一種基于波束賦形的數(shù)據(jù)傳輸方法
【專利摘要】本申請公開了一種基于波束賦形的數(shù)據(jù)傳輸方法，應(yīng)用于WLAN網(wǎng)絡(luò)中，該方法包括：WLAN網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備在使用波束賦形進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸之前，先使用多個(gè)波束分別發(fā)送多個(gè)與基本幀頭結(jié)構(gòu)相同的保護(hù)幀，并按照基本幀頭的參數(shù)設(shè)置方法來設(shè)置保護(hù)幀攜帶的傳輸速率指示和傳輸長度指示，使數(shù)據(jù)傳輸時(shí)波束賦形信號覆蓋范圍之外的其他設(shè)備不發(fā)送數(shù)據(jù)。能夠在利用波束賦形提升WLAN網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備信號覆蓋范圍時(shí)，并有效降低來自其它設(shè)備的干擾。
【專利說明】一種基于波束賦形的數(shù)據(jù)傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于波束賦形的數(shù)據(jù)傳輸方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無線局域網(wǎng)(WLAN)具有高吞吐、低成本、簡單、易用等特性，隨著互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展在全球范圍內(nèi)得到廣泛普及。WLAN功能模塊被廣泛嵌入至各種電子產(chǎn)品中，并已成為智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦的標(biāo)準(zhǔn)配置，能夠?yàn)槿藗兲峁┍憬莸膶拵o線數(shù)據(jù)服務(wù)。
[0003]由于受到工作頻段和發(fā)射功率等限制，WLAN覆蓋范圍一般較小。特別是在室內(nèi)，墻壁的遮擋會進(jìn)一步減小WLAN的覆蓋范圍。對于運(yùn)營商和企業(yè)用戶，需要部署非常密集的接入點(diǎn)(AP)設(shè)備以及相應(yīng)的供電和回傳鏈路，不僅成本大大增加，而且大量的站址需求也大大增加了建網(wǎng)的難度。對于家庭用戶，特別是家庭墻壁較多、面積較大時(shí)，可能無法使用一個(gè)AP覆蓋整個(gè)家庭，或因覆蓋不好而導(dǎo)致傳輸速率下降，影響用戶體驗(yàn)。綜上所述，覆蓋范圍已成為阻礙WLAN進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸，迫切需要采用先進(jìn)技術(shù)手段來解決這一問題。
[0004]WLAN覆蓋增強(qiáng)技術(shù)必須考慮WLAN系統(tǒng)的實(shí)際需求。一是，當(dāng)前WLAN設(shè)備已經(jīng)大量普及，新技術(shù)應(yīng)能夠與現(xiàn)有技術(shù)保持兼容；二是，考慮到市場上已有大量的WLAN終端，改進(jìn)盡可能限制在AP端；三是，新技術(shù)應(yīng)對現(xiàn)有技術(shù)改變盡可能小，盡量基于現(xiàn)有的WLAN技術(shù)架構(gòu)。當(dāng)前提升覆蓋范圍技術(shù)主要是采用先進(jìn)的編碼、調(diào)制和多天線技術(shù)(如:波束賦形、空時(shí)編碼、接收分集等)。采用新的高性能編碼和調(diào)制技術(shù)可以改善接收機(jī)靈敏度，增加覆蓋范圍，但現(xiàn)有終端無法識別，因而無法滿足需求。當(dāng)前WLAN主流標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)支持多天線技術(shù)，在實(shí)際的WLAN設(shè)備(特別是AP)中的使用也日益普及。在各種多天線技術(shù)中，波束賦形技術(shù)不僅能夠有效提升覆蓋，而且可以只安裝在AP端，終端可以不做任何改變，是一種非常有潛力的WLAN覆蓋增強(qiáng)技術(shù)。
[0005]然而，采用波束賦形提升覆蓋也面臨關(guān)鍵性的技術(shù)難題。為了提升覆蓋范圍，WLAN設(shè)備需要使用波束賦形技術(shù)將整個(gè)數(shù)據(jù)幀(包括幀頭和數(shù)據(jù))發(fā)送出去。在發(fā)送過程中，只有一部分區(qū)域的信號被增強(qiáng)，另外很大一部分區(qū)域的信號強(qiáng)度反而會減弱，處于這部分信號強(qiáng)度弱的區(qū)域的其他WLAN設(shè)備可能察覺不到當(dāng)前信道被占用，進(jìn)而開始競爭接入信道并發(fā)送數(shù)據(jù)，不僅干擾正在使用波束賦形發(fā)送數(shù)據(jù)的接收，同時(shí)其自身的數(shù)據(jù)傳輸也難以成功。在AP端，上述問題造成的后果更嚴(yán)重。為了提升覆蓋范圍，AP需要使用波束賦形技術(shù)將一些公共消息發(fā)送出去，這些信息很有可能遭到其他設(shè)備的干擾，從而導(dǎo)致該AP和與之關(guān)聯(lián)的終端都難以正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N基于波束賦形的數(shù)據(jù)傳輸方法，能夠在利用波束賦形提升WLAN網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備信號覆蓋范圍時(shí)，并有效降低來自其它設(shè)備的干擾。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種基于波束賦形的數(shù)據(jù)傳輸方法，應(yīng)用于無線局域網(wǎng)WLAN中，包括:[0009]該WLAN網(wǎng)絡(luò)中任一設(shè)備需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，構(gòu)造N個(gè)保護(hù)幀，每個(gè)保護(hù)幀采用與基本幀頭相同的結(jié)構(gòu)；
