專利名稱：用于提高網(wǎng)狀網(wǎng)中頻譜使用效率的方法和裝置的制作方法
用于提髙網(wǎng)狀網(wǎng)中頻譜使用效率的方法和裝置
根據(jù)35 U.S.C. §119的優(yōu)先權(quán)要求
本專利申請(qǐng)要求2006年3月3日提交且被轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)受讓人并因而被 明確援引納入于此的臨時(shí)申請(qǐng)No. 60/778,747的優(yōu)先權(quán)。
背景
領(lǐng)域
本公開涉及網(wǎng)狀網(wǎng)。更具體地，本公開涉及一種用于管理通過網(wǎng)狀網(wǎng)的數(shù) 據(jù)流的方法和裝置。
背景
近年來，對(duì)高速數(shù)據(jù)服務(wù)的廣泛接入的需求不斷增長(zhǎng)。電信行業(yè)已通過提 供各種無線產(chǎn)品和服務(wù)來響應(yīng)這種需求增長(zhǎng)。為了致力于使這些產(chǎn)品和服務(wù)可 互操作，電氣和電子工程師協(xié)議會(huì)(正EE)已經(jīng)頒布了例如IEEE 802.11等的 一組無線局域網(wǎng)(WLAN)標(biāo)準(zhǔn)。遵循這些標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品和服務(wù)常常以無線點(diǎn)到 多點(diǎn)的配置來組網(wǎng)。在一種配置中，個(gè)體的無線設(shè)備(例如，站)可直接與因 特網(wǎng)接入點(diǎn)通信，其中每個(gè)無線設(shè)備共享可用帶寬。
更為高效和富有彈性的網(wǎng)絡(luò)可通過網(wǎng)狀網(wǎng)的使用來實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)狀網(wǎng)是具有多 個(gè)無線網(wǎng)格點(diǎn)的分布式網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)狀網(wǎng)中的每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)可起到能夠接收話務(wù)流送 (TS)并將TS中繼至下一網(wǎng)格點(diǎn)的中繼器的作用。TS可通過在網(wǎng)格點(diǎn)之間跳 躍來從始發(fā)網(wǎng)格點(diǎn)行進(jìn)到目的網(wǎng)格點(diǎn)。TS路由算法確保TS被高效率地從它們 的始發(fā)網(wǎng)格點(diǎn)路由至它們的目的網(wǎng)格點(diǎn)。TS路由算法可動(dòng)態(tài)地適應(yīng)網(wǎng)狀網(wǎng)中 的變化并可使得網(wǎng)狀網(wǎng)更加高效和富有彈性。例如，在某網(wǎng)格點(diǎn)過于繁忙而不 能處置該TS或者網(wǎng)格點(diǎn)已從網(wǎng)狀網(wǎng)脫落的情況下，TS路由算法可路由該TS 通過該網(wǎng)狀網(wǎng)中的其它網(wǎng)格點(diǎn)去往目的網(wǎng)格點(diǎn)。
網(wǎng)狀網(wǎng)經(jīng)?？赡馨ň哂胁煌僮魈匦缘木W(wǎng)格點(diǎn)的階層結(jié)構(gòu)。在一些網(wǎng)狀
網(wǎng)架構(gòu)中，客戶端是在該階層結(jié)構(gòu)底部的網(wǎng)格點(diǎn)?？蛻舳耸侵T如膝上型計(jì)算機(jī) 或個(gè)人數(shù)字助理等個(gè)體無線設(shè)備。接入點(diǎn)(AP)是作為客戶端上層的、為該網(wǎng) 狀網(wǎng)形成無線骨架的層的網(wǎng)格點(diǎn)。 一些AP是有線的并被稱為網(wǎng)關(guān)，因?yàn)樗鼈?構(gòu)成了該網(wǎng)狀網(wǎng)與其它網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)橋。其它AP可以是無線的并被稱為路由
器，因?yàn)樗鼈兛稍诳蛻舳伺c網(wǎng)關(guān)之間路由TS。
當(dāng)前，沒有被普遍接受的用于路由TS通過網(wǎng)狀網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。為無線網(wǎng)狀網(wǎng) 和動(dòng)態(tài)路由通過無線網(wǎng)狀網(wǎng)創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)是IEEE 802.1(s)工作組的目標(biāo)之一。標(biāo)準(zhǔn) 將確保遵循該標(biāo)準(zhǔn)的無線設(shè)備和服務(wù)是可互操作的。遵循802.1 l(s)的無線設(shè)備 和服務(wù)的大規(guī)模生產(chǎn)預(yù)示會(huì)增加網(wǎng)狀網(wǎng)的使用和部署。
在小地理區(qū)域中部署無組織和分布式通信裝置要求高效地使用可用頻譜， 對(duì)于諸如攜帶大量話務(wù)負(fù)荷的AP等的網(wǎng)格點(diǎn)尤其如此。本領(lǐng)域的技術(shù)人員已 經(jīng)認(rèn)識(shí)到提高網(wǎng)狀網(wǎng)中可用頻譜的有產(chǎn)出使用的裝置和方法是所希望的。
