn)的確認(rèn)信號(hào)ACK0中，然后把確認(rèn)信號(hào)ACK0發(fā)送給源無線設(shè)備；在接收到目的無線設(shè)備返回的確認(rèn)信號(hào)ACK0后，源無線設(shè)備根據(jù)嵌在確認(rèn)信號(hào)ACK0中的接收信號(hào)強(qiáng)度指示信息(RSSI)調(diào)整即將向目的無線設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)段Fragment 1的發(fā)射功率，然后根據(jù)該確認(rèn)信號(hào)ACK0，計(jì)算接收信號(hào)強(qiáng)度指示信息(RSSI)，并將接收信號(hào)強(qiáng)度指示信息(RSSI)嵌入到數(shù)據(jù)段Fragment 1中，最后使用調(diào)整后的發(fā)射功率向目的無線設(shè)備發(fā)送嵌入有接收信號(hào)強(qiáng)度指示信息(RSSI)的數(shù)據(jù)段Fragment 1；在接收到源無線設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)段Fragment 1后，目的無線設(shè)備根據(jù)嵌在數(shù)據(jù)段Fragment 1中的接收信號(hào)強(qiáng)度指示信息(RSSI)調(diào)整即將向目的無線設(shè)備發(fā)送確認(rèn)信號(hào)ACK1的發(fā)射功率，然后根據(jù)數(shù)據(jù)段Fragment 1計(jì)算接收信號(hào)強(qiáng)度指示信息(RSSI)并把計(jì)算得到的接收信號(hào)強(qiáng)度指示信息(RSSI)嵌入到確認(rèn)信號(hào)ACK1中，最后使用調(diào)整后的發(fā)射功率向源無線設(shè)備發(fā)送嵌入有接收信號(hào)強(qiáng)度指示信息(RSSI)的確認(rèn)信號(hào)ACK1；以此類推，目的無線設(shè)備對(duì)隨后從源無線設(shè)備中接收到的數(shù)據(jù)段按照數(shù)據(jù)段Fragment1的方式進(jìn)行處理，而源無線設(shè)備對(duì)隨后從目的無線設(shè)備中接收到的確認(rèn)信號(hào)按照確認(rèn)信號(hào)ACK0的方式進(jìn)行處理，直到通信結(jié)束。
對(duì)于上述方法中的接收信號(hào)強(qiáng)度指示信息(RSSIReceive SignalStrength Indicator)，圖4顯示了它在幀中的放置位置。如圖所示，接收信號(hào)強(qiáng)度指示信息(RSSI)可以嵌在發(fā)送信號(hào)的物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PPDU)的物理層匯聚協(xié)議頭(PLCP Header)中目前沒有使用的服務(wù)域(Service)內(nèi)，或者在物理層匯聚協(xié)議頭(PLCP Header)中新增一個(gè)的功率控制域(如圖4所示，這里的雙引線表示在物理層匯聚協(xié)議頭的后部增加一個(gè)功率控制域，而不是將整個(gè)物理層匯聚協(xié)議頭作為功率控制域)，然后把接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)嵌在它里面。
上述是本發(fā)明的閉環(huán)功率控制方法。通過本發(fā)明的閉環(huán)功率控制方法，無線設(shè)備(無線終端或無線接入點(diǎn))可以自動(dòng)調(diào)整它的發(fā)射功率以使用最小的功率值發(fā)送信號(hào)，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
但是在使用本發(fā)明閉環(huán)功率控制方法傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，如果不采取一定的措施會(huì)惡化無線局域網(wǎng)固有的“隱藏節(jié)點(diǎn)(hidden node)”問題。因?yàn)檎谑褂脗鬏斆襟w發(fā)送數(shù)據(jù)的無線設(shè)備，通常在使用本發(fā)明的功率控制方法時(shí)它的發(fā)射功率比不用功率控制方法時(shí)小，這樣就有更多的其它無線設(shè)備不能監(jiān)測(cè)到傳輸媒體正在被使用，因此爭(zhēng)用傳輸媒體的沖突也就更容易發(fā)生。
圖5顯示了一種使用請(qǐng)求發(fā)送(RTS)幀和清除發(fā)送(CTS)幀的方法，以避免在使用閉環(huán)功率控制方法傳輸數(shù)據(jù)時(shí)惡化“隱藏節(jié)點(diǎn)(hidden node)”的問題。
