CN117044119A - 多接入点协调中的天线波束切换 - Google Patents

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约翰·马修·斯沃特兹
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Abstract

可以提供无线网络通路配置的最优确定。计算设备可以在至少第一接入点(AP)和第二AP之间建立多AP协调。第一AP可以确定调度了上行链路操作。当调度了上行链路时，第一AP可将其天线切换到窄波束宽度。然后，第一AP可接收来自窄波束宽度的覆盖区域中的至少一个客户端的上行链路传输。在上行链路传输之后，第一AP随后可将天线切换到较大的波束宽度，用于下一次多AP协调操作。

Description

多接入点协调中的天线波束切换
本申请于2022年1月4日作为PCT国际专利申请被提交，并且要求获得2021年1月8日提交的美国非临时专利申请序列号17/145,226的权益和优先权，该美国申请的全部公开内容被通过引用完全并入。
技术领域
本公开概括而言涉及无线网络。
背景技术
在计算机联网中，无线接入点(Access Point，AP)是一种联网硬件设备，它允许Wi-Fi兼容的客户端设备连接到有线网络和其他客户端设备。AP通常作为独立设备连接到路由器(直接或经由有线网络间接连接)，但AP也可以是路由器本身的一个组成部分。若干个节点也可以通过直接的有线连接，或者无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)中的无线连接，来协调地工作。在一些WLAN实现方式中，AP可以在一种称为多AP协调的方案中协同工作。两个或更多个AP可以协调一些操作。然而，进行联合上行链路传输有时可能至少造成AP处的干扰。
附图说明
包含在本公开中并且构成本公开的一部分的附图图示了本公开的各种示例。在附图中：
图1是根据本公开的各方面的无线网络环境的框图；
图2是根据本公开的各方面的无线网络环境中的信令的信令图或路标图；
图3A是根据本公开的各方面的无线设备天线阵列系统的框图；
图3B是根据本公开的各方面的无线设备天线阵列系统的另一框图；
图3C是根据本公开的各方面的AP或其他网络节点设备的框图；
图4是根据本公开的各方面用于确定用于向AP传输数据的波束宽度的方法的流程图；
图5是根据本公开的各方面用于确定用于向AP传输数据的波束宽度的方法的另一流程图；
图6A是根据本公开的各方面的计算设备的框图；并且
图6B是根据本公开的各方面的AP或其他联网设备的框图。
具体实施方式
概述
可以提供无线网络通路配置的最优确定。计算设备可以在至少第一接入点(AP)和第二AP之间建立多AP协调。第一AP可以确定调度了上行链路操作。当调度了上行链路时，第一AP可将其天线切换到窄波束宽度。然后，第一AP可接收来自窄波束宽度的覆盖区域中的至少一个客户端的上行链路传输。在上行链路传输之后，第一AP随后可将天线切换到较大的波束宽度，用于下一多AP协调操作。
前面的概述和接下来的描述都只是举例和说明，而不应当被认为限制所描述和要求保护的本公开的范围。此外，除了描述的那些以外，还可以提供其他特征和/或变化。例如，本公开的示例可以针对示例中描述的各种特征组合和子组合。
示例
接下来的详细描述参考了附图。只要有可能，在附图和接下来的描述中使用相同的标号来指代相同或相似的元素。虽然可描述本公开的(一个或多个)示例，但修改、改编和其他实现方式是可能的。例如，可以对附图中图示的元素进行替换、添加或修改，并且可以通过对所公开的方法进行替换、重排序或添加阶段来修改本文描述的方法。因此，接下来的详细描述并不限制本公开。相反，本公开的恰当范围由所附权利要求限定。
WiFi标准，例如，802.11ax/be，可支持正交频分多址接入(OrthogonalFrequency-Division Multiple Access，OFDMA)下行链路、基于触发的OFDMA上行链路以及空间重用，以允许一些共信道干扰。然而，在这些上行链路/下行链路事件期间减小共信道干扰以提高AP性能，可能是有用的。新的WiFi标准可允许两个或更多个AP形成一个多AP系统，该系统可具有分布式或集中式协调。当多个邻近的AP在同一信道中为客户端提供服务时，对(一个或多个)标准的改变可允许全向天线在合作场景中发挥更好的性能。这种合作可帮助支持诸如漫游之类的特征。合作还可包括对另一个AP的小区中的设备进行部分置空(nulling)。这种置空可能要求向该(一个或多个)设备发出探测，这可能会导致更多开销，并且可能不是在每个AP处都可用的。
基于触发的多用户上行链路并不是为多AP协调而设计的，并且在至少一些协调场景中，基于触发的多用户上行链路可能无法正常工作。每个AP可能更优选在物理上邻近AP之处调度客户端，以便能够更好地控制传输时间和传输功率对齐。在这种上行链路情况下，为了在多个AP处同时传输触发帧，可能要求进行空转向(null steering)，以尽量减小多个AP的已调度客户端之间的下行链路干扰。遗憾的是，空转向可能要求探测来识别非期望的客户端的信道，以便向这些非期望的客户端发送空信号。
上行链路(Uplink，UL)多用户(Multi-User，MU)(UL MU)可使用OFDMA和MU多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)(MU-MIMO)两者来促进UL MU。在同步网络中，OFDMA和MU-MIMO都能经由在客户端之间共享频分和空分信道，来帮助提供无干扰的并发传输。这种UL MU方法已在802.11ax中引入，并且包括发送(一个或多个)下行链路触发帧，以对齐来自客户端站点的上行链路并发传输。高效率的基于触发(High EfficiencyTrigger-Based，HE-TB)的UL的一个可能要求可能是Wi-Fi站点(station，STA)和AP之间的传输在定时、频率和功率方面的同步。对于定时，802.11ax要求，STA必须在彼此的400ns内进行传输。
