CN105430756B - 一种调整接收灵敏度的方法及接入点 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种调整接收灵敏度的方法，接入点(AP)的射频前端对接收到的站点(STA)的射频信号进行滤波、放大后，通过衰减器进行信号强度的衰减；AP确定所述射频信号的信噪比大于设置的阈值，将所述信噪比与所述阈值之间的差值作为接收灵敏度变化量，根据存储的衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表，查找到对应的衰减值变化量，按照衰减值的变化量调整所述衰减器的衰减值；本发明同时还公开了一种AP。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术，尤其涉及一种调整接收灵敏度的方法及接入点(AP)。
背景技术
IEEE 802.11协议在媒体接入控制(MAC，Media Access Control)层一般采用的是基本的载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CA，Carrier Sense Multiple Access/Collision Derect)机制，如图1所示，五个AP：A、B、C、D、E侦听信道，如果信道空闲时间大于分布式帧间间隙(DIFS，Distributed Inter-frame Spacing)，则可以选择退避窗口等待发送数据帧；否则，延迟接入，直到检测到信道的空闲时间大于DIFS，然后选择一个随机退避时间进入退避过程。
对于信道空闲与否的判断是通过物理层的直接载波监听，利用收到的相对信号强度是否超过一门限值就可以判断是否有其他设备在信道上发送数据，所述门限值被称为清洁信道评估(CCA，Clear Channel Assessment)灵敏度。该机制有效的避免了信道繁忙时数据包的冲突。
在IEEE 802.11n协议中规定CCA灵敏度等于最低调制方式的接收灵敏度。IEEE802.11n最低调制方式为MCS0 6.5Mbps。IEEE 802.11n协议中定义的6Mps接收灵敏度为-82dBm。而现网中实际的AP接收灵敏度可能达到-90dBm。也就是按照CSMA/CA机制，无论有用信号强度如何，只要检测到在同频存在一个-90dBm的WLAN干扰信号就需要进行相应的退避。现网环境中存在大量的AP，远端微弱的干扰信号(-90dBm)就会引发退避，从而大大降低了信道利用率。
发明内容
为解决现有存在的技术问题，本发明主要提供一种调整接收灵敏度的方法 及AP。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种调整接收灵敏度的方法，该方法包括：
AP的射频前端对接收到的站点(STA)的射频信号进行滤波、放大后，通过衰减器进行信号强度的衰减；
AP确定所述射频信号的信噪比大于设置的阈值，将所述信噪比与所述阈值之间的差值作为接收灵敏度变化量，根据存储的衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表，查找到对应的衰减值变化量，按照衰减值的变化量调整所述衰减器的衰减值。
上述方案中，该方法还包括：在设置的接收灵敏度的调整时间点到时，所述AP检测所述射频信号的信噪比。
上述方案中，所述调整时间点为周期形式或指定具体时间形式。
本发明还提供一种AP，该设备包括：在低噪声放大器(LNA)之后连接衰减器的射频前端、控制器；其中，
射频前端，用于接收STA的射频信号，将所述射频信号经过滤波、放大后，利用衰减器对信号强度进行衰减；
控制器，用于存储衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表，确定所述射频信号的信噪比大于设置的阈值，将所述信噪比与所述阈值之间的差值作为接收灵敏度变化量，根据衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表，查找到对应的衰减值变化量，按照衰减值的变化量调整所述衰减器的衰减值。
上述方案中，所述射频前端包括：射频带通滤波器(RF BPF)、LNA、衰减器；其中，
RF BPF，用于对STA的射频信号进行滤波，将滤波后的射频信号发送给LNA；
LNA，用于对滤波后的射频信号进行放大，将放大后的射频信号发送给衰减器；
衰减器，用于对放大后的射频信号的信号强度进行衰减。
上述方案中，所述控制器包括：存储器、触发器、信号处理器；其中，
存储器，用于存储衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表；
信号处理器，用于确定所述射频信号的信噪比大于设置的阈值，将所述信噪比与所述阈值之间的差值作为接收灵敏度变化量，根据衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表，查找到对应的衰减值变化量，按照衰减值的变化量调整所述衰减器的衰减值。
上述方案中，所述控制器还包括：触发器，用于设置接收灵敏度的调整时间点，在所述调整时间点到时，触发信号处理器。
本发明提供了一种调整接收灵敏度的方法及AP，AP的射频前端对STA的射频信号进行滤波、放大后，通过衰减器进行信号强度的衰减；AP确定所述射频信号的信噪比大于设置的阈值，将所述信噪比与所述阈值之间的差值作为接收灵敏度变化量，根据存储的衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表，查找到对应的衰减值变化量，按照衰减值的变化量调整所述衰减器的衰减值；如此，通过在射频前端中增加衰减器，能够改变射频前端的噪声系数，进而改变AP的接收灵敏度，另外，可以自动调节衰减器的衰减值，这样能够自动调整射频前端的噪声系数，进而自动调整AP的接收灵敏度。本发明的AP能够适应复杂的信道环境，大大提高了信道利用率。
