CN1853374A - 组播sdma训练轮询 - Google Patents
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Abstract
当发起SDMA训练序列时,基站可以用相同的组播训练轮询来轮询多个移动设备,并且被轮询的移动台可以基于为每个移动设备指定的延时期限在不同的时间上单独作出响应。
Description
背景
为了解决无线数据通信系统所面临的日益增长的带宽需求问题,正在开发多种技术以允许多个设备通过共享单条信道来与单个基站通信。在一种这样的技术中,假设多个移动设备位于距基站足够不同的方向上,则基站可以在相同的频率上同时向这些移动设备发送单独的信号或者从这些设备接收单独的信号。为了从基站进行发送,可以从多个空间上分离的天线中的每一个基本同时地发送不同的信号,使得合并的(combined)发送是定向的,即,想要发往每一个移动设备的信号可以在该移动设备的方向上相对较强,而在其他方向上相对较弱。类似地,基站可以通过多个空间上分离的天线中的每一个,在相同的频率上同时从多个独立的移动设备接收合并的信号,并且通过适当的信号处理将从多个天线接收到的合并信号分割为来自每个移动设备的单独信号,使得接收也是定向的。
在目前提出的规范下,例如IEEE 802.11(IEEE是位于3 Park Avenue,17th floor,NewYork,New York的电气电子工程师学会的缩写),控制发送和接收二者的定向特性所需的参数可能根据多种不同的因素而变,包括每个移动设备距基站所处的方向。由于这些因素不能在操作之前得知,甚至会在操作期间发生改变,所以它们无法被预先编程到系统中。为了在操作期间获得这样的参数,可以完成一个训练阶段,在该阶段中一个指定的移动设备被轮询,以在指定的时间上向基站发送具有已知特性的传输内容(transmission)。基站接收并处理训练传输内容,以导出所需的参数。每个移动设备可以被单独轮询并以类似的方式作出响应,直到基站与每一个移动设备之间完成了单独的训练阶段为止。然而,与多个移动设备中的每一个建立单独的训练会话所涉及的开销可能会占用相当数量的时间,并且导致网络的总吞吐量效率不高。
附图说明
参考以下描述和用来图示说明本发明的实施方案的附图,可以理解本发明。在附图中:
图1根据本发明的实施方案示出了通信网络的图。
图2根据本发明的实施方案示出了与多个移动设备的训练阶段的时序图。
图3根据本发明的实施方案示出了基站的操作方法的流程图。
图4根据本发明的实施方案示出了移动设备的操作方法的流程图。
图5根据本发明的实施方案示出了基站的框图。
图6根据本发明的实施方案示出了移动设备的框图。
具体实施方式
在以下描述中阐述了大量具体的细节。然而可以理解,没有这些具体的细节也可以实现本发明的实施方案。此外,没有详细示出公知的方法、结构和技术,以免模糊了对该描述的理解。
提及“一个实施方案”、“实施方案”、“示例性的实施方案”、“各种实施方案”等是指如此描述的本发明的实施方案可以包括具体的特征、结构或特性,但不是每个实施方案都必须包括该具体的特征、结构或特性。此外,短语“在一个实施方案中”的重复使用不一定是指相同的实施方案,尽管有这种可能。
在以下描述和权利要求书中,可以使用术语“耦合”和“连接”及其派生词。应当理解,这些术语不意味着彼此是同义词。相反,在具体的实施方案中,“连接”可被用来指两个或更多的元件彼此之间直接物理接触或电接触。“耦合”可以是指两个或更多的元件彼此之间直接物理接触或电接触,或者两个或更多的元件不直接相互接触,但仍然彼此协同工作或交互。
使用在这里,除非特别指出,常见的形容词“第一”、“第二”、“第三”等在用来描述普通的事物时,仅仅意味着所提及的是相近事物的不同实例,而不是指如此描述的事物一定在时间上、空间上,在等级上,或者以任何其他方式具有给定的顺序。