首先，在下行链路(Downlink，DL)方向上，AP可以向STA传输提供同步的触发帧。这个触发帧还可包含关于指派给每个STA的OFDMA子载波资源单元(Resource Unit，RU)的信息。对于上行链路，参与的STA需要在触发帧结束后的16μs+-400ns的指定时间间隔短帧间距(Short Interframe Space，SIFS)之后开始对上行链路信号的传输。802.11ax中的定时要求规定，参与UL MU的STA应确保传输帧到AP的到达时间在触发帧传输结束起的SIFS+往返延迟(Round Trip Delay，RTD)的0.4μs内。RTD可以是发送信号所需的时间量加上接收到该信号的确认所需的时间量。该标准还指出，STA无需测量或补偿其RTD。因此，对于符合标准的设备而言，并发的UL MU帧根据环境可以以最多达0.8μs+最大RTD的定时偏差到达AP。最大RTD可以是接收和响应消息并且不会在AP处造成问题的允许时间量。
时间对齐对于在AP处正确解码并发的(一个或多个)物理层协议数据单元(Physical-layer Protocol Data Unit，PPDU)是至关重要的。如果PPDU间的最大延迟达到循环前缀大小，则符号间干扰(Inter-Symbols Interference，ISI)就会占主导地位，这可导致数据丢失。
一组AP可形成多AP系统。可以有至少两种类型的多AP系统：协调系统和联合系统。协调系统可由单个AP发送和/或接收数据的每个部分。联合系统可由多个AP发送和/或接收数据。多AP系统中可能实现的一些协调可包括协调OFDMA(Coordinated OFDMA，Co-OFDMA)、空转向和/或联合发送和接收。
上述技术中的大多数技术，例如空转向，可能要求向所有AP发送客户端(例如，期望/预期的和非期望的客户端)的信道状态信息，这使得探测程序非常具有挑战性。从而，需要寻找其他程序来支持多AP工作。实现协调的上行链路传输对于防止可能发生并且影响服务质量的干扰尤为重要。
在多AP协调中，每个AP的覆盖区域(例如，小区大小)都很大，以便有效地利用协调的优势。然而，由于几个原因，协调AP的当前设计并不能为TB-UL方案提供好处。由于往返延迟问题，媒体接入控制(MAC)调度器的优选是选择物理上靠近AP的STA，以将ISI保持在最低水平。另外，触发帧可能会占用整组联合AP的信道，而意图是只触发附近的STA。另外，可能还需要探测，以便找到去往期望客户端和可能需要空信号的客户端的信道。因此，需要在保持多AP协调的优势的同时，保持TB-UL的功能。
本文的各方面可提供一种天线波束切换机制，以更好地支持极高吞吐量(Extremely High Throughput，EHT)TB-UL，同时提供高效的多AP协调。利用可切换天线，天线波束的双模式可被用于正常协调的多AP阶段和EHT TB UL。这两种天线模式可包括宽波束和(较)窄波束。较宽的天线波束可用于多AP操作的正常操作。相反，对于EHT TB UL，可采用(较)窄的波束宽度。
在至少一些实现方式中，集中式调度器(例如，主AP)可以协调上行链路传输。在正常操作模式期间，天线波束宽度较宽(例如，在全向配置中)，以支持如上所述的多AP协调能力。当在协调AP组中的所有或一些AP中调度了上行链路流量时，AP可以切换到微配置(例如，切换到更小的波束宽度)。
站点可被组织成群组以进行上行链路传输。可以朝着包括宏小区中的设备的RU分配对上行链路分组进行加权。这种安排可以是默认的，以避免在所有设备间的接收到的基于触发的(一个或多个)UL的窗口中出现大的延迟分散。在上行链路场景期间，触发帧可被发送到微覆盖区域内的期望客户端。如果未启用联合物理层(PHY)接收，则对于上行链路帧，天线模式也可能是相同的。在这种场景中，可以减小AP间干扰。有了这种解决方案，就能以较低的开销使用多AP协调，以实现上行链路多用户传输。在一个示例中，上行链路帧可以在没有联合接收的情况下被发送。对于整个EHT TB UL序列，天线配置不变。
本文的各方面可包括对客户端的分组。对于上行链路多用户传输，AP可以有物理上更邻近的一组客户端，以尽量减小最近和最远客户端之间的往返延迟的影响。因此，朝着包括宏小区中的设备的RU分配对上行链路分组进行加权。客户端的调度可以如下所述更好地支持该方法。首先，可以收集正常/宏操作中客户端的接收信号强度指标(ReceivedSignal Strength Indicator，RSSI)。然后，可以在微/窄波束配置中收集接收到的上行链路分组的RSSI，这可通过向(一个或多个)单一客户端发送(一个或多个)触发帧来完成。然后，AP可以比较RSSI，以确定利用提议的UL方法对客户端进行调度的可能性。例如，如果RSSI的最大差异大于预定义的最大数值，则客户端不能成为提出的上行链路的一部分。另外，如果客户端处于宏覆盖区域的边缘，那么该客户端将很有可能不会在微模式中接收到触发帧，从而客户端不应当被添加到UL群组。
如前所述，一些天线的波束宽度/指向性是可控的。因此，AP可以为这些可控天线确定最佳波束宽度。可基于一个或多个标准来选择天线波束宽度，这些标准可包括但不限于最大可容忍RTD和/或来自两个AP的两个微区域之间的重叠。本文的各方面可包括一种校准机制，以便AP满足这些标准。
校准方法可包括对如下最大波束宽度的计算：该最大波束宽度仅覆盖小于最大RTD的半径。然后，AP可以将AP的波束宽度从1设置为计算出的RTD最大值。然后AP可以仅向一个AP发送(一个或多个)触发帧。对于已为AP的上行链路群组选择的两个或更多个客户端，这个触发是由窄波束还是宽波束发送的并不重要。然后，协调的AP可以在窄/微波束中设置其他AP(协调)的天线。如果协调群组中的任何其他AP接收到上行链路分组，则该(一个或多个)AP可减小天线的波束宽度，并且重复上述程序。否则，如果在触发事件之后没有接收到上行链路分组，则协调的(一个或多个)AP可对其他AP重复该过程。
应当注意，这种校准不需要频繁进行，并且间隔与信道状态信息(Channel StateInformation，CSI)/探测并不相似。从而，本文的各方面提供了一种比MU-MIMO型传输稳定得多的系统。
无线环境100可如图1所示。无线环境100可包括无线局域网(wireless localarea network，WLAN)100，其可被称为WLAN 100，其中可包括两个或更多个节点，例如AP102a和102b。无线环境100只示出了两个AP 102，但无线环境100可包括两个或更多个AP102。AP 102可在多AP协调环境中运作。因此，AP 102可以与彼此通信，以协同进行操作。
