專利名稱：用于經(jīng)由定向天線和全向天線進(jìn)行無線通信的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
概括地說，本發(fā)明涉及通信，具體地說，本發(fā)明涉及無線通信網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)發(fā)射和 接收。
背景技術(shù)：
無線通信網(wǎng)絡(luò)可以包括經(jīng)由無線介質(zhì)彼此之間能夠進(jìn)行通信的多個站。每一個站 可以是固定的，也可以是移動的，并且可以位于無線網(wǎng)絡(luò)中的任何地方。給定的一個站A可 以與另一個站B交換數(shù)據(jù)，并且每一個站在數(shù)據(jù)交換時可能并不了解其它站的位置。站A 可以全方向地發(fā)射，從而提高站B成功接收的可能性。同樣，站B也可以從所有方向接收， 從而提高從站A接收傳輸?shù)目赡苄?。但是，來自站A的全向發(fā)射可能會對附近的其它站造 成干擾。同樣，站B的全向接收也可能導(dǎo)致從其它站接收到更多的干擾。站A所造成的干 擾和站B所接收的干擾對所有受影響站的性能造成不利的影響。因此，在本領(lǐng)域中需要提高無線通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)發(fā)射和接收性能的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本申請描述了使用全向天線和定向天線中的至少之一來進(jìn)行通信的技術(shù)。定向天 線是能夠經(jīng)由小于360° (例如，從10°到120° )的波束寬度來發(fā)射和/或接收數(shù)據(jù)的天 線。全向天線是能夠經(jīng)由360°的全部或大部分來發(fā)射和/或接收數(shù)據(jù)的天線。全向天線 可以是特別設(shè)計的天線，或者也可以用多個定向天線來形成或合成。在一個方面，一個站配備的天線單元可被選擇作為全向天線或者一付或多付定向 天線來進(jìn)行通信，其中所說的全向天線或者定向天線可以用下文描述的各種方式來實現(xiàn)。 該站可以根據(jù)各種因素從這些天線單元中選擇用于通信的全向天線或定向天線，其中這些 因素諸如是例如通信的目標(biāo)站位置或方向是否是已知的、正在交換控制幀還是數(shù)據(jù)幀等 等。在另一個方面，該站能夠以各種方式從多個可用的定向天線中選擇一個具體的定向天 線。例如，該站可以估計多個定向天線各自從目標(biāo)站接收的傳輸?shù)乃邮招盘枏?qiáng)度或所接 收信號質(zhì)量，并可以選擇具有最高接收信號強(qiáng)度或質(zhì)量的定向天線。該站還可以根據(jù)目標(biāo) 站的位置或方向來選擇定向天線，其中所述目標(biāo)站是先前已知的或者是根據(jù)任何定位技術(shù) 來確定的。
4
在一個適用于IEEE 802. 11的具體設(shè)計方案中，該站使用全向天線和定向天線來 與目標(biāo)站進(jìn)行請求發(fā)送和允許發(fā)送(RTS/CTS)的通信。該站可以經(jīng)由全向天線從目標(biāo)站接 收RTS巾貞，并例如根據(jù)RTS幀的到達(dá)方向來選擇定向天線。該站可以經(jīng)由全向天線向目標(biāo) 站發(fā)送CTS幀。隨后，該站可以在RTS幀指示的持續(xù)時間內(nèi)，經(jīng)由所選擇的定向天線從目標(biāo) 站接收一個或多個數(shù)據(jù)幀。在此持續(xù)時間之后，該站可以切換回全向天線。下文進(jìn)一步詳細(xì)地描述本發(fā)明的各個方面和特征。


圖1示出了無線局域網(wǎng)(WLAN)。
圖2示出了無線網(wǎng)格(mesh)網(wǎng)。
圖3示出了無線網(wǎng)絡(luò)中兩個站的框圖。
圖4A、圖4B和圖4C示出了全向天線和定向天線的三種設(shè)計方案。
圖5A示出了一個全向波束模式的例子。
圖5B示出了 一個定向波束模式的例子。
圖6A和圖6B分別示出了用于天線選擇的處理和裝置。
圖7示出了用于扇區(qū)選擇的處理。
圖8示出了用于速率選擇的處理。
圖9A和圖9B分別示出了用于在兩個鏈路上對站進(jìn)行操作的處理過程和裝置。
圖IOA和圖IOB分別示出了用于在RTS/CTS交換中發(fā)射數(shù)據(jù)幀的處理和裝置。
圖IlA和圖IlB分別示出了用于在RTS/CTS交換中接收數(shù)據(jù)幀的處理和裝置。
具體實施例方式下文描述本發(fā)明的各個方面。顯而易見的是，本申請的內(nèi)容可以用多種形式來實 現(xiàn)，本申請公開的任何特定結(jié)構(gòu)、功能或二者僅僅是說明性的。根據(jù)本申請的內(nèi)容，本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本申請公開的方面可以獨立于任何其它方面來實現(xiàn)，并且可以 用各種方式組合這些方面的兩個或更多。例如，使用任意數(shù)量的本申請所闡述方面可以實 現(xiàn)裝置或可以實現(xiàn)方法。此外，使用其它結(jié)構(gòu)、功能、或者除本申請闡述的一個或多個方面 之外的結(jié)構(gòu)和功能或不同于本申請闡述的一個或多個方面的結(jié)構(gòu)和功能，可以實現(xiàn)此種裝 置或?qū)崿F(xiàn)此方法。本申請描述的技術(shù)可以用于各種無線通信網(wǎng)絡(luò)，例如無線局域網(wǎng)(WLAN)、無線城 域網(wǎng)(WMAN)、無線廣域網(wǎng)(WffAN)、無線網(wǎng)格網(wǎng)等等。術(shù)語“網(wǎng)絡(luò)”和“系統(tǒng)”經(jīng)常互換地使用。 WLAN可以實現(xiàn)IEEE 802. 11系列標(biāo)準(zhǔn)、高性能無線局域網(wǎng)(Hiperlan)等中的任何無線技 術(shù)。WMAN可以實現(xiàn)IEEE 802. 16等等。WffAN可以是蜂窩網(wǎng)絡(luò)，例如碼分多址(CDMA)網(wǎng)絡(luò)、時 分多址(TDMA)網(wǎng)絡(luò)、頻分多址(FDMA)網(wǎng)絡(luò)、正交FDMA(OFDMA)網(wǎng)絡(luò)、單載波FDMA(SC-FDMA) 網(wǎng)絡(luò)等等。下文描述了用于實現(xiàn)IEEE 802. 11無線網(wǎng)絡(luò)的某些技術(shù)方面。圖1示出了具有一個接入點110和多個站120的WLAN 100。通常來說，WLAN可以 包括任意數(shù)量的接入點和任意數(shù)量的站。站是能夠經(jīng)由無線介質(zhì)與另一個站進(jìn)行通信的設(shè) 備。站還可以稱作為終端、移動站、用戶設(shè)備、用戶站等等。站可以是蜂窩電話、手持設(shè)備、 無線設(shè)備、個人數(shù)字助理(PDA)、膝上型計算機(jī)、無線調(diào)制解調(diào)器、無線電話等等。接入點是
