专利名称：根据接收信号质量的量度选择接入点的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线网络。一个方面是一种供无线网络的无线台站用于根据接收信号质量量度选择接入点的方法。一个版本使用误差向量幅值(EVM)的量度。
背景技术：
诸如无线局域网(WLAN)这样的无线网络最近已经变得流行起来。WLAN可以是其中任何无线台站(STA)都可以直接与任何其他STA通信的自组织网络，或者其中一个STA充当接入点(AP)的基础设施网络。网络的所有其他STA都与AP相关联，并且仅经由AP进行通信。AP可以通过有线或无线连接而连接到其他网络。
这里的描述假设无线网络遵从IEEE 802.11标准，并且将使用IEEE802.11标准的术语。但是，本发明并不限于这种网络。
无线网络的台站，即STA，包括物理层处理器(PHY)和MAC处理器。AP是这样一种STA，其发射消息(信标或探测响应)，这种消息为其他台站提供使得这种其他台站能够与AP相关联的信息(PHY和MAC信息)。信标或探测响应是类似的，只不过信标不一定是响应于任何外部事件而被广播的，而探测响应是响应于AP接收到探测请求消息而被发射的。
对于希望与AP相关联的任何特定STA，可能存在要与之关联的若干个AP。STA通常扫描它们可以与之关联的AP，并且希望与“最佳”AP相关联。
想要充当基础设施网络中的客户站的STA(也称为基本服务集(BSS))通常将会尝试通过扫描一个或多个信道以例如查找信标和探测响应来识别它可以与之关联的所有AP。STA将会在启动时以及在之后周期性地进行这种扫描。
充当转发器的AP还将会扫描一个或多个信道以识别潜在的父AP，虽然这种扫描通常只发生在启动时或者其父AP不再可用的情况下。
扫描可以是主动的或被动的。在“被动扫描”中，STA监听一个或多个信道上来自AP的信标。在“主动扫描”中，STA在一个或多个信道上发送探测请求消息并且监听响应于探测请求的探测响应。
除信标和探测响应外，STA还可以记录来自AP的其他分组。
扫描提供MAC级别的消息，例如AP所支持的数据速率、服务集的标识符(SSID)、与AP通信的安全性参数、AP处的负载等等。扫描还提供PHY层信息。具体而言，当STA接收到信标或探测响应时，STA记录接收方STA的PHY处的接收信号强度指示(RSSI)。
由扫描所提供的信息在适当的加权之后通常被用于确定应当与之尝试关联的“最佳”AP。
IEEE 802.11a PHY标准将RSSI定义为PHY子层对用于接收分组的天线处观察到的能量的量度。RSSI在分组接收期间被PHY测量，并且与分组一起被传递。RSSI通常被用于区分信号强度和候选AP，并且用于在所有其他量度(例如负载)都相等时根据接收信号强度确定“最佳”AP。
本领域的技术人员将会意识到，RSSI是信号强度的量度而不是信号质量的量度。已经发现，RSSI不是信号质量的良好指标，也不是“最佳”AP选择的良好量度。这可能是由于多种原因造成的。例如，在扫描时，唯一可供STA测量的分组是以相对较低的速率发送的。在用于AP选择的RSSI值仅能够从通常以低速率发送的信标或探测响应获得的情况下，尤其如此。来自低速率分组的RSSI值仅仅提供关于链路对高速率分组的支持程度的非常粗略的指示。例如，这种RSSI值未考虑到大大降低信号质量的因素，例如多路径或强干扰的存在。
与信号质量的量度而不是信号强度的量度被用于选择的情况相比，利用RSSI来选择“最佳”AP可能导致较低的吞吐量和等待时间。利用RSSI选择AP还可能导致频繁的漫游，从而导致不稳定。这对于语音和其他要求高吞吐量或低等待时间的应用来说尤其成问题。
从而，本领域中需要一种基于指示接收信号质量的量度以及指示AP和客户站之间的链路上的可用通信质量的量度来选择与之关联的AP的方法。
发明内容
这里所描述的是一种用于无线台站中的操作的方法，该方法包括无线地接收来自远程台站的与该远程台站发射的分组相对应的信号；对接收到的信号的采样进行解调以产生解调后的来自远程台站的信号；以及基于接收信号质量的量度选择是否与远程台站通信，所述接收信号质量的量度例如是经由台站和远程台站之间的链路传输的数据的接收信号EVM。
在一个应用中，远程台站是接入点，并且所述选择步骤是选择是否与远程接入点相关联。在另一个应用中，远程台站是台站，并且所述选择步骤是选择是否在自组织基础上与远程台站通信。
在一个实施例中，与接收到的信号相对应的发射的分组包括从由远程台站接收到的与台站发射的数据相对应的信号的采样获得的EVM的量度，从而该台站不需要能够确定EVM。
在另一个实施例中，该方法还包括在台站处从接收到的信号的采样确定接收信号EVM的量度。根据一个改进，其中与接收到的信号相对应的发射的分组包括从由远程台站接收到的与台站发射的数据相对应的信号的采样获得的接收信号EVM的量度，从而该台站进行的选择使用经由台站和远程台站之间的链路在两个方向上传输的数据的质量的量度。
这里还描述了一种用于包括在无线网络的台站中的装置实施例。该装置包括无线电接收器，用于无线地接收来自至少一个远程台站的数据。该数据是作为至少一个数据分组被远程台站发射的。该接收器包括模数转换器，该模数转换器产生在台站处接收到的来自远程台站的信号的采样。该装置包括耦合到无线电接收器的解调器，用于对在接收器处接收到的来自每个台站的信号的采样进行解调，以产生解调后的来自远程台站中每一个的信号。该装置还包括耦合到接收器的信号质量计算器，用于基于来自每个从其接收到数据的远程台站的接收数据的采样，为该远程台站确定接收信号质量的量度；以及发射器，用于发射要发射的数据。
在一个版本中，信号质量量度是EVM的量度。
在本发明的一个方面中，在接收数据被确定包括请求管理消息的情况下，台站以包括与请求管理消息相对应的接收数据的EVM的量度的响应管理消息作为对请求管理消息的响应。从而，在所述接收远程台站不一定具有EVM能力的情况下，接收到响应管理消息的远程台站接收到关于台站和远程台站之间的链路的质量的指示。
在一个版本中，无线网络基本上遵从IEEE 802.11无线联网标准。请求管理消息和响应管理消息是MAC帧。
在本发明的另一个方面中，响应于在台站处接收到的来自特定远程台站的数据而去到该特定远程台站的消息包括从该特定远程台站接收到的数据的EVM的量度。在一个版本中，无线网络基本上遵从无线联网标准，例如IEEE 802.11标准的OFDM变体之一，并且根据无线联网标准的分组包括具有以已知速率调制的第一字段的头部。去到特定台站的消息在第一字段中包括EVM的量度。
根据本发明的一个版本，台站根据至少一个标准的集合选择远程台站之一以与之通信。该集合包括由信号质量计算器对来自各远程台站中的每个台站的数据确定的相应的接收信号质量量度。
一个应用用于针对自组织通信选择远程台站之一时。
根据本发明的另一个应用，在从其接收到数据的远程台站中的某些台站是接入点的情况下，台站根据至少一个标准的集合选择接入点之一以与之关联。该集合包括由信号质量计算器对来自各接入点中的每个接入点的数据确定的相应的接收信号质量量度。
在一个版本中，信号质量计算器是EVM计算器，用于为每个从其接收到数据的远程台站确定来自该远程台站的接收数据的EVM的量度。EVM是基于大致位于解调器的判决点的采样的。在特定实施例中，从作为接入点的远程台站接收到的数据包括信标或探测响应，从而供台站选择与之关联的远程接入点的标准之一是从接入点接收到的信标或探测响应的EVM的量度。
在另一个实施例中，从其接收到数据的远程台站之一是与台站相关联的接入点，从而台站根据来自从与台站相关联的远程接入点接收到的数据的信号质量的量度来判定是否漫游。
根据另一个方面，从远程接入点接收到的信标或探测响应的EVM被用于确定台站和远程接入点之间的链路可以支持的最大传输速率，并且确定出的所支持的最大传输速率是供台站选择与之关联的远程接入点的标准之一。
根据另一个方面，接收台站是接入点，并且在接收数据被确定为是探测请求、关联请求或重关联请求的情况下，供发射器从台站发射到发送请求的特定远程台站的分组包括从该特定远程台站接收到的请求的接收信号质量的量度。
根据另一个方面，发射器具有可设置的数据速率，该数据速率是根据发射器所接受的数据速率信号而设置的。该装置还包括耦合到信号质量计算器和发射器的数据速率设置处理器，其为发射器产生数据速率信号，该数据速率信号被设置成使得向特定远程台站发射的数据速率依赖于由信号质量计算器从接收自特定远程台站的信号产生的信号质量的量度。
