![基于路径损耗信息改变无线发射功率的方法、系统和设备与流程](http://img.xjishu.com/img/zl/2021/11/9/tbvcpkqwg.jpg)
基于路径损耗信息改变无线发射功率的方法、系统和设备
1.本技术是2019年9月16日提交的美国非临时申请第16/572,195号的国际申请,该申请要求于2019年4月22日提交的序列号为62/836,846的美国临时专利申请的权益,上述文件的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
2.本公开总体上涉及无线系统,并且更具体地涉及具有这样的设备的无线系统:该设备具有基于操作环境对传输功率的动态调整。
背景技术:3.目前,只要发射(tx)功率不超过最大允许阈值(即,频谱掩蔽(spectral mask)),ieee 802.11无线标准就不要求站(sta)来控制tx功率。在密集的wi
‑
fi部署环境中,信道(例如,80mhz信道)上的传输受到重叠基本服务集(obss)的带宽争用的限制。例如,在如802.11a、802.11n、802.11ac等混合wi
‑
fi sta的密集部署中,在80mhz带宽内的20mhz信道中的任一个上没有争用的可能性很小。因此,在整个80mhz bw上传输的机会变得很少,并且整体吞吐量会受到影响。
4.即将到来的ieee 802.11ax标准规定在sta处允许可调整的tx功率,以促进强obss环境中的并行传输。然而,对于如何利用或建立tx功率控制没有明确的指示。
附图说明
5.图1是根据实施例的系统的框图。
6.图2a到2c是示出可以计算路径损耗值并将这些值分配给具有类信标传输(beacon
‑
like transmission)的其他站(sta)的系统的sta的一系列图。
7.图2d和2e是进一步示出可以计算路径损耗值并将这些值分配给具有类信标传输的其他sta的系统的sta的图。
8.图3是示出根据实施例的可以包含于类信标传输中的信息元素的图。
9.图4是示出根据实施例的基于路径损耗的可调整发射(tx)功率的图。
10.图5是根据实施例的用于接收路径损耗信标的方法的流程图。
11.图6是根据实施例的用于发送路径损耗信标的方法的流程图。
12.图7是根据实施例的用于基于路径损耗信息来调整数据传送的功率的方法的流程图。
13.图8a和8b是示出根据实施例的“好邻居”发射机会操作的图。
14.图9是示出根据实施例的“好邻居”发射机会方法的流程图。
15.图10是根据实施例的无线通信设备的框图。
16.图11是根据另一实施例的无线通信设备的框图。
17.图12是根据实施例的物联网设备的系统的图。
具体实施方式
18.根据实施例,无线网络(例如,基本服务集,bss)的发送站(sta)可以确定并使用最低可能发射(tx)功率,该最低可能发射(tx)功率可以确保用于其数据在目的地sta处被正确接收到的足够的信号强度(例如,信号干扰加噪声比,sinr)。因此,发送sta可以在该网络和任何相邻网络的其他sta处引入最低可能的干扰或大大减少的干扰。
19.在一些实施例中,一些数据传送可以在重叠网络(重叠bss,obss)之间并行执行。不同网络的sta可以确定在相邻网络的sta处的传输的接收信号强度(例如,接收信号强度指示符,rssi)是否将保持低于邻居sta的干扰阈值(例如,空闲信道评估,cca)。如果是(即,未超过阈值),则可以进行传输。如果否(即,超过阈值),则传输可以被延迟或取消。
20.根据实施例,sta能够针对范围内的所有兼容sta交换和广播路径损耗(pl)信息。pl信息可以本质上是瞬时的,从每个sta周期性地更新和发射。基于pl信息,发送sta可以使用从其自身到其目的地(即,接收)sta的pl信息来确定最低要求tx功率。每个sta可以使用从最近广播(例如,信标帧)中获得的pl信息,该最近广播是从其目的地sta发送的。
21.根据实施例,sta可以从由其他sta发送的广播中确定pl值。在一些实施例中,广播可以包括信标帧,该信标帧具有信息元素(ie),该信息元素(ie)具有tx功率值(对于发送sta)和具有关联sta标识符(例如,mac地址)的一个或多个pl值。从这种广播的sta标识符中,sta可以找到自己的pl值。在获悉其pl值后,sta可以用可以使pl损失偏移的tx功率向目的地sta进行发射。在一些实施例中,可以在最小tx功率之上添加一些安全余量以确保吞吐量性能。总体tx功率可以低于系统的最大tx功率或默认tx功率。
22.根据实施例,sta可以根据由其他sta发送的广播计算pl值。在一些实施例中,可以根据来自另一sta的信标中的tx功率值与在接收sta处的接收信号强度(rssi)之间的差来确定另一sta的pl值。这样的pl值可以被存储并且然后包含于由sta发射的信标中。
23.在一些实施例中,在sta要向多个sta进行发射(例如,多播帧)的情况下,发送sta可以使用被确定为从所有目的地sta中偏移最高pl的tx功率(在一些实施例中,加上可选的安全余量)。在向所有sta进行发射(即,广播帧)的情况下,发送sta可以使用最大允许tx功率。
24.在一些实施例中,pl信息可以周期性地发射到无线网络的所有sta以及相邻无线网络的sta。
