在对等网络中使用自适应天线检测信号的方法

专利名称：在对等网络中使用自适应天线检测信号的方法
技术领域：
本发明的现有技术这项发明一般地涉及无线数据传输系统，具体地说涉及在这样的系统中使用定向天线的技术。
在公司中，无线的局域网(LAN)通常是作为在现有的有线网络和一群客户计算机之间的最后链路实现的。今天的交易环境是以花费许多时间在穿越功能的、组织的和地域的边界的队伍中工作愈加移动的劳动人口为特色。他们的大部分生产时间时常发生在远离他们的办公桌召开的会议中。所以，便携式计算机设备的使用者需要通过延伸到他们的个人桌面的网络存取他们的数据文件。无线的LAN很好地适合这种环境，从而提供许多需要的自由在网络中访问移动的工作者。这样的网络提供对来自企业之内任何地方(例如，来自会议室、自助餐厅、或甚至是远程分公司)的信息的访问。无线的LAN连接性提供对跨越建筑物或校园设置的公司网络的全部资源和服务的访问。同样，它们近乎变成用于范围宽广的交易应用的主流解决方案。
影响无线的LAN部署的效力的一个关键问题是历史上采用这样的设备可用的有限的吞吐量。1997年最初的电气和电子工程师协会(IEEE)的无线LAN标准802.11规定的每秒二百万位(Mbps)数据率现在被认为太慢，无法支持大部分交易需求。认识到需要支持附加的更高的数据率传输，IEEE最近批准了规定数据传输速度高达11Mbps的802.11b标准。采用802.11b标准，无线LAN预期能够实现可与遗留的有线乙太网基础设施相当的吞吐量。允诺提供可比的数据速度的新兴的无线网络系统包括Home RF(主射频)、BlueTooth(蓝芽)和第三代数字式移动电话系统。
在这些对等网络中，个人计算机节点在相同频率的通信网络中工作。换言之，这些系统利用诸如码分多址(CDMA)之类的信号调制方案，其中许多末端节点实际上同时在相同的射频载波上传输。这样的系统可能经历由不参与系统通信过程的设备的干扰造成的重大的质量降级。例如，无线的LAN系统通常在未经授权的射频频带中工作。其它类型的无线电设备在这些频带中操作，所以不要求依照已颁布的LAN标准操作的设备不能受控。来自这样的非系统节点的这些传输能大大降低无线LAN的性能。因此，随着数据率增加，对这样的干扰的敏感性也增加。
各种不同的其它问题是在无线通信系统中固有的。一个这样的问题是所谓的多路径衰落问题，借此从发送器(要么是基站、要么是另一个移动用户单元)传输的射频信号可能在前往预期的接收器途中遇到干扰。例如，信号可能被不在传输的直接路径中的建筑物之类的物体反射，然后作为原始信号的反射版本被改发到接收器。在这样的例证中，接收器实际上接收同一无线电信号的两个版本原始版本和反射版本。因为每个收到的信号都在同一频率，但是相位由于反射信号的传输路径比较长互不相同，所以原始信号和反射信号可能倾向于相互抵消。这导致收到的信号的漏失信息或衰落。
使用单一元素天线的无线电单元对这样的多路径衰落是非常容易受影响的。单一元素天线没有确定被传输的信号是从哪个方向发送的途径而且不能被调谐或衰减，以便在它自己操作的任何特定的方向上更精确地检测或接收信号。所以，定向天线能在某种程度上减轻多路径衰落和类似的问题两者是已知的。
本发明的概述本发明被用在使用自适应定向天线阵来帮助隔离在系统节点之间传输的物理层无线电信号的无线数据网络中。控制器能配置天线装置以使幅射的和/或收到的能量的影响达到最大值。明确地说，天线装置通常包括多重天线单元和同样数目的可以为了影响收到的和/或传输的信号的相位被单独改变的可调装置，例如移相器、无源元件或相似的东西。
所以，天线装置能相对于被传输的或被接收的信号被定向或操纵到各种不同的抵达方位角。