5經(jīng)由無線介質(zhì)為與接入點相關(guān)聯(lián)的站提供接入分發(fā)服務(wù)的站。接入點還稱作為基站、基站 收發(fā)機(jī)(BTS)、節(jié)點B等等。站120可以與接入點110進(jìn)行通信和/或彼此之間經(jīng)由對等鏈 路進(jìn)行通信。接入點110可以耦接到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)130，并可以經(jīng)由數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與其它設(shè)備進(jìn)行通 信。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)130可以是因特網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或者一些其它有線或無線網(wǎng)絡(luò)。圖2示出了可以在諸如校園區(qū)域、城市中心、購物商場或一些其它通常具有較高 密度人口特征的熱點地域里配置的無線網(wǎng)格網(wǎng)200。無線網(wǎng)格網(wǎng)200可以根據(jù)IEEE 802. 11 無線技術(shù)或一些其它無線技術(shù)來進(jìn)行工作。無線網(wǎng)格網(wǎng)200包括多個節(jié)點，后者稱為網(wǎng)格 點220、230和240。網(wǎng)格點220和230可以轉(zhuǎn)發(fā)其它網(wǎng)格點的業(yè)務(wù)。網(wǎng)格點240是不轉(zhuǎn)發(fā) 其它網(wǎng)格點業(yè)務(wù)的枝葉網(wǎng)格點。通常來說，每一個網(wǎng)格點可以是一個站，也可以是一個接入點。在圖2所示的例子 中，網(wǎng)格點220和230可以是接入點，而網(wǎng)格點240可以是枝葉站和/或接入點。接入點220 可以直接連接到回程網(wǎng)絡(luò)210，后者可以是作為無線網(wǎng)格網(wǎng)200骨干網(wǎng)的有線基礎(chǔ)設(shè)施。通 過僅僅使一部分接入點直接地連接到回程網(wǎng)絡(luò)210，可以降低建網(wǎng)和運行費用。為了經(jīng)過回 程網(wǎng)絡(luò)210交換業(yè)務(wù)，接入點230可以彼此之間通信和/或與接入點220經(jīng)由接入點間網(wǎng) 格通信進(jìn)行通信。接入點230可以作為向接入點220轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)的實體。枝葉站240可以與 接入點220和/或230進(jìn)行通信。在網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)200中，數(shù)據(jù)(或分組)幀可以經(jīng)過由一個或多個網(wǎng)格點組成的路由 從源向目的流動。路由算法可以用于確定所述幀到達(dá)目的地所經(jīng)過的一系列網(wǎng)格點。在某 些情況下，接入點可能發(fā)生擁塞，因此，為了解除網(wǎng)絡(luò)擁塞，可以請求向擁塞接入點轉(zhuǎn)發(fā)業(yè) 務(wù)的其它接入點減速。圖3示出了無線網(wǎng)絡(luò)中兩個站310和350的設(shè)計方案框圖。對于圖1中的WLAN 100來說，站310可以是接入點110，站350可以是站120的其中之一。站310還可以是站 120的其中之一，站350可以是接入點110。對于圖2中的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)200來說，站310和350 可以都是網(wǎng)格點220、230或240。通常來說，本申請描述的“站”可以是不提供接入分發(fā)服 務(wù)的站(STA)，還可以是提供接入分發(fā)服務(wù)的接入點(AP)。站310可以使用多個(T)天線單元320a到320t來進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)射和接收。站350 可以使用多個(R)天線單元352a到352r來進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)射和接收。通常來說，T和R都可 以是任意的整數(shù)值。在一些設(shè)計方案中，T和R都可以等于2或4。如下文所述，每一個站 的天線單元都可以用于合成全向天線和定向天線。在站310，發(fā)射(TX)數(shù)據(jù)處理器312可以從數(shù)據(jù)源(沒有畫出)接收業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和 /或從控制器/選擇器/處理器330接收其它數(shù)據(jù)。TX數(shù)據(jù)處理器312可以處理(例如， 格式化、編碼、交織和符號映射)所接收的數(shù)據(jù)并生成數(shù)據(jù)符號，其中數(shù)據(jù)符號是數(shù)據(jù)的調(diào) 制符號。TX空間處理器314可以將數(shù)據(jù)符號與導(dǎo)頻符號復(fù)用，如果適用則進(jìn)行發(fā)射空間處 理，并向調(diào)制器(MOD)、解調(diào)器(DEMOD)和交換機(jī)單元318提供T個輸出符號流。單元318 可以對每個輸出符號流(例如，OFDM等等的輸出符號流)進(jìn)行調(diào)制并生成輸出碼片流。單 元318還可以調(diào)節(jié)(例如，變換到模擬、放大、濾波、上變頻和功率放大)每個輸出碼片流以 生成射頻(RF)信號。單元318可以將T個RF信號路由到可以發(fā)射這些RF信號的T個天 線單元320a到320t。在站350，R個天線單元352a到352r可以接收由站310發(fā)射的這些射頻信號，并且每一付天線352可以向調(diào)制器、解調(diào)器和交換機(jī)單元360提供所接收的信號。單元360 可以按與單元318所執(zhí)行的處理相反的方式來處理(例如，解調(diào)和調(diào)節(jié))每一個所接收的 信號，從而獲得所接收的符號。接收(RX)空間處理器360可以對從所有R個天線單元352a 到352r接收的符號進(jìn)行空間匹配濾波，并提供數(shù)據(jù)符號估計量，其中這些數(shù)據(jù)符號估計量 是對站310發(fā)射的數(shù)據(jù)符號的估計。RX數(shù)據(jù)處理器362還可以進(jìn)一步處理(例如，符號解 映射、解交織和解碼)數(shù)據(jù)符號估計量，并向數(shù)據(jù)宿(沒有畫出)和/或控制器/選擇器/ 處理器370提供所解碼的數(shù)據(jù)。信道處理器374可以處理從單元360所接收的符號，以導(dǎo)出站310的信道估計量、 所接收傳輸?shù)乃邮招盘枏?qiáng)度和/或所接收信號質(zhì)量、干擾估計值等等。處理器374可以 導(dǎo)出RX空間處理器360所使用的空間濾波器矩陣，以用于空間匹配濾波。處理器374還可 以導(dǎo)出TX空間處理器314所使用的發(fā)射導(dǎo)向矩陣，以用于發(fā)射。如下文所述，處理器374 還可以確定無線介質(zhì)和/或所接收傳輸?shù)钠渌匦浴Ｓ糜趯恼?50到站310的傳輸?shù)奶幚砜梢院陀糜趯恼?10到站350的傳輸?shù)?處理相同或者不同。