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根據接收信號質量的量度選擇接入點的制作方法

文檔序號:7608722閱讀:232來源:國知局
專利名稱:根據接收信號質量的量度選擇接入點的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及無線網絡。一個方面是一種供無線網絡的無線臺站用于根據接收信號質量量度選擇接入點的方法。一個版本使用誤差向量幅值(EVM)的量度。
背景技術
諸如無線局域網(WLAN)這樣的無線網絡最近已經變得流行起來。WLAN可以是其中任何無線臺站(STA)都可以直接與任何其他STA通信的自組織網絡,或者其中一個STA充當接入點(AP)的基礎設施網絡。網絡的所有其他STA都與AP相關聯,并且僅經由AP進行通信。AP可以通過有線或無線連接而連接到其他網絡。
這里的描述假設無線網絡遵從IEEE 802.11標準,并且將使用IEEE802.11標準的術語。但是,本發(fā)明并不限于這種網絡。
無線網絡的臺站,即STA,包括物理層處理器(PHY)和MAC處理器。AP是這樣一種STA,其發(fā)射消息(信標或探測響應),這種消息為其他臺站提供使得這種其他臺站能夠與AP相關聯的信息(PHY和MAC信息)。信標或探測響應是類似的,只不過信標不一定是響應于任何外部事件而被廣播的,而探測響應是響應于AP接收到探測請求消息而被發(fā)射的。
對于希望與AP相關聯的任何特定STA,可能存在要與之關聯的若干個AP。STA通常掃描它們可以與之關聯的AP,并且希望與“最佳”AP相關聯。
想要充當基礎設施網絡中的客戶站的STA(也稱為基本服務集(BSS))通常將會嘗試通過掃描一個或多個信道以例如查找信標和探測響應來識別它可以與之關聯的所有AP。STA將會在啟動時以及在之后周期性地進行這種掃描。
充當轉發(fā)器的AP還將會掃描一個或多個信道以識別潛在的父AP,雖然這種掃描通常只發(fā)生在啟動時或者其父AP不再可用的情況下。
掃描可以是主動的或被動的。在“被動掃描”中,STA監(jiān)聽一個或多個信道上來自AP的信標。在“主動掃描”中,STA在一個或多個信道上發(fā)送探測請求消息并且監(jiān)聽響應于探測請求的探測響應。
除信標和探測響應外,STA還可以記錄來自AP的其他分組。
掃描提供MAC級別的消息,例如AP所支持的數據速率、服務集的標識符(SSID)、與AP通信的安全性參數、AP處的負載等等。掃描還提供PHY層信息。具體而言,當STA接收到信標或探測響應時,STA記錄接收方STA的PHY處的接收信號強度指示(RSSI)。
由掃描所提供的信息在適當的加權之后通常被用于確定應當與之嘗試關聯的“最佳”AP。
IEEE 802.11a PHY標準將RSSI定義為PHY子層對用于接收分組的天線處觀察到的能量的量度。RSSI在分組接收期間被PHY測量,并且與分組一起被傳遞。RSSI通常被用于區(qū)分信號強度和候選AP,并且用于在所有其他量度(例如負載)都相等時根據接收信號強度確定“最佳”AP。
本領域的技術人員將會意識到,RSSI是信號強度的量度而不是信號質量的量度。已經發(fā)現,RSSI不是信號質量的良好指標,也不是“最佳”AP選擇的良好量度。這可能是由于多種原因造成的。例如,在掃描時,唯一可供STA測量的分組是以相對較低的速率發(fā)送的。在用于AP選擇的RSSI值僅能夠從通常以低速率發(fā)送的信標或探測響應獲得的情況下,尤其如此。來自低速率分組的RSSI值僅僅提供關于鏈路對高速率分組的支持程度的非常粗略的指示。例如,這種RSSI值未考慮到大大降低信號質量的因素,例如多路徑或強干擾的存在。
與信號質量的量度而不是信號強度的量度被用于選擇的情況相比,利用RSSI來選擇“最佳”AP可能導致較低的吞吐量和等待時間。利用RSSI選擇AP還可能導致頻繁的漫游,從而導致不穩(wěn)定。這對于語音和其他要求高吞吐量或低等待時間的應用來說尤其成問題。
從而,本領域中需要一種基于指示接收信號質量的量度以及指示AP和客戶站之間的鏈路上的可用通信質量的量度來選擇與之關聯的AP的方法。

發(fā)明內容
這里所描述的是一種用于無線臺站中的操作的方法,該方法包括無線地接收來自遠程臺站的與該遠程臺站發(fā)射的分組相對應的信號;對接收到的信號的采樣進行解調以產生解調后的來自遠程臺站的信號;以及基于接收信號質量的量度選擇是否與遠程臺站通信,所述接收信號質量的量度例如是經由臺站和遠程臺站之間的鏈路傳輸的數據的接收信號EVM。
在一個應用中,遠程臺站是接入點,并且所述選擇步驟是選擇是否與遠程接入點相關聯。在另一個應用中,遠程臺站是臺站,并且所述選擇步驟是選擇是否在自組織基礎上與遠程臺站通信。
在一個實施例中,與接收到的信號相對應的發(fā)射的分組包括從由遠程臺站接收到的與臺站發(fā)射的數據相對應的信號的采樣獲得的EVM的量度,從而該臺站不需要能夠確定EVM。
在另一個實施例中,該方法還包括在臺站處從接收到的信號的采樣確定接收信號EVM的量度。根據一個改進,其中與接收到的信號相對應的發(fā)射的分組包括從由遠程臺站接收到的與臺站發(fā)射的數據相對應的信號的采樣獲得的接收信號EVM的量度,從而該臺站進行的選擇使用經由臺站和遠程臺站之間的鏈路在兩個方向上傳輸的數據的質量的量度。
這里還描述了一種用于包括在無線網絡的臺站中的裝置實施例。該裝置包括無線電接收器,用于無線地接收來自至少一個遠程臺站的數據。該數據是作為至少一個數據分組被遠程臺站發(fā)射的。該接收器包括模數轉換器,該模數轉換器產生在臺站處接收到的來自遠程臺站的信號的采樣。該裝置包括耦合到無線電接收器的解調器,用于對在接收器處接收到的來自每個臺站的信號的采樣進行解調,以產生解調后的來自遠程臺站中每一個的信號。該裝置還包括耦合到接收器的信號質量計算器,用于基于來自每個從其接收到數據的遠程臺站的接收數據的采樣,為該遠程臺站確定接收信號質量的量度;以及發(fā)射器,用于發(fā)射要發(fā)射的數據。
在一個版本中,信號質量量度是EVM的量度。
在本發(fā)明的一個方面中,在接收數據被確定包括請求管理消息的情況下,臺站以包括與請求管理消息相對應的接收數據的EVM的量度的響應管理消息作為對請求管理消息的響應。從而,在所述接收遠程臺站不一定具有EVM能力的情況下,接收到響應管理消息的遠程臺站接收到關于臺站和遠程臺站之間的鏈路的質量的指示。
在一個版本中,無線網絡基本上遵從IEEE 802.11無線聯網標準。請求管理消息和響應管理消息是MAC幀。
在本發(fā)明的另一個方面中,響應于在臺站處接收到的來自特定遠程臺站的數據而去到該特定遠程臺站的消息包括從該特定遠程臺站接收到的數據的EVM的量度。在一個版本中,無線網絡基本上遵從無線聯網標準,例如IEEE 802.11標準的OFDM變體之一,并且根據無線聯網標準的分組包括具有以已知速率調制的第一字段的頭部。去到特定臺站的消息在第一字段中包括EVM的量度。
根據本發(fā)明的一個版本,臺站根據至少一個標準的集合選擇遠程臺站之一以與之通信。該集合包括由信號質量計算器對來自各遠程臺站中的每個臺站的數據確定的相應的接收信號質量量度。
一個應用用于針對自組織通信選擇遠程臺站之一時。
根據本發(fā)明的另一個應用,在從其接收到數據的遠程臺站中的某些臺站是接入點的情況下,臺站根據至少一個標準的集合選擇接入點之一以與之關聯。該集合包括由信號質量計算器對來自各接入點中的每個接入點的數據確定的相應的接收信號質量量度。
在一個版本中,信號質量計算器是EVM計算器,用于為每個從其接收到數據的遠程臺站確定來自該遠程臺站的接收數據的EVM的量度。EVM是基于大致位于解調器的判決點的采樣的。在特定實施例中,從作為接入點的遠程臺站接收到的數據包括信標或探測響應,從而供臺站選擇與之關聯的遠程接入點的標準之一是從接入點接收到的信標或探測響應的EVM的量度。
在另一個實施例中,從其接收到數據的遠程臺站之一是與臺站相關聯的接入點,從而臺站根據來自從與臺站相關聯的遠程接入點接收到的數據的信號質量的量度來判定是否漫游。
根據另一個方面,從遠程接入點接收到的信標或探測響應的EVM被用于確定臺站和遠程接入點之間的鏈路可以支持的最大傳輸速率,并且確定出的所支持的最大傳輸速率是供臺站選擇與之關聯的遠程接入點的標準之一。
根據另一個方面,接收臺站是接入點,并且在接收數據被確定為是探測請求、關聯請求或重關聯請求的情況下,供發(fā)射器從臺站發(fā)射到發(fā)送請求的特定遠程臺站的分組包括從該特定遠程臺站接收到的請求的接收信號質量的量度。
