[發(fā)明專利]WiFi中的動態(tài)探測控制

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380047265.0
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN104620526A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·杜;Z·賈;N·張;G·R·弗雷德里克斯;V·K·瓊斯四世;S·韋爾瑪尼;C-H·陳;R·坦德拉;Q·高;B·S·巴布
• 申請（專利權(quán)）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04B7/04;H04B7/06;H04L25/02
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 張揚(yáng);王英

背景技術(shù)

IEEE?802.11指代在2.4GHz、3.6GHz和5GHz頻帶中實(shí)現(xiàn)無線局域網(wǎng)(WLAN)通信的一組標(biāo)準(zhǔn)。WLAN通信允許設(shè)備與一個(gè)或多個(gè)其它設(shè)備無線地交換數(shù)據(jù)。WiFi^TM是使用IEEE?802.11標(biāo)準(zhǔn)中的任何一種的WLAN產(chǎn)品的品牌名稱。IEEE?802.11ac是被開發(fā)以在5GHz頻帶中支持甚高吞吐量(VHT)操作的新標(biāo)準(zhǔn)。為了獲得這種VHT操作，IEEE?802.11ac設(shè)備使用多達(dá)160MHz的寬帶RF(射頻)帶寬、多達(dá)8個(gè)MIMO(多輸入多輸出，其指代在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處均使用的多個(gè)天線)空間流、MU-MIMO(其指