自适应天线使用利用两种截然不同的信号检测模式的无线电接收设备。在第一种接收模式中，控制器把天线设置到全向设定。这种模式在收到的信号尚未被标识或者链路层尚未建立起来的时候被使用。把天线设置到特定的方位角的第二种接收模式是在接收信号已被标识或者链路层连接已建立起来之后使用的。
依照本发明使用收到的信号的标识确定天线阵模式的实施方案，一个多步骤程序被使用。
在该程序的第一个步骤中，定向天线阵可能被这样控制，以致它具有全向增益图。在这种模式中，当引入的传输是信号被首先收到的时候，该信号的初始部分的某个标识参数被检测。例如，这些可能是在无线局域网(LAN)信号的Media Access Control(MAC)(媒体访问控制)层部分的前同步码部分中编码的来源标识符。
如果收到的信号先前已被检测，控制器将把定向天线操纵到最后知道的最佳方向以便接收特定的检测信号的深层部分。
如果收到的信号先前尚未被检测，那么控制器扫描定向天线以便确定提供最好的收到的信号的度量的方向设定。这能继续进行，例如，作为可能的天线角度设定的角度搜寻，并且对每个备选方向测试收到的信号的度量。例如，收到的信号的度量可能是收到的信号强度、误码率、噪音功率、或其它可比较的度量。一旦用于天线的最佳方向设定被确定下来，那个设定被保留供将来在接收被标识的信号时使用。
当同一信号的深层部分(例如，数据帧中跟在前同步码部分后面的有效载荷部分)被接收的时候，能操作定向天线阵，继续扫描潜在的新角度，从而始终在某个定向模式中继续寻找最好的信号度量。一旦信号传输被断定，对于那个信号最后知道的最佳角度连同信号的标识一起供将来接收能够相同的信号使用。
在第二实施方案中，如同在先前的实施方案中那样，本发明也使用天线的全向模式和定向模式两者。在这个程序的第一个步骤中，天线阵被设置到全向模式。然后，检验收到的信号的第一部分，以确定何时收到诸如请求发送(RTS)信息之类的链路层建立信息。在RTS被检测之后，用于RTS的发送器的标识信息被用来确定最后知道的抵达角度。然后，阵列被操纵到这个用于诸如清除发送(CTS)信息之类的信息的后续传输的方向。当CTS的肯定应答随后被听到的时候，接下来的步骤可能被使用；如果CTS的肯定应答被收到，那么天线被操纵到适当的方向是已知的。然而，如果CTS的肯定应答未被收到，则假定天线角度必须通过扫描备选角度被重建。
上述的实施方案在访问节点或其它中央基本单元特别有用。
本发明的另外一个实施方案能使用阵列如下。最初的链路层传输例如，请求发送(RTS)可能按定向模式被发送到预期的接收器。这个实施方案在发送器具有关于有可能用于预期的接收器的方向的储存信息的场合特别有用。该单元然后等候按接收模式用天线组合对同样的角度接收清除发送(CTS)指示。
如果CTS被收到，那么假定该方向是正确的，而且链路层连接被建立起来。
然而，如果CTS在规定的时间内未被收到，控制器把阵列重新设置到全向模式，而且再一次尝试建立链路层连接。
当本发明被配置在对等网络中的时候，它也可能被用在与负责把信息从第一节点转发到第二节点的装置的连接中。这个功能性类似于路由器在Internet Protocol(IP)(网际协议)有线网络中的功能。在这样的应用中，在检测过程中，提供最佳的接收信号度量的角度如同前面描述的那样针对网络中的许多节点在接收模式期间被记录下来。所以，每逢从第一节点收到需要被转发到第二节点的信息的时候，如果已经从那个第二节点收到信号，那么它的被记录的最佳接收方向当天线阵被用来把信号传输到第二节点的时候被取回使用。用于向邻近节点传播的最佳天线角度的储存能以类似于其它路由器查询表功能的方式借助控制功能进行处理，例如，被包含在IP地址相关联的查询表条目之中。
附图简要说明

图1是在其中实现本发明的系统的方框图。
图2A和2B提供可以被用来格式化被传输的信号的媒体访问控制(MAC)层数据帧或信息的实例。
图3是为了依照第一实施方案处理收到的信号由天线控制器完成的各个步骤的序列。