AP 102可与一个或多个客户端站点108a-108g通信，这些客户端站点也可被简称为客户端108或者简称为站点108。站点108可以通过WLAN100的AP 102所覆盖的物理区域进行物理分散。站点108和AP 102可以是无线设备，如结合图6B所述，并且可以是计算系统，如结合图6A所述。网络100可由控制器(未示出)控制，例如WLC、网络控制器，等等。控制器可以是计算机系统、无线设备和/或另外的设备，如结合图6A和6B所述。
如上所述并且如图1A所示，无线网络100可包括Wi-Fi AP 102(例如，第一AP 102a和/或第二AP 102b)，这些AP可被配置为支持无线(例如，Wi-Fi)网络100。AP 102可包括物理位置，在该位置处，操作客户端站点108的用户可以使用Wi-Fi技术，经由使用连接到服务提供商的路由器的WLAN来获得对无线网络100的接入(例如，互联网接入)。
在本公开的另外(一个或多个)示例中，可以使用可连接到可与终端用户设备(例如，客户端站点108设备)直接无线通信的蜂窝网络的设备而不是AP 102，来提供对无线网络100的接入(例如，互联网接入)。例如，这些设备可包括但不限于eNodeB(eNB)或gNodeB(gNB)。上述蜂窝网络可包括但不限于由服务提供商操作的长期演进(Long TermEvolution，LTE)宽带蜂窝网络、第四代(4G)宽带蜂窝网络或者第五代(5G)宽带蜂窝网络。尽管如此，本公开的示例可以使用无线通信协议，使用例如Wi-Fi技术、蜂窝网络或者任何其他类型的无线通信。
客户端站点设备108可包括但不限于电话、智能电话、数码相机、平板设备、膝上型计算机、个人计算机、移动设备、传感器、物联网(Internet-of-Things，IoT)设备、蜂窝基站、电话、遥控设备、机顶盒、数字视频记录器、线缆调制解调器、网络计算机、大型机、路由器、或者任何其他类似的能够接入和使用Wi-Fi网络或蜂窝网络的基于微计算机的设备。
无线网络100的上述元件(例如，WLC、第一AP 102a、第二AP 102b、客户端设备108a-108g，等等)可以在硬件、软件(包括固件、常驻软件、微代码，等等)、硬件和软件的组合或者任何其他电路或系统中实现。无线网络100的元件可以在包括分立电子元件的电路、包含逻辑门的封装或集成电子芯片(例如，专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、片上系统(System-On-Chip，SOC)，等等)、利用微处理器的电路中实现，或者在包含电子元件或微处理器的单个芯片上实现。此外，无线网络100的元件也可以使用其他能够执行逻辑运算(例如，AND、OR和NOT)的技术来实现，包括但不限于机械、光学、流体和量子技术。如下文参考图6A和6B更详细描述的，无线网络100的元件可以在计算设备600和/或无线设备630中实现。
如结合图3A和3B所述，AP 102可与天线系统一起运作。天线系统可操作来电子地控制AP 102的波束或覆盖区域106(也称为微小区)。例如，AP1 102a可具有(较)窄波束，其覆盖区域106a。同样地，AP2 102b可具有(较)窄波束覆盖区域106b。然而，两个AP 102a、102b都可具有更大的宽波束覆盖区域104a、104b(也称为宏小区)。(一个或多个)AP 102可取决于条件或者AP 102正在进行的操作的类型，选择性地改变覆盖区域104、106。
两个覆盖区域104a、104b之间或覆盖的区域可作为协调AP操作的覆盖区域。多AP协调区域包括站点108a-108g。从而，在两个AP 102a、102b之间可为这几个站点108协调各种操作。然而，在一些情形中，AP 102可能只对覆盖区域106使用窄波束，例如，在多个客户端108的上行链路期间。
信令过程200的实施例可如图2所示。信令过程200可包括上行链路操作202和下行链路操作204。在多AP协调中，如果站点处于两个AP 102的覆盖区域104中，则上行链路数据传输可能会在多个AP 102之间造成干扰。因此，如图2所示，在上行链路过程202期间，每个AP 102可使用窄天线波束。从而，在上行链路操作期间，AP 102可使用更小的覆盖区域106。
在上行链路期间，AP 1 102a可将触发帧206a发送到具有覆盖区域106a的窄波束内的站点108a至108c。同样地，站点108d-108e临时邻近AP2 102b，AP2 102b可在窄覆盖区域106b中向站点108d-108e发送触发帧206b。不同的站点108可接收触发帧206并且发送上行链路MU MIMO/OFDMA RU208a、208b。一个或多个AP 102可以用块确认(blockacknowledgment，BA)210a、210b来响应RU 208。这样，上行链路在AP 102处以窄波束发生，这防止了靠近其他AP 102的站点108处的干扰。
与上行链路操作202不同，其他多AP协调工作，例如联合DL信息传输或其他操作，如本文描述，可在操作204中以宽天线波束发生。在操作204期间，AP 102可使用宽覆盖区域104a、104b。在这个多AP协调操作期间，AP 102a、102b可向各种站点108发送联合传输212a、212b。站点108可以用BA 214做出响应。从而，与操作202中的上行链路传输不同，操作204中的其他多AP协调工作可以联合发生，而不会造成干扰，这在上行链路操作期间可能会发生。
带有天线阵列的示例AP 102可如图3A和3B所示。AP 102可包括处理组件和无线电组件。无线电组件300可具有一个或多个天线304a-304d。每个AP 102可包括一个以上的无线电组件302a至316b。
图3A图示了根据本公开的(一个或多个)示例，用于示例天线片段300的组件布局的示例实现方式。每个天线片段300被配置为(在给定时间)操作窄波束天线阵列302和/或宽波束天线阵列314。窄波束天线阵列302提供天线元件的NxN阵列，而宽波束天线阵列314提供天线元件的1xM阵列。应当注意，在一些配置中，宽波束天线阵列314可能是形成窄波束天线阵列302的元件的一部分。阵列中的元件(例如，构成天线阵列的个体信令元件)的数目决定了方位角和仰角方向上的波束宽度。在一些实现方式中，窄波束贴片302的布局可提供内天线元件的(N-2)x(N-2)子集306，该子集被外天线元件的子集(即，窄波束天线阵列302中包括的那些未被至少四个天线邻接的天线元件)包围。
