CN1973491B - 使能多个接收机的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
简要地,提供了一种无线通信设备,所述无线通信设备包括处理器,所述处理器根据与用来使能MIMO系统的确定数量的接收机的请求一起提供的值来使能所述多个接收机。还提供了用于使能MIMO系统的所述多个接收机的方法。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域,更具体地涉及使能多个接收机的方法和装置。
背景技术
在无线局域网(WLAN)通信系统(例如局域网(LAN))中,无线通信设备(例如站)可以通过一个或更多个天线发射和/或接收射频(RF)信号。一些无线通信设备可以包括多个天线,例如两个或更多个天线。那些无线通信设备可以包括多输入多输出(Multiple-Input-Multiple-Output,MIMO)调制和/或编码来控制RF信号通过所述多个天线的接收和/或发射。
发明内容
根据本发明的一个方面,提供了一种方法,包括:传送请求以使能多输入多输出发射机-接收机系统的确定数量的接收机;在所述请求内传送第一阻挡时间段,以在所述第一阻挡时间段的持续时间上阻挡其他站的传送;接收第二阻挡时间段;以及使用所述第二阻挡时间段来延长对所述其他站的传送的所述阻挡操作。
根据本发明的另一个方面,提供了一种方法,包括:接收用于使能多输入多输出发射机-接收机系统的两个或更多个接收机的请求;接收所述请求内的第一阻挡时间段;使用所述第一阻挡时间段来阻挡其他站的传送;以及在确认消息内传送第二阻挡时间段,以根据所述第二阻挡时间段来延长对所述其他站的所述阻挡操作。
根据本发明的又一个方面,提供了一种用于使能多个接收机的装置,包括:用于接收从第一站到第二站的用于使能多输入多输出发射机-接收机系统的两个或更多个接收机的请求的装置;用于接收所述请求内的第一阻挡时间段的装置;用于使用所述第一阻挡时间段来阻挡其他站的传送的装置;以及用于在从所述第二站到所述第一站的确认消息内传送第二阻挡时间段,以根据所述第二阻挡时间段来延长对所述其他站的所述阻挡操作的装置。
附图说明
在本说明书的结论部分,特别指出并清楚地要求了本发明的主题。然而,当与附图一起阅读时,通过参考以下详细描述,本发明关于操作的组织和方法,以及本发明的目的、特征和优点可以得到最好的理解,其中:
图1是根据本发明的示例性实施方案的无线通信系统的一部分的图示;
图2是根据本发明的一些示例性实施方案的无线通信设备的框图;
图3包括根据本发明的实施方案的示例性请求发送MIMO(Request To Send MIMO,RTSM)帧和示例性清除发送MIMO(Clear To Send MIMO,CTSM)帧的图示;
图4是根据本发明的示例性实施方案,用于将无线通信设备从(Single Input SingleOutput)SISO和/或(Multiple Input Single Output)MISO工作模式切换到MIMO工作模式的协议握手的时序图;以及
图5是根据本发明的示例性实施方案,用于使能(enable)无线通信设备的MIMO工作模式的方法的流程图。
应该理解,为了图示说明的简单和清晰,附图中图示的要素没有必要按比例绘制。例如,为了清晰,一些要素的尺寸可能相对于其他要素被夸大。此外,在被认为适当的地方,在附图中重复了参考数字,以指示对应或者类似的要素。
具体实施方式
在以下描述中,阐述了很多具体的细节,以提供对本发明的完整理解。然而,本领域普通技术人员将会理解,无需这些具体的细节可以实践本发明。此外,没有详细描述公知的方法、过程、组件和电路,以免模糊本发明。
下面详细说明的某些部分是根据计算机存储器内针对数据位或者二进制数字信号的操作的算法和符号表示来进行描述的。这些算法的描述和表示可以是数据处理领域技术人员用来将他们工作的实质传达给本领域其他技术人员的技术。
