無(wú)線通信裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】無(wú)線通信裝置
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年I月31日、申請(qǐng)?zhí)枮?01210021104.1、發(fā)明名稱為“無(wú)線通信裝置”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]這里說(shuō)明的實(shí)施例一般涉及無(wú)線通信。
【背景技術(shù)】
[0003]作為基于載波偵聽的無(wú)線通信方案，例如已知IEEE 802.11。在IEEE 802.11中，對(duì)每種物理方案來(lái)說(shuō)，載波偵聽電平是唯一確定的。從而，按照IEEE 802.11，利用相同物理方案的多個(gè)無(wú)線通信裝置能夠共享相同無(wú)線媒體以便共存。
[0004]然而，如果無(wú)線通信裝置(為方便起見，在【背景技術(shù)】中被稱為第一無(wú)線通信裝置)控制根據(jù)(基于載波偵聽的)無(wú)線通信方案(例如，IEEE 802.11)的最大發(fā)射功率來(lái)實(shí)現(xiàn)通信范圍限于例如大約幾厘米的鄰近無(wú)線通信，那么會(huì)出現(xiàn)問題。具體地說(shuō)，如果利用正常的最大發(fā)射功率的另一個(gè)無(wú)線通信裝置(為方便起見，在【背景技術(shù)】中，該無(wú)線通信裝置被稱為第二無(wú)線通信裝置)使用與用于第一無(wú)線通信裝置的無(wú)線媒體相同的無(wú)線媒體，并且如果第一無(wú)線通信裝置在第二無(wú)線通信裝置的通信范圍內(nèi)，那么第一無(wú)線通信裝置和第二無(wú)線通信裝置之間的平等共存是困難的。例如，可能發(fā)生下述情形:第一無(wú)線通信裝置所發(fā)射的信號(hào)未能達(dá)到第二無(wú)線通信裝置的載波偵聽電平；然而，第二無(wú)線通信裝置所發(fā)射的信號(hào)達(dá)到第二無(wú)線通信裝置的載波偵聽電平。從而，第二無(wú)線通信裝置能夠發(fā)射信號(hào)，而不管來(lái)自第一無(wú)線通信裝置的發(fā)射狀態(tài)。然而，根據(jù)來(lái)自第二無(wú)線通信裝置的發(fā)射狀態(tài)，第一無(wú)線通信裝置被阻止發(fā)射信號(hào)。即，與第二無(wú)線通信裝置相比，第一無(wú)線通信裝置處于劣勢(shì)位置。
[0005]此外，基于載波偵聽的常規(guī)無(wú)線通信方案假定多個(gè)無(wú)線通信裝置相互通信。此外，該無(wú)線通信裝置是根據(jù)即使通信鏈路退化，也要努力維持該通信鏈路的策略設(shè)計(jì)的。另一方面，在鄰近通信中，并不總是需要多個(gè)無(wú)線通信裝置之間的通信，通常只需要實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。此外，關(guān)于鄰近通信的要求規(guī)范包括縮短在開始數(shù)據(jù)交換之前所需的時(shí)間，以及當(dāng)通信距離變得大于某個(gè)水平時(shí)，明確地?cái)嚅_通信鏈路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]按照實(shí)施例，提供了一種至少支持第一無(wú)線通信方案和第二無(wú)線通信方案當(dāng)中的第二無(wú)線通信方案的無(wú)線通信裝置，其中，第一無(wú)線通信方案要求當(dāng)接收電平等于或大于物理方案的最小接收靈敏度時(shí)，把無(wú)線媒體確定為忙，所述裝置的特征在于包括:第一處理單元，第一處理單元被配置成當(dāng)使用第二無(wú)線通信方案時(shí)，對(duì)于第二無(wú)線通信方案的最大發(fā)射功率，設(shè)定小于第一無(wú)線通信方案的最大發(fā)射功率的值，以及對(duì)于載波偵聽電平，設(shè)定大于物理方案的最小接收靈敏度的值；第二處理單元，第二處理單元被配置成利用所述載波偵聽電平來(lái)進(jìn)行載波偵聽；以及第三處理單元，第三處理單元被配置成經(jīng)由第二處理單元，控制信號(hào)的發(fā)射和接收。