25.在一些实施例中,sta可以计算瞬时pl报告并将该瞬时pl报告从其自身交换到它自己的bss和其他bss中的其他兼容sta。基于这种报告,sta可以计算适当的tx功率,从而为其他bss中的同时数据传送引入最小的obss干扰。基于瞬时pl信息,兼容的发送sta可以使用最低可能tx功率来发射数据,这可以确保足够的snr以用于其数据在其目的地sta处被正确接收。当所有sta都以这种方式操作时,发送sta可以在不是其数据目的地的其他sta处引入最低可能干扰。因此,如果通信的sta对足够分离,并且如果一对的发送sta的tx功率的rssi保持低于其他sta对的cca感测阈值,则数据传送可以在obss之间并行发生的可能性更高。
26.在以下各种实施例中,相同的项目由相同的附图标记指代,但在先的数字对应于图号。
27.参考图1,在图中示出了根据实施例的系统100。系统100可以包括接入点(ap)102
‑
0和多个sta(104
‑
0至104
‑
2)。ap 102
‑
0可以使sta(104
‑
0至104
‑
2)能够访问一个或多个其他网络。ap 102
‑
0和sta(104
‑
0至104
‑
2)可以通过无线传输相互通信以形成无线网络106
‑
0。当发起这种通信时,它们可以被概念化为发生在路径上。例如,图1示出了在sta 102
‑
0和网络106
‑
0的各种其他设备之间的路径108
‑
0至108
‑
2。可以理解,其他sta 104
‑
1和104
‑
2具有到系统的其他设备的相似路径。
28.在图1中,sta 104
‑
0被示为包括通信电路110,其可以基于目的地设备(例如,sta或ap)的接收到的pl信息来实现对发射信号的动态功率控制。应当理解,sta/ap(102、104
‑
0至104
‑
2)中的任一个或全部可以包括这样的通信电路110。通信电路110可以包括pl部分112和发射(tx)功率控制部分114。pl部分112可以存储通向相同无线网络106
‑
0的其他sta/ap(并且在一些情况下,相邻无线网络中的设备)的路径的pl信息。这种pl信息可以被相同无线网络106
‑
0的其他设备(sta/ap)以及相邻无线网络的设备接收。在一些实施例中,pl信息可以随时间更新,使得传输能够随着环境变化而适应。
29.另外或替代地,pl部分112可以根据从其他设备(sta/ap)接收的传输来确定pl值。然后可以将这种pl信息发射回发送设备。此类传输可以是广播(寻址到范围内的所有设备),直接发送给发送设备,或间接发送给发送设备(例如,经由ap或其他中介设备)。
30.tx功率控制部分114可以调整用于向其他sta或ap的传输的传输功率。特别地,tx功率控制部分114可以基于目的地的pl信息将tx功率从用于传输的最大可允许电平降低,从而最小化传输干扰附近其他设备的可能性。在一些实施例中,tx功率控制部分114可以确定处于可以考虑任何pl并满足目的地的某个最小阈值(例如,rssi)的tx功率电平,同时在可能的情况下在最大功率电平以下发射。仅作为一个示例,tx功率控制112可以给出以下发射功率:
31.tx功率=目标rx+pl+余量
32.其中目标rx可以是接收设备处的期望功率电平,pl是从发射设备到接收设备的路径损耗,而余量是用于帮助确保接收到信号的附加功率的预定量。
33.这样,在无线设备之间的传输可以从默认或最大功率选择性地降低,以减少对其他网络(例如,频带)的可能干扰。
34.在一些实施例中,sta可以包括其自己的无线网络之外的设备的pl信息。sta可以使用该相邻pl信息来控制它自己的传输,从而减少或消除对相邻设备的干扰。例如,仍然参考图1,除了无线网络106
‑
0之外,还可以存在相邻的无线网络106
‑
1,其可以包括一个或多个其他sta(一个被示为104
‑
3)和可选的另一ap 102
‑
1。第一无线网络106
‑
0的sta 104
‑
0可以包括到相邻无线网络106
‑
1的sta 104
‑
3的路径108
‑
3的pl信息。sta 104
‑
0可以监视相邻sta 104
‑
3可以在其上进行发射的信道。如果sta 104
‑
0确定相邻sta 104
‑
3正在发射,则它可以调整或推迟其自己的传输以减少或消除对相邻sta 104
‑
3的传输的干扰。
35.在实施例中,无线网络106
‑
0可以是根据ieee无线标准操作的基本服务集(bss)。无线网络106
‑
1可以是根据相同或另一ieee无线标准操作的重叠bss(obss)。在一些实施例中,无线网络106
‑
0可以根据ieee 802.11ax标准操作。
36.根据实施例,无线网络的设备可以以任何合适的方式相互发射pl信息,包括直接地(从一个设备到另一设备的传输)以及间接地(经由另一设备的传输,该另一设备例如为共享ap,仅作为一个示例)。在一些实施例中,设备可以使用类信标传输来向其他设备传达
pl信息。类信标传输可以是可以被相同无线网络的多个设备接收的传输,并且可以是根据标准或协议的信标。现在将参考图2a至2e描述一个这样的实施例。
37.图2a至2e是示出包括sta 204
‑
0至204
‑
2的无线系统200的操作的图序列。sta(204
‑
0至204
‑
2)可以根据预定的标准或协议彼此无线通信。这种通信可以包括数据帧或分组的发送和接收。每个sta可以包括它自己的pl部分210
‑
0至210
‑
2。pl部分(210
‑
0至210
‑
2)可以各自包括计算部分212
‑
0至212
‑
2和数据接收部分214
‑
0至214
‑
2。
38.计算部分(212
‑
0至212
‑
2)可以根据从其他sta接收到的传输生成pl值。pl值可以表示在发射sta处的信号与在接收sta处的信号的强度之间的信号功率差。然后可以将计算出的pl值发射出去以供其他sta接收和存储。