如圖5所示，在源無線設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)得到傳輸媒體的使用權(quán)后，在使用傳輸媒體向目的無線設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)之前，源無線設(shè)備首先以標(biāo)稱的發(fā)射功率向目的無線設(shè)備發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求發(fā)送幀(RTS)，以預(yù)約傳輸媒體用于發(fā)送一個(gè)與媒體訪問控制層服務(wù)數(shù)據(jù)單元(MSDU)相同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)(而不是媒體訪問控制層服務(wù)數(shù)據(jù)單元(MSDU)的一個(gè)數(shù)據(jù)段)。接收到該請(qǐng)求發(fā)送幀(RTS)后，目的無線設(shè)備以標(biāo)稱的發(fā)射功率向源無線設(shè)備返回一個(gè)清除發(fā)送幀(CTS)以通知其開始發(fā)送所述與媒體訪問控制層服務(wù)數(shù)據(jù)單元(MSDU)相同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)。源無線設(shè)備收到清除發(fā)送幀(CTS)后，使用圖3描述的閉環(huán)功率控制方法向目的無線設(shè)備發(fā)送所述與媒體訪問控制層服務(wù)數(shù)據(jù)單元(MSDU)相同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)。而處在同一個(gè)基本服務(wù)集(BSS)的其它無線設(shè)備在收到源無線設(shè)備發(fā)送的請(qǐng)求發(fā)送幀(RTS)或目的無線設(shè)備發(fā)送的清除發(fā)送幀(CTS)后，設(shè)置它們的無線網(wǎng)絡(luò)矢量(NAV)定時(shí)器為源無線設(shè)備發(fā)送所述與媒體訪問控制層服務(wù)數(shù)據(jù)單元(MSDU)相同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)需要的時(shí)間。這樣在無線網(wǎng)絡(luò)矢量(NAV)定時(shí)器時(shí)間計(jì)數(shù)到期之前，即源無線設(shè)備發(fā)送所述與媒體訪問控制層服務(wù)數(shù)據(jù)單元(MSDU)相同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)的期間，處在同一個(gè)基本服務(wù)集(BSS)的其它無線設(shè)備不會(huì)使用傳輸媒體發(fā)送數(shù)據(jù)。
通過上述的描述可知，圖5的方法確保在源無線設(shè)備使用傳輸媒體發(fā)送與媒體訪問控制層服務(wù)數(shù)據(jù)單元(MSDU)相同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)的期間，只有源無線設(shè)備與目的無線設(shè)備使用傳輸媒體通信，而處在同一個(gè)基本服務(wù)集(BSS)的其它無線設(shè)備都不使用傳輸媒體，這樣既避免了“隱藏節(jié)點(diǎn)(hidden node)”問題，又使得源無線設(shè)備與目的無線設(shè)備在通信過程中可以利用閉環(huán)功率控制方法以節(jié)省電源和減少對(duì)相鄰基本服務(wù)集(BSS)的射頻干擾。
在應(yīng)用本發(fā)明的閉環(huán)功率控制方法傳輸數(shù)據(jù)的過程中，在使用請(qǐng)求發(fā)送(RTS)幀和清除發(fā)送(CTS)幀避免惡化無線局域網(wǎng)的“隱藏節(jié)點(diǎn)(hidden node)”問題時(shí)，需要有相應(yīng)的方法在源無線設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)失敗后通知處在同一個(gè)基本服務(wù)集(BSS)的其它無線設(shè)備重新競(jìng)爭(zhēng)傳輸媒體的使用。
