динамические пороговые величины обнаружения несущей

Формула изобретения

1. Способ оптимизации сетевой пропускной способности в среде беспроводной сети, содержащий этапы, на которых: получают информацию об узле, относящуюся к соседнему узлу;

определяют соответствующую пороговую величину обнаружения несущей и мощность передачи для оптимизации сетевой пропускной способности как функцию информации об узле; и управляют передачей данных на основе, по меньшей мере, частично, пороговой величины обнаружения несущей и мощности передачи.

2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором принимают информацию об узле в периодическом широковещательном сообщении.

3. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых: идентифицируют скрытый узел из информации об узле; и вычисляют помехи от скрытого узла как функцию информации об узле, пороговая величина обнаружения несущей определяется как функция помех.

4. Способ по п.3, дополнительно содержащий этап, на котором вычисляют расстояние до скрытого узла как функцию индикатора интенсивности принятого сигнала, включенного в информацию об узле, причем помехи являются функцией расстояния.

5. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором определяют мощность передачи для передачи данных как функцию скорости передачи.

6. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором включают пороговую величину обнаружения несущей в запрос на передачу данных.

7. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором включают пороговую величину обнаружения несущей в сигнал, который предоставляет разрешение на передачу данных.

8. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых: адаптируют спектральную плотность мощности для управляющего сообщения, которое сигнализирует соседнему узлу воздержаться от передачи во время пересылки данных; и передают управляющее сообщение.

9. Способ по п.8, в котором длина управляющего сообщения указывает продолжительность времени, когда соседний узел должен воздерживаться от передачи.

10. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых: записывают индикатор интенсивности принятого сигнала от, по меньшей мере, одного узла; формируют сигнальный кадр, включающий в себя индикатор интенсивности принятого сигнала; и передают сигнальный кадр.

11. Устройство для управления сетевой связью, основанной на параметрах сети, содержащее: процессор, который выполняет команды для приема информации, ассоциированной с, по меньшей мере, одним сетевым узлом, выбора пороговой величины обнаружения несущей и мощности передачи как функции принятой информации, и управления сетевой связью на основе, по меньшей мере, частично, пороговой величины обнаружения несущей и мощности передачи; и память, соединенную с процессором.

12. Устройство по п.11, в котором процессор дополнительно выполняет команды для вычисления потенциальных помех как функции индикатора интенсивности принятого сигнала, включенного в информацию об узле, и пороговая величина обнаружения несущей выбирается на основе, по меньшей мере, частично, вычисленных помех.

13. Устройство по п.12, в котором процессор дополнительно выполняет команды для вычисления расстояния от скрытого узла как функцию индикатора интенсивности принятого сигнала, помехи основаны, по меньшей мере, частично на расстоянии.

14. Устройство по п.11, в котором процессор дополнительно выполняет команды для передачи управляющего сигнала, который указывает скрытому узлу воздерживаться от передачи, при этом длина управляющего сигнала определяет продолжительность времени, когда скрытый узел должен воздерживаться.

15. Устройство по п.11, в котором пороговая величина обнаружения несущей включена в запрос на сетевую связь.

16. Устройство по п.11, в котором пороговая величина обнаружения несущей включена в предоставление разрешения на сетевую связь.

17. Устройство для оптимизации сетевой пропускной способности, которое содержит:

средство для получения узловых данных, относящихся к сетевому узлу; и средство для установки пороговой величины обнаружения несущей и мощности передачи как функции узловых данных, при этом пороговая величина обнаружения несущей и мощность передачи используются для направления передач данных между точкой доступа источника и точкой доступа пункта назначения.

18. Устройство по п.17, дополнительно содержащее средство для приема периодического широковещательного сообщения, содержащего узловые данные.

19. Устройство по п.17, дополнительно содержащее средство для определения помех от сетевого узла как функцию узловых данных, пороговая величина обнаружения несущей основана, по меньшей мере, частично на помехах.

20. Устройство по п.17, дополнительно содержащее средство для передачи запроса на пересылку данных, который включает в себя пороговую величину обнаружения несущей.

21. Устройство по п.17, дополнительно содержащее средство для передачи управляющего сигнала, который направляет сетевой узел воздерживаться от передачи, длина сигнала указывает продолжительность времени, когда сетевой узел должен воздерживаться.

22. Машиночитаемый носитель, который имеет команды исполняемые процессором для:

приема информации об узле от, по меньшей мере, одной точки доступа, информация об узле включает в себя информацию об интенсивности сигнала, относящуюся к, по меньшей мере, одному соседнему узлу точки доступа; и определения пороговой величины обнаружения несущей и мощности передачи используемых для управления передачами данных как функции принятой информации об узле.

23. Машиночитаемый носитель по п.22, дополнительно содержащий команды для вычисления помех от, по меньшей мере, одного соседнего узла как функции информации об нтенсивности принятого сигнала, при этом пороговая величина обнаружения несущей основана, по меньшей мере, частично, на помехах.

24. Машиночитаемый носитель по п.22, дополнительно содержащий команды для: приема запроса на передачу от точки доступа источника; вычисления мощности передачи как функции скорости передачи;

использования пороговой величины обнаружения несущей для определения того, предоставлять ли разрешение на передачу; и

передачи сигнала готовности к передаче с использованием мощности передачи.

25. Машиночитаемый носитель по п.24, дополнительно содержащий команды для передачи управляющего сигнала, который направляет, по меньшей мере, один соседний узел избегать передачи во время коммуникации от точки доступа источника.

Описание изобретения к патенту

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА

Эта заявка испрашивает преимущество предварительной патентной заявки (США) под порядковым номером № 60/792,141, озаглавленной "METHOD AND SYSTEM TO SET THE CARRIER SENSING THRESHOLDS IN WLAN SYSTEMS", поданной 13 апреля 2006 г., и предварительной патентной заявки (США) под порядковым номером № 60/827,908, озаглавленной "HIERARCHICAL MESH NETWORK ARCHITECTURE FOR PROVIDING 802.11-BASED SERVICES", поданной 3 октября 2006 г. Полные содержания вышеуказанных заявок включены в материалы настоящей заявки посредством ссылки.

I. Область техники изобретения

Последующее описание относится в общем к беспроводной связи, и, среди прочего, к пространственному повторному использованию в беспроводных сетях.

II. Уровень техники изобретения

Системы беспроводной сети стали преобладающим средством, с помощью которого большинство людей по всему миру общаются друг с другом и передают, осуществляют доступ, управляют и обрабатывают данные. Потребители стали зависимыми от беспроводных устройств, например сотовые телефоны, персональные цифровые помощники (PDA), портативные компьютеры и тому подобные, нуждаясь в надежной службе и расширенных зонах покрытия для беспроводных сетей.

Многие индивидуумы и/или организации заменили или дополнили традиционные проводные сети системами беспроводной сети. Типично терминалы или конечные устройства соединяются с сетью через набор точек доступа. Эти точки доступа могут быть связаны с сетевой инфраструктурой. Однако в беспроводных сетях, например, сеточных беспроводных локальных сетях (WLAN), подмножество точек доступа может соединяться беспроводным образом с сетевой инфраструктурой. Одним преимуществом сеточных или беспроводных сетей является легкость развертывания или установки. Если проводная инфраструктура установлена, точки беспроводного доступа могут быть распределены по всей необходимой зоне обслуживания для оптимизации зоны обслуживания. В отличие от проводных точке доступа, беспроводные точки доступа могут быть легко переставлены, не требуя дополнительной укладки кабелей или проводов. Кроме того, пользователи пользуются улучшенной гибкостью.

Беспроводные точки доступа ретранслируют данные в беспроводные точки доступа для облегчения осуществления связи с сетью. Данные могут передаваться через многочисленные беспроводные точки доступа. Однако доступные ресурсы системы могут быть ограничены и передачи с помощью многочисленных беспроводных точек доступа могут привести к помехам, снижая производительность системы и вызывая потерю данных.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Последующее представляет упрощенную сущность изобретения одного или более аспектов, для того чтобы обеспечить базовое понимание подобных аспектов. Это краткое изложение не является исчерпывающим обзором всех предполагаемых аспектов и оно не имеет намерением ни идентифицировать его ключевые или критические элементы всех его аспектов, ни установить границы объема каких-либо или всех его аспектов. Его единственная цель - представить некоторые понятия одного или более аспектов в упрощенной форме в качестве вступления в более подробном описании, которое представлено далее.

Согласно одному или более аспектам и их соответствующему раскрытию, различные аспекты описаны в связи с облегчением осуществления связи в беспроводной сети. Более конкретно, один или более аспектов максимизируют или увеличивают производительность беспроводной сети (например, сеточной сети), во время минимизации помех. Типично точки доступа мониторят текущий уровень шума или уровни несущей и сравнивают наблюдаемые уровни с фиксированной пороговой величиной, упоминаемой как пороговая величина обнаружения несущей (CST). Если обнаруженный уровень ниже заранее определенной пороговой величины, точка доступа может запросить разрешения на передачу, используя запрос на отправку (RTS); иначе точка доступа воздержится от передачи до тех пор, пока уровень не упадет ниже пороговой величины обнаружения несущей. Следовательно, число точек доступа, которые могут осуществлять связь в любой один момент времени, ограничено на основе пороговой величины обнаружения несущей и конфигурацией точек доступа.

Сеть может увеличивать пространственное повторное использование, разрешая точкам доступа динамично устанавливать пороговую величину обнаружения несущей и мощность передачи. В частности, пороговая величина обнаружения несущей может быть определена на основе расстояний между источником и точками доступа назначения. Точки доступа могут обмениваться информацией индикатора интенсивности принятого сигнала (RSSI), который может использоваться для вычисления расстояний между точками доступа или узлами на основе обмениваемой информации RSSI. Кроме того, RSSI может использоваться для вычисления помех от скрытых узлов, а также мощности передачи. Динамические пороговые величины обнаружения несущей могут быть вычислены как функция расстояний между узлами и мощностью передачи.

В аспекте настоящее раскрытие предоставляет способ, облегчает осуществление связи в среде беспроводной сети, которое содержит получение информации об узле, относящейся к соседствующим узлам. Способ также содержит определение соответствующей пороговой величины обнаружения несущей для оптимизации сетевой пропускной способности как функции информации об узле. Кроме того, способ содержит управление передачей данных на основе, по меньшей мере, частично, пороговой величины обнаружения несущей.

