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Hintergrund
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Beamforming kann verwendet werden, um die Zuverlässigkeit und/oder die Reichweite der Kommunikation zwischen einem Access Point (AP) und einem Client oder einer Station zu erhöhen. Zum Beispiel kann das Beamforming die Durchführung einer Kanalsondierung zwischen dem AP und dem Client beinhalten. Die Kanalsondierung kann auf einem Kanal zwischen dem AP und dem Client durchgeführt werden, um die Eigenschaften einer drahtlosen Umgebung zu bestimmen, in der der AP und der Client eingesetzt werden. In diesem Fall wäre es wünschenswert, eine effektive Strategie zur Kanalsondierung zu implementieren.
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Figurenliste
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können aus der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden werden, wenn sie zusammen mit den beigefügten Figuren gelesen werden. Wie in der Branche üblich, sind die verschiedenen Merkmale nicht maßstabsgetreu gezeichnet. In der Tat können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale willkürlich vergrößert oder verkleinert werden, um die Klarheit der Diskussion. Einige Beispiele der vorliegenden Offenbarung werden mit Bezug auf die folgenden Figuren beschrieben:
- 1 zeigt eine Beispielumgebung, in der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung implementiert werden können;
- 2 zeigt ein schematisches Diagramm der Änderungsrate der Kanalzustandsinformation (CSI) eines Kanals zwischen einem Client und einem AP in einem statischen Szenario gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
- 3 zeigt ein schematisches Diagramm einer CSI-Änderungsrate eines Kanals zwischen einem Client und einem AP in einem dynamischen Szenario gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
- 4 zeigt ein schematisches Diagramm einer Konfiguration über die Kanalsondierung zwischen einem AP und einem Client gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
- 5 zeigt ein Beispiel für ein AP gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung; und
- 6 zeigt ein Flussdiagramm eines Beispiels für ein Verfahren zur Kanalsondierung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
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Detaillierte Beschreibung
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Drahtlose Netzwerke können eingesetzt werden, um verschiedene Arten der Kommunikation für mehrere Benutzer über die Luft unter Verwendung elektromagnetischer Wellen bereitzustellen. Dadurch können verschiedene Arten der Kommunikation für mehrere Benutzer ohne Kabel, Drähte oder andere physische elektrische Leiter zur Verbindung von Geräten im drahtlosen Netzwerk bereitgestellt werden. Beispiele für die verschiedenen Kommunikationsarten, die von drahtlosen Netzen bereitgestellt werden können, sind Sprachkommunikation, Datenkommunikation, Multimediadienste usw.
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Ein Beispiel für ein drahtloses Netz ist ein drahtloses lokales Netz (WLAN). WLANs können mehrere Stationen (STAs) und/oder Zugangspunkte (APs) umfassen, die über eine Vielzahl von drahtlosen Kanälen kommunizieren können. Wie hierin verwendet, ist ein AP ein Netzwerk-Hardwaregerät, das es einem drahtlos-kompatiblen Gerät (z. B. einer STA) ermöglicht, sich mit einem Netzwerk zu verbinden. Im Folgenden können die Begriffe „STA“ und „Client“ austauschbar verwendet werden. Wie hier verwendet, bezieht sich ein WLAN im Allgemeinen auf ein Kommunikationsnetz, das zwei oder mehr Geräte unter Verwendung eines drahtlosen Verteilungsverfahrens (z. B. Spreizspektrum- oder Orthogonal-Frequenzmultiplex-Funk) miteinander verbindet und in der Regel über einen Zugangspunkt eine Verbindung zum Internet herstellt. So bietet ein WLAN den Nutzern die Möglichkeit, sich innerhalb eines lokalen Abdeckungsbereichs zu bewegen und trotzdem mit dem Netz verbunden zu bleiben.
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Ein AP kann den STAs die Verbindung mit einem Netz wie dem Internet ermöglichen. Wie hier verwendet, bezieht sich ein AP im Allgemeinen auf einen Empfangspunkt für jede bekannte oder geeignete drahtlose Technologie, die in der Zukunft entwickelt wird. Insbesondere ist der Begriff „AP“ nicht auf 802.11-basierte APs des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) beschränkt. Ein AP ist im Allgemeinen ein elektronisches Gerät, das drahtlose Geräte über verschiedene Kommunikationsstandards mit einem drahtgebundenen Netz verbinden kann. Ein STA oder Client ist ein Gerät, das in der Lage ist, das IEEE 802.11-Protokoll zu verwenden. Beispiele für STAs können unter anderem Smartphones, Laptops, physische, nicht virtualisierte Computergeräte, persönliche digitale Assistenten usw. sein. In einigen Beispielen kann ein STA oder Client ein Gerät sein, das eine IEEE 802.11-konforme Schnittstelle für die Medienzugriffskontrolle (MAC) und die physikalische Schicht (PHY) zu einem drahtlosen Medium (WM) besitzt.