根據另一個方面,發(fā)射器具有可設置的數據速率,該數據速率是根據發(fā)射器所接受的數據速率信號而設置的。該裝置還包括耦合到信號質量計算器和發(fā)射器的數據速率設置處理器,其為發(fā)射器產生數據速率信號,該數據速率信號被設置成使得向特定遠程臺站發(fā)射的數據速率依賴于由信號質量計算器從接收自特定遠程臺站的信號產生的信號質量的量度。
這里還描述了一種無線網絡的臺站中的方法實施例。該方法包括無線地接收來自至少一個遠程臺站的數據。該數據是作為至少一個數據分組被遠程臺站發(fā)射的。該方法還包括對與接收到的分組相對應的接收數據進行采樣以形成數據采樣,對數據采樣進行解調,并且從接收數據的采樣確定信號質量的量度。
根據一個方面,在遠程臺站中的至少某些臺站是接入點的情況下,該方法包括根據包括來自接入點中每一個的數據的相應的確定出的接收信號質量量度在內的至少一個標準的集合來選擇接入點之一以與之關聯。
在一個版本中,確定信號質量量度的步驟包括從大致位于用于對數據進行解調的判決點處的接收采樣確定接收數據的EVM的量度。
根據另一個方面,該方法還包括至少根據確定出的EVM的量度來選擇用于與被選擇的接入點通信的數據速率。
根據另一個方面,臺站是接入點,并且該方法還包括在接收數據被確定是探測請求或用于關聯或重關聯的關聯請求的情況下,向發(fā)送探測請求或關聯請求的特定遠程臺站發(fā)射分組,所發(fā)射的分組包括關于確定出的從特定遠程臺站接收到的分組的EVM的量度的指示。
根據另一個方面,該方法確定來自任何遠程臺站的接收數據是否是請求管理消息。在確定從特定遠程臺站接收到請求管理消息的情況下,該方法包括通過向特定遠程臺站發(fā)射包括與請求管理消息相對應的接收數據的EVM的量度的響應管理消息,來對請求管理消息作出響應。在接收遠程臺站不一定具有EVM能力的情況下,接收到響應管理消息的特定遠程臺站接收到關于臺站和遠程臺站之間的鏈路的質量的指示。
這里所描述的另一個方法實施例是一種無線網絡的臺站中的方法。該方法包括無線地發(fā)射請求管理消息;無線地接收來自至少一個遠程臺站的數據,所述數據是作為至少一個數據分組被遠程臺站發(fā)射的;對與接收到的分組相對應的接收數據進行采樣以形成數據采樣;對數據采樣進行解調;以及確定接收數據是否包括響應于請求管理消息而發(fā)射的響應管理消息。
如果確定接收數據包括響應管理消息,則該方法確定是否從發(fā)射響應管理消息的特定遠程臺站接收到分組,該響應管理消息指示在特定遠程臺站處遠程地接收到的與所發(fā)射的請求管理消息相對應的數據的信號質量的量度。指示信號質量量度的消息可被用作關于臺站和特定遠程臺站之間可實現的通信質量的指示。
根據另一個方面,如果確定從特定遠程臺站接收到這種分組,則該方法包括至少根據遠程地接收到的數據的信號質量的量度來選擇是否與特定遠程臺站相關聯。
在該方法的一個版本中,確定信號質量量度的步驟包括從大致位于用于對數據進行解調的判決點處的接收采樣確定接收數據的EVM的量度。
在一個實施例中,確定接收到的分組的EVM的量度的步驟包括確定接收到的信號的判決點采樣和與判決點采樣最接近的理想星座點之間在I、Q平面上的平方歐幾里得(Euclidian)距離的均值。
在另一個實施例中,確定接收到的分組的EVM的量度的步驟包括確定接收到的信號的判決點采樣和通過對信號解調而確定的信號的正確理想星座點之間在I、Q平面上的平方歐幾里得距離的均值。
本發(fā)明的其他方面將會從詳細描述和權利要求書中變得清楚。


圖1示出了利用正交相移鍵控(QPSK)調制方案調制的信號的I、Q平面,該平面具有四個可能的符號S0、S1、S2和S3的星座。
圖2是包括本發(fā)明的實施例的無線臺站的功能框圖。
圖3示出根據本發(fā)明一個實施例圖2所示的調制解調器的OFDM接收器部分的簡化框圖。
圖4示出根據本發(fā)明一個實施例在數據是OFDM數據并且PPDU模式被啟用的情況下發(fā)射到MAC處理器的數據的順序。
圖5示出在具有EVM能力的臺站上實現的選擇與之關聯的接入點的方法的實施例的流程圖。
圖6示出在具有EVM能力的接入點上實現的方法的實施例的流程圖,該接入點接收探測請求并以包括接收探測請求的EVM的量度的探測響應作為響應。
圖7示出在具有EVM能力的臺站上實現的方法的實施例的流程圖,該臺站向接入點發(fā)送探測請求并接收探測響應。
具體實施例方式
本發(fā)明可以應用于自組織網絡配置,其中任何臺站都可以與其他臺站直接通信,并且可以應用于基礎設施網絡配置,其中客戶站經由與之相關聯的接入點來進行通信。
這里所描述的是供臺站選擇要與之通信的臺站的方法,例如在基礎設施網絡情況下供臺站選擇與之關聯的接入點的方法,這種方法利用接收信號質量的量度來指示臺站和候選AP之間的鏈路可以支持的數據速率。一個實施例包括在本地計算接收信號質量量度,另一個實施例包括遠程地測量接收信號質量量度。
本發(fā)明的一個實施例使用關于從候選接入點-或者在自組織通信情況下,從候選的要與之通信的對方-接收到的分組的誤差向量幅值(EVM)的量度,來提供信號質量的指標。另一個實施例使用在候選AP或通信對方處接收到的來自臺站的分組的EVM的量度。
將按照根據IEEE 802.11標準的OFDM變體以及IEEE 802.11標準的未來的或提議的修改而工作的收發(fā)器來描述本發(fā)明,所述IEEE 802.11標準的OFDM變體包括支持最高達54Mbps的若干個數據速率的通常稱為802.11a(約5GHz UNII帶寬)和802.11g(約2.4GHz)的變體,所述IEEE 802.11標準的未來的或提議的修改例如是正由IEEE 802.11任務組N所研究(2003年末)的針對高吞吐量的所謂的IEEE 802.11n變體。本發(fā)明還可以應用于按照包括IEEE 802.11標準的其他變體在內的任何其他無線標準工作的無線電收發(fā)裝置。
EVM是數字RF通信系統(tǒng)中廣泛使用的調制質量度量。它一般是針對發(fā)射器或接收器定義的,并且是正確的符號時間處信號的誤差向量的時間均方根(RMS)值。在接收器的情況下,正確的符號時間由判決點近似-做出解調判決的時間。誤差向量是符號的理想星座點和信號的符號時間處的符號的實際星座點之間的差異在復平面(I、Q平面)中的向量長度。
例如,考慮圖1,其中示出了利用正交相移鍵控(QPSK)調制方案調制的信號的四個可能的符號S0、S1、S2和S3的星座。理想情況下,符號時間處的每個實際符號落在四個星座點之一上。實際中,由于相位誤差和/或幅值誤差,調制后的信號采樣的I、Q值落在不處于四個理想星座點的點上。圖1示出許多這樣的I、Q值,每個I、Q值由一個“X”表示。兩個這種信號采樣被示為靠近S0星座點101的103和105??紤]點103。EVM是正確星座點-例如星座點101-和實際信號點-例如點103-之間的誤差向量的長度-例如長度107-的平方的平方根的均值。這個量被信號強度歸一化,因此它被表達為百分比(%RMS)?;蛘?,它可以被表達為dB。當表達為dB時,EVM有時被稱為相對星座值。
從而,EVM的量度一般隨著接收符號和理想符號之間的距離的平方除以理想符號到零的距離的平方的量度而單調變化。
EVM的量度在某種程度上由于導致IQ軸的原點移動的載泄漏而復雜化。
本發(fā)明的一個方面是使用EVM作為接收信號的質量的量度。當被正確地使用時,EVM和有關測量值可以確切地定出信號中存在的退化的類型,并且甚至可以幫助識別它們的來源。
圖2是包括本發(fā)明的實施例的無線臺站200的功能框圖。臺站200例如可以實現AP或者可以實現希望與AP關聯的客戶站。臺站200包括物理層接口(PHY)201,該物理層接口包括用于一個或多個服務頻率(約2GHz和/或約5GHz)的至少一個天線202、用于半雙工操作的發(fā)射/接收(T/R)開關204、包括低噪聲放大器(LNA)206和接收器射頻(RF)電子設備210的無線接收器以及包括發(fā)射RF電子設備211和功率放大器(PA)208的無線電發(fā)射器。PHY還包括調制解調器207,該調制解調器包括解調器212和調制器213。到解調器的接收路徑包括模數轉換器(ADC)227,以產生接收信號的采樣。系統(tǒng)200還包括用于第2層處理的介質訪問控制器(MAC處理器或簡單地稱為MAC)214。在一個實施例中包括了計算機系統(tǒng)數據總線218,以及主機處理器215。
在一個實施例中,包括了存儲器216以用于數據緩沖和程序存儲。存儲器216可以直接耦合到主機或耦合到MAC或耦合到兩者。