В другом аспекте настоящее раскрытие предоставляет устройство, которое облегчает сетевое осуществление связи. Устройство содержит процессор, который выполняет команды для приема информации, ассоциированной с, по меньшей мере, одним сетевым узлом, выбора пороговой величины обнаружения несущей как функции принятой информации, и управления сетевой связью на основе, по меньшей мере, пороговой величины обнаружения несущей. Устройство также содержит память, соединенную с процессором.

Согласно еще одному аспекту настоящее раскрытие предоставляет устройство, которое облегчает оптимизацию сетевой пропускной способности, которое содержит средство для получения данных узла, относящихся к сетевому узлу. Устройство также содержит средство для установки пороговой величины обнаружения несущей как функции узловых данных, при этом пороговая величина обнаружения несущей используется для направления передач данных между точкой доступа источника и точкой доступа назначения.

Согласно дополнительному аспекту настоящее раскрытие предоставляет машиночитаемый носитель, который имеет команды для приема информации об узле от, по меньшей мере, одной точки доступа, информация об узле включает в себя информацию об интенсивности сигнала, относящуюся к, по меньшей мере, одному соседствующему узлу точки доступа. Машиночитаемый носитель включает в себя команды для определения пороговой величины обнаружения несущей, используемой для управления передачами данных как функции принятой информации об узле.

Согласно другому аспекту настоящее раскрытие предоставляет процессор, который выполняет машиночитаемые команды, которые облегчают сетевое осуществление связи. Команды содержат прием периодического сигнала, который включает в себя информацию об узле, которая перечисляет, по меньшей мере, один сетевой узел и ассоциированную интенсивность сигнала. Команды могут также содержать установку пороговой величины обнаружения несущей как функции информации об узле. Кроме того, команды могут содержать управление передачей данных на основе, по меньшей мере, частично, пороговой величины обнаружения несущей.

Для достижения вышеизложенных и связанных целей один или более аспектов содержат признаки, описанные полностью в дальнейшем в данном документе и конкретно выделенные в формуле изобретения. Последующее описание и прилагаемые чертежи подробно излагают определенные иллюстративные аспекты. Эти аспекты, тем не менее, указывают только на некоторые из различных способов, в которых могут быть использованы принципы, описанные в данном документе, и описанные аспекты предназначены, чтобы включить в себя их эквиваленты.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 является блок-схемой системы, которая динамично регулирует пороговую величину обнаружения несущей согласно одному или более аспектам, представленным в данном документе.

Фиг.2 является блок-схемой примерной сеточной беспроводной сети согласно одному или более аспектам, представленным в данном документе.

Фиг.3 иллюстрирует значимые интервалы для связи в беспроводной сети.

Фиг.4 иллюстрирует примерный сценарий помех для беспроводной сети.

Фиг.5 является графом, который отображает примерную модель потери на трассе.

Фиг.6 является графом, который отображает пропускную способность зоны на основе значений контрольной точки потерь на трассе.

Фиг.7 является графом, который отображает интервал помех как функцию необходимого SINR и интервал контрольной точки потерь на трассе.

Фиг.8 является графом, который отображает эффекты мощности передачи по пропускной способности зоны.

Фиг.9 является графом, который иллюстрирует пропускную способность зоны как функцию пороговой величины обнаружения несущей.

Фиг.10 иллюстрирует примерную методологию для установки пороговых величин обнаружения несущей для оптимизации осуществления связи в беспроводной сети согласно одному или более аспектам, представленным в данном документе.

Фиг.11 является блок-схемой системы, которая получает и предоставляет информацию о соседях согласно одному или более аспектам, представленным в данном документе.

Фиг.12 иллюстрирует методологию для получения и управления информацией об узле согласно одному или более аспектам, представленным в данном документе.

Фиг.13 иллюстрирует методологию для формирования широковещательного сообщения, содержащего информацию об узле согласно одному или более аспектам, представленным в данном документе.

Фиг.14 является блок-схемой системы, которая динамично определяет пороговую величину обнаружения несущей согласно одному или более аспектам, представленным в данном документе.

Фиг.15 иллюстрирует методологию для определения соответствующей мощности передачи согласно одному или более аспектам, представленным в данном документе.

Фиг.16 является блок-схемой системы, которая использует динамично определяемую пороговую величину для управления передачей данных согласно одному или более аспектам, представленным в данном документе.

Фиг.17 иллюстрирует методологию для инициирования связи с соседней точкой доступа согласно одному или более аспектам, представленным в данном документе.

Фиг.18 иллюстрирует методологию для ответа на коммуникационный запрос согласно одному или более аспектам, представленным в данном документе.

Фиг.19 иллюстрируют примерные кадры для передачи информации об узле и/или динамические пороговые величины обнаружения несущей согласно одному или более аспектам, представленным в данном документе.

Фиг.20 является иллюстрацией системы беспроводной связи согласно одному или более аспектам, представленным в данном документе.

Фиг.21 является иллюстрацией среды беспроводной связи, которая может использоваться в связи с различными системами и способами, описанными в данном документе.

Фиг.22 является иллюстрацией системы, которая облегчает беспроводную связь, используя динамические пороговые величины несущей согласно одному или более аспектам, представленным в данном документе.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Сейчас описываются различные аспекты со ссылкой на чертежи, на всем протяжении которых одинаковые ссылочные номера использованы, чтобы указывать ссылкой на одинаковые элементы. В последующем описании, для целей пояснения многие конкретные детали изложены, чтобы обеспечить полное понимание одного или более аспектов. Тем не менее, может быть очевидно, что подобный аспект(ы) может быть применен на практике без этих конкретных деталей. В иных случаях, в форме блок-схемы показаны распространенные структуры и устройства, чтобы облегчить описание одного или более аспектов.

В качестве используемых в этой заявке, термины "компонент", "система" и тому подобные имеют намерением указывать ссылкой на имеющую отношение к компьютеру сущность либо из аппаратных средств, сочетания аппаратных средств и программного обеспечения, программного обеспечения, или программного обеспечения при выполнении. Например, компонент может быть, но не ограничен, процессом, запущенным на процессоре, процессором, объектом, исполняемым файлом, потоком выполнения, программой и/или компьютером. С помощью иллюстрации как приложение, выполняющееся на устройстве связи, так и устройстве, может быть компонентом. Один или более компонентов могут находиться в пределах процесса и/или потока выполнения, а компонент может быть локализован на одном компьютере и/или распределен между двумя или более компьютерами. Также эти компоненты могут исполняться с различных компьютерных считываемых носителей, имеющих различные структуры данных, сохраненные на них. Компоненты могут обмениваться данными посредством локальных и/или удаленных процессов, например, в соответствии с сигналом, имеющим один или более пакетов данных (к примеру, данных из одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или по сети, например по Интернету, с другими системами посредством сигнала).

Кроме того, различные аспекты описаны в данном документе в связи с терминалом или клиентом. Терминал может также называться системой, пользовательским устройством, абонентским узлом, абонентской станцией, мобильной станцией, удаленной станцией, точкой доступа, базовой станцией, удаленным терминалом, терминалом доступа, пользовательским терминалом, терминалом, агентом пользователя, пользовательским оборудованием (UE) и или клиентом. Терминал может быть сотовым телефоном, беспроводным телефоном, телефоном протокола инициации сеанса (SIP), станцией беспроводной абонентской линии (WLL), персональным цифровым помощником (PDA), карманным устройством, которое имеет возможность беспроводного соединения или другое обрабатывающее устройство, соединенное с беспроводным модемом.

Более того, различные аспекты или признаки, описанные в данном документе, могут быть реализованы как способ, устройство или изделие, использующее методики стандартного программирования и/или конструирования. Термин "изделие" в качестве используемого в материалах настоящей заявки имеет намерением охватывать компьютерную программу, доступную с любого машиночитаемого устройства, несущей или носителей. Например, машиночитаемая среда может включать в себя, но не в качестве ограничения, магнитные запоминающие устройства (например, жесткий диск, дискету, магнитные полосы...), оптические диски (например, компакт диск (CD), цифровой универсальный диск (DVD)...), интеллектуальные карты и устройства флэш-памяти (например, карточку, карту памяти, основной накопитель...).

Многие беспроводные сетевые протоколы избегают помех посредством обнаружения передач посредством соседних узлов и воздержания от передачи, когда такие передачи обнаружены. В частности, системы IEEE 802.11 a/b/e/g/n и системы UWB (ультраширокополосной радиосвязи) основаны на основе множественного доступа с прослушиванием несущей и избежанием коллизий (CSMA/CA) и соответственно многостанционном доступе с контролем преамбулы и избежанием коллизий (PSMA/CA). В алгоритме CSMA/CA обнаружение передач других узлов основано на обнаружении мощности, несущей и/или комбинации обеих. В алгоритме PSMA/CA обнаружение передач других узлов основано на обнаружении несущей или преамбулы передачи. В обоих протоколах все узлы, которые желают передавать или осуществлять доступ к среде, сначала квантуют мощность в среде и определяют, передает ли уже другой узел в среде. Подобное квантование помогает этим системам определять не только присутствие мощности, но и обрабатывать эту мощность. Узлы могут синхронизироваться с преамбулой и контрольным сигналом (если была передача кадра по воздуху). Если узел может синхронизироваться с преамбулой и контрольным сигналом, узел может затем декодировать заголовок MAC (управление доступом к среде), чтобы определить, была ли передача кадра по воздуху.

В частности, обнаружение других передач с помощью других узлов может быть выполнено с помощью использования двух схем обнаружения несущей: (1) физическое обнаружение несущей (PCS) и (2) виртуальное обнаружение несущей (VCS). В схеме PCS точки доступа задерживают передачи, если мощность в среде выше определенной заранее заданной пороговой величины. Используя алгоритм VCS, обмены сигналами или кадром, например запрос на передачу (RTS) и готовность к отправке (CTS), сообщают всем соседним узлам о запрете передачи. Схема VCS может решить скрытые проблемы узлов, так как любой узел, который принимает CTS, воздерживается от отправки, осведомлена ли передающая точка доступа об узле или нет. Как используется в данном документе, скрытый узел является любым узлом, который является неизвестным для передающего узла. Следовательно, передачи скрытыми узлами могут вызвать помехи. Хотя VCS может решить проблемы, вызываемые скрытыми узлами, VCS может вызвать проблемы для открытых узлов. В целом, скрытые узлы вызывают наибольшие помехи для предназначенного приемника и им запрещена передача вектором назначения сети (NAV), заданным в схемах VCS. Тем не менее, открытым узлам, которые могут передавать, не вызывая помехи в приемнике, запрещается передавать из-за VCS, таким образом снижая пространственную пропускную способность.