这里还描述了一种无线网络的台站中的方法实施例。该方法包括无线地接收来自至少一个远程台站的数据。该数据是作为至少一个数据分组被远程台站发射的。该方法还包括对与接收到的分组相对应的接收数据进行采样以形成数据采样，对数据采样进行解调，并且从接收数据的采样确定信号质量的量度。
根据一个方面，在远程台站中的至少某些台站是接入点的情况下，该方法包括根据包括来自接入点中每一个的数据的相应的确定出的接收信号质量量度在内的至少一个标准的集合来选择接入点之一以与之关联。
在一个版本中，确定信号质量量度的步骤包括从大致位于用于对数据进行解调的判决点处的接收采样确定接收数据的EVM的量度。
根据另一个方面，该方法还包括至少根据确定出的EVM的量度来选择用于与被选择的接入点通信的数据速率。
根据另一个方面，台站是接入点，并且该方法还包括在接收数据被确定是探测请求或用于关联或重关联的关联请求的情况下，向发送探测请求或关联请求的特定远程台站发射分组，所发射的分组包括关于确定出的从特定远程台站接收到的分组的EVM的量度的指示。
根据另一个方面，该方法确定来自任何远程台站的接收数据是否是请求管理消息。在确定从特定远程台站接收到请求管理消息的情况下，该方法包括通过向特定远程台站发射包括与请求管理消息相对应的接收数据的EVM的量度的响应管理消息，来对请求管理消息作出响应。在接收远程台站不一定具有EVM能力的情况下，接收到响应管理消息的特定远程台站接收到关于台站和远程台站之间的链路的质量的指示。
这里所描述的另一个方法实施例是一种无线网络的台站中的方法。该方法包括无线地发射请求管理消息；无线地接收来自至少一个远程台站的数据，所述数据是作为至少一个数据分组被远程台站发射的；对与接收到的分组相对应的接收数据进行采样以形成数据采样；对数据采样进行解调；以及确定接收数据是否包括响应于请求管理消息而发射的响应管理消息。
如果确定接收数据包括响应管理消息，则该方法确定是否从发射响应管理消息的特定远程台站接收到分组，该响应管理消息指示在特定远程台站处远程地接收到的与所发射的请求管理消息相对应的数据的信号质量的量度。指示信号质量量度的消息可被用作关于台站和特定远程台站之间可实现的通信质量的指示。
根据另一个方面，如果确定从特定远程台站接收到这种分组，则该方法包括至少根据远程地接收到的数据的信号质量的量度来选择是否与特定远程台站相关联。
在该方法的一个版本中，确定信号质量量度的步骤包括从大致位于用于对数据进行解调的判决点处的接收采样确定接收数据的EVM的量度。
在一个实施例中，确定接收到的分组的EVM的量度的步骤包括确定接收到的信号的判决点采样和与判决点采样最接近的理想星座点之间在I、Q平面上的平方欧几里得(Euclidian)距离的均值。
在另一个实施例中，确定接收到的分组的EVM的量度的步骤包括确定接收到的信号的判决点采样和通过对信号解调而确定的信号的正确理想星座点之间在I、Q平面上的平方欧几里得距离的均值。
本发明的其他方面将会从详细描述和权利要求书中变得清楚。
图1示出了利用正交相移键控(QPSK)调制方案调制的信号的I、Q平面，该平面具有四个可能的符号S0、S1、S2和S3的星座。
图2是包括本发明的实施例的无线台站的功能框图。
图3示出根据本发明一个实施例图2所示的调制解调器的OFDM接收器部分的简化框图。
图4示出根据本发明一个实施例在数据是OFDM数据并且PPDU模式被启用的情况下发射到MAC处理器的数据的顺序。
图5示出在具有EVM能力的台站上实现的选择与之关联的接入点的方法的实施例的流程图。
图6示出在具有EVM能力的接入点上实现的方法的实施例的流程图，该接入点接收探测请求并以包括接收探测请求的EVM的量度的探测响应作为响应。
图7示出在具有EVM能力的台站上实现的方法的实施例的流程图，该台站向接入点发送探测请求并接收探测响应。
具体实施例方式
本发明可以应用于自组织网络配置，其中任何台站都可以与其他台站直接通信，并且可以应用于基础设施网络配置，其中客户站经由与之相关联的接入点来进行通信。
这里所描述的是供台站选择要与之通信的台站的方法，例如在基础设施网络情况下供台站选择与之关联的接入点的方法，这种方法利用接收信号质量的量度来指示台站和候选AP之间的链路可以支持的数据速率。一个实施例包括在本地计算接收信号质量量度，另一个实施例包括远程地测量接收信号质量量度。
本发明的一个实施例使用关于从候选接入点-或者在自组织通信情况下，从候选的要与之通信的对方-接收到的分组的误差向量幅值(EVM)的量度，来提供信号质量的指标。另一个实施例使用在候选AP或通信对方处接收到的来自台站的分组的EVM的量度。
将按照根据IEEE 802.11标准的OFDM变体以及IEEE 802.11标准的未来的或提议的修改而工作的收发器来描述本发明，所述IEEE 802.11标准的OFDM变体包括支持最高达54Mbps的若干个数据速率的通常称为802.11a(约5GHz UNII带宽)和802.11g(约2.4GHz)的变体，所述IEEE 802.11标准的未来的或提议的修改例如是正由IEEE 802.11任务组N所研究(2003年末)的针对高吞吐量的所谓的IEEE 802.11n变体。本发明还可以应用于按照包括IEEE 802.11标准的其他变体在内的任何其他无线标准工作的无线电收发装置。
EVM是数字RF通信系统中广泛使用的调制质量度量。它一般是针对发射器或接收器定义的，并且是正确的符号时间处信号的误差向量的时间均方根(RMS)值。在接收器的情况下，正确的符号时间由判决点近似-做出解调判决的时间。误差向量是符号的理想星座点和信号的符号时间处的符号的实际星座点之间的差异在复平面(I、Q平面)中的向量长度。
例如，考虑图1，其中示出了利用正交相移键控(QPSK)调制方案调制的信号的四个可能的符号S0、S1、S2和S3的星座。理想情况下，符号时间处的每个实际符号落在四个星座点之一上。实际中，由于相位误差和/或幅值误差，调制后的信号采样的I、Q值落在不处于四个理想星座点的点上。图1示出许多这样的I、Q值，每个I、Q值由一个“X”表示。两个这种信号采样被示为靠近S0星座点101的103和105。考虑点103。EVM是正确星座点-例如星座点101-和实际信号点-例如点103-之间的误差向量的长度-例如长度107-的平方的平方根的均值。这个量被信号强度归一化，因此它被表达为百分比(％RMS)。或者，它可以被表达为dB。当表达为dB时，EVM有时被称为相对星座值。
从而，EVM的量度一般随着接收符号和理想符号之间的距离的平方除以理想符号到零的距离的平方的量度而单调变化。
EVM的量度在某种程度上由于导致IQ轴的原点移动的载泄漏而复杂化。
本发明的一个方面是使用EVM作为接收信号的质量的量度。当被正确地使用时，EVM和有关测量值可以确切地定出信号中存在的退化的类型，并且甚至可以帮助识别它们的来源。
图2是包括本发明的实施例的无线台站200的功能框图。台站200例如可以实现AP或者可以实现希望与AP关联的客户站。台站200包括物理层接口(PHY)201，该物理层接口包括用于一个或多个服务频率(约2GHz和/或约5GHz)的至少一个天线202、用于半双工操作的发射/接收(T/R)开关204、包括低噪声放大器(LNA)206和接收器射频(RF)电子设备210的无线接收器以及包括发射RF电子设备211和功率放大器(PA)208的无线电发射器。PHY还包括调制解调器207，该调制解调器包括解调器212和调制器213。到解调器的接收路径包括模数转换器(ADC)227，以产生接收信号的采样。系统200还包括用于第2层处理的介质访问控制器(MAC处理器或简单地称为MAC)214。在一个实施例中包括了计算机系统数据总线218，以及主机处理器215。
在一个实施例中，包括了存储器216以用于数据缓冲和程序存储。存储器216可以直接耦合到主机或耦合到MAC或耦合到两者。
替换实施例不包括主机处理器。主机处理器功能例如可以与MAC 214相结合。
除了调制解调器207、无线电收发器205和MAC 214之间的有效载荷数据之外，诸如来自调制解调器207中的自动增益控制模块的用于无线电接收器的增益设置之类的控制信息以及其他数据也在收发器和调制解调器之间传输。此外，其他数据也可以在调制解调器和MAC之间以及调制解调器和主机(如果包括的话)之间传输。