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是圖解說(shuō)明按照第一實(shí)施例的無(wú)線通信裝置的方框圖；
[0008]圖2是圖解說(shuō)明根據(jù)鄰近方案，無(wú)線通信裝置所使用的載波偵聽電平的示圖；
[0009]圖3是圖解說(shuō)明按照第二實(shí)施例的無(wú)線通信裝置的方框圖；
[0010]圖4是圖解說(shuō)明按照第三實(shí)施例的無(wú)線通信裝置的方框圖；
[0011]圖5是圖解說(shuō)明彳目標(biāo)間隔的時(shí)間表；以及
[0012]圖6是圖解說(shuō)明在基于IEEE 802.11的MLME-SCAN.request原語(yǔ)中提供的參數(shù)的表格。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面參考附圖，說(shuō)明實(shí)施例。在實(shí)施例中，與說(shuō)明的元件相同或相似的元件用相同或相似的附圖標(biāo)記表示。重復(fù)的說(shuō)明被省略。
[0014]按照實(shí)施例，無(wú)線通信裝置至少支持第一無(wú)線通信方案和第二無(wú)線通信方案當(dāng)中的第二無(wú)線通信方案。第一無(wú)線通信方案要求當(dāng)接收電平等于或大于物理方案的最小接收靈敏度時(shí)，把無(wú)線媒體確定為忙。該裝置包括第一處理單元、第二處理單元和第三處理單元。第一處理單元被配置成當(dāng)使用第二無(wú)線通信方案時(shí)，對(duì)于第二無(wú)線通信方案的最大發(fā)射功率，設(shè)定小于第一無(wú)線通信方案的最大發(fā)射功率的值，以及對(duì)于載波偵聽電平，設(shè)定大于物理方案的最小接收靈敏度的值。第二處理單元被配置成利用載波偵聽電平來(lái)進(jìn)行載波偵聽。第三處理單元被配置成經(jīng)由第二處理單元來(lái)控制信號(hào)的發(fā)射和接收。
[0015]下面以IEEE 802.11無(wú)線LAN作為基于載波偵聽的無(wú)線通信方案的例子，說(shuō)明各個(gè)實(shí)施例。當(dāng)然，實(shí)施例也適用于其它無(wú)線通信方案。
[0016]IEEE 802.11涉及多個(gè)頻帶。在IEEE 802.11中，為所述多個(gè)頻帶中的每個(gè)頻帶提供物理層(PHYsical ；PHY)規(guī)范。作為相對(duì)于PHY規(guī)范的更高層規(guī)范，提供媒體接入控制(MAC)層規(guī)范。
[0017]例如，802.11&規(guī)定5-6取頻帶，802.Ilg規(guī)定 2.4_GHz 頻帶，802.1ln規(guī)定 2.4-GHz和5-GHz頻帶。此外，正在標(biāo)準(zhǔn)化過程中的802.1lad將規(guī)范60_GHz頻帶(毫米波頻帶)。