В сетях MESH (например, сетях MESH IEEE 802.11s) является выгодным максимизировать число узлов, которые могут осуществлять работу одновременно, чтобы поддерживать более высокую пропускную способность зоны. Динамическая пороговая величины обнаружения несущей/мощности и/или мощности передачи может использоваться для максимизации числа узлов, которые осуществляют связь одновременно, оптимизируя пропускную способность зоны.

Обращаясь теперь к фиг., фиг. 1 отображает аспект системы 100, которая облегчает осуществление связи среди набора беспроводных точек доступа. Типично подобные системы используют фиксированные пороговые величины мощности передачи и обнаружения несущей. Однако это приводит к удержанию некоторых узлов от передачи, когда они могут ее выполнить, не вызывая помех, упоминаемое в данном документе как проблема открытых узлов. Динамически регулируя мощность передачи, а также пороговые величины, используемые узлами, чтобы обнаруживать передачу от других узлов, большее число передачи может происходить одновременно, не вызывая помех. Это увеличение приводит к увеличению общей пропускной способности для сети.

Система 100 может включать в себя узловой компонент 102, который может принимать и передавать сообщения, содержащие данные, относящиеся к соседним узлам, упоминаемые в данном документе как узловая информация. Узловая информация может включать в себя адрес узла, RSSI и любую другую информацию, относящуюся к конкретному узлу. Как используется в данном документе, узел является любым клиентом, точкой доступа, терминалом или иным устройством. Сообщения могут широковещательно транслироваться периодически и могут приниматься любыми ближайшими узлами.

В аспектах сигнальный кадр, определенный протоколом IEEE 802.11 a/b/g/n MAC, может модифицироваться, чтобы включать в себя подобную узловую информацию. В частности, сообщение или сигнальный кадр могут включать в себя информацию RSSI для соседних узлов точки доступа, передающей сигнал. Эта модификация сигнального кадра для протокола может использоваться только для сигнальных кадров для точек доступа в сеточной сети, также упоминаемой как сеточные точки доступа (MAP) и сеточные порталы (MP).

Клиенты и беспроводные станции (WSTA) могут соединяться с MAP, используя первый канал, и MAP могут соединяться друг с другом, используя второй, отличный канал, из условия, что направление трафика среди точек доступа и входящий трафик от клиентов не нужно перекрывать. Типично каждая MAP периодически отсылает широковещательное сообщение или сигнальный кадр для своих клиентов. Широковещательное сообщение может включать в себя управляющую информацию и информацию о временной синхронизации и может также передаваться в канале эстафетной передачи другим MAP. Альтернативно управление доступом к среде (MAC) MAP может передавать сообщение или сигнал в канале эстафетной передачи. Сообщение может приниматься и декодироваться всеми близлежащими MAP или узлами. Узловой компонент 102 принимающего узла может записывать информацию об узле (например, RSSI), содержащейся в передаваемом сообщении и вычислять потери на трассе между соседними узлами и передающей MAP. RSSI для узда может быть усреднен по числу принятых сообщений или сигналов, используя простой фильтр нижних частот. Кроме того, этот сигнальный кадр MAP MAC может содержать информацию об узле, относящуюся к его соседям и их RSSI.

Система 100 может включать в себя компонент 104 пороговой величины, который динамически определяет пороговую величину обнаружения несущей. Компонент 104 пороговой величины может использовать информацию о соседях, получаемую узловым компонентом 102 для определения соответствующей пороговой величины обнаружения несущей для оптимизации пропускной способности зоны, наряду с тем, что избегают чрезмерных помех. В частности, компонент 104 пороговой величины может прогнозировать помехи от скрытых узлов как функцию информации о соседях и регулировать пороговую величину обнаружения несущей соответственно.

Компонент 106 передачи данных может использовать вычисляемую пороговую величину обнаружения несущей для облегчения передачи и приема данных от соседних узлов. Типично сетевые протоколы (например, IEEE 802.11, протокол WLAN) проектируются для гарантии, что предназначенный приемник имеет минимальные помехи от соседних узлов или точек доступа. Компонент 106 передачи данных может смягчать проблемы открытых узлов, используя динамическую пороговую величину обнаружения несущей (CST) и регулируя мощность передачи. Кроме того, компонент 106 передачи данных может включать в себя вычисляемую величину обнаружения несущей в передачах для соседних узлов. Компонент 106 передачи данных может включать в себя пороговую величину обнаружения несущей в передачах CTS и/или RTS.

Ссылаясь на фиг.2, проиллюстрирована примерная беспроводная сеточная сеть 200. Сеть 200 может включать в себя множество точек доступа, также упоминаемых как сеточные точки доступа (MAP) или сеточные точки (MP), которые могут работать согласно 802.11 или на основе иного типа протокола. Точки доступа могут использоваться по зоне (например, территория университета, городской центр, торговый центр или другая горячая зона, обычно характеризуемая более высокой плотностью заселенности). Для того чтобы снизить затраты на развертывание и эксплуатацию, только подмножество точек 220 доступа соединяются непосредственно с проводной инфраструктурой 210 (например, магистраль). Как следствие, сеточная связь между точками доступа используется для соединения непроводных точек доступа с магистралью сети).

В сеточной сети сеточные точки 230 доступа (MAP) направляют данные в проводные точки 220 доступа. Кадры (или пакеты) передаются от источника в пункт назначения в маршрутах, которые состоят из MAP 230. Алгоритмы маршрутизации могут использоваться для определения точной последовательности MAP 230 для кадра, которую необходимо пройти до достижения пункта назначения. Если направление MAP 230 перегружено, она может запросить другие MAP 230, которые направляют свой трафик, чтобы снизить для устранения перегрузки сети 200.

В сети 200 MAP 230 и 220 могут проектироваться для работы одновременно в двух диапазонах (например, в том же кадре или последовательных кадрах), используя дуплексную связь с временным разделением (TDD) в каждом диапазоне. В примерной схеме для одновременного осуществления связи может использоваться два отдельных диапазона. Рабочий диапазон клиентского доступа может использоваться для осуществления связи к или от клиентов. Клиентский диапазон может быть предоставлен, используя существующие 2.4 и/или 5.х нелицензируемые диапазоны, которые, в общем, используются для поддержки устройств 802.11 b,g,n и 802.11 a,n. Точка 220 или 230 доступа, работающая на единственной несущей 20 МГц, может создавать основной набор служб (BSS) с клиентами, которые зарегистрированы в нем. Различные BSS могут работать некоординируемым образом и могут использоваться в той же самой несущей или по определенным РЧ (радиочастотным) несущим. Клиентский доступ может быть стандартным на основе 802.11.

Отдельный беспроводный рабочий диапазон межсоединения AP может использоваться для осуществления связи среди MAP. Так, как только часть точек MAP соединена с проводной инфраструктурой, межсоединение между непроводными и проводными MAP облегчается работой на отдельной несущей из диапазона, используемого для клиентского доступа. Кроме того, является возможным осуществление работы сети межсоединения точек доступа в лицензируемом диапазоне, который допускает более высокую мощность передачи, чем разрешено в нелицензируемых диапазонах. Межсоединение AP-AP может быть основано на аналогичной технологии, которая используется в 802.11n. Примерная система допускает использование одного диапазона, по существу, для связи MAP с клиентом или терминалом, тогда как другой используется, по существу, для осуществления связи между MAP.

В общем, все AP могут предоставлять службу на основе 802.11 в нелицензируемом диапазоне. AP может предоставлять доступ по единственной несущей 20 МГц или многочисленным несущим в 20 МГц. Для сети межсоединения AP существуют два основных типа AP в сетевой иерархии: маршрутизаторы и шлюзы. Маршрутизатором является MAP, которая может использоваться без проводного магистрального соединения. Маршрутизаторы могут работать на отдельной предназначенной несущей (возможно, лицензируемой), которая используется исключительно для осуществления связи со шлюзом AP. Шлюз является проводной AP, работающей на отдельной предназначенной несущей (снова, возможно, лицензируемой), используемой исключительно для осуществления связи с маршрутизаторами, которые ассоциированы с ней.

Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) разрабатывает стандарт беспроводной локальной сети (WLAN), которая обещает масштабируемую и легко разворачиваемую инфраструктуру сеточной сети на основе технологий 802.11. Цели включают в себя адаптивные и самоконфигурируемые системы, которые поддерживают широковещательную передачу, групповую передачу и одноадресную передачу по многоскачковым сеточным топологиям. Основной проблемой в разработке эффективной IEEE 802.11s MESH WLAN является оптимизация спектрального повторного использования и поэтому максимизация ее пропускной способности зоны.

Обращаясь теперь к фиг.3, проиллюстрированы несколько важных диапазонов для осуществления связи по беспроводной сети. Узел 302 источника и узел 304 назначения разделены расстоянием 306, упоминаемым как расстояние источника/назначения. Диапазон 308 передачи определяется как диапазон, где мощность сигнала в приемнике находится выше определенной пороговой величины для соответствующего декодирования кадра размера L. Диапазон 310 помех представляет собой диапазон, в пределах которого узлы могут интерферировать с приемником и повреждать принятые кадры. Установленный диапазон NAV (не показано) является диапазоном, в пределах которого беспроводные станции могут правильно устанавливать NAV на основе информации о длительности/ID (идентификаторе), передаваемой в кадрах RTS/CTS, и не будет интерферировать с последующим обменом кадрами данных/подтверждения приема между узлом 302 источника и узлом 304 назначения.

Диапазон занятости (не показано) оценки готовности канала (CCA) представляет собой диапазон, в пределах которого узлы могут физически обнаружить, что канал занят во время передачи данных и задержать свои собственные попытки передач. Существует два способа для узла, чтобы сообщить о занятости CCA в IEEE 802.11n. Один основан на обнаружении несущей (-82 дБм), а другой основан на обнаружении энергии (-62 дБм), по которой узел сообщит о занятом носителе при обнаружении какой-либо мощности сигнала выше пороговой величины обнаружения энергии (ED). В зависимости от установленной пороговой величины радиусы этих диапазонов различаются. В IEEE 802.11n PHY максимальный диапазон передачи равен расстоянию, в котором декодер приемника сможет принимать сигнал с мощностью выше -91,44 дБм, таким образом достигая SINR больше, чем 0,6 дБ. Для того чтобы определить диапазон помех, рассмотрим сценарий наихудшего случая.