包括了一组寄存器237。在一个实施例中，MAC处理器214能够访问寄存器组237中的至少某些寄存器。某些寄存器可被加载以来自MAC 214的数据，其他寄存器为MAC处理器提供数据，而某些寄存器可以提供双向通信。
在一个实施例中，调制解调器207包括信号质量计算器229，该信号质量计算器229从接收信号的采样确定接收信号质量的量度。信号质量计算器229的一个实施例是EVM计算器，该EVM计算器确定接收分组或其一部分的EVM量度，并且将该EVM量度传输到MAC。
在一个实施例中，EVM是在寄存器组237中的一对寄存器中提供的。该对寄存器分别被用于确定出的EVM量度的分子和分母。
某些实施例可以使用天线分集，例如两个或更多个发射天线或者两个或更多个接收天线或者多个既用于接收也用于发射的天线。分集可以通过空间分集提供，或者通过在天线处具有不同的极化状态来提供，等等。天线可以被切换或组合。已11知这种处理能改善包括衰减的环境中的性能，并且甚至可以用于提供空分复用(SDMA)。
系统200的一个实施例与用于无线局域网(WLAN)应用的IEEE-802.11标准的一个或多个变体相兼容。RF收发器205和调制解调器207构成用于一个或多个IEEE-802.11 PHY变体的第1层物理层(PHY)功能的完整无线引擎，并且MAC 214是IEEE-802.11兼容的。
系统200的一个实施例优选是构造在单个印刷电路板(PCB)上的。RF收发器205和调制解调器207各自是利用CMOS技术实现在单独的集成电路(芯片)中的。
OFDM接收器本发明的一个实施例可以用于利用遵从IEEE 802.11 OFDM变体的OFDM分组进行通信。这种OFDM分组以前同步码(preamble)开始。前同步码提供分组开始(SOP)检测、自动增益控制(AGC)、分集选择(在使用分集时)、各种其他同步功能以及信道估计。前同步码之后是经调制的有效载荷，其开始于已知的(低)数据速率SIGNAL字段，该字段提供关于分组的信息，其中包括分组的剩余部分的编码数据速率。SIGNAL字段之后是DATA字段，其速率是SIGNAL字段中指定的速率。每个数据字段包括保护间隔(循环扩展)。SIGNAL字段包括关于数据速率(RATE)的信息。RATE信息根据以下表1确定所使用的调制方法和编码速率
表1IEEE 802.11OFDM分组的调制类型
一个实施例还包括若干个不遵从IEEE 802.11标准的专属调制附加数据速率。
图3示出调制解调器207的OFDM接收器部分的简化框图。图示的实施例与接收RF电子设备210的一个版本一起工作，该接收RF电子设备210产生具有20MHz带宽的IF信号，该信号需要进一步的下变频来获得基带I、Q信号。来自接收RF电子设备210的模拟IF信号可以被设置成以20MHz到25MHz之间的可设置频率(例如20MHz)为中心。ADC227将模拟接收信号数字化。元件309对信号进行进一步的下变频和抽取(decimate)，以产生I和Q采样，这些采样进入先进先出(FIFO)缓冲器310和时间同步单元311。同步是用一种或多种方法实现的，例如利用相关器来估计短前同步码的短符号定时，以及估计长前同步码的保护间隔定时。同步单元还包括使用旋转器(rotator)进行的频率估计和频率校正。旋转器的输出被提供给64采样离散傅立叶变换器313(FFT64)的64采样输入缓冲器312，以用于时频转换。
傅立叶变换器313通过离散傅立叶变换(DFT)操作将接收分组的OFDM符号的复基带时域采样变换为复值频域采样。采取位倒序频率顺序的来自傅立叶变换器313的IQ频域采样被直角坐标-极坐标(幅度/相位)转换器314(在一个实施例中是坐标旋转数字式计算机(cordic))转换到极坐标。该结果被输入到信道响应估计器/均衡器块315，该信道响应估计器/均衡器块315估计信道响应，并且根据估计出的信道响应来对信号进行均衡。估计器/均衡器块315中还包括信道状态信息检测电路和导频音校正单元。校正后的信号被第二坐标转换器316转换回I、Q(直角坐标)形式。因此该输出是准备好被解调的IQ频率采样序列。
速率缓冲器317被包括在第二坐标转换器316和解调器319之间。速率缓冲器317是第二FIFO，其将所接收的频率采样从SIGNAL字段的末尾处开始缓冲几个时钟周期，这几个时钟周期的长度等于接收器的后续部分处理SIGNAL字段(包括解调和解码)所需的等待时间(以时钟周期为单位)。包括速率缓冲器块317是因为始终作为6Mbps速率1/2二进制相移键控(BPSK)信号而发射的SIGNAL字段确定了分组的剩余部分的调制类型和编码速率，这在图3中示为RATE。然后这个信息被用来在分组的剩余部分被输入解调器链之前设置解调器和维特比(Viterbi)解码器参数。因此，分组的剩余部分需要被缓冲，直到至少RATE信息已被成功解码。
速率缓冲器的输出采样(I、Q)被解调器319解调。在一个实施例中，这些采样首先被舍入器(rounder)318从对于I和Q都是12比特舍入到对于二者都是6比特。解调器319根据RATE指定的调制进行解调。来自解调器319的解调后符号被交织器325解交织，在符号插入器327处插入符号，以确保符号的编码速率与该实施例中包括的解码器匹配。符号插入器327的输出符号被输入到维特比解码器331，并被解扰器333解扰。解交织、符号插入和维特比解码依赖于RATE。解扰后符号的序列被串并行转换器335转换为并行形式，以便输入到MAC处理器。
最初，解调器、解交织器、解码器等被设置为处理SIGNAL字段。一旦包括调制方案的RATE信息被确定，这些元件就被设置，以对有效载荷的数据帧进行解调。在该实施例中，维特比解码器331是1/2速率解码器。包括信号插入器327以插入假信号，从而将非1/2速率数据转换为适于维特比解码器331的数据。
接收器生成分组的接收数据，并将该数据传递到MAC处理器214。包括关于分组的信息的额外信息也被传递到MAC层处理器。在一个实施例中，这种信息包括SIGNAL部分的EVM的量度、分组的数据部分的EVM的量度，以及RSSI。
接收器包括EVM计算器229，该EVM计算器229耦合到速率缓冲器并接受来自速率缓冲器的输入，即接受判决点处的I、Q采样。EVM计算器确定分组中的OFDM符号的EVM的量度。EVM确定依赖于特定调制类型的理想星座点。因此，EVM计算器307也接受RATE信息。
EVM的量度由EVM计算器229计算，并被传递到MAC层处理器214。在一个实施例中，该量度被传递到MAC，作为分子和分母。在一个实施例中，一旦SIGNAL字段被处理，数据就被传递到MAC处理器，以根据适当的MAC协议进行进一步处理。
在一个实施例中，每个到达分组的SIGNAL部分的EVM量度和数据部分的EVM量度分别被传输到MAC处理器。
我们将包括EVM计算器的台站称为具有EVM能力的台站。根据本发明的一个方面，台站使用作为信号质量量度的EVM量度，来作为用于选择与之关联的AP的标准，或者在自组织通信情况下，作为用于选择与之通信的另一台站-通信对方-的标准。本发明的一个方面被实现在具有EVM能力的台站中，作为供该台站选择与之通信的远程的、不一定具有EVM能力的台站的方法，例如选择与之关联的AP的方法。本发明的另一个方面被实现为向另一个不一定具有EVM能力的台站发送EVM信息的具有EVM能力的台站中的一种方法。本发明的另一个方面是实现在接收来自具有EVM能力的台站的EVM数据的不一定具有EVM能力的台站中的方法。
本发明的另一个方面是EVM被用于向调制解调器207的发射器部分提供关于用什么样的速率向从其接收到数据的台站发送数据的信息。
使用52个子载波(包括导频音)的长度为Lp的OFDM分组(或分组的某些部分)的EVM的一个定义为
EVMRMS=Σj=1LP{Σk=152[I(j,k)-I0(j,k))2+(Q(j-k)-Q0(j-k))2]}52LP×P0]]>其中I0(j，k)和Q0(j，k)表示复I、Q平面中分组的第j个OFDM符号以及符号的第j个子载波的理想符号点的I、Q，I(j，k)和Q(j，k)表示复I、Q平面中分组的第i个OFDM符号以及符号的第k个子载波的接收I、Q值，P0表示星座的平均功率。
