組播sdma訓練輪詢的製作方法
2023-06-09 08:09:06
專利名稱：組播sdma訓練輪詢的製作方法
背景為了解決無線數據通信系統所面臨的日益增長的帶寬需求問題，正在開發多種技術以允許多個設備通過共享單條信道來與單個基站通信。在一種這樣的技術中，假設多個行動裝置位於距基站足夠不同的方向上，則基站可以在相同的頻率上同時向這些行動裝置發送單獨的信號或者從這些設備接收單獨的信號。為了從基站進行發送，可以從多個空間上分離的天線中的每一個基本同時地發送不同的信號，使得合併的(combined)發送是定向的，即，想要發往每一個行動裝置的信號可以在該行動裝置的方向上相對較強，而在其他方向上相對較弱。類似地，基站可以通過多個空間上分離的天線中的每一個，在相同的頻率上同時從多個獨立的行動裝置接收合併的信號，並且通過適當的信號處理將從多個天線接收到的合併信號分割為來自每個行動裝置的單獨信號，使得接收也是定向的。
在目前提出的規範下，例如IEEE 802.11(IEEE是位於3 Park Avenue，17thfloor，NewYork，New York的電氣電子工程師學會的縮寫)，控制發送和接收二者的定向特性所需的參數可能根據多種不同的因素而變，包括每個行動裝置距基站所處的方向。由於這些因素不能在操作之前得知，甚至會在操作期間發生改變，所以它們無法被預先編程到系統中。為了在操作期間獲得這樣的參數，可以完成一個訓練階段，在該階段中一個指定的行動裝置被輪詢，以在指定的時間上向基站發送具有已知特性的傳輸內容(transmission)。基站接收並處理訓練傳輸內容，以導出所需的參數。每個行動裝置可以被單獨輪詢並以類似的方式作出響應，直到基站與每一個行動裝置之間完成了單獨的訓練階段為止。然而，與多個行動裝置中的每一個建立單獨的訓練會話所涉及的開銷可能會佔用相當數量的時間，並且導致網絡的總吞吐量效率不高。
參考以下描述和用來圖示說明本發明的實施方案的附圖，可以理解本發明。在附圖中圖1根據本發明的實施方案示出了通信網絡的圖。
圖2根據本發明的實施方案示出了與多個行動裝置的訓練階段的時序圖。
圖3根據本發明的實施方案示出了基站的操作方法的流程圖。
圖4根據本發明的實施方案示出了行動裝置的操作方法的流程圖。
圖5根據本發明的實施方案示出了基站的框圖。
圖6根據本發明的實施方案示出了行動裝置的框圖。
具體實施例方式
在以下描述中闡述了大量具體的細節。然而可以理解，沒有這些具體的細節也可以實現本發明的實施方案。此外，沒有詳細示出公知的方法、結構和技術，以免模糊了對該描述的理解。
提及「一個實施方案」、「實施方案」、「示例性的實施方案」、「各種實施方案」等是指如此描述的本發明的實施方案可以包括具體的特徵、結構或特性，但不是每個實施方案都必須包括該具體的特徵、結構或特性。此外，短語「在一個實施方案中」的重複使用不一定是指相同的實施方案，儘管有這種可能。
在以下描述和權利要求書中，可以使用術語「耦合」和「連接」及其派生詞。應當理解，這些術語不意味著彼此是同義詞。相反，在具體的實施方案中，「連接」可被用來指兩個或更多的元件彼此之間直接物理接觸或電接觸。「耦合」可以是指兩個或更多的元件彼此之間直接物理接觸或電接觸，或者兩個或更多的元件不直接相互接觸，但仍然彼此協同工作或交互。
使用在這裡，除非特別指出，常見的形容詞「第一」、「第二」、「第三」等在用來描述普通的事物時，僅僅意味著所提及的是相近事物的不同實例，而不是指如此描述的事物一定在時間上、空間上，在等級上，或者以任何其他方式具有給定的順序。
除非特別指出，從以下討論中可以清楚地認識到，在整篇說明書中使用諸如「處理」、「計算」、「運算」等術語時是指計算機或計算系統、或者類似的電子計算設備的動作和/或處理過程，所述計算機或計算系統、或者類似的電子計算設備將表示為物理量(例如，電量)的數據操縱和/或轉換為類似表示為物理量的其他數據。