概要
一種管理網(wǎng)狀網(wǎng)中通信信道的使用的方法，包括在通信信道中監(jiān)視一個(gè) 或以上載波；測(cè)量這一個(gè)或以上載波的信號(hào)強(qiáng)度；以及在信號(hào)強(qiáng)度滿足條件的 情況下傳送數(shù)據(jù)。 一種在無線接入點(diǎn)之間動(dòng)態(tài)地調(diào)度接入點(diǎn)通信的方法，包括 在第一接入點(diǎn)處確定可用信道上的干擾狀況，以及在該干擾狀況滿足條件的情 況下調(diào)度該第一接入點(diǎn)向第二接入點(diǎn)傳送。
一種具有分布在地理區(qū)域上的包括網(wǎng)關(guān)和路由器的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)(AP) 的網(wǎng)狀網(wǎng)。網(wǎng)關(guān)可以是有線AP。路由器可以是在客戶端(例如，無線設(shè)備) 與網(wǎng)關(guān)之間路由TS的無線AP。 AP可動(dòng)態(tài)地評(píng)價(jià)在其鄰域中通信信道的狀態(tài) 以確定是否、及何時(shí)傳送。AP可在其位置處偵聽傳送自其他AP的載波的收 到強(qiáng)度。每個(gè)AP可估計(jì)與每個(gè)所觀察到的載波共傳的效應(yīng)。如果共傳提高網(wǎng) 狀網(wǎng)的譜效率，則AP可傳送。AP還可估計(jì)載波干擾比并相應(yīng)地調(diào)節(jié)其傳輸 率。AP還可使用定向天線來扇區(qū)化其數(shù)據(jù)鏈路。AP還可適應(yīng)網(wǎng)狀網(wǎng)環(huán)境中的 變化。
附圖簡(jiǎn)述
本公開的特征、目的、和優(yōu)勢(shì)將因以下結(jié)合附圖闡述的具體描述而變得更 加顯而易見，附圖中


圖1是根據(jù)一實(shí)施例的示例性網(wǎng)狀網(wǎng)的示圖。
圖2是根據(jù)一實(shí)施例通過圖1的示例性網(wǎng)狀網(wǎng)的TS流的示例性地形拓?fù)?br> 的示圖。
圖3是根據(jù)一實(shí)施例依照載波偵聽多址(CSMA)在網(wǎng)狀網(wǎng)中的TS流對(duì) 的示圖。
圖4是根據(jù)一實(shí)施例依照軟CSMA在網(wǎng)狀網(wǎng)中的共傳TS流對(duì)的示圖。 圖5是根據(jù)一實(shí)施例可在網(wǎng)關(guān)與路由器之間發(fā)生同步傳輸?shù)腡S流對(duì)的示圖。
圖6是示出了根據(jù)一實(shí)施例在網(wǎng)狀網(wǎng)的一部分中TS流對(duì)之間的共信道干 擾的示圖。
圖7是示出了根據(jù)一實(shí)施例在網(wǎng)狀網(wǎng)的一部分中的天線扇區(qū)化的示圖。 圖8是示出了根據(jù)一實(shí)施例使用正交頻分多址(OFDMA)來自網(wǎng)狀網(wǎng)的 群集的示圖。
圖9是示出了根據(jù)一實(shí)施例的用于提高網(wǎng)狀網(wǎng)的效率的頻譜重用方法的 流程圖。
圖10是示出了根據(jù)一實(shí)施例的用于提高網(wǎng)狀網(wǎng)的效率的天線扇區(qū)化方法 的流程圖。
圖11是示出了根據(jù)一實(shí)施例的用于增加頻率重用以降低網(wǎng)狀網(wǎng)的譜效率 的OFDMA方法的流程圖。
圖12是示出了根據(jù)一實(shí)施例的用于管理網(wǎng)狀網(wǎng)中通信信道的使用的裝置 的示例性組件和手段的框圖。
具體描述
現(xiàn)在將參照附圖來描述實(shí)現(xiàn)本公開的各種特征的實(shí)施例的方法和系統(tǒng)。提 供附圖及相關(guān)聯(lián)的描述用以說明本公開的實(shí)施例而并非限定本公開的范圍。本 說明書中對(duì)"一個(gè)實(shí)施例"或"一實(shí)施例"的引述旨在指示結(jié)合該實(shí)施例所描述的
特定特征、結(jié)構(gòu)、或特性被包括在本公開的至少一實(shí)施例中。本說明書中各處 出現(xiàn)的短語"在一個(gè)實(shí)施例中"或"一實(shí)施例"并不一定全部指代同一實(shí)施例。貫 穿所有附圖，附圖標(biāo)記被重用以指示所參引的要素之間的對(duì)應(yīng)性。另外，每個(gè) 附圖標(biāo)記的第一位數(shù)字指示該要素初次在其中出現(xiàn)的附圖。
圖1是根據(jù)一實(shí)施例的示例性網(wǎng)狀網(wǎng)100的示圖。在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)狀
網(wǎng)100具有12個(gè)網(wǎng)關(guān)102 (用點(diǎn)外加一圈來指示)以及76個(gè)路由器104 (用 點(diǎn)來指示)。代表性部分106包括3個(gè)網(wǎng)關(guān)102和18個(gè)路由器104。