替換實施例不包括主機處理器。主機處理器功能例如可以與MAC 214相結合。
除了調制解調器207、無線電收發(fā)器205和MAC 214之間的有效載荷數據之外,諸如來自調制解調器207中的自動增益控制模塊的用于無線電接收器的增益設置之類的控制信息以及其他數據也在收發(fā)器和調制解調器之間傳輸。此外,其他數據也可以在調制解調器和MAC之間以及調制解調器和主機(如果包括的話)之間傳輸。
包括了一組寄存器237。在一個實施例中,MAC處理器214能夠訪問寄存器組237中的至少某些寄存器。某些寄存器可被加載以來自MAC 214的數據,其他寄存器為MAC處理器提供數據,而某些寄存器可以提供雙向通信。
在一個實施例中,調制解調器207包括信號質量計算器229,該信號質量計算器229從接收信號的采樣確定接收信號質量的量度。信號質量計算器229的一個實施例是EVM計算器,該EVM計算器確定接收分組或其一部分的EVM量度,并且將該EVM量度傳輸到MAC。
在一個實施例中,EVM是在寄存器組237中的一對寄存器中提供的。該對寄存器分別被用于確定出的EVM量度的分子和分母。
某些實施例可以使用天線分集,例如兩個或更多個發(fā)射天線或者兩個或更多個接收天線或者多個既用于接收也用于發(fā)射的天線。分集可以通過空間分集提供,或者通過在天線處具有不同的極化狀態(tài)來提供,等等。天線可以被切換或組合。已11知這種處理能改善包括衰減的環(huán)境中的性能,并且甚至可以用于提供空分復用(SDMA)。
系統(tǒng)200的一個實施例與用于無線局域網(WLAN)應用的IEEE-802.11標準的一個或多個變體相兼容。RF收發(fā)器205和調制解調器207構成用于一個或多個IEEE-802.11 PHY變體的第1層物理層(PHY)功能的完整無線引擎,并且MAC 214是IEEE-802.11兼容的。
系統(tǒng)200的一個實施例優(yōu)選是構造在單個印刷電路板(PCB)上的。RF收發(fā)器205和調制解調器207各自是利用CMOS技術實現在單獨的集成電路(芯片)中的。
OFDM接收器本發(fā)明的一個實施例可以用于利用遵從IEEE 802.11 OFDM變體的OFDM分組進行通信。這種OFDM分組以前同步碼(preamble)開始。前同步碼提供分組開始(SOP)檢測、自動增益控制(AGC)、分集選擇(在使用分集時)、各種其他同步功能以及信道估計。前同步碼之后是經調制的有效載荷,其開始于已知的(低)數據速率SIGNAL字段,該字段提供關于分組的信息,其中包括分組的剩余部分的編碼數據速率。SIGNAL字段之后是DATA字段,其速率是SIGNAL字段中指定的速率。每個數據字段包括保護間隔(循環(huán)擴展)。SIGNAL字段包括關于數據速率(RATE)的信息。RATE信息根據以下表1確定所使用的調制方法和編碼速率
表1IEEE 802.11OFDM分組的調制類型

一個實施例還包括若干個不遵從IEEE 802.11標準的專屬調制附加數據速率。
圖3示出調制解調器207的OFDM接收器部分的簡化框圖。圖示的實施例與接收RF電子設備210的一個版本一起工作,該接收RF電子設備210產生具有20MHz帶寬的IF信號,該信號需要進一步的下變頻來獲得基帶I、Q信號。來自接收RF電子設備210的模擬IF信號可以被設置成以20MHz到25MHz之間的可設置頻率(例如20MHz)為中心。ADC227將模擬接收信號數字化。元件309對信號進行進一步的下變頻和抽取(decimate),以產生I和Q采樣,這些采樣進入先進先出(FIFO)緩沖器310和時間同步單元311。同步是用一種或多種方法實現的,例如利用相關器來估計短前同步碼的短符號定時,以及估計長前同步碼的保護間隔定時。同步單元還包括使用旋轉器(rotator)進行的頻率估計和頻率校正。旋轉器的輸出被提供給64采樣離散傅立葉變換器313(FFT64)的64采樣輸入緩沖器312,以用于時頻轉換。
傅立葉變換器313通過離散傅立葉變換(DFT)操作將接收分組的OFDM符號的復基帶時域采樣變換為復值頻域采樣。采取位倒序頻率順序的來自傅立葉變換器313的IQ頻域采樣被直角坐標-極坐標(幅度/相位)轉換器314(在一個實施例中是坐標旋轉數字式計算機(cordic))轉換到極坐標。該結果被輸入到信道響應估計器/均衡器塊315,該信道響應估計器/均衡器塊315估計信道響應,并且根據估計出的信道響應來對信號進行均衡。估計器/均衡器塊315中還包括信道狀態(tài)信息檢測電路和導頻音校正單元。校正后的信號被第二坐標轉換器316轉換回I、Q(直角坐標)形式。因此該輸出是準備好被解調的IQ頻率采樣序列。
速率緩沖器317被包括在第二坐標轉換器316和解調器319之間。速率緩沖器317是第二FIFO,其將所接收的頻率采樣從SIGNAL字段的末尾處開始緩沖幾個時鐘周期,這幾個時鐘周期的長度等于接收器的后續(xù)部分處理SIGNAL字段(包括解調和解碼)所需的等待時間(以時鐘周期為單位)。包括速率緩沖器塊317是因為始終作為6Mbps速率1/2二進制相移鍵控(BPSK)信號而發(fā)射的SIGNAL字段確定了分組的剩余部分的調制類型和編碼速率,這在圖3中示為RATE。然后這個信息被用來在分組的剩余部分被輸入解調器鏈之前設置解調器和維特比(Viterbi)解碼器參數。因此,分組的剩余部分需要被緩沖,直到至少RATE信息已被成功解碼。
速率緩沖器的輸出采樣(I、Q)被解調器319解調。在一個實施例中,這些采樣首先被舍入器(rounder)318從對于I和Q都是12比特舍入到對于二者都是6比特。解調器319根據RATE指定的調制進行解調。來自解調器319的解調后符號被交織器325解交織,在符號插入器327處插入符號,以確保符號的編碼速率與該實施例中包括的解碼器匹配。符號插入器327的輸出符號被輸入到維特比解碼器331,并被解擾器333解擾。解交織、符號插入和維特比解碼依賴于RATE。解擾后符號的序列被串并行轉換器335轉換為并行形式,以便輸入到MAC處理器。
最初,解調器、解交織器、解碼器等被設置為處理SIGNAL字段。一旦包括調制方案的RATE信息被確定,這些元件就被設置,以對有效載荷的數據幀進行解調。在該實施例中,維特比解碼器331是1/2速率解碼器。包括信號插入器327以插入假信號,從而將非1/2速率數據轉換為適于維特比解碼器331的數據。
接收器生成分組的接收數據,并將該數據傳遞到MAC處理器214。包括關于分組的信息的額外信息也被傳遞到MAC層處理器。在一個實施例中,這種信息包括SIGNAL部分的EVM的量度、分組的數據部分的EVM的量度,以及RSSI。
接收器包括EVM計算器229,該EVM計算器229耦合到速率緩沖器并接受來自速率緩沖器的輸入,即接受判決點處的I、Q采樣。EVM計算器確定分組中的OFDM符號的EVM的量度。EVM確定依賴于特定調制類型的理想星座點。因此,EVM計算器307也接受RATE信息。
EVM的量度由EVM計算器229計算,并被傳遞到MAC層處理器214。在一個實施例中,該量度被傳遞到MAC,作為分子和分母。在一個實施例中,一旦SIGNAL字段被處理,數據就被傳遞到MAC處理器,以根據適當的MAC協議進行進一步處理。
在一個實施例中,每個到達分組的SIGNAL部分的EVM量度和數據部分的EVM量度分別被傳輸到MAC處理器。
我們將包括EVM計算器的臺站稱為具有EVM能力的臺站。根據本發(fā)明的一個方面,臺站使用作為信號質量量度的EVM量度,來作為用于選擇與之關聯的AP的標準,或者在自組織通信情況下,作為用于選擇與之通信的另一臺站-通信對方-的標準。本發(fā)明的一個方面被實現在具有EVM能力的臺站中,作為供該臺站選擇與之通信的遠程的、不一定具有EVM能力的臺站的方法,例如選擇與之關聯的AP的方法。本發(fā)明的另一個方面被實現為向另一個不一定具有EVM能力的臺站發(fā)送EVM信息的具有EVM能力的臺站中的一種方法。本發(fā)明的另一個方面是實現在接收來自具有EVM能力的臺站的EVM數據的不一定具有EVM能力的臺站中的方法。
本發(fā)明的另一個方面是EVM被用于向調制解調器207的發(fā)射器部分提供關于用什么樣的速率向從其接收到數據的臺站發(fā)送數據的信息。
使用52個子載波(包括導頻音)的長度為Lp的OFDM分組(或分組的某些部分)的EVM的一個定義為