В зависимости от различной установленной пороговой величины радиусы этих диапазонов различаются. В IEEE 802.11n PHY максимальный диапазон передачи равен расстоянию, в котором декодер приемника сможет принимать сигнал с мощностью выше -91,4 дБм, таким образом достигая SINR больше, чем 0.6 дБ. Для того чтобы определить диапазон помех, может быть проанализирован сценарий наихудшего случая.

Фиг.4 иллюстрирует сценарий наихудшего случая, где существуют шесть источников помех или потенциальных источников 402 помех, окружающих приемник 404 в осуществлении связи с другим узлом 406. Термины источник помех и потенциальный источник помех используются в данном документе взаимозаменяемо. Источники 402 помех могут передавать одновременно и иметь ту же самую фиксированную мощность передачи. Для простоты можно предположить, что расстояние между всеми источниками 402 помех и приемником 404 то же самое и мощностью шума можно пренебречь. Сценарий может упоминаться как режим ограниченных помех, так как мощность помех преобладает над мощностью шума.

Обращаясь теперь к фиг. 5, проиллюстрирован граф 500, отображающий примерную модель потери на трассе. Потери на трассе имеют значительное воздействие на анализ помех. Потери на трассе на расстоянии d (или принятая мощность на расстоянии d) могут моделироваться с помощью модели двух углов наклона с контрольной точкой следующим образом:

Модель может представлять реалистичную внутреннюю среду WLAN. Здесь является частотой несущей, с является скоростью света, (n₁, n₂) являются двумя коэффициентами потери на трассе и R_B является расстоянием до контрольной точки.

Если как расстояние между предназначенным приемником и передатчиком, d, так и минимальное расстояние между источником помех и расстоянием предназначенного приемника, D_min находится вне контрольной точки модели потери на трассе, тогда может использоваться одно или более известных вычислений. Например, использование вычислений как в сотовых сетях:

Более высокие скорости физической передачи требуют очень высокого SINR в приемнике. Следовательно, большая зона вокруг приемника может быть запрещена для передач или быть вне вектора назначения сети. Если требование SINR является небольшим, тогда потенциальные источники помех могут находиться близко к приемнику. Кроме того, D_min зависимо от расстояния между передатчиком и приемником.

Если предназначенное расстояние между приемником и передатчиком, d, меньше, чем расстояние до контрольной точки, и предназначенное расстояние до приемника/источника помех больше, чем контрольная точка, тогда может использоваться другая формула для вычисления расстояния помех, D _min:

Это формула указывает, что расстояние помех является также функцией от расстояния R_B до контрольной точки.

Таблица I включает в себя примерные вычисления расстояний помех на основе скоростей PHY. Значения, включенные в таблицу, являются репрезентативными и могут изменяться для различных сред распространения. В частности, таблица включает в себя наихудший и наилучший случай расстояний помех, D _min, используя таблицу скорости IEEE 802.11n для работы на конкретной скорости PHY. В таблице столбец 5 показывает, что максимальный радиус передачи R_max для функционирования линии связи при конкретной скорости PHY, используя мощность передачи 23 дБм. Столбец 6 содержит отношение минимального расстояния помех к расстоянию от передатчика до приемника для каждой скорости PHY, используя уравнение (2). Отношение является разным для разных скоростей PHY из-за различных требований SINR. Столбец 7 указывает сценарий наилучшего случая, используя уравнение (5). Эти отношения остаются фиксированными и являются функцией расстояние от источника до пункта назначения, но являются независимыми от мощности передачи. Таблица скоростей существует для единственного потока. Некоторые из скоростей аналогичны IEEE 802.11 a/g для поддержания обратной совместимости. Дополнительные скорости кодирования приведены для предоставления улучшенной спектральной эффективности, включая сюда использование 256 QAM. Поддерживается максимум из четырех пространственных потоков.

Таблица I Определение максимального радиуса передачи (Rmax) и минимальное расстояние помех (Dmin) для различных скоростей PHY в IEEE 802.11n.
SNR	Скорость (Мб/с)	Модуляция	Скорость кодирования	Контрольная точка Rmax w/=30м и мощность передачи=23 дБ	X=Dmin/R уравнение (2)	X=Dmin/R уравнение (5)
27.0	84	256-QUAM	7/8	42	8.71	5.37
24.9	72	256-QUAM	3/4	49	7.64	4.71
20.3	60	256-QUAM	5/8	60	5.74	3.56
19.0	54	64-QUAM	3/4	65	5.29	3.26
17.6	48	64-QUAM	2/3	70	4.85	3.00
16.5	42	64-QUAM	7/12	76	4.53	2.79
13.0	36	16-QUAM	1/2	87	3.64	2.25
11.5	30	16-QUAM	5/8	100	3.32	2.05
10.0	24	16-QUAM	3/4	112	3.02	1.86
6.3	18	QPSK	1/2	137	2.41	1.49
3.6	12	QPSK	3/4	163	2.03	1.25
2.1	9	BPSK	3/4	180	1.85	1.14
0.6	6	BPSK	1/2	193	1.68	1.04

Ссылаясь теперь на фиг. 6, проиллюстрирован граф 600, отображающий различную пропускную способность зон для различных значений контрольных точек. Для площади зоны A=L метров максимальное число успешных одновременных передач или передачи из условия, что все линии связи имеют ту же самую скорость физической передачи, может быть вычислено как функция расстояния помех. Для того чтобы осуществить этот анализ, может определяться расстояние D_min между источниками помех и передатчиком. Расстояние между источниками помех может быть получено из уравнения (2) или уравнения (3) выше. Горизонтальное расстояние между двумя источниками помех обозначается с помощью D_min и вертикальное расстояние между источниками помех равно

Максимальное число одновременных передач в зоне А может быть вычислено следующим образом:

Здесь N_max было извлечено на основе предположения о помехах в наихудшем случае, где шесть источников помех окружают узел приема. Сценарий наилучшего случая происходит, когда существует только один источник помех. В сценарии наилучшего случая уравнения со (2) по (4) выше могут быть модифицированы следующим образом:

Обращаясь теперь к фиг.7, проиллюстрирован граф 700, который отображает интервал помех как функцию необходимого SINR и контрольную точку потерь на трассе. Для того чтобы понять влияние контрольной точки на пропускную способность, уравнение производительности Шеннона на основе теоремы Шеннона-Хартли, может использоваться для вычисления пропускной способности зоны следующим образом:

Пропускная способность зоны и воздействие контрольной точки и SINR на D_min проиллюстрированы на фиг. 7 и таблице II ниже. Более того, из таблицы II очевидно, что пропускная способность зоны увеличивается когда расстояние до контрольной точки уменьшается. Мощность сигнала помех убывает до мощности четыре после контрольной точки, что приводит к меньшим помехам в предназначенном приемнике из-за того, что расстояние до источника помех/приемника намного больше, чем расстояние до передатчика/приемника. Для каждой контрольной точки существует оптимальное расстояние помех, D_min, изменяясь два или три раза расстояние между передатчиком и приемником. Также из таблицы II очевидно, что большие контрольные точки и большие требования к SINR увеличивают значение D_min . Более большие требования к SINR возникают из работы предназначенного узла при более высоких скоростях PHY и большие контрольные точки приводят к дополнительной мощности помех в предназначенном приемнике.

Таблица II Пропускная способность зоны для сценариев наилучшего и наихудшего случая, используя расстояние от источника до пункта назначения в 40 метров.
Скорость (Мбит/с)	X=Dmin/Ft уравнение (2) (наихудший случай)	Число одновременно работающих узлов	Пропускная способность зоны (наихудший случай) Мбит/c
84	8.71	38.045	1357.7
72	7.64	49.414	1644.1
60	5.74	87.599	2662.6
54	5.29	102.984	2959.6
48	4.85	122.588	3298.3
42	4.53	140.575	3495.6
36	3.64	217.318	4908.1
30	3.32	261.925	5242.0
24	3.02	315.689	5396.4
18	2.41	494.144	6795.0
12	2.03	700.173	69221.0
9	1.85	843.891	6510.9
6	1.68	1017.1	5453.7

Реалистичная пропускная способность системы, рассматривая размер L_packet пакетов и потери, возникающие из-за добавления заголовка к каждому пакету, а также потери из-за задержек, в заданной зоне А может быть вычислена следующим образом:

где T=2T_preamble+Tack+TIF S+TSIF S. Здесь T представляет собой фиксированные потери, которые задаются стандартом, и Т_backoff представляет среднее значение потерь, L_packet - размер кадра в битах и H представляет потери из-за МАС и более высоких уровней, добавленных к информации в битах. R является функцией SINR, получаемой в приемнике. 2T_preamble дополнительно задан 2T_preamble=TP LCP preamble+TP LCP sig= 20 мкс. Рассматривая различные схемы модуляции и кодирования и пренебрегая потерями из-за более высоких уровней, уравнение (8) может быть упрощено следующим образом:

Здесь Н равно 288 битам. Пренебрегая экспоненциальными задержками (предполагая, что существует только один этап в обработке задержки) Т_backoff равно 72 мкс. Тем не менее, это значение Т_backoff является лишь индикативным и предполагает, что существует только один этап задержки. Точное значение Т_backoff является функцией числа станций, числа этапов задержек и приоритета. Tack, TSIF S, TIF S заданы как 28 мкс, 16 мкс и соответственно 34 мкс. Итак, уравнение (9) может быть записано следующим образом:

Таблица II отображает максимальную пропускную способность зоны, которая может быть достигнута, используя уравнение помех в наихудшем случае для расстояния от источника до пункта назначения в 40 метров и используя модель потерь на трассе, показанной на фиг. 5. Более высокие скорости PHY требуют очень высокого SINR в приемнике. Следовательно, пороговая величина обнаружения несущей может передавать вектор назначения сети из больших узлов, что приводит к меньшей производительности в зоне. Наоборот, более низкие скорости PHY приводят к большой пороговой величине обнаружения несущей, что приводит к более активным узлам и более высокому допустимому отклонению помех в предназначенном приемнике. Если ключевой критерий для дизайна сети MESH - это равноправие, тогда могут быть выбраны более низкие скорости PHY. Если качество службы является более важным, более высокие скорости PHY могут быть выбраны, что приводит к меньшему числу активных узлов. Может быть сделано предположение, что работа при скорости PHY в 12 Мбит/с приводит к оптимальной производительности, так как оно балансирует между более высоким числом активных узлов и работой каждого активного узла при более высокой скорости PHY.