EVM计算器229被用于根据下式计算EVM的量度EVMcalc，例如计算出的EVM的函数f(EVMcalc)=Σj=1Lp{Σk=148[(I(j,k)-In(j,k))2+(Q(j,k)-Qn(j,k))2]}48Lp×P0]]>其中有48个子载波-52个子载波但没有导频音，f是确定出的EVM的函数，In(j，)和Qn(j，k)表示复I、Q平面中与分组的第f个OFDM符号的实际I、Q值最接近的理想符号点和符号的第k个子载波的I、Q值。在一个实施例中，以上定义的f(EVMcalc)的分子和分母由EVM计算器229确定，并被传递到MAC处理器以便确定f(EVMcalc)，即EVM的量度。在一个实施例中，f(EVMcalc)是EVMcalc(计算出的EVM)的平方。EVM计算器229利用硬解码器确定最接近的相邻判决点。由于硬解码器的使用，因此使用EVM的这个量度可能会导致误差，例如具有比实际信号质量更高的信号质量。当实际EVM较大时，例如当信号质量相对较低而数据速率较高时，这种误差尤其可能发生。然而，根据在I、Q平面中到最近的理想星座点的欧几里得(Euclidean)距离来确定EVM比起确定到正确理想星座点的距离来复杂度要低一点。
在改进的实施例中，EVM计算器还耦合到解调器，并确定比最近相邻实施例更接近真实EVM的量度。一旦信号被解调，解调后的信号的理想I、Q值，例如被判决点调制的参考信号的理想I、Q值就被确定，并且由EVM计算器229确定的EVM量度是根据解调并且根据I、Q平面中到正确理想星座点的欧几里得距离的。具体而言，改进的实施例的EVM计算器确定
f(EVMcalc_improved)=Σj=1Lp{Σk=148[(I(j,k)-I0(j,k))2+(Q(j,k)-Q0(j,k))2]}48Lp×P0]]>其中同样有48个子载波-52个子载波但没有导频音，f(EVMcalc_improved)是根据改进后的方法计算出的EVM的函数，I0(j，k)和Q0(j，k)表示理想符号点的I、Q值。
选择与之通信的另一台站，例如与之关联的AP根据本发明的一个方面，每个诸如STA 200这样的STA维护其接收到的信标和探测响应的数据库。在一种或多种情况下，例如当STA确定是否与AP相关联时，信标和探测响应被存储在数据库中。在本发明的各方面的上下文中，在STA处接收到的信标和探测响应是在主动扫描或被动扫描之后被存储在数据库中的。我们将这个数据库称为信标表。如图2所示，在一个实施例中，信标表231位于STA的存储器216中。其他实施例将信标表231存储在存储器216的外部。STA将信标和探测响应中的信息存储在其信标表231中，并在其接收到信标时存储关于STA的状态的额外信息。
在以下描述的另一实施例中，除了来自信标和探测响应的信息外，关于来自远程台站的任何分组的信息，甚至关于那些定向到其他第三方台站的分组的信息都被记录。关于台站具有EVM能力并且维护包括来自其可以监听到的任何台站的接收分组的EVM在内的信息的情况，请参见下文。
由具有EVM能力的台站进行的选择具有EVM能力的台站是指在其PHY处理器中包括计算接收到的信号的质量的信号质量计算器的台站。这种具有EVM能力的台站的一种实现方式是图2的STA 200，其中信号质量计算器计算从远程台站接收到的数据的EVM。
本发明的一个方面是这样一种具有EVM能力的台站，该台站根据信号质量的量度，尤其是从远程台站(例如远程接入点)接收到的数据的EVM的量度，来选择与之通信的远程台站，例如选择与之关联的接入点或者与之进行自组织通信的另一台站。从而，一个实施例是无线网络的具有EVM能力的台站中的一种方法。图5示出方法500的简化流程图。该方法包括(步骤501)无线地接收来自至少一个远程台站的数据，这些数据是由远程台站以分组形式发射的；对与接收到的分组相对应的接收数据进行采样以形成数据采样；对数据采样解调；以及从接收数据的分组确定(步骤503)EVM。
在至少某些远程台站是接入点的情况下，该方法包括(步骤505)根据多个标准来选择接入点之一以与之关联，所述多个标准包括来自每个接入点的数据的相应确定出的接收信号质量量度。
在候选远程台站是用于自组织通信的情况下，该方法包括(步骤505)根据多个标准来选择与之通信的接入点之一，所述多个标准包括来自每个候选远程台站的数据的相应确定出的接收信号质量量度。
远程台站(例如接入点)本身不需要具有EVM能力。
在一个实施例中，从远程接入点接收到的分组是信标或探测响应，从而供台站用于选择与之关联的远程接入点之一的标准之一是从接入点接收到的信标或探测响应的EVM的量度。
与从远程接入点接收到的信标或探测响应的至少一部分相对应的接收数据的EVM被用于确定台站和远程接入点之间的链路可以支持的最大传输速率。从而，确定出的所支持的最大传输速率是供台站用于选择与之关联的远程接入点的标准之一。
另一个实施例使用对关联或重关联请求的响应的EVM来确定是否漫游到另一接入点。具有EVM能力的台站选择与之关联或与之重关联的接入点，并发出关联或重关联请求消息，例如关联或重关联请求MAC帧。远程接入点以关联或重关联响应消息作为响应，例如以关联或重关联MAC帧作为响应。与从远程接入点接收到的关联或重关联响应消息中的数据相对应的信号的EVM被用于确定是否要搜寻与之关联的另一接入点。
根据另一个实施例，来自被具有EVM能力的台站从与该台站相关联的远程接入点接收到的任何帧的EVM都确定漫游。
根据本发明的一个方面，每个诸如STA 200这样的STA维护其从任何远程台站接收到的分组的数据库。在分组是其接收到的信标和探测响应的情况下，信标和探测响应被存储在AP数据库中。除了来自信标和探测响应的信息之外，在一个实施例中还记录关于来自远程台站的任何分组的信息，甚至是关于那些定向到其他第三方台站的分组的信息。所存储的一项信息是来自它可以监听到的任何台站的接收分组的EVM。然后这种信息可以被用于选择数据库以便与之关联或与之重关联。
由不一定具有EVM能力的台站进行的选择本发明的另一个方面是不一定具有EVM能力的台站利用经由链路接收到的数据的EVM的量度来选择与之关联的远程接入点。
在不一定具有EVM能力的台站处实现的本发明的一个实施例包括不一定具有EVM能力的台站接收数据的EVM的量度，其中数据是经由链路从具有EVM能力的远程接入点接收到的。图6示出在具有EVM能力的台站处实现的方法的实施例600，所述具有EVM能力的台站例如是接入点或者用于自组织通信的潜在候选。该实施例包括具有EVM能力的台站-例如接入点-接收请求消息，例如来自请求关联或重关联的远程台站的消息，或来自远程台站的探测请求消息，并且以包括来自请求消息的采样的接收信号质量指示的响应消息对接收到的请求消息作出响应。图6所示的情况是在步骤615中接收到请求。在步骤617中，具有EVM能力的台站根据请求计算EVM的量度，并且在步骤619中，具有EVM能力的台站以包括所确定出的EVM的响应对发送台站作出响应。
不一定具有EVM能力的台站根据接收到的信号质量量度，例如由远程的具有EVM能力的台站发送的链路的EVM，来选择是否与远程的具有EVM能力的台站进行通信，例如是否与远程的接入点相关联或者是否在自组织基础上与远程的具有EVM能力的台站进行通信。这种选择例如可以包括从多个可用远程台站中作出选择，所述多个可用远程台站例如是多个可用远程接入点。
本发明的另一个方面包括修改现有MAC帧结构以在探测响应、关联响应和重关联响应MAC帧中包括EVM量度，以便具有EVM能力的台站能够向具有EVM能力的台站从其接收到信号的远程台站发送EVM量度。修改后的MAC结构包括关于该帧是否包括EVM指示的指示，以便接收该帧的台站能够确定接收到的帧是否是来自具有EVM能力的台站的，从而是否包括EVM量度。
从而，在基础设施网络应用中，接收到来自远程接入点的信标的不一定具有EVM能力的台站可以发出探测请求并接收来自远程接入点的探测响应作为响应。在远程接入点具有EVM能力的情况下，探测响应包括在远程接入点处远程地接收到的来自该台站的数据的EVM的量度。从而，一个方面包括台站确定探测响应是否是来自具有EVM能力的台站的，从而是否会包括EVM量度。然后台站根据接收到的EVM量度来选择是否与远程接入点相关联。实际上，台站可以在该台站已从其接收到这种EVM量度的一组远程接入点中作出选择。