除非另外具体陈述,正如从下面的讨论中可以看出,应该可以意识到,在整个说明书讨论中使用术语比如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”等等是指计算机或计算系统、或类似电子计算设备的动作或过程(process),所述动作和/或过程将表示为计算系统的寄存器或存储器内的物理(如电子)量的数据操作和/或转换成为类似地表示为计算系统的存储器、寄存器或者其他此类信息存储、传输或者显示设备内的物理量的其他数据。此外,可以在整篇说明书中使用术语“多个”来描述两个或更多个组件、设备、部件、参数等等。例如,“多个移动站”描述两个或更多个移动站。
应该理解,本发明可以用于各种应用。尽管本发明在此方面不受限制,但是这里公开的电路和技术可以用于许多装置,例如无线电系统的发射机和接收机。意图被包括在本发明范围内的发射机和/或接收机(仅以示例性的方式)可以包括,无线局域网(WLAN)发射机和/或接收机、MIMO发射机-接收机系统、双向无线电发射机和/或接收机、数字系统发射机和/或接收机、模拟系统发射机和/或接收机、蜂窝无线电话发射机和/或接收机等等。
意图落在本发明范围内的WLAN发射机和/或接收机的类型包括,但不限于,用于发射和/或接收扩频信号(例如跳频扩频(Frequency Hopping Spread Spectrum,FHSS)、直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS))的发射机和/或接收机、正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)发射机和/或接收机等等。
本发明的一些实施方案可以例如使用机器可读介质或制品来实现,所述机器可读介质或制品可以储存指令或指令集,如果所述指令或指令集被机器(例如被WLAN的站和/或被其他适当机器)执行,导致所述机器执行根据本发明的实施方案的方法和/或操作。这样的机器可以包括例如任何适当的处理平台、计算平台、计算设备、处理设备、计算系统、处理系统、计算机、处理器等等,并且可以使用硬件和/或软件的任何适当的组合来实现。机器可读介质或制品可以包括,例如任何适当类型的存储器单元、存储器设备、存储器制品、存储器介质、储存设备、储存制品、储存介质和/或储存单元,例如存储器、可移除或不可移除的介质、可擦除或不可擦除的介质、可写或可重写的介质、数字或模拟介质、硬盘、软盘、致密盘只读存储器(CD-ROM)、可记录致密盘(CD-R)、可重写致密盘(CD-RW)、光盘、磁介质、各种类型的数字多用途盘(DVD)、磁带、卡带等。指令可以包括任何适当类型的代码,例如源代码、经过编译的代码、经过解释的代码、可执行代码、静态代码、动态代码等,并且可以使用任何适当的高级、低级、面向对象的、可视的(visual)、经过编译的和/或经过解释的编程语言,例如C、C++、Java、BASIC、Perl、Matlab、Pascal、Visual BASIC、汇编语言、机器码等,来实现所述指令。
转向图1,示出根据本发明的示例性实施方案的无线通信系统100。尽管本发明的范围在此方面不受限制,但是如果期望的话,无线通信系统100可以包括基于IEEE802.11-1999标准族(family)的WLAN。例如,根据本发明的实施方案的站和接入点(AccessPoint,AP)可以被用于高吞吐量(High Throughput,HT)无线联网,例如根据推荐协议IEEE-802.11n,2004工作的示例性网络。根据本发明的一些实施方案,无线通信系统100可以包括站(Station,STA)120、STA 130、STA 150和AP 110。根据本发明的实施方案,WLAN站和AP中的至少一些(例如站120、150和AP 110)可以包括MIMO系统和两个或更多个天线。此外,无线通信系统100可以包括“传统(legacy)”站,例如STA 130。传统站可以包括单个接收机、单个发射机和至少一个天线。尽管本发明的范围在此方面不受限制,应该理解,传统站可以不包括MIMO系统。