EVMRMS=Σj=1LP{Σk=152[I(j,k)-I0(j,k))2+(Q(j-k)-Q0(j-k))2]}52LP×P0]]>其中I0(j,k)和Q0(j,k)表示復I、Q平面中分組的第j個OFDM符號以及符號的第j個子載波的理想符號點的I、Q,I(j,k)和Q(j,k)表示復I、Q平面中分組的第i個OFDM符號以及符號的第k個子載波的接收I、Q值,P0表示星座的平均功率。
EVM計算器229被用于根據下式計算EVM的量度EVMcalc,例如計算出的EVM的函數f(EVMcalc)=Σj=1Lp{Σk=148[(I(j,k)-In(j,k))2+(Q(j,k)-Qn(j,k))2]}48Lp×P0]]>其中有48個子載波-52個子載波但沒有導頻音,f是確定出的EVM的函數,In(j,)和Qn(j,k)表示復I、Q平面中與分組的第f個OFDM符號的實際I、Q值最接近的理想符號點和符號的第k個子載波的I、Q值。在一個實施例中,以上定義的f(EVMcalc)的分子和分母由EVM計算器229確定,并被傳遞到MAC處理器以便確定f(EVMcalc),即EVM的量度。在一個實施例中,f(EVMcalc)是EVMcalc(計算出的EVM)的平方。EVM計算器229利用硬解碼器確定最接近的相鄰判決點。由于硬解碼器的使用,因此使用EVM的這個量度可能會導致誤差,例如具有比實際信號質量更高的信號質量。當實際EVM較大時,例如當信號質量相對較低而數據速率較高時,這種誤差尤其可能發(fā)生。然而,根據在I、Q平面中到最近的理想星座點的歐幾里得(Euclidean)距離來確定EVM比起確定到正確理想星座點的距離來復雜度要低一點。
在改進的實施例中,EVM計算器還耦合到解調器,并確定比最近相鄰實施例更接近真實EVM的量度。一旦信號被解調,解調后的信號的理想I、Q值,例如被判決點調制的參考信號的理想I、Q值就被確定,并且由EVM計算器229確定的EVM量度是根據解調并且根據I、Q平面中到正確理想星座點的歐幾里得距離的。具體而言,改進的實施例的EVM計算器確定
f(EVMcalc_improved)=Σj=1Lp{Σk=148[(I(j,k)-I0(j,k))2+(Q(j,k)-Q0(j,k))2]}48Lp×P0]]>其中同樣有48個子載波-52個子載波但沒有導頻音,f(EVMcalc_improved)是根據改進后的方法計算出的EVM的函數,I0(j,k)和Q0(j,k)表示理想符號點的I、Q值。
選擇與之通信的另一臺站,例如與之關聯的AP根據本發(fā)明的一個方面,每個諸如STA 200這樣的STA維護其接收到的信標和探測響應的數據庫。在一種或多種情況下,例如當STA確定是否與AP相關聯時,信標和探測響應被存儲在數據庫中。在本發(fā)明的各方面的上下文中,在STA處接收到的信標和探測響應是在主動掃描或被動掃描之后被存儲在數據庫中的。我們將這個數據庫稱為信標表。如圖2所示,在一個實施例中,信標表231位于STA的存儲器216中。其他實施例將信標表231存儲在存儲器216的外部。STA將信標和探測響應中的信息存儲在其信標表231中,并在其接收到信標時存儲關于STA的狀態(tài)的額外信息。
在以下描述的另一實施例中,除了來自信標和探測響應的信息外,關于來自遠程臺站的任何分組的信息,甚至關于那些定向到其他第三方臺站的分組的信息都被記錄。關于臺站具有EVM能力并且維護包括來自其可以監(jiān)聽到的任何臺站的接收分組的EVM在內的信息的情況,請參見下文。
由具有EVM能力的臺站進行的選擇具有EVM能力的臺站是指在其PHY處理器中包括計算接收到的信號的質量的信號質量計算器的臺站。這種具有EVM能力的臺站的一種實現方式是圖2的STA 200,其中信號質量計算器計算從遠程臺站接收到的數據的EVM。
本發(fā)明的一個方面是這樣一種具有EVM能力的臺站,該臺站根據信號質量的量度,尤其是從遠程臺站(例如遠程接入點)接收到的數據的EVM的量度,來選擇與之通信的遠程臺站,例如選擇與之關聯的接入點或者與之進行自組織通信的另一臺站。從而,一個實施例是無線網絡的具有EVM能力的臺站中的一種方法。圖5示出方法500的簡化流程圖。該方法包括(步驟501)無線地接收來自至少一個遠程臺站的數據,這些數據是由遠程臺站以分組形式發(fā)射的;對與接收到的分組相對應的接收數據進行采樣以形成數據采樣;對數據采樣解調;以及從接收數據的分組確定(步驟503)EVM。
在至少某些遠程臺站是接入點的情況下,該方法包括(步驟505)根據多個標準來選擇接入點之一以與之關聯,所述多個標準包括來自每個接入點的數據的相應確定出的接收信號質量量度。
在候選遠程臺站是用于自組織通信的情況下,該方法包括(步驟505)根據多個標準來選擇與之通信的接入點之一,所述多個標準包括來自每個候選遠程臺站的數據的相應確定出的接收信號質量量度。
遠程臺站(例如接入點)本身不需要具有EVM能力。
在一個實施例中,從遠程接入點接收到的分組是信標或探測響應,從而供臺站用于選擇與之關聯的遠程接入點之一的標準之一是從接入點接收到的信標或探測響應的EVM的量度。
與從遠程接入點接收到的信標或探測響應的至少一部分相對應的接收數據的EVM被用于確定臺站和遠程接入點之間的鏈路可以支持的最大傳輸速率。從而,確定出的所支持的最大傳輸速率是供臺站用于選擇與之關聯的遠程接入點的標準之一。
另一個實施例使用對關聯或重關聯請求的響應的EVM來確定是否漫游到另一接入點。具有EVM能力的臺站選擇與之關聯或與之重關聯的接入點,并發(fā)出關聯或重關聯請求消息,例如關聯或重關聯請求MAC幀。遠程接入點以關聯或重關聯響應消息作為響應,例如以關聯或重關聯MAC幀作為響應。與從遠程接入點接收到的關聯或重關聯響應消息中的數據相對應的信號的EVM被用于確定是否要搜尋與之關聯的另一接入點。
根據另一個實施例,來自被具有EVM能力的臺站從與該臺站相關聯的遠程接入點接收到的任何幀的EVM都確定漫游。
根據本發(fā)明的一個方面,每個諸如STA 200這樣的STA維護其從任何遠程臺站接收到的分組的數據庫。在分組是其接收到的信標和探測響應的情況下,信標和探測響應被存儲在AP數據庫中。除了來自信標和探測響應的信息之外,在一個實施例中還記錄關于來自遠程臺站的任何分組的信息,甚至是關于那些定向到其他第三方臺站的分組的信息。所存儲的一項信息是來自它可以監(jiān)聽到的任何臺站的接收分組的EVM。然后這種信息可以被用于選擇數據庫以便與之關聯或與之重關聯。
由不一定具有EVM能力的臺站進行的選擇本發(fā)明的另一個方面是不一定具有EVM能力的臺站利用經由鏈路接收到的數據的EVM的量度來選擇與之關聯的遠程接入點。
在不一定具有EVM能力的臺站處實現的本發(fā)明的一個實施例包括不一定具有EVM能力的臺站接收數據的EVM的量度,其中數據是經由鏈路從具有EVM能力的遠程接入點接收到的。圖6示出在具有EVM能力的臺站處實現的方法的實施例600,所述具有EVM能力的臺站例如是接入點或者用于自組織通信的潛在候選。該實施例包括具有EVM能力的臺站-例如接入點-接收請求消息,例如來自請求關聯或重關聯的遠程臺站的消息,或來自遠程臺站的探測請求消息,并且以包括來自請求消息的采樣的接收信號質量指示的響應消息對接收到的請求消息作出響應。圖6所示的情況是在步驟615中接收到請求。在步驟617中,具有EVM能力的臺站根據請求計算EVM的量度,并且在步驟619中,具有EVM能力的臺站以包括所確定出的EVM的響應對發(fā)送臺站作出響應。
不一定具有EVM能力的臺站根據接收到的信號質量量度,例如由遠程的具有EVM能力的臺站發(fā)送的鏈路的EVM,來選擇是否與遠程的具有EVM能力的臺站進行通信,例如是否與遠程的接入點相關聯或者是否在自組織基礎上與遠程的具有EVM能力的臺站進行通信。這種選擇例如可以包括從多個可用遠程臺站中作出選擇,所述多個可用遠程臺站例如是多個可用遠程接入點。
本發(fā)明的另一個方面包括修改現有MAC幀結構以在探測響應、關聯響應和重關聯響應MAC幀中包括EVM量度,以便具有EVM能力的臺站能夠向具有EVM能力的臺站從其接收到信號的遠程臺站發(fā)送EVM量度。修改后的MAC結構包括關于該幀是否包括EVM指示的指示,以便接收該幀的臺站能夠確定接收到的幀是否是來自具有EVM能力的臺站的,從而是否包括EVM量度。
從而,在基礎設施網絡應用中,接收到來自遠程接入點的信標的不一定具有EVM能力的臺站可以發(fā)出探測請求并接收來自遠程接入點的探測響應作為響應。在遠程接入點具有EVM能力的情況下,探測響應包括在遠程接入點處遠程地接收到的來自該臺站的數據的EVM的量度。從而,一個方面包括臺站確定探測響應是否是來自具有EVM能力的臺站的,從而是否會包括EVM量度。然后臺站根據接收到的EVM量度來選擇是否與遠程接入點相關聯。實際上,臺站可以在該臺站已從其接收到這種EVM量度的一組遠程接入點中作出選擇。