網(wǎng)關(guān)102可以是有線接入點(diǎn)(AP)。網(wǎng)關(guān)102可在網(wǎng)狀網(wǎng)與其它網(wǎng)絡(luò)之 間形成網(wǎng)橋。例如， 一個(gè)或以上網(wǎng)關(guān)102可以接線至因特網(wǎng)，由此將網(wǎng)狀網(wǎng)100 橋接至因特網(wǎng)。路由器104可以是與網(wǎng)關(guān)102及其它路由器104通信的無線 AP。 AP可為網(wǎng)狀網(wǎng)100中的通信流提供類骨架的結(jié)構(gòu)。AP可與諸如膝上型 計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、及個(gè)人數(shù)字助理等客戶端(未示出)通信。AP可在一個(gè) 或以上通信信道上與其它AP通信。AP還可在一個(gè)或以上通信信道上與客戶 端通信。
去往客戶端的TS可通過網(wǎng)關(guān)102進(jìn)入網(wǎng)狀網(wǎng)100。來自客戶端的TS可通 過網(wǎng)關(guān)102離開網(wǎng)狀網(wǎng)100。靠近網(wǎng)關(guān)102之一的客戶端可與網(wǎng)關(guān)102中的一 個(gè)建立直接無線鏈路。在網(wǎng)關(guān)102之一的范圍之外的客戶端可通過一個(gè)或以上 路由器104與網(wǎng)關(guān)102建立間接無線鏈路。
圖1的網(wǎng)狀網(wǎng)100被示為蜂窩配置。每個(gè)網(wǎng)關(guān)102可以被6個(gè)路由器104 所圍繞以形成一群集。該蜂窩配置是作為示例示出的。任何網(wǎng)狀網(wǎng)的拓?fù)湓诤?大程度上可取決于地形拓?fù)洹＠?，部署在大學(xué)校園內(nèi)的網(wǎng)狀網(wǎng)可能具有呈偽 隨機(jī)的拓?fù)?。網(wǎng)關(guān)102可能是位于與搭載在屋頂上的天線相連接的因特網(wǎng)連線 建筑物中的計(jì)算機(jī)。路由器104可能與提供便利能源的路燈柱同處一處。該拓 撲可允許大學(xué)低成本地將其因特網(wǎng)覆蓋擴(kuò)展到校園中遠(yuǎn)離這些因特網(wǎng)連線建 筑物的區(qū)域。盡管這種拓?fù)鋵?dǎo)致不規(guī)則的蜂窩小區(qū)形狀和大小，但這里所討論 的原理和構(gòu)思仍適用。
圖2是根據(jù)一實(shí)施例通過圖1的示例性網(wǎng)狀網(wǎng)的TS流的示例性地形拓?fù)?的示圖。特別地，圖2示出了在網(wǎng)狀網(wǎng)100的網(wǎng)關(guān)102與路由器104之間商定 的示例性TS特權(quán)。大多數(shù)路由器104可能已經(jīng)與最近的網(wǎng)關(guān)102商定了直接
無線鏈路。然而， 一些路由器104可能已商定了通過另一路由器到網(wǎng)關(guān)102的 間接無線鏈路204。對(duì)于間接鏈路204, TS可從一個(gè)路由器跳躍至另一路由器。 間接鏈路204可能出于許多原因而建立，包括陰影衰落；與網(wǎng)關(guān)102建立直 接鏈路受阻；網(wǎng)關(guān)102由于其正幾近容限地工作而拒絕路由器104接入；以及 在最近網(wǎng)關(guān)102的鄰域中有過多的TS話務(wù)。
網(wǎng)關(guān)102與路由器104之間的直接鏈路202和間接鏈路204使得網(wǎng)狀網(wǎng) 100富有彈性并可自適應(yīng)。不能直接接入網(wǎng)關(guān)102的路由器104可將TS通過其 它路由器轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)關(guān)102。路由器104還可接收通過其它路由器從網(wǎng)關(guān)102轉(zhuǎn) 發(fā)來的TS。 TS可被繞開不能工作或繁忙的網(wǎng)關(guān)102和路由器104。每個(gè)網(wǎng)關(guān) 102和路由器104還可協(xié)商其無線鏈路以及這些鏈路的數(shù)據(jù)率。每個(gè)網(wǎng)關(guān)102 和路由器104可嘗試平衡負(fù)荷、適應(yīng)有缺陷的拓?fù)?、或適應(yīng)對(duì)數(shù)正態(tài)陰影衰落。 每個(gè)網(wǎng)關(guān)102和路由器104可估計(jì)或測(cè)量載波干擾比以便其可恰當(dāng)?shù)毓芾砥鋽?shù) 據(jù)鏈路。
圖3是根據(jù)一實(shí)施例依照CSMA在網(wǎng)狀網(wǎng)IOO中的TS流對(duì)301的示圖。 在該實(shí)施例中，網(wǎng)關(guān)102和路由器104在通信信道中監(jiān)視其它網(wǎng)關(guān)和路由器的 載波。如果偵聽到載波，則網(wǎng)關(guān)102和路由器104避免傳送TS。這樣，就使 得共信道干擾最小化。例如，如果網(wǎng)關(guān)302正在向路由器304傳送，則網(wǎng)關(guān)302 的載波可能被路由器306、 308、 310、 312、 314、 316和318偵聽到。這些路 由器可在直到不再偵聽到網(wǎng)關(guān)302的載波之前不傳送。