尽管本发明的范围在此方面不受限制,STA 150、STA 120和AP 110可以工作在以下工作模式中的至少一种中:单输入单输出(SISO)模式,多输入单输出(MISO)模式和/或在MIMO模式中。尽管本发明的范围在此方面不受限制,在SISO模式下,单个发射机和单个接收机可以被用来在无线共享介质160上发射和/或接收信号和/或数据和/或消息等等。根据本发明的实施方案,在MISO工作模式下,两个或更多个发射机可以在无线共享介质160上发射信号和/或数据和/或消息等等,并且可以通过MIMO系统的单个接收机接收信号和/或数据和/或消息等等。可替换地或可附加地,如果期望的话,在MIMO工作模式下,两个或更多个发射机和两个或更多个接收机可以被用来在无线共享介质160上发射和/或接收信号、数据、消息等等。
尽管本发明的范围在此方面不受限制,AP 110和/或STA 120和/或STA 150可以初始被设置为工作在SISO或MISO工作模式下,并且可以将无线通信系统100的其他站和/或AP切换和/或请求切换到MIMO工作模式。例如,如果期望的话,工作在MISO或SISO工作模式下的AP 110可以在无线共享介质160上发送请求以将STA 120和STA 150切换到MIMO工作模式。STA 120和STA 150可以确认该请求,并且可以使得MIMO接收机-发射机系统的期望数量的接收机和发射机能够工作。
转向图2,根据本发明的示例性实施方案示出无线通信设备200(例如AP或STA)的框图。尽管本发明的范围在此方面不受限制,无线通信设备200可以包括处理器210(例如介质访问控制(Medium Access Control,MAC)处理器)、切换部件(switch,SW)220和MIMO系统230。在本发明的一些实施方案中,MIMO系统230可以包括两个发射机240和两个接收机250,尽管本发明的范围在此方面不以任何方式受限。例如,在本发明的其他实施方案中,MIMO系统230可以包括任何期望数量的发射机和接收机。在该示例性实施方案中,发射机240和接收机250 MIMO系统230可以以可通信的方式耦合到天线260和270。
尽管本发明的范围在此方面不受限制,天线260和/或天线270可以包括内部天线,或全向天线,或单极天线,或双极天线,或端部馈电天线,或圆形极化天线,或微带天线,或分集天线,双天线、天线阵列等等。
尽管本发明的范围在此方面不受限制,无线通信设备200(例如STA 120、150或AP110)可以初始被设置为工作在SISO或MISO工作模式下。根据本发明的一些实施方案,无线通信设备20可以通过使用例如请求发送/清除发送(Request-To-Send/Clear-To-Send,RTS/CTS)网络接入机制(mechanism)来发起请求,以将WLAN的站和/或AP切换到MIMO工作模式。在本发明的一些实施方案中,RTS/CTS网络接入机制可以包括修改的RTS帧和修改的CTS帧,所述修改的RTS帧将被称为RTS-MIMO帧(RTSM),所述修改的CTS帧将被称为CTS-MIMO(CTSM)帧。根据本发明的一些其他实施方案,通过接收RTSM帧,无线通信设备200可以被切换到MIMO工作模式,所述RTSM帧可以包括至少关于可以被使能的接收机的期望数量的信息。响应于此,无线通信设备200可以向WLAN(例如WLAN 100)的其他站和AP发送CTSM帧以确认接收到所述RTSM帧。
尽管本发明的范围在此方面不受限制,MIMO系统230可以包括可以发射和接收RTSM和/或CTSM帧的正交频分复用(OFDM)发射机和接收机(例如TX 240和RX 250)。根据本发明的一些实施方案,RTSM和/或CTSM帧可以以1/2码率(rate 1/2)用二相相移键控(Binary Phase Shift Keying,BPSK)调制方案被调制。然而尽管本发明的范围在此方面不受限制,因此,RTSM帧和/或CTSM帧可以通过四相相移键控(QuadraturePhase-Shift Keying,QPSK)、正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)、16-QAM、64QAM等被调制。
转向图3,示出根据本发明的实施方案的示例性RTSM帧310和示例性CTSM帧350。尽管本发明的范围在此方面不受限制,RTSM帧310的大小可以为24个八位字节,并且可以包括帧控制子类(2个八位字节)字段315、持续时间字段(2个八位字节)320、Address1(地址1)字段(6个八位字节)325、Address2(地址2)字段(6个八位字节)330、延长持续时间(xDuration)字段(2个八位字节)335、MIMO字段(2个八位字节)340和帧校验序列(Frame Check Sequence,FCS)字段(2个八位字节)345。