窄波束天线阵列302和宽波束天线阵列314可以是双极化天线阵列。通过双极化，两个不同的无线电路径可以同时使用同一阵列。一条路径连接到垂直极化馈线，而另一条路径连接到水平极化馈线，基本上是用一组元件提供了两个天线阵列。
信号经由切换通路被路由到/路由自窄波束天线阵列302或宽波束天线阵列314。切换通路包括若干个开关310a-b和312a-b，这些开关将信号路由到/路由自激活的天线阵列。基本开关312a-b确定信号是被路由到/路由自窄波束天线阵列302还是宽波束天线阵列314，而中间开关310a-b则将信号路由到/路由自连接到窄波束天线阵列302的移相器308a-b。虽然图示了切换组件的一种布置，但将会明白，可以使用切换组件的各种其他布置(包括级联2:1开关)来将天线阵列与各种信令源相链接。
通过积极缩窄窄波束而形成的低旁瓣，可防止相同频率中的AP 102检测到彼此的传输，即使安装在彼此很邻近的地方(例如，50英尺内)也是如此。在一些实现方式中，旁瓣相对于窄波束的主瓣具有-30的dB的幅度。在各种示例中，不等功率分配器和衰减器被用于向窄波束天线阵列302的外天线元件提供比内天线元件更低功率的信号，从而降低旁瓣相对于主瓣的功率。由于对旁瓣幅度的控制，天线片段300(以及包括天线片段300在内的任何天线阵列)可以省略带通滤波器316a-b，这些带通滤波器通常用于增大AP 102内的共位无线电台之间的隔离，但在一些示例中，可以保留带通滤波器以增大共位无线电台隔离。
一对移相器308a-b连接到双极化窄波束天线阵列302的每个馈线，这允许了对波束的每个极化进行转向。这些位置可包括不应用转向的中性位置、在第一方向上从中性位置的正偏移以及在与第一方向相反的第二方向上从中性位置的负偏移。在各种实现方式中，移相器308a-b是巴特勒矩阵，但也可以使用其他切换式相馈网络作为移相器308a-b，来以离散增量对波束进行转向，同时维持最小的旁瓣。第一移相器308a通过在窄波束天线阵列302的各列之间对第一信号进行移相来为垂直极化对第一波束进行转向，并且其中，第二移相器308b通过在窄波束天线阵列302的各列之间对第二信号进行移相来为水平极化对第一波束进行转向。
在各种示例中，移相器308a-b通过在窄波束天线阵列302的各列中产生相对相位差来对窄波束进行转向。例如，当转向到正偏移时，如果第一列304a具有相位A，则第二列304b将具有相位A+B，其中B是被确定来产生期望的转向度的固定相位差。第三列304c将具有相位A+(2*B)，并且第四列304d将具有相位A+(3*B)。为了转向到负偏移，如果第一列304a具有相位A，则第二列304b将具有相位A-B，其中B是被确定来产生期望的转向度的固定相位差。第三列304c将具有相位A-(2*B)，并且第四列304d将具有相位A-(3*B)。为了保持在中性或零偏移位置，各列304a-d的相位全都相等。在一些实现方式中，AP 102可对窄波束进行转向，以确保覆盖区域106不会重叠或者在一个或多个STA 108处造成干扰。
宽波束天线阵列314产生固定位置波束(例如，图1中论述的覆盖覆盖区域104的波束)，而窄波束天线阵列302产生电子可转向波束(例如，图1中论述的聚焦于覆盖区域106的波束)。窄波束天线阵列302产生具有第一波束宽度的波束，该第一波束宽度小于由宽波束天线阵列314产生的波束的波束宽度。在各种示例中，宽波束天线阵列314产生的波束的波束宽度包括或涵盖窄波束天线阵列302产生的波束被转向到其任何潜在位置的所有覆盖范围。
图3B图示了根据本公开的示例，用于天线阵列320的组件布局。天线阵列320包括天线片段300a-d的四个实例，如联系图3A所述，以及充当经由天线片段300a-d传输信号的信号源的接口318，并且可用作各种AP 102的可转向且可切换的天线阵列。在各种示例中，两个或更多个无线电台经由接口318连接到天线片段300a-d(和/或替代天线)。
在各种示例中，还可以(经由一个或多个开关)将额外的替代天线连接到接口318的各种端口，以允许在天线阵列320中使用不同的频率、通信标准或波束模式。例如，天线片段300a-d可以从经由接口318的端口(例如，端口ABCD和EFGH)发送信号的所有无线电台在第一频率带宽(例如，5GHz)中操作，但连接到端口子集(例如，端口EGHG)的额外天线(未图示)可在第二频率带宽(例如，2.4GHz)中操作。
使用天线阵列320的四个实例，AP 102被配置为在双4x4 MIMO模式中操作，并且在无线电台之间没有相互干扰。因此，由于个体天线片段300a-d提供的波束赋形和缩窄(例如，具有低旁瓣水平的精确天线模式)，天线阵列320允许了在高密度应用中实现高信道重用，在这种应用中，若干个AP 102被部署有天线阵列320的相应实例。可切换波束方向允许了对于不同的AP 102在相同或毗邻的覆盖区域104/106中灵活地排列小区，这样就可以将若干个AP 102紧密地分组在一起(例如，彼此相距50英尺以内)。
与AP 102相关联的一个或多个组件的实施例可如图3C所示。AP 102可包括组件321，该组件321可以是计算系统600的一部分或作为计算系统600的一部分被执行，如图6A所示。这些组件321可包括但不限于客户端监视器322、分组指导器324、客户端波束确定器326、上行链路干扰监视器328、和/或AP协调器330中的一个或多个。
客户端监视器322可监视一个或多个站点108。该监视可确定来自每个客户端站点108的上行链路信号的RSSI。另外，还可为站点108监视其他测量值，包括服务质量(QualityOf Service，QOS)指标、数据丢失、(一个或多个)客户端站点位置、以及向客户端站点108提供的服务的其他度量和测量值。这个数据随后可被提供给其他组件324-330。
分组指导器324可以确定哪些客户端站点108可以作为该群组的一部分以在窄波束覆盖区域106内进行上行链路。从而，分组指导器324可以确定客户端站点108的位置。另外，如图2所示，分组指导器324可以决定或指示这些站点108是否能够提供或进行上行链路传输。基于所提供的关于群组中的客户端108的信息，分组指导器324可以存储数据结构，指示出哪些客户端108当前在窄波束覆盖区域106内，可以进行上行链路操作202，如图2所示，并且将数据结构存储在AP 102的存储器515中。