在站350，來自數(shù)據(jù)源(沒有畫出)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和/或來自控制器/選 擇器/處理器370的其它數(shù)據(jù)(例如，反饋信息)可以由TX數(shù)據(jù)處理器380進(jìn)行處理(例 如，編碼、交織和符號映射)，與導(dǎo)頻符號進(jìn)行復(fù)用，然后由TX空間處理器382進(jìn)行空間處 理，并由單元360做進(jìn)一步處理(例如，調(diào)制和調(diào)節(jié))以生成R個射頻信號，其中這些射頻 信號可以經(jīng)由天線單元352a到352r進(jìn)行發(fā)射。在站310，站350發(fā)射的RF信號可以由天線單元320a到320t接收，并由單元318 進(jìn)行處理以獲得所接收的符號。所接收的符號可以由RX空間處理器340進(jìn)行處理(例如， 空間匹配濾波)，并進(jìn)而由RX數(shù)據(jù)處理器342進(jìn)行處理(例如，符號解映射、解交織和解 碼)，以獲得解碼的數(shù)據(jù)。信道處理器334可以處理從單元318所接收的符號，以導(dǎo)出站350 的信道估計量、所接收傳輸?shù)乃邮招盘枏?qiáng)度或所接收信號質(zhì)量、干擾估計值等等。處理器 334還可以例如根據(jù)該信道估計量來導(dǎo)出空間濾波器矩陣、發(fā)射導(dǎo)向矩陣等等。處理器334 還可以確定無線介質(zhì)和/或所接收傳輸?shù)钠渌匦浴？刂破?選擇器/處理器330和370可以分別控制站310和站350的操作。例 如，控制器/選擇器/處理器330和370可以選擇用于通信的全向天線或定向天線。存儲 器332和372可以分別存儲站310和站350的數(shù)據(jù)和程序代碼。在一個方面，站可以配備有用于數(shù)據(jù)發(fā)射和/或接收的全向天線和一付或多付定 向天線。通常來說，天線可以包括一個單一天線單元或由多個天線單元組成的一個集合。可 以用不同的設(shè)計方案來實現(xiàn)全向天線和定向天線。這些天線可以用不同的天線單元形成或 者可以共享共同的天線單元。還可以用各種方式選擇全向天線和定向天線，以供使用。圖4A示出了用于圖3中站310的全向天線和定向天線的設(shè)計方案410的框圖。在 此設(shè)計方案中，站310包括耦接到單元318a的T個天線單元320a到320t，其中單元318a 是圖3中單元318的一種設(shè)計方案。在圖4A所示的設(shè)計方案中，每一個天線單元320與一個乘法器、一個交換機(jī)414、 一個調(diào)制器416和一個解調(diào)器418相關(guān)聯(lián)。對于經(jīng)由天線單元320a的數(shù)據(jù)發(fā)射，調(diào)制器 416a向交換機(jī)414a提供調(diào)制的信號，其中交換機(jī)414a將該信號路由到乘法器412a。乘法 器412a將所調(diào)制的信號與權(quán)重W1相乘，并向天線320a提供RF信號。對于經(jīng)由天線單元
7320a的數(shù)據(jù)接收，乘法器412a將從天線單元320a接收的信號與權(quán)重W1相乘，并提供縮放 的信號。交換機(jī)414a將縮放的信號從乘法器412a路由到解調(diào)器418a。將天線單元320b 到320t各自的信號按與天線單元320a的信號相似的方式進(jìn)行路由和縮放。
可以選擇權(quán)重W1到wT，以用于與天線單元320a到320t —起合成全向波束或定向 波束。這些權(quán)重依賴于天線單元320a到320t的布置和設(shè)計方案、期望的波束以及可能的 其它因素。這些權(quán)重可以是基于計算機(jī)仿真、經(jīng)驗測量等等來確定的。這些權(quán)重巧到^可 以施加于圖4A中所示的RF信號或調(diào)制器416和解調(diào)器418中的模擬信號上。這些權(quán)重W1 到wT還可以施加于圖3的TX空間處理器314發(fā)射路徑的數(shù)字信號上和/或RX空間處理 器340接收路徑的數(shù)字信號上。 通常來說，天線單元320a到320t可以用于合成任意數(shù)量的定向天線。在一種設(shè)計 方案中，天線單元320a到320t用于合成三付定向天線，這三付定向天線以大約120°的間 隔指向外面。每一個定向天線的波束可以具有超過120°的波束寬度，并且可以在邊緣與鄰 近波束重疊。還可以合成更少或更多的定向天線。通常來說，天線單元320a到320t可以 用于合成任意數(shù)量的定向天線，其中這些定向天線可以指向特定方向(例如，分開120° )， 或者能夠以小角度增量方式間隔開來。圖4B示出了用于圖3中站310的全向天線和定向天線的設(shè)計方案430的框圖。 在此設(shè)計方案中，站310包括耦接到單元318b的四組天線，每組有T個天線單元，其中單 元318b是圖3中單元318的另一種設(shè)計方案。第一組包括用于全向天線的T個天線單元 320a0到320t0。第二組包括用于扇區(qū)1定向天線的T個天線單元320al到320tl。第三組 包括用于扇區(qū)2定向天線的T個天線單元320a2到320t2。第四組包括用于扇區(qū)3定向天 線的T個天線單元320a3到320t3。用于三個扇區(qū)的三個定向天線可以以大約120°的間 隔指向外面，其中每一個定向天線可以具有超過120°的波束寬度。可以設(shè)計每一組天線單 元，以實現(xiàn)相應(yīng)全向天線或定向天線的期望波束。對于每一種天線波束，通過使用不同組的 天線單元可以實現(xiàn)性能的提升?？梢赃x擇四組天線單元的其中一組來用于通信。所選擇的一組T個天線單元可以 與圖3中的天線單元320a到320t相對應(yīng)。單元318b包括T個交換機(jī)434a到434t、T個調(diào)制器436a到436t和T個解調(diào)器 438a到438t。交換機(jī)434a耦接到四組天線單元中的四個天線單元320a0、320al、320a2和 320a3，還耦接到調(diào)制器436a和解調(diào)器438a。對于數(shù)據(jù)發(fā)射，交換機(jī)434a將調(diào)制的信號從 調(diào)制器436a連接到所選擇組中的天線單元。對于數(shù)據(jù)接收，交換機(jī)434a將所接收信號從所 選擇組中天線單元連接到解調(diào)器438a?？梢园磁c交換機(jī)434a、調(diào)制器436a和解調(diào)器438a 相似的方式連接和操作其它天線單元的交換機(jī)、調(diào)制器和解調(diào)器。圖4C示出了用于圖3中站310的全向天線和定向天線的設(shè)計方案450的框圖。 在此設(shè)計方案中，站310包括耦接到單元318c的三組天線，每組有T個天線單元，其中單元 318c是圖3中單元318的另一種設(shè)計方案。第一組包括T個天線單元320al到320tl，第二 組包括T個天線單元320a2到320t2，第三組包括T個天線單元320a3到320t3，其中這些 天線單元如上文圖4B中所述?？梢赃x擇這三組天線單元的其中一組來用作定向天線，或者 可以選擇所有這三組天線單元用于全向天線。通過組合這三組中的三個天線單元(例如， 天線單元320al、320a2和320a3)可以形成虛擬天線。