尽管本发明的范围在此方面不受限制,CTSM帧350的大小可以为16个八位字节,并且可以包括帧控制子类(2个八位字节)字段355、持续时间字段(2个八位字节)360、Address1(地址1)字段(6个八位字节)365、MIMO字段(2个八位字节)370和FCS字段(2个八位字节)380。
尽管本发明的范围在此方面不受限制,帧控制子类字段315或355可以包括帧子类值。例如,帧控制子类字段315的子类值可以是RTSM,并且帧控制子类字段355的子类值可以是CTSM。根据本发明的一些实施方案,数据序列中的后续帧可以与前一帧距离为短帧间间隔(Short Inter Frame Space,SIFS)字段(未示出)。因此,RTSM帧310的持续时间可以包括这样的值,所述值形成自(composed from)CTSM帧350的持续时间、SIFS的持续时间的两倍以及至少与数据序列传送的开端部分重叠的额外持续时间。在本发明的一些实施方案中,如果期望的话,持续时间字段320的值可以被用来更新传统站(例如STA130)的网络接入向量(Network Access Vector,NAV)。CTSM帧350的持续时间字段360可以包括形成自SIFS和数据序列传送的持续时间的值。在本发明的一些实施方案中,持续时间字段360的值可以分别被用来更新传统和HT MIMO站(例如STA 130和站STA110、STA 120、STA 150)的网络接入向量(NAV)。Address1字段325或365可以包括帧的目的地址。Address2字段330可以包括发射站的地址,并且FCS字段345或380可以包括帧的循环冗余较验(Cyclic Redundancy Check,CRC)值。
尽管本发明的范围在此方面不受限制,在本发明的一些实施方案中,RTSM帧310的xDuration字段335可以包括形成自CTSM帧350的持续时间、至少两个SIFS的持续时间和数据序列传送的持续时间的值。例如,在本发明的一些实施方案中,如果期望的话,STA120、STA 150和AP 110可以使用xDuration字段335的值来更新NAV。MIMO字段340或370可以包括MIMO系统230的可以被使能的发射机和/或接收机的数量,以及MIMO系统230的编码方案。例如,空间复用、分集等等。
转向图4,示出根据本发明的示例性实施方案用于将无线通信设备从SISO和/或MISO工作模式切换到MIMO工作模式的协议的时序图。尽管本发明的范围在此方面不受限制,时序图410、420、430和440示出NAV的时序流(例如时序图430、440)、来自站和/或AP的请求传送(例如时序图420)和确认传送(例如时序图410)。例如,AP 110可以发起请求来使能无线通信系统100的STA 120的MIMO系统的确定数量的接收机。此外,时序图450、455可以示出与其他类型的站和AP(例如传统站STA 130)相关的NAV。
尽管本发明的范围在此方面不受限制,WLAN可以包括两类或更多类站和/或AP。例如,第一类站和AP可以是HT站。HT站和/或AP可以包括MIMO系统。第二类型的站和AP可以是传统站和AP。
根据本发明的示例性实施方案,AP 110工作在MISO工作模式下,可以发起RTSM帧(例如RTSM 310)的传送,所述RTSM帧包括用于使能例如STA 120的两个接收机的请求。根据该实施例,用于使能期望数量的接收的请求可以由RTSM帧310的MIMO字段340提供。响应于此,STA 120可以通过传送CTSM帧(例如CTSM帧350)到AP 110来(在RTSM帧传送完成后SIFS时间范围内)确认接收到RTSM帧310。
在本发明的一些实施方案中,在预先确定的延迟(例如短于SIFS时间)之后,STA 120可以切换到MIMO工作模式,并且可以使能期望数量的接收机(时序图410)。尽管本发明的范围在此方面不受限制,在一些实施方案中,由STA 120发送的CTSM帧350的持续时间字段360可以通过减去CTSM帧350的持续时间和一个SIFS时间来从帧RTSM 310的xDuration字段335运算。