在替换实现方式中，同样对于基础设施网络应用，接收到来自远程接入点的信标的不一定具有EVM能力的台站可以发出关联请求并接收来自远程接入点的关联响应作为响应。在远程接入点具有EVM能力的情况下，关联响应包括在远程接入点处远程地接收到的来自该台站的数据的EVM的量度。从而，一个方面包括台站确定响应是否是来自具有EVM能力的台站的，从而是否会包括EVM量度。然后，在EVM量度低于可设置阈值的情况下，或者在EVM量度远低于来自台站已从其接收到这种EVM量度的一个或多个其他远程接入点的EVM量度的情况下，台站选择是否与不同台站重关联。
一种替换实现方式引入了新的MAC管理帧，这种MAC管理帧是测量帧。一个这种帧是测量请求MAC帧。具有EVM能力的台站以包括信号质量指示的响应管理MAC帧作为对测量请求MAC帧的响应，所述信号质量指示例如是与管理请求MAC帧的至少一部分相对应的信号的EVM。
从而，在基础设施网络的情况下，台站向AP发出测量请求MAC帧，所述AP例如是以探测响应MAC帧作为对探测请求的响应的AP。具有EVM能力的台站以包括信号质量指示的响应管理MAC帧作为对测量请求MAC帧的响应，所述信号质量指示例如是与测量请求MAC帧的至少一部分相对应的信号的EVM。现在台站可以基于AP处的接收信号质量指示来选择是否与远程AP相关联。
注意，虽然上文描述了不一定具有EVM能力的台站判定是否与具有EVM能力的接入点相关联的情况，但是该方法同样适用于不一定具有EVM能力的台站判定是否选择具有EVM能力的远程台站-而不一定是接入点-以便与之通信(例如在自组织基础上)的情况。本领域的技术人员将会能够针对以下情况修改上述方法不一定具有EVM能力的台站接收到来自具有EVM能力的远程台站的分组，该分组包括在远程台站接收到的来自不一定具有EVM能力的台站的数据的信号质量的量度，例如EVM的量度。
双向量度台站和远程台站之间的链路可能不是完全对称的，从而从远程台站接收到的分组的信号质量的量度可能不同于同样确定出的在远程台站处接收到的分组的信号质量的量度。例如，链路每一端处的接收器或发射器可能是不同的，例如具有基本不同的规格和能力。
当选择与之关联的接入点的台站和远程接入点都具有EVM能力时，可以应用本发明的改进的实施例。该选择是根据经由链路接收到的数据的EVM的量度的。在改进的实施例中，使用双向量度。从而，具有EVM能力的台站例如利用上述MAC帧接收在远程接入点处接收到的来自该台站的信号的EVM的量度。该台站还使用其自身的EVM计算器来确定从远程接入点接收到的数据的EVM。现在该台站根据台站和远程接入点之间的链路的每个方向上的两个EVM量度来选择是否与远程接入点相关联。
图7示出方法的实施例700的流程图，该实施例包括台站发送(步骤707)探测请求到远程AP。AP具有EVM能力，并且以包括来自接收到的探测请求的EVM的量度的探测响应作为响应(见图6)。在步骤709中，台站接收包括EVM量度的探测响应。在步骤711中，台站确定与接收到的探测响应相对应的信号的EVM的量度。在步骤713中，台站基于链路的两个方向上的EVM来选择是否与该AP相关联(或者与不同AP相关联)。
同样，虽然上文示出了台站选择是否与AP相关联的情况，但是本发明也适用于台站判定是否与另一台站在自组织基础上进行通信的情况。由具有EVM能力的台站作出的响应根据本发明的一个实施例，具有EVM能力的台站以包括EVM信息以及关于包括这种EVM信息的指示的响应管理MAC帧对作为请求的管理MAC帧作出响应。具有EVM能力的台站利用遵从IEEE 802.11标准MAC协议的修改的MAC帧来传输关于接收到的请求的信息。例如，根据本发明的一个方面，用于作为对关联请求或重关联请求的响应的标准MAC帧，即关联响应或重关联响应帧，除了包括IEEE 802..11标准中指定的信息之外，还包括关于接收到的关联请求或重关联请求的EVM的信息，以及关于该关联响应或重关联响应帧包含这种EVM信息的指示。此外，根据本发明的另一个方面，用于作为对探测请求的响应的标准MAC帧，例如探测响应帧，除了包括IEEE 802.11标准中指定的信息之外，还包括关于接收到的探测请求的EVM的信息以及关于该探测响应帧包含这种EVM信息的指示。
一种替换实现方式引入如上所述的作为测量帧的新的MAC管理帧。一个这种帧是测量请求MAC帧。具有EVM能力的台站以包括信号质量指示的响应管理MAC帧作为对测量请求MAC帧的响应，所述信号质量指示例如是与测量请求MAC帧的至少一部分相对应的信号的EVM。具有EVM能力的台站中的MAC对EVM信息的接受再次参考图2，调制解调器207为MAC处理器214形成数据。调制解调器207的一个实施例在两种模式中工作，我们将这两种模式分别称为PSDU(PLCP服务数据单元)模式(PLCP是物理层收敛协议)和PPDU(PLCP协议数据单元)模式。在PSDU模式中，只有分组有效载荷数据被传送到MAC处理器214。所有接收分组头部信息都在调制解调器207的寄存器组237中对MAC处理器214可用。在具有EVM能力的台站情况下，寄存器组237中的至少一个包括接收到的数据的EVM。在PPDU模式中，PPDU数据，例如PLCP头部数据，也被发送到MAC处理器214，并且这种数据一旦被解码就被发送到MAC处理器。
图4示出在数据是OFDM数据并且PPDU模式被启用的情况下发送到MAC处理器214的数据的顺序。在一个实施例中，在PSDU数据之前，总共有九个字节400被发送。字节403提供接收器处分组的接收功率，具体而言，提供收发器205的接收器处分组的接收信号强度指示-RSSI。下一字节，即字节405，提供SIGNAL字段的信号质量的量度。在一个实施例中，这是由EVM计算器229计算的EVM。下一字节包含关于所使用的天线的指示、标准(802.11a、802.11g OFDM或802.11b DSSS/CCK)以及与DSSS/CCK情况相关的其他信息。一个实施例还提供在PSDU数据之后发送某些额外信息，例如用于调试。下一个(第四)字节407向MAC指示将要包括的PSDU后字节的数目。其后是五字节的PLCP头部409本身(OFDM情况)。之后是PSDU数据。
在一个实施例中，MAC处理器取得每个接收分组中包含的标识该分组所来自的特定远程台站的信息，并且为每个与该台站通信的远程台站维护两个度量。MAC处维护的两个度量是来自远程台站的最后一个分组的EVM量度，以及来自远程台站的若干个(例如最后N个)分组的EVM量度的滑动平均。例如，在接入点的情况下，MAC为每个相关联的台站维护两个度量。在一个实施例中，MAC处理器还维护关于一组目前未关联但先前关联的台站的度量。
同样，虽然所描述的一个应用是在台站处确定该台站是否与接入点关联或重关联，但是替换实施例也适用于自组织通信在台站处确定该台站是否要在自组织基础上与另一台站通信。
选择初始速率在一个实施例中，当台站接收到来自远程台站的分组时，来自远程台站的最新的EVM被用于选择与该远程台站通信的初始速率。
MAC处理器214包括存储数据速率以及这种数据速率的EVM范围的表的存储器。
在远程台站成功接收到以所选择的初始速率发射的响应的情况下，通信以该速率继续下去。在远程台站未能成功接收到该响应的情况下，初始速率被降低，直到通信成功。
与反复以最高速率开始的现有技术方法相比，在实现成功通信之前或在确定不可能进行通信之前所需要的反复次数更少。
替换实施例根据多个度量作出的接入点选择在另一个实施例中，用于选择与之关联的接入点的标准集合是根据台站和远程台站之间的EVM的量度的，并且还根据对MAC可用的一个或多个其他度量。在一个实施例中，一个这种度量是来自远程台站的分组的分组差错率(PER)。例如，在具有EVM能力的台站中，如果来自作为关联候选者的远程台站的EVM指示高信号质量，但接收到的分组的PER较高，例如指示差的接收器，则台站可以确定所支持的最大数据速率低于仅由EVM所指示的最大数据速率。这可能导致选择不同接入点来与之关联。