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Drahtlose Netze wie WLANs können eine oder mehrere drahtlose Kommunikationstechnologien verwenden, z. B. das orthogonale Frequenzmultiplexverfahren (OFDM). In einem OFDM-basierten drahtlosen Netz wird ein Datenstrom in mehrere Daten-Teilströme aufgeteilt. Solche Daten-Teilströme können über verschiedene OFDM-Träger gesendet werden, die als Töne oder Frequenztöne bezeichnet werden können. Einige drahtlose Netzwerke können einen Single-in-Single-out (SISO)-Kommunikationsansatz verwenden, bei dem jede STA und/oder AP eine einzelne Antenne verwendet. Andere drahtlose Netzwerke können einen MIMO-Kommunikationsansatz (Multiple-in-Multiple-out) verwenden, bei dem ein STA und/oder AP mehrere Sendeantennen und mehrere Empfangsantennen verwendet. WLANs, wie sie in den IEEE-Standards für drahtlose Kommunikation definiert sind, z. B. IEEE 802.11a, IEEE 802.11 n, IEEE 802.11ac usw., können OFDM zum Senden und Empfangen von Signalen verwenden. Darüber hinaus können WLANs, die z. B. auf den Standards IEEE 802.11 n oder IEEE 802.11ac basieren, OFDM und MIMO verwenden.
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Beamforming (z. B. explizites Sendestrahlforming) kann verwendet werden, um die Zuverlässigkeit und/oder Reichweite der Kommunikation (z. B. einer Kommunikationsverbindung) zwischen einem AP und einem STA oder Client zu erhöhen. In einigen Beispielen kann das Beamforming die Durchführung von Kanalsondierungen zwischen einem Beamformer und einem Beamforming-Empfänger beinhalten. Ein Beamformer kann ein Sender (Tx) sein, und ein Beamformee kann ein Empfänger (Rx) sein. Zum Beispiel kann ein Beamformer ein AP und ein STA ein Beamformee sein.
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Die Kanalsondierung kann auf Kanalpfaden zwischen APs und/oder STAs durchgeführt werden, um die Eigenschaften einer drahtlosen Umgebung zu bestimmen, in der die APs und/oder STAs eingesetzt werden. Die aus der Kanalsondierung ermittelten Merkmale können pro OFDM-Unterträger berechnet und/oder gemeldet werden. Wie hierin verwendet, ist „Kanalsondierung“ eine Technik, die verwendet werden kann, um Eigenschaften eines drahtlosen Netzwerks zu bestimmen und/oder zu bewerten. Zum Beispiel können sich mehrdimensionale räumlich-zeitliche Signale zwischen APs und/oder STAs in der drahtlosen Umgebung ausbreiten. Die Kanalsondierung kann die Verarbeitung dieser mehrdimensionalen räumlich-zeitlichen Signale beinhalten, um die Eigenschaften des drahtlosen Netzwerks abzuschätzen und/oder zu bewerten. Diese geschätzten und/oder bewerteten Eigenschaften können verwendet werden, um die Auswirkungen der Mehrwegwellenausbreitung in einem drahtlosen Netzwerk zu reduzieren.
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Die Kanalsondierung kann zur Rekalibrierung eines Strahlformers verwendet werden, um geänderte Übertragungsgewichte für die Vorcodierung von Übertragungen an einen Strahlformungsempfänger zu verwenden. Die geänderten Übertragungsgewichte können mit den Bedingungen kompatibel sein, die mit einem Kanal zwischen dem Strahlformer und dem Strahlempfänger verbunden sind.
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Die Strahlformung kann eine Erhöhung des Indexwertes eines Modulationskodierungsschemas (MCS) ermöglichen. Beispielsweise kann die Strahlformung eine Erhöhung des MCS-Indexwerts um 1 ermöglichen. Diese Erhöhung kann einer Erhöhung der Raten der physikalischen Schicht (PHY) entsprechen. Beispielsweise kann eine Erhöhung um 1 MCS-Indexwert einer Erhöhung der PHY-Übertragungsraten um 10-15 % entsprechen. Dementsprechend kann mit zunehmender Anzahl von STAs, die einem AP zugeordnet sind, der mit der Kanalsondierung verbundene Overhead größer werden als die mit der Kanalsondierung verbundenen Steigerungen. Mit zunehmender Anzahl von APs und/oder STAs, die einem bestimmten drahtlosen Netzwerk zugeordnet sind, können auch die Interferenzen zwischen den APs und/oder STAs zunehmen.