39.参考图2a,sta 204
‑
0可以发送类信标传输216
‑
0。传输216
‑
0可以具有允许它被系统200的其他sta检测到的格式(例如,类型、地址或标识传输的其他字段)。传输216
‑
0可以采用任何合适的形式,包括数据帧或分组,并且可以包括传输功率值tx(0),其可以对应于发送传输216
‑
0时在sta 204
‑
0处的功率电平。传输216
‑
0可以由sta1 204
‑
1和sta2 204
‑
2接收,sta1 204
‑
1和sta2 204
‑
2可以提取tx(0)值,并且确定传输216
‑
0的接收信号强度(例如,rssi)。使用这些值,sta1和sta2(204
‑
1/2)可以计算pl值。因此,sta1 204
‑
1可以在其计算部分212
‑
1中计算并存储pl值“pl sta0
‑
>sta1”,并且sta2 204
‑
2可以在其计算部分216
‑
2中计算并存储pl值“pl sta0
‑
>sta2”。
40.然后,站可以开始发送它们自己的信标,从而使所有站能够累积所有其他sta的pl值。
41.参考图2b,站sta 204
‑
1可以发送它自己的类信标传输216
‑
1。传输216
‑
1可以包括tx功率值tx(1),其可以对应于发送时在sta 204
‑
1处的功率电平。在所示实施例中,传输216
‑
1还可以包括已经由sta 204
‑
1计算出的pl信息(即,pl sta0
‑
>sta1)。
42.传输216
‑
1可以由sta0 204
‑
0和sta2 204
‑
2接收,该sta0 204
‑
0和sta2 204
‑
2可以提取tx(1)值,并且确定传输216
‑
1的接收信号强度。因此,sta0 204
‑
0可以在其计算部分212
‑
0中计算pl值“pl sta1
‑
>sta0”,并且sta2 204
‑
2可以在其计算部分212
‑
2中计算pl值“pl sta1
‑
>sta2”。此外,sta0 204
‑
0可以将包含于传输216
‑
1中的pl值(“pl sta0
‑
>sta1”)标识为对应于它自己,因此可以提取pl值并将其存储在其接收部分214
‑
0中。
43.参考图2c,发生与图2b所示相同的一般操作,仅是现在利用sta 204
‑
2。sta 204
‑
2可以发送类信标传输216
‑
2,其可以包括tx功率值tx(2)以及它已经计算的pl值。sta0 204
‑
0可以存储其对应的pl值(即,pl sta0
‑
>sta2),并且可以根据传输216
‑
2计算pl值(sta2
‑
>sta0)。同样,sta1 204
‑
1可以存储其对应的pl值(即,pl sta1
‑
>sta2),并且根据传输216
‑
2计算pl值sta2
‑
>sta1。
44.参考图2d,操作可以如图2a所示发生。然而,在一些实施例中,接收传输216
‑
3的sta可以重新计算pl值。因此,可以在sta1 204
‑
1的计算部分212
‑
1中更新pl值“pl sta0
‑
>sta1”,并且可以在sta2 204
‑
2的计算部分212
‑
2中更新“pl sta0
‑
>sta2”。
45.参考图2e,最终具有计算部分的每个sta(204
‑
0到204
‑
2)(图2a至2e中的所有sta)将从其他sta接收并存储pl值。此外,这样的pl值可以在接收到传输时周期性地更新。
46.在一些实施例中,系统200可以是根据ieee 802.11ax标准操作的bss和/或obss。此外,传输(216
‑
0至216
‑
4)可以是周期性的信标传输。此外,sta(204
‑
0至204
‑
2)可能是也
可能不是相同无线网络的一部分。
47.根据实施例,sta可以周期性地广播信标帧或其他类型的管理帧,其可以包含ie,该ie具有帧的tx功率和由其他sta使用的一个或多个pl值。图3示出了根据实施例的可以包含于数据帧中的ie 322。ie 322可以包括tx功率值(tx)(即,包含ie的传输的功率)、一个或多个pl值(两个pl值,示为plx、ply)以及对应于pl值的站标识符。
48.在所示的示例中,tx功率可以是1个八位字节的值,指示当sta发送包含ie 322的信标帧时的tx功率(以dbm为单位)。ie 322可以包含pl值的数组。图3示出了两个pl值的示例;然而,如果范围内有两个以上的兼容sta,则数组可能会更大,或者ie可能仅存储一个pl值。应当理解,在一些实施例中,pl值的数组可以包括不是发送设备bss的一部分的sta的那些值。每个pl值可以是7个八位字节的数据结构,其具有pl的1个八位字节值(以db为单位)和sta(其信标帧由发送sta接收并解码)的6个八位字节的mac地址。在一些实施例中,仅最近计算出的pl值可以包含于ie中。仅作为一个示例,sta可以包括在过去100ms左右生成的pl值。这有助于确保pl值反映无线环境的当前状态。
49.图4是示出根据实施例的对rx功率的控制的图。图4示出了由一个或多个无线系统使用的广播信道424的功率(pwr)与频率(freq)。标准或协议可以指示信道的第一频谱掩蔽426。仅作为一个示例,频谱掩蔽426可以是默认的和/或最大的tx功率。根据实施例,基于pl值,sta可以以比默认值更低的功率进行发射。例如,向第一目的地sta的传输可以本质上遵循较低功率频谱掩蔽428
‑
0,其是由于考虑到去往目的地sta的路径损耗plx而产生的。向第二目的地sta的传输(其中pl值较低(ply<plx))可以遵循甚至更低的功率频谱掩蔽428