類似地，術語「處理器」可以指處理來自寄存器和/或存儲器的電子數據，以將該電子數據轉換為可以存儲在寄存器和/或存儲器中的其他電子數據的任何設備或者設備的一部分。「計算平臺」可以包括一個或多個處理器。
在本篇文獻的上下文中，術語「無線」及其派生詞可被用來描述可以使用調製的電磁輻射，通過非固態介質來傳送數據的電路、設備、系統、方法、技術、通信信道等。該術語並不意味著相關的設備不包含任何有線線路，儘管在一些實施方案中可能是這樣的。
與通用的行業術語一致，術語「基站」、「接入點」和「AP」在這裡可以互換地用來描述可以無線地並且與多個其他電子設備基本同步地通信的電子設備，而術語「行動裝置」和「STA」可以互換地用來描述所述多個其他電子設備中的任何一個，該設備可以具有移動後仍然可通信的能力，儘管移動不是一個必要條件。然而，本發明的範圍不限於用這些術語標註的設備。類似地，術語「空分多址」和SDMA可以互換地使用。使用在這裡，這些術語意圖包括以下通信技術可以通過不同的天線基本同時地從相同的設備發送不同的信號，使得合併發送的信號導致發往不同設備的不同信號基本上在不同的方向上以相同的頻率發送；和/或包括以下通信技術可以通過多個天線，從不同方向上的不同設備處以相同的頻率基本同時地接收到不同的信號，並且可以通過適當的處理將這些不同的信號相互分離。術語「相同的頻率」用在這裡可以包括在某一精確的頻率處因帶寬容差、都卜勒頻移適應(Doppler Shift Adaptation)、參數漂移等引起的輕微偏差。兩個或更多個向不同設備的發送被認為是基本同時的，只要每個向不同設備的發送的至少一部分是同時發生的，但不意味著不同的發送一定要同時開始和/或同時結束，儘管可以如此。類似地，兩個或更多個從不同設備的接收被認為是基本同時的，只要從不同設備的每個接收的至少一部分是同時發生的，但不意味著不同的接收一定要同時開始和/或同時結束，儘管可以如此。用術語SDMA代表的詞語有時可以使用其他變體，例如但不限於用「space」替換「spatial」，用「diversity」替換「division」。本發明的各種實施方案的範圍意圖包含在術語命名上的這些不同。
本發明的一些實施方案可以使用組播信號利用單次發送來輪詢多個行動裝置，而行動裝置在不同的時間上按照特定的順序作出響應。
圖1根據本發明的實施方案示出了可以使用組播訓練輪詢的通信網絡的圖。輪詢是要被尋址的設備通過向發出輪詢的設備發回信號和/或信息而作出響應的一種請求，其中訓練輪詢可以請求上述信號和/或信息具有適於確定一個或多個通信操作參數的格式。所圖示的基於SDMA的網絡的實施方案示出了一個AP 110，它可以與距該AP不同方向上的多個STA 131-134通信。雖然AP 110被顯示為具有四個天線，以使用SDMA技術同時與多達四個STA進行無線通信，但是其他實施方案可以具有其他的設置(例如，AP 110可以具有兩個、三個、或者四個以上的天線)。每個STA可以具有至少一個與AP 110進行無線通信的天線。在一些實施方案中，STA天線可被調適為全方向工作，但是在其他實施方案中，STA天線可被調適為定向工作。在一些實施方案中，STA可以位於固定的位置上，但是在其他實施方案中，至少一部分STA可以在通信序列期間和/或在兩個通信序列之間移動。在一些實施方案中，AP 110可以位於固定的位置上，但是在其他實施方案中，AP 110可以在通信序列期間和/或在兩個通信序列之間移動。