附图说明
图1为CSMA/CA机制的示意图；
图2为一种WLAN接收机的射频前端的结构示意图；
图3为本发明实施例实现调整接收灵敏度的方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的射频前端的结构示意图；
图5为一种同频干扰场景示意图；
图6为采用本发明方法后同频干扰场景示意图；
图7为本发明实施例提供的AP的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的AP1调整接收灵敏度的方法的流程示意图。
具体实施方式
目前WLAN接收机的射频前端如图2所示，射频信号经过天线进入接收通路，然后经过射频带通滤波器(RF BPF)滤波，再经过低噪声放大器(LNA)进行放大，放大后的信号再进行下变频处理。
本发明实施例中，射频前端中在LNA之后连接衰减器，AP的射频前端对STA的射频信号进行滤波、放大后，通过衰减器进行信号强度的衰减；AP确定所述射频信号的信噪比大于设置的阈值，将所述信噪比与所述阈值之间的差值作为接收灵敏度变化量，根据存储的衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表，查找到对应的衰减值变化量，按照衰减值的变化量调整所述衰减器的衰减值。
下面通过附图及具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明实施例实现一种调整接收灵敏度的方法，如图3所示，该方法包括以下几个步骤：
步骤301：AP的射频前端对接收到的STA的射频信号进行滤波、放大后，通过衰减器进行信号强度的衰减；
如图4所示，可以在AP的射频前端中LNA之后连接可编程衰减器。
步骤302：AP确定所述射频信号的信噪比大于设置的阈值，将所述信噪比与所述阈值之间的差值作为接收灵敏度变化量，根据存储的衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表，查找到对应的衰减值变化量，按照衰减值的变化量调整所述衰减器的衰减值；
这里，所述衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表可以通过多次校准测试获得，预先存储在AP中，所述阈值预先按照接收灵敏度需要调整时对应的信噪比进行设置。
本步骤还包括：预先设置接收灵敏度的调整时间点，所述调整时间点可以是周期形式的，也可以是指定具体时间形式的，在所述调整时间点到时，AP检测STA的射频信号的信噪比，判断所述信噪比是否大于预先设置的阈值，如 果大于，则确定所述信噪比与所述阈值之间的差值，将所述差值作为接收灵敏度变化量，根据衰减器的衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表，查找到对应的衰减器的衰减值变化量，如果不大于，则结束流程。
上述方法中，射频前端可以实现接收灵敏度的可编程化，并且通过校准可以实现AP接收灵敏度的自动调整。
接收灵敏度调整的原理如下：
接收灵敏度计算公式：
Pin,min(dBm)＝-174(dBm/Hz)+NF(dB)+10logB+(SNR)o,min(dB)
其中：NF为射频前端的噪声系数；
B为信道带宽；
(SNR)o,min为接收机能够解调的最小信噪比；
B和(SNR)o,min为固定值，通过调整NF可以实现接收灵敏度的动态调整，在加入衰减器后的射频前端的噪声系数NFsys计算公式：
其中NF1为第一级噪声系数，图4中即为RF BPF的噪声系数；
NF2为第二级噪声系数，图4中即为LNA的噪声系数；
G1为第一级增益，图4中即为RF BPF的增益；
NF3为第三级噪声系数，图4中即为可编程衰减器的噪声系数；
G2为第二级增益，图4中即为LNA的增益；
对于可编程衰减器，可编程衰减器的噪声系数等于其衰减值，由于其他参数都是固定值，因此改变可编程衰减器的衰减值就可以改变射频前端的噪声系数，进而改变AP的接收灵敏度。
可编程衰减器的衰减值越大接收灵敏度降低越多，从而可以灵活控制同信道载波侦听的范围，在有用信号的信噪比足够好的情况下，AP可以对其他同信道的干扰设备“视而不见”，进而实现信道的有效利用。图5为一种常见的同频 干扰场景，由于AP1的侦听范围R2大于其覆盖范围R1，从而导致只要在其侦听范围存在同频干扰AP，信道都无法利用。图6为采用本发明方法后的情况，采用本发明方法后，AP1的侦听范围R2与其覆盖范围R1几乎重合，由于侦听范围的缩小，AP1就不会对侦听范围以外的同信道干扰AP进行退避。
为了实现上述方法，本发明还提供一种AP，如图7所示，该设备包括：在LNA 712之后连接衰减器713的射频前端71、控制器72；其中，
射频前端71，用于接收STA的射频信号，将所述射频信号经过滤波、放大后，利用衰减器713对信号强度进行衰减；
控制器72，用于存储衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表，确定所述射频信号的信噪比大于设置的阈值，将所述信噪比与所述阈值之间的差值作为接收灵敏度变化量，根据衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表，查找到对应的衰减值变化量，按照衰减值的变化量调整所述衰减器713的衰减值；