尽管本发明的范围在此方面不受限制,STA 150还可以接收RTSM帧310,并且可以在例如形成自两个SIFS时间和可以包括数据帧序列开端的重叠时间的持续时间(如通过时序图430所示出)上激活NAV1。在本发明的一些实施方案中,NAV1可以被用来阻挡其他站和/或AP在WLAN上进行传送。此外,传统站130可以接收RTSM帧310,并且可以使用持续时间字段320来激活NAV3。因此,如果期望的话,STA 130的传送可以在NAV3的持续时间上被阻挡。
尽管本发明的范围在此方面不受限制,如果期望的话,AP 110可以接收CTSM帧350,并且可以使用由CTSM帧350的持续时间字段360所提供的值来在时序图440所示出的持续时间上激活NAV2。此外,根据本发明的一些实施方案,如果期望的话,STA 150和STA130可以使用CTSM帧350的持续时间字段360来分别在由时序图440和时序图450示出的持续时间上激活NAV2和NAV4。
尽管本发明的范围在此方面不受限制,在RTS/CTS握手完成和阻挡其他站进行传送之后,AP 110可以在CTSM帧350传送完成达SIFS时间之后开始传送MIMO数据序列。然而,在本发明的一些实施方案中,WLAN站和/或AP中的至少一个可以不接收CTSM帧350。在那些实施方案中,用于将站的工作模式切换到MIMO工作模式的请求的发起方可以不传送MIMO数据序列。在那些实施方案中,站和/或AP可以不激活NAV来阻挡传送。
尽管本发明的范围在此方面不受限制,在本发明的一些实施方案中,仅仅WLAN的一些站和/或AP可以接收确认消息。例如,AP 110可以接收CTSM帧350,而STA 150可以不接收CTSM帧350。在本发明的那些实施方案中,在接收数据序列的开端的同时,STA 150可以使用RTSM帧310的xDuration字段335来将NAV1的持续时间延长至MIMO数据序列传送的持续时间(由时序图430的虚线示出)。然而,如果需要的话,传统站(例如STA 130)可以将NAV3延长到至少数据序列的第一帧的持续时间的结束(由时序图455的虚线示出)。
转向图5,示出根据本发明的示例性实施方案,用于使能无线通信设备的MIMO模式的方法的流程图。尽管本发明的范围在此方面不受限制,无线通信系统(例如WLAN)的无线通信设备(例如站和/或AP)可以请求接收方将其当前工作模式(例如SISO或MISO)替换到MIMO工作模式(文本框510)。此外,无线通信设备可以在预先确定的时间上阻挡其他WLAN站访问无线共享介质160(文本框520)。例如,通过在期望的阻挡持续时间上激活NAV。
尽管本发明的范围在此方面不受限制,接收方可以发送确认到发起该请求的无线通信设备(例如发起方)。在本发明的一些实施方案中,如果该确认被无线通信设备接收到(文本框520),则该无线通信设备可以基于与该确认消息一起接收的信息延长NAV的阻挡时间(文本框540)。
尽管本发明的范围在此方面不受限制,如果所述确认未曾被无线通信设备接收到(文本框520),则在本发明的一些实施方案中,该无线通信设备可以例如通过基于MIMO数据序列长度延长NAV来延长阻挡时间。
尽管在此已图示并描述了本发明的某些特征,但是本领域技术人员将可以想到许多修改、替换、改变和等同物。因此,可以理解,所附权利要求书打算覆盖落入本发明真正的精神内的所有这样的修改和改变。
Claims (25)
1.一种用于使能多个接收机的方法,包括:
从第一站传送请求到第二站以使能多输入多输出发射机-接收机系统的确定数量的接收机;
在所述请求内传送第一阻挡时间段,以在所述第一阻挡时间段的持续时间中阻挡其他站的传送;
在从所述第二站到所述第一站的确认消息中接收第二阻挡时间段;以及
使用所述第二阻挡时间段来延长对所述其他站的传送的所述阻挡操作。
2.如权利要求1所述的方法,包括:
在单输入单输出模式下传送所述请求。
3.如权利要求1所述的方法,包括:
在多输入单输出模式下传送所述请求。
4.如权利要求1所述的方法,包括:
传送多输入多输出传送的数据序列;以及