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Traditionell kann die Strahlformung und/oder Kanalsondierung innerhalb eines statischen Zeitintervalls durchgeführt werden. So kann beispielsweise eine bestimmte Zeitspanne für die Durchführung der Strahlformung und/oder Kanalsondierung vorgesehen werden. Dieses Zeitintervall kann unabhängig von den Kanalbedingungen zwischen einem Beamformer und einem Beamforming-Empfänger konstant bleiben. Dieses Zeitintervall kann hier als „Strahlformungsintervall“ oder als „Kanalsondierungsintervall“ bezeichnet werden, je nachdem, ob auf die Strahlformung oder die Kanalsondierung Bezug genommen wird. Herkömmliche Kanalsondierungsstrategien sind jedoch nicht in der Lage, Veränderungen der Umgebung und des Kundenverhaltens zu berücksichtigen und sich daher nicht an unterschiedliche Umgebungen anzupassen.
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Ein spezifisches Beispiel: In einem dynamischen Szenario ist der Kanal zwischen dem AP und dem Client ein schneller, zeitlich variabler Kanal. Ein solches Szenario kann zum Beispiel ein industrielles Szenario sein, in dem sich drahtlose Roboter, Anhänger usw. schnell bewegen. Darüber hinaus kann ein solches Szenario auch ein Szenario sein, in dem der AP an einem Eingang oder einer Lobby mit vielen Clients, Hindernissen oder Refraktoren montiert ist. Die Ausbreitungswege oder Kanäle zwischen dem AP und den Kunden ändern sich mit der Bewegung der Kunden, Hindernisse oder Refraktoren. In diesem Fall muss das Beamforming häufig durchgeführt werden. Andernfalls sind die zuvor trainierten Beamforming-Steuermatrizen nicht mehr in der Lage, die Kanaländerungen zu berücksichtigen. Veraltete Steer-Matrizen führen daher zu einer hohen Paketfehlerrate (PER) und verschlechtern die Übertragungsleistung.
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Im Gegensatz dazu muss das Beamforming in einem statischen Szenario nicht häufig durchgeführt werden, da sich der Kanal nur geringfügig ändert und die Steuermatrixen unverändert bleiben. Die Kanalsondierung der Strahlformung wird sogar zu einem großen Overhead. Es wird beispielsweise angenommen, dass ein Kanalsondierungsverfahren bis zu 0,2 ms dauern kann, und in einem Leistungsaufbau mit 50 Clients kann das Kanalsondierungsintervall für einen einzelnen Benutzer (SU) am AP 50 ms betragen. In diesem Fall beträgt der gesamte SU-Kanalsondierungs-Overhead etwa 20%
der Sendezeit. Schlimmer noch: Da die SU-Kanalsondierung und die Multi-User-Kanalsondierung (MU) parallel durchgeführt werden, ist der Gesamt-Overhead sogar noch höher.
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Es wird deutlich, dass das dynamische Szenario eine häufige Kanalsondierung erfordert, während das statische Szenario aus Effizienzgründen eine seltene Kanalsondierung erfordert. Die traditionellen Kanalsondierungsstrategien sind jedoch nur ein Kompromiss zwischen diesen beiden Szenarien. Infolgedessen sind die herkömmlichen Kanalsondierungsstrategien in beiden Szenarien ineffizient.
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenlegung schlagen eine Lösung für die Kanalsondierung vor, um die oben genannten Probleme und eines oder mehrere andere potenzielle Probleme zu lösen. Diese Lösung ermöglicht es einem AP, die Kanalsondierung in verschiedenen Zeitintervallen durchzuführen oder sogar die Strahlformung auf der Grundlage der CSI zu deaktivieren. Wenn die CSI-Änderungsrate einen ersten Schwellenwert überschreitet, kann der Zugangspunkt das Beamforming deaktivieren. Wenn die CSI-Änderungsrate den ersten Schwellenwert nicht überschreitet, aber einen zweiten Schwellenwert unterhalb des ersten Schwellenwerts überschreitet, kann der Zugangspunkt die Kanalsondierung in einem ersten Zeitintervall durchführen. Andernfalls, wenn die CSI-Änderungsrate den zweiten Schwellenwert nicht überschreitet, kann der AP die Kanalsondierung in einem zweiten Zeitintervall durchführen. Das zweite Zeitintervall ist größer als das erste Zeitintervall. Auf diese Weise kann eine adaptive Kanalsondierung durchgeführt werden.
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Weitere Vorteile von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf die unten beschriebene Beispielimplementierung beschrieben. Zur Veranschaulichung der Grundprinzipien und verschiedener Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung wird im Folgenden auf die 1 bis 6 verwiesen.