[0018]這些PHY規(guī)范包括關(guān)于載波偵聽電平的規(guī)范。當(dāng)收到等于或大于規(guī)定的載波偵聽電平的功率時(shí)，要求無(wú)線通信裝置確定媒體(空閑信道評(píng)估；CCA)忙。更具體地說(shuō)，當(dāng)收到無(wú)線通信裝置所支持的支持PHY信號(hào)時(shí)，假如信號(hào)的接收電平(接收信號(hào)強(qiáng)度指示；RSSI)等于或大于與該P(yáng)HY方案相對(duì)應(yīng)的最小接收靈敏度，要求無(wú)線通信裝置確定媒體(CCA)忙。否則(例如，如果無(wú)線通信裝置收到不被認(rèn)為是基于所支持的PHY方案的信號(hào)、基于與支持的PHY方案不同的PHY方案的信號(hào)、或者僅僅是噪聲)，假如接收電平等于或大于上述最小接收靈敏度加上固定值，要求無(wú)線通信裝置確定媒體(CCA)忙。按照IEEE802.11無(wú)線LAN，所述固定值基本上被規(guī)定為20dB。載波偵聽電平的調(diào)整將在下面說(shuō)明，在本說(shuō)明中，載波偵聽電平指的是當(dāng)收到基于支持的PHY方案的信號(hào)時(shí)所使用的載波偵聽電平(不加所述固定值的載波偵聽電平)。
[0019]現(xiàn)在，將說(shuō)明檢測(cè)PHY方案的技術(shù)。用于傳送PHY分組的PHY方案是在PHY分組的PHY報(bào)頭中說(shuō)明的。從而，如果接收信號(hào)是PHY分組，那么無(wú)線通信裝置能夠參照PHY報(bào)頭來(lái)確定接收的信號(hào)是否基于所支持的PHY方案。
[0020](第一實(shí)施例)
[0021]如圖1中所示，按照第一實(shí)施例的無(wú)線通信裝置包括更高層處理單元100、MAC處理單元10、PHY處理單元40、變頻電路50和天線60。
[0022]更高層處理單元100執(zhí)行MAC層之上的更高層的處理。所述更高層處理單元能夠與MAC處理單元10交換信號(hào)。
[0023]MAC處理單元10執(zhí)行MAC層的處理。如上所述，MAC處理單元10能夠與更高層處理單元100交換信號(hào)。MAC處理單元10還能夠與PHY處理單元40交換信號(hào)。MAC處理單元10包括接收處理單元20和發(fā)射處理單元30。
[0024]PHY處理單元40執(zhí)行PHY層的處理。如上所述，PHY處理單元40能夠與MAC處理單元10交換信號(hào)。PHY處理單元40經(jīng)變頻電路50連接到天線60。變頻電路50進(jìn)行上變頻/下變頻，以便交換信號(hào)。
[0025]在圖1或其它附圖中，示出了單個(gè)天線60，然而當(dāng)然可以設(shè)置多個(gè)天線60。此外，可以設(shè)置多個(gè)不同的PHY處理單元40，并且可以設(shè)置與相應(yīng)的PHY處理單元40對(duì)應(yīng)的接收處理單元20和發(fā)射處理單元30。此外，可以設(shè)置包含多個(gè)PHY處理單元40的公用處理單
J L.ο
[0026]此外，按照本實(shí)施例的無(wú)線通信裝置包括作為如圖1中所示組件的天線60(無(wú)線通信裝置與天線60—體化)。從而，可以減小天線60的實(shí)現(xiàn)面積。此外，在按照本實(shí)施例的無(wú)線通信裝置中，接收處理單元20和發(fā)射處理單元30共用天線60，如圖1中所示。接收處理單元20和發(fā)射處理單元30共用的天線允許圖1中的無(wú)線通信裝置的緊湊實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，也可不同于圖1中所示地構(gòu)成按照本實(shí)施例的無(wú)線通信裝置。
[0027]當(dāng)發(fā)射信號(hào)時(shí)，PHY處理單元40從發(fā)射處理單元30接收MAC幀。PHY處理單元40執(zhí)行諸如對(duì)MAC幀編碼，以把MAC幀轉(zhuǎn)換成PHY分組的處理。變頻電路50把PHY分組轉(zhuǎn)換成所需頻帶(例如，60-GHz毫米波頻帶)的無(wú)線信號(hào)。在信號(hào)發(fā)射期間，PHY處理單元40向MAC處理單元10 (更準(zhǔn)確地說(shuō)，向接收處理單元20)輸出指示媒體忙的信號(hào)。