在替換實現方式中,同樣對于基礎設施網絡應用,接收到來自遠程接入點的信標的不一定具有EVM能力的臺站可以發(fā)出關聯請求并接收來自遠程接入點的關聯響應作為響應。在遠程接入點具有EVM能力的情況下,關聯響應包括在遠程接入點處遠程地接收到的來自該臺站的數據的EVM的量度。從而,一個方面包括臺站確定響應是否是來自具有EVM能力的臺站的,從而是否會包括EVM量度。然后,在EVM量度低于可設置閾值的情況下,或者在EVM量度遠低于來自臺站已從其接收到這種EVM量度的一個或多個其他遠程接入點的EVM量度的情況下,臺站選擇是否與不同臺站重關聯。
一種替換實現方式引入了新的MAC管理幀,這種MAC管理幀是測量幀。一個這種幀是測量請求MAC幀。具有EVM能力的臺站以包括信號質量指示的響應管理MAC幀作為對測量請求MAC幀的響應,所述信號質量指示例如是與管理請求MAC幀的至少一部分相對應的信號的EVM。
從而,在基礎設施網絡的情況下,臺站向AP發(fā)出測量請求MAC幀,所述AP例如是以探測響應MAC幀作為對探測請求的響應的AP。具有EVM能力的臺站以包括信號質量指示的響應管理MAC幀作為對測量請求MAC幀的響應,所述信號質量指示例如是與測量請求MAC幀的至少一部分相對應的信號的EVM?,F在臺站可以基于AP處的接收信號質量指示來選擇是否與遠程AP相關聯。
注意,雖然上文描述了不一定具有EVM能力的臺站判定是否與具有EVM能力的接入點相關聯的情況,但是該方法同樣適用于不一定具有EVM能力的臺站判定是否選擇具有EVM能力的遠程臺站-而不一定是接入點-以便與之通信(例如在自組織基礎上)的情況。本領域的技術人員將會能夠針對以下情況修改上述方法不一定具有EVM能力的臺站接收到來自具有EVM能力的遠程臺站的分組,該分組包括在遠程臺站接收到的來自不一定具有EVM能力的臺站的數據的信號質量的量度,例如EVM的量度。
雙向量度臺站和遠程臺站之間的鏈路可能不是完全對稱的,從而從遠程臺站接收到的分組的信號質量的量度可能不同于同樣確定出的在遠程臺站處接收到的分組的信號質量的量度。例如,鏈路每一端處的接收器或發(fā)射器可能是不同的,例如具有基本不同的規(guī)格和能力。
當選擇與之關聯的接入點的臺站和遠程接入點都具有EVM能力時,可以應用本發(fā)明的改進的實施例。該選擇是根據經由鏈路接收到的數據的EVM的量度的。在改進的實施例中,使用雙向量度。從而,具有EVM能力的臺站例如利用上述MAC幀接收在遠程接入點處接收到的來自該臺站的信號的EVM的量度。該臺站還使用其自身的EVM計算器來確定從遠程接入點接收到的數據的EVM?,F在該臺站根據臺站和遠程接入點之間的鏈路的每個方向上的兩個EVM量度來選擇是否與遠程接入點相關聯。
圖7示出方法的實施例700的流程圖,該實施例包括臺站發(fā)送(步驟707)探測請求到遠程AP。AP具有EVM能力,并且以包括來自接收到的探測請求的EVM的量度的探測響應作為響應(見圖6)。在步驟709中,臺站接收包括EVM量度的探測響應。在步驟711中,臺站確定與接收到的探測響應相對應的信號的EVM的量度。在步驟713中,臺站基于鏈路的兩個方向上的EVM來選擇是否與該AP相關聯(或者與不同AP相關聯)。
同樣,雖然上文示出了臺站選擇是否與AP相關聯的情況,但是本發(fā)明也適用于臺站判定是否與另一臺站在自組織基礎上進行通信的情況。由具有EVM能力的臺站作出的響應根據本發(fā)明的一個實施例,具有EVM能力的臺站以包括EVM信息以及關于包括這種EVM信息的指示的響應管理MAC幀對作為請求的管理MAC幀作出響應。具有EVM能力的臺站利用遵從IEEE 802.11標準MAC協議的修改的MAC幀來傳輸關于接收到的請求的信息。例如,根據本發(fā)明的一個方面,用于作為對關聯請求或重關聯請求的響應的標準MAC幀,即關聯響應或重關聯響應幀,除了包括IEEE 802..11標準中指定的信息之外,還包括關于接收到的關聯請求或重關聯請求的EVM的信息,以及關于該關聯響應或重關聯響應幀包含這種EVM信息的指示。此外,根據本發(fā)明的另一個方面,用于作為對探測請求的響應的標準MAC幀,例如探測響應幀,除了包括IEEE 802.11標準中指定的信息之外,還包括關于接收到的探測請求的EVM的信息以及關于該探測響應幀包含這種EVM信息的指示。
一種替換實現方式引入如上所述的作為測量幀的新的MAC管理幀。一個這種幀是測量請求MAC幀。具有EVM能力的臺站以包括信號質量指示的響應管理MAC幀作為對測量請求MAC幀的響應,所述信號質量指示例如是與測量請求MAC幀的至少一部分相對應的信號的EVM。具有EVM能力的臺站中的MAC對EVM信息的接受再次參考圖2,調制解調器207為MAC處理器214形成數據。調制解調器207的一個實施例在兩種模式中工作,我們將這兩種模式分別稱為PSDU(PLCP服務數據單元)模式(PLCP是物理層收斂協議)和PPDU(PLCP協議數據單元)模式。在PSDU模式中,只有分組有效載荷數據被傳送到MAC處理器214。所有接收分組頭部信息都在調制解調器207的寄存器組237中對MAC處理器214可用。在具有EVM能力的臺站情況下,寄存器組237中的至少一個包括接收到的數據的EVM。在PPDU模式中,PPDU數據,例如PLCP頭部數據,也被發(fā)送到MAC處理器214,并且這種數據一旦被解碼就被發(fā)送到MAC處理器。
圖4示出在數據是OFDM數據并且PPDU模式被啟用的情況下發(fā)送到MAC處理器214的數據的順序。在一個實施例中,在PSDU數據之前,總共有九個字節(jié)400被發(fā)送。字節(jié)403提供接收器處分組的接收功率,具體而言,提供收發(fā)器205的接收器處分組的接收信號強度指示-RSSI。下一字節(jié),即字節(jié)405,提供SIGNAL字段的信號質量的量度。在一個實施例中,這是由EVM計算器229計算的EVM。下一字節(jié)包含關于所使用的天線的指示、標準(802.11a、802.11g OFDM或802.11b DSSS/CCK)以及與DSSS/CCK情況相關的其他信息。一個實施例還提供在PSDU數據之后發(fā)送某些額外信息,例如用于調試。下一個(第四)字節(jié)407向MAC指示將要包括的PSDU后字節(jié)的數目。其后是五字節(jié)的PLCP頭部409本身(OFDM情況)。之后是PSDU數據。
在一個實施例中,MAC處理器取得每個接收分組中包含的標識該分組所來自的特定遠程臺站的信息,并且為每個與該臺站通信的遠程臺站維護兩個度量。MAC處維護的兩個度量是來自遠程臺站的最后一個分組的EVM量度,以及來自遠程臺站的若干個(例如最后N個)分組的EVM量度的滑動平均。例如,在接入點的情況下,MAC為每個相關聯的臺站維護兩個度量。在一個實施例中,MAC處理器還維護關于一組目前未關聯但先前關聯的臺站的度量。
同樣,雖然所描述的一個應用是在臺站處確定該臺站是否與接入點關聯或重關聯,但是替換實施例也適用于自組織通信在臺站處確定該臺站是否要在自組織基礎上與另一臺站通信。
選擇初始速率在一個實施例中,當臺站接收到來自遠程臺站的分組時,來自遠程臺站的最新的EVM被用于選擇與該遠程臺站通信的初始速率。
MAC處理器214包括存儲數據速率以及這種數據速率的EVM范圍的表的存儲器。
在遠程臺站成功接收到以所選擇的初始速率發(fā)射的響應的情況下,通信以該速率繼續(xù)下去。在遠程臺站未能成功接收到該響應的情況下,初始速率被降低,直到通信成功。
與反復以最高速率開始的現有技術方法相比,在實現成功通信之前或在確定不可能進行通信之前所需要的反復次數更少。
替換實施例根據多個度量作出的接入點選擇在另一個實施例中,用于選擇與之關聯的接入點的標準集合是根據臺站和遠程臺站之間的EVM的量度的,并且還根據對MAC可用的一個或多個其他度量。在一個實施例中,一個這種度量是來自遠程臺站的分組的分組差錯率(PER)。例如,在具有EVM能力的臺站中,如果來自作為關聯候選者的遠程臺站的EVM指示高信號質量,但接收到的分組的PER較高,例如指示差的接收器,則臺站可以確定所支持的最大數據速率低于僅由EVM所指示的最大數據速率。這可能導致選擇不同接入點來與之關聯。