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1 zeigt eine Beispielumgebung 100, in der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung implementiert werden können. Wie in 1 gezeigt, umfasst die Umgebung 100 einen AP 110 und eine Vielzahl von Clients 120-1 bis 120-N (zusammenfassend als „Clients 120“ oder „STAs 120“ bezeichnet, wobei N eine ganze Zahl größer als 1 darstellt). Der AP 110 kann dem Client 120 eine drahtlose Verbindung zur Verfügung stellen. Um die drahtlose Verbindung zu ermöglichen, kann zwischen dem AP 110 und dem Client 120 eine Kanalsondierung (z. B. NDP-Sondierung (Null Data Packet)) oder Strahlformung durchgeführt werden.
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Während der Kanalsondierung kann eine Steuermatrix für die digitale Kodierung von Daten und die Steuerung von Signalen in eine bestimmte Richtung bestimmt werden. Zum Beispiel kann ein drahtloser Kanal mit Multiple Input Multiple Output (MIMO) durch Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) in mehrere Unterträger aufgeteilt werden. Der AP 110 kann lange Trainingssymbole (Long Training Symbols, LTFs), die vordefinierte Symbole für jeden Unterträger enthalten, in der Paketpräambel übertragen. Wenn die LTFs empfangen werden, kann der Client 120 die CSI-Matrix anhand der empfangenen Signale und der ursprünglichen LTFs schätzen und die CSI-Matrix an den AP 110 übertragen. Dann kann der AP 110 die Steuerungsmatrix unter Verwendung der CSI-Matrix erzeugen.
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Da bei der Kanalsondierung die CSI oder die Steuermatrix auf der Grundlage der CSI bestimmt werden soll, kann die CSI zur Optimierung der Kanalsondierung verwendet werden. Die CSI kann charakterisieren, wie sich drahtlose Signale bei bestimmten Trägerfrequenzen vom AP 110 zum Client 120 ausbreiten. Die CSI-Amplitude und -Phase kann durch Mehrwegeffekte wie Amplitudendämpfung und Phasenverschiebung beeinflusst werden. Jede CSI kann eine Kanalfrequenzantwort (CFR) darstellen. Die CSI kann zum Beispiel Kanaleigenschaften wie Kanalschwund, Streuung oder Signalabfall usw. beschreiben.
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Der AP 110 kann die CSI der vom Client 120 empfangenen Uplink-Frames sammeln, z. B. Bestätigungen (ACKs), Blockbestätigungen (BAs), Datenframes oder Verwaltungsframes usw. In einigen Ausführungsformen kann die CSI auf denselben Unterträgern gesammelt werden und denselben Übertragungsmodus verwenden. So ist es beispielsweise nicht zulässig, die CSI manchmal auf einem 20-MHz-Kanal und manchmal auf bestimmten OFDMA-Ressourceneinheiten (Orthogonal Frequency Division Multiple Access Resource Units) zu erfassen. Dies liegt daran, dass die Frequenzkonsistenz gewährleistet sein muss, um die Kanaländerungen zu schätzen.
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Durch die Analyse der CSI kann der AP 110 die Kanaländerungen bewerten und die Kanalsondierung optimieren. Insbesondere kann der AP 110 durch die Analyse der CSI einen Kanaländerungstrend für den Client 120 auswerten. Mit dem Wissen über den Kanaländerungstrend kann der AP 110 einen tiefen Einblick in das Kanalmodell des Clients 120 erhalten, um dementsprechend verschiedene Kanalsondierungsstrategien für verschiedene Clients 120 zu wählen.
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Um eine solche adaptive Kanalsondierung zu implementieren, bestimmt der AP 110 auf der Grundlage der vom Client 120 empfangenen Frames die CSI eines Kanals zwischen dem Client 120 und dem AP 110. Wie oben beschrieben, kann es sich bei den Frames um ACKs, BAs, Datenframes oder Managementframes usw. handeln. Dann bestimmt der AP 110, basierend auf dem CSI, eine Konfiguration über das Kanal-Sounding zwischen dem AP 110 und dem Client 120. In einigen Ausführungsformen kann der AP 110 auf der Grundlage der CSI eine CSI-Änderungsrate des Kanals bestimmen. In diesem Fall kann der AP 110 die Konfiguration auf der Grundlage der CSI-Änderungsrate bestimmen. In einigen Ausführungsformen kann die CSI-Änderungsrate auf der Grundlage einer akkumulierten CSI-Änderungsrate oder einer momentanen CSI-Änderungsrate bestimmt werden.
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In einigen Ausführungsformen kann die akkumulierte CSI-Änderungsrate beispielsweise auf der Grundlage der folgenden Gleichung bestimmt werden:
wobei ACCUMULATED-CSI-CHANGE-RATE, die kumulierte CSI-Änderungsrate des n
th Frames darstellt, CSI
n für die CSI des n
th Frames steht und CSI
0 für die Referenz-CSI steht, die zu dem Zeitpunkt erhoben wurde, als die vorherige Kanalsondierung durchgeführt wurde.