图4是依照第二实施方案天线控制器的处理流程图。
图5是控制器可能完成的另一种处理。
图6举例说明信息及其肯定应答。
图7是为确定天线角度设定使用肯定应答抑制的各个步骤的序列。
图8是为确定天线角度设定使用无争用期的各个步骤的序列。
本发明的上述的和其它的目标、特征和优势从下面用同样的参考符号在不同的视图中处处表示同一部份的附图举例说明的本发明的优选实施方案的更具体的描述将变得显而易见。这些附图不必然依比例绘制，而是把重点放在举例说明本发明的原则上。
优选实施方案的详细描述图1是可能将本发明配置在其中的无线数据通信网络10的高水平的方框图，例如，用来在许多末端节点12和诸如英特网18之类的数据网络之间通过访问点设备14提供无线连接的网络。
明确地说，第一无线局域网(LAN)11-1是通过节点12-1-1、12-1-2、...、12-1-n形成的。这些节点12-1使用专门格式化的无线电信号相互通信并且与第一访问点14-1通信。定向天线阵20-1是在第一无线的LAN11-1中与访问点14-1一起使用的。访问点14-1负责将收到的射频信号转换成它们适当的有线格式，例如适合英特网通过网关16-1通信的TCP/IP格式。网关16-1可能是路由器、开关或其它的互联网装置。
类似的第二无线LAN 11-2包括节点12-2-p、天线20-2、访问点14-2和网关16-2。
每个节点12包括通常是配备无线网络接口卡(NIC)的便携式个人计算机(PC)的远程站。其它类型的计算机设备，例如个人数字助理(PDA)、台式计算设备和其它可联网的装置，都是可能的。
访问点(AP)14-1在无线网络10和诸如英特网18之类的有线网络之间起一种桥的作用。访问点14-1对于在无线网络中使用的物理层发信号起基站的作用，把对多重无线节点12-1-1、...、12-1-n的访问聚集到有线网络上。访问点14通常由无线电接收器和传输器设备和诸如IEEE 802.11乙太网接口之类的有线网络接口组成。如果访问点14将提供对其它网络的连接，它可能通常包括符合802.1桥接标准之类的标准的桥接软件和防火墙之类的其它软件。所以，从较高层数据网络协议的观点，它充当路由器或桥。
除了标准的无线LAN发信号设备之外，访问点14-1也包含能够储存用于节点12的标识信息(例如，单元标识)和相关联的天线设置参数(例如，角度)的表25。阵列控制器30允许操纵天线20-1的特定的方向，例如通过规定一个角度。访问点14-1中的信号接收设备也包含能够确定接收信号度量例如，收到的信号强度指示(RSSI)、误码率(BER)、噪音功率水平或接收信号质量的其它这样的度量的检测电路。
图2A和2B举例说明信息或帧结构的格式，例如，在无线的LAN规范IEEE802.1 1b中描述的。信息由媒体访问控制(MAC)层前同步码、标题和有效载荷部分或Protocol Specific Data Unit(PSDU)(协议专用数据单元)组成。IEEE 802.11中的信息可能要么是在图2A中展示的在连接中与信息一起使用的长前同步码型，要么是如图2B所示的短前同步码型。不同的帧格式与支持不同的数据率相关联。图2A中展示的帧格式使用分别以1Mbps或2Mbps编码的Double Binary Phase Shift Keying(DBPSK)(双二进制相移键控)或Double Quadrature PhaseShift Keying(DQPSK)(双求积相移键控)调制有效载荷部分。图2B中的帧格式利用DQPSK实现5.5Mbps或11Mbps的数据率。
另外，请注意就两种帧格式而言，帧的前同步码和标题部分都利用比数据有效载荷部分更健壮的编码方案。这允许在有噪音存在时更可靠地检测标题和前同步码。
在图2A或2B中展示的任一格式的前同步码都包括特定的发送器的指示，例如在SFD部分中。