在傳輸期間，許多因素會(huì)影響哪些路由器偵聽到網(wǎng)關(guān)302的載波。這些因 素可包括網(wǎng)關(guān)302的發(fā)射功率、對(duì)數(shù)正態(tài)陰影衰落、環(huán)境狀況等。網(wǎng)關(guān)302的 載波可能在鄰路由器306、 308、 310、 312和314處以及非鄰路由器316和318 處被偵聽到。在一些實(shí)施例中，網(wǎng)關(guān)302的載波可能被其它網(wǎng)關(guān)偵聽到。
圖3中示出了 7個(gè)TS流對(duì)301 (例如，網(wǎng)關(guān)302與路由器304) 。 TS流 對(duì)301在數(shù)目上是有限的，因?yàn)槊總€(gè)網(wǎng)關(guān)或路由器不再偵聽到另一載波之后才 傳送。然而，網(wǎng)絡(luò)的鏈路是相對(duì)高效的，因?yàn)殒溌返芥溌饭残诺栏蓴_很可能是 相對(duì)較小量的。
圖4是根據(jù)一實(shí)施例依照軟CSMA在網(wǎng)狀網(wǎng)中的共傳TS流對(duì)402的示圖。 網(wǎng)關(guān)102和路由器104在通信信道中監(jiān)視其它網(wǎng)關(guān)和路由器。如果偵聽到載波，
則該網(wǎng)關(guān)或路由器評(píng)估如果該網(wǎng)關(guān)或路由器在該信道上共傳是否可提高網(wǎng)狀
網(wǎng)100的譜效率。例如，網(wǎng)關(guān)404可能具有與路由器406的鏈路。網(wǎng)關(guān)408可 能能夠偵聽到網(wǎng)關(guān)404的載波。然而，網(wǎng)關(guān)404的載波在網(wǎng)關(guān)408處可能已經(jīng) 被相當(dāng)充分地衰減。網(wǎng)關(guān)408可評(píng)價(jià)網(wǎng)關(guān)404的信號(hào)強(qiáng)度并確定其可以與路由 器410建立鏈路。
所建立的鏈路可能有一些共信道干擾，且可能不如在無干擾情況下那么穩(wěn) 健。網(wǎng)關(guān)408還可調(diào)節(jié)其對(duì)路由器410的數(shù)據(jù)率以補(bǔ)償路由器410處期望信噪 比因此共信道干擾而導(dǎo)致的任何下降。類似地，網(wǎng)關(guān)402可調(diào)節(jié)其對(duì)路由器404 的數(shù)據(jù)率以補(bǔ)償信噪比的任何下降。
通過允許有一些共信道干擾，每個(gè)個(gè)體流對(duì)的吞吐量下降。然而，該網(wǎng)狀 網(wǎng)中流對(duì)的數(shù)目可得以增加。在此實(shí)施例中，網(wǎng)狀網(wǎng)所支持的流對(duì)的數(shù)目是12 對(duì)。因此，在此實(shí)施例中，個(gè)體鏈路效率下降但總計(jì)的網(wǎng)狀網(wǎng)吞吐量得以增加。 可以證明，通過網(wǎng)狀網(wǎng)攜帶的信息量與下式成比例
其中N=鏈路數(shù)目；并且 Y=平均載波干擾比。 網(wǎng)關(guān)和路由器中的每一個(gè)可維護(hù)所觀察到的偵聽載波功率的表。網(wǎng)關(guān)和路 由器可作出共傳是將提高還是降低網(wǎng)狀網(wǎng)效率的確定。如果共傳提高網(wǎng)狀網(wǎng)效 率，則它們可傳送。網(wǎng)關(guān)和路由器隨后可基于估計(jì)或測(cè)得的共信道干擾來調(diào)節(jié)
它們的數(shù)據(jù)率以最優(yōu)化各TS流對(duì)402中每一對(duì)的個(gè)體數(shù)據(jù)率。
圖5是根據(jù)一實(shí)施例可在網(wǎng)關(guān)102與路由器104之間發(fā)生同步傳輸?shù)腡S 流對(duì)502的示圖。從網(wǎng)關(guān)102到路由器104的傳輸可以基于從網(wǎng)關(guān)102到路由 器104的相對(duì)方位來定時(shí)。該圖解顯示所有的TS流對(duì)都具有在網(wǎng)關(guān)102的西 北偏北的路由器104。
這些TS流對(duì)502可根據(jù)時(shí)分多址(TDMA)方案來同步。例如，第一時(shí) 隙可被指派給網(wǎng)關(guān)102向相對(duì)方位朝東北偏北的路由器104傳送。第二時(shí)隙可 被指派給網(wǎng)關(guān)102向相對(duì)方位朝東的路由器104傳送。第三時(shí)隙可被指派給網(wǎng) 關(guān)102向東南偏南方的路由器104傳送。第四時(shí)隙可被指派給網(wǎng)關(guān)102向西南 偏南方的路由器104傳送。第五時(shí)隙可被指派給網(wǎng)關(guān)102向西方的路由器104 傳送。第六時(shí)隙可被指派給網(wǎng)關(guān)102向在西北偏北方的路由器104傳送。