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In einigen Ausführungsformen kann die momentane CSI-Änderungsrate beispielsweise anhand der folgenden Gleichung bestimmt werden:
wobei INSTANTANEOUS_CSI_CHANGE RATE
n für die momentane CSI-Änderungsrate des n
th Frames steht, CSI
n die CSI des n
th Frames darstellt und CSI
n-1 für den CSI des (n-1)
th Frames steht.
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In einigen Ausführungsformen kann die CSI-Änderungsrate die akkumulierte CSI-Änderungsrate oder die momentane CSI-Änderungsrate sein. Alternativ dazu kann die CSI-Änderungsrate in einigen Ausführungsformen der Durchschnitt der akkumulierten CSI-Änderungsraten über einen bestimmten Zeitraum oder der Durchschnitt der momentanen CSI-Änderungsraten über einen bestimmten Zeitraum sein.
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2 und 3 zeigen schematische Diagramme 200 und 300 der CSI-Änderungsraten des Kanals zwischen dem Client 120 und dem AP 110 in einem statischen Szenario bzw. einem dynamischen Szenario gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie in 2 und 3 gezeigt, bleibt die CSI-Änderungsrate im statischen Szenario (z. B. ein Szenario, in dem der Client 120 statisch ist oder sich leicht bewegt) auf einem relativ niedrigen Niveau. Wie aus 2 ersichtlich ist, bleiben die akkumulierte CSI-Änderungsrate 210 und die momentane CSI-Änderungsrate 220 jeweils auf einem relativ niedrigen Niveau. Im Vergleich dazu bleibt die CSI-Änderungsrate im dynamischen Szenario (z. B. in einem Szenario, in dem sich der Client 120, Hindernisse oder Refraktoren schnell bewegen) auf einem relativ hohen Niveau. Wie aus 3 ersichtlich ist, bleiben die akkumulierte CSI-Änderungsrate 310 und die momentane CSI-Änderungsrate 320 jeweils auf einem relativ hohen Niveau.
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Da sich die CSI im statischen Szenario langsam ändert oder unverändert bleibt, kann der AP 110 für den Client 120 mit einem statischen Kanal ein größeres Kanalsondierungsintervall wählen, um den Overhead der Kanalsondierung zu reduzieren und die Übertragungsleistung zu verbessern. Im Gegensatz dazu kann der AP 110 für den Client 120 mit einem zeitlich variierenden Kanal ein kleineres Kanalsondierungsintervall wählen, um die CSI rechtzeitig zu aktualisieren. Je schneller sich der Kanal ändert, desto häufiger kann eine Kanalsondierung durchgeführt werden. Da die während der Kanalsondierung ermittelte CSI möglicherweise nicht mit den Kanaländerungen Schritt halten kann, kann der AP 110 bei einem Client 120 mit einem extrem zeitlich schwankenden Kanal sogar das Beamforming für diesen Client 120 deaktivieren.
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Ein solches adaptives Kanalsondierungsintervall kann mit einer Konfiguration der Kanalsondierung zwischen dem AP 110 und dem Client 120 implementiert werden. 4 zeigt ein schematisches Diagramm einer Konfiguration 400 für die Kanalsondierung zwischen dem AP 110 und dem Client 120 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie in 4 gezeigt, kann der AP 110, wenn die CSI-Änderungsrate einen ersten Schwellenwert 410 überschreitet, was bedeutet, dass sich der Kanal zwischen dem Client 120 und dem AP 110 extrem mit der Zeit ändert, die Konfiguration bestimmen, die anzeigt, dass das Beamforming für den Client 120 deaktiviert ist. In diesem Fall kann der AP 110 das Beamforming und/oder die Kanalsondierung für den Client 120 deaktivieren.
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Andernfalls, wenn die CSI-Änderungsrate den ersten Schwellenwert 410 nicht überschreitet, kann der AP 110 die Konfiguration bestimmen, die anzeigt, dass das Beamforming für den Client 120 aktiviert ist. In diesem Fall kann der AP 110 die Kanalsondierung auf der Grundlage der Konfiguration durchführen.
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In einigen Ausführungsformen, wenn die CSI-Änderungsrate den ersten Schwellenwert 410 nicht überschreitet, aber einen zweiten Schwellenwert 420 unterhalb des ersten Schwellenwerts 410 überschreitet, was bedeutet, dass sich der Kanal zwischen dem Client 120 und dem AP 110 mit der Zeit ändert, kann der AP 110 die Konfiguration bestimmen, die ein erstes Zeitintervall für die Durchführung der Kanalsondierung angibt. In diesem Fall kann der AP 110 im ersten Zeitintervall Kanalsondierungspakete (z. B. Null-Datenpakete) an den Client 120 senden.