Рассматривая снова примерную систему, для расстояния от источника до пункта назначения в 40 метров диапазон обнаружения несущей может быть установлен, чтобы покрывать расстояние в 348,4 метров для достижения скорости PHY в 84 Мбит/c. Диапазон обнаружения несущей может отсылаться, чтобы покрывать расстояние в 67 метров для достижения скорости PHY в 6 Мбит/c. Для достижения 84 Мбит/c самый ближайший источник помех может обнаружить сигнал при 93,15 дБм (предполагая, что мощность передачи в 23 дБм и расстояние от передатчика до приемника в 40 метров). Тем не менее, это может быть невозможно, если устройства не могут декодировать сигнал ниже 82 дБм. Типично устройства WLAN могут обнаруживать сигналы при 92 дБм в радиочастотном (RF) внешнем интерфейсе; тем не менее фиксированные потери реализации в 10 дБм дополнительно снижают мощность сигнала, доступную для декодера, который определяет, что было передано.

Ссылаясь теперь на фиг. 8, проиллюстрирован граф 800, отображающий эффекты мощности передачи по пропускной способности зон. Вычисления потерь на трассе, основанные на уравнении (2), независимы от мощности передачи узла. Тем не менее, если использована большая мощность передачи, зона обслуживания сигнала, направляющего узлы воздерживаться от передачи, была бы больше. Следовательно, число одновременных передач снизилось бы. Наоборот, если используется меньшая мощность передачи, зона обслуживания была бы меньше. Это позволит большему числу узлов одновременно осуществлять связь, таким образом увеличивая пространственное повторное использования, а также потенциальные помехи. При больших мощностях передачи очевидно, что сообщения RTS/CTS декодируются многими другими узлами по большой зоне, таким образом "передавая вне вектора назначения сети" большим количеством узлом и снижая пространственное повторное использование. Также большая мощность передачи предоставляет большие радиусы связи между парой источника и пункта назначения для поддержания конкретной скорости PHY. Наоборот, меньшая мощность передачи предоставляет меньшие радиусы связи между парой источника и пункта назначения для поддержания конкретной скорости PHY.

Для того чтобы лучше понять этот эффект, может быть проанализировано примерное моделирование сети. В простом моделировании узлы IEEE 802.11n/s MESH WLAN размещаются на краях шестиугольной соты с радиусом шестиугольника, установленным до 100 метров. Узлы могут разворачиваться из условия, что каждый узел имеет шесть соседей в географической зоне 4000x4000 квадратных метров. Также предполагается, что отправитель находится в (0, 0) и осуществляет связь с приемником, расположенным в (100, 0). Результаты по пропускной способности зоны и эффект мощности и плотность активных узлов показана на фиг. 8. Здесь мощности передачи для узлов изменяются между 10 и 30 дБм. Более высокая мощность передачи в каждом узле приводит к алгоритму RTS/CTS IEEE 802.11n, передавая вне вектора назначения сети в больших зонах.

Чтобы дополнительно понять эффект управления мощностью передачи, мощность передачи может моделироваться как функция превышения теплового уровня. Превышение теплового уровня (ROT) может задаваться следующим образом:

Может быть сделан вывод, что ROT является функцией нагрузки вокруг приемника, который способствует помехам. Предполагая, что предназначенные узлы источника и пункта назначения желают осуществлять связь при скорости PHY, i, и предполагая потери на трассе на основе простого расстояния, мощность передачи, требуемая для достижения определенной скорости PHY между источником и пунктом назначения, может быть вычислена, используя следующую примерную формулу:

В вышеуказанном уравнении является оптимальной мощности передачи в передатчике, чтобы достичь конкретной скорости PHY с помощью предназначенного приемника, и SINR(i) является минимально требуемым SINR, чтобы достичь скорости PHY, i. Из вышеуказанного уравнения очевидно, что если ROT больше, чем единица, тогда требуется большая мощность для противодействия помехам. Если ROT равен единице, тогда система работает с нулевыми помехами. Если ROT ближе к единице, тогда вышеуказанное уравнение может использоваться для снижения мощности передатчика, так как помехи, рассматриваемые в приемнике, являются минимальными.

Как указано в предшествующих параграфах, расстояние от передатчика/приемника играет важную роль в установке пороговой величины обнаружения несущей. Рассмотрим простой пример. Если пара источник пункт назначения, разделенная расстоянием в 40 метров, должна работать при 84 Мбит/с, тогда узлам вне диапазона D_min=348,4 помех должно быть разрешено передавать (предполагая упорядоченную структуру и помехи в наихудшем случае от шести других передатчиков как показано на фиг. 4). Как указано ранее, узлы типично не могут декодировать передачи ниже -82 дБм или -81,4 дБм для соответствующего декодирования идентификатора длительности в кадре RTS/CTS. Следовательно, мощность передачи может быть увеличена из условия, что интерферирующий узел, размещенный на 348,3 метрах, может принимать передаваемый сигнал при -81,4 дБм и воздерживаться от передачи для приемника, чтобы принимать сигнал с использованием скорости PHY 84 Мбит/с. Уравнение потерь на трассе может использоваться для определения мощности передачи. В этом примере CTS может быть передано при 34,77 дБм (или 3 Вт), которое выше ограничений, установленных для передач в 2,4 или 5 ГГц. Альтернативно это предполагает, что при использование мощности передачи 23 дБм никогда нельзя будет достичь 84 Мбит/с при текущих протоколах.

Оптимальная пороговая величина обнаружения несущей может быть вычислена на основе расстояния между узлами источника и пункта назначения и потерь на трассе. Отношение, y, может быть определено как отношение чувствительности приема в конкретной схеме модуляции (RS(i)) к чувствительности приема при 6 Мбит/с (RS(6)), которая также является пороговой величиной обнаружения несущей {CS _thresh=-84 дБм).

Определено, что:

Здесь P_T представляет собой мощность передачи, расстояние между источником и пунктом назначения представлено r и y обозначает потери на трассе. Трансформируя вышеуказанные уравнения, y может быть представлен следующим образом:

Здесь . Так как X меняется для различных скоростей PHY, X _i используется для ссылки на конкретную скорость R _i PHY. X_i является константой для конкретной скорости R_i PHY. Так как X_i является константой, y_i является также константой для конкретной скорости PHY. Здесь y_i относится к значению y для конкретной скорости R _i PHY. Предыдущее уравнение может быть модифицировано, чтобы привести к:

Здесь P_R является принятой мощностью в предназначенном приемнике из-за передачи кадра RTS узлом рассылки или источником. Предназначенный приемник может определять соответствующую скорость PHY, при которой отправитель желает осуществлять связь и использовать эту информацию, чтобы ответить с помощью передачи кадра CTS при мощности, заданной:

Вышеуказанное уравнение предполагает, что возможность обнаружения WLAN может быть в диапазоне выше -81.4 дБм. Индекс для члена обозначает, что различные скорости PHY имеют различное расстояние помех, и отсюда пороговая величина обнаружения несущей изменяется как функция расстояния между отправителем и приемником.

Фиг.9 отображает граф 900, который иллюстрирует пропускную способность как функцию пороговой величины обнаружения несущей. Для того чтобы дополнительно перечислить эффективность вышеупомянутой пороговой величины обнаружения несущей, может быть осуществлено простое моделирование для случайной структуры в Matlab. Во время моделирования источник находится в [100, 0] и пункт назначения находится в [0, 0]. Модель потерь на трассе на фиг. 5 выбрана для представления реалистичного моделирования. Очевидно из фиг. 9, что более высокие мощности передачи с меньшими пороговыми величинами обнаружения несущей приводят к более низкой пропускной способности зоны. Эффект основан на том факте, что более высокие мощности с меньшими пороговыми величинами обнаружения несущей передают вне вектора назначения сети большой географической зоны, что приводит к меньшему числу активных узлов в любой момент времени. Если используются меньшие мощности с той же самой пороговой величиной обнаружения несущей, пропускная способность зоны улучшается, так как большему числу узлов разрешено одновременно передавать. Небольшие мощности передачи и очень высокая пороговая величина обнаружения несущей приводит к самой высокой пропускной способности зоны. Если мощность передачи фиксирована, существует переход на более высокий уровень помимо определенной пороговой величины обнаружения несущей. Это так, потому что рабочая скорость для пороговой величины резко падает при условии заданного ограничения SINR. Это также предполагает, что выбор пороговой величины обнаружения несущей является сложным, но приводит к преимуществами для типичной случайной структуры узлов. Также очевидно, что увеличение пороговой величины обнаружения несущей приводит к выгодам уменьшения зоны обслуживания. Так как рассмотренная пара источник пункт назначения сохраняется при 100 метрах, любой диапазон обнаружения несущей, который достигает приемника, не рассматривается в вышеуказанном моделировании.

Фиг.10 иллюстрирует примерную методологию 1000 для установки пороговых величин обнаружения несущей для оптимизации осуществления связи в беспроводной сети согласно одному или более аспектам, представленным в данном документе. На 1002 может быть получена информация об узлах, относящаяся к соседним узлам. Информация об узлах может включать в себя адреса узлов, RSSI или любую другую информацию, относящуюся к узлам. В аспектах точки доступа могут широковещательно транслировать периодически информацию об узлах, например, в сигнальном кадре. Относительные расстояния между принимающей точкой доступа и узлами может быть вычислено на основе информации об узлах.

На 1004 мощность передачи может быть определена как функция получаемой информации об узлах. Мощность передачи может регулироваться для обеспечения того, что целевой узел доступа примет передачи. Кроме того, мощность передачи может быть определена для обеспечения того, что узлы в пределах расстояния помех уведомляются, чтобы воздерживаться от передачи. Узлы помимо расстояния помех могут передавать без своих передач, воздействуя на прием в узле пункта назначения. Длина сигнала для других узлов может быть выбрана, чтобы контролировать длину времени, когда узлы будут воздерживаться от передачи.

На 1006 пороговая величина обнаружения несущей может быть вычислена. Пороговая величина обнаружения несущей может быть определена из условия, что передачи ниже пороговой величины не влияют на прием и декодирования передачи от узла источника. На 1008 вычисленная мощность передачи и пороговая величина обнаружения несущей может использоваться для управления передачами данных для узла доступа. Динамическая регулировка пороговой величины и мощности передачи разрешает оптимальному числу точек доступа осуществлять связь одновременно.