在另一個實施例中,所使用的其他度量之一是PHY處的載波噪聲比(CNR)。如此計算CNR的方法對于本領域的技術人員是已知的。例如,一個這種方法在2003年10月31日遞交的、發(fā)明人為Hart等人、題為“INITIAL TIMING ESTIMATION IN AN WIRLESS NETWORKRECEIVER”、律師/代理人卷號為CISCO-7702并且被轉讓給本發(fā)明的受讓人的美國專利申請10/698,793中有所描述。美國專利申請10/698,793描述了如何根據從分組開始指示后的接收數據采樣確定的平均功率量度和根據從這種分組開始指示前的接收數據采樣確定的平均功率量度來估計分組的CNR。
在另一個實施例中,所使用的其他度量之一是接收器處的比特差錯率(BER)。
在另一個實施例中,接收器包括接收路徑中的濾波器,并提供濾波前和濾波后的RSSI量度。對濾波前和濾波后信號強度的比較提供了相鄰信道干擾量的量度。2003年7月17日提交的、發(fā)明人為Adams等人、題為“ADAPTIVE AGC IN A WIRELESS NETWORK RECEIVER”、律師/代理人卷號為CISCO-7343、并且被轉讓給本發(fā)明的受讓人的美國專利申請10/622175,描述了這樣的接收器。在另一實施例中,所使用的其他度量之一是對信道內載波和相鄰信道干擾的比較。
在一個實施例中,EVM(可能與一個或多個其他度量相結合)不僅被用于選擇向遠程臺站發(fā)射的數據速率,還用于請求遠程臺站以根據從該臺站接收到的信號的EVM確定的速率來發(fā)送分組。
在一個實施例中,從遠程臺站接收到的信號的EVM和RSSI都被傳遞到MAC并被檢查。如果EVM指示低信號質量,但RSSI指示高信號功率,則臺站可以判定這個特定遠程臺站發(fā)射低質量的信號,即使鏈路可能是良好的。然后臺站可以判定是否與這樣的遠程臺站相關聯。
向遠程臺站發(fā)送信號質量信息從而,已經描述了根據去到或來自接入點的信號的EVM的量度來選擇與之關聯的接入點的方法和裝置。
整篇說明書中提到“一個實施例”或“實施例”的意思是結合該實施例描述的特定特征、結構或特性被包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。因此,出現在整篇說明書中各處的短語“在一個實施例中”或“在實施例中”并不一定都指相同的實施例。此外,本領域的普通技術人員從本公開中可以明顯看出,在一個或多個實施例中,特定的特征、結構或特性可以以任何合適的方式組合。
類似地,應當理解,在以上對本發(fā)明的示例性實施例的描述中,本發(fā)明的各種特征有時被聚集在單個實施例、附圖或其描述中,以簡化公開和幫助理解各個發(fā)明方面中的一個或多個方面。但是,這種公開方法不應被解釋為要求保護的發(fā)明需要比在每個權利要求中明確陳述的更多的特征。相反,如以下權利要求所反映的,本發(fā)明的方面比前面公開的單個實施例具有更少的特征。因此,具體實施方式
后面的權利要求被明確地包含在具體實施方式
中,并且每個權利要求自身作為本發(fā)明的獨立實施例。
這里使用的“IEEE 802.11標準的變體”的意思是IEEE 802.11標準的變體和建議變體。變體是標準的條款中定義的版本和標準的建議修改。
應當理解,雖然在使用OFDM分組的IEEE 802.11標準的變體的上下文中描述了本發(fā)明,但是本發(fā)明并不限于這樣的上下文,而是可以用在各種無線網絡應用和系統(tǒng)中,例如用在使用除OFDM分組以外的其他分組的系統(tǒng)中(例如IEEE 802.11b標準),或者用在遵從除IEEE 802.11以外的其他標準的網絡中。此外,本發(fā)明并不限于任何類型的體系結構或協議,而是可以與其他體系結構/協議或其組合結合起來使用。例如,本發(fā)明可以實現在遵從其他標準和用于其他應用的接收器中,包括其他WLAN標準、藍牙、GSM、PHS、CDMA和其他蜂窩無線電話標準。
雖然OFDM接收器的一個實施例(圖8)接受需要進一步的下變頻以獲得基帶I、Q信號的IF信號,但是在另一實施例中,模擬部分提供不需要進一步的下變頻的基帶I、Q信號。
雖然臺站的一個實施例(圖2)用于半雙工操作,并且包括發(fā)射/接收開關204,但是其他實施例是用于全雙工操作的。
短語“確定EVM量度的EVM計算器”以及類似短語包括上述EVM計算器229的情形,該EVM計算器229在硬件中確定計算出的EVM的函數的表達式的分子,并將分子和分母傳遞到MAC處理器,以便EVM計算器229本身不執(zhí)行除法。
雖然上述實施例使用了確定與計算出的EVM的平方成比例的EVM量度的EVM計算器,但是其他實施例也可使用其他EVM量度。所有這種其他EVM量度只要是EVM近似值的單調函數,都在本發(fā)明的范圍之內。
雖然上述實施例使用排除了導頻音的EVM計算器,但是其他實施例可以使用包括導頻音的EVM量度。
從而,雖然這里已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例,但是本領域的技術人員將理解,可在不脫離本發(fā)明精神的情況下作出其他和進一步的修改,并且希望要求所有這些改變和修改都落在本發(fā)明的范圍內。
權利要求
1.一種用于包括在無線網絡的臺站中的裝置,該裝置包括無線電接收器,用于無線地接收來自至少一個遠程臺站的數據,所述數據是作為至少一個數據分組被所述遠程臺站發(fā)射的,所述接收器包括模數轉換器,該模數轉換器產生在所述臺站處接收到的來自所述遠程臺站的信號的采樣;耦合到所述無線電接收器的解調器,用于對在所述接收器處接收到的來自每個臺站的信號的采樣進行解調,以產生解調后的來自所述遠程臺站中每一個的信號;耦合到所述接收器的信號質量計算器,用于基于來自每個從其接收到數據的遠程臺站的接收數據的采樣,為該遠程臺站確定接收信號質量的量度;以及發(fā)射器,用于發(fā)射要發(fā)射的數據,從而在所述接收數據被確定包括請求管理消息的情況下,所述臺站以包括與請求管理消息相對應的接收數據的EVM的量度的響應管理消息作為對所述請求管理消息的響應,藉此,在所述接收遠程臺站不一定具有EVM能力的情況下,接收到所述遠程管理消息的遠程臺站接收關于所述臺站和所述遠程臺站之間的鏈路的質量的指示。
2.如權利要求1所述的裝置,其中所述無線網絡基本上遵從IEEE802.11無線聯網標準,并且所述請求管理消息和所述響應管理消息是MAC幀。
3.如權利要求1-2中任何一條所述的裝置,其中所述請求管理消息是測量請求MAC幀,并且所述包括EVM量度的響應管理消息是測量響應MAC幀。
4.一種用于包括在無線網絡的臺站中的裝置,該裝置包括無線電接收器,用于無線地接收來自至少一個遠程臺站的數據,所述數據是作為至少一個數據分組被所述遠程臺站發(fā)射的,所述接收器包括模數轉換器,該模數轉換器產生在所述臺站處接收到的來自所述遠程臺站的信號的采樣;耦合到所述無線電接收器的解調器,用于對在所述接收器處接收到的來自每個臺站的信號的采樣進行解調,以產生解調后的來自所述遠程臺站中每一個的信號;耦合到所述接收器的信號質量計算器,用于基于來自每個從其接收到數據的遠程臺站的接收數據的采樣,為該遠程臺站確定接收信號質量的量度;以及發(fā)射器,用于發(fā)射要發(fā)射的數據,其中響應于從特定遠程臺站接收到的數據而去到所述特定遠程臺站的消息包括從所述特定遠程臺站接收到的數據的EVM的量度。
5.如權利要求4所述的裝置,其中所述無線網絡基本上遵從無線聯網標準,并且根據所述無線聯網標準的分組包括具有以已知速率調制的第一字段的頭部,并且所述去到特定臺站的消息在所述第一字段中包括所述EVM的量度。
6.如權利要求5所述的裝置,其中所述無線聯網標準是IEEE 802.11標準的OFDM變體之一。
7.一種用于包括在無線網絡的臺站中的裝置,該裝置包括無線電接收器,用于無線地接收來自至少一個遠程臺站的數據,所述數據是作為至少一個數據分組被所述遠程臺站發(fā)射的,所述接收器包括模數轉換器,該模數轉換器產生在所述臺站處接收到的來自所述遠程臺站的信號的采樣;耦合到所述無線電接收器的解調器,用于對在所述接收器處接收到的來自每個臺站的信號的采樣進行解調,以產生解調后的來自所述遠程臺站中每一個的信號;以及耦合到所述接收器的信號質量計算器,用于基于來自每個從其接收到數據的遠程臺站的接收數據的采樣,為該遠程臺站確定接收信號質量的量度,從而所述接收臺站根據至少一個標準的集合選擇所述遠程臺站之一以與之通信,所述集合包括由所述信號質量計算器對來自各遠程臺站中的每個臺站的數據確定的相應的接收信號質量量度。