圖6是示出了根據(jù)一實(shí)施例在網(wǎng)狀網(wǎng)100的一部分中TS流對(duì)之間的共信 道干擾的示圖。如上所討論的，在容忍共信道干擾的情況下網(wǎng)狀網(wǎng)100的效率 可得以提高。網(wǎng)關(guān)602已經(jīng)與路由器604建立了鏈路。來自該鏈路的射頻能量 中有一些可能被網(wǎng)關(guān)606和路由器608兩者所偵聽到。如果偵聽到的載波強(qiáng)度 足夠低，則網(wǎng)關(guān)606可與路由器608建立鏈路由此提高網(wǎng)狀網(wǎng)100的總效率。 出于說明目的，如果假定圖6中所示的兩條鏈路是網(wǎng)狀網(wǎng)100中僅有的鏈 路，則可使用下式來估計(jì)網(wǎng)狀網(wǎng)吞吐容量的增加AHog2(l+力，其中N是活躍 鏈路的數(shù)目而y是每條鏈路所達(dá)到的SNR(假定對(duì)于所有鏈路均相等)。例如， 如果網(wǎng)關(guān)602與路由器604 (例如，網(wǎng)狀網(wǎng)中啟用的僅有的兩個(gè)設(shè)備)之間鏈 路的SNR是20 dB，則在無共信道干擾的情況下單條鏈路的譜效率是AHog2(l+力 =1 log2(l+100)=6.65 bps/Hz。如果網(wǎng)關(guān)602與606正在共傳，并且因相互的共 信道干擾使得每條鏈路上觀察到的SNR為17 dB，則單條鏈路的譜效率W log2(l+y)= 1 1og2(l+50^5.67bps/Hz。然而，由于在群集106中啟用了兩條鏈路， 所以譜效率因?yàn)橛袃蓷l鏈路正在傳送而已增加到11.35 bps/Hz。因此，在此示 例中，建立雙鏈路并容忍共信道干擾是明智的，因?yàn)樾畔⑼掏铝繋缀跫颖?。盡 管由于共信道干擾造成個(gè)體鏈路效率有15%的下降，但吞吐量效率幾乎翻倍。 如果各網(wǎng)關(guān)和/或路由器中有一些采用噪聲消去，則也可提高網(wǎng)狀網(wǎng)100 的吞吐量。在一些網(wǎng)關(guān)和路由器上可能有多輸入多輸出(MIMO)空間信道可 用。MIMO可通過多振子天線的使用來實(shí)現(xiàn)。例如，多振子天線可以4x4、 4x2 或2x2柵格的天線振子為特征。網(wǎng)關(guān)或路由器可向去往天線振子的信號(hào)引入相 位延遲以產(chǎn)生定向天線波束。定向天線波束可以是自適應(yīng)的，以允許網(wǎng)關(guān)或路 由器將波束朝向特定網(wǎng)關(guān)、路由器或扇區(qū)聚焦。網(wǎng)關(guān)或路由器還可引入相位延 遲以形成兩個(gè)或以上定向波束，以允許網(wǎng)關(guān)或路由器將波束聚焦在多個(gè)感興趣 的區(qū)域上。
天線的一些振子還可被用于干擾消去。干擾消去對(duì)于降低共信道干擾可能 尤其有效。例如，網(wǎng)關(guān)602可能偵聽到來自路由器608的大載波。如果網(wǎng)關(guān)602 具有MIMO天線，則它可使用該天線的振子中的兩個(gè)或以上來比較到達(dá)的信 號(hào)并消去從路由器608的方向到達(dá)的信號(hào)，從而將路由器608作為共信道干擾
源來降低或消除。干擾消去在實(shí)效上與天線零點(diǎn)控向類似。
圖7是示出了根據(jù)一實(shí)施例在網(wǎng)狀網(wǎng)100的一部分中天線扇區(qū)化的示圖。 網(wǎng)關(guān)和/或路由器采用分扇區(qū)化的天線來提高載波干擾比。載波信號(hào)強(qiáng)度可通過 天線增益來增強(qiáng)，而共信道干擾可通過減小來自共傳網(wǎng)關(guān)和路由器的干擾來降
低。例如，網(wǎng)關(guān)702可兼?zhèn)淙蛱炀€能力和分扇區(qū)化天線能力。網(wǎng)關(guān)702可使 用其全向天線監(jiān)視通信信道直至其偵聽到請(qǐng)求發(fā)送(RTS)消息。網(wǎng)關(guān)702可 使用其分扇區(qū)化天線能力來與發(fā)送該RTS的路由器——例如路由器704建立 鏈路。路由器704也可具有分扇區(qū)化天線能力以進(jìn)一步增大期望載波干擾比。
每個(gè)天線扇區(qū)可以是120度，以提供高于全向天線幾乎10dB的天線增益。 每個(gè)天線扇區(qū)也可以更小，以提供甚至更高的增益和更少的共信道干擾。天線 扇區(qū)化可遵循網(wǎng)狀網(wǎng)扇區(qū)化方案，例如，第一扇區(qū)可具有0-120度的相對(duì)方位， 第二扇區(qū)可具有121-240度的相對(duì)方位，而第三扇區(qū)可具有241-359度的相對(duì) 方位。或者，扇區(qū)方案可以是自組織的，其中各網(wǎng)關(guān)和路由器中的每一個(gè)獨(dú)立 地扇區(qū)化發(fā)射和接收空間。
圖8是示出了根據(jù)一實(shí)施例使用正交頻分多址(OFDMA)來自網(wǎng)狀網(wǎng)的 群集的示圖。在此實(shí)施例中，網(wǎng)關(guān)和/或路由器采用OFDMA來提高載波干擾 比。使用OFDMA，諸如網(wǎng)關(guān)802等的網(wǎng)關(guān)可在頻帶801上(例如，在fmin 803 與fmax 805之間)傳送。然而，路由器在以該頻帶的不同頻調(diào)為中心的更小 頻帶上傳送。例如，路由器804可在第一頻調(diào)fl 806上下的第一頻帶上傳送， 路由器808可在第二頻調(diào)f2 810上下的第二頻帶上傳送，路由器812可在第三 頻調(diào)f3 814上下的第三頻帶上傳送，路由器816可在第四頻調(diào)f4 818上下的第 四頻帶上傳送，路由器820可在第五頻調(diào)f5 822上下的第五頻帶上傳送，而路 由器824可在第六頻調(diào)f6 826上下的第六頻帶上傳送。