除非特别指出,从以下讨论中可以清楚地认识到,在整篇说明书中使用诸如“处理”、“计算”、“运算”等术语时是指计算机或计算系统、或者类似的电子计算设备的动作和/或处理过程,所述计算机或计算系统、或者类似的电子计算设备将表示为物理量(例如,电量)的数据操纵和/或转换为类似表示为物理量的其他数据。
类似地,术语“处理器”可以指处理来自寄存器和/或存储器的电子数据,以将该电子数据转换为可以存储在寄存器和/或存储器中的其他电子数据的任何设备或者设备的一部分。“计算平台”可以包括一个或多个处理器。
在本篇文献的上下文中,术语“无线”及其派生词可被用来描述可以使用调制的电磁辐射,通过非固态介质来传送数据的电路、设备、系统、方法、技术、通信信道等。该术语并不意味着相关的设备不包含任何有线线路,尽管在一些实施方案中可能是这样的。
与通用的行业术语一致,术语“基站”、“接入点”和“AP”在这里可以互换地用来描述可以无线地并且与多个其他电子设备基本同步地通信的电子设备,而术语“移动设备”和“STA”可以互换地用来描述所述多个其他电子设备中的任何一个,该设备可以具有移动后仍然可通信的能力,尽管移动不是一个必要条件。然而,本发明的范围不限于用这些术语标注的设备。类似地,术语“空分多址”和SDMA可以互换地使用。使用在这里,这些术语意图包括以下通信技术:可以通过不同的天线基本同时地从相同的设备发送不同的信号,使得合并发送的信号导致发往不同设备的不同信号基本上在不同的方向上以相同的频率发送;和/或包括以下通信技术:可以通过多个天线,从不同方向上的不同设备处以相同的频率基本同时地接收到不同的信号,并且可以通过适当的处理将这些不同的信号相互分离。术语“相同的频率”用在这里可以包括在某一精确的频率处因带宽容差、多普勒频移适应(Doppler Shift Adaptation)、参数漂移等引起的轻微偏差。两个或更多个向不同设备的发送被认为是基本同时的,只要每个向不同设备的发送的至少一部分是同时发生的,但不意味着不同的发送一定要同时开始和/或同时结束,尽管可以如此。类似地,两个或更多个从不同设备的接收被认为是基本同时的,只要从不同设备的每个接收的至少一部分是同时发生的,但不意味着不同的接收一定要同时开始和/或同时结束,尽管可以如此。用术语SDMA代表的词语有时可以使用其他变体,例如但不限于用“space”替换“spatial”,用“diversity”替换“division”。本发明的各种实施方案的范围意图包含在术语命名上的这些不同。
本发明的一些实施方案可以使用组播信号利用单次发送来轮询多个移动设备,而移动设备在不同的时间上按照特定的顺序作出响应。
图1根据本发明的实施方案示出了可以使用组播训练轮询的通信网络的图。轮询是要被寻址的设备通过向发出轮询的设备发回信号和/或信息而作出响应的一种请求,其中训练轮询可以请求上述信号和/或信息具有适于确定一个或多个通信操作参数的格式。所图示的基于SDMA的网络的实施方案示出了一个AP 110,它可以与距该AP不同方向上的多个STA 131-134通信。虽然AP 110被显示为具有四个天线,以使用SDMA技术同时与多达四个STA进行无线通信,但是其他实施方案可以具有其他的设置(例如,AP 110可以具有两个、三个、或者四个以上的天线)。每个STA可以具有至少一个与AP 110进行无线通信的天线。在一些实施方案中,STA天线可被调适为全方向工作,但是在其他实施方案中,STA天线可被调适为定向工作。在一些实施方案中,STA可以位于固定的位置上,但是在其他实施方案中,至少一部分STA可以在通信序列期间和/或在两个通信序列之间移动。在一些实施方案中,AP 110可以位于固定的位置上,但是在其他实施方案中,AP 110可以在通信序列期间和/或在两个通信序列之间移动。