8.如權利要求7所述的裝置,其中所述遠程臺站中的至少某些臺站是接入點,并且所述接收臺站根據至少一個標準的集合選擇所述接入點之一以與之關聯,所述集合包括由所述信號質量計算器對來自各接入點中的每個接入點的數據確定的相應的接收信號質量量度。
9.如權利要求7所述的裝置,其中所述信號質量計算器是EVM計算器,用于為每個從其接收到數據的遠程臺站確定來自該遠程臺站的接收數據的EVM的量度,所述EVM是基于大致位于所述解調器的判決點的采樣的。
10.如權利要求9所述的裝置,其中從其接收到數據的臺站中的至少某些臺站是接入點,其中從作為接入點的遠程臺站接收到的數據是信標或探測響應,從而供所述臺站選擇與之關聯的遠程接入點的標準之一是從所述接入點接收到的信標或探測響應的EVM的量度。
11.如權利要求10所述的裝置,其中從所述接入點接收到的信標或探測響應的EVM被用于確定所述臺站和所述遠程接入點之間的鏈路可以支持的最大傳輸速率,并且確定出的所支持的最大傳輸速率是供所述臺站選擇與之關聯的遠程接入點的標準之一。
12.如權利要求9所述的裝置,其中所述遠程臺站之一是與所述臺站相關聯的接入點,從而所述臺站根據來自從與所述臺站相關聯的遠程接入點接收到的數據的信號質量的量度來判定是否漫游。
13.如權利要求7所述的裝置,還包括發(fā)射器,用于將要發(fā)射的數據發(fā)射到至少一個遠程臺站,其中,在所述接收數據被確定為探測請求、關聯請求或重關聯請求的情況下,供所述臺站的發(fā)射器發(fā)射到發(fā)送所述請求的特定遠程臺站的分組包括從所述特定遠程臺站接收到的請求的接收信號質量的量度。
14.如權利要求13所述的裝置,其中確定所述接收數據是否是探測請求的所述臺站是接入點。
15.如權利要求13所述的裝置,其中確定所述接收數據是否是探測請求的所述臺站是用于在自組織基礎上通信的候選。
16.如權利要求13所述的裝置,其中所述發(fā)射器具有可設置的數據速率,該數據速率是根據所述發(fā)射器所接受的數據速率信號而設置的,所述裝置還包括耦合到所述信號質量計算器和所述發(fā)射器的數據速率設置處理器,其為所述發(fā)射器產生所述數據速率信號,所述數據速率信號被設置成使得向特定遠程臺站發(fā)射的數據速率依賴于由所述信號質量計算器從接收自所述特定遠程臺站的信號產生的信號質量的量度。
17.如權利要求16所述的裝置,其中所述信號質量的量度是接收到的分組的EVM的量度,所述EVM是基于大致位于所述解調器的判決點處的采樣的。
18.如權利要求17所述的裝置,其中所述數據速率處理器包括存儲器,用于為每個從其接收到數據的遠程臺站存儲從該遠程臺站接收到的最后一個分組的EVM的量度,以及從該遠程臺站接收到的最后多個分組的EVM量度的滑動平均。
19.如權利要求16-18所述的裝置,其中所述數據速率處理器是所述臺站的MAC層處理器的一部分。
20.如權利要求9所述的裝置,其中所述確定接收到的分組的EVM的量度的步驟包括確定接收到的信號的判決點采樣和與所述判決點采樣最接近的理想星座點之間在I、Q平面上的平方歐幾里得距離的均值的函數的結果。
21.如權利要求9所述的裝置,其中所述EVM計算器耦合到所述解調器,并且確定接收到的分組的EVM的量度的步驟包括確定接收到的信號的判決點采樣和通過對所述信號解調而確定的所述信號的正確理想星座點之間在I、Q平面上的平方歐幾里得距離的均值的函數的結果。
22.如權利要求7-21所述的裝置,其中所述數據分組是OFDM分組,并且所述解調器經由離散傅立葉變換器耦合到所述接收器,所述離散傅立葉變換器產生從所述遠程臺站接收到的分組的經調制的子載波信號,以便所述解調是所述經調制的子載波信號的解調。
23.一種用于包括在無線網絡的臺站中的裝置,該裝置包括無線電接收器,用于無線地接收來自遠程臺站的數據,所述數據是作為至少一個數據分組被所述遠程臺站發(fā)射的,所述接收器包括模數轉換器,該模數轉換器產生在所述臺站處接收到的來自所述遠程臺站的信號的采樣;耦合到所述接收器的解調器,用于對在所述接收器處接收到的信號的采樣進行解調以產生解調后的信號,所述采樣在判決點處;發(fā)射器,用于將要發(fā)射的數據發(fā)射到所述遠程臺站,所述發(fā)射器具有可設置的數據速率,所述數據速率是根據所述發(fā)射器所接受的數據速率信號來設置的;以及耦合到所述解調器和所述發(fā)射器的數據速率設置處理器,其為所述發(fā)射器產生所述數據速率信號,所述數據速率信號被設置成使得在所述臺站處接收到的來自特定遠程臺站的分組包括由所述臺站發(fā)射的并且在所述特定遠程臺站處被接收到的信號的信號質量的EVM量度的情況下,向所述特定遠程臺站發(fā)射的數據速率依賴于所包括的所述接收信號質量的EVM量度。
24.如權利要求23所述的裝置,其中包括所述信號質量的EVM量度的分組是MAC層數據單元。
25.一種用于無線網絡的臺站的裝置,該裝置包括用于無線地接收來自至少一個遠程臺站的數據的裝置,所述數據是作為至少一個數據分組被所述遠程臺站發(fā)射的;用于對與接收到的分組相對應的接收數據進行采樣以形成數據采樣的裝置;用于對所述數據采樣進行解調的裝置;用于從所述接收數據的采樣確定信號質量的量度的裝置;用于確定所述遠程臺站中的至少某些臺站是否是接入點的裝置,以及用于在確定所述遠程臺站中的至少某些臺站是接入點的情況下選擇所述接入點之一以與之關聯的裝置,所述選擇是根據至少一個標準的集合來進行的,所述標準包括來自所述接入點中每一個的數據的相應的確定出的接收信號質量量度。
26.如權利要求25所述的裝置,其中所述用于確定信號質量量度的裝置包括用于從大致位于用于對所述數據進行解調的判決點處的接收采樣確定所述接收數據的EVM的量度的裝置。
27.如權利要求26所述的裝置,其中所述臺站是接入點,所述用于確定遠程臺站是否是接入點的裝置包括用于確定所述接收數據是否包括探測請求、關聯請求或重關聯請求的裝置,所述裝置還包括用于將分組發(fā)射到遠程臺站的裝置,其中在所述接收數據被確定為是請求的情況下,所述發(fā)射裝置響應于所述請求發(fā)射包括關于從所述特定遠程臺站接收到的分組的確定出的EVM量度的指示的數據。
28.一種無線網絡的臺站中的裝置,該裝置包括用于無線地發(fā)射請求管理消息的裝置;用于無線地接收來自至少一個遠程臺站的數據的裝置,所述數據是作為至少一個數據分組被所述遠程臺站發(fā)射的;用于對與接收到的分組相對應的接收數據進行采樣以形成數據采樣的裝置;用于對所述數據采樣進行解調的裝置;用于確定所述接收數據是否包括響應于請求管理消息而發(fā)射的響應管理消息的裝置;以及用于確定是否從發(fā)射所述響應管理消息的特定遠程臺站接收到分組的裝置,所述響應管理消息指示在所述特定遠程臺站處遠程地接收到的與所發(fā)射的請求管理消息相對應的數據的信號質量的量度,所述確定步驟是在確定所述接收數據包括所述響應管理消息的情況下執(zhí)行的,從而所述指示信號質量量度的消息可被用作關于所述臺站和所述特定遠程臺站之間可實現的通信質量的指示。
29.如權利要求28所述的裝置,還包括用于至少根據遠程地接收到的數據的信號質量的量度來選擇是否與所述特定遠程臺站相關聯的裝置,所述選擇步驟是在確定從所述特定遠程臺站接收到這種分組的情況下進行的。
30.如權利要求28-29中任何一條所述的裝置,其中所述信號質量的量度包括從大致位于用于對所述接收數據進行解調的判決點處的接收采樣確定的接收數據的EVM的量度。
31.一種無線網絡的臺站中的裝置,該裝置包括用于無線地接收來自至少一個遠程臺站的信號的裝置,所述信號是作為至少一個數據分組被所述遠程臺站發(fā)射的;用于對接收信號的采樣進行解調以產生解調后的來自所述遠程臺站中每個臺站的信號的裝置;用于利用來自所述遠程臺站的接收信號的采樣來計算從所述遠程臺站接收到的信號的接收信號質量的量度的裝置;用于確定來自任何遠程臺站的接收數據是否是請求管理消息的裝置;用于發(fā)射的裝置;以及用于在確定從特定遠程臺站接收到請求管理消息的情況下對所述請求管理消息作出響應的裝置,所述用于響應的裝置耦合到所述用于發(fā)射的裝置,并且向所述特定遠程臺站發(fā)射包括與請求管理消息相對應的接收數據的EVM的量度的響應管理消息,從而,在所述接收遠程臺站不一定具有EVM能力的情況下,接收到所述響應管理消息的所述特定遠程臺站接收到關于所述臺站和所述遠程臺站之間的鏈路的質量的指示。
32.如權利要求1、2或31中任何一條所述的裝置,其中所述請求管理消息是關聯或重關聯請求MAC幀,并且所述包括EVM量度的響應管理消息是關聯或重關聯響應MAC幀。
33.如權利要求1、2或31中任何一條所述的裝置,其中所述請求管理消息是探測請求MAC幀,并且所述包括EVM量度的響應管理消息是探測響應MAC幀。