[0010]該設(shè)備使用N個(gè)不同的波束按順序依次發(fā)送所述N個(gè)保護(hù)幀，使接收對應(yīng)保護(hù)幀的設(shè)備，根據(jù)對應(yīng)保護(hù)幀的基本幀頭指示的虛擬物理層幀長接收該保護(hù)幀，并在接收該保護(hù)幀過程中不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
[0011]該設(shè)備啟動并完成需要進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸；
[0012]其中，該N個(gè)保護(hù)幀按發(fā)送順序依次排列為，保護(hù)幀1、保護(hù)幀2……保護(hù)幀N;發(fā)送保護(hù)幀I的波束與數(shù)據(jù)傳輸期間發(fā)送的第一個(gè)基本幀頭所采用的波束相同，為保護(hù)幀I設(shè)置的傳輸速率指示和傳輸數(shù)據(jù)長度指示，使保護(hù)幀I的基本幀頭所指示的虛擬物理層幀結(jié)束的時(shí)間為，保護(hù)幀N發(fā)送結(jié)束的時(shí)間到啟動需要進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間之間的時(shí)間；為保護(hù)幀2到保護(hù)幀N設(shè)置的傳輸速率指示和傳輸數(shù)據(jù)長度指示，使保護(hù)幀2到保護(hù)幀N的基本幀頭所指示的虛擬物理層幀傳輸?shù)臅r(shí)間范圍，涵蓋之后發(fā)送的保護(hù)幀的時(shí)間范圍和需要進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間范圍。
[0013]綜上所述，本申請通過WLAN網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備在使用波束賦形進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸之前，先使用多個(gè)波束分別發(fā)送多個(gè)與基本幀頭結(jié)構(gòu)相同的保護(hù)幀，并按照基本幀頭的參數(shù)設(shè)置方法來設(shè)置保護(hù)幀攜帶的傳輸速率指示和傳輸長度指示，使數(shù)據(jù)傳輸時(shí)波束賦形信號覆蓋范圍之外的其他設(shè)備不發(fā)送數(shù)據(jù)。能夠在利用波束賦形提升WLAN網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備信號覆蓋范圍時(shí)，并有效降低來自其它設(shè)備的干擾。
【專利附圖】

【附圖說明】 [0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中基于波束賦形的數(shù)據(jù)傳輸方法流程示意圖；
[0015]圖2為WLAN物理層幀結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明實(shí)施例二中基于波束賦形的數(shù)據(jù)傳輸方法流程示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明實(shí)施例三中基于波束賦形的數(shù)據(jù)傳輸方法流程示意圖；
[0018]圖5為本發(fā)明實(shí)施例四中基于波束賦形的數(shù)據(jù)傳輸方法流程示意圖；
[0019]圖6為本發(fā)明實(shí)施例五中基于波束賦形的數(shù)據(jù)傳輸方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明所述方案作進(jìn)一步地詳細(xì)說明。
[0021]使用波束賦形技術(shù)提高WLAN覆蓋范圍時(shí)，由于波束賦形只能提升一部分區(qū)域的信號強(qiáng)度，另外很大一部分區(qū)域的信號強(qiáng)度反而會減弱，處于這些減弱區(qū)域內(nèi)的設(shè)備可能無法察覺信道正在傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)而啟動數(shù)據(jù)發(fā)送，結(jié)果導(dǎo)致干擾。本發(fā)明實(shí)施例中提出一種基于波束賦形的數(shù)據(jù)傳輸方法，應(yīng)用于WLAN中，WLAN網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備在使用波束賦形進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸之前，先使用多個(gè)波束分別發(fā)送多個(gè)與基本幀頭結(jié)構(gòu)相同的保護(hù)幀，并按照基本幀頭的參數(shù)設(shè)置方法來設(shè)置保護(hù)幀攜帶的傳輸速率指示和傳輸長度指示，使數(shù)據(jù)傳輸時(shí)波束賦形信號覆蓋范圍之外的其他設(shè)備不發(fā)送數(shù)據(jù)。能夠在利用波束賦形提升WLAN網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備信號覆蓋范圍，并有效降低來自其它設(shè)備的干擾。WLAN網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備可以是AP或終端設(shè)備中的任何一方。[0022]實(shí)施例一