分组指导器324和客户端监视器322可向客户端波束确定器326提供数据。如结合图3A和3B所述，客户端波束确定器326可通过操纵天线的波束宽度来改变覆盖区域104/106。从而，如图1所示的覆盖区域106可能只是示范性的，而取决于天线的操作和上行链路操作的需要，该覆盖区域106可以更大或更小，或者在一个或多个平面中被转向。然后，客户端波束确定器326可以修改与客户端站点108和由多AP协调中的其他AP 102b服务的那些站点108相关的覆盖区域106的这个大小。从而，第二AP 102b可以向第一AP 102a发送信息，以便客户端波束确定器326确定覆盖区域106a是否在造成第二AP 102b的干扰问题。在其他实现方式中，由第二AP 102b服务的站点108，例如站点108d和站点108e，也可以向AP 102a发送信号，以便客户端波束确定器326确定是否存在任何干扰。基于这些不同的测量值，客户端波束确定器326可以确定当前的覆盖区域106a，并且可以在一段时间中操纵该覆盖区域106a。当环境发生变化时，客户端波束确定器326还可以基于覆盖区域106和客户端站点108的当前需求来改变覆盖区域106。
上行链路干扰监视器328可以监视来自站点108的上行链路信号的问题。干扰可表现为RSSI、QOS指标或其他信息的变化。基于这个信息，上行链路干扰监视器328可将这些信息提供回给客户端监视器322。干扰的变化或者对干扰的检测也可被传达给AP2 102b。从而，如果两个AP 102a、102b处于多AP协调中，则上行链路干扰监视器328可向其他AP 102b指示出该AP的操作正在对AP 102a的上行链路造成干扰。来自上行链路干扰监视器328的这个信息或信号可触发窄天线波束操作202的操作的变化，或者触发覆盖区域106的变化。
AP协调器330可与其他AP 102协调。例如，第一AP 102a的AP协调器330可以从第二AP 102b接收关于其他AP的信号是否受到干扰的信息。如前所述，AP协调器330可进行其他多个多AP协调操作。AP 102之间的任何通信或协调均可由AP协调器330进行。
现在参考图4的方法400，根据本公开的各方面，方法400可以提供一种用于分组或确定哪些客户端应当被AP 102提供哪种类型的服务的方法。方法400可以开始于开始操作，并且可以结束于结束操作。方法400可包括更多或更少的步骤，或者可以以不同于图4所示的方式安排各步骤的顺序。方法400可以作为一组计算机可执行指令被执行，由计算机系统或处理组件执行，并且被编码或存储在存储介质上。另外，方法400可以由ASIC、FPGA、SOC或其他类型的硬件设备中的门或其他硬件设备或组件执行。在下文中，将参考本文所述的系统、组件、模块、软件、数据结构等等来说明方法400。
在阶段402中，AP 102可以在第一宏操作中收集客户端108的RSSI。AP 102可以从宽覆盖区域104中的一个或多个站点108收集RSSI信息。来自客户端站点108的RSSI可以确定站点108与AP 102的物理邻近。例如，具有更好的RSSI和其他指标的第一站点108a可被确定为比STA6 108f更接近AP 102a，该STA6 108f的RSSI信息表明与AP 102的物理间隔更远。这个RSSI可由AP 102处的客户端监视器322收集。
然后，在阶段404中，在微操作中，AP 102可以为客户端108的上行链路分组收集RSSI。当AP 102变化到窄波束时，客户端监视器322可收集RSSI，以接收来自覆盖区域106中的站点108的上行链路传输。客户端监视器322可以为不同客户端108确定RSSI，并且确定或更好地确定哪些站点108在AP 102的窄波束的覆盖区域106内。随着AP 102从宽覆盖区域104变化到窄覆盖区域106，步骤或阶段402/404可以迭代并且被周期性地重复(例如，每秒、每分钟，等等)。覆盖区域106可以取决于由客户端监视器322接收到并且被报告给客户端波束确定器326的信息进行扩展或收缩。
然后，在阶段406中，在微操作202中，AP 102可确定客户端108是否是窄波束上行链路的候选。客户端监视器322可将关于RSSI或其他测量值的信息提供给分组指导器324。分组指导器324可以选择一个或多个客户端108，在微操作202中，在窄波束覆盖区域106中，这些客户端可能是提供上行链路数据的候选。在一种实现方式中，可将来自宽波束宽度传输的RSSI与来自窄波束宽度传输的RSSI进行比较。如果这两个RSSI之间的差异超过了预定的阈值(例如，差异小于20％)，则可以确定客户端是窄波束宽度操作的候选。
在微操作202中，对于能够或者被允许提供上行链路信息的客户端108的数目可以有限制。例如，在上行链路操作202期间，AP 102可能只能够处理或管理四个客户端站点108。因此，分组指导器324在微操作202期间可能只选择四个站点108来服务。站点信息，例如，站点的标识符(例如，数字标识符、字母数字标识符、全球唯一标识符(Globally UniqueIdentifier，GUID)、MAC地址、统一资源定位符(Uniform Resource Locator，URL)，等等)，或者其他类型的信息，可作为微操作群组的一部分被存储在数据结构中，以识别站点108。然后可将此站点信息提供给客户端波束确定器326。
然后，在阶段408中，AP 102可以基于一个或多个预定的标准，确定在微操作202中要使用的客户端108的最佳波束宽度。客户端波束确定器326可以确定窄波束的覆盖区域106。窄波束可以改变覆盖区域106。用于确定覆盖区域106的大小的标准例如可包括但不限于以下各项中的一个或多个：每个站点108的RSSI、站点108的定位或位置、多AP协调群组中的其他AP 102b的位置、被其他AP 102b服务的站点108的位置、可能在覆盖区域106之外或者在微操作202中未与之通信的站点的位置、站点108的RTD、或者其他类型的测量值。这些信息可用于确定最佳波束宽度，来用于与站点108的上行链路，而不对其他站点108造成干扰。