單元318c包括T組電路，其中每一組電路包括交換機(jī)452、454和456、組合器462、 交換機(jī)464、調(diào)制器466和解調(diào)器468。如果選擇了全向天線，則交換機(jī)452a將天線單元 320al耦接到組合器462a，如果選擇了扇區(qū)1的定向天線，則交換機(jī)452a將天線單元320al 耦接到交換機(jī)464a。如果選擇了全向天線，則交換機(jī)452b將天線單元320a2耦接到組合器 462a,如果選擇了扇區(qū)2的定向天線，則交換機(jī)452b將天線單元320a2耦接到交換機(jī)464a。 如果選擇了全向天線，則交換機(jī)452c將天線單元320a3耦接到組合器462a，如果選擇了扇 區(qū)3的定向天線，則交換機(jī)452c將天線單元320a3耦接到交換機(jī)464a。對于數(shù)據(jù)發(fā)射，組 合器462a從交換機(jī)464a接收信號并向交換機(jī)452a、452b和452c提供該信號。對于數(shù)據(jù) 接收，組合器462a將從交換機(jī)452a、452b和452c所接收的信號進(jìn)行組合，并向交換機(jī)464a 提供該組合的信號。對于數(shù)據(jù)發(fā)射，交換機(jī)464a將來自調(diào)制器466a的所調(diào)制信號連接到 交換機(jī)452a、452b和452c或組合器462a。對于數(shù)據(jù)接收，交換機(jī)464a將來自交換機(jī)452a、 452b和452c或組合器462a的信號連接到解調(diào)器438a?？梢园磁c第一天線單元的交換機(jī)、 組合器、調(diào)制器和解調(diào)器相似的方式連接和操作其它天線單元的這些部件。在另一種設(shè)計方案中，站310包括(1)用于與無線網(wǎng)絡(luò)中的其它站進(jìn)行通信的第 一組至少一付天線；(2)用于與另一個網(wǎng)絡(luò)(例如，回程網(wǎng)絡(luò))進(jìn)行通信的第二組至少一付 天線?？梢栽O(shè)計第一天線組用于第一頻帶(例如，用于IEEE 802. 11的2. 4GHz或5GHz)或 一些其它頻帶?？梢栽O(shè)計第二天線組用于第二頻帶(例如，3. 5GHz)或一些其它頻帶。天 線組可以包括全向天線和定向天線二者，并且可以如圖4A、圖4B或圖4C所示那樣來實現(xiàn)。 或者，天線組可以僅僅包括全向天線。在一種設(shè)計方案中，第一組僅僅包括全向天線，而第 二組包括全向天線和定向天線二者。兩個天線組可以使用不同的發(fā)射和接收電路。在此情 況下，站310能夠經(jīng)由兩個天線組同時與兩個站進(jìn)行通信，例如，經(jīng)由第一天線組與網(wǎng)格網(wǎng) 絡(luò)中的一個站進(jìn)行通信，經(jīng)由第二天線組與網(wǎng)格接入點進(jìn)行通信。圖5A給出了全向波束模式的例子，其可以用圖4A、圖4B和圖4C中給出的天線設(shè) 計方案來得到。該全向波束模式對于所有空間方向具有相似的天線增益。圖5B給出了定向波束模式的例子，其可以用圖4A、圖4B和圖4C中給出的天線設(shè) 計方案來得到。該定向波束模式在波束寬度中具有高的天線增益，而在波束寬度之外具有 小的天線增益?？梢愿鶕?jù)支持的扇區(qū)數(shù)量和定向波束之間期望的重疊量來選擇波束寬度。圖4A到圖4C給出了用于全向天線和定向天線的三種設(shè)計方案示例，其中這些示 例可以用于站310和站350。還可以用其它設(shè)計方案來實現(xiàn)全向天線和定向天線。這些天 線還可以用任意數(shù)量的天線單元來實現(xiàn)。天線單元可以是偶極天線、貼片天線、微帶天線、 帶狀天線、印制偶極天線、倒F天線等等。下列方面可以適用于站310和站350之間的通信 天線選擇是指選擇用于通信的全向天線或定向天線； 扇區(qū)選擇是指從一個站可使用的所有定向天線中選擇特定的定向天線。 速率選擇是指選擇一種或多種數(shù)據(jù)速率用于傳輸。為了說明清楚起見，下文大部分是從站310的角度進(jìn)行描述的。站350是目標(biāo)站， 其中目標(biāo)站是交換(例如，發(fā)送和/或接收)分組的站?？梢愿鶕?jù)各種標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行天線選擇，這些標(biāo)準(zhǔn)例如為目標(biāo)站350的位置或方向 是否是已知的、發(fā)送或接收的信息類型、目標(biāo)站350的接收信號強(qiáng)度/質(zhì)量、來自其它站的
9干擾等等。在一種設(shè)計方案中，如果目標(biāo)站350的位置或方向是未知的或者如果目標(biāo)為多 個站時，則選擇全向天線以供使用。站310可以在任何給定時刻接收來自無線網(wǎng)絡(luò)中任何 站的幀。站310可以使用全向天線來從未知位置的站接收幀。站310還可以使用全向天線 向未知位置的站發(fā)射幀。站310還可以使用全向天線向多個已知或未知位置的站發(fā)送給定 幀(例如，控制幀)。在一種設(shè)計方案中，如果目標(biāo)站350的位置或方向是已知的，則選擇定向天線以 供使用。根據(jù)目標(biāo)站350發(fā)送的傳輸、目標(biāo)站350的位置估計量等等，可以確定目標(biāo)站350 的位置或方向?；谏舷挛模?10可以選擇全向天線或定向天線來與目標(biāo)站350的通信。站310 還可以獨自地選擇全向天線或定向天線，而不需要來自目標(biāo)站350的輸入。定向天線的使 用(當(dāng)可能時)可以增加無線網(wǎng)絡(luò)的空間再利用，而空間再利用可以提高整體性能?？梢杂酶鞣N方式進(jìn)行扇區(qū)選擇。在一種設(shè)計方案中，根據(jù)接收的信號強(qiáng)度或接收 的功率進(jìn)行扇區(qū)選擇。站310可以經(jīng)由站310的每一個可用定向天線從目標(biāo)站350接收傳 輸。例如通過將從定向天線的T個天線單元接收的T個所接收信號的功率相加，站310可 以確定每一個定向天線的所接收信號強(qiáng)度。對于不同的天線設(shè)計方案，站310可以用不同 的方式將每一個定向天線的所接收功率相加。例如，站310可以在RX空間處理器340施加 不同組權(quán)重的情況下合成不同的定向天線。在此情況下，站310可以將從單元318接收的 符號與每一個定向天線的一組權(quán)重相乘，從而獲得這個定向天線的輸出符號，并隨后根據(jù) 這些輸出符號來確定該定向天線的所接收信號強(qiáng)度。在任何情況下，站310可以選擇具有 最強(qiáng)接收信號強(qiáng)度的定向天線以供使用。在另一種設(shè)計方案中，根據(jù)所接收信號質(zhì)量來進(jìn)行扇區(qū)選擇，其中接收信號質(zhì)量 可以由信噪比(SNR)、信號與干擾加噪聲比(SINR)、載波與干擾比(C/I)等等來給出。所接 收信號質(zhì)量考慮了所接收功率以及噪聲和干擾。因此，所接收信號質(zhì)量更適合于對用于數(shù) 據(jù)發(fā)射的數(shù)據(jù)速率進(jìn)行選擇。站310可以經(jīng)由每一個定向天線從目標(biāo)站350接收傳輸。