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Wenn die CSI-Änderungsrate den zweiten Schwellenwert 420 nicht überschreitet, was bedeutet, dass sich der Kanal zwischen dem Client 120 und dem AP 110 langsam ändert oder unverändert bleibt, kann der AP 110 alternativ die Konfiguration bestimmen, die ein zweites Zeitintervall für die Durchführung der Kanalsondierung angibt. Das zweite Zeitintervall kann das erste Zeitintervall überschreiten. In diesem Fall kann der AP 110 im zweiten Zeitintervall Kanalsondierungspakete (z. B. Null-Datenpakete) an den Client 120 senden.
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Zusätzlich zur Durchführung der Kanalsondierung auf der Grundlage der CSI-Änderungsrate kann die asynchrone Kanalsondierung auch ausgelöst werden, wenn der aktuelle Kanalzustand weit vom ursprünglichen Kanalzustand abweicht. Insbesondere kann der AP 110 in einigen Ausführungsformen, wenn eine Differenz zwischen dem CSI und dem Referenz-CSI des Kanals einen dritten Schwellenwert überschreitet, die Konfiguration bestimmen, die anzeigt, dass das Beamforming für den Client 120 aktiviert ist, und das Kanalsondieren wird ausgelöst. Wie oben beschrieben, kann die Referenz-CSI bei der Durchführung der vorherigen Kanalsondierung bestimmt werden. In diesem Fall kann der AP 110 sofort Kanalsondierungspakete an den Client 120 senden.
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Auf diese Weise kann die Kanalsondierung an verschiedene Szenarien angepasst und die Leistung des Beamforming verbessert werden.
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Da die CSI auf der Grundlage der Uplink-Frames und nicht des Beamforming-Feedbacks bestimmt wird, sind außerdem keine zusätzlichen Kanalsondierungen zur Bewertung der Kanaländerungen erforderlich. Das heißt, dass der AP 110 nicht auf ein Kanalsondierungsintervall warten muss, um den Kanalzustand zu kennen, und somit in der Lage ist, sich umgehend und effizient an die Kanaländerungen anzupassen.
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Außerdem ist die CSI im Vergleich zum Received Signal Strength Indicator (RSSI) in vielen Szenarien genauer als der RSSI. Wenn der AP 110 beispielsweise die Sendeleistung anpasst, ändert sich zwar die RSSI, nicht aber der Kanalzustand. Stattdessen wird die CSI nicht durch die veränderte Sendeleistung beeinflusst.
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5 zeigt ein Beispiel für ein AP 110 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Das AP 110 umfasst einen Prozessor 510 und einen mit dem Prozessor 510 verbundenen Speicher 520. Der Speicher 520 speichert Anweisungen 522, 524 und 526, um den Prozessor 510 zu veranlassen, einige Handlungen auszuführen.
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Wie in 5 gezeigt, speichert der Speicher 520 Anweisung(en) 522, um auf der Grundlage von von einem Client empfangenen Rahmen Kanalstatusinformationen (CSI) eines Kanals zwischen dem Client und dem Zugangspunkt zu bestimmen. Darüber hinaus speichert der Speicher 520 Anweisung(en) 524, um auf der Grundlage der CSI eine Konfiguration über die Kanalsondierung zwischen dem Zugangspunkt und dem Client zu bestimmen. Ferner speichert der Speicher 520 Anweisung(en) 526, um als Reaktion auf die Konfiguration, die anzeigt, dass die Strahlformung für den Client aktiviert ist, die Kanalsondierung auf der Grundlage der Konfiguration durchzuführen.
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In einigen Ausführungsformen kann der AP 110 als Reaktion auf die Konfiguration, die anzeigt, dass das Beamforming für den Client deaktiviert ist, das Beamforming und/oder die Kanalsondierung für den Client deaktivieren.
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In einigen Ausführungsformen kann der AP 110, um die Konfiguration zu bestimmen, basierend auf der CSI eine CSI-Änderungsrate des Kanals bestimmen. In Übereinstimmung mit einer Bestimmung, dass die CSI-Änderungsrate einen ersten Schwellenwert überschreitet, kann der AP 110 die Konfiguration bestimmen, die anzeigt, dass das Beamforming für den Client deaktiviert ist. In Übereinstimmung mit einer Bestimmung, dass die CSI-Änderungsrate den ersten Schwellenwert nicht überschreitet, kann der AP 110 die Konfiguration bestimmen, die anzeigt, dass das Beamforming für den Client aktiviert ist.