在另一个实施例中，所使用的其他度量之一是PHY处的载波噪声比(CNR)。如此计算CNR的方法对于本领域的技术人员是已知的。例如，一个这种方法在2003年10月31日递交的、发明人为Hart等人、题为“INITIAL TIMING ESTIMATION IN AN WIRLESS NETWORKRECEIVER”、律师/代理人卷号为CISCO-7702并且被转让给本发明的受让人的美国专利申请10/698,793中有所描述。美国专利申请10/698,793描述了如何根据从分组开始指示后的接收数据采样确定的平均功率量度和根据从这种分组开始指示前的接收数据采样确定的平均功率量度来估计分组的CNR。
在另一个实施例中，所使用的其他度量之一是接收器处的比特差错率(BER)。
在另一个实施例中，接收器包括接收路径中的滤波器，并提供滤波前和滤波后的RSSI量度。对滤波前和滤波后信号强度的比较提供了相邻信道干扰量的量度。2003年7月17日提交的、发明人为Adams等人、题为“ADAPTIVE AGC IN A WIRELESS NETWORK RECEIVER”、律师/代理人卷号为CISCO-7343、并且被转让给本发明的受让人的美国专利申请10/622175，描述了这样的接收器。在另一实施例中，所使用的其他度量之一是对信道内载波和相邻信道干扰的比较。
在一个实施例中，EVM(可能与一个或多个其他度量相结合)不仅被用于选择向远程台站发射的数据速率，还用于请求远程台站以根据从该台站接收到的信号的EVM确定的速率来发送分组。
在一个实施例中，从远程台站接收到的信号的EVM和RSSI都被传递到MAC并被检查。如果EVM指示低信号质量，但RSSI指示高信号功率，则台站可以判定这个特定远程台站发射低质量的信号，即使链路可能是良好的。然后台站可以判定是否与这样的远程台站相关联。
向远程台站发送信号质量信息从而，已经描述了根据去到或来自接入点的信号的EVM的量度来选择与之关联的接入点的方法和装置。
整篇说明书中提到“一个实施例”或“实施例”的意思是结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，出现在整篇说明书中各处的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定都指相同的实施例。此外，本领域的普通技术人员从本公开中可以明显看出，在一个或多个实施例中，特定的特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。
类似地，应当理解，在以上对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各种特征有时被聚集在单个实施例、附图或其描述中，以简化公开和帮助理解各个发明方面中的一个或多个方面。但是，这种公开方法不应被解释为要求保护的发明需要比在每个权利要求中明确陈述的更多的特征。相反，如以下权利要求所反映的，本发明的方面比前面公开的单个实施例具有更少的特征。因此，具体实施方式
后面的权利要求被明确地包含在具体实施方式
中，并且每个权利要求自身作为本发明的独立实施例。
这里使用的“IEEE 802.11标准的变体”的意思是IEEE 802.11标准的变体和建议变体。变体是标准的条款中定义的版本和标准的建议修改。
应当理解，虽然在使用OFDM分组的IEEE 802.11标准的变体的上下文中描述了本发明，但是本发明并不限于这样的上下文，而是可以用在各种无线网络应用和系统中，例如用在使用除OFDM分组以外的其他分组的系统中(例如IEEE 802.11b标准)，或者用在遵从除IEEE 802.11以外的其他标准的网络中。此外，本发明并不限于任何类型的体系结构或协议，而是可以与其他体系结构/协议或其组合结合起来使用。例如，本发明可以实现在遵从其他标准和用于其他应用的接收器中，包括其他WLAN标准、蓝牙、GSM、PHS、CDMA和其他蜂窝无线电话标准。
虽然OFDM接收器的一个实施例(图8)接受需要进一步的下变频以获得基带I、Q信号的IF信号，但是在另一实施例中，模拟部分提供不需要进一步的下变频的基带I、Q信号。
虽然台站的一个实施例(图2)用于半双工操作，并且包括发射/接收开关204，但是其他实施例是用于全双工操作的。
短语“确定EVM量度的EVM计算器”以及类似短语包括上述EVM计算器229的情形，该EVM计算器229在硬件中确定计算出的EVM的函数的表达式的分子，并将分子和分母传递到MAC处理器，以便EVM计算器229本身不执行除法。
虽然上述实施例使用了确定与计算出的EVM的平方成比例的EVM量度的EVM计算器，但是其他实施例也可使用其他EVM量度。所有这种其他EVM量度只要是EVM近似值的单调函数，都在本发明的范围之内。
虽然上述实施例使用排除了导频音的EVM计算器，但是其他实施例可以使用包括导频音的EVM量度。
从而，虽然这里已描述了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员将理解，可在不脱离本发明精神的情况下作出其他和进一步的修改，并且希望要求所有这些改变和修改都落在本发明的范围内。
权利要求
1.一种用于包括在无线网络的台站中的装置，该装置包括无线电接收器，用于无线地接收来自至少一个远程台站的数据，所述数据是作为至少一个数据分组被所述远程台站发射的，所述接收器包括模数转换器，该模数转换器产生在所述台站处接收到的来自所述远程台站的信号的采样；耦合到所述无线电接收器的解调器，用于对在所述接收器处接收到的来自每个台站的信号的采样进行解调，以产生解调后的来自所述远程台站中每一个的信号；耦合到所述接收器的信号质量计算器，用于基于来自每个从其接收到数据的远程台站的接收数据的采样，为该远程台站确定接收信号质量的量度；以及发射器，用于发射要发射的数据，从而在所述接收数据被确定包括请求管理消息的情况下，所述台站以包括与请求管理消息相对应的接收数据的EVM的量度的响应管理消息作为对所述请求管理消息的响应，藉此，在所述接收远程台站不一定具有EVM能力的情况下，接收到所述远程管理消息的远程台站接收关于所述台站和所述远程台站之间的链路的质量的指示。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述无线网络基本上遵从IEEE802.11无线联网标准，并且所述请求管理消息和所述响应管理消息是MAC帧。
3.如权利要求1-2中任何一条所述的装置，其中所述请求管理消息是测量请求MAC帧，并且所述包括EVM量度的响应管理消息是测量响应MAC帧。
4.一种用于包括在无线网络的台站中的装置，该装置包括无线电接收器，用于无线地接收来自至少一个远程台站的数据，所述数据是作为至少一个数据分组被所述远程台站发射的，所述接收器包括模数转换器，该模数转换器产生在所述台站处接收到的来自所述远程台站的信号的采样；耦合到所述无线电接收器的解调器，用于对在所述接收器处接收到的来自每个台站的信号的采样进行解调，以产生解调后的来自所述远程台站中每一个的信号；耦合到所述接收器的信号质量计算器，用于基于来自每个从其接收到数据的远程台站的接收数据的采样，为该远程台站确定接收信号质量的量度；以及发射器，用于发射要发射的数据，其中响应于从特定远程台站接收到的数据而去到所述特定远程台站的消息包括从所述特定远程台站接收到的数据的EVM的量度。
5.如权利要求4所述的装置，其中所述无线网络基本上遵从无线联网标准，并且根据所述无线联网标准的分组包括具有以已知速率调制的第一字段的头部，并且所述去到特定台站的消息在所述第一字段中包括所述EVM的量度。
6.如权利要求5所述的装置，其中所述无线联网标准是IEEE 802.11标准的OFDM变体之一。
7.一种用于包括在无线网络的台站中的装置，该装置包括无线电接收器，用于无线地接收来自至少一个远程台站的数据，所述数据是作为至少一个数据分组被所述远程台站发射的，所述接收器包括模数转换器，该模数转换器产生在所述台站处接收到的来自所述远程台站的信号的采样；耦合到所述无线电接收器的解调器，用于对在所述接收器处接收到的来自每个台站的信号的采样进行解调，以产生解调后的来自所述远程台站中每一个的信号；以及耦合到所述接收器的信号质量计算器，用于基于来自每个从其接收到数据的远程台站的接收数据的采样，为该远程台站确定接收信号质量的量度，从而所述接收台站根据至少一个标准的集合选择所述远程台站之一以与之通信，所述集合包括由所述信号质量计算器对来自各远程台站中的每个台站的数据确定的相应的接收信号质量量度。