站 310可以確定每一個定向天線所接收傳輸?shù)男盘栙|(zhì)量，并選擇具有最高接收信號質(zhì)量的定 向天線。在另一種設(shè)計方案中，根據(jù)目標(biāo)站350先前的信息來進(jìn)行扇區(qū)選擇。例如根據(jù)上 文描述的任何一種設(shè)計方案，可以確定目標(biāo)站350的位置或方向。可以選擇用于站350的 定向天線并將其保存在存儲器中。此后，如果遇到相同的目標(biāo)站350，則從存儲器中可以重 新得到先前為此站選擇的定向天線，從而用于與該站的通信。例如根據(jù)在當(dāng)前通信期間所 測定的所接收信號強(qiáng)度或所接收信號質(zhì)量，可以確認(rèn)重新得到的定向天線，從而確保重新 得到的定向天線仍然是最佳的一付天線。在另一種設(shè)計方案中，根據(jù)查尋表來進(jìn)行扇區(qū)選擇，其中查尋表包括無線網(wǎng)絡(luò)中 其它站的信息。這些信息可以包括每一個站的位置或方向、適用于每一個站的定向天線等 等。只要從其它站接收到傳輸就可以更新這些信息?？梢愿鶕?jù)各種因素來進(jìn)行速率選擇，其中這些因素諸如為所接收的信號質(zhì)量、選 擇使用的天線、要發(fā)送的傳輸?shù)念愋?、干擾估計值等等。不同的天線可以與不同的天線增益 相關(guān)聯(lián)，其中天線增益是先前表征的和已知的。通過考慮站310和站350所使用的不同天 線的不同天線增益，可以選擇一種或多種數(shù)據(jù)速率。
站310可以使用其天線單元來發(fā)送或接收單輸入單輸出(SISO)傳輸、單輸入多 輸出(SIMO)傳輸、多輸入單輸出(MISO)傳輸或多輸入多輸出(MIMO)傳輸。對于SISO或 SIM0，站310可以經(jīng)由與所選全向天線或定向天線相對應(yīng)的單一虛擬天線來發(fā)送單一數(shù)據(jù) 流。對于MIS0，站310可以經(jīng)由所選天線的多個天線單元來發(fā)送單一數(shù)據(jù)流。對于ΜΙΜ0， 站310可以經(jīng)由多個天線單元來同時發(fā)送多個數(shù)據(jù)流。其中，可以從一個天線單元全方向 地發(fā)送每一個數(shù)據(jù)流。還可以使用發(fā)射導(dǎo)向(transmit steering)技術(shù)從所有天線單元發(fā) 送每一個數(shù)據(jù)流，因此，對于該數(shù)據(jù)流在所選擇的定向/虛擬天線上進(jìn)行發(fā)送。不同的數(shù)據(jù) 流可以用不同的發(fā)射導(dǎo)向向量來發(fā)送，并因此在不同的定向/虛擬天線上進(jìn)行發(fā)送。站310可以對經(jīng)由全向天線和每一個定向天線所觀察的干擾進(jìn)行估計。當(dāng)站350 沒有發(fā)送或接收分組時，站310通過測量給定天線的所接收功率可以估計該天線上的干 擾，從而所接收功率主要是來自其它站的傳輸。因為其它站可以在任何時間發(fā)射，所以干擾 是隨時間波動的，其可以由統(tǒng)計參數(shù)來加以量化。在一種設(shè)計方案中，給定天線的干擾可以 由累積密度函數(shù)(CDF)給出，其中對于給定的干擾等級X，CDF指示測量的干擾低于χ的時 間百分比。例如，⑶F可以指示，對于定向天線的5 %時間，干擾電平是-85dBm ；對于全向天 線的5 %時間，干擾電平是-75dBm。對于數(shù)據(jù)接收，站310可以估計從目標(biāo)站350所接收傳輸?shù)男盘栙|(zhì)量。站310可 以根據(jù)所接收的信號質(zhì)量來選擇數(shù)據(jù)速率，例如使用數(shù)據(jù)速率與所接收信號質(zhì)量相對應(yīng)的 查尋表。站310根據(jù)干擾估計值還可以應(yīng)用退避(backoff)。例如，站310可以通過干擾 估計值所確定的量來降低所接收的信號質(zhì)量，并根據(jù)降低的所接收信號質(zhì)量來選擇數(shù)據(jù)速 率。對于MIMO傳輸來說，站310執(zhí)行以下步驟(1)進(jìn)行秩選擇，以確定要發(fā)送數(shù)據(jù)流的數(shù) 量；(2)進(jìn)行流選擇，以確定對于每個數(shù)據(jù)流要使用哪個天線單元或哪個虛擬天線。站310 根據(jù)所接收的信號質(zhì)量和可能的干擾估計值，還可以進(jìn)行速率選擇，從而對于每一個數(shù)據(jù) 流選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)速率或?qū)τ谒袛?shù)據(jù)流選擇一個共同的數(shù)據(jù)速率。站310可以估計基于全向天線從站350所接收傳輸?shù)男盘栙|(zhì)量，并選擇定向天線 來使用。在此情況下，通過考慮全向天線和定向天線的單元增益、天線增益和/或干擾抑制 中的差值，站310可以調(diào)整所接收信號質(zhì)量或數(shù)據(jù)速率。站310還可以使用從全向天線所 確定的數(shù)據(jù)速率作為定向天線數(shù)據(jù)速率的下限。站310根據(jù)所接收的信號質(zhì)量、天線增益中的差值、干擾估計值等等，可以選擇用 于一個或多個數(shù)據(jù)流的一種或多種數(shù)據(jù)速率。站310可以向站350發(fā)送所選擇的數(shù)據(jù)速率， 其中站350可以用所選擇的數(shù)據(jù)速率來發(fā)送數(shù)據(jù)。對于數(shù)據(jù)發(fā)射，站310可以例如使用全向天線向目標(biāo)站350發(fā)送傳輸。站350可 以估計所接收的信號質(zhì)量，根據(jù)所接收的信號質(zhì)量來選擇一種或多種數(shù)據(jù)速率，并向站310 發(fā)送所選擇的數(shù)據(jù)速率。如果站310使用全向天線來發(fā)送最初傳輸，而對于向站350的后 續(xù)數(shù)據(jù)傳輸選擇定向天線，那么，通過考慮全向天線和定向天線的單元增益、天線增益和/ 或干擾抑制中的差值，站310可以調(diào)整從站350所接收的數(shù)據(jù)速率。站310可以使用干擾估計值來退避(backoff)數(shù)據(jù)速率。站310還可以使用干擾 估計值來選擇天線。例如，可以選擇具有較小干擾的天線來使用，或者不使用具有過多干擾 的天線。圖6A示出了用于天線選擇的處理600的設(shè)計方案。處理600可以由站(例如，