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In einigen Ausführungsformen kann der AP 110, um die Konfiguration zu bestimmen, in Übereinstimmung mit einer Bestimmung, dass die CSI-Änderungsrate den ersten Schwellenwert nicht überschreitet, aber einen zweiten Schwellenwert unterhalb des ersten Schwellenwerts überschreitet, die Konfiguration bestimmen, die ein erstes Zeitintervall für die Durchführung der Kanalsondierung angibt. Um die Kanalsondierung auf der Grundlage der Konfiguration durchzuführen, kann der AP 110 darüber hinaus im ersten Zeitintervall Kanalsondierungspakete an den Client senden.
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In einigen Ausführungsformen kann der AP 110 zur Bestimmung der Konfiguration in Übereinstimmung mit der Feststellung, dass die CSI-Änderungsrate den zweiten Schwellenwert nicht überschreitet, die Konfiguration bestimmen, die ein zweites Zeitintervall zur Durchführung der Kanalsondierung angibt. Zum Beispiel kann das zweite Zeitintervall das erste Zeitintervall überschreiten. Um die Kanalsondierung auf der Grundlage der Konfiguration durchzuführen, kann der AP 110 darüber hinaus im zweiten Zeitintervall Kanalsondierungspakete an den Client senden.
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In einigen Ausführungsformen kann der AP 110 als Reaktion auf eine Differenz zwischen der CSI und der Referenz-CSI des Kanals, die einen dritten Schwellenwert überschreitet, ferner die Konfiguration bestimmen, die anzeigt, dass das Beamforming für den Client aktiviert und die Kanalsondierung ausgelöst ist. Beispielsweise kann die Referenz-CSI als Reaktion auf eine zuvor durchgeführte Kanalsondierung bestimmt werden. Um die Kanalsondierung auf der Grundlage der Konfiguration durchzuführen, kann der AP 110 außerdem ein Kanalsondierungspaket an den Client senden.
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In einigen Ausführungsformen können die Rahmen Bestätigungen, Blockbestätigungen, Datenrahmen oder Verwaltungsrahmen umfassen.
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6 zeigt ein Flussdiagramm eines Beispielverfahrens 600 zur Kanalsondierung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Es versteht sich, dass das Verfahren 600 von der AP 110 ausgeführt werden kann, wie unter Bezugnahme auf die 1-5 beschrieben.
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Bei 610 bestimmt der AP 110, basierend auf von einem Client empfangenen Frames, Kanalstatusinformationen (CSI) eines Kanals zwischen dem Client und dem Zugangspunkt. Bei 620 bestimmt der AP 110, basierend auf der CSI, eine Konfiguration über die Kanalsondierung zwischen dem Zugangspunkt und dem Client. Bei 630 führt der AP 110 als Reaktion auf die Konfiguration, die anzeigt, dass Beamforming für den Client aktiviert ist, die Kanalsondierung basierend auf der Konfiguration durch.
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In einigen Ausführungsformen kann der AP 110 als Reaktion auf die Konfiguration, die anzeigt, dass das Beamforming für den Client deaktiviert ist, das Beamforming für den Client deaktivieren.
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In einigen Ausführungsformen kann der AP 110, um die Konfiguration zu bestimmen, basierend auf der CSI eine CSI-Änderungsrate des Kanals bestimmen. In Übereinstimmung mit einer Bestimmung, dass die CSI-Änderungsrate einen ersten Schwellenwert überschreitet, kann der AP 110 die Konfiguration bestimmen, die anzeigt, dass das Beamforming für den Client deaktiviert ist. In Übereinstimmung mit einer Bestimmung, dass die CSI-Änderungsrate den ersten Schwellenwert nicht überschreitet, kann der AP 110 die Konfiguration bestimmen, die anzeigt, dass das Beamforming für den Client aktiviert ist.
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In einigen Ausführungsformen kann der AP 110, um die Konfiguration zu bestimmen, in Übereinstimmung mit einer Bestimmung, dass die CSI-Änderungsrate den ersten Schwellenwert nicht überschreitet, aber einen zweiten Schwellenwert unterhalb des ersten Schwellenwerts überschreitet, die Konfiguration bestimmen, die ein erstes Zeitintervall für die Durchführung der Kanalsondierung angibt. Um die Kanalsondierung auf der Grundlage der Konfiguration durchzuführen, kann der AP 110 darüber hinaus im ersten Zeitintervall Kanalsondierungspakete an den Client senden.