34.如權利要求7-21、23-33中任何一條所述的裝置,其中所述無線網絡基本上遵從IEEE 802.11標準或其衍生物之一。
35.一種無線網絡的臺站中的方法,該方法包括無線地接收來自至少一個遠程臺站的數據,所述數據是作為至少一個數據分組被所述遠程臺站發(fā)射的;對與接收到的分組相對應的接收數據進行采樣以形成數據采樣;對所述數據采樣進行解調;從所述接收數據的采樣確定信號質量的量度;根據至少一個標準的集合來選擇所述遠程臺站之一以與之通信,所述標準包括來自所述遠程臺站中每一個的數據的相應的確定出的接收信號質量量度。
36.如權利要求35所述的方法,其中在所述遠程臺站中的至少某些臺站是接入點的情況下,所述選擇步驟包括根據包括來自所述接入點中每一個的數據的相應的確定出的接收信號質量量度在內的至少一個標準的集合來選擇所述接入點之一以與之關聯。
37.如權利要求35所述的方法,其中所述確定信號質量量度的步驟包括從大致位于用于對所述數據進行解調的判決點處的接收采樣確定所述接收數據的EVM的量度。
38.如權利要求37所述的方法,其中所述遠程臺站之一是與所述臺站相關聯的接入點,從而選擇所述接入點之一以與之關聯的步驟包括根據來自從與所述臺站相關聯的遠程接入點接收到的數據的信號質量量度來判定是否漫游。
39.如權利要求37所述的方法,其中所述確定接收到的分組的EVM的量度的步驟包括確定接收到的信號的判決點采樣和與所述判決點采樣最接近的理想星座點之間在I、Q平面上的平方歐幾里得距離的均值。
40.如權利要求37所述的方法,其中所述確定接收到的分組的EVM的量度的步驟包括確定接收到的信號的判決點采樣和通過對所述信號解調而確定的所述信號的正確理想星座點之間在I、Q平面上的平方歐幾里得距離的均值。
41.如權利要求37所述的方法,其中所述選擇所述遠程臺站之一的步驟是根據所述確定出的信號質量和至少一個其他度量的。
42.如權利要求37所述的方法,還包括至少根據確定出的所述EVM的量度來選擇用于與被選擇的遠程臺站通信的數據速率。
43.如權利要求42所述的方法,其中所述選擇用于與所述遠程臺站通信的數據速率的步驟是根據所述確定出的信號質量和至少一個其他度量的。
44.如權利要求41或43中任何一條所述的方法,其中所述至少一個其他度量包括來自所述遠程臺站的分組的分組差錯率(PER)。
45.如權利要求37所述的方法,還包括在所述接收數據被確定是探測請求或用于關聯或重關聯的關聯請求的情況下,向發(fā)送所述探測請求或關聯請求的特定遠程臺站發(fā)射分組,該分組包括關于確定出的從所述特定遠程臺站接收到的分組的EVM的量度的指示。
46.如權利要求45所述的方法,其中所述臺站是接入點。
47.如權利要求45-46中任何一條所述的方法,其中所述接收數據被確定為是探測請求,并且所述選擇步驟是針對自組織通信的。
48.如權利要求35、37、39-45中任何一條所述的方法,其中所述選擇步驟選擇所述遠程臺站之一以與之進行自組織通信。
49.如權利要求35-48中任何一條所述的方法,其中所述接收到的分組是OFDM分組。
50.一種無線網絡的臺站中的方法,該方法包括無線地發(fā)射請求管理消息;無線地接收來自至少一個遠程臺站的數據,所述數據是作為至少一個數據分組被所述遠程臺站發(fā)射的;對與接收到的分組相對應的接收數據進行采樣以形成數據采樣;對所述數據采樣進行解調;確定所述接收數據是否包括響應于請求管理消息而發(fā)射的響應管理消息;以及如果確定所述接收數據包括所述響應管理消息,則確定是否從發(fā)射所述響應管理消息的特定遠程臺站接收到分組,所述響應管理消息指示在所述特定遠程臺站處遠程地接收到的與所發(fā)射的請求管理消息相對應的數據的信號質量的量度,從而所述指示信號質量量度的消息可被用作關于所述臺站和所述特定遠程臺站之間可實現的通信質量的指示。
51.如權利要求50所述的方法,還包括如果確定從所述特定遠程臺站接收到這種分組,則至少根據遠程地接收到的數據的信號質量的量度來選擇是否與所述特定遠程臺站相關聯。
52.如權利要求51所述的方法,其中所述遠程地接收到的數據的信號質量的量度包括從大致位于用于對所述接收數據進行解調的判決點處的接收采樣確定的接收數據的EVM的量度。
53.如權利要求52所述的方法,還包括至少根據確定出的EVM量度選擇用于與所述遠程臺站通信的數據速率。
54.如權利要求52-53中任何一條所述的方法,其中所述請求管理MAC幀是關聯或重關聯請求幀,并且所述包括EVM量度的響應管理MAC幀是關聯或重關聯響應幀。
55.如權利要求52-53中任何一條所述的方法,其中所述請求管理MAC幀是探測請求幀,并且所述包括EVM量度的響應管理MAC幀是探測響應幀。
56.如權利要求35-48、50-55中任何一條所述的方法,其中所述無線網絡基本上遵從IEEE 802.11標準或其衍生物之一。
57.一種無線網絡的臺站中的方法,該方法包括無線地接收來自至少一個遠程臺站的信號,所述信號是作為至少一個數據分組被所述遠程臺站發(fā)射的;對接收信號的采樣進行解調以產生解調后的來自所述遠程臺站中每個臺站的信號;利用來自所述遠程臺站的接收信號的采樣來計算從所述遠程臺站接收到的信號的接收信號質量的量度;確定來自任何遠程臺站的接收數據是否是請求管理消息;以及在確定從特定遠程臺站接收到請求管理消息的情況下,通過向所述特定遠程臺站發(fā)射包括與請求管理消息相對應的接收數據的EVM的量度的響應管理消息,來對所述請求管理消息作出響應,從而,在所述接收遠程臺站不一定具有EVM能力的情況下,接收到所述響應管理消息的所述特定遠程臺站接收到關于所述臺站和所述遠程臺站之間的鏈路的質量的指示。
58.如權利要求57所述的方法,其中所述無線網絡基本上遵從IEEE802.11無線聯網標準,并且所述請求管理消息和所述響應管理消息是MAC幀。
59.如權利要求57-58中任何一條所述的方法,其中所述請求管理消息是關聯或重關聯請求MAC幀,并且所述包括EVM量度的響應管理消息是關聯或重關聯響應MAC幀。
60.如權利要求57-58中任何一條所述的方法,其中所述請求管理消息是探測請求MAC幀,并且所述包括EVM量度的響應管理消息是探測響應MAC幀。
61.一種無線臺站中的方法,該方法包括無線地接收來自遠程臺站與由所述遠程臺站發(fā)射的分組相對應的信號;對接收到的信號的采樣進行解調以產生解調后的來自所述遠程臺站的信號;以及基于經由所述臺站和所述遠程臺站之間的鏈路傳輸的數據的接收信號質量的量度來選擇是否與所述遠程臺站相關聯。
62.如權利要求61所述的方法,其中所述接收信號質量的量度是EVM的量度。
63.如權利要求62所述的方法,其中所述遠程臺站是AP,所述方法還包括在所述臺站處從所述接收到的信號的采樣確定所述接收信號質量的量度。
64.如權利要求63所述的方法,其中所述與接收到的信號相對應的發(fā)射的分組包括從由所述遠程臺站接收到的與所述臺站發(fā)射的數據相對應的信號的采樣獲得的EVM的量度,從而所述選擇步驟使用經由所述臺站和所述遠程臺站之間的鏈路在兩個方向上傳輸的數據的接收信號質量的量度。
65.如權利要求62所述的方法,其中所述與接收到的信號相對應的發(fā)射的分組包括從由所述遠程臺站接收到的與所述臺站發(fā)射的數據相對應的信號的采樣獲得的EVM的量度。
全文摘要
一種用于包括在無線網絡的臺站(STA)中的方法以及一種用于無線網絡的臺站(STA)中的操作的方法。該方法包括接收來自至少一個遠程臺站的數據并從接收自(一個或多個)遠程臺站的數據的采樣確定信號質量的量度,例如EVM的量度。如果所述(一個或多個)遠程臺站是接入點,則臺站根據包括來自遠程臺站的EVM的量度在內的標準來選擇與之關聯的接入點。如果接收到的數據包括請求管理消息,則臺站以包括與請求管理消息相對應的接收數據的EVM的量度在內的響應管理消息作為對請求管理消息的響應。從而,在接收方遠程臺站不一定具有EVM能力的情況下,接收到響應管理消息的遠程臺站接收到關于臺站和遠程臺站之間的鏈路的質量的指示。
文檔編號H04B17/00GK1875644SQ200480031667
公開日2006年12月6日 申請日期2004年7月13日 優(yōu)先權日2003年11月3日
發(fā)明者菲利普·J·雷恩, 安德魯·F·麥勒斯, 大衛(wèi)·S·古達爾, 魯多威可·N·德索扎 申請人:思科技術公司
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