[0028]當(dāng)接收信號(hào)時(shí)，變頻電路50把天線60所接收的無(wú)線信號(hào)轉(zhuǎn)換成所需頻帶(PHY處理單元40能夠處理的基帶)的信號(hào)。PHY處理單元40接收基帶的接收信號(hào)，以檢測(cè)信號(hào)的接收電平，同時(shí)確定信號(hào)的PHY方案。PHY處理單元40按照PHY方案來(lái)選擇載波偵聽電平。PHY處理單元40比較選擇的載波偵聽電平和接收電平。如果接收電平等于或大于選擇的載波偵聽電平，那么PHY處理單元40向MAC處理單元10 (更準(zhǔn)確地說(shuō)，接收處理單元20)輸出指示媒體(CCA)忙的信號(hào)。否則，PHY處理單元40向MAC處理單元10 (更準(zhǔn)確地說(shuō)，接收處理單元20)輸出指示媒體(CCA)空閑的信號(hào)。如果接收的信號(hào)基于適當(dāng)?shù)腜HY方案(即，無(wú)線通信裝置所支持的PHY方案)，那么PHY處理單元40進(jìn)行解碼處理(除去前置碼和PHY報(bào)頭的處理)等以提取凈荷。PHY處理單元40把凈荷作為MAC幀傳給接收處理單元20。此外，在把MAC幀傳給接收處理單元20之前，PHY處理單元40通知接收處理單元20將開始PHY分組的接收。在把MAC幀傳給接收處理單元20之后，PHY處理單元40通知接收處理單元20PHY分組的接收已結(jié)束。此外，如果接收的PHY分組正常(未檢測(cè)到錯(cuò)誤)，那么PHY處理單元40通知接收處理單元20PHY分組的接收已結(jié)束，并向接收處理單元20傳送指示媒體空閑的信號(hào)。當(dāng)在接收的分組中檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)，PHY處理單元40通知接收處理單元20檢測(cè)到錯(cuò)誤。
[0029]MAC處理單元10處理3種MAC幀:數(shù)據(jù)幀、控制幀和管理幀，并執(zhí)行關(guān)于MAC層規(guī)定的各種處理。下面將說(shuō)明這3種MAC幀。
[0030]管理幀用于管理與其它無(wú)線通信裝置的通信鏈路。例如，管理幀包括用于報(bào)告構(gòu)成無(wú)線通信組所需的組屬性和同步信息的信標(biāo)幀和與其它無(wú)線通信裝置交換的供認(rèn)證或建立通信鏈路的幀，所述無(wú)線通信組是基于IEEE 802.11的基本服務(wù)集(BSS)。
[0031]數(shù)據(jù)幀用于向具有與該無(wú)線通信裝置建立的通信鏈路的另一個(gè)無(wú)線通信裝置傳送數(shù)據(jù)。例如，用戶操作相關(guān)的應(yīng)用程序，從而在圖1中的無(wú)線通信裝置中生成數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)幀攜帶。具體地說(shuō)，生成的數(shù)據(jù)從更高層處理單元100傳給發(fā)射處理單元30。在發(fā)射期間，所述數(shù)據(jù)作為凈荷被攜帶在數(shù)據(jù)幀的幀體字段中。此外，當(dāng)收到數(shù)據(jù)幀時(shí)，接收處理單元20提取并處理幀數(shù)據(jù)字段中的信息，作為數(shù)據(jù)。接收處理單元20隨后把處理后的信息傳給更高層處理單元100。這使應(yīng)用程序可以進(jìn)行諸如數(shù)據(jù)寫入或再現(xiàn)的操作。