圖2根據本發明的實施方案示出了涉及組播訓練輪詢的通信序列的時序圖。以示例的方式，所圖示的實施方案示出了標註為STA1到STA5的5個STA，但是本發明的範圍不限於這一數量。為了完成訓練階段，AP可以輪詢訓練組(例如，在圖示的實施方案中訓練組由STA1-STA5組成)中的每一個STA，該輪詢請求每一個被選中的STA向AP發回訓練響應，使得AP可以確定與該STA之間的SDMA通信的參數。每個訓練響應可以在不同的時間發生，使得來自多個STA的訓練響應不會相互幹擾。在圖示的實施方案中，通過對訓練輪詢使用組播發送，所有相關的五個STA都在單次發送中被輪詢。組播發送被定址到多個具體設備，每個設備都預期遵照發送的公共內容來行事。這與更為常見的單定址發送(定址到單個具體設備)或者廣播(想要由接收到該廣播的任何設備相應行事)形成了對照。在一些實施方案中，可以在所有方向上發送組播訓練輪詢，使得範圍內的所有STA都可以接收到訓練輪詢，但是只有被尋址的那些設備應對其進行響應，但本發明在這方面並不受限。與各自的地址一道，每個被尋址的STA還可以接收到各自的定時指示符，該指示符指引該STA在以訓練響應作出響應之前等待一段特定的持續時間。在圖2A的圖示實施方案中，STA1-STA5的各自定時持續時間分別被示為t1-t5。在一些實施方案中，定時指示符可以是一個簡單的等級排序(例如，1、2、3等等)，所被指示的STA可以將該等級序號乘以一個時間增量以確定要等多久，但是其他實施方案可以使用其他技術(例如，指示符可以直接用時間單位來表示；每個STA可以在發送之前一直等到緊鄰的更高等級的STA完成響應為止，t1可以一直是一個短的固定延遲，例如0，等等)。在圖2A中用於訓練響應的時間tT被顯示為訓練響應開始時間(TST)和訓練響應結束時間(TET)之間的時間。當訓練階段在時間TET結束之後，AP可以使用從訓練階段導出的參數發起數據階段(未示出)。
在其他實施方案中，用於每個STA的定時指示符可能先前已經確定了。例如，延時可能已經在前面的通信中被傳遞給每個STA，但本發明的範圍不限於給定的這一實施例或其他實施例。
可以藉助多種因素來確定哪些STA將包括在組播訓練輪詢中。STA中的每一個可能先前已與AP之間確立了其存在性，並且可能已提供了有關其地址、無線通信模式、可能的數據率等的信息。這些和/或其他因素可以由AP在確定哪些STA放入相同組播組的時候加以考慮。如果AP沒有從某一特定的STA接收到令人滿意的訓練響應，那麼該STA可以被再次輪詢(例如，在另一個組播訓練組中)。在一些操作中，組播訓練階段後可以緊跟一個數據階段，但是在其他操作中，訓練階段後可以跟著與一組不同的STA有關的另一個訓練階段，或者跟著一種不同類型的通信階段。數據階段可以僅涉及曾處於在先訓練階段中的相同STA，或者可以涉及一組不同的STA，其中包括曾處於在先訓練階段中的STA的全部、一部分或者不包括任何這樣的STA。
圖3根據本發明的實施方案示出了可以由基站執行的操作方法的流程圖。在流程圖300中，可以在310處形成訓練輪詢組。可以採用多種標準來確定當前可用的STA中的哪些STA應與該特定的訓練輪詢組相關聯。例如，對於一些STA而言，可能已經知道了當前可以使用的SDMA參數，考慮到SDMA參數尚不存在或者需要更新的其他STA，這些STA可以被排除在輪詢組之外。
在決定了哪些STA將包括在組中之後，在320處AP可以為該組中的每個STA指定一個不同的延時。這些延時可以具有任何可使用的形式，例如，直接的延時、一定數量的已知時間增量，可以乘以已知時間增量的常用等級排序，等等。在一些實施方案中，可以確定延時，使得任意兩個延時之間的最小時間足以讓行動裝置發送訓練響應，這樣一來，來自兩個不同行動裝置的兩個不同訓練響應不會重疊。在330處，可以發送組播訓練輪詢，包含被輪詢的STA的地址、用於被輪詢的STA的延時、以及被認為在訓練輪詢中有用的任何其他信息。
在已發送輪詢並且響應時段已開始後，AP可以在340處接收第一訓練響應。在350處，AP可以處理接收到的訓練響應，並且將處理後的信息存儲起來用於隨後進一步的處理。此時完成的處理量可以有所不同(例如，數位化信號並且存儲起來以進一步處理，計算SDMA參數，等等)。