根据本公开的各方面，用于确定窄波束天线的覆盖区域106的方法500的一个实施例可如图5所示。方法500可以开始于开始操作，并且可以结束于结束操作。方法500可包括更多或更少的步骤，或者可以以不同于图5所示的方式安排各步骤的顺序。方法500可以作为一组计算机可执行指令被执行，由计算机系统或处理组件执行，并且被编码或存储在存储介质上。另外，方法500可以由ASIC、FPGA、SOC或其他类型的硬件设备中的门或其他硬件设备或组件执行。在下文中，将参考本文所述的系统、组件、模块、软件、数据结构等等来说明方法500。
在阶段502中，AP 102可以计算最大波束，其覆盖半径小于一个或多个AP 102的最大RTD。客户端监视器322可以监视向站点108和/或从站点108发送的分组的RSSI和定时。客户端监视器302可以计算最大RTD和其他信息，以便根据信号强度确定站点108的位置。此信息可被发送至客户端波束确定器326。根据此信息，客户端波束确定器326可以确定覆盖区域106的最大半径，该半径覆盖站点108，但也小于最大RTD所要求的半径，以便允许适当的上行链路传输。
然后，在阶段504中，AP 102可以将天线300的波束宽度设置为计算出的最大值1。客户端波束确定器326可以将波束宽度设置为这个计算出的最大值，然后将该值设置为1。这样，客户端波束确定器326就可以通过从1改变设置值来向上或向下修改覆盖106。
然后，在阶段506中，AP 102可以向被选择用于上行链路的客户端108发送触发帧206。在这里，如结合图6B所述，触发帧206可以由AP102的RF部分发送到不同的客户端站点108。客户端站点108包括在覆盖区域(例如，覆盖区域106a)内已被选择用于上行链路的那些客户端(例如，客户端108a-108c)。触发帧206被发送到一个或多个站点108，以确定或接收上行链路传输，例如，上行链路MU MIMO/OFDMA RU 208。AP 102可进行通信，以确定其他AP 102或由其他AP 102服务的客户端是否接收到触发帧206或其他数据。此信息可被发送至波束确定器326。
然后，在阶段508中，AP 102与其他AP 102协调设置天线波束宽度。第一AP 102a的AP协调器330可向第二AP 102b发送信号信息，例如天线状态、客户端RSSI信息，等等，以设置天线用于接收上行链路传输。另外，AP 102a的AP协调器330也可以从其他AP 102b接收类似的信号信息。这样，天线就被设置到覆盖覆盖区域106的天线波束宽度，该波束宽度不会干扰第二AP 102b。另外，天线的接收方向或其他类型的参数(例如，发送功率)也可基于与其他AP 102的协调来进行设置，如AP协调器330所进行的。
在阶段510中，AP 102a可以确定是否从其他AP 102b接收到上行链路分组。上行链路干扰监视器328可以测量或检测可能从其他AP 102b接收到的分组。例如，上行链路干扰监视器328可以扫描和/或检测可能从第二AP 102b或覆盖区域106b中的客户端发送的触发帧206(或其他信号或分组)。从其他AP 102b发送和检测的其他分组可包括BA 210b、传输212b或其他类型的分组或信号。如果接收到来自其他AP 102b或客户端108d-108e的上行链路分组，则方法500将通过“是”进行到阶段512。然而，如果没有接收到来自其他AP 102b或客户端108d-108e的分组，方法500将通过“否”进行到阶段514。
在阶段512中，AP 102a减小AP的波束宽度。波束宽度可由客户端波束确定器326和RF组件调整。新的波束宽度信息可被呈现给上行链路干扰监视器328、客户端监视器322、群组指导器324，等等，以重复如上所述的阶段506-510。根据需要，干扰监视和对波束宽度的调整可被重复以修改(例如，缩小)(一个或多个)覆盖区域106a/106b。
在阶段514中，AP 102a确定其他AP 102b是否需要确定新的波束宽度。干扰监视器328可将来自AP 102b的关于干扰的信息发送至AP协调器330。如果存在来自其他AP 102b的干扰，则干扰信息可通过AP协调器330被发送至其他AP 102b。如果存在干扰，并且其他AP102b需要确定其波束宽度，则方法通过“是”返回到阶段502。如果其他AP 102b不需要重新确定新的波束宽度，则方法500通过“否”进行到结束操作。
图6A示出了计算设备600。如图6A所示，计算设备600可包括处理单元610和存储器单元615。存储器单元615可包括软件模块620和数据库625。当在处理单元610上执行时，软件模块620可以执行例如用于为多AP协调中的一些操作改变波束宽度的过程，如上文参考图1-图5所述。计算设备600例如可以为控制器、AP 102、客户端108或其他设备提供操作环境，然而，控制器、AP 102、客户端108和其他设备可以在其他环境中操作，而并不限于计算设备600。
可以使用Wi-Fi接入点、蜂窝基站、平板设备、移动设备、智能电话、电话、遥控设备、机顶盒、数字视频记录器、线缆调制解调器、个人计算机、网络计算机、大型机、路由器、交换机、服务器集群、类似智能电视的设备、网络存储设备、网络中继设备或者其他类似的基于微计算机的设备来实现计算设备600。计算设备600可包括任何计算机操作环境，例如手持设备、多处理器系统、基于微处理器或者可编程的发送器电子设备、微型计算机、大型计算机，等等。也可以在分布式计算环境中实现计算设备600，其中任务由远程处理设备执行。上述系统和设备是示例，而计算设备600可包括其他系统或设备。
图6B图示了可以实现图1-图5的AP 102、客户端108、控制器等等中的一个或多个的通信设备630的实施例。在各种实施例中，设备630可包括逻辑电路。逻辑电路可包括物理电路，以执行对于例如图1-图5的AP 102、客户端108、控制器等等中的一个或多个所描述的操作。如图6B所示，设备630可包括但不限于无线电接口635、基带电路640和/或计算平台600中的一个或多个。
设备630可以在单个计算实体中(例如完全在单个设备内)实现图1-图5的AP 102、客户端108、控制器等等、存储介质和逻辑电路的一些或所有结构和/或操作。或者，设备630可以使用分布式系统体系结构(例如，客户端站点-服务器体系结构、对等体系结构、主-从体系结构，等等)来分发结构和/或操作的一部分。