根据所述多输入多输出传送的数据序列的长度延长所述阻挡操作。
5.一种用于使能多个接收机的方法,包括:
接收从第一站到第二站的用于使能多输入多输出发射机-接收机系统的两个或更多个接收机的请求;
接收所述请求内的第一阻挡时间段;
使用所述第一阻挡时间段来阻挡其他站的传送;以及
在从所述第二站到所述第一站的确认消息内传送第二阻挡时间段,以根据所述第二阻挡时间段来延长对所述其他站的所述阻挡操作。
6.如权利要求5所述的方法,包括:
在单输入单输出模式下接收所述请求。
7.如权利要求5所述的方法,包括:
在多输入单输出模式下接收所述请求。
8.如权利要求5所述的方法,包括:
接收多输入多输出传送的数据序列;以及
根据多输入多输出传送的数据序列的长度来延长所述阻挡操作。
9.一种用于使能多个接收机的装置,包括:
用于接收从第一站到第二站的用于使能多输入多输出发射机-接收机系统的两个或更多个接收机的请求的装置;
用于接收所述请求内的第一阻挡时间段的装置;
用于使用所述第一阻挡时间段来阻挡其他站的传送的装置;以及
用于在从所述第二站到所述第一站的确认消息内传送第二阻挡时间段,以根据所述第二阻挡时间段来延长对所述其他站的所述阻挡操作的装置。
10.如权利要求9所述的装置,还包括用于将所述多输入多输出发射机-接收机系统切换到单输入单输出模式的装置。
11.如权利要求9所述的装置,还包括用于将所述多输入多输出发射机-接收机系统切换到多输入单输出模式的装置。
12.如权利要求9所述的装置,其中所述多输入多输出发射机-接收机系统以可操作的方式耦合到两个或更多个天线,并且所述多输入多输出发射机-接收机系统包括:
两个或更多个发射机;以及
两个或更多个接收机。
13.如权利要求9所述的装置,还包括用于根据网络接入向量来控制对无线共享介质的访问的装置。
14.如权利要求13所述的装置,还包括通过向所述网络接入向量提供阻挡时间来在期望的时间段上阻挡其他站的传送的装置。
15.如权利要求14所述的装置,其中所述期望的时间段是由用于使能所述多输入多输出发射机-接收机系统的所述确定数量的接收机的所述请求提供的。
16.如权利要求14所述的装置,其中所述期望的时间段是由确认消息提供的。
17.如权利要求14所述的装置,其中所述期望的时间段是根据多输入多输出传送的数据序列的长度被设置的。
18.如权利要求9所述的装置,还包括用于控制请求发送和/或清除发送网络接入机制的装置。
19.如权利要求18所述的装置,其中所述请求发送和/或清除发送网络接入机制包括:
多入多出请求发送帧,所述多入多出请求发送帧包括用于使能确定数量的接收机的所述请求;以及
多入多出清除发送帧,所述多入多出清除发送帧用于确认所述多入多出请求发送帧。
20.如权利要求19所述的装置,其中所述多入多出请求发送帧包括:
用于阻挡传统站的传送并指示所述第一阻挡时间段的第一持续时间字段;
用于阻挡高吞吐量站并指示所述第二阻挡时间段的第二持续时间字段;以及
包括要被使能的接收机的数量的多入多出字段。
21.如权利要求20所述的装置,其中所述第一持续时间字段包括形成自所述多入多出清除发送帧的持续时间、短帧间间隔的持续时间的至少两倍和至少与数据序列传送的开端部分重叠的额外持续时间的值。
22.如权利要求20所述的装置,其中所述第二持续时间字段包括形成自所述多入多出清除发送帧的持续时间、至少两个短帧间间隔持续时间的持续时间和数据序列传送的持续时间的值。
23.如权利要求9所述的装置,其中所述装置用于无线通信设备中,所述无线通信设备包括:
处理器,所述处理器根据所述请求来使能所述多输入多输出发射机-接收机系统的确定数量的接收机;以及
两个或更多个双极天线,所述双极天线以可操作方式耦合到所述多输入多输出发射机-接收机系统的两个或更多个发射机和两个或更多个接收机。
24.如权利要求23所述的装置,其中所述处理器是介质访问控制处理器。
25.如权利要求9所述的装置,其中所述装置用于无线通信系统中,所述无线通信系统包括:
所述第二站,所述第二站包括处理器,所述处理器根据所述请求来使能所述多输入多输出发射机-接收机系统的确定数量的接收机。
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