‑
1。
50.应当理解,较低功率频谱掩蔽428
‑
0/1的特定形状是示例性的。实施例可以根据任何合适的方式达到较低的tx功率,包括但不限于排除信道424内的特定频率和/或频率范围。
51.图5是根据实施例的方法530的流程图。方法530可以由sta执行,该sta从另一sta接收类信标传输。方法530可以包括确定是否正在接收类信标传输530
‑
0。这种动作可以包括检测具有特定标识符的数据帧,该特定标识符将该数据帧指定为包括pl相关数据的传输。在没有这种类信标传输的情况下(来自530
‑
0的否),方法530可以继续其他(例如,标准)操作530
‑
2。
52.如果接收到类信标传输(来自530
‑
0的是),则方法530可以计算发射sta的pl值530
‑
4。这种动作可以包括本文描述的那些技术中的任何一种,包括确定类信标传输的接收信号强度,以及从tx功率值中减去这样的值。传输功率值可以包含于类信标传输中。然而,在其他实施例中,类信标传输可以以系统中所有兼容的sta已知的某个最大功率发生,因此可能不包含于类信标传输中。
53.接收sta可以存储计算出的pl值以供后续传输(530
‑
6)。接收sta还可以确定类信标传输是否包括与其自己的传输相关的pl信息(540
‑
8)。这种动作可以包括针对包括接收站的站标识符(例如,mac地址)的数据(例如,ie)检查类信标传输。如果类信标传输不包括这样的pl信息(来自530
‑
8的否),则方法530可以继续进行其他(例如,标准)操作530
‑
2。
54.如果类信标传输包括接收sta的pl信息(来自530
‑
8的是),则pl信息可以由接收sta存储并且用于控制去往所指示的目的地sta的tx功率530
‑
10。这种功率调整可以采用任何合适的形式,如本文描述的或等效方案。仅作为一个示例,tx功率可以被选择为超过pl
值,足以使目的地sta能够检测到传输,加上一些安全余量,其中总体传输小于由系统按其操作的标准/协议所指示的最大(或默认)功率电平。
55.图6是根据另一实施例的方法632的流程图。方法632可以由sta执行以向其他sta发送具有pl信息的类信标传输。方法632可以包括创建具有pl值和tx功率值的ie 632
‑
2。pl值可以采用本文描述的那些形式中的任何形式,并且可以是响应于从其他sta接收到的传输而由发送sta计算出的值。然而,在替代实施例中,可以从另一设备接收这样的值(例如,ap可以收集值并将它们发送到其bss的sta)。tx功率值可以指示将发送类信标传输的功率。在一些实施例中,这可以是最大可允许功率。
56.方法632然后可以确定是否要发送类信标传输632
‑
0。在一些实施例中,这可以包括运行定时器,使得可以以预定的周期发送类信标传输。然而,替代实施例可以包括任何其他触发事件,包括但不限于由其他设备对pl信息或信标的请求,或者sta检测到或被告知操作环境中的预定变化。
57.如果没有发送类信标传输(来自632
‑
0的否),则方法632可以确定是否存在任何新的pl值632
‑
4。这种动作可以包括确定是否已经响应于来自另一sta的传输计算了新的(或更新的)pl值。如果存在新的pl值(来自632
‑
4的是),则方法632可以更新ie(632
‑
2)。如果没有新的pl值(来自632
‑
4的否),则方法632可以返回到632
‑
0。
58.当要发送类信标传输时(来自632
‑
0的是),方法632可以利用包含pl值和tx功率的ie来发送类信标传输632
‑
8。这种传输可以在ie中注明的功率电平处进行,并且在一些实施例中,可以是由管理系统的标准/协议确定的全功率。
59.根据实施例,sta可以根据与目的地sta相关联的pl信息来调整tx功率。如果sta决定传送数据,它可以从其存储器中查找最新的pl信息。这种值可能最近已经由目的地sta在类信标帧中发送。如果不存在pl信息,则sta可以以某个预定的(例如,最大允许)tx功率发射数据。如果对于目的地确实存在pl信息,则sta可以使用tx功率来发射数据,该tx功率可以将预期的pl从其自身偏移到目的地sta,加上可选的安全余量。这种tx功率可以低于默认(例如,最大允许)功率电平。
60.在一些实施例中,如果数据没有被目的地sta正确接收,则发送sta可以增加安全余量,然后重传数据。可以重复这样的步骤,直到接收到数据或达到最大允许tx功率。
61.对于不兼容的sta(即,无法基于pl信息调整tx功率的sta)或对于广播帧,可以以默认tx功率发射数据。此外,如果目的地sta的pl信息不存在,则sta可以以默认tx功率发射数据。在一些实施例中,如果pl信息过时(不够新),则sta可以以默认tx功率发射数据。
62.在发射多播帧的情况下,假设发送sta具有所有目的地sta的pl信息,则发送sta可以使用这样的tx功率:其能够使目的地sta中的最高pl偏移,加上安全余量。
63.图7是根据实施例的另一方法734的流程图。方法734可以由sta在向另一sta发送数据时执行。根据方法734,可以根据目的地sta的pl信息来调整tx功率。方法734可以包括开始数据传输操作734
‑
0。这种动作可以由在设备上运行的应用发起,这只是许多可能的示例之一。方法734可以确定是否存在目的地sta的最近pl信息734
‑
2。这样的动作可以包括检查先前接收的并且现在存储在预定位置的pl信息。在一些实施例中,这种动作还可以包括访问与pl值相关联的时间值(例如,时间戳)以确定最近多久接收到pl信息。如果对于目的地不存在pl信息(或这样的pl信息被确定为过时)(来自734