图3举例说明用来依照本发明接收无线网络信号的程序的流程图。该程序是在访问点14接收来自节点12的信号的时候在访问点14中完成的，而且通常可以在物理层处理期间执行。
从第一个空载步骤300，与各自的访问点14相关联的天线20最初被设定到全向模式。在这个全向模式中，然后进入状态320，在该状态中检测收到的信号的前同步码部分和/或标题。在状态330中，检验收到的信号的初始部分，以便唯一地识别它。如果收到的信号是未知的，例如，开始信号的节点12以前尚未被看到，那么在状态322中，天线被设置在角度搜寻模式中。所以，在这种模式中，天线20步进通过方向角的序列寻找最大的接收信号强度、信号质量、最低的误码率(BER)或其它的信号质量度量。在状态323中，当这个角度被确定下来的时候，它被记录下来并且与装置标识信息相关联，例如与那个装置相关联的表条目25。图1所示的表可能被访问点14作为它的信息路由选择表的一部份保存。
无论如何，然后访问点14可能进入状态324，在该状态中在主动接收期间，最佳角度在接收该帧的有效载荷数据部分的同时被不断地调整。然后，如果该帧的接收被遗失或以别的方式完成，那么最后知道的最佳角度被记录在表中，而且处理返回到初始状态310。
如果从状态330开始信号能够被标识，例如，信号先前已从发射节点12收到，那么处理继续进行到状态325，在该状态中已知的最后角度是在表25中查到的。然后，这个已知的最后角度被控制器30用来把阵列操纵到已知的最后位置。然后，在状态326中阵列至少在接收该信号的有效载荷部分期间始终保持在这个已知的最后位置。从那里，可以在有效载荷部分被接收之时继续进入状态324，借此角度在它活跃的时候被不断地调整而且任何更新随后被记录在表25中。
如果单元处在中继模式，可以从状态326进入状态328，在这种情况下最佳接收角度可能被用来把后续的传输送到那个相同的节点。
图4是也可以依照本发明使用的略微修改的程序的图表。在图4中程序各个步骤的数字或多或少地对应于图3中的步骤。例如，从第一个空载步骤300开始，天线20将在步骤310中被最初设置到全向模式。然而，在这个实施方案中，较高层水平发信号被检验。例如，在步骤315中，请求发送(RTS)信息被检测，例如在链路层。在步骤330中，该信息被再一次检验以便看一看始发者是否有已知的标识。如果如此，步骤325和326如同先前那样继续进行，在这种场合与那个发送器相关联的已知的最后角度在步骤325中被确定下来，而且天线20在步骤326中被操纵到已知的最后角度。在这个例证中，该单元然后将在步骤340中用现在被设置到已知的最后角度的天线发送清除发送(CTS)信息。
然而，回到步骤330，如果被检测的RTS的标识是未知的，那么在状态322中角度搜寻继续进行，而且在步骤323中记录最佳接收状态的ID和角度。步骤324如同先前那样继续进行，在这种情况下在接收活跃的有效载荷信息的同时可以调整角度。当信号检测结果被遗失和/或信息的末端(EOM)被收到的时候，可以进入步骤345。
请把注意力返回到在状态326中操纵已知的最后角度的例证，在步骤340中发送清除发送(CTS)信息。接下来，在步骤342中等待CTS的肯定应答。肯定应答通常将在预定数量的时间内被收到，或相反存在暂停条件。如果肯定应答被收到，那么规定的角度被假定是认可的，然后在状态344中处理可以继续进行到步骤324。然而，如果在步骤342中暂停确实发生，那么假定天线20被操纵到的角度是恶劣的，所以必须进入角度搜寻状态322。
上述的方法在把申请应用于访问节点或中心基站单元时是特别有用的，其中想要的是为许多远程用户单元服务。