8.如权利要求7所述的装置，其中所述远程台站中的至少某些台站是接入点，并且所述接收台站根据至少一个标准的集合选择所述接入点之一以与之关联，所述集合包括由所述信号质量计算器对来自各接入点中的每个接入点的数据确定的相应的接收信号质量量度。
9.如权利要求7所述的装置，其中所述信号质量计算器是EVM计算器，用于为每个从其接收到数据的远程台站确定来自该远程台站的接收数据的EVM的量度，所述EVM是基于大致位于所述解调器的判决点的采样的。
10.如权利要求9所述的装置，其中从其接收到数据的台站中的至少某些台站是接入点，其中从作为接入点的远程台站接收到的数据是信标或探测响应，从而供所述台站选择与之关联的远程接入点的标准之一是从所述接入点接收到的信标或探测响应的EVM的量度。
11.如权利要求10所述的装置，其中从所述接入点接收到的信标或探测响应的EVM被用于确定所述台站和所述远程接入点之间的链路可以支持的最大传输速率，并且确定出的所支持的最大传输速率是供所述台站选择与之关联的远程接入点的标准之一。
12.如权利要求9所述的装置，其中所述远程台站之一是与所述台站相关联的接入点，从而所述台站根据来自从与所述台站相关联的远程接入点接收到的数据的信号质量的量度来判定是否漫游。
13.如权利要求7所述的装置，还包括发射器，用于将要发射的数据发射到至少一个远程台站，其中，在所述接收数据被确定为探测请求、关联请求或重关联请求的情况下，供所述台站的发射器发射到发送所述请求的特定远程台站的分组包括从所述特定远程台站接收到的请求的接收信号质量的量度。
14.如权利要求13所述的装置，其中确定所述接收数据是否是探测请求的所述台站是接入点。
15.如权利要求13所述的装置，其中确定所述接收数据是否是探测请求的所述台站是用于在自组织基础上通信的候选。
16.如权利要求13所述的装置，其中所述发射器具有可设置的数据速率，该数据速率是根据所述发射器所接受的数据速率信号而设置的，所述装置还包括耦合到所述信号质量计算器和所述发射器的数据速率设置处理器，其为所述发射器产生所述数据速率信号，所述数据速率信号被设置成使得向特定远程台站发射的数据速率依赖于由所述信号质量计算器从接收自所述特定远程台站的信号产生的信号质量的量度。
17.如权利要求16所述的装置，其中所述信号质量的量度是接收到的分组的EVM的量度，所述EVM是基于大致位于所述解调器的判决点处的采样的。
18.如权利要求17所述的装置，其中所述数据速率处理器包括存储器，用于为每个从其接收到数据的远程台站存储从该远程台站接收到的最后一个分组的EVM的量度，以及从该远程台站接收到的最后多个分组的EVM量度的滑动平均。
19.如权利要求16-18所述的装置，其中所述数据速率处理器是所述台站的MAC层处理器的一部分。
20.如权利要求9所述的装置，其中所述确定接收到的分组的EVM的量度的步骤包括确定接收到的信号的判决点采样和与所述判决点采样最接近的理想星座点之间在I、Q平面上的平方欧几里得距离的均值的函数的结果。
21.如权利要求9所述的装置，其中所述EVM计算器耦合到所述解调器，并且确定接收到的分组的EVM的量度的步骤包括确定接收到的信号的判决点采样和通过对所述信号解调而确定的所述信号的正确理想星座点之间在I、Q平面上的平方欧几里得距离的均值的函数的结果。
22.如权利要求7-21所述的装置，其中所述数据分组是OFDM分组，并且所述解调器经由离散傅立叶变换器耦合到所述接收器，所述离散傅立叶变换器产生从所述远程台站接收到的分组的经调制的子载波信号，以便所述解调是所述经调制的子载波信号的解调。
23.一种用于包括在无线网络的台站中的装置，该装置包括无线电接收器，用于无线地接收来自远程台站的数据，所述数据是作为至少一个数据分组被所述远程台站发射的，所述接收器包括模数转换器，该模数转换器产生在所述台站处接收到的来自所述远程台站的信号的采样；耦合到所述接收器的解调器，用于对在所述接收器处接收到的信号的采样进行解调以产生解调后的信号，所述采样在判决点处；发射器，用于将要发射的数据发射到所述远程台站，所述发射器具有可设置的数据速率，所述数据速率是根据所述发射器所接受的数据速率信号来设置的；以及耦合到所述解调器和所述发射器的数据速率设置处理器，其为所述发射器产生所述数据速率信号，所述数据速率信号被设置成使得在所述台站处接收到的来自特定远程台站的分组包括由所述台站发射的并且在所述特定远程台站处被接收到的信号的信号质量的EVM量度的情况下，向所述特定远程台站发射的数据速率依赖于所包括的所述接收信号质量的EVM量度。
24.如权利要求23所述的装置，其中包括所述信号质量的EVM量度的分组是MAC层数据单元。
25.一种用于无线网络的台站的装置，该装置包括用于无线地接收来自至少一个远程台站的数据的装置，所述数据是作为至少一个数据分组被所述远程台站发射的；用于对与接收到的分组相对应的接收数据进行采样以形成数据采样的装置；用于对所述数据采样进行解调的装置；用于从所述接收数据的采样确定信号质量的量度的装置；用于确定所述远程台站中的至少某些台站是否是接入点的装置，以及用于在确定所述远程台站中的至少某些台站是接入点的情况下选择所述接入点之一以与之关联的装置，所述选择是根据至少一个标准的集合来进行的，所述标准包括来自所述接入点中每一个的数据的相应的确定出的接收信号质量量度。
26.如权利要求25所述的装置，其中所述用于确定信号质量量度的装置包括用于从大致位于用于对所述数据进行解调的判决点处的接收采样确定所述接收数据的EVM的量度的装置。
27.如权利要求26所述的装置，其中所述台站是接入点，所述用于确定远程台站是否是接入点的装置包括用于确定所述接收数据是否包括探测请求、关联请求或重关联请求的装置，所述装置还包括用于将分组发射到远程台站的装置，其中在所述接收数据被确定为是请求的情况下，所述发射装置响应于所述请求发射包括关于从所述特定远程台站接收到的分组的确定出的EVM量度的指示的数据。
28.一种无线网络的台站中的装置，该装置包括用于无线地发射请求管理消息的装置；用于无线地接收来自至少一个远程台站的数据的装置，所述数据是作为至少一个数据分组被所述远程台站发射的；用于对与接收到的分组相对应的接收数据进行采样以形成数据采样的装置；用于对所述数据采样进行解调的装置；用于确定所述接收数据是否包括响应于请求管理消息而发射的响应管理消息的装置；以及用于确定是否从发射所述响应管理消息的特定远程台站接收到分组的装置，所述响应管理消息指示在所述特定远程台站处远程地接收到的与所发射的请求管理消息相对应的数据的信号质量的量度，所述确定步骤是在确定所述接收数据包括所述响应管理消息的情况下执行的，从而所述指示信号质量量度的消息可被用作关于所述台站和所述特定远程台站之间可实现的通信质量的指示。
29.如权利要求28所述的装置，还包括用于至少根据远程地接收到的数据的信号质量的量度来选择是否与所述特定远程台站相关联的装置，所述选择步骤是在确定从所述特定远程台站接收到这种分组的情况下进行的。
30.如权利要求28-29中任何一条所述的装置，其中所述信号质量的量度包括从大致位于用于对所述接收数据进行解调的判决点处的接收采样确定的接收数据的EVM的量度。
31.一种无线网络的台站中的装置，该装置包括用于无线地接收来自至少一个远程台站的信号的装置，所述信号是作为至少一个数据分组被所述远程台站发射的；用于对接收信号的采样进行解调以产生解调后的来自所述远程台站中每个台站的信号的装置；用于利用来自所述远程台站的接收信号的采样来计算从所述远程台站接收到的信号的接收信号质量的量度的装置；用于确定来自任何远程台站的接收数据是否是请求管理消息的装置；用于发射的装置；以及用于在确定从特定远程台站接收到请求管理消息的情况下对所述请求管理消息作出响应的装置，所述用于响应的装置耦合到所述用于发射的装置，并且向所述特定远程台站发射包括与请求管理消息相对应的接收数据的EVM的量度的响应管理消息，从而，在所述接收远程台站不一定具有EVM能力的情况下，接收到所述响应管理消息的所述特定远程台站接收到关于所述台站和所述远程台站之间的链路的质量的指示。
32.如权利要求1、2或31中任何一条所述的装置，其中所述请求管理消息是关联或重关联请求MAC帧，并且所述包括EVM量度的响应管理消息是关联或重关联响应MAC帧。