圖6顯示了一種源無線設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)失敗后的通知方法。如圖所示，在數(shù)據(jù)發(fā)送失敗后，比如在確認(rèn)定時(shí)器時(shí)間計(jì)數(shù)到期后沒有接收到確認(rèn)信號(hào)(ACK)或者出現(xiàn)別的導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸失敗的情況，源無線設(shè)備以標(biāo)稱的發(fā)射功率向處在同一個(gè)基本服務(wù)集(BSS)的其它無線設(shè)備發(fā)送一個(gè)失敗通知幀(FAFFailure Announcement Frame)以通知它們數(shù)據(jù)發(fā)送失敗和要求它們把網(wǎng)絡(luò)分配矢量(NAV)定時(shí)器設(shè)置為0。處在同一個(gè)基本服務(wù)集(BSS)的其它無線設(shè)備收到源無線設(shè)備的失敗通知幀(FAF)后，設(shè)置它們的網(wǎng)絡(luò)分配矢量(NAV)定時(shí)器為0，然后開始對(duì)傳輸媒體進(jìn)行新一輪的競(jìng)爭(zhēng)。為了重傳傳輸失敗的數(shù)據(jù)，該源無線設(shè)備也加入對(duì)傳輸媒體的競(jìng)爭(zhēng)。
本發(fā)明的閉環(huán)功率控制方法，在無線設(shè)備中同時(shí)需要硬件和軟件的支持。
用于無線設(shè)備的功率控制裝置包括一個(gè)接收裝置，用于接收來自另一無線設(shè)備的信號(hào)；一個(gè)檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)該接收信號(hào)的強(qiáng)度；一個(gè)嵌入裝置，用于將信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果作為功率控制信息嵌入到即將向該另一無線設(shè)備發(fā)送的信號(hào)中；一個(gè)調(diào)整裝置，用于根據(jù)嵌入在所述接收信號(hào)中的功率控制信息，調(diào)整即將向所述另一無線設(shè)備發(fā)送信號(hào)的發(fā)射功率；一個(gè)發(fā)送裝置，用于向所述另一無線設(shè)備發(fā)送一個(gè)用于預(yù)約傳輸媒體以發(fā)送預(yù)定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)的請(qǐng)求發(fā)送幀(RTS)，和在所述接收裝置收到來自所述另一無線設(shè)備的清除發(fā)送幀(CTS)后，使用預(yù)約的傳輸媒體向所述另一無線設(shè)備發(fā)送預(yù)定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，此外，該發(fā)送裝置，還可以在收到請(qǐng)求發(fā)送幀(RTS)后，以標(biāo)稱的發(fā)射功率，發(fā)送一個(gè)清除發(fā)送幀(CTS)，和當(dāng)數(shù)據(jù)傳送失敗時(shí)，以標(biāo)稱功率向其他無線設(shè)備發(fā)送失敗通知幀(FAF)；以及一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)裝置，用于與所述其他無線設(shè)備一起競(jìng)爭(zhēng)傳輸媒體以發(fā)送數(shù)據(jù)。
以上描述的是本發(fā)明的開環(huán)功率控制方法及裝置和閉環(huán)功率控制方法及裝置。為了取得更加良好的效果，所述的兩種功率控制方法及裝置可以聯(lián)合起來使用。
另外，采用本發(fā)明中的功率控制機(jī)制的產(chǎn)品應(yīng)該與現(xiàn)有的802.11b/a產(chǎn)品兼容，使其能夠與現(xiàn)有的無功率控制機(jī)制的產(chǎn)品通信。在設(shè)置基本服務(wù)集/獨(dú)立基本服務(wù)集(BSS/IBSS)時(shí)增加一個(gè)模式選擇操作或在PLCP頭中增加一個(gè)模式比特，用來選擇功率控制模式或非功率控制模式就可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
有益效果綜上所述，通過本發(fā)明的開環(huán)功率控制方法及裝置，使得無線終端可以根據(jù)無線接入點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)自動(dòng)的調(diào)整它的發(fā)射功率；通過本發(fā)明的閉環(huán)功率控制方法及裝置，使得無線設(shè)備可以根據(jù)另一無線設(shè)備嵌入在信號(hào)中的接收信號(hào)強(qiáng)度指示自動(dòng)地計(jì)算和調(diào)整它的發(fā)射功率；還通過利用請(qǐng)求發(fā)送(RTS)幀和清除發(fā)送(CTS)幀避免使用本發(fā)明的閉環(huán)功率控制方法及裝置引起的“隱藏節(jié)點(diǎn)(hidden node)”的問題。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明所公開的用于無線局域網(wǎng)中無線設(shè)備的功率控制方法及裝置，可以在不脫離本發(fā)明內(nèi)容的基礎(chǔ)上做出各種改進(jìn)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)由所附的權(quán)利要求書的內(nèi)容確定。