圖9是示出了根據(jù)一實(shí)施例用于提高網(wǎng)狀網(wǎng)的效率的頻譜重用方法的流 程圖。網(wǎng)關(guān)或路由器在通信信道中監(jiān)視載波(902)。如果偵聽到載波，則該 網(wǎng)關(guān)或路由器存儲(chǔ)所觀察到的載波強(qiáng)度(904)。該網(wǎng)關(guān)或路由器隨后確定傳 送閾值(906)。該傳送閾值是基于所觀察到的載波強(qiáng)度。傳送閾值可以是基 于從該網(wǎng)關(guān)或路由器傳送將提高網(wǎng)狀網(wǎng)100的譜效率的統(tǒng)計(jì)期望的值。該期望 可以如上所解釋地使用率公式Mog2(l+力來計(jì)算。網(wǎng)關(guān)或路由器可將偵聽到的
載波強(qiáng)度與該閾值相比較(908)。如果載波強(qiáng)度大于該閾值，則指示此時(shí)從 該網(wǎng)關(guān)或路由器共傳將導(dǎo)致譜效率下降且該網(wǎng)關(guān)或路由器應(yīng)保持靜默。如果載
波小于偵聽閾值，則該網(wǎng)關(guān)或路由器應(yīng)傳送(910)，即使將有一些共信道干
擾亦是如此，因?yàn)榫W(wǎng)狀網(wǎng)效率將提高。
圖10是示出了根據(jù)一實(shí)施例用于提高網(wǎng)狀網(wǎng)的效率的天線扇區(qū)化方法的 流程圖。網(wǎng)關(guān)或路由器在通信信道中監(jiān)視請(qǐng)求發(fā)送消息(1010)。當(dāng)觀察到請(qǐng) 求發(fā)送消息時(shí)(1020)，該網(wǎng)關(guān)或路由器計(jì)算發(fā)射機(jī)的方位(1030)。該網(wǎng)關(guān) 或路由器將天線波束朝向包含該方位的扇區(qū)聚焦(1040)。各扇區(qū)可以是對(duì)整 個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)相同的，或者它們可以為個(gè)體路由器或網(wǎng)格點(diǎn)所獨(dú)有。該網(wǎng)關(guān)或路由 器監(jiān)視鏈路。如果該鏈路不再是建立著的(1050)，則該網(wǎng)關(guān)或路由器開始監(jiān) 視通信信道(1010)。
圖11是示出了根據(jù)一實(shí)施例用于增加頻率重用以降低網(wǎng)狀網(wǎng)的譜效率的 OFDMA方法的流程圖。網(wǎng)關(guān)將傳送頻率信道分為多個(gè)頻率(1110)。向鄰域 中的每個(gè)路由器指派唯一性的頻率(1120)。各路由器建立以這些頻調(diào)中的每 一個(gè)為中心的數(shù)據(jù)鏈路。網(wǎng)關(guān)從這些路由器接收調(diào)制在這些頻調(diào)中的每一個(gè)之 上的數(shù)據(jù)(1130)。
圖12是示出了根據(jù)一實(shí)施例用于管理網(wǎng)狀網(wǎng)中通信信道的使用的裝置的 示例性組件和手段的框圖。該裝置可包括用于在通信信道中監(jiān)視一個(gè)或以上載 波的模塊1210、用于測(cè)量這一個(gè)或以上載波中每一個(gè)的信號(hào)強(qiáng)度的模塊1220、 以及用于在信號(hào)強(qiáng)度滿足條件的情況下傳送數(shù)據(jù)的模塊1230。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)，結(jié)合本文中公開的實(shí)施例描述的各種說明性邏輯 框、模塊、電路、和算法可被實(shí)現(xiàn)為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件、或兩者的組合。 為說明硬件與軟件的這一可互換性，各種說明性組件、框、模塊、電路、和算 法在上面是以其功能集的形式作一般化描述的。此類功能集是被實(shí)現(xiàn)為硬件還 是軟件取決于具體應(yīng)用和強(qiáng)加于整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束。技術(shù)人員可針對(duì)每種特 定應(yīng)用以不同方式來實(shí)現(xiàn)所描述的功能集，但此類設(shè)計(jì)決策不應(yīng)被解讀為致使 脫離本公開的范圍。
結(jié)合本文中公開的實(shí)施例描述的各個(gè)說明性邏輯框、模塊、以及電路可用 通用處理設(shè)備、數(shù)字信號(hào)處理器件(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可 編程門陣列(FPGA)或其他可編程邏輯器件、分立的門或晶體管邏輯、分立
的硬件組件、或其設(shè)計(jì)成執(zhí)行本文中描述的功能的任何組合來實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行。通 用處理設(shè)備可以是微處理設(shè)備，但在替換方案中，處理設(shè)備可以是任何常規(guī)的 處理設(shè)備、處理器件、微控制設(shè)備、或狀態(tài)機(jī)。處理設(shè)備還可以被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算