也可包括模拟前端(analog front end，AFE)的无线电接口635可包括适用于发送和/或接收单载波或多载波调制信号(例如，包括互补码键控(Complementary CodeKeying，CCK)、正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)和/或单载波频分多址接入(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access，SC-FDMA)符号)的组件或组件的组合，虽然配置不限于任何特定的空中接口或调制方案。无线电接口635可包括例如接收器645和/或发送器650。无线电接口635可包括偏置控制、晶体振荡器和/或一个或多个天线655。在额外的或替代的配置中，无线电接口635可根据需要使用振荡器和/或一个或多个滤波器。
基带电路640可与无线电接口635通信，以处理、接收和/或发送信号，并且可包括例如模数转换器(Analog-To-Digital Converter，ADC)，用于对接收到的信号进行下变频，以及数模转换器(Digital-To-Analog Converter，DAC)660，用于对信号进行上变频以便传输。另外，基带电路640可包括基带或物理层(PHY)处理电路，用于对各个接收/发送信号的PHY链路层处理。基带电路640例如可包括媒体接入控制(Media Access Control，MAC)处理电路665，用于MAC/数据链路层处理。基带电路640可包括存储器控制器，用于例如经由一个或多个接口670与MAC处理电路665和/或计算平台600通信。
在一些配置中，PHY处理电路可包括帧构造和/或检测模块，与诸如缓冲存储器之类的额外电路相结合，用来构造和/或拆解通信帧。替代地或者额外地，MAC处理电路665可以为这些功能中的某些共享处理或者独立于PHY处理电路执行这些过程。在一些配置中，MAC和PHY处理可被集成到单个电路中。
这里的方法和系统具有明显的优势，并且允许了在多AP协调方案中管理上行链路传输。波束宽度的改变至少消除了一些对AP造成开销的探测要求。因此，本文的方法提供了更高效、处理密集度更低的接收干扰减少的上行链路传输的方式。
本公开的示例例如可以实现为计算机过程(方法)、计算系统、或者实现为诸如计算机程序产品或计算机可读介质之类的制造品。计算机程序产品可以是可被计算机系统读取并且编码了用于执行计算机过程的指令的计算机程序的计算机存储介质。计算机程序产品也可以是可被计算系统读取并且编码了用于执行计算机过程的指令的计算机程序的载体上的传播信号。因此，本公开可以体现在硬件和/或软件中(包括固件、常驻软件、微代码，等等)。换句话说，本公开的示例可以采取计算机可使用或计算机可读的存储介质上的计算机程序产品的形式，该介质中体现有计算机可使用或计算机可读的程序代码，供指令执行系统使用或者与之相联系地使用。计算机可使用或计算机可读介质可以是任何可包含、存储、传达、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与之相联系地使用的介质。
计算机可使用或计算机可读介质可以例如但不限于是电子的、磁的、光的、电磁的、红外的或半导体的系统、装置、设备或传播介质。更具体的计算机可读介质示例(非详尽列表)，计算机可读介质可包括以下的：具有一条或多条导线的电连接、便携式计算机盘、随机访问存储器(random access memory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM或者闪存)、光纤、以及便携式紧凑盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)。注意，计算机可使用或计算机可读介质甚至可以是其上打印有程序的纸或另一种适当介质，因为程序可经由例如对纸或其他介质的光学扫描被电子捕捉，然后在必要时被以适当的方式编译、解释或者以其他方式处理，并随后被存储在计算机存储器中。
虽然已描述了本公开的某些示例，但也可能存在其他示例。此外，虽然本公开的示例已被描述为与存储在存储器和其他存储介质中的数据相关联，但数据也可以被存储在其他类型的计算机可读介质上或者被从这些介质中读取，例如次级存储设备，比如硬盘、软盘或CD-ROM，来自互联网的载波，或者其他形式的RAM或ROM。另外，所公开的方法的阶段可以以任何方式被修改，包括通过重排序阶段和/或插入或删除阶段，而不偏离本公开。
此外，本公开的示例可以在包括分立电子元件的电路、包含逻辑门的封装或集成电子芯片、利用微处理器的电路中实现，或者在包含电子元件或微处理器的单个芯片上实现。本公开的示例也可以使用其他能够执行逻辑运算(例如，AND、OR和NOT)的技术来实现，包括但不限于机械、光学、流体和量子技术。此外，本公开的示例可以在通用计算机内或者在任何其他电路或系统中实现。
本公开的示例可以经由SOC实现，其中图1中所示的每个或许多元件可以被集成到单个集成电路上。这样的SOC设备可包括一个或多个处理单元、图形单元、通信单元、系统虚拟化单元和各种应用功能，所有这些都可以作为单个集成电路被集成(或者“烧录”)到芯片衬底上。当经由SOC操作时，本文对于本公开的示例描述的功能，可以经由与计算设备600的其他组件集成在单个集成电路(芯片)上的专用逻辑来执行。
例如，上文参考根据本公开的示例的方法、系统和计算机程序产品的框图和/或操作图示描述了本公开的示例。方框中记载的功能/行为可以不按任何流程图中所示的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/动作，接连示出的两个方框实际上可被基本同时执行，或者方框有时可按相反顺序被执行。
虽然本说明书包括示例，但本公开的范围由所附权利要求指示。此外，虽然已经用结构特征和/或方法动作特定的语言描述了本说明书，但权利要求并不限于上文描述的特征或动作。更确切地说，上文描述的具体特征和动作是作为本公开的示例而公开的。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
在至少第一接入点(AP)和第二AP之间建立多AP协调；
确定调度了上行链路操作；
将所述第一AP的第一天线切换到第一窄波束宽度；
从所述第一窄波束宽度的第一覆盖区域中的至少第一客户端接收第一上行链路传输；并且
对于下一多AP协调操作，将所述第一AP的第一天线切换到第一更大波束宽度。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：确定所述第一客户端在所述第一AP的物理上的邻近范围内。