權(quán)利要求
1.一種在無線局域網(wǎng)中由無線設(shè)備執(zhí)行的功率控制方法，包括步驟(a)接收來自該無線局域網(wǎng)中的另一無線設(shè)備的信號(hào)；(b)檢測(cè)該接收信號(hào)的強(qiáng)度；和(c)將信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果作為功率控制信息嵌入到欲向該另一無線設(shè)備發(fā)送的信號(hào)中。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟(d)根據(jù)嵌入在所述接收信號(hào)中的功率控制信息，調(diào)整欲向所述另一無線設(shè)備發(fā)送信號(hào)的發(fā)射功率。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述功率控制信息嵌入在該發(fā)送信號(hào)的物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元的物理層匯聚協(xié)議頭(PLCPHeader)的服務(wù)域(Service)中。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述功率控制信息嵌入在該發(fā)送信號(hào)的物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元的物理層匯聚協(xié)議頭(PLCPHeader)中新增的一個(gè)功率控制域中。
5.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中在執(zhí)行步驟(a)之前，還包括步驟以不小于標(biāo)稱發(fā)射功率的數(shù)值，向所述另一無線設(shè)備發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求發(fā)送幀(RTS)，以預(yù)約傳輸媒體來發(fā)送數(shù)據(jù)；和在收到來自所述另一無線設(shè)備的清除發(fā)送幀(CTS)后，使用預(yù)約的傳輸媒體向所述另一無線設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中在執(zhí)行步驟(a)之前，還包括步驟在收到來自所述另一無線設(shè)備的一個(gè)請(qǐng)求發(fā)送幀(RTS)后，以不小于標(biāo)稱發(fā)射功率的數(shù)值，向所述另一無線設(shè)備發(fā)送一個(gè)清除發(fā)送幀(CTS)，以通知所述另一無線設(shè)備開始通過所述預(yù)約的傳輸媒體發(fā)送數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述通過預(yù)約的傳輸媒體發(fā)送的數(shù)據(jù)是一個(gè)與媒體訪問控制層服務(wù)數(shù)據(jù)單元(MSDU)有相同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述通過預(yù)約的傳輸媒體發(fā)送的數(shù)據(jù)是一個(gè)與媒體訪問控制層服務(wù)數(shù)據(jù)單元(MSDU)有相同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求1或2所述的方法，還包括步驟(e)如果數(shù)據(jù)傳送失敗，則以不小于標(biāo)稱發(fā)射功率的數(shù)值，向其他無線設(shè)備發(fā)送失敗通知幀(FAF)；(f)與所述其他無線設(shè)備一起競(jìng)爭(zhēng)傳輸媒體以發(fā)送數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求1或2所述的方法，適用于無線終端或無線接入點(diǎn)之中的任意一個(gè)。
11.一種在無線局域網(wǎng)中由無線終端執(zhí)行的功率控制方法，包括步驟接收來自無線局域網(wǎng)中無線接入點(diǎn)的信號(hào)；檢測(cè)該接收信號(hào)中用于功率測(cè)試的信號(hào)強(qiáng)度；和根據(jù)該功率測(cè)試信號(hào)的強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果，估算該無線終端向該無線接入點(diǎn)發(fā)送信號(hào)的發(fā)射功率。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述的功率測(cè)試信號(hào)是無線接入點(diǎn)周期性發(fā)送的信標(biāo)信號(hào)(beacon signals)。