Ссылаясь теперь на фиг.11, отображен аспект системы связи, проиллюстрированной на фиг. 1. Узловой компонент 102 может включать в себя компонент 1102 анализа, который анализирует сигналы (например, широковещание или сигнальные кадры), принятые от соседних точек доступа. В частности, компонент 1102 анализа может определять RSSI для принятого сигнала. Кроме того, компонент 1102 анализа может определять потери на трассе между передающим узлом и текущей точкой доступа. Компонент 1102 анализа может также оценить принятые сигналы для получения информации об узле, содержащейся в сигналах.

Компонент 1104 управления узлом может сохранять RSSI или другую сигнальную информацию, включая сюда информацию об узле, вычисления потерь на трассе, вычисления расстояния, вычисленную принятую мощность от каждого узла, а также общую мощность и любую другую относящуюся информацию. Компонент 1104 управления узлом может обновлять сохраняемую информацию, добавлять или удалять информацию, как только дополнительные сигналы приняты и проанализированы.

Компонент 1106 формирования сообщения узла может формировать сообщения, включающие в себя информацию об узле, которую необходимо передать в другие точки доступа. Информация об узле может быть включена в широковещательные сообщения и периодически передаваться. В частности, информация об узле может быть включена в сигнальный кадр.

Фиг.12 иллюстрирует аспект методологии 1200 для получения и управления информацией об узле. На 1202 принимается передача, включающая в себя информацию об узле. Передача может широковещательно транслироваться периодически или может передаваться по запросу. Информация об узле может включать в себя данные, относящиеся к набору узлов, близких к точке доступа, передающей информацию об узле. В частности, информация об узле может включать в себя адреса узлов, а также RSSI, указывающей на интенсивность сигналов, принятых в передающей точке доступа от узлов.

На 1204 принятая передача и информация об узле может быть проанализирована. В частности, RSSI от принятой передачи может быть определена. Кроме того, потери на трассе от передающего узла могут быть определены. Принятая передача может быть проанализирована и информация об узле может быть добавлена к набору информацию об узле, сохраняемого в точке доступа в 1206. Данные, ассоциированные с конкретным узлом, могут быть обновлены для каждой принятой передачи. Любые новые узлы могут добавляться к набору информации об узле. Кроме того, если не было принято никакой информации для конкретного узла в течение промежутка времени, может быть сделан вывод, что узел вышел за диапазон или иначе прекратил передачи. Информация об узле, ассоциированная с такими узлами, может быть удалена из набора сохраняемой информации об узле.

Фиг.13 иллюстрирует аспект методологии 1300 для формирования и передачи информации об узле. На 1302 один или более сигналов могут быть приняты. Для каждого принятого сигнала адрес узла и интенсивность сигнала могут быть записаны на 1304. Любая другая значимая информация, относящаяся к узлу, может быть также записана.

На 1306 средняя интенсивность сигнала может быть вычислена для каждого из узлов, от которых принята передача. Среднее может быть определено на основе всех сигналов, принятых от узла. Альтернативно среднее может быть вычислено для подмножества передач. Например, последние десять передач от узла могут быть усреднены. На 1308 может быть сформировано сообщение или передача, включающая в себя информацию об узле. Передача может широковещательно транслироваться периодически или может передаваться по запросу.

Обращаясь теперь к фиг.14, проиллюстрирован другой аспект осуществления связи системы на фиг. 1, которая использует динамические пороговые величины обнаружения несущей для облегчения беспроводной связи. Компонент 104 пороговой величины может включать в себя компонент 1402 мощности, который оценивает информацию об узле, сохраняемую компонентом 1104 управления узлом и определяет мощность и/или помехи, принятые от скрытых узлов. В частности, информация об узле может включать в себя RSSI между каждым из соседних узлов и передающим узлом. Эта информация об узле может использоваться для определения числа скрытых узлов из текущей точки доступа. Кроме того, расстояние и помехи от соседних узлов могут оцениваться как описано дополнительно подробно ниже.

Компонент 1402 мощности может использовать информацию об узле для оценки числа скрытых узлов для MAP, принимающей информацию об узле, упоминаемой как принимающая AP. RSSI от скрытого узла в принимающую AP может оцениваться, используя алгоритм, представленный в следующем псевдокоде:

Start ()
{
Receive node information;
Compute the number of hidden nodes;
For (each hidden node j)
{
Определить RSSI от скрытого узла j в передающую MAP;
Преобразовать RSSI в потери на трассе от скрытого узла в передающую MAP;
Преобразовать сигнал RSSI в расстояние от передающей MAP в принимающую MAP
Использовать формулу расстояния для оценки расстояния между скрытым узлом j и принимающей MAP
Преобразовать это расстояние в принятую мощность, предполагая фиксированную мощность передачи.
For (each transmit power level k)
{
Вычислить принятую мощность;
Сложить общую мощность в принимающей MAP, если все скрытые узлы, описанные передающей MAP, принимаются во внимание;
}
}

Этот процесс может повторяться для каждой соседней MAP, которая предоставляет информацию об узле для принимающей MAP. Общая кумулятивная принятая мощность эквивалентна общим помехам, наблюдаемым принимающей MAP от всех скрытых узлов. Помехи от передающих MAP не вычисляются, так как текущая пороговая величина обнаружения несущей заставит такие MAP избегать передачи, когда обмениваются RTS или CTS от этого соседа.

Кумулятивные помехи от скрытых узлов могут быть предоставлены и включены в запросы на передачу, когда бы точка доступа не передавала запрос на передачу или сигнал готовности к отправке, RTS или CTS. Если принимающая точка доступа выдает CTS, узел знает о желаемой физической скорости передачи для осуществления связи с соседней точкой доступа. Точка доступа может увеличивать мощность передачи из условия, что скрытые узлы, вероятно, воздерживаются от передачи, когда она принимает передачи от любой из соседних передающих MAP.

Компонент 104 пороговой величины может включать в себя компонент 1404 формирования пороговой величины, который определяет динамическую пороговую величину обнаружения несущей (CST) на основе, по меньшей мере, частично, анализа принятой информации об узле, полученной узловым компонентом 102. Вычисляемая пороговая величина обнаружения несущей может быть выбрана для увеличения числа точек доступа, которые могут осуществлять связь приблизительно в то же самое время, наряду с запретом избыточных уровней помех.

В системах IEEE 802.11a/g/n, если физический уровень для узла не смог обнаружить присутствия преамбулы и контрольного сигнала, узел может повысить свою пороговую величину обнаружения энергии в 20 Дб выше пороговой величины приема в -82дБм при 6 Мбит/с. В таких системах существует 6 Мбит/с (модуляция BPSK), которые ограничивают осуществление обнаружения. В таких сетях, если пара узлов (например, пара приемопередатчиков WLAN) должна осуществлять связь при очень высокой физической скорости передачи (например, схема более высокой модуляции и кодирования), относительно небольшие объемы помех могут вызвать ошибки и потенциальные потери или повреждение данных. Следовательно, другие узлы могут осуществлять связь, только если они находятся достаточно далеко от пары узлов, чтобы избежать помех. Потенциальный интерферирующий узел или потенциальный источник помех может быть относительно далеко от приемника из условия, что кадр может быть декодирован с низкой вероятностью ошибки.

Примерная формула, которая определяет пороговую величину обнаружения несущей как функцию рабочей скорости PHY и числа источников помех, задана:

В вышеуказанном уравнении d представляет собой расстояние между узлом источника и узлом пункта назначения, также упоминаемым как расстояние источника - пункта назначения, является коэффициентом потерь на трассе, N _INT представляет собой число скрытых узлов, которые могут интерферировать с предназначенным приемником, когда он принимает данные, и SINR(m) представляет собой минимально требуемое SINR (отношение сигнал - смесь помехи с шумом) для достижения скорости модуляции/кодирования (m).

Компонент 1404 формирования пороговой величины может динамически определять соответствующую пороговую величину обнаружения несущей (CST) как функцию мощности передачи, расстояния помех и потерь на трассе. CST может быть вычислена, всякий раз когда точка доступа формирует кадр RTS для назначения MAP. Узел пункта назначения может вычислить потенциальные помехи на основе соседних узлов и вычислить новую пороговую величину обнаружения несущей. Узел пункта назначения может отсылать CTS с новым уровнем мощности для передачи вне вектора назначения сети источников помех.

Фиг.15 иллюстрирует примерную методологию 1500 для определения соответствующей мощности передачи. На 1502 число скрытых узлов вычисляется на основе информации об узле, получаемой из одного или более соседних точек доступа. Информация RSSI для узла может быть получена на 1504. Например, компонент 1104 управления узлом может извлекать информацию RSSI для конкретного скрытого узла. На 1506 расстояние между скрытым узлом и точкой доступа, которое предусмотрено информацией об узле, может быть вычислено как функция RSSI.

Расстояние между скрытым узлом и принимающей точкой доступа может быть вычислено на 1508. Это расстояние может быть вычислено на основе расстояния между скрытым узлом и узлом, который предоставил информацию об узле и расстояния между предоставляющим узлом и точкой доступа, принимающей информацию об узле. Формула расстояния может использоваться для вычисления этого расстояния.

На 1510 может быть вычислена мощность, принятая в принимающей точке доступа на основе передач от этого скрытого узла. Эта мощность может быть сложена с мощностью от передач, принятых от других скрытых узлов для получения общей мощности, наблюдаемой принимающей точкой доступа на 1512. На 1514 может быть выполнено определение относительно того, существуют ли дополнительные скрытые узлы для обработки. Если да, то обработка возвращается на 1504, где получена информация RSSI для следующих скрытых узлов. Если нет, обработка может прерваться, вычислив общую мощность от скрытых узлов для конкретной принимающей точки доступа. Эта мощность может использоваться для вычисления помех, наблюдаемых принимающей точкой доступа, и определять соответствующие пороговые величины обнаружения несущей и/или мощность передачи.

Ссылаясь теперь на фиг.16, проиллюстрирован дополнительный аспект системы фиг. 1. Компонент 106 передачи данных может включать в себя компонент 1602 приема данных, который принимает запросы на осуществление связи и/или передачи данных, например, RTS. Принятое RTS может включать в себя пороговую величину обнаружения несущей, как определено отправляющей точкой доступа. Одним преимуществом включения информации о пороговой величине обнаружения несущей в сигнале RTS является то, что соседние узлы информируются о конструкции передатчика. Скрытые узлы, которые принимают запрос, могут определять, вызовут ли, вероятно, их передачи помехи в предназначенном приемнике, который может или может быть не скрыт от них. Динамическая пороговая величина обнаружения несущей может быть также включена в CTS.