图2根据本发明的实施方案示出了涉及组播训练轮询的通信序列的时序图。以示例的方式,所图示的实施方案示出了标注为STA1到STA5的5个STA,但是本发明的范围不限于这一数量。为了完成训练阶段,AP可以轮询训练组(例如,在图示的实施方案中训练组由STA1-STA5组成)中的每一个STA,该轮询请求每一个被选中的STA向AP发回训练响应,使得AP可以确定与该STA之间的SDMA通信的参数。每个训练响应可以在不同的时间发生,使得来自多个STA的训练响应不会相互干扰。在图示的实施方案中,通过对训练轮询使用组播发送,所有相关的五个STA都在单次发送中被轮询。组播发送被定址到多个具体设备,每个设备都预期遵照发送的公共内容来行事。这与更为常见的单定址发送(定址到单个具体设备)或者广播(想要由接收到该广播的任何设备相应行事)形成了对照。在一些实施方案中,可以在所有方向上发送组播训练轮询,使得范围内的所有STA都可以接收到训练轮询,但是只有被寻址的那些设备应对其进行响应,但本发明在这方面并不受限。与各自的地址一道,每个被寻址的STA还可以接收到各自的定时指示符,该指示符指引该STA在以训练响应作出响应之前等待一段特定的持续时间。在图2A的图示实施方案中,STA1-STA5的各自定时持续时间分别被示为t1-t5。在一些实施方案中,定时指示符可以是一个简单的等级排序(例如,1、2、3等等),所被指示的STA可以将该等级序号乘以一个时间增量以确定要等多久,但是其他实施方案可以使用其他技术(例如,指示符可以直接用时间单位来表示;每个STA可以在发送之前一直等到紧邻的更高等级的STA完成响应为止,t1可以一直是一个短的固定延迟,例如0,等等)。在图2A中用于训练响应的时间tT被显示为训练响应开始时间(TST)和训练响应结束时间(TET)之间的时间。当训练阶段在时间TET结束之后,AP可以使用从训练阶段导出的参数发起数据阶段(未示出)。
在其他实施方案中,用于每个STA的定时指示符可能先前已经确定了。例如,延时可能已经在前面的通信中被传递给每个STA,但本发明的范围不限于给定的这一实施例或其他实施例。
可以借助多种因素来确定哪些STA将包括在组播训练轮询中。STA中的每一个可能先前已与AP之间确立了其存在性,并且可能已提供了有关其地址、无线通信模式、可能的数据率等的信息。这些和/或其他因素可以由AP在确定哪些STA放入相同组播组的时候加以考虑。如果AP没有从某一特定的STA接收到令人满意的训练响应,那么该STA可以被再次轮询(例如,在另一个组播训练组中)。在一些操作中,组播训练阶段后可以紧跟一个数据阶段,但是在其他操作中,训练阶段后可以跟着与一组不同的STA有关的另一个训练阶段,或者跟着一种不同类型的通信阶段。数据阶段可以仅涉及曾处于在先训练阶段中的相同STA,或者可以涉及一组不同的STA,其中包括曾处于在先训练阶段中的STA的全部、一部分或者不包括任何这样的STA。
图3根据本发明的实施方案示出了可以由基站执行的操作方法的流程图。在流程图300中,可以在310处形成训练轮询组。可以采用多种标准来确定当前可用的STA中的哪些STA应与该特定的训练轮询组相关联。例如,对于一些STA而言,可能已经知道了当前可以使用的SDMA参数,考虑到SDMA参数尚不存在或者需要更新的其他STA,这些STA可以被排除在轮询组之外。
在决定了哪些STA将包括在组中之后,在320处AP可以为该组中的每个STA指定一个不同的延时。这些延时可以具有任何可使用的形式,例如,直接的延时、一定数量的已知时间增量,可以乘以已知时间增量的常用等级排序,等等。在一些实施方案中,可以确定延时,使得任意两个延时之间的最小时间足以让移动设备发送训练响应,这样一来,来自两个不同移动设备的两个不同训练响应不会重叠。在330处,可以发送组播训练轮询,包含被轮询的STA的地址、用于被轮询的STA的延时、以及被认为在训练轮询中有用的任何其他信息。
在已发送轮询并且响应时段已开始后,AP可以在340处接收第一训练响应。在350处,AP可以处理接收到的训练响应,并且将处理后的信息存储起来用于随后进一步的处理。此时完成的处理量可以有所不同(例如,数字化信号并且存储起来以进一步处理,计算SDMA参数,等等)。