[0023]參見圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中基于波束賦形的數(shù)據(jù)傳輸方法流程示意圖。
[0024]具體步驟為:
[0025]步驟101，該WLAN網(wǎng)絡(luò)中任一設(shè)備需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，構(gòu)造N個(gè)保護(hù)幀，每個(gè)保護(hù)幀采用與基本幀頭相同的結(jié)構(gòu)。
[0026]本步驟中的N為波束的個(gè)數(shù)。
[0027]目前，WLAN主要標(biāo)準(zhǔn)包括802.1la,802.1lb,802.Hg,802.1ln和正在制定的802.1lac0 其中，802.1lb 和 802.1lg工作在 2.4GHz 頻段，802.1la和 802.1lac 工作在 5GHz頻段，802.1ln在2.4GHz和5GHz頻段都可以工作。
[0028]參見圖2，圖2為WLAN物理層幀結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實(shí)施例中所提到的幀均指WLAN物理層幀。WLAN物理層幀結(jié)構(gòu)可分為圖2中的兩種:傳統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)和增強(qiáng)幀結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)包括基本幀頭和數(shù)據(jù)部分兩部分，增強(qiáng)幀結(jié)構(gòu)在基本幀頭和數(shù)據(jù)部分之間增加了擴(kuò)展幀頭。其中，基本幀頭用于提供物理層傳輸所需的最基本的前導(dǎo)序列和信令信息，數(shù)據(jù)部分用于傳送數(shù)據(jù)信息，擴(kuò)展幀頭則用于支持一些增強(qiáng)技術(shù)的使用。802.lla、802.lib、802.1lg OFDM模式和802.1ln GF模式的物理層幀結(jié)構(gòu)采用了傳統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)，而802.1ln和802.1lac混合模式幀結(jié)構(gòu)采用了增強(qiáng)幀結(jié)構(gòu)。
[0029]基本幀頭包括前導(dǎo)序列和信令兩部分。其中，前導(dǎo)序列用于觸發(fā)接收機(jī)進(jìn)入接收狀態(tài)，并建立初始的物理層通信；信令部分包括傳輸速率指示和傳輸數(shù)據(jù)長度指示兩項(xiàng)信息，指示數(shù)據(jù)部分的傳輸速率及數(shù)據(jù)長度，接收機(jī)根據(jù)它們能夠計(jì)算出相應(yīng)的物理層幀長。對于傳統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)，這兩項(xiàng)信息分別指示數(shù)據(jù)部分的傳輸速率和數(shù)據(jù)長度，以及相應(yīng)的物理層幀長；對于增強(qiáng)幀結(jié)構(gòu)，這兩條信息主要用于接收機(jī)計(jì)算相應(yīng)的物理層幀長。接收機(jī)收到基本幀頭后，就能夠知道該基本幀頭所指示的物理層幀長，并在相應(yīng)的時(shí)間段處于接收狀態(tài)，而不再發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0030]WLAN網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備對基本幀頭有很好的識別性。5GHz頻段的802.1 la、802.1ln混合模式和802.1lac混合模式的基本幀頭具有相同結(jié)構(gòu)，該頻段工作的WLAN設(shè)備能夠識別。2.4GHz頻段WLAN設(shè)備都能夠識別802.1lb基本幀頭。802.1lg OFDM模式與802.1ln混合模式的基本幀頭相同，絕大多數(shù)2.4GHz頻段WLAN設(shè)備都能夠識別。
[0031]此外，基本幀頭的傳輸時(shí)間非常短，通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于數(shù)據(jù)部分，比如:802.1ln混合模式的基本幀頭只有20 μ s,但數(shù)據(jù)部分最長可超過5ms。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例中構(gòu)造的保護(hù)幀僅包含基本幀頭的信息，不包括數(shù)據(jù)部分，因此本發(fā)明具體實(shí)施例中構(gòu)造的保護(hù)幀的傳輸時(shí)間非常短，不會占用較長時(shí)間。