所述射频前端71具体包括：RF BPF 711、LNA 712、衰减器713；其中，所述LNA 712之后连接衰减器713，
RF BPF 711，用于对STA的射频信号进行滤波，将滤波后的射频信号发送给LNA712；
LNA 712，用于对滤波后的射频信号进行放大，将放大后的射频信号发送给衰减器713；
衰减器713，用于对放大后的射频信号的信号强度进行衰减；
所述控制器72具体包括：存储器721、信号处理器723；其中，
存储器721，用于存储衰减器713的衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表；
信号处理器723，用于检测所述射频信号的信噪比，判断所述信噪比是否大于预先设置的阈值，如果大于，则确定所述信噪比与所述阈值之间的差值，将所述差值作为接收灵敏度变化量，根据衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表，查找到对应的衰减值变化量，按照衰减值的变化量调整所述衰减 器713的衰减值；如果不大于，则停止处理。
所述控制器72具体还包括：触发器722，用于设置接收灵敏度的调整时间点，在所述调整时间点到时，触发信号处理器723。
下面通过具体场景对本发明实施例的方法进行举例说明。
本实施例中，WLAN无线通信中信噪比在35dB左右情况下，信号质量较高，信噪比的阈值设置为35dB，AP1接收STA1的射频信号，AP1调整接收灵敏度的方法如图8所示，包括：
步骤801：AP1的射频前端对接收到的STA1的射频信号进行滤波、放大后，通过衰减器进行信号强度的衰减；
步骤802：AP1检测STA1的射频信号的信噪比；
具体的，AP1检测STA1信号的信号强度，并计算环境噪声，对所述信号强度和环境噪声分别进行“lg”运算，用“lg”运算后的信号强度减去lg”运算后的环境噪声后，得到STA1的射频信号的信噪比，所述环境噪声根据环境温度、带宽计算得到。
步骤803：AP1判断所述信噪比是否大于阈值，如果大于，则执行步骤804，如果不大于，则执行步骤807；
步骤804：AP1确定所述信噪比与所述阈值之间的差值；
步骤805：AP1将所述差值作为接收灵敏度变化量，根据衰减器的衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表，查找到对应的衰减器的衰减值变化量；
步骤806：AP1按照衰减值的变化量调整所述衰减器的衰减值，并经过周期T后执行步骤802；
步骤807：结束流程。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种调整接收灵敏度的方法，其特征在于，该方法包括：
接入点AP的射频前端对接收到的站点STA的射频信号进行滤波、放大后，通过衰减器进行信号强度的衰减；
AP确定所述射频信号的信噪比大于设置的阈值，将所述信噪比与所述阈值之间的差值作为接收灵敏度变化量，根据存储的衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表，查找到对应的衰减值变化量，按照衰减值的变化量调整所述衰减器的衰减值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：在设置的接收灵敏度的调整时间点到时，所述AP检测所述射频信号的信噪比。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调整时间点为周期形式或指定具体时间形式。
4.一种AP，其特征在于，该AP包括：在低噪声放大器LNA之后连接衰减器的射频前端、控制器；其中，
射频前端，用于接收STA的射频信号，将所述射频信号经过滤波、放大后，利用衰减器对信号强度进行衰减；
控制器，用于存储衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表，确定所述射频信号的信噪比大于设置的阈值，将所述信噪比与所述阈值之间的差值作为接收灵敏度变化量，根据衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表，查找到对应的衰减值变化量，按照衰减值的变化量调整所述衰减器的衰减值。
5.根据权利要求4所述的AP，其特征在于，所述射频前端包括：射频带通滤波器RF BPF、LNA、衰减器；其中，
RF BPF，用于对STA的射频信号进行滤波，将滤波后的所述射频信号发送给LNA；
LNA，用于对滤波后的射频信号进行放大，将放大后的射频信号发送给衰减器；
衰减器，用于对放大后的射频信号的信号强度进行衰减。
6.根据权利要求4所述的AP，其特征在于，所述控制器包括：存储器、触发器、信号处理器；其中，
存储器，用于存储衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表；
信号处理器，用于确定所述射频信号的信噪比大于设置的阈值，将所述信噪比与所述阈值之间的差值作为接收灵敏度变化量，根据衰减值变化量与接收灵敏度变化量的对应关系表，查找到对应的衰减值变化量，按照衰减值的变化量调整所述衰减器的衰减值。
7.根据权利要求6所述的AP，其特征在于，所述控制器还包括：触发器，用于设置接收灵敏度的调整时间点，在所述调整时间点到时，触发信号处理器。
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