‑
2的否),则方法可以以默认功
率发射,在所示实施例中,该默认功率可以是最大功率734
‑
4。
64.如果对于目的地存在有效的pl信息(来自734
‑
2的是),则方法可以以旨在超过预期pl的降低的功率电平加上某个余量进行发射734
‑
6。在所示实施例中,tx功率可以由下式给出:
65.tx功率=rssi+pl+余量
66.其中rssi可以是目的地sta处的期望接收信号强度指示,pl是到目的地sta的路径损耗,而余量是某个附加功率电平。然而,可以使用可以考虑pi而同时保持低于默认tx功率的任何其他合适的方式来实现降低的tx功率。一旦已经确定了tx功率,方法就可以以所确定的tx功率发射数据734
‑
8。
67.在所示的实施例中,方法734然后可以确定对接收到tx数据的确认(ack)734
‑
10。如果接收到ack(来自734
‑
10的是),则方法734可以返回到734
‑
0。在未接收到ack的情况下(来自734
‑
10的否),如果数据传送处于最大可允许功率(来自734
‑
12的是),则方法734可以遵循用于未能接收到ack的操作(例如,重传)734
‑
14。
68.如果数据传送不是处于最大可允许功率(来自734
‑
12的否),则方法734可以增加用于计算tx功率的余量的值734
‑
16。在所示的实施例中,这种增加包括将tx余量加倍。然而,这不应被解释为限制。tx余量可以增加更多或更少的量。利用新的余量值,随后可以更新tx功率734
‑
18。方法734然后可以重传tx数据(转到734
‑
6或734
‑
8)。
69.根据实施例,无线设备不仅可以基于它们自己网络的设备的pl信息,还可以基于来自相邻网络的潜在干扰来控制tx功率。这种能力在本文中被称为“好邻居”tx机会检测,并且将参考图8a和图8b进行描述。虽然将参考根据ieee 802.11标准操作的重叠网络来描述图8a和图8b,但这种布置不应被解释为限制。本文描述的能力可以部署在任何其他合适的无线网络中。
70.图8a和图8b是包括第一网络(bss)806
‑
0和相邻网络(obss)806
‑
1的无线环境的图。bss 806
‑
0可以包括ap 802
‑
0和sta 804
‑
0至804
‑
2。sta 804
‑
1可以包括通信电路810,其可以实现基于pl信息对发射信号的动态功率控制,如本文描述的或等效方案。在图8a和图8b的示例中,ap 802
‑
0和sta 804
‑
0也包括这样的通信电路810。然而,更少或更多数量的设备可以包括通信电路810。
71.obss 806
‑
1可以包括它自己的ap 802
‑
1以及sta 804
‑
3和804
‑
4。sta 804
‑
3和804
‑
4可以包括通信电路810。bss 806
‑
0和obss 806
‑
1被配置为潜在地使用相同范围的传输频率。也就是说,由bss 806
‑
0使用的信道与由obss 806
‑
1使用的信道相同、重叠或者是其一部分,反之亦然。
72.仍然参考图8a和图8b,在所描述的操作中,假设obss 806
‑
1中的sta 804
‑
3当前正在向sta 804
‑
4进行传输836。此外,bss 806
‑
0中的sta 804
‑
1正准备向sta 804
‑
0进行传输。
73.当sta 804
‑
1有一些数据要发送时,它可以首先感测介质是否空闲。仅作为一个示例,sta 804
‑
1可以在信道上执行载波感测操作,并且基于其自己的阈值(例如,cca)确定tx机会。如果tx机会存在于其自己的bss 806
‑
0内,即使在obss 806
‑
1中发生并发数据传送836,sta 804
‑
1也可以确定小于允许向目的地sta 804
‑
0发射的最大值的调整后的tx功率电平,如针对本文的各种实施例所描述的,或等效方案。
74.然而,在进行数据传送之前,sta 804
‑
1还可以计算在obss 806
‑
1中的并发传送sta 804
‑
3处将产生的估计接收信号强度(例如,rssi)。sta 804
‑
1可以以任何合适的方式做出这样的确定,但是在一些实施例中,它可以使用从相邻sta 804
‑
3接收的pl信息838。如果在并发传送相邻sta 804
‑
3处的估计接收信号强度低于sta 804
‑
3的干扰阈值(例如,cca),则sta 804
‑
1可以向其bss 806
‑
0的目的地sta 804
‑
0发起其数据传送请求。
75.参考图8b,假设sta 804
‑
1的数据传送被确定为不干扰相邻sta 804
‑
3的并发数据传送836。因此,sta 804
‑
1可以执行向sta 804
‑
0的并发数据传送840。tx功率可以处于比在相邻sta 804
‑
3处将触发cca阈值的电平更小的电平。
76.然而,如果sta 804
‑
1已经确定向sta 804
‑
0的数据传送会干扰相邻sta 804
‑
3的并发数据传送836,则数据传送可以被取消或延迟。
77.在一些实施例中,在降低的tx功率并发数据传送(例如,840)不成功的情况下,sta 804
‑
1可以增加tx功率电平,如本文描述的或等效方案。每次sta 804
‑
1增加用于重传的tx功率时,它可以再次确定相邻bss(例如,obss 806
‑
1)中的任何并发传送sta处的估计影响(例如,rssi)。如果在任何并发传送相邻sta处的新估计影响低于相邻sta的干扰阈值(例如,cca),则sta 804