11IEEE 802. IlWLAN或網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的接入點或站)來執(zhí)行?？梢赃x擇用于通信的全向天線或 定向天線(模塊612)?？梢杂酶鞣N方式和根據(jù)各種因素來執(zhí)行模塊612中的天線選擇。在 一種設(shè)計方案中，如果通信的目標(biāo)站的位置或方向是未知的，則可以選擇全向天線，如果目 標(biāo)站的位置或方向是已知的，則可以選擇定向天線。在另一種設(shè)計方案中，可以選擇全向天 線用于控制幀，如果目標(biāo)站的位置或方向是已知的則可以選擇定向天線用于數(shù)據(jù)幀?？梢?從多個(例如，三個)可用的定向天線中選擇定向天線來使用，或者可以根據(jù)從目標(biāo)站所接 收的傳輸來合成定向天線。所選擇的天線可以用于通信，例如發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)(模塊 614)?？梢杂酶鞣N方式來獲得全向天線和定向天線。在一種設(shè)計方案中，一組天線單元 是可用于通信的?？梢杂眠@一組天線單元來合成全向天線和定向天線，例如，如圖4A中所 示。在另一種設(shè)計方案中，全向天線可以用至少一個天線單元來實現(xiàn)，而至少一付定向天線 可以用至少一組天線單元來實現(xiàn)，例如，如圖4B中所示。在另一種設(shè)計方案中，多付定向 天線可以用多組天線單元來實現(xiàn)，而全向天線可以用這多組天線單元來形成，例如，如圖4C 中所示。還可以用其它方式來實現(xiàn)或合成全向天線和定向天線。圖6B示出了用于天線選擇的裝置650的設(shè)計方案。裝置650包括選擇用于通信 的全向天線或定向天線的模塊(模塊652)；用于使用所選擇的天線來進(jìn)行通信(例如，發(fā) 送和/或接收數(shù)據(jù))的模塊(模塊654)。模塊652和654可以包括一片或多片集成電路 (IC)、處理器、電子設(shè)備、硬件設(shè)備、電子組件、邏輯電路、存儲器等等、或者其任意組合。圖7示出了用于扇區(qū)選擇的處理700的設(shè)計方案。可以從站接收(例如用于控制 幀的)傳輸(模塊712)?？梢越?jīng)由全向天線接收傳輸，其中全向天線可以是真正的全向天 線或者是由多付定向天線所合成的(例如，通過所有這些定向天線來接收傳輸)。根據(jù)所接 收的傳輸可以從一組天線中選擇定向天線(模塊714)。該組天線可以僅僅包括定向天線， 或者該組天線包括全向天線和定向天線二者。多付定向天線可以用不同組的天線單元來實 現(xiàn)(例如，如圖4B和圖4C中所示)，或者可以基于單一組的天線單元來合成多付定向天線 (例如，如圖4A中所示)。在一種設(shè)計方案中，可以確定傳輸?shù)牡竭_(dá)方向?？梢詮亩喔犊捎?的定向天線中選擇最接近傳輸?shù)竭_(dá)方向的一個定向天線來使用。在另一種設(shè)計方案中，可 以將至少一個天線單元調(diào)諧到傳輸?shù)牡竭_(dá)方向。在另一種設(shè)計方案中，可以確定多個定向 天線各自所接收傳輸?shù)男盘枏?qiáng)度，并可以選擇具有最高接收信號強(qiáng)度的定向天線。在另一 種設(shè)計方案中，可以確定多個定向天線各自所接收傳輸?shù)男盘栙|(zhì)量，并可以選擇具有最高 接收信號質(zhì)量的定向天線。還可以根據(jù)干擾估計值來選擇定向天線。所選擇的定向天線可以用于與站進(jìn)行通信(模塊716)。對于數(shù)據(jù)接收，可以經(jīng)由 所選擇的定向天線從該站接收至少一個數(shù)據(jù)幀。對于數(shù)據(jù)發(fā)射，可以經(jīng)由所選擇的定向天 線向該站發(fā)送至少一個數(shù)據(jù)幀。圖8示出了用于速率選擇的處理800的設(shè)計方案。可以經(jīng)由全向天線從一個站接 收傳輸(模塊812)?？梢愿鶕?jù)所接收的傳輸來選擇定向天線(模塊814)?？梢愿鶕?jù)所接 收的傳輸和所選擇的定向天線來選擇數(shù)據(jù)速率(模塊816)?？梢越?jīng)由所選擇的定向天線和 根據(jù)所選擇的數(shù)據(jù)速率來與所述站進(jìn)行交換數(shù)據(jù)(模塊818)。對于模塊816，可以確定所接收傳輸?shù)男盘栙|(zhì)量。還可以估計所選擇定向天線的干 擾?？梢源_定全向天線的天線增益與所選擇定向天線的天線增益之間的差值。從而，根據(jù)所接收的信號質(zhì)量、干擾估計值、天線增益的差值或者其任意組合來選擇數(shù)據(jù)速率。還可以 根據(jù)其它因素來選擇數(shù)據(jù)速率。對于MIMO傳輸，根據(jù)如何處理和發(fā)送數(shù)據(jù)流可以選擇一種 或多種速率。圖9A示出了用于在兩個鏈路上操作站的處理900的設(shè)計方案。所說的站可以經(jīng)由 全向天線在第一鏈路上與第一站進(jìn)行通信(模塊912)。所說的站可以經(jīng)由定向天線在第二 鏈路上與第二站進(jìn)行通信(模塊914)。第一鏈路對應(yīng)于無線網(wǎng)絡(luò)(例如，IEEE 802. IlffLAN 或網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò))中的站所共享的無線介質(zhì)。第二鏈路對應(yīng)于有線接入點的回程。第一鏈路和 第二鏈路可以對應(yīng)于相同的或不同的頻帶。所說的站可以同時在第一頻帶上與第一站進(jìn)行 通信和在第二頻帶上與第二站進(jìn)行通信。第一頻帶和第二頻帶可以重疊或可以不重疊。如 果這些頻帶重疊，則它們可以部分地重疊，或者一個頻帶可以完全地與其它頻帶重疊。第一鏈路和第二鏈路可以用于相同的無線網(wǎng)絡(luò)，并且第一站和第二站可以是同一 站。在一種設(shè)計方案中，經(jīng)由全向天線可以在第一鏈路上交換控制幀，經(jīng)由定向天線可以在 第二鏈路上交換數(shù)據(jù)幀。可以最低限度地使用全向天線，例如獲取少量的數(shù)據(jù)，以判斷應(yīng)當(dāng) 使用哪付定向天線。圖9B示出了用于在兩個鏈路上操作的裝置950的設(shè)計方案。裝置950包括用于 經(jīng)由全向天線在第一鏈路上與第一站進(jìn)行通信的模塊(模塊952)；用于經(jīng)由定向天線在第 二鏈路上與第二站進(jìn)行通信的模塊(模塊954)。模塊952和模塊954可以包括一片或多 片集成電路、處理器、電子設(shè)備、硬件設(shè)備、電子組件、邏輯電路、存儲器等等、或者其任意組
I=I ο全向天線和定向天線能夠以各種方式用于通信。下文描述用于通信的這些天線的 一種具體用法。在IEEE 802. 11中，站通過載波監(jiān)聽多路接入/沖突避免(CSMA/CA)協(xié)議來競爭 無線介質(zhì)，其中CSMA/CA協(xié)議防止相鄰站同時進(jìn)行發(fā)射。此外，站通過使用RTS/CTS交換可 以預(yù)留一定量的時間用于在無線介質(zhì)上進(jìn)行傳輸。對于這種交換，一個給定站A可以向另 一個站B發(fā)送包括請求的持續(xù)時間在內(nèi)的RTS幀，其中站B可以是用于這種交換的接入點。 請求的持續(xù)時間可以覆蓋需要發(fā)射未決數(shù)據(jù)和相關(guān)信令的時間量。站B可以批準(zhǔn)該請求， 并向站A發(fā)送CTS幀。隨后，在所批準(zhǔn)的持續(xù)時間內(nèi)，站A可以在無線介質(zhì)上發(fā)射。RTS/CTS交換旨在防止隱藏節(jié)點的干擾，其中隱藏節(jié)點是在彼此通信范圍之外但 仍對彼此造成干擾的站。例如，在接入點相對側(cè)的兩個站可以是相互隱藏的，但它們的傳輸 在接入點上可能相互干擾。為了使RTS/CTS交換變得有效，所有在站A和站B附近的相鄰 站應(yīng)當(dāng)能夠解碼RTS和/或CTS幀，并根據(jù)包括在RTS和CTS幀中的持續(xù)時間來設(shè)置它們 的網(wǎng)絡(luò)分配向量(NAV)定時器。因為RTS和CTS幀可以從任意方向到達(dá)，所以每一個站使 用全向天線來接收這些幀。為了確保能夠接收這些控制幀，人們期望站始終經(jīng)由全向天線 來接收所有的控制幀(例如，RTS和CTS幀)。