[0033]由于步驟101中保護(hù)幀采用與基本幀頭相同的結(jié)構(gòu)，并且以該保護(hù)幀作為一個(gè)虛擬物理層幀的基本幀頭來設(shè)置該保護(hù)幀所攜帶的信令，使接收到任意一個(gè)保護(hù)幀的設(shè)備將該保護(hù)幀作為一個(gè)普通的物理層幀的基本幀頭，并根據(jù)基本幀頭所指示的物理層幀長接收該幀的后續(xù)信息。
[0034]步驟102，該設(shè)備將該N個(gè)保護(hù)幀按發(fā)送順序依次排列為，保護(hù)幀1、保護(hù)幀2……保護(hù)幀N ;為保護(hù)幀I設(shè)置的傳輸速率指示和傳輸數(shù)據(jù)長度指示，使保護(hù)幀I的基本幀頭所指示的虛擬物理層幀結(jié)束的時(shí)間為保護(hù)幀N發(fā)送結(jié)束的時(shí)間到啟動需要進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間之間的時(shí)間；為保護(hù)幀2到保護(hù)幀N設(shè)置的傳輸速率指示和傳輸數(shù)據(jù)長度指示，使保護(hù)幀2到保護(hù)幀N的基本幀頭所指示的虛擬物理層幀傳輸?shù)臅r(shí)間范圍，涵蓋之后發(fā)送的保護(hù)幀的時(shí)間范圍和需要進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間范圍。
[0035]該設(shè)備為保護(hù)幀I設(shè)置的傳輸速率指示和傳輸數(shù)據(jù)長度指示的最佳情況是，使保護(hù)幀I的基本幀頭所指示的虛擬物理層幀結(jié)束的時(shí)間為保護(hù)幀N發(fā)送結(jié)束的時(shí)間。該設(shè)備為保護(hù)幀2到保護(hù)幀N設(shè)置的傳輸速率指示和傳輸數(shù)據(jù)長度指示的最佳情況是，使保護(hù)幀2到保護(hù)幀N的基本幀頭所指示的虛擬物理層幀結(jié)束的時(shí)間為需要進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束的時(shí)間。
[0036]步驟101中構(gòu)造的N個(gè)保護(hù)幀依次發(fā)送，發(fā)送的第一個(gè)保護(hù)幀為保護(hù)幀1，最后一個(gè)為保護(hù)幀N，為保護(hù)幀I設(shè)置傳輸速率指示和傳輸數(shù)據(jù)指示時(shí)，使保護(hù)幀I的基本幀頭所指示的虛擬物理層幀時(shí)間范圍，最佳的情況，保護(hù)幀I的基本幀頭所指示的虛擬物理層幀結(jié)束的時(shí)間為，保護(hù)幀N發(fā)送結(jié)束的時(shí)間；保護(hù)幀I的基本幀頭所指示的虛擬物理層幀結(jié)束的時(shí)間最晚為啟動需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間。當(dāng)各保護(hù)幀之間連續(xù)發(fā)送時(shí)，保護(hù)幀I的基本幀頭所指示的虛擬物理層幀的傳輸時(shí)間范圍至少包含發(fā)送保護(hù)幀2到保護(hù)幀N的時(shí)間范圍。為保護(hù)幀2設(shè)置傳輸速率指示和傳輸數(shù)據(jù)指示時(shí)，使保護(hù)幀2的基本幀頭所指示的虛擬物理層幀時(shí)間范圍至少包含發(fā)送保護(hù)幀3到保護(hù)幀N，以及傳輸?shù)臄?shù)據(jù)部分的時(shí)間，依次類推，為保護(hù)幀N設(shè)置傳輸速率指示和傳輸數(shù)據(jù)指示時(shí)，使保護(hù)幀N的基本幀頭所指示的虛擬物理層幀時(shí)間范圍至少包含傳輸?shù)臄?shù)據(jù)部分的時(shí)間，即該虛擬物理層幀結(jié)束的時(shí)間為數(shù)據(jù)傳輸部分結(jié)束時(shí)或之后的時(shí)間。 [0037]步驟103，該設(shè)備使用N個(gè)不同的波束按順序依次發(fā)送所述N個(gè)保護(hù)幀，使接收對應(yīng)保護(hù)幀的設(shè)備，根據(jù)對應(yīng)保護(hù)幀的基本幀頭指示的虛擬物理層幀長接收該保護(hù)幀，并在接收該保護(hù)幀過程中不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；其中，發(fā)送保護(hù)幀I的波束與數(shù)據(jù)傳輸期間發(fā)送的第一個(gè)基本幀頭所采用的波束相同。
[0038]發(fā)送保護(hù)幀I的波束與發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸部分時(shí)，發(fā)送的第一個(gè)基本幀頭所采用的波束相同，數(shù)據(jù)傳輸部分除第一個(gè)基本幀頭之外的其他部分的發(fā)送，不一定使用與發(fā)送保護(hù)幀I相同的波束，可以根據(jù)具體使用環(huán)境，選擇更優(yōu)的方式來發(fā)送其他數(shù)據(jù)部分等。