然而，本发明的另一个实施方案能在用户单元中适用于如下利益。这组操作是在图5中举例说明的。在第一个步骤500中，天线被设置到定向模式。例如，共同的通常是用户将具有关于它在哪个方向有基站存在的备选方向的给定的信息。在步骤510中，按定向模式发送请求发送(RTS)信息。在步骤520中，如果从基站返回的清除发送(CTS)信息被收到，那么在步骤522中假定天线方向设定被认可，而且链路层通信可以在步骤524中继续进行。
然而，如果在步骤520中在暂停周期内没有收到CTS，则假定天线未被正确地放置。因此，在步骤528中进入全向模式并且在步骤540中发送RTS信息。然后处理从类似于在图3和/或图4中描述的那个点继续进行，即，在步骤544中为了适当地设置天线完成角度搜寻，而且在步骤548中记录设定。
图5举例说明可以在典型的网络计算机环境中发送的较高水平的信息的序列。明确地说，可能要么是访问点14-1要么是远程站12的来源站发送信息610。信息610可有由一个或多个具有先前描述过的前同步码、标题和有效载荷部分的信息包组成。信息可能是比较详细的信息，也可能是比较简单的信息，例如，建立连接和发送深层信息的请求。
作为对收到信息610的响应，预期目的地站将返回肯定应答信息612。这个肯定应答信息612可以具有前同步码部分和标题部分，后者明确地具有标题或作为已知的肯定应答(ACK)格式的有效载荷部分。例如，较高层协议可能是在链路层实现的。
本发明可以利用这些较高层协议单元调用有助于训练天线的其它协议。
肯定应答信息612是在目的地站收到适当的信息610之时发送的。然而，情况也可能退出614，在这种情况下没有肯定应答从目的地发送出来。如果信息在预定的时间周期内在目的地未被收到，通常将这样做。以那种方式，来源将知道尝试转发信息610。这个肯定应答协议是在数据通信网络中广泛使用的典型的较高层协议，在英特网数据通信中使用的典型的传输控制协议/网际协议(TCP/IP)协议。
在某些环境中使用较高层协议信息可能变成必要的，其中物理层协议不允许将数据帧解调的时间和/或在前同步码部分中不包含发送站的标识。这样的协议出现一个问题，因为在没有某种类型的解调发生的情况下没有办法知道发射器末端。然而，依次没有信号解调时间或没有信号解调时间。例如，确定接收质量直到完整的帧被处理之后才可能是可能的。这可能取决于供帧使用的特殊编码。除此之外，某些协议可能使用持续时间太短无法及时识别把这个天线阵有效地操纵到适当的方向的最佳方向的前同步码部分。例如，802.11B标准在这方面可能是可接受的。然而，诸如802.11无线LAN标准之类的协议不可能提供持续时间充足的前同步码。除此之外，无线LAN协议对类似于乙太网的类似的无线电通信链路协议有影响。具体地说，肯定的肯定应答无线电通信链路协议被使用。例如，如果正确接收的信息包被确认，反之不正确接收的信息包则不被确认。因此，非-肯定应答测试可以是在无线电通信链路协议层和/或更高水平的层完成的。
本质上，程序被展示在图6中。对于初始的空载状态600，用户阵列20首先被操纵到全向状态。
在下一个状态712中，传输被接收。当这个信息包被正确地接收的时候，进入状态714，在该状态中将被正常发送的肯定应答612被抑制。所以，单元进入没有肯定应答被发送614的模式。这允许进入状态716，在该状态中天线的角度可以被调整。在状态714中抑制肯定应答引起在状态718中二次接收信息包。在状态720中就这个二次接收，比较接收质量。如果接收质量不适当，那么处理环回到状态714，在该状态中肯定应答再一次被抑制。步骤714到720被连续地执行，直到在状态720中确定收到的信息包有可接受的质量为止。在这个发生的时候，控制转到状态722，在该状态中肯定应答现在被发送。然后，将设定角度与该单元的标识一起记录下来用于以后与那个单元通信。
人们应该理解在某些例证中在712中收到信息包之时，如果单元的标识能够被确定，那么角度可能在状态716中第二次尝试之时得到更适当的设定，例如，在图3展示的那样。例如，如果远程单元的标识在状态712中能够由收到的信息包构成，那么与步骤714到720相关联的角度搜寻能更迅速地继续进行。