但是，例如由于相鄰站的地理位置和其它因 素，可能存在不能夠解碼RTS和/或CTS幀的相鄰站。因此，在所批準(zhǔn)的持續(xù)時間內(nèi)，這些 相鄰站可能并不保持靜默，并且來自這些相鄰站的傳輸可能干擾來自站A或站B的傳輸，從 而降低傳輸?shù)挠行俾?。定向天線通過對從與發(fā)射和接收站方向相距較遠(yuǎn)的方向到達(dá)的干擾進(jìn)行抑制，從 而定向天線可以用于降低干擾的不利影響。這種干擾抑制可以提高SNR并允許更高數(shù)據(jù)速率的使用。因此，把定向天線和使用RTS/CTS結(jié)合起來，可以增加吞吐量。圖IOA示出了發(fā)射站A執(zhí)行的用于RTS/CTS交換的處理1000的設(shè)計方案。首先， 站A選擇全向天線來進(jìn)行發(fā)射(模塊1012)。站A經(jīng)由全向天線向接收站B發(fā)射包括請求 的持續(xù)時間在內(nèi)的RTS幀(模塊1014)。此后，站A從站B接收CTS幀(模塊1016)，并例 如使用上文描述的任何一種設(shè)計方案來確定CTS幀的到達(dá)方向(模塊1018)。站A選擇最 接近CTS幀到達(dá)方向的定向天線，其中CTS幀到達(dá)方向是接收站B的方向(模塊1020)。隨 后，在所批準(zhǔn)的持續(xù)時間內(nèi)，站A經(jīng)由所選擇的定向天線向站B發(fā)射在短幀隙(SIFS)時間 中開始的一個或多個數(shù)據(jù)幀(模塊1022)。站B使用全向天線或定向天線從站A接收這些 數(shù)據(jù)幀。在所批準(zhǔn)的持續(xù)時間之后，發(fā)射站A可以切換回全向天線。發(fā)射站A通過使用定向天線向接收站B發(fā)射數(shù)據(jù)幀，可以對其它站造成較小的干 擾。此外，定向天線可以比全向天線具有更高的增益，其中對于從站A到站B的傳輸，定向 天線允許使用更高數(shù)據(jù)速率。一旦完成到站B的數(shù)據(jù)傳輸，站A就可以回到全向發(fā)射。圖IOB示出了用于RTS/CTS交換的裝置1050的設(shè)計方案。裝置1050包括用于選 擇全向天線來進(jìn)行發(fā)射的模塊(模塊1052)；用于經(jīng)由全向天線向接收站B發(fā)射包括請求 的持續(xù)時間在內(nèi)的RTS幀的模塊(模塊1054)；用于從站B接收CTS幀的模塊(模塊1056)； 用于確定CTS幀到達(dá)方向的模塊(模塊1058)；用于選擇最接近CTS幀到達(dá)方向的定向天 線的模塊(模塊1060)；在所批準(zhǔn)的持續(xù)時間內(nèi)，經(jīng)由所選擇的定向天線向站B發(fā)射在SIFS 時間中開始的一個或多個數(shù)據(jù)幀的模塊(模塊1062)。模塊1052到1062可以包括一片或 多片集成電路、處理器、電子設(shè)備、硬件設(shè)備、電子組件、邏輯電路、存儲器等等、或者其任意 組合。在圖IOA和圖IOB中所示的設(shè)計方案中，如果接收站B的方向是已知的，則發(fā)射站 A在RTS/CTS交換期間使用定向的數(shù)據(jù)發(fā)射。當(dāng)接收站的方向是未知時，站A在其它時間使 用全向發(fā)射。因此，站A以與IEEE 802. 11向后兼容的方式使用定向發(fā)射，從而可以增加吞吐量。圖IlA示出了接收站B執(zhí)行用于RTS/CTS交換的處理1100的設(shè)計方案。首先，站 B選擇全向天線來進(jìn)行數(shù)據(jù)接收(模塊1112)。站B從發(fā)射站A接收RTS幀，并確定該RTS 幀的目的地/接收方(模塊1114)。如果站B是RTS幀的目的地(模塊1116的‘是’)，那 么站B經(jīng)由全向天線發(fā)射CTS幀(模塊1118)。站B例如使用上文描述的任何一種設(shè)計方 案來確定RTS幀的到達(dá)方向(模塊1120)。站B選擇最接近RTS幀到達(dá)方向的定向天線，其 中RTS幀到達(dá)方向是發(fā)射站A的方向(模塊1122)。發(fā)射站A接收CTS幀，并使用全向天線或定向天線開始發(fā)射數(shù)據(jù)幀。如果接收站 B在SIFS時間中檢測到數(shù)據(jù)(模塊1124的‘是’)，那么站B經(jīng)由所選擇的定向天線在所批 準(zhǔn)的持續(xù)時間內(nèi)從站A接收一個或多個數(shù)據(jù)幀(模塊1126)。在所批準(zhǔn)的持續(xù)時間之后，或 者如果在SIFS時間中沒有檢測到來自站A的數(shù)據(jù)(模塊1124的‘否’)，或者如果站B不 是該RTS幀的目的接收方(模塊1116的‘否’)，站B可以切換回全向天線。因為站B使用定向天線從站A接收數(shù)據(jù)幀，所以可以抑制來自其它站的干擾。因 此，相比沒有定向接收情況下可能的數(shù)據(jù)速率，對于從站A到站B的傳輸可以使用更高的數(shù) 據(jù)速率。一旦來自站A的數(shù)據(jù)傳輸完成，站B就可以回到全向接收。圖IlB示出了用于RTS/CTS交換的裝置1150的設(shè)計方案。裝置1150包括用于選擇全向天線來進(jìn)行數(shù)據(jù)接收的模塊(模塊1152)；用于從發(fā)射站A接收RTS幀，并確定該 RTS幀的目的地/接收方的模塊(模塊1154)；用于經(jīng)由全向天線發(fā)射CTS幀的模塊(模塊 1156)；用于確定RTS幀到達(dá)方向的模塊(模塊1158)；用于選擇最接近RTS幀到達(dá)方向的 定向天線的模塊(模塊1160)；用于經(jīng)由所選擇的定向天線在批準(zhǔn)的持續(xù)時間內(nèi)從站A接 收一個或多個數(shù)據(jù)幀的模塊(模塊1162)。模塊1152到1162可以包括一片或多片集成電 路、處理器、電子設(shè)備、硬件設(shè)備、電子組件、邏輯電路、存儲器等等、或者其任意組合。在圖IlA和圖IlB中所示的設(shè)計方案中，如果發(fā)射站A的方向是已知的，則接收站 B在RTS/CTS交換期間使用定向接收。當(dāng)發(fā)射站的方向是未知時，站B在其它時間使用全向 接收。因此，站B以與IEEE 802. 11向后兼容的方式使用定向接收，從而可以增加吞吐量。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，信息和信號可以使用多種不同的技術(shù)和方法來表示。 例如，在貫穿上面的描述中提及的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、比特、符號和碼片可以用電 壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光場或粒子或者其任意組合來表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)明白，結(jié)合本申請的發(fā)明描述的各種示例性的邏輯框、模 塊、電路和算法步驟均可以實現(xiàn)成電子硬件、計算機(jī)軟件或其組合。為了清楚地表示硬件和 軟件之間的可交換性，上面對各種示例性的部件、框、模塊、電路和步驟均圍繞其功能進(jìn)行 了總體描述。至于這種功能是實現(xiàn)成硬件還是實現(xiàn)成軟件，取決于特定的應(yīng)用和對整個系 統(tǒng)所施加的設(shè)計約束條件。