‑
1可以重传数据。否则,sta 804
‑
1可以延迟数据重传,直到信道清除以避免干扰。
78.根据实施例,如果所有网络都执行“好邻居”tx机会检测(如本文描述的或等效方案),则可以改进在同一信道上操作的多个网络(例如,bss)的吞吐量。在最坏情况的场景中,相邻bss的sta可以以如当前标准中指定的最大可允许tx功率顺序地传送数据。
79.图9是根据实施例的用于“好邻居”tx机会检测的方法942的流程图。方法942可以在其中相邻sta进行并发数据传送的环境中由sta在向另一sta发送数据时执行。
80.方法942可以包括开始数据传输操作942
‑
0。方法942可以确定在其网络中是否存在tx机会942
‑
2。这种动作可以包括sta执行cca等。然而,可以根据管理标准/协议采取任何合适的动作。如果确定不存在tx机会(来自942
‑
2的否),则方法942可以延迟或放弃数据传送942
‑
18。
81.如果确定存在tx机会(来自942
‑
2的是),则方法942可以确定对于目的地sta是否存在pl丢失942
‑
4。如果对于目的地sta不存在pl信息(来自942
‑
4的否),则方法可以以默认功率进行发射,在所示实施例中,该默认功率可以是最大功率942
‑
6。如果对于目的地存在有效pl信息(来自942
‑
4的是),则方法可以确定降低的功率电平以用于向目的地进行传输942
‑
8。这种动作可以与图7中的734
‑
2、734
‑
4和734
‑
6所示的动作相同。
82.基于所确定的tx功率(即,942
‑
8的tx功率或942
‑
6的最大功率),方法942可以估计(另一bss的)并发传送sta处的rssi 942
‑
10。如果估计的rssi大于并发传送sta处的cca(即,存在干扰的可能性)(来自924
‑
12的是),则方法可以延迟或放弃数据传送942
‑
18。如果估计的rssi不大于并发传送sta处的cca(来自924
‑
12的否),则方法可以以所确定的tx功率发送数据942
‑
14。如果接收到针对数据传送的ack(来自942
‑
16的是),则方法942可以返回到942
‑
0。
83.如果没有接收到针对数据传送的ack(来自942
‑
16的否),并且如果数据传送不是处于最大可允许功率,则方法942可以增加用于到达tx功率的余量的值942
‑
20。使用新的余量值,然后可以更新tx功率942
‑
22,并且方法942可以返回到942
‑
10(确定相邻sta处的
rssi)。
84.本文描述的各种方法可以由ap或sta以任何合适的方式执行。在一些实施例中,这样的方法可以采用存在于wlan设备的mac层电路中的微代码和固件的形式。然而,这样的特定实现方式不应被解释为限制。
85.图10是根据实施例的设备1004的框图。在一些实施例中,设备1004可以是如本文描述的sta的一种实现方式。设备1004可以包括通信电路1010、控制器1052、无线电电路1056和输入/输出(i/o)电路1058。通信电路1010可以是wlan电路,包括wifi控制电路1010
‑
0和wifi mac电路1010
‑
1。wlan电路可以在任何合适的频带中操作,包括但不限于2.4ghz频带、5.0ghz频带和/或6.0ghz频带。
86.wi
‑
fi mac电路1010
‑
1可以包括pl部分1012和tx功率控制部分1014。pl部分1012可以包括用于存储通过无线连接从其他设备接收的pl信息的电路。pl信息可以对应于当从设备1004发射到目的地设备时预期的信号功率损失,并且可以标识每个目的地设备唯一的值。pl值可以采用本文描述的形式中的任何形式或等效方案。此外,pl值可以用于与设备1004在相同网络(例如,bss)中的设备,但也可以用于不同网络(例如,相邻或重叠bss)中的设备。在一些实施例中,pl部分1012还可以包括用于生成(和更新)pl值以用于传输到其他设备的电路,如本文描述的或等效方案。这种电路可以包括任何合适的算术逻辑电路,其可以基于从另一设备接收到的信号来计算pl。算术逻辑电路可以包括固定逻辑、可编程逻辑、执行指令的一个或多个处理器,以及它们的任何组合。
87.功率控制部分1014可以包括用于控制设备1004的tx功率的电路。特别地,功率控制部分1014可以基于目的地的pl信息将tx功率调整到低于默认(例如,最大)功率电平的电平,如本文描述的或等效方案。如在pl部分1012的情况下,功率控制部分1014可以包括任何合适的算术逻辑电路。在一些实施例中,功率控制部分1014可以向无线电电路1056输出信号以控制tx功率电平。
88.无线电电路1056可以包括用于根据至少一个标准或协议接收和发射信号的电路。无线电电路1056可以包括根据所选协议的任何合适的电路,并且在一些实施例中可以包括物理接口(phy)电路和基带电路。无线电电路1056可以基于从通信电路1010接收到的信号/值来控制tx功率电平。在一些实施例中,无线电电路1056可以在任何国际公认的工业、科学或医疗(ism)频带上发射/接收。在一些实施例中,无线电电路1056可以符合ieee 802.11标准,例如,ieee 802.11ax标准。
89.控制器1052可以控制通信电路1010的操作。在一些实施例中,控制器1052可以包括用于确定何时进行传输以及哪些数据包含于传输中的电路(或可由电路执行的指令)。在一些实施例中,不是通信电路1010或除了通信电路1010之外,pl值可以存储在控制器1052中。控制器1052可以调度来自设备1004的路径损耗传输(例如,信标),包括以周期性方式发送这样的传输。在所示的实施例中,控制器1052可以包括处理器部分1052