在这里请注意重要的是较高层协议正在被用来为了优化天线阵设定强迫转播信息包。其它的协议属性或单元可能被用于相似的结果。例如，无争用的窗口能被某些使用所谓的PCF或HCF模式的协议建立起来。在PCF模式中，提供用来发现能受一些单元在某个时段期间将被发射的访问点控制的最佳角度的方法。因此，单元的标识是预先知道的，天线能在它的接收之前被操纵到适合通信的已知的最后方向。因此，控制信息可能在全向模式期间建立起来，然后，在向远程单元发射的时候，定向模式能在HCF或Hybrid Coordination Function(混合协调功能)中被确定下来。
现在把注意力更具体地转到图8，802.11访问点12本质上有两种模式，包括分布式相关功能(DCF)模式810和点协调功能(PCF)模式830。在DCF模式中，通信基本上是基于争用的，借此任何一个用户单元12都可能被允许尝试在任何点及时地把信息发送给访问点14。PCF模式830时常被进入，以便提供一种模式，在该模式中无争用通信是可能的。因此，在PCF模式中的时候，系统对特定的用户单元12保证它将能够具有对无线电波的独家访问并且能够把信息发送给访问点814，与其它的用户单元12没有任何冲突。
因此，在与DCF模式810相关联的状态812中，访问点14在偶尔发生的基础上接受来自稍后将作为被授权的无争用区(CF)的特定的用户单元12的请求。最后，在状态830中进入PCF模式。在这个状态中，天线首先被送到全向模式832。在下一个状态834中，标志信号被发送给所有的用户单元12以指出正在进入PCF模式。是否它们将会被允许一个争用，这是给所有侦听即将来临的轮询信息的单元的信号，以便确定它们是否将被授权无争用期。然后，轮询信号在状态834发送出去。对状态834中的轮询信号的响应确定在PCF模式期间将被授权无争用访问的用户单元12之一的特定的标识符。人们应该理解在任何给定的PCF模式期间，许多不同的用户单元12可能被授权独家使用或者可能相继地被授权无争用期。
依据它的已请求无争用期的用户单元12的时间表，访问点在状态834轮询在它的目录上的第一个这样的单元。轮询信息通过把天线操纵到适合特定的被标识的用户单元12的已知的最后位置或正确的角度被发送。然后，这个特定的PCF信息在步骤838中作为无争用信息被发送。然后，步骤834到838是不断地执行，直到每一个已经请求CF的用户单元最后被批准它们在无争用期轮到的机会为止。在每个后续的这样的用户单元12在无争用期间被访问的时候，在状态836中天线将在对特定的用户单元12发送相关的PCF信息之前被操纵到它相应的适当的方向。然后，在状态838中的无争用处理的结尾，访问单元可能操纵天线阵20回到全向模式，以致在状态840中无争用期结束信息可能被发送给所有的用户单元，使它们可以理解PCF模式的结尾已经到达而且系统现在将在状态810中返回DCF模式。
虽然这项发明已结合其优选实施方案被具体地展示和描述，但是熟悉这项技术的人将理解在形式和细节方面的各种不同的改变可以在不脱离用权利要求书囊括的本发明的范围情况下完成。
权利要求
1.一种用来操作无线数据通信系统的方法，其中第一站使用无线物理层信号传输协议与第二站通信，而且第一站使用定向天线，所述方法包括下述步骤确定包含数据包的无线信号何时被第一站收到；依据来自第二站的传输的第一部分确定曾把无线信号发射给第一站的发射第二站的标识；使用确定下来的第二站的标识确定用于定向天线阵的参数；以及在接收来自第二站的信号传输的后续部分期间，依照用于被标识的第二站的参数操纵定向天线。
2.根据权利要求1的方法，其中第一站是访问点，而第二站是远程站。
3.根据权利要求1的方法，其中第一站是远程站，而第二站是访问点。