3.如权利要求2所述的方法，还包括：向所述第一覆盖区域中的所述第一客户端发送触发帧以触发所述第一上行链路传输。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述触发帧未被所述第一覆盖区域外的第二客户端接收到。
5.如权利要求4所述的方法，还包括：
将所述第二AP的第二天线切换到第二窄波束宽度；
从所述第二窄波束宽度的第二覆盖区域中的所述第二客户端接收第二上行链路传输；并且
对于下一多AP协调操作，将所述第二AP的第二天线切换到第二更大波束宽度。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述第二覆盖区域和所述第一覆盖区域不重叠。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述第一更大波束宽度和所述第二更大波束宽度各自覆盖所述第一客户端或所述第二客户端。
8.如权利要求7所述的方法，还包括：在多AP协调中，从所述第一AP和所述第二AP，以所述第一更大波束宽度和所述第二更大波束宽度，进行到所述第一客户端和所述第二客户端的联合下行链路传输。
9.如任一在前权利要求所述的方法，还包括：确定所述第一客户端在所述第一覆盖区域内。
10.如权利要求9所述的方法，其中，确定所述第一客户端在所述第一覆盖区域内包括：
在所述第一天线对于多AP协调被配置用于所述第一更大波束宽度的同时，从所述第一客户端接收第一接收信号强度指标(RSSI)；
在所述第一天线被配置用于所述第一窄波束宽度的同时，从所述第一客户端接收第二RSSI；
将所述第一RSSI和所述第二RSSI之间的差异与预定阈值进行比较；并且
当所述差异超过所述预定阈值时，确定所述第一客户端是在所述第一覆盖区域中要进行上行链路操作的两个或更多个客户端的群组的一部分。
11.一种第一接入点(AP)设备，包括：
第一天线阵列；
存储器；以及
与所述存储器耦合的处理单元，其中，所述处理单元能操作来：
与第二AP建立多AP协调；
确定调度了上行链路操作；
将所述第一天线阵列切换到第一窄波束宽度；
从所述第一窄波束宽度的第一覆盖区域中的至少第一客户端接收上行链路传输；并且
对于下一多AP协调操作，将所述第一天线阵列切换到第一更大波束宽度。
12.如权利要求11所述的第一AP，其中，所述处理单元能操作来：确定所述第一客户端在所述第一覆盖区域内，其中，确定所述第一客户端在所述第一覆盖区域内包括：
在所述第一天线阵列对于多AP协调被配置用于所述第一更大波束宽度的同时，从所述第一客户端接收第一接收信号强度指标(RSSI)；
在所述第一天线阵列被配置用于所述第一窄波束宽度的同时，从所述第一客户端接收第二RSSI；
将所述第一RSSI和所述第二RSSI之间的差异与预定阈值进行比较；并且
当所述差异超过所述预定阈值时，确定所述第一客户端是在所述第一覆盖区域中要进行上行链路操作的两个或更多个客户端的群组的一部分。
13.如权利要求12所述的第一AP，其中，所述处理单元能操作来：
在所述第一天线阵列对于多AP协调被配置用于所述第一更大波束宽度的同时，从第三客户端接收第三RSSI；
在所述第一天线阵列被配置用于所述第一窄波束宽度的同时，不从所述第三客户端接收第四RSSI；
将所述第三RSSI和所述第四RSSI之间的第二差异与所述预定阈值进行比较；并且
基于所述第二差异，确定所述第三客户端未被包括在在所述第一覆盖区域中要进行上行链路操作的所述群组中。
14.如权利要求13所述的第一AP，其中，所述处理单元能操作来：为所述第一窄波束宽度确定所述第一覆盖区域。
15.如权利要求14所述的第一AP，其中，为所述第一窄波束宽度确定所述第一覆盖区域包括：
确定最大允许往返延迟(RTD)；
确定所述第一覆盖区域是否干扰所述第二AP的第二天线阵列的第二覆盖区域；并且
校准所述第一窄波束宽度以具有如下半径：该半径小于所述最大允许往返延迟(RTD)并且不干扰所述第二覆盖区域。
16.一种计算机可读介质，该介质存储一组指令，所述一组指令当被执行时执行由所述一组指令执行的方法，该方法包括：
在至少第一接入点(AP)和第二AP之间建立多AP协调；
确定调度了上行链路操作；
将所述第一AP的第一天线切换到第一窄波束宽度；
从所述第一窄波束宽度的第一覆盖区域中的至少第一客户端接收上行链路传输；并且
对于下一多AP协调操作，将所述第一AP的第一天线切换到第一更大波束宽度。
17.如权利要求16所述的计算机可读介质，还包括：确定所述第一客户端在所述第一覆盖区域内，其中，确定所述第一客户端在所述第一覆盖区域内包括：
在所述第一天线对于多AP协调被配置用于所述第一更大波束宽度的同时，从所述第一客户端接收第一接收信号强度指标(RSSI)；
在所述第一天线被配置用于所述第一窄波束宽度的同时，从所述第一客户端接收第二RSSI；
将所述第一RSSI和所述第二RSSI之间的差异与预定阈值进行比较；并且
当所述差异超过所述预定阈值时，确定所述第一客户端是在所述第一覆盖区域中要进行上行链路操作的两个或更多个客户端的群组的一部分。
18.如权利要求16或17所述的计算机可读介质，还包括：为所述第一窄波束宽度确定所述第一覆盖区域，其中，为所述第一窄波束宽度确定所述第一覆盖区域包括：
确定最大允许往返延迟(RTD)；
确定所述第一覆盖区域是否干扰所述第二AP的第二天线阵列的第二覆盖区域；并且
校准所述第一窄波束宽度以具有如下半径：该半径小于所述最大允许往返延迟(RTD)并且不干扰所述第二覆盖区域。
19.如权利要求18所述的计算机可读介质，其中，确定所述第一覆盖区域是否干扰所述第二AP的第二天线阵列的第二覆盖区域包括：
与所述第二AP协调以将第二天线阵列置于第二窄波束配置中；
为所述第一AP发送触发帧；
等待接收来自与所述第二AP通信的第三客户端的上行链路分组；并且
在没有接收到来自所述第三客户端的上行链路分组之后，设置所述第一窄波束宽度。
20.如权利要求16至20中的任一项所述的计算机可读介质，所述方法还包括：在多AP协调中，从所述第一AP和所述第二AP，以所述第一更大波束宽度，进行到所述第一客户端的联合下行链路传输。
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