[0032]控制幀用于與另一個(gè)無(wú)線通信裝置的管理幀和數(shù)據(jù)幀的發(fā)射和接收(交換)期間的控制。控制幀包括與另一個(gè)無(wú)線通信裝置交換，以便在開始交換管理幀和數(shù)據(jù)幀之前，保留所述媒體的RTS(請(qǐng)求發(fā)送)幀和CTS(允許發(fā)送)幀。此外，控制幀包括為了確認(rèn)接收的管理幀和數(shù)據(jù)幀的交付而傳送的ACK(確認(rèn))幀和BA(塊確認(rèn))幀。
[0033]在發(fā)射MAC幀之前，MAC處理單元10需要獲得關(guān)于所述媒體的接入權(quán)(傳送權(quán))。發(fā)射處理單元30根據(jù)來(lái)自接收處理單元20的載波偵聽信息(下面說(shuō)明)，調(diào)整發(fā)射定時(shí)。發(fā)射處理單元30按照所述發(fā)射定時(shí)，向PHY處理單元40發(fā)出發(fā)射指令，并把MAC幀傳給PHY處理單元40。除了發(fā)出發(fā)射指令之外，發(fā)射處理單元30可向PHY處理單元40指示用于發(fā)射的調(diào)制方案和編碼方案。此外，發(fā)射處理單元30可向PHY處理單元40指示發(fā)射功率。一旦獲得接入權(quán)，MAC處理單元10能夠連續(xù)地與另一個(gè)無(wú)線通信裝置交換MAC幀，盡管媒體占用時(shí)間、QoS(服務(wù)質(zhì)量)屬性等受到限制。例如，當(dāng)無(wú)線通信裝置傳送預(yù)定幀，并從另一個(gè)無(wú)線通信裝置正確地收到響應(yīng)幀時(shí)，獲得所述接入權(quán)。當(dāng)預(yù)定幀被另一個(gè)無(wú)線通信裝置接收時(shí)，在經(jīng)過了最小幀間隔時(shí)間(短間隔幀空間)之后，該另一個(gè)無(wú)線通信裝置傳送響應(yīng)幀。
[0034]接收處理單元20管理載波偵聽信息。載波偵聽信息包括涉及與PHY處理單元40的輸入相對(duì)應(yīng)的媒體忙/閑狀態(tài)的物理載波偵聽信息和基于在接收幀中描述的媒體保留時(shí)間的虛擬載波偵聽信息。如果這些各項(xiàng)信息之一指示忙狀態(tài)，那么在該狀態(tài)期間，禁止信號(hào)傳送。在IEEE 802.11中，在MAC報(bào)頭中的所謂持續(xù)時(shí)間/ID字段中描述媒體保留時(shí)間。當(dāng)收到預(yù)定給另一個(gè)無(wú)線通信裝置(而不是給當(dāng)前無(wú)線通信裝置)的MAC幀時(shí)，MAC處理單元10確定對(duì)從包含該MAC幀的PHY分組結(jié)束起的媒體保留時(shí)間來(lái)說(shuō)，媒體虛擬上是忙的。虛擬地確定媒體將忙或者媒體虛擬地忙的時(shí)段的機(jī)制被稱為NAV (網(wǎng)絡(luò)分配矢量)。
[0035]如下所述，按照本實(shí)施例的無(wú)線通信裝置基于利用依照上述PHY方案的最小接收靈敏度的載波偵聽(CCA)的正常無(wú)線通信方案，從而實(shí)現(xiàn)能夠與正常無(wú)線通信方案共存的鄰近通信方案。為方便起見，下面把正常無(wú)線通信方案稱為正常方案(或者可稱為非鄰近方案)。能夠與正常無(wú)線通信方案共存的鄰近無(wú)線通信方案被稱為鄰近方案。
[0036]如下所述，按照本實(shí)施例的無(wú)線通信裝置可支持關(guān)于特定頻帶的方案，或者可以是混合的，并支持關(guān)于多個(gè)頻帶的方案。此外，按照本實(shí)施例的無(wú)線通信裝置可支持鄰近方案和正常方案(例如，無(wú)線LAN)。在下面的說(shuō)明中，假定按照本實(shí)施例的無(wú)線通信裝置至少支持基于正常無(wú)線LAN方案的鄰近方案。這里，所述鄰近方案被認(rèn)為是這樣的:通信范圍限于約幾厘米(例如，3厘米)，并且在該通信范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)通信。