‑
0和存储器部分1052
‑
1。存储器部分1052
‑
1可以包括或者可以被写入以包括用于形成pl数据帧的指令,包括创建具有对应标识符的pl值的数组。存储器部分1052
‑
1还可以被配置为存储pl值以用于后续传输。
90.i/o电路1058可以通过向设备1004外部输入来实现对设备1004的控制。i/o电路1058可以包括用于根据任何合适的方法实现与设备1004通信的电路,这些方法包括各种串
行数据通信标准/方法中的任何一种,包括但不限于:串行数字接口(sdi)、通用串行总线(usb)、通用异步接收机发射机(uart)、i2c或i2s。
91.在一些实施例中,设备1004可以是集成电路设备,其中各个部分包含于一个集成电路封装中或形成在同一集成电路衬底中。
92.图11是根据另一实施例的设备1104的框图。设备1104可以是如本文的各种实施例中所描述的兼容站以及等效物。设备1104可以包括通信电路1110、控制器1152、无线电电路1156、i/o电路1158和天线连接1160。通信电路1110可以包括wlan控制电路1110
‑
0、mac层电路1110
‑
1和物理层(phy)电路1162。
93.wlan控制电路1110
‑
0可以使得通信能够根据一种或多种通信标准发生,包括ieee 802.11ax标准,仅作为一个示例。在图11的实施例中,wlan控制电路1110
‑
0可以包括处理器部分1152
‑
0和存储器系统1152
‑
1。处理器部分1152
‑
0可以包括一个或多个处理器,其被配置为执行存储在存储器系统1152
‑
1中的指令。处理器部分1152
‑
0可以包括一个或多个通用处理器和/或专用处理器。存储器系统1152
‑
1可以包括一种或多种存储器类型,其可以被配置为存储可由处理器部分1152
‑
0执行的指令以及存储供处理器部分1152
‑
0使用的数据。在一些实施例中,存储器系统1152
‑
1可以包括随机存取易失性存储器(例如,动态和/或静态ram),以及非易失性只读存储器(例如,闪速存储器)。
94.wlan控制电路1110
‑
0可以提供各种功能,包括pl信标功能1164、pl计算功能1112和tx功率控制功能1114。pl信标功能1164可以包括在存储器系统1152
‑
1中组装pl数据帧以用于由设备1104进行传输。pl数据帧可以具有将其指定为信标或其他类型的多播数据帧以供多个其他设备接收的类型或其他字段。pl数据帧可以包括由设备1104生成(并周期性地更新)的pl值,这些值现在正被发射到其他设备,以便其他设备具有用于传输回设备1104的pl值。每个pl值可以具有对应的标识符(例如,mac地址)。pl数据帧还可以包括信标的tx功率。
95.pl计算功能1112可以根据从其他设备检测到的传输生成pl值。在一些实施例中,pl计算功能1112可以根据由无线电部分1156生成的rssi值以及包括在与生成rssi值的传输相对应的数据帧中的tx功率来生成pl值。
96.tx功率控制功能1114可以针对传出数据帧生成tx功率值。可以基于目的地设备的pl值来调整tx功率,如本文描述的和等效方案。在一些实施例中,tx功率控制功能1114还可以基于“好邻居”tx机会检测来调整tx功率值,如本文描述的和等效方案。
97.mac层电路1110
‑
1可以执行mac层操作,包括合并合适的报头,纠错和长度字段,以及数据帧的分段和重组。mac层电路1110
‑
1可以通过背板1164从wlan控制电路1110
‑
0接收数据并向其发送数据。phy层电路1162可以执行phy层操作,包括但不限于将mac层数据转换成适合于正在使用的无线介质的格式,以及控制传出数据帧的调制和传入数据帧的解调。
98.无线电部分1156可以包括无线电电路1166、功率放大器电路1168、低噪声放大器(lna)电路1170、开关电路1172和滤波器电路1174。无线电电路1166可以将数据帧转换成合适的无线电信号用于传输,以及接收无线电信号以解调为数据帧。在图11的实施例中,无线电电路1166可以包括tx功率电路1176和rssi检测电路1178。tx功率电路1176可以响应于经由mac和phy层电路(1110
‑
1、1162)从wlan控制电路1110
‑
0接收的值而改变功率放大器电路1168的tx功率。
99.功率放大器电路1168可以建立针对数据帧的tx功率。lna电路1170可以放大接收信号以供无线电电路1156处理。开关电路1172可以选择性地在功率放大器电路1168和lna电路1170之间切换天线连接1160。滤波器电路1174可以根据所使用的介质过滤接收信号。天线连接1160可以被配置为连接到天线组件。虽然图11示出了一个天线连接,但实施例可以包括多个天线连接。
100.虽然实施例可以使部署无线系统的众多应用受益,但是采用彼此非常接近的众多网络的系统可以获得性能和功率节省方面的显著改进。现在将通过示例的方式描述这种系统的特定示例系统。
101.图12示出了根据实施例的站点控制系统1200。系统1200可以包括各种bss 1206
‑
0、1206
‑
1、1206
‑
2,其在站点处彼此相对靠近地操作。bss(1206
‑
0至1206
‑
2)可以由ap 1202
‑
0至1202
‑
2和sta 1204
‑
0至1204