如果如360處所示期望獲得更多的響應，則AP可以返回到340以接收下一訓練響應。由340、350和360形成的循環可以繼續下去，直到輪詢組中的所有STA都已經有時間響應，此時訓練階段可以結束。如果被輪詢的STA中有任何一個沒有響應，或者接收到的響應不能用於其預想的目的(例如，由於數據損壞)，則可以稍後再次輪詢該STA，不過有可能是在另一個輪詢組中。可以建立對這種輪詢進行重試的最大數量，但本發明的各種實施方案的範圍在這方面並不受限。
圖4根據本發明的實施方案示出了可以由行動裝置來執行的操作方法的流程圖。在流程圖400中，在410處可以接收到組播訓練輪詢，包含該行動裝置的地址或其他標識符。在420處，可以從組播輪詢中提取出與該行動裝置相關聯的定時指示符，並且由該定時指示符可以確定延時。在430處，行動裝置可以一直等到在420處確定的延時過去為止。如前所述，可以從任意可行的起始點開始測量延時。一旦延時到期，行動裝置就可以在440處發送它自己的訓練響應。
本發明的實施方案可以用硬體、固件和軟體之一或它們的組合來實現。本發明的實施方案也可以被實現為存儲在機器可讀介質上的指令，這些指令可以由處理平臺來讀取和執行，以完成這裡所描述的操作。機器可讀介質可以包括用於存儲或發送具有機器(例如計算機)可讀形式的信息的任何機制。例如，機器可讀介質可以包括只讀存儲器(ROM)；隨機訪問存儲器(RAM)；磁碟存儲介質；光存儲介質；快閃記憶體器件；電、光、聲或其他形式的傳播信號(例如載波、紅外線信號、數位訊號等)，以及其他介質。
圖5根據本發明的實施方案示出了基站的框圖。計算平臺550可以包括一個或多個處理器，並且所述一個或多個處理器中的至少一個處理器可以是數位訊號處理器(DSP)。在圖示的實施方案中，AP 110具有四個天線120，但是其他實施方案可以具有兩個、三個或四個以上的天線。對於每個天線，基站110可以具有調製器/解調器520、模數轉換器(ADC)530和數模轉換器(DAC)540。解調器-ADC的組合可以將從天線接收的射頻信號轉換成適於計算平臺550處理的數位訊號。類似地，DAC-調製器的組合可以將來自計算平臺550的數位訊號轉換成適於通過天線來發送的射頻信號。如果需要的話，其他未示出的組件也可以被包括在圖示的模塊中，例如但不限於放大器、濾波器、振蕩器、多個DAC和/或ADC(雖然這裡只示出了一個)，等等。
圖6根據本發明的實施方案示出了行動裝置的框圖。圖示的行動裝置131的組件可以包括計算平臺650、天線621、調製器/解調器620、ADC 630和DAC 640，它們可以在功能上類似於圖5中類似命名的組件，但是圖6的設備被示出為具有單個天線/調製器/解調器/ADC/DAC的組合，並且計算平臺650可以完成前面針對行動裝置而不是基站所描述的操作，但是本發明的各種實施方案在這些方面並不受限。
以上描述只是示例性的而非限制性的。本領域的技術人員可以實現多種變體方案。這些變體方案想要被包括在本發明的多種實施方案中，它們僅由所附權利要求書的精神和範圍來限定。
權利要求
1.一種裝置，包括第一電子設備，所述第一電子設備被調適來無線發送組播輪詢，其中包含第二電子設備的第一地址以及指示所述第二電子設備在發送第一訓練響應之前要等待的時間的第一延時指示符；以及第三電子設備的第二地址以及指示所述第三電子設備在發送第二訓練響應之前要等待的時間的第二延時指示符。
2.如權利要求1所述的裝置，其中所述第一和第二訓練響應可用於確定空分多址操作的參數。
3.如權利要求1所述的裝置，其中所述第一電子設備還被調適為通過將所述第一和第二地址分配到一個輪詢組中而創建所述輪詢組。
4.如權利要求1所述的裝置，其中由所述第一延時指示符標明的延時和由所述第二延時指示符標明的延時之間的差值至少是所述第二電子設備用於發送所述第一訓練響應所需的時間那麼長。
5.如權利要求1所述的裝置，其中所述第一電子設備還被調適為響應於在訓練階段結束之前沒有接收到所述第二訓練響應而將所述第二地址放入另一個訓練輪詢中。
6.如權利要求1所述的裝置，包括計算平臺；以及耦合到所述計算平臺的至少四個天線。