設(shè)備的組合，例如DSP與微處理設(shè)備的組合、多個(gè)微處理設(shè)備、與DSP核心 協(xié)作的一個(gè)或以上微處理設(shè)備、或任何其他此類配置。
結(jié)合在此公開的實(shí)施例描述的裝置、方法或算法可直接以硬件、以軟件、 或以其組合來實(shí)施。在軟件中，這些方法或算法可以可用由處理設(shè)備執(zhí)行的一 條或以上指令來實(shí)施。指令可駐留在RAM存儲(chǔ)器、閃存、ROM存儲(chǔ)器、EPROM 存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、寄存器、硬盤、可移動(dòng)盤、CD-ROM、或本領(lǐng)域 中所知的任何其他形式的存儲(chǔ)介質(zhì)中。示例性存儲(chǔ)介質(zhì)耦合到處理設(shè)備以使得 該處理設(shè)備能從/向該存儲(chǔ)介質(zhì)讀和寫信息。在替換方案中，存儲(chǔ)介質(zhì)可被整合 到處理設(shè)備。處理設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)可駐留在ASIC中。ASIC可駐留在用戶終 端中。在替換方案中，處理設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)可作為分立組件駐留在用戶終端中。
提供前面對(duì)所公開的實(shí)施例的描述是為了使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員皆能制 作或使用本公開。對(duì)這些實(shí)施例的各種修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見 的，并且本文中定義的普適原理可被應(yīng)用于其他實(shí)施例而不會(huì)脫離本公開的精 神或范圍。由此，本公開并非旨在被限定于本文中示出的實(shí)施例，而是應(yīng)被授 予與本文中公開的原理和新穎性特征一致的最廣義的范圍。
本公開可以其它具體形式實(shí)施而不會(huì)脫離其精神實(shí)質(zhì)或基本特征。所描述 的實(shí)施例無論從哪方面都應(yīng)被認(rèn)為僅是說明性而非限制性的，因此本公開的范 圍由所附權(quán)利要求而非由之前的描述來指示。落在權(quán)利要求的等效技術(shù)方案的 意義和范圍內(nèi)的所有改變都應(yīng)被包括在其范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種管理網(wǎng)狀網(wǎng)中的通信資源的方法，包括在通信信道中監(jiān)視一個(gè)或以上載波；測(cè)量所述一個(gè)或以上載波的信號(hào)強(qiáng)度；以及在所述信號(hào)強(qiáng)度滿足條件的情況下傳送數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述條件是閾值。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括調(diào)整所述閾值以提高 所述網(wǎng)狀網(wǎng)的譜效率。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在傳送所述數(shù)據(jù)的同 時(shí)確定期望載波噪聲比。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，還包括使用所述期望載波噪 聲比來選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)率。
6. —種管理網(wǎng)狀網(wǎng)中的通信資源的方法，包括 在通信信道中監(jiān)視請(qǐng)求發(fā)送消息； 確定所述請(qǐng)求發(fā)送消息的方位；以及 傳送信號(hào)以將定向天線調(diào)向所述方位。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述信號(hào)指示介于約90度與 約150度之間的主瓣寬度。
8. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述信號(hào)指示介于約IIO度 與約130度之間的主瓣寬度。
9. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括將所述方位與扇區(qū)表 相比較。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述信號(hào)對(duì)應(yīng)于所述扇區(qū)表 中的角度。
11. 一種管理網(wǎng)狀網(wǎng)中的通信資源的方法，包括 將頻帶解析為多個(gè)頻調(diào)；向鄰域中的每個(gè)路由器指派所述頻帶中的唯一性頻調(diào)；以及 從每個(gè)路由器接收調(diào)制在其被指派的頻調(diào)上的數(shù)據(jù)。
12. —種在無線接入點(diǎn)之間動(dòng)態(tài)地調(diào)度接入點(diǎn)通信的方法，包括 在第一接入點(diǎn)處確定可用信道上的干擾狀況；以及在所述干擾狀況滿足條件的情況下調(diào)度所述第一接入點(diǎn)向第二接入點(diǎn)傳送。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括保留所述可用信道。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括處理具有所述干擾 狀況的干擾報(bào)告。
15. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一接入點(diǎn)和所述第 二接入點(diǎn)是接入點(diǎn)群集的元素。
16. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括使用所述干擾狀況 來確定要由所述第一接入點(diǎn)傳送的數(shù)據(jù)率。
17. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括從所述第一接入點(diǎn) 處的多個(gè)天線振子當(dāng)中選擇天線振子用于波束成形或噪聲消去。
18. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述干擾狀況是通過測(cè)量 載波干擾比來確定的。
19. 一種包括指令的機(jī)器可讀介質(zhì)，所述指令在執(zhí)行之際致使機(jī)器 在通信信道中監(jiān)視一個(gè)或以上載波； 測(cè)量所述一個(gè)或以上載波的信號(hào)強(qiáng)度；以及 在所述信號(hào)強(qiáng)度滿足條件的情況下傳送數(shù)據(jù)。
20. —種用于管理網(wǎng)狀網(wǎng)中的通信資源的裝置，包括 配置成在通信信道中監(jiān)視一個(gè)或以上載波的監(jiān)視模塊； 配置成測(cè)量所述一個(gè)或以上載波的信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量模塊；以及 配置成在所述信號(hào)強(qiáng)度滿足條件的情況下傳送數(shù)據(jù)的傳送模塊。
21. 如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述條件是閾值。
22. 如權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，還包括配置成調(diào)節(jié)所述閾值以提高所述網(wǎng)狀網(wǎng)的譜效率的調(diào)節(jié)模塊。
23. 如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，還包括配置成在傳送所述 數(shù)據(jù)的同時(shí)確定期望載波噪聲比的確定模塊。
24. 如權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，還包括配置成使用所述期望載波噪聲比來選擇恰當(dāng)數(shù)據(jù)率的選擇模塊。
25. —種用于管理網(wǎng)狀網(wǎng)中的通信資源的裝置，包括 用于在通信信道中監(jiān)視一個(gè)或以上載波的裝置； 用于測(cè)量所述一個(gè)或以上載波的信號(hào)強(qiáng)度的裝置；以及用于在所述信號(hào)強(qiáng)度滿足條件的情況下傳送數(shù)據(jù)的裝置。
26. 如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，所述條件是閾值。
27. 如權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于，還包括用于調(diào)節(jié)所述閾值 以提高所述網(wǎng)狀網(wǎng)的譜效率的裝置。
28. 如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，還包括用于在傳送所述數(shù) 據(jù)的同時(shí)確定期望載波噪聲比的裝置。
29. 如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，還包括用于使用所述期望 載波噪聲比來選擇恰當(dāng)數(shù)據(jù)率的裝置。
全文摘要
包括網(wǎng)關(guān)和路由器的網(wǎng)狀網(wǎng)接入點(diǎn)(AP)被部署在地理區(qū)域上。AP在通信信道中監(jiān)視其他載波并相應(yīng)地傳送。在偵聽到其他載波時(shí)AP在倘若網(wǎng)狀網(wǎng)的效率將會(huì)提升的情況下選擇性地共傳。AP基于觀察到的載波干擾比選擇傳輸率。AP使用定向天線來提高載波干擾比和譜效率。AP傳送調(diào)度是自適應(yīng)的并且根據(jù)觀察到的載波干擾測(cè)量來調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)H04W24/00GK101395867SQ200780007437
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2007年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月3日
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