13.一種在無線局域網(wǎng)中使用的無線設(shè)備，包括一個(gè)接收裝置，用于接收來自該無線局域網(wǎng)中的另一無線設(shè)備的信號(hào)；一個(gè)檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)該接收信號(hào)的強(qiáng)度；和一個(gè)嵌入裝置，用于將信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果作為功率控制信息嵌入到欲向該另一無線設(shè)備發(fā)送的信號(hào)中。
14.如權(quán)利要求13所述的無線設(shè)備，還包括一個(gè)調(diào)整裝置，用于根據(jù)嵌入在所述接收信號(hào)中的功率控制信息，調(diào)整欲向所述另一無線設(shè)備發(fā)送信號(hào)的發(fā)射功率。
15.如權(quán)利要求13或14所述的無線設(shè)備，還包括一個(gè)發(fā)送裝置，用于向所述另一無線設(shè)備以不小于標(biāo)稱發(fā)射功率的數(shù)值發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求發(fā)送幀(RTS)，以預(yù)約傳輸媒體來發(fā)送數(shù)據(jù)；和用于在所述接收裝置收到來自所述另一無線設(shè)備的清除發(fā)送幀(CTS)后，使用預(yù)約的傳輸媒體向所述另一無線設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。
16.如權(quán)利要求13或14所述的無線設(shè)備，還包括一個(gè)發(fā)送裝置，用于在收到來自所述另一無線設(shè)備的一個(gè)請(qǐng)求發(fā)送幀(RTS)后，以不小于標(biāo)稱發(fā)射功率的數(shù)值，向所述另一無線設(shè)備發(fā)送一個(gè)清除發(fā)送幀(CTS)，以通知所述另一無線設(shè)備開始通過所述預(yù)約的傳輸媒體發(fā)送數(shù)據(jù)。
17.如權(quán)利要求13或14所述的無線設(shè)備，還包括一個(gè)發(fā)送裝置，用于當(dāng)數(shù)據(jù)傳送失敗時(shí)，以不小于標(biāo)稱發(fā)射功率的數(shù)值，向其他無線設(shè)備發(fā)送失敗通知幀(FAF)；一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)裝置，用于與所述其他無線設(shè)備一起競(jìng)爭(zhēng)傳輸媒體以發(fā)送數(shù)據(jù)。
18.一種在無線局域網(wǎng)中使用的無線終端，包括一個(gè)接收裝置，用于接收來自無線局域網(wǎng)中無線接入點(diǎn)的信號(hào)；一個(gè)檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)該接收信號(hào)中用于功率測(cè)試的信號(hào)強(qiáng)度；一個(gè)估算裝置，用于根據(jù)該功率測(cè)試信號(hào)的強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果，調(diào)整該無線終端向該無線接入點(diǎn)發(fā)送信號(hào)的發(fā)射功率。
19.如權(quán)利要求18所述的無線終端，其中，所述的功率測(cè)試信號(hào)是無線接入點(diǎn)周期性發(fā)送的信標(biāo)信號(hào)(beacon signals)。
全文摘要
一種在無線局域網(wǎng)中由無線設(shè)備執(zhí)行的功率控制方法，包括步驟接收來自該無線局域網(wǎng)中的另一無線設(shè)備的信號(hào)；檢測(cè)該接收信號(hào)的強(qiáng)度；和將信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果作為功率控制信息嵌入到欲向該另一無線設(shè)備發(fā)送的信號(hào)中。通過該功率控制方法，無線設(shè)備根據(jù)嵌入在信號(hào)中的RSSI(接收信號(hào)強(qiáng)度指示)自動(dòng)地計(jì)算和調(diào)整它的發(fā)射功率。
文檔編號(hào)H04B7/005GK1846364SQ200480025072
公開日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2004年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月2日
發(fā)明者吳克毅, 郭浩廣 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司