7.如權利要求6所述的裝置，還包括至少四個調製器/解調器，所述調製器/解調器中的每一個耦合在所述計算平臺和至少一個所述天線之間。8.一種裝置，包括電子設備，所述電子設備被調適為接收帶有多個地址的輪詢，所述多個地址包括與所述電子設備相關聯的一個特定地址；以及在與所述特定地址相關聯的延時過去之後，無線發送對所述輪詢的響應。
9.如權利要求8所述的裝置，其中所述響應是用來確定空分多址操作的參數的訓練響應。
10.如權利要求8所述的裝置，其中所述輪詢包括指示了所述延時的定時指示符。
11.如權利要求10所述的裝置，其中所述電子設備還被調適為根據所述定時指示符來確定所述延時。
12.如權利要求11所述的裝置，其中所述定時指示符是一種等級排序。
13.如權利要求10所述的裝置，其中所述定時指示符是以時間為單位來表示的。
14.如權利要求8所述的裝置，包括計算平臺；以及耦合到所述計算平臺的天線。
15.如權利要求14所述的裝置，還包括耦合到所述天線的調製器/解調器；耦合在所述調製器/解調器和所述計算平臺之間的模數轉換器；以及耦合在所述調製器/解調器和所述計算平臺之間的數模轉換器。
16.一種方法，包括向多個電子設備發送組播輪詢；以及接收來自所述多個電子設備中每一個的響應，所述響應中的每一個是在不同時間上接收的。
17.如權利要求16所述的方法，其中所述接收包括接收可用來確定空分多址操作的參數的訓練響應。
18.如權利要求16所述的方法，還包括在所述發送之前為所述組播輪詢確定輪詢組，所述輪詢組指示了有關所述多個電子設備的識別信息。
19.如權利要求16所述的方法，還包括向所述多個電子設備中的至少一個設備發送定時指示符，所述定時指示符標明了所述多個電子設備中的所述至少一個設備在發送所述響應之一前要等待的延時。
20.一種方法，包括接收包含特定標識符的組播輪詢；以及在與所述特定標識符相關聯的特定延時之後發送對所述組播輪詢的響應。
21.如權利要求20所述的方法，其中所述發送包括發送可用來確定空分多址操作的參數的響應。
22.如權利要求20所述的方法，其中所述接收包括接收定時指示符；以及根據所述定時指示符來確定所述特定延時。
23.一種提供指令的機器可讀介質，所述指令在由處理平臺執行時導致所述處理平臺完成以下操作，所述操作包括向多個電子設備發送組播輪詢；以及接收來自所述多個電子設備中每一個的響應，所述響應中的每一個是在不同時間上接收的。
24.如權利要求23所述的介質，其中所述接收操作包括接收可用來確定空分多址操作的參數的訓練響應的操作。
25.如權利要求23所述的介質，其中所述操作還包括為所述組播輪詢確定輪詢組的操作，所述輪詢組指示了有關所述多個電子設備中每一個的識別信息。
26.如權利要求23所述的介質，其中所述操作還包括向所述多個電子設備中的一個特定設備發送定時指示符的操作，所述定時指示符標明了所述一個特定設備在發送所述響應中的一個特定響應之前要等待的延時。
27.一種提供指令的機器可讀介質，所述指令在由處理平臺執行時導致所述處理平臺完成以下操作，所述操作包括接收包含特定標識符的組播輪詢；以及在與所述特定標識符相關聯的特定延時之後發送對所述組播輪詢的響應。
28.如權利要求27所述的介質，其中所述發送操作包括發送可用來確定空分多址操作的參數的響應的操作。
29.如權利要求27所述的介質，其中所述接收操作包括以下操作接收定時指示符；以及根據所述定時指示符來確定所述特定延時。
全文摘要
當發起SDMA訓練序列時，基站可以用相同的組播訓練輪詢來輪詢多個行動裝置，並且被輪詢的移動臺可以基於為每個行動裝置指定的延時期限在不同的時間上單獨作出響應。
文檔編號H04L12/28GK1853374SQ200480026533
公開日2006年10月25日 申請日期2004年8月6日 優先權日2003年8月8日
發明者李清華, 何民聶, 阿德裡安·P·史蒂芬斯 申請人:英特爾公司