Компонент 106 передачи данных может также включать в себя компонент 1604 передачи данных, который может передавать данные. В частности, компонент 1604 передачи данных отсылает сигнал RTS или CTS для облегчения осуществления связи с другими точками доступа. Компонент 1604 передачи данных может использовать пороговую величину, как определено компонентом 1504 формирования пороговой величины для обнаружения передачи от других узлов, и определять, воздержаться ли от передачи.

Компонент 1604 передачи данных может использовать мощность, как определено компонентом 1402 мощности для передачи RTS, CTS и любых других сигналов или сообщений. Кроме того, компонент 1604 передачи данных может сигнализировать соседним узлам, включая сюда скрытые узлы, передавая при конкретной мощности после сигнала CTS. Сигнал может направлять соседние узлы, чтобы воздерживаться от передачи во время конкретного промежутка. Мощность передачи ограничена стандартами и предписаниями федеральной комиссией по связи (FCC). Для того чтобы установить связь во время сохранения мощности передачи ниже максимальных уровней, заданных FCC, компонент 1604 передачи данных может передавать по подмножеству несущих.

После передачи кадра CTS в непрерывном спектре компонент 1604 передачи данных может передавать фиксированную мощность по выбранным подтонам. Мощность может быть функцией физической скорости связи между предназначенным передатчиком MAP и принимающей точкой доступа. Когда используется та же самая общая мощность по определенному подмножеству тонов OFDM (мультиплексирование с ортогональным делением частот), повышается PSD (спектральная плотность мощности). Это увеличение приводит к сигналу, который достигается дальше, чем могло бы, если бы вся мощность использовалась по всем тональным сигналам (исключая защитные тоны). В частности, существует 64 несущих в протоколе IEEE 802.11a/g/n и максимальная спектральная плотность мощности может быть получена во время передачи полной общей мощности по одной поднесущей. Это представляет собой максимальный диапазон, который может быть покрыт системой IEEE 802.11a/g/n. Формируемая PSD может быть передана для заранее определенного промежутка времени, достаточно продолжительного, чтобы позволить потенциальным источникам помех квантовать энергию формируемой PSD и воздерживаться от передачи во время продолжительности осуществления связи между передающей AP и принимающей AP. Например, формируемая PSD может быть переданы в течение, по меньшей, 4 микросекунд.

Продолжительность передачи формируемой PSD может использоваться для управления промежутком, в котором узлы воздерживаются от передачи. Формируемая PSD может передавать для одного набора заранее определенных промежутков времени (например, 4 микросекунд, 8 микросекунд и так далее). Типично 4 микросекунды являются минимальным временем, в течение которого алгоритм обнаружения работает во всех приемниках. В зависимости от продолжительности формируемой передачи PSD принимающие узлы воздерживаются от передачи в течение заранее определенного промежутка времени. Например, может быть задано четыре уровня передач PSD. Если передача равна 4 микросекундам по продолжительности, тогда потенциальные источники помех направляются, чтобы воздерживаться от передачи в течение определенного промежутка времени, t₁. Если форма сигнала PSD передается в течение 8 микросекунд, тогда потенциальный источник помех направляется, чтобы воздерживаться от передачи в течение заранее определенного промежутка, t₂, и так далее.

Фиг.17 отображает примерную методологию 1700 для инициирования связи с соседней точкой доступа. На 1702 пороговая величина обнаружения несущей может быть вычислена на основе помех от скрытых узлов, расстояние до принимающей точки доступа и/или желаемой скорости передачи. На 1704 носитель может мониторироваться, используя вычисленную пороговую величину, чтобы определить, может ли отсылаться передача. Если определяется готовность к передаче, запрос на передачу или RTS может отсылаться в целевую точку доступа 1706. RTS может включать в себя информацию о пороговой величине, предоставляя любым принимающим узлам информацию, относящуюся к передачам от точки доступа. RTS может также сигнализировать желаемую скорость PHY в целевую точку доступа.

На 1708 определение может быть выполнено относительно того, приняла ли точка доступа сигнал CTS, предоставляя разрешение на передачу. Если нет, процесс возвращается на 1704, где точка доступа мониторирует носитель, ожидающий следующей возможности запрашивать осуществление связи. Если да, точка доступа может начать передачу данных на 1710. Принятый сигнал CTS может включать в себя пороговую величину обнаружения несущей, как определено целевой точкой доступа.

Ссылаясь теперь на фиг.18, проиллюстрирована методология 1800 для ответа на запрос связи. На 1802 RTS или другой запрос на осуществление связи может быть принят. На 1804 пороговая величина обнаружения несущей может быть определена. Пороговая величина может быть вычислена как функция помех, принятая от скрытых узлов, определенная на основе принятой информации от узлов. Пороговая величина может быть также функцией запрашиваемой скорости PHY, которая может быть определена на основе RTS. Расстояние между точками доступа источника и пункта назначения может также влиять на вычисление соответствующего уровня пороговой величины.

На 1806 точка доступа пункта назначения может мониторировать носитель для определения, существует ли передача, которая может интерферировать со связью с точкой доступа источника. На 1808 определение может быть выполнено относительно того, готов ли носитель для передачи. Если нет, то процесс может прерваться до тех пор, пока другой RTS не принят. Если да, соответствующая мощность передачи для сигнала CTS может быть определена на 1810. Мощность передачи может быть основана на информации относительно скрытых узлов, расстояния между точками доступа источника и пункта назначения и любой другой значимой информации. На 1812 сигнал CTS может быть передан в точку доступа источника, предоставляя разрешение на передачу данных. CTS может также включать в себя вычисляемую пороговую величину обнаружения несущей, сообщая любым принимающим узлам.

В дополнение, на 1814 сигнал может передаваться для уведомления близлежащих узлов не передавать во время передачи данных от точки доступа источника. Мощность сигнала может быть функцией физической скорости связи между предназначенной точкой доступа источника и точкой доступа пункта назначения. Сигнал может быть сформированным сигналом PSD и продолжительность передачи сформированной PSD может использоваться для управления промежутком, в котором узлы воздерживаются от передачи. Формируемая PSD может быть передана для одного набора заранее определенных промежутков времени (например, 4 микросекунд, 8 микросекунд и так далее). Типично 4 микросекунды являются минимальным временем, в течение которого алгоритм обнаружения работает во всех приемниках. В зависимости от продолжительности формируемой передачи PSD принимающие узлы воздерживаются от передачи в течение заранее определенного промежутка времени.

Обращаясь теперь к фиг. 19, проиллюстрированы примерные кадры для передачи информации об узле и/или динамических пороговых величин обнаружения несущей. Модифицированный запрос на передачу кадра 1900 сигнала (RTS) может включать в себя дополнительный байт, который задает вычисляемую пороговую величину обнаружения несущей (CST). Этот кадр RTS может передаваться от точки доступа источника в точку доступа пункта назначения, с которой источник желает осуществлять связь. Точка доступа пункта назначения может предоставлять разрешение с помощью передачи модифицированного сигнала готовности к передаче (CTS). Модифицированный кадр 1902 CTS может также включать в себя вычисляемую пороговую величину обнаружения несущей (CST).

Информация об узле может предоставляться соседним точкам доступа с использованием широковещательного сообщения, например сигнальный сигнал протокола 802.11s. Модифицированное широковещательное сообщение или сигнальный кадр 1904 может включать в себя информационный элемент в теле кадра. Информационный элемент может включать в себя информацию об узле для соседних узлов точки доступа, передающей сигнальный кадр. В частности, информационный элемент может включать в себя адрес и RSSI для каждого соседнего узла.

Хотя в целях упрощения пояснения методики показаны и описаны как последовательность действий, необходимо понимать и принимать во внимание, что методики не ограничены порядком действий, поскольку некоторые действия могут в соответствии с одним или более аспектами, происходить в различном порядке и/или параллельно с другими действиями, что показано и описано в данном документе. Например, специалисты в данной области техники будут понимать и принимать во внимание, что методика в качестве альтернативы могла бы быть представлена как последовательность взаимосвязанных состояний или событий, таких как на диаграмме состояний. Более того, не все проиллюстрированные действия могут быть использованы, чтобы реализовать методику в соответствии с одним или более аспектами.

Будет принято во внимание, что выводы могут быть сделаны в отношении классификации терминала и т.д. В качестве используемого в материалах настоящей заявки термин "делать вывод" или "вывод" в целом указывает ссылкой на процесс логического рассуждения об или выведении состояний системы, среды, и/или пользователя из набора наблюдений, которые зафиксированы посредством событий и/или данных. Вывод может быть использован, чтобы идентифицировать отдельный контекст или действие, или, например, может формировать распределение вероятностей по состояниям. Вывод может быть вероятностным, то есть, вычислением распределения вероятностей по интересующим состояниям на основании анализа данных и событий. Вывод также может указывать ссылкой на методики, используемые для компоновки высокоуровневых событий из набора событий и/или данных. Такой вывод имеет результатом создание новых событий или действий из набора наблюдаемых событий и/или сохраненных событийных данных, в любом случае, являются ли или нет события взаимосвязанными в непосредственной временной близости и являются ли события и данные происходящими от одного или нескольких источников событий и данных.

Фиг.20 является иллюстрацией системы 2000, которая облегчает использование динамических пороговых величин обнаружения несущей в среде связи согласно различным аспектам. Система 2000 содержит точку 2002 доступа с приемником 2010, который принимает сигнал(ы) от одного или более терминалов 2004 с помощью одной или более приемных антенн 2006, и передает в один или более терминалов 2004 с помощью одной или более передающих антенн 2008. В одном или более аспектах приемные антенны 2006 и передающие антенны 2008 могут быть реализованы, используя единственный набор антенн. Приемник 2010 может принимать информацию от приемных антенн 2006 и оперативно ассоциирован с демодулятором 2012, который демодулирует принятую информацию. Приемник 2010 может быть приемником на основе MMSE или любым другим соответствующим приемником для выделения терминалов, назначенных для него, как будет принято во внимание специалистом в данной области техники. Согласно различным аспектам могут использоваться многочисленные приемники (например, один на каждую приемную антенну) и такие приемники могут осуществлять связь друг с другом для предоставления улучшенных оценок пользовательских данных.

Точка 2002 доступа дополнительно содержит компонент 2022 связи, который может быть процессором, отличным от или целым с приемником 2010. Компонент 2022 связи может анализировать и оценивать информацию об узле и вычислять мощность передачи и динамическую пороговую величину обнаружения несущей для оптимизации сетевой пропускной способности.