[0039]該設(shè)備發(fā)送相鄰保護(hù)幀的時(shí)間間隔按順序依次為Tl，T2，…，TN-1，發(fā)送保護(hù)幀N與發(fā)送需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的時(shí)間的時(shí)間間隔為TN，其中，Tl到TN為不小于零的數(shù)。即發(fā)送保護(hù)幀I時(shí)間的與發(fā)送保護(hù)幀2的時(shí)間的時(shí)間間隔為Tl ;發(fā)送保護(hù)幀2的時(shí)間與發(fā)送保護(hù)幀3的時(shí)間的時(shí)間間隔為T2，以此順序排列，發(fā)送保護(hù)幀TN-1的時(shí)間與發(fā)送保護(hù)幀TN的時(shí)間的時(shí)間間隔為TN-1 ;發(fā)送保護(hù)幀N與發(fā)送需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的時(shí)間的時(shí)間間隔為TN。各時(shí)間間隔可以為大于零的數(shù)也可以為零，即各保護(hù)幀可以連續(xù)發(fā)送，也可以等待一定預(yù)設(shè)間隔再發(fā)送。
[0040]接收到保護(hù)幀I的設(shè)備，按照保護(hù)幀I的基本幀頭所指示的物理層幀長接收保護(hù)幀I之后的信息，若在接收過程中，接收到保護(hù)幀2到保護(hù)幀N中任一保護(hù)幀時(shí)，作為數(shù)據(jù)處理。
[0041 ] 波束I覆蓋范圍內(nèi)的設(shè)備能夠接收到保護(hù)幀I，接收到保護(hù)幀I的設(shè)備會把該保護(hù)幀作為一個(gè)普通的物理層幀的基本幀頭來進(jìn)行處理，并根據(jù)該保護(hù)幀基本幀頭中的傳輸速率指示和傳輸數(shù)據(jù)長度指示計(jì)算該物理層幀長，在該物理層幀傳輸?shù)臅r(shí)間范圍內(nèi)如果接收到其他幀，如保護(hù)幀2、保護(hù)幀N等，均按數(shù)據(jù)部分處理。[0042]接收到保護(hù)幀I到保護(hù)幀N中的任一保護(hù)幀的設(shè)備，在接收基本幀頭后，若無法正確恢復(fù)基本幀頭之后的信息，放棄該幀的接收，等待該幀結(jié)束。
[0043]總之，保護(hù)幀I能夠使波束I覆蓋范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)入接收狀態(tài)，在保護(hù)幀I的基本幀頭所指示的虛擬物理層幀傳輸時(shí)間范圍內(nèi)不發(fā)送數(shù)據(jù)。保護(hù)幀2到保護(hù)幀N能夠觸發(fā)波束I覆蓋的范圍之外的范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)入接收狀態(tài)，并在接收基本幀頭所指示的物理層幀傳輸時(shí)間范圍內(nèi)不發(fā)送數(shù)據(jù)，因此不會與后續(xù)發(fā)送的需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)產(chǎn)生干擾。
[0044]步驟104，該設(shè)備啟動并完成需要進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸。
[0045]當(dāng)啟動需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸時(shí)，接收保護(hù)幀I的設(shè)備已恢復(fù)至正常的監(jiān)聽狀態(tài)，并能夠接收數(shù)據(jù)，而保護(hù)幀I覆蓋范圍之外的保護(hù)幀2到保護(hù)幀N觸發(fā)的設(shè)備在此期間將不會發(fā)送數(shù)據(jù)，因此不會對數(shù)據(jù)傳輸部分產(chǎn)生干擾。
[0046]實(shí)施例二
[0047]參見圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例二中基于波束賦形的數(shù)據(jù)傳輸方法流程示意圖。圖3中以需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)僅包括一個(gè)數(shù)據(jù)幀為例。
[0048]圖3中在開始數(shù)據(jù)幀傳輸之前，發(fā)送端設(shè)備首先使用波束賦形發(fā)送N個(gè)保護(hù)幀，這里假設(shè)波束的各數(shù)為N。每個(gè)保護(hù)幀與下一幀之間有一定預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔，記為T1，T2，…，ΤΝ，相鄰兩幀的時(shí)間間隔可以等于0，即可以連續(xù)發(fā)送，也可以根據(jù)具體使用情況間隔一定時(shí)間。這里，TN表示保護(hù)幀N與數(shù)據(jù)幀之間的時(shí)間間隔。
[0049]保護(hù)幀I采用的波束與發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的基本幀頭所采用的波束相同，即波束I。保護(hù)幀2至保護(hù)幀N分 別采用波束2至波束N發(fā)送。實(shí)際中應(yīng)合理配置波保護(hù)幀和波束數(shù)量及波束賦形參數(shù)，使所有方向上的保護(hù)幀信號都能夠得到有效增強(qiáng)。此外，數(shù)據(jù)幀除基本幀頭之外的其他部分可以根據(jù)具體使用情況使用不同的波束發(fā)送。