‑
5形成。sta(1204
‑
0至1204
‑
5)可以是物联网(iot)类型的设备。虽然每个sta(1204
‑
0至1204
‑
5)可以具有任何合适的功能,但是在所示的实施例中,相同bss(1206
‑
0至1206
‑
2)的sta可以具有相同的功能。例如,bss 1206
‑
0的sta 1204
‑
0至1204
‑
2可以是安全设备,bss 1206
‑
1的sta 1204
‑
3和1204
‑
4可以是照明设备,并且bss 1206
‑
2的sta 1204
‑
5和1204
‑
6可以是控制设备。
102.bss(1206
‑
0至1206
‑
2)可以全部共享同一信道或在可以相互重叠的信道上操作。
103.sta(1204
‑
0至1204
‑
6)中的一些或全部可以具有如本文描述的tx功率调整能力(例如,基于目的地sta的pl值和/或基于对相邻bss中的并发传输的可能影响来降低tx功率)。
104.在常规系统中,共享同一信道的彼此相邻部署的多个bss可能由于obss相互干扰而导致吞吐量性能受限或受损。然而,根据实施例,sta(1204
‑
0至1204
‑
6)可以具有针对其他兼容sta的瞬时或接近瞬时的rssi报告,并且可以调节tx功率以促进每个bss内的同时业务。这可以降低sta(在相同bss内和在相邻bss内两者)之间的干扰以及降低功耗。此外,tx中的这种自适应和动态变化使得tx功率能够随着站点处的操作环境的变化而变化。
105.虽然通过本描述理解了实施例的各种特征,但实施例的特定特征可以包括:
106.1、sta路径损耗ie广播。每个兼容的sta可以以最大允许tx功率周期性地广播信标帧或其他类型的管理帧。这样的帧可以包含tx功率值和路径损耗ie。
107.2、sta信标接收。每个兼容的sta可以接收、解码和保存tx功率和pl信息,以用于在其自身与在同一信道(或重叠信道)上操作的其他兼容sta之间的传输路径。因此,每个兼容的sta可以存储最新的pl信息,以用于从其自身到其他兼容的sta的数据传送。
108.3、sta数据传送。基于瞬时或本质上瞬时的pl信息,每个兼容的发送sta可以使用最低确定tx功率来发射数据,该最低确定tx功率可以确保足够的sinr以使其数据在其目的地sta处以某个安全余量被正确接收。在发射多播帧的情况下,发送sta可以使用可以使所有目的地sta的最高pl偏移的tx功率,加上安全余量。可选地,如果这些sta对彼此有足够的距离,并且如果一对中的发送sta的tx功率的rssi保持低于其他sta对的cca感测阈值,则一些数据传送可以在obss之间并行发生。
109.4、sta数据重传。如果数据传送没有被目的地sta正确接收,则发送sta可以增加tx功率余量(例如,将余量加倍),直到达到最大允许tx功率。然后,发送sta可以检查在相邻bss中的任何并发传送sta处的估计的rssi。如果估计的rssi值低于cca阈值,则sta可以重
传数据。否则,sta可以延迟数据重传直到发生信道清除,以避免obss干扰。
110.5、不兼容的sta。对于不兼容的sta,可以利用最大允许tx功率发射数据。此外,如果一对sta之间的pl信息不可用,则每个sta可以假设另一配对物是不支持基于pl的tx功率调整的不兼容的sta。
111.由实施例呈现的各种新颖特征是本领域技术人员可识别的。此类特征可以包括但绝不限于:
112.1)tx功率控制和obss之间的并行数据传送的实际实现方式。
113.2)信标(或其他管理)帧中的ie,其包括tx功率和pl信息。通过广播和接收该信息,每个兼容的sta能够知道从其自身到所有其他兼容的sta的本质上瞬时的pl。
114.3)对于数据传送和重传,发送sta可以使用pl信息来确定最低tx功率,该最低tx功率对于在用于单播的目的地sta或用于多播的sta处成功接收其数据是必须的。
115.4)基于pl信息,发送sta可以通过估计相邻bss中的并发传送sta处的rssi来确定是否将发生obss之间的并行数据传送。这可以降低obss干扰水平。
116.实施例可以提供对本领域技术人员显而易见的各种优点。许多此类优点之一是ieee 802.11ax兼容的sta在obss环境中跨80mhz带宽同时发射数据的能力。与常规方法相比,这种能力可以提供业务吞吐量改进、tx功率节省或两者。
117.实施例可以使电池操作的工业或家庭iot产品受益,在这样的产品中功耗和总吞吐量可能是用户的关键差异化因素。与仅提供常规性能的产品相比,改进的功耗和总吞吐量可以显著增加此类产品的价值。
118.应当理解,贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包含于本发明的至少一个实施例中。因此,需要强调并应该理解的是,在本说明书的各个部分中对“实施例”或“一个实施例”或“替代实施例”的两次或更多次的引用不一定都指代相同的实施例。此外,特定特征、结构或特性可以在本发明的一个或多个实施例中适当地组合。
119.类似地,应当理解,在本发明的示例性实施例的上述描述中,有时将本发明的各种特征一起组合在单个实施例、图或对其的描述中,以用于简化公开内容从而帮助理解各种发明方面中的一个或多个的目的。然而,这种公开方法不应被解释为反映权利要求需要比每个权利要求中明确叙述的特征更多的特征的意图。相反,创造性方面在于少于单个前述公开的实施例的所有特征。因此,具体实施方式所附的权利要求特此明确并入该具体实施方式中,每个权利要求独立作为本发明的单独实施例。