熟練的技術(shù)人員可以針對每個特定應(yīng)用，以變通的方式實現(xiàn)所 描述的功能，但是，這種實現(xiàn)決策不應(yīng)解釋為背離本發(fā)明的保護(hù)范圍。用于執(zhí)行本申請所述功能的通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、集成電路(IC)、 現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件 組件或者其任意組合，可以實現(xiàn)或執(zhí)行結(jié)合本申請的發(fā)明所描述的各種示例性的邏輯框 圖、模塊和電路。IC可以是專用集成電路(ASIC)，IC可以包括一個或多個處理器、存儲器 等等或者其任意組合。通用處理器可以是微處理器，或者，該處理器也可以是任何常規(guī)的處 理器、控制器、微控制器或者狀態(tài)機(jī)。處理器也可能實現(xiàn)為計算設(shè)備的組合，例如，DSP和微 處理器的組合、多個微處理器、一個或多個微處理器與DSP內(nèi)核的結(jié)合，或者任何其它此種 結(jié)構(gòu)。實現(xiàn)本申請所描述技術(shù)的裝置可以是IC、包括IC或一組IC的設(shè)備、上文所描述硬件 單元的任意一個或組合等等。結(jié)合本申請的發(fā)明所描述的方法或者算法的步驟可直接體現(xiàn)為硬件、由處理器執(zhí) 行的軟件模塊或其組合。軟件模塊可以位于RAM存儲器、閃存、ROM存儲器、EPROM存儲器、 EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、移動磁盤、CD-ROM或者本領(lǐng)域已知的任何其它形式的存儲介 質(zhì)中。一種示例性的存儲介質(zhì)連接至處理器，從而使處理器能夠從該存儲介質(zhì)讀取信息，且 可向該存儲介質(zhì)寫入信息?；蛘撸鎯橘|(zhì)也可以是處理器的組成部分。處理器和存儲介 質(zhì)可以位于IC中。該IC可以位于用戶終端中。當(dāng)然，處理器和存儲介質(zhì)也可以作為分立 組件存在于用戶終端中。為使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或者使用本發(fā)明，上面圍繞本發(fā)明進(jìn)行了描 述。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，對本發(fā)明的各種修改都是顯而易見的，并且，本申請定 義的總體原理也可以在不脫離本發(fā)明保護(hù)范圍的基礎(chǔ)上適用于其它變型。因此，本發(fā)明并 不限于本申請所描述的示例和設(shè)計方案，而是與本申請公開的原理和新穎性特征的最廣范
圍相一致。
權(quán)利要求
1. 一種用于無線通信的裝置，包括 至少一片集成電路，用于經(jīng)由全向天線在第一鏈路上與第一站進(jìn)行通信， 經(jīng)由定向天線在第二鏈路上與第二站進(jìn)行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一鏈路對應(yīng)于無線網(wǎng)絡(luò)中的站所共享的 無線介質(zhì)，所述第二鏈路對應(yīng)于回程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述至少一片集成電路用于 經(jīng)由所述全向天線在第一頻帶的頻率上與所述第一站進(jìn)行通信，經(jīng)由所述定向天線在第二頻帶的頻率上與所述第二站進(jìn)行通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述第一頻帶和所述第二頻帶至少部分地重疊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一站和所述第二站是同一站。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述至少一片集成電路用于 經(jīng)由所述全向天線在所述第一鏈路上與所述第一站交換控制幀，經(jīng)由所述定向天線在所述第二鏈路上與所述第二站交換數(shù)據(jù)幀。
7. 一種用于無線通信的方法，包括經(jīng)由全向天線在第一鏈路上與第一站進(jìn)行通信； 經(jīng)由定向天線在第二鏈路上與第二站進(jìn)行通信。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，與所述第一站進(jìn)行通信包括經(jīng)由所述全向天線在第一頻帶上與所述第一站進(jìn)行通與所述第二站進(jìn)行通信包括經(jīng)由所述定向天線在第二頻帶上與所述第二站進(jìn)行通
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述第一站和所述第二站是同一站。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，與所述第一站進(jìn)行通信包括經(jīng)由所述全向天線在所述第一鏈路上與所述第一站交換 控制幀；與所述第二站進(jìn)行通信包括經(jīng)由所述定向天線在所述第二鏈路上與所述第二站交換 數(shù)據(jù)幀。
11. 一種用于無線通信的裝置，包括用于經(jīng)由全向天線在第一鏈路上與第一站進(jìn)行通信的模塊； 用于經(jīng)由定向天線在第二鏈路上與第二站進(jìn)行通信的模塊。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，用于與所述第一站進(jìn)行通信的所述模塊包括用于經(jīng)由所述全向天線在第一頻帶上與 所述第一站進(jìn)行通信的模塊；用于與所述第二站進(jìn)行通信的所述模塊包括用于經(jīng)由所述定向天線在第二頻帶上與 所述第二站進(jìn)行通信的模塊。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述第一站和所述第二站是同一站。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，用于與所述第一站進(jìn)行通信的所述模塊包括用于經(jīng)由所述全向天線在所述第一鏈路上與所述第一站交換控制幀的模塊；用于與所述第二站進(jìn)行通信的所述模塊包括用于經(jīng)由所述定向天線在所述第二鏈路 上與所述第二站交換數(shù)據(jù)幀的模塊。
全文摘要
本文描述了使用全向天線和定向天線中的至少之一來進(jìn)行通信的技術(shù)。一個站配備的天線單元可被選擇用作一付全向天線或者一付或多付定向天線。所述站可以根據(jù)各種因素來選擇用于通信的全向天線或定向天線，其中這些因素諸如是例如通信的目標(biāo)站的位置或方向是否是已知的、正在交換控制幀還是數(shù)據(jù)幀等等。
文檔編號H04W16/28GK102006110SQ201010594528
公開日2011年4月6日 申請日期2007年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月6日
發(fā)明者E·T·奧薩基, J·R·沃爾頓, S·亞伯拉罕, S·南大格帕蘭, S·南達(dá) 申請人:高通股份有限公司