4.根据权利要求1的方法，其中首先收到的部分是一帧的前同步码。
5.根据权利要求1的方法，其中收到的信号的第一部分是一系列信息包中的第一个信息包。
6.根据权利要求1的方法，其中后续的传输是在一帧中比较迟的部分。
7.根据权利要求1的方法，其中后续的传输是在一系列被发射的帧中比较迟的帧。
8.根据权利要求1的方法，其中定向天线是多重天线单元的可操纵阵列。
9.根据权利要求4的方法，其中数据帧的前同步码部分是用比传输中跟在后面的部分更健壮的调制方案编码的。
10.根据权利要求4的方法，其中前同步码部分可能具有众多可能的前同步码格式之一。
11.根据权利要求4的方法，其中前同步码部分包含发送器标识，而有效载荷被看作是后来发送的帧。
12.根据权利要求1的方法，其中天线阵参数与第二站的标识相关联。
13.根据权利要求13的方法，其中单元标识和天线参数被储存在与在第一和第二站之间的转发通信相关联的网络层地址相关联的一张表中。
14.根据权利要求13的方法，其中网络地址是网际协议地址，而且第一站完成适合网络层通讯联系的路由选择功能。
15.根据权利要求1的方法，进一步包括下述步骤如果不可能依据第二站的标识确定天线参数的标识，则搜索天线参数设定以便确定接收来自第二站的通信的最佳方向。
16.根据权利要求1的方法，其中确定发射第二站的标识的步骤从在天线按全向模式操作之时收到的通信的某个部分发生。
17.根据权利要求1的方法，其中健壮的较低的编码的调制类型是在第一部分的传输期间使用的，而较高的编码的调制类型是在来自第二站的传输的比较迟的部分期间使用的。
18.根据权利要求17的方法，其中标识信息位于传输的较高的编码部分。
19.根据权利要求17的方法，其中定向天线是在传输的比较迟的部分被收到之前被操纵到最后知道的方向。
20.根据权利要求19的方法，其中传输的比较迟的部分也可能是后续传输的数据帧。
21.根据权利要求7的方法，进一步包括下述步骤如果传输第二站的标识是未知的，则操纵定向天线以便确定用于接收通信的最佳方向。
22.根据权利要求21的方法，其中标识是在收到第一帧之后确定的。
23.根据权利要求8的方法，进一步包括下述步骤在最佳方向被确定之后，与在从被标识的单元收到的信号的后续处理中使用的单元标识信息一起储存方向信息。
24.根据权利要求1的方法，进一步包括下述步骤把Clear toSend(CTS)(清除发送)指示从第一站发送到第二站；注意听清除发送信号的肯定应答的接收；如果收到这样的肯定应答，则确定当前的定向天线设置(值)是充份的；如果没有收到肯定应答，那么为传输确定不同的角度。
25.一种用来操作通信网络的方法，其中第一站使用无线物理层传输信号与第二站通信，而且包括下述步骤为天线阵设置全向模式；在第一站接收来自第二站的传输；确定依据收到的传输确定第二站的标识；以及按照最后知道的被标识的单元的位置的方向操纵定向天线。
26.根据权利要求25的方法，其中第一站是访问点，而第二站是远程站。
27.根据权利要求25的方法，其中第一站是远程站，而第二站是访问点。
28.根据权利要求25的方法，其中传输的第一部分是数据帧的前同步码。
29.根据权利要求25的方法，其中传输的第一部分是第一信息包。
30.根据权利要求25的方法，其中后续的传输是数据帧的比较迟的部分。
31.根据权利要求25的方法，其中后续的传输是比较迟传输的信息包。
32.根据权利要求28的方法，其中前同步码部分是包含发送器的标识的完全的数据帧。
33.根据权利要求25的方法，其中确定传输第二站的标识的步骤从在天线正在按全向模式操作之时收到的传输的某个部分开始发生。
34.根据权利要求33的方法，其中标识被包含在传输的较高的编码部分中。
35.根据权利要求25的方法，其中定向天线是在传输的比较迟的部分开始之前被操纵到最后知道的方向。