[0050]每個(gè)保護(hù)幀采用與當(dāng)前系統(tǒng)要求必須支持的基本幀頭相同的結(jié)構(gòu)。如果工作在5GHz頻段，采用802.lla/n/ac的基本幀頭。在2.4GHz頻段，如果工作在802.1Ig和802.1ln模式，采用802.1lg OFDM模式/802.1ln混合模式基本幀頭；如果工作在802.1lb或兼容802.1lb的模式，則采用802.1lb的基本幀頭。
[0051]按照基本幀頭的參數(shù)設(shè)置方法，配置保護(hù)幀I的傳輸速率指示和傳輸數(shù)據(jù)長度指示，使以該保護(hù)幀為基本幀頭的虛擬物理層幀的結(jié)束時(shí)間處于保護(hù)幀N發(fā)送結(jié)束至數(shù)據(jù)幀傳輸開始之間的時(shí)間范圍內(nèi)。最佳的情況是虛擬物理層幀的結(jié)束時(shí)間剛好與最后一個(gè)保護(hù)幀結(jié)束時(shí)間重合。上述操作能夠在第一時(shí)間觸發(fā)需要接收數(shù)據(jù)的設(shè)備進(jìn)入到接收狀態(tài)，并把保護(hù)幀2至保護(hù)幀N看做是無法恢復(fù)的數(shù)據(jù)，最后在數(shù)據(jù)幀傳輸之前進(jìn)入正常的監(jiān)聽狀態(tài)。
[0052]由于不同的波束覆蓋范圍可能有交疊，保護(hù)幀2至保護(hù)幀N可能觸發(fā)需要接收數(shù)據(jù)的設(shè)備，從而使其無法在指定的時(shí)間接收物理層幀，因此需要保護(hù)幀I來使需要接收數(shù)據(jù)的設(shè)備在接收到保護(hù)幀2至保護(hù)幀N時(shí)按接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
[0053]按照基本幀頭的參數(shù)設(shè)置方法，配置保護(hù)幀2至保護(hù)幀N的傳輸速率指示和傳輸數(shù)據(jù)長度指示，使分別以保護(hù)幀2至保護(hù)幀N為基本幀頭的虛擬物理層幀的結(jié)束時(shí)間至少持續(xù)到數(shù)據(jù)幀傳輸結(jié)束。最佳的情況是虛擬物理層幀的結(jié)束時(shí)間剛好與該數(shù)據(jù)幀結(jié)束時(shí)間重合。保護(hù)幀2至保護(hù)幀N能夠觸發(fā)保護(hù)幀I覆蓋范圍之外的其他設(shè)備進(jìn)入接收狀態(tài)，并在虛擬物理層幀傳輸時(shí)間范圍內(nèi)不發(fā)送數(shù)據(jù)，因此不會對后續(xù)的數(shù)據(jù)幀傳輸產(chǎn)生干擾。此夕卜，由于保護(hù)幀僅包括基本幀頭，因此該保護(hù)幀之后的信號并不符合幀格式要求，接收設(shè)備無法恢復(fù)出有用數(shù)據(jù)，通常會放棄該幀的接收，并等待該幀結(jié)束。
[0054]當(dāng)數(shù)據(jù)幀開始傳輸時(shí)，保護(hù)幀I觸發(fā)的設(shè)備，包括需要接收數(shù)據(jù)的設(shè)備已恢復(fù)至正常的監(jiān)聽狀態(tài)，并能夠接收該數(shù)據(jù)幀，而保護(hù)幀I覆蓋范圍之外且被保護(hù)幀2至保護(hù)幀N觸發(fā)的設(shè)備在此期間將不會發(fā)送數(shù)據(jù)，因此不會對該數(shù)據(jù)幀的接收產(chǎn)生干擾。
[0055]實(shí)施例三
[0056]參見圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施例三中基于波束賦形的數(shù)據(jù)傳輸方法流程示意圖。圖4中以需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀和接收一個(gè)應(yīng)答(ACK)幀。
[0057]與圖3中的實(shí)施例相比，其不同點(diǎn)在于，在數(shù)據(jù)幀傳輸結(jié)束后，發(fā)送端設(shè)備需要等待接收端設(shè)備反饋的ACK幀。為了保護(hù)整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過程，在配置保護(hù)幀2至保護(hù)幀N的傳輸速率指示和傳輸數(shù)據(jù)長度指示時(shí)，應(yīng)使保護(hù)幀2至保護(hù)幀N對應(yīng)的虛擬物理層幀的結(jié)束時(shí)間至少持續(xù)到發(fā)送端設(shè)備接收接收端設(shè)備返回ACK幀結(jié)束。這樣可以有效抑制處于保護(hù)幀I覆蓋范圍之外且在保護(hù)幀2至保護(hù)幀N覆蓋范圍內(nèi)的其他設(shè)備干擾數(shù)據(jù)幀和ACK幀的接收。此外，保護(hù)幀I與該數(shù)據(jù)幀的基本幀頭采用相同的波束(波束1)，并且保護(hù)幀I對應(yīng)的虛擬物理幀結(jié)束時(shí)間處于保護(hù)幀N發(fā)送結(jié)束至數(shù)據(jù)幀傳輸開始之間的時(shí)間范圍內(nèi)，使需要接收數(shù)據(jù)的設(shè)備不受保護(hù)幀2至保護(hù)幀N的影響。由于有傳播時(shí)延，發(fā)送端設(shè)備接收到接收端設(shè)備反饋的ACK幀的時(shí)間要比接收端設(shè)備反饋該ACK幀的時(shí)間晚。
[0058]實(shí)施例四