Демодулированные символы анализируются процессором 2014. Процессор 2014 соединен с памятью 2016, которая хранит информацию, относящуюся к выравниванию, например функция выравнивателя, матрицы выравнивателя и любые другие данные, относящиеся к выравниванию. Следует принять во внимание, что компоненты информационного хранилища (например, память), описанные в данном документе, могут быть либо энергозависимой памятью либо энергонезависимой памятью, или могут включать в себя как энергозависимую, так и энергонезависимую память. В качестве иллюстрации, а не ограничения, энергонезависимая память может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, ROM), программируемое ПЗУ (ППЗУ, PROM), электрически программируемое ПЗУ (ЭСПЗУ, EPROM), электрически стираемое и программируемое ПЗУ (ЭСППЗУ, EEPROM), или флэш-память. Энергозависимая память может включать в себя оперативное запоминающее устройство (RAM), которое выступает в качестве внешнего кэша. В качестве иллюстрации, а не ограничения, ОЗУ имеется в распоряжении во многих видах, таких как синхронное ОЗУ (SRAM), динамическое ОЗУ (DRAM), синхронное DRAM (SDRAM), SDRAM с удвоенной скоростью обмена (DDR SDRAM), усовершенствованное SDRAM (ESDRAM), DRAM с синхронным каналом обмена (SLDRAM), и ОЗУ с шиной прямого резидентного доступа (DRRAM). Память 2010 предметных систем и способов предназначена, чтобы содержать без ограничения эти и любые другие подходящие типы памяти. Выход приемника для каждой антенны может быть совместно обработан приемником 2010 и/или процессором 2014. Модулятор 2018 может мультиплексировать сигнал для передачи с помощью передатчика 2020 через передающие антенны 2008 в терминалы 2004.

Обращаясь к фиг. 21, проиллюстрирован один вариант осуществления передатчика и приемника в системе 2100 беспроводной связи с множественным доступом. В передающей системе 2110 данные трафика для множества потоков данных предоставлены из источника 2112 данных для передающего (TX) процессора 2114 данных. В варианте осуществления каждый поток данных передается по соответствующей передающей антенне. Процессор 2114 данных TX форматирует, кодирует и перемежает данные трафика для каждого потока данных на основе конкретной схемы кодирования, выбранной для этого потока данных, чтобы предоставить кодированные данные. В некоторых вариантах осуществления процессор 2114 данных TX использует веса предварительного кодирования для символов потоков данных на основе пользователя и антенны, от которой передаются символы. В некоторых вариантах осуществления веса предварительного кодирования могут быть сформированы на основе индекса в шифровальной книге, сформированной в приемопередатчике 2154 и предоставленной как обратная связь для приемопередатчика 2122, который знает о шифровальной книге и ее индексах. Дополнительно в этих случаях планируемых передач процессор 2114 данных TX может выбирать формат пакетов на основе ранговой информации, которая передается от пользователя.

Кодированные данные для каждого потока данных могут мультиплексироваться с помощью данных контрольного сигнала, используя методики OFDM. Данные контрольного сигнала являются типично известным шаблоном данных, который обрабатывается известным образом и может использоваться в системе приемника для оценки характеристики канала. Мультиплексируемые данные контрольного канала и кодированные данные для каждого потока данных затем модулируются (например, преобразовываются символы) на основе конкретной схемы модуляции (например, BPSK, QSPK, M-PSK или M-QAM), выбранной для этого потока данных для предоставления символов модуляции. Скорость передачи данных, кодирование и модуляции для каждого потока данных может быть определена командами, выполняемыми процессором 2130.

Символы модуляции для всех потоков данных затем предоставляются процессору 2120 TX MIMO, который может дополнительно обрабатывать символы модуляции (например, для OFDM). Процессор 2120 TX MIMO затем предоставляет потоки символов модуляции N_T для приемопередатчиков (TMTR) N_T с 2122a по 2122t. В определенных вариантах осуществления процессор 2120 TX MIMO использует веса предварительного кодирования для символов потоков данных на основе пользователя, для которого передаются символы и антенны, от которой передается символ из этой информации характеристики канала пользователя.

Каждый приемопередатчик 2122 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов для предоставления одного или более аналоговых сигналов и дополнительно приводит в определенное состояние (например, усиливает, фильтрует и преобразовывает с повышением частоты) аналоговые сигналы для предоставления модулированного сигнала, подходящего для передачи по каналу MIMO. N_T модулированных сигналов от приемопередатчиков с 2122 а по 2122t затем передаются от N_T антенн с 2124а по соответственно 2124t.

В системе 2150 приемника переданные модулированные сигналы принимаются с помощью N_R антенн в 2152а по 2152r и принятый сигнал от каждой антенны 2152 предоставляется в соответствующий приемопередатчик 2154 (RCVR). Каждый приемопередатчик 254 приводит в определенное состояние (например, фильтрует, усиливает и преобразовывает с понижением частоты) соответствующий принятый сигнал, преобразовывает в цифровую форму приведенный в определенное состояние сигнал, чтобы предоставить выборки, и дополнительно обрабатывает выборки, чтобы предоставить соответствующий "принятый" поток символов.

Процессор 2160 данных RX затем принимает и обрабатывает N_r принятых потоков символов от N_R приемопередатчиков 2154 на основе конкретной методики обработки приемника для предоставления N_T "обнаруженных" потоков символов. Обработка процессором 2160 данных RX описана дополнительно подробно ниже. Каждый обнаруженный поток символов включает в себя символы, которые являются оценками символов модуляции, передаваемых для соответствующего потока данных. Процессор 2160 данных RX затем демодулирует, обратно перемежает и декодирует каждый обнаруженный поток символов для восстановления данных трафика для потока данных. Обработка процессором 2160 данных RX является дополнительной к той, которая осуществляется процессором 2120 TX MIMO и процессором 2114 данных TX в системе 2110 передатчика.

Оценки характеристики канала, сформированные процессором 2160 RX, могут использоваться для осуществления пространственной, пространственной/временной обработки в приемнике, регулировки уровней мощности, изменения скоростей модуляции или схем, или других действий. Процессор 2160 RX может дополнительно оценивать отношения сигнал - смесь помехи с шумом (SINR) обнаруженных потоков символов и, возможно, других характеристик канала, и предоставляет эти величины процессору 2170. Процессор 2160 данных RX или процессор 2170 может дополнительно извлекать оценку "рабочего" SINR для системы. Процессор 2170 затем предоставляет оцениваемый (CSI), который может содержать различные типы информации, относящейся к линии связи и/или принятому потоку данных. Например, CSI может содержать только рабочее SINR. CSI затем обрабатывается с помощью процессора 2178 данных TX, который также принимает данные трафика для множества потоков данных из источника 2176 данных, модулированных модулятором 2180, обусловленные приемопередатчиками с 2154а по 2154r и передаваемые обратно в систему 2110 передатчика.

В системе 2110 передатчика модулированные сигналы от системы 2150 приемника принимаются антеннами 2124, приведенные в определенное состояние приемниками 2122, демодулированные демодулятором 2140 и обработанные процессором 2142 данных RX для восстановления CSI, сообщаемого системой приемника. Сообщаемая квантованная информация (например, CQI) затем предоставляется процессору 2130 и используется (1) для определения скоростей передачи данных и схем кодирования и модуляции, которые необходимо использовать для потоков данных и (2) для формирования различных воздействий для процессора 2114 данных TX и процессора 2120 TX MIMO.

Методики, описанные в этом документе, могут реализовываться различными средствами. Например, эти методики могут реализовываться в аппаратном обеспечении, программном обеспечении либо их сочетании. Для варианта осуществления аппаратного обеспечения обрабатывающие блоки для этих методик могут быть реализованы в одном или более интегральных схемах прикладной ориентации (ASIC), цифровых сигнальных процессорах (DSP), цифровых сигнальных обрабатывающих устройствах (DSPD), программируемых логических устройствах (PLD), программируемых пользователем вентильных матрицах (FPGA), процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, других электронных блоках, спроектированных выполнять функции, описанные в данном документе или их сочетание.

Ссылаясь теперь на фиг. 22, проиллюстрирован аспект системы 2200, который облегчает оптимизацию пропускной способности беспроводной сети. Система 2200 включает в себя модуль 2202, который получает данные узла, относящиеся к соседним узлам. В частности, точки доступа могут передавать периодические широковещательные трансляции, которые перечисляют близлежащие узлы и включают в себя данные узлов. Такие данные узлов могут включать в себя индикаторы относительной интенсивности сигнала (RSSI). Кроме того, данные этого узла могут быть включены в сигнальные кадры, используемые для управления синхронизацией с клиентами точки доступа. Сигнальные кадры могут передаваться в соседние точки доступа, а также клиентам.

Система 2200 может также включать в себя модуль 2204, который определяет соответствующую пороговую величину обнаружения несущей на основе, по меньшей мере, частично, полученных данных узла. Данные узла могут использоваться для оценки числа скрытых узлов и помех от узлов, испытываемых точкой доступа. Пороговая величина обнаружения несущей может быть выбрана на основе этих помех, расстояния между точками доступа источника/пункта назначения, скорости PHY и другой значимой информации. Выбор соответствующей пороговой величины обнаружения несущей обеспечивает увеличенное параллельное осуществление связи в беспроводной сети, увеличивая пропускную способность сети.

Для программной реализации методики, описанные в данном документе, могут быть реализованы с помощью модулей (например, процедуры, функции и так далее), которые выполняют функции, описанные в данном документе. Коды программного обеспечения могут храниться в блоках памяти и выполняться процессорами. Блок памяти может быть реализован в процессоре или быть внешним к процессору, в этом случае он может быть коммуникативно соединен с процессором через различные средства, как известно в данной области техники.

То, что было описано выше, включает в себя примеры одного или более аспектов. Естественно, невозможно описать каждую возможную комбинацию компонентов или принципов для целей описания вышеупомянутых аспектов, но специалист в данной области техники может учитывать, что многие дополнительные комбинации и преобразования различных аспектов возможны. Соответственно подразумевается, что описанные аспекты охватывают все подобные изменения, модификации и вариации, которые попадают в пределы духа и объема прилагаемой формулы изобретения. Более того, в той степени, в которой термин "включает в себя", используется либо в подробном описании или формуле изобретения, подразумевается, что подобный термин является охватывающим, способом, аналогичным термину "содержащий", как "содержащий" интерпретируется, когда используется как переходное слово в формуле изобретения.