如果如360处所示期望获得更多的响应,则AP可以返回到340以接收下一训练响应。由340、350和360形成的循环可以继续下去,直到轮询组中的所有STA都已经有时间响应,此时训练阶段可以结束。如果被轮询的STA中有任何一个没有响应,或者接收到的响应不能用于其预想的目的(例如,由于数据损坏),则可以稍后再次轮询该STA,不过有可能是在另一个轮询组中。可以建立对这种轮询进行重试的最大数量,但本发明的各种实施方案的范围在这方面并不受限。
图4根据本发明的实施方案示出了可以由移动设备来执行的操作方法的流程图。在流程图400中,在410处可以接收到组播训练轮询,包含该移动设备的地址或其他标识符。在420处,可以从组播轮询中提取出与该移动设备相关联的定时指示符,并且由该定时指示符可以确定延时。在430处,移动设备可以一直等到在420处确定的延时过去为止。如前所述,可以从任意可行的起始点开始测量延时。一旦延时到期,移动设备就可以在440处发送它自己的训练响应。
本发明的实施方案可以用硬件、固件和软件之一或它们的组合来实现。本发明的实施方案也可以被实现为存储在机器可读介质上的指令,这些指令可以由处理平台来读取和执行,以完成这里所描述的操作。机器可读介质可以包括用于存储或发送具有机器(例如计算机)可读形式的信息的任何机制。例如,机器可读介质可以包括只读存储器(ROM);随机访问存储器(RAM);磁盘存储介质;光存储介质;闪存器件;电、光、声或其他形式的传播信号(例如载波、红外线信号、数字信号等),以及其他介质。
图5根据本发明的实施方案示出了基站的框图。计算平台550可以包括一个或多个处理器,并且所述一个或多个处理器中的至少一个处理器可以是数字信号处理器(DSP)。在图示的实施方案中,AP 110具有四个天线120,但是其他实施方案可以具有两个、三个或四个以上的天线。对于每个天线,基站110可以具有调制器/解调器520、模数转换器(ADC)530和数模转换器(DAC)540。解调器-ADC的组合可以将从天线接收的射频信号转换成适于计算平台550处理的数字信号。类似地,DAC-调制器的组合可以将来自计算平台550的数字信号转换成适于通过天线来发送的射频信号。如果需要的话,其他未示出的组件也可以被包括在图示的模块中,例如但不限于放大器、滤波器、振荡器、多个DAC和/或ADC(虽然这里只示出了一个),等等。
图6根据本发明的实施方案示出了移动设备的框图。图示的移动设备131的组件可以包括计算平台650、天线621、调制器/解调器620、ADC 630和DAC 640,它们可以在功能上类似于图5中类似命名的组件,但是图6的设备被示出为具有单个天线/调制器/解调器/ADC/DAC的组合,并且计算平台650可以完成前面针对移动设备而不是基站所描述的操作,但是本发明的各种实施方案在这些方面并不受限。
以上描述只是示例性的而非限制性的。本领域的技术人员可以实现多种变体方案。这些变体方案想要被包括在本发明的多种实施方案中,它们仅由所附权利要求书的精神和范围来限定。
Claims (28)
1.一种装置,包括:
第一电子设备,所述第一电子设备被调适来无线发送组播轮询,其中包含
第二电子设备的第一地址以及指示所述第二电子设备在发送第一训练响应之前要等待的时间的第一延时指示符;以及
第三电子设备的第二地址以及指示所述第三电子设备在发送第二训练响应之前要等待的时间的第二延时指示符。
2.如权利要求1所述的装置,其中所述第一和第二训练响应可用于确定空分多址操作的参数。
3.如权利要求1所述的装置,其中所述第一电子设备还被调适为通过将所述第一和第二地址分配到一个轮询组中而创建所述轮询组。
4.如权利要求1所述的装置,其中由所述第一延时指示符标明的延时和由所述第二延时指示符标明的延时之间的差值至少是所述第二电子设备用于发送所述第一训练响应所需的时间那么长。