36.根据权利要求25的方法，进一步包括下述步骤如果第二站的标识未被确定，操纵定向天线通过一系列的备选方向以确定适合接收来自传输单元的通信的最佳方向。
37.根据权利要求36的方法，进一步包括下述步骤在确定最佳方向之后，与在从被标识的单元收到的信号的后续处理中使用的单元标识信息一起储存方向数据。
38.根据权利要求5的方法，进一步包括下述步骤在已知的一系列被转移的信息包的序列中，在不关心信息包遗失的情况下操纵天线。
39.根据权利要求38的方法，进一步包括下述步骤使用信息包肯定应答机制恢复任何失去的数据。
40.根据权利要求38的方法，进一步包括下述步骤依靠无线电链路控制协议(RLP)机制恢复失去的信息包。
41.一种用来操作通信系统的方法，其中第一和第二站交换信息，通信使用无线物理层传输信号发生，第一站使用定向天线，所述方法包括下述步骤确定在第一站何时收到来自第二站的无线信号；利用在比物理层高的协议层的信息控制来自特定的第二站的数据的传输和转播；以及使用按较高层协议传输的信息操纵天线阵。
42.根据权利要求41的方法，其中协议属性被用来迫使数据包的转播用于优化天线阵操纵的目的。
43.根据权利要求42的方法，其中协议属性是从第一站返回到第二站的肯定应答(ACK)。
44.根据权利要求43的方法，其中为了迫使转播从第二站到第一站，肯定应答信息受到抑制。
45.根据权利要求44的方法，其中肯定应答抑制是仅仅依据许多次(N次)传输之一完成的，以便降低天线适应的忙闲度。
46.根据权利要求43的方法，进一步包括下述步骤在第一肯定应答抑制之后，识别来自它的传输正在被接收的第二站，以便基于来自特定的第二站的过去的传输历史为天线确定某个角度。
47.根据权利要求41的方法，其中协议单元利用Request to Send(RTS)(请求发送)和清除发送(CTS)协议数据单元保证来自特定的第二站的帧的传输。
48.根据权利要求41的方法，其中之时协议单元是仅仅请求特定的第二站传输的Point Coordination Function(PCF)(点配位函数)实体。
全文摘要
一种在诸如无线局域网(LAN)(11－1，11－2)之类的无线数据网络中提供增大的抗干扰能力的自适应天线信号标识处理，自适应天线(20－1，20－2)位于访问点(14－1，14－2)并且能相对于收到的信号被操纵到各种不同的抵达方位角。相关联的无线电接收设备利用两种截然不同的信号检测模式。在第一种模式中，定向天线阵被设定到具有全向增益图。在这种模式中，收到的信号的初始部分的某些标识参数(例如，来源标识符)被检测。如果收到的信号先前尚未被检测，那么天线阵被扫描，以确定提供最佳的接收信号度量的方向设定。一旦用于接收信号的最佳方向设定被确定下来，那个设定就被保留供将来在接收相同的信号时使用。如果收到的信号已经被检测，系统将改为把定向天线操纵到最后知道的适合接收特定的检测信号的最佳方向。在接收同一信号的深层部分(例如，数据帧的有效负载部分)的时候，定向天线阵能够继续扫描潜在的新的最佳角度。当这项发明按中继功能配置的时候，在这种情况下从第一节点(12－1－1，12－2－2，12－1－n)收到的信息将被转发到第二节点(12－2－p)，它被记录下来的最佳接收方向是为第二节点(12－2－p)取回的而且在天线阵(20－1，20－2)被用来把信号发送给第二节点(12－2－p)的时候被使用。储存用于向邻近节点传播的最佳天线角能够以类似于其它的路由器查询表的方式被控制功能处理，例如被包含在储存IP地址的查询表(25)中。
文档编号H04L12/28GK1568585SQ02820281
公开日2005年1月19日 申请日期2002年9月12日 优先权日2001年9月13日
发明者小詹姆斯·A·普罗克特 申请人:讯捷通讯公司