[0059]參見圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施例四中基于波束賦形的數(shù)據(jù)傳輸方法流程示意圖。圖5中以發(fā)送端設(shè)備使用可以發(fā)送給自身(CTS-to-self )保護(hù)機(jī)制傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，所述需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，包括:發(fā)送的CTS-to-self幀和數(shù)據(jù)幀，以及接收的ACK幀。
[0060]與圖3中給出的實(shí)施例相比，不同點(diǎn)在于，在數(shù)據(jù)幀傳輸之前，發(fā)送端設(shè)備利用波束賦形發(fā)送一個(gè)CTS-to-self幀，在數(shù)據(jù)幀傳輸結(jié)束后，發(fā)送端設(shè)備需要等待接收端設(shè)備反饋的ACK幀。為了保護(hù)整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過程，在配置保護(hù)幀2至保護(hù)幀N的傳輸速率指示和傳輸數(shù)據(jù)長度指示時(shí)，應(yīng)使保護(hù)幀2至保護(hù)幀N對應(yīng)的虛擬物理層幀時(shí)間范圍涵蓋發(fā)送的CTS-to-self幀和數(shù)據(jù)幀，以及接收的ACK幀。這樣可以有效抑制處于保護(hù)幀I覆蓋范圍之外且在保護(hù)幀2至保護(hù)幀N覆蓋范圍內(nèi)的其他設(shè)備干擾CTS-to-self幀、數(shù)據(jù)幀和ACK幀的接收。此外，保護(hù)幀I與CTS-to-self幀采用相同的波束(波束1)，并且保護(hù)幀I對應(yīng)的虛擬物理幀結(jié)束時(shí)間處于保護(hù)幀N發(fā)送結(jié)束至CTS-to-self幀傳輸開始之間的時(shí)間范圍內(nèi)，使需要接收數(shù)據(jù)的設(shè)備不受保護(hù)幀2至保護(hù)幀N的影響。
[0061]實(shí)施例五
[0062]參見圖6，圖6為本發(fā)明實(shí)施例五中基于波束賦形的數(shù)據(jù)傳輸方法流程示意圖。圖6中以發(fā)送端設(shè)備使用發(fā)送請求(RTS)/可以發(fā)送(CTS)保護(hù)機(jī)制傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，包括:發(fā)送的RTS幀和數(shù)據(jù)幀，以及接收的CTS幀和ACK幀。
[0063]與圖3中給出的實(shí)施例相比，不同點(diǎn)在于，在數(shù)據(jù)幀傳輸之前，發(fā)送端設(shè)備利用波束賦形發(fā)送一個(gè)RTS幀，并等待接收端設(shè)備反饋CTS幀；發(fā)送端設(shè)備收到接收端設(shè)備反饋的CTS幀后，在預(yù)設(shè)的時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)幀，并等待接收接收端設(shè)備返回的ACK幀。為了保護(hù)整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過程，在配置保護(hù)幀2至保護(hù)幀N的傳輸速率指示和傳輸數(shù)據(jù)長度指示時(shí)，應(yīng)使保護(hù)幀2至保護(hù)幀N對應(yīng)的虛擬物理層幀時(shí)間范圍涵蓋發(fā)送的RTS幀和數(shù)據(jù)幀，以及接收的CTS幀和ACK幀。這樣可以有效抑制處于保護(hù)幀I覆蓋范圍之外且在保護(hù)幀2至保護(hù)幀N覆蓋范圍內(nèi)的設(shè)備干擾RTS幀和數(shù)據(jù)幀的發(fā)送，以及CTS幀和ACK幀的接收。此外，保護(hù)幀I與RTS幀采用相同的波束(波束1)，并且保護(hù)幀I對應(yīng)的虛擬物理幀結(jié)束時(shí)間處于保護(hù)幀N發(fā)送結(jié)束至RTS幀傳輸開始之間的時(shí)間范圍內(nèi)，使需要接收數(shù)據(jù)的設(shè)備不受保護(hù)幀2至保護(hù)幀N的影響。
[0064]由上可見，本發(fā)明具體實(shí)施例中只需要對數(shù)據(jù)發(fā)送端進(jìn)行增強(qiáng)，發(fā)送端設(shè)備可以是AP也可以是終端設(shè)備。考慮到當(dāng)前WLAN網(wǎng)絡(luò)中已有大量的終端設(shè)備在用，因此該方法更適用在AP端提升信號覆蓋范圍，并抑制不必要的干擾，效果更為明顯。
[0065]綜上所述，本發(fā)明具體實(shí)施例中WLAN網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備在使用波束賦形進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸之前，先使用多個(gè)波束分別發(fā)送多個(gè)與基本幀頭結(jié)構(gòu)相同的保護(hù)幀，并按照基本幀頭的參數(shù)設(shè)置方法來設(shè)置保護(hù)幀攜帶的傳輸速率指示和傳輸長度指示，使數(shù)據(jù)傳輸時(shí)波束賦形信號覆蓋范圍之外的其他設(shè)備不發(fā)送數(shù)據(jù)。能夠在利用波束賦形提升WLAN網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備信號覆蓋范圍，并有效降低來自其它設(shè)備的干擾。并且本發(fā)明具體實(shí)施例中構(gòu)造的保護(hù)幀僅包含基本幀頭，基本幀頭的傳輸時(shí)間遠(yuǎn)小于數(shù)據(jù)傳輸部分傳輸?shù)臅r(shí)間，因此不會占用過多的信道資源。