5.如权利要求1所述的装置,其中所述第一电子设备还被调适为响应于在训练阶段结束之前没有接收到所述第二训练响应而将所述第二地址放入另一个训练轮询中。
6.如权利要求1所述的装置,包括:
计算平台;以及
耦合到所述计算平台的至少四个天线。
7.如权利要求6所述的装置,还包括:
至少四个调制器/解调器,所述调制器/解调器中的每一个耦合在所述计算平台和至少一个所述天线之间。
8.一种装置,包括
电子设备,所述电子设备被调适为:
接收带有多个地址的轮询,所述多个地址包括与所述电子设备相关联的一个特定地址;以及
在与所述特定地址相关联的延时过去之后,无线发送对所述轮询的响应。
9.如权利要求8所述的装置,其中所述响应是用来确定空分多址操作的参数的训练响应。
10.如权利要求8所述的装置,其中所述轮询包括指示了所述延时的定时指示符。
11.如权利要求10所述的装置,其中所述电子设备还被调适为根据所述定时指示符来确定所述延时。
12.如权利要求11所述的装置,其中所述定时指示符是一种等级排序。
13.如权利要求10所述的装置,其中所述定时指示符是以时间为单位来表示的。
14.如权利要求8所述的装置,包括:
计算平台;以及
耦合到所述计算平台的天线。
15.如权利要求14所述的装置,还包括:
耦合到所述天线的调制器/解调器;
耦合在所述调制器/解调器和所述计算平台之间的模数转换器;以及
耦合在所述调制器/解调器和所述计算平台之间的数模转换器。
16.一种方法,包括:
向多个电子设备发送组播轮询;以及
接收来自所述多个电子设备中每一个的响应,所述响应中的每一个是在不同时间上接收的。
17.如权利要求16所述的方法,其中所述接收包括接收可用来确定空分多址操作的参数的训练响应。
18.如权利要求16所述的方法,还包括在所述发送之前为所述组播轮询确定轮询组,所述轮询组指示了有关所述多个电子设备的识别信息。
19.如权利要求16所述的方法,还包括向所述多个电子设备中的至少一个设备发送定时指示符,所述定时指示符标明了所述多个电子设备中的所述至少一个设备在发送所述响应之一前要等待的延时。
20.一种方法,包括:
接收包含特定标识符的组播轮询;以及
在与所述特定标识符相关联的特定延时之后发送对所述组播轮询的响应。
21.如权利要求20所述的方法,其中所述发送包括发送可用来确定空分多址操作的参数的响应。
22.如权利要求20所述的方法,其中所述接收包括:
接收定时指示符;以及
根据所述定时指示符来确定所述特定延时。
23.一种提供指令的机器可读介质,所述指令在由处理平台执行时导致所述处理平台完成以下操作,所述操作包括:
向多个电子设备发送组播轮询;以及
接收来自所述多个电子设备中每一个的响应,所述响应中的每一个是在不同时间上接收的。
24.如权利要求23所述的介质,其中所述接收操作包括接收可用来确定空分多址操作的参数的训练响应的操作。
25.如权利要求23所述的介质,其中所述操作还包括为所述组播轮询确定轮询组的操作,所述轮询组指示了有关所述多个电子设备中每一个的识别信息。
26.如权利要求23所述的介质,其中所述操作还包括向所述多个电子设备中的一个特定设备发送定时指示符的操作,所述定时指示符标明了所述一个特定设备在发送所述响应中的一个特定响应之前要等待的延时。
27.一种提供指令的机器可读介质,所述指令在由处理平台执行时导致所述处理平台完成以下操作,所述操作包括:
接收包含特定标识符的组播轮询;以及
在与所述特定标识符相关联的特定延时之后发送对所述组播轮询的响应。
28.如权利要求27所述的介质,其中所述发送操作包括发送可用来确定空分多址操作的参数的响应的操作。
29.如权利要求27所述的介质,其中所述接收操作包括以下操作:
接收定时指示符;以及
根据所述定时指示符来确定所述特定延时。
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