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In einigen Ausführungsformen kann der AP 110 zur Bestimmung der Konfiguration in Übereinstimmung mit der Feststellung, dass die CSI-Änderungsrate den zweiten Schwellenwert nicht überschreitet, die Konfiguration bestimmen, die ein zweites Zeitintervall zur Durchführung der Kanalsondierung angibt. Zum Beispiel kann das zweite Zeitintervall das erste Zeitintervall überschreiten. Um die Kanalsondierung auf der Grundlage der Konfiguration durchzuführen, kann der AP 110 darüber hinaus im zweiten Zeitintervall Kanalsondierungspakete an den Client senden.
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In einigen Ausführungsformen kann der AP 110 als Reaktion auf eine Differenz zwischen der CSI und der Referenz-CSI des Kanals, die einen dritten Schwellenwert überschreitet, ferner die Konfiguration bestimmen, die anzeigt, dass das Beamforming für den Client aktiviert und die Kanalsondierung ausgelöst ist. Beispielsweise kann die Referenz-CSI als Reaktion auf eine zuvor durchgeführte Kanalsondierung bestimmt werden. Um die Kanalsondierung auf der Grundlage der Konfiguration durchzuführen, kann der AP 110 außerdem ein Kanalsondierungspaket an den Client senden.
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In einigen Ausführungsformen können die Rahmen Bestätigungen, Blockbestätigungen, Datenrahmen oder Verwaltungsrahmen umfassen.
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Auf diese Weise kann die Kanalsondierung an verschiedene Szenarien angepasst und somit die Leistung des Beamforming verbessert werden.
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Programmcodes oder Anweisungen zur Durchführung von Verfahren der vorliegenden Offenbarung können in einer beliebigen Kombination von einer oder mehreren Programmiersprachen geschrieben werden. Diese Programmcodes oder Anweisungen können einem Prozessor oder einer Steuerung eines Allzweckcomputers, eines Spezialcomputers oder eines anderen programmierbaren Datenverarbeitungsgeräts zugeführt werden, so dass die Programmcodes, wenn sie von dem Prozessor oder der Steuerung ausgeführt werden, die in den Flussdiagrammen und/oder Blockdiagrammen angegebenen Funktionen/Vorgänge bewirken. Der Programmcode oder die Anweisungen können vollständig auf einer Maschine, teilweise auf der Maschine, als eigenständiges Softwarepaket, teilweise auf der Maschine und teilweise auf einer entfernten Maschine oder vollständig auf der entfernten Maschine oder dem Server ausgeführt werden.
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Im Zusammenhang mit dieser Offenbarung kann ein maschinenlesbares Medium jedes greifbare Medium sein, das ein Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem Befehlsausführungssystem, -apparat oder -gerät enthalten oder speichern kann. Das maschinenlesbare Medium kann ein maschinenlesbares Signalmedium oder ein maschinenlesbares Speichermedium sein. Ein maschinenlesbares Medium kann ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot- oder Halbleitersystem, ein Gerät oder eine Vorrichtung oder eine geeignete Kombination der vorgenannten sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Spezifischere Beispiele für ein maschinenlesbares Speichermedium wären eine elektrische Verbindung mit einem oder mehreren Drähten, eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, ein Direktzugriffsspeicher (RAM), ein Festwertspeicher (ROM), ein löschbarer programmierbarer Festwertspeicher (EPROM oder Flash-Speicher), eine optische Faser, ein tragbarer Compact-Disc-Festwertspeicher (CD-ROM), eine optische Speichervorrichtung, eine magnetische Speichervorrichtung oder jede geeignete Kombination der vorgenannten.
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Auch wenn die Vorgänge in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt sind, ist dies nicht so zu verstehen, dass diese Vorgänge in der dargestellten Reihenfolge oder nacheinander ausgeführt werden müssen oder dass alle dargestellten Vorgänge ausgeführt werden müssen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Unter bestimmten Umständen können Multitasking und Parallelverarbeitung vorteilhaft sein. Bestimmte Merkmale, die im Zusammenhang mit einzelnen Ausführungsformen beschrieben werden, können auch in Kombination in einer einzigen Ausführung implementiert werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Zusammenhang mit einer einzigen Ausführungsform beschrieben werden, auch in mehreren Ausführungsformen separat oder in jeder geeigneten Unterkombination implementiert werden.
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In der vorstehenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Offenbarung wird auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen, die einen Teil dieser Offenbarung bilden und in denen zur Veranschaulichung gezeigt wird, wie Beispiele der Offenbarung ausgeführt werden können. Diese Beispiele sind ausreichend detailliert beschrieben, um es Fachleuten zu ermöglichen, die Beispiele der vorliegenden Offenbarung in die Praxis umzusetzen, und es versteht sich, dass andere Beispiele verwendet werden können und dass verfahrenstechnische, elektrische und/oder strukturelle Änderungen vorgenommen werden können, ohne dass der Umfang der vorliegenden Offenbarung verlassen wird.