[0066]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于波束賦形的數(shù)據(jù)傳輸方法，應(yīng)用于無線局域網(wǎng)WLAN中，其特征在于，包括: 該WLAN網(wǎng)絡(luò)中任一設(shè)備需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，構(gòu)造N個(gè)保護(hù)幀，每個(gè)保護(hù)幀采用與基本幀頭相同的結(jié)構(gòu)； 該設(shè)備使用N個(gè)不同的波束按順序依次發(fā)送所述N個(gè)保護(hù)幀，使接收對應(yīng)保護(hù)幀的設(shè)備，根據(jù)對應(yīng)保護(hù)幀的基本幀頭指示的虛擬物理層幀長接收該保護(hù)幀，并在接收該保護(hù)幀過程中不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸； 該設(shè)備啟動并完成需要進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸； 其中，該N個(gè)保護(hù)幀按發(fā)送順序依次排列為，保護(hù)幀1、保護(hù)幀2……保護(hù)幀N ;發(fā)送保護(hù)幀I的波束與數(shù)據(jù)傳輸期間發(fā)送的第一個(gè)基本幀頭所采用的波束相同，為保護(hù)幀I設(shè)置的傳輸速率指示和傳輸數(shù)據(jù)長度指示，使保護(hù)幀I的基本幀頭所指示的虛擬物理層幀結(jié)束的時(shí)間為，保護(hù)幀N發(fā)送結(jié)束的時(shí)間到啟動需要進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間之間的時(shí)間；為保護(hù)幀2到保護(hù)幀N設(shè)置的傳輸速率指示和傳輸數(shù)據(jù)長度指示，使保護(hù)幀2到保護(hù)幀N的基本幀頭所指示的虛擬物理層幀傳輸?shù)臅r(shí)間范圍，涵蓋之后發(fā)送的保護(hù)幀的時(shí)間范圍和需要進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括: 該設(shè)備發(fā)送相鄰保護(hù)幀的時(shí)間間隔按順序依次為T1，T2，…，TN-1，發(fā)送保護(hù)幀N與需要進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸之間的時(shí)間間隔為ΤΝ，其中，Tl到TN為不小于零的數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括: 發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，或發(fā)送的數(shù)據(jù)幀以及接收的應(yīng)答ACK幀。`
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，當(dāng)該設(shè)備使用發(fā)送請求RTS/可以發(fā)送CTS保護(hù)機(jī)制傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，所述需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，包括:發(fā)送的RTS幀和數(shù)據(jù)幀，以及接收的CTS幀和ACK幀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，當(dāng)該設(shè)備使用CTS-to-self保護(hù)機(jī)制傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，所述需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，包括:發(fā)送的CTS-to-self幀和數(shù)據(jù)幀，以及接收的ACK幀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括: 接收到保護(hù)幀I的設(shè)備，按照保護(hù)幀I的基本幀頭所指示的物理層幀長接收保護(hù)幀I之后的信息，若在接收過程中，接收到保護(hù)幀2到保護(hù)幀N中任一保護(hù)幀時(shí)，作為數(shù)據(jù)處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括: 接收到保護(hù)幀I到保護(hù)幀N中的任一保護(hù)幀的設(shè)備，在接收基本幀頭后，若無法正確恢復(fù)基本幀頭之后的信息，放棄該幀的接收，等待該幀結(jié)束。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于， 所述設(shè)備為接入點(diǎn)AP或終端設(shè)備。
【文檔編號】H04L5/00GK103873185SQ201210530459
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月10日
【發(fā)明者】羅振東, 萬屹 申請人:工業(yè)和信息化部電信傳輸研究所