33.如权利要求1、2或31中任何一条所述的装置，其中所述请求管理消息是探测请求MAC帧，并且所述包括EVM量度的响应管理消息是探测响应MAC帧。
34.如权利要求7-21、23-33中任何一条所述的装置，其中所述无线网络基本上遵从IEEE 802.11标准或其衍生物之一。
35.一种无线网络的台站中的方法，该方法包括无线地接收来自至少一个远程台站的数据，所述数据是作为至少一个数据分组被所述远程台站发射的；对与接收到的分组相对应的接收数据进行采样以形成数据采样；对所述数据采样进行解调；从所述接收数据的采样确定信号质量的量度；根据至少一个标准的集合来选择所述远程台站之一以与之通信，所述标准包括来自所述远程台站中每一个的数据的相应的确定出的接收信号质量量度。
36.如权利要求35所述的方法，其中在所述远程台站中的至少某些台站是接入点的情况下，所述选择步骤包括根据包括来自所述接入点中每一个的数据的相应的确定出的接收信号质量量度在内的至少一个标准的集合来选择所述接入点之一以与之关联。
37.如权利要求35所述的方法，其中所述确定信号质量量度的步骤包括从大致位于用于对所述数据进行解调的判决点处的接收采样确定所述接收数据的EVM的量度。
38.如权利要求37所述的方法，其中所述远程台站之一是与所述台站相关联的接入点，从而选择所述接入点之一以与之关联的步骤包括根据来自从与所述台站相关联的远程接入点接收到的数据的信号质量量度来判定是否漫游。
39.如权利要求37所述的方法，其中所述确定接收到的分组的EVM的量度的步骤包括确定接收到的信号的判决点采样和与所述判决点采样最接近的理想星座点之间在I、Q平面上的平方欧几里得距离的均值。
40.如权利要求37所述的方法，其中所述确定接收到的分组的EVM的量度的步骤包括确定接收到的信号的判决点采样和通过对所述信号解调而确定的所述信号的正确理想星座点之间在I、Q平面上的平方欧几里得距离的均值。
41.如权利要求37所述的方法，其中所述选择所述远程台站之一的步骤是根据所述确定出的信号质量和至少一个其他度量的。
42.如权利要求37所述的方法，还包括至少根据确定出的所述EVM的量度来选择用于与被选择的远程台站通信的数据速率。
43.如权利要求42所述的方法，其中所述选择用于与所述远程台站通信的数据速率的步骤是根据所述确定出的信号质量和至少一个其他度量的。
44.如权利要求41或43中任何一条所述的方法，其中所述至少一个其他度量包括来自所述远程台站的分组的分组差错率(PER)。
45.如权利要求37所述的方法，还包括在所述接收数据被确定是探测请求或用于关联或重关联的关联请求的情况下，向发送所述探测请求或关联请求的特定远程台站发射分组，该分组包括关于确定出的从所述特定远程台站接收到的分组的EVM的量度的指示。
46.如权利要求45所述的方法，其中所述台站是接入点。
47.如权利要求45-46中任何一条所述的方法，其中所述接收数据被确定为是探测请求，并且所述选择步骤是针对自组织通信的。
48.如权利要求35、37、39-45中任何一条所述的方法，其中所述选择步骤选择所述远程台站之一以与之进行自组织通信。
49.如权利要求35-48中任何一条所述的方法，其中所述接收到的分组是OFDM分组。
50.一种无线网络的台站中的方法，该方法包括无线地发射请求管理消息；无线地接收来自至少一个远程台站的数据，所述数据是作为至少一个数据分组被所述远程台站发射的；对与接收到的分组相对应的接收数据进行采样以形成数据采样；对所述数据采样进行解调；确定所述接收数据是否包括响应于请求管理消息而发射的响应管理消息；以及如果确定所述接收数据包括所述响应管理消息，则确定是否从发射所述响应管理消息的特定远程台站接收到分组，所述响应管理消息指示在所述特定远程台站处远程地接收到的与所发射的请求管理消息相对应的数据的信号质量的量度，从而所述指示信号质量量度的消息可被用作关于所述台站和所述特定远程台站之间可实现的通信质量的指示。
51.如权利要求50所述的方法，还包括如果确定从所述特定远程台站接收到这种分组，则至少根据远程地接收到的数据的信号质量的量度来选择是否与所述特定远程台站相关联。
52.如权利要求51所述的方法，其中所述远程地接收到的数据的信号质量的量度包括从大致位于用于对所述接收数据进行解调的判决点处的接收采样确定的接收数据的EVM的量度。
53.如权利要求52所述的方法，还包括至少根据确定出的EVM量度选择用于与所述远程台站通信的数据速率。
54.如权利要求52-53中任何一条所述的方法，其中所述请求管理MAC帧是关联或重关联请求帧，并且所述包括EVM量度的响应管理MAC帧是关联或重关联响应帧。
55.如权利要求52-53中任何一条所述的方法，其中所述请求管理MAC帧是探测请求帧，并且所述包括EVM量度的响应管理MAC帧是探测响应帧。
56.如权利要求35-48、50-55中任何一条所述的方法，其中所述无线网络基本上遵从IEEE 802.11标准或其衍生物之一。
57.一种无线网络的台站中的方法，该方法包括无线地接收来自至少一个远程台站的信号，所述信号是作为至少一个数据分组被所述远程台站发射的；对接收信号的采样进行解调以产生解调后的来自所述远程台站中每个台站的信号；利用来自所述远程台站的接收信号的采样来计算从所述远程台站接收到的信号的接收信号质量的量度；确定来自任何远程台站的接收数据是否是请求管理消息；以及在确定从特定远程台站接收到请求管理消息的情况下，通过向所述特定远程台站发射包括与请求管理消息相对应的接收数据的EVM的量度的响应管理消息，来对所述请求管理消息作出响应，从而，在所述接收远程台站不一定具有EVM能力的情况下，接收到所述响应管理消息的所述特定远程台站接收到关于所述台站和所述远程台站之间的链路的质量的指示。
58.如权利要求57所述的方法，其中所述无线网络基本上遵从IEEE802.11无线联网标准，并且所述请求管理消息和所述响应管理消息是MAC帧。
59.如权利要求57-58中任何一条所述的方法，其中所述请求管理消息是关联或重关联请求MAC帧，并且所述包括EVM量度的响应管理消息是关联或重关联响应MAC帧。
60.如权利要求57-58中任何一条所述的方法，其中所述请求管理消息是探测请求MAC帧，并且所述包括EVM量度的响应管理消息是探测响应MAC帧。
61.一种无线台站中的方法，该方法包括无线地接收来自远程台站与由所述远程台站发射的分组相对应的信号；对接收到的信号的采样进行解调以产生解调后的来自所述远程台站的信号；以及基于经由所述台站和所述远程台站之间的链路传输的数据的接收信号质量的量度来选择是否与所述远程台站相关联。
62.如权利要求61所述的方法，其中所述接收信号质量的量度是EVM的量度。
63.如权利要求62所述的方法，其中所述远程台站是AP，所述方法还包括在所述台站处从所述接收到的信号的采样确定所述接收信号质量的量度。
64.如权利要求63所述的方法，其中所述与接收到的信号相对应的发射的分组包括从由所述远程台站接收到的与所述台站发射的数据相对应的信号的采样获得的EVM的量度，从而所述选择步骤使用经由所述台站和所述远程台站之间的链路在两个方向上传输的数据的接收信号质量的量度。
65.如权利要求62所述的方法，其中所述与接收到的信号相对应的发射的分组包括从由所述远程台站接收到的与所述台站发射的数据相对应的信号的采样获得的EVM的量度。
全文摘要
一种用于包括在无线网络的台站(STA)中的方法以及一种用于无线网络的台站(STA)中的操作的方法。该方法包括接收来自至少一个远程台站的数据并从接收自(一个或多个)远程台站的数据的采样确定信号质量的量度，例如EVM的量度。如果所述(一个或多个)远程台站是接入点，则台站根据包括来自远程台站的EVM的量度在内的标准来选择与之关联的接入点。如果接收到的数据包括请求管理消息，则台站以包括与请求管理消息相对应的接收数据的EVM的量度在内的响应管理消息作为对请求管理消息的响应。从而，在接收方远程台站不一定具有EVM能力的情况下，接收到响应管理消息的远程台站接收到关于台站和远程台站之间的链路的质量的指示。
文档编号H04B17/00GK1875644SQ200480031667
公开日2006年12月6日 申请日期2004年7月13日 优先权日2003年11月3日
发明者菲利普·J·雷恩, 安德鲁·F·麦勒斯, 大卫·S·古达尔, 鲁多威可·N·德索扎 申请人:思科技术公司