[0037]該無(wú)線通信裝置控制最大發(fā)射功率以便限制通信范圍。例如，當(dāng)無(wú)線通信裝置使用毫米波頻帶時(shí)，可以假定:傳播損耗是自由空間傳播損耗+10dB，以及對(duì)于發(fā)射和接收兩者，天線增益都為OdB。這里，無(wú)線通信裝置選擇系統(tǒng)中具有最低接收靈敏度的預(yù)定調(diào)制和編碼方案(MCS)來(lái)傳送基本管理幀，例如信標(biāo)。該MCS被稱為MCS0，其接收靈敏度被假定為-78dBm。另一方面，無(wú)線通信裝置選擇與MCSO相比涉及更大接收靈敏度的MCS1-MCS12之一來(lái)傳送包括數(shù)據(jù)幀在內(nèi)的其它各幀。在MCS1-MCS12之中，MCSl被假定具有-68dB的最小接收靈敏度。此外，MCSO被假定不同于基于PHY方案的差異的MCS1-MCS12。
[0038]例如，假定如果無(wú)線通信裝置選擇MCS0，那么發(fā)射功率需要為_30dBm，以便把距離發(fā)射源3厘米處的接收電平設(shè)定為_78dBm。另一方面，假定如果無(wú)線通信裝置選擇MSC4，那么發(fā)射功率需要為-16dBm，以便把距離發(fā)射源3厘米處的接收電平設(shè)定為_64dBm(MCS4的接收靈敏度_64dBm比MSCO的接收靈敏度_78dBm大14dB，從而發(fā)射功率需要被增大14dB)。當(dāng)發(fā)射功率為-16dBm時(shí)，載波偵聽(CCA)指示忙狀態(tài)的距離，即，接收電平超過MCSl的接收靈敏度_68dBm的距離例如為5厘米。即，與當(dāng)無(wú)線通信裝置使用MSCO時(shí)的情況相比，載波偵聽(CCA)指示忙的距離增大。如果需要預(yù)定通信范圍內(nèi)的最小傳輸速率，那么無(wú)線通信裝置可選擇能夠?qū)崿F(xiàn)要實(shí)現(xiàn)的傳輸速率的MSC之一，并設(shè)定最大發(fā)射功率，使得在預(yù)定通信范圍的邊緣獲得最小接收靈敏度。隨后，無(wú)線通信裝置可以排他地選擇該MCS或者具有更高傳輸速率的任何其它MCS，并通過等于或低于設(shè)定的最大發(fā)射功率的發(fā)射功率進(jìn)行發(fā)射。即，無(wú)線通信裝置的最大發(fā)射功率小于正常方案的發(fā)射功率。
[0039]基于正常方案的發(fā)射功率通常在約OdBm和數(shù)十dBm之間。S卩，如關(guān)于MSCO和MCS1-MSC4舉例說(shuō)明的一樣，上面說(shuō)明的受控發(fā)射功率比正常方案的發(fā)射功率低大約數(shù)十dBm。
[0040]此外，與共存的正常方案相比，通過控制最大發(fā)射功率來(lái)限制通信范圍的方案處于劣勢(shì)位置。例如，假定布置兩個(gè)無(wú)線通信裝置(在本實(shí)施例中，這兩個(gè)無(wú)線通信裝置之一被稱為第一無(wú)線通信裝置，另一個(gè)被稱為第二無(wú)線通信裝置)；第二無(wú)線通信裝置以1dBm的發(fā)射功率發(fā)射信標(biāo)幀，第一無(wú)線通信裝置以限于-30dBm的最大發(fā)射功率發(fā)射信標(biāo)幀。當(dāng)?shù)诙o(wú)線通信裝置選擇MSCO并以1dBm的發(fā)射功率發(fā)射信標(biāo)幀時(shí)，在距離發(fā)射源3厘米處的接收電平等于_78dBm的接收靈敏度。從而，如果第一無(wú)線通信裝置和第二無(wú)線通信裝置之間的距離等于或小于3厘米，那么第一無(wú)線通信裝置處的接收電平等于或大于-78dBm。即，第一無(wú)線通信裝置確定CCA忙。另一方面，當(dāng)?shù)谝粺o(wú)線通信裝置選擇MSCO并以-30dBm的發(fā)射功率發(fā)射信標(biāo)幀時(shí)，在距離發(fā)射源3厘米處的接收電平等于-78dBm的接收靈敏度。因此，如果第二無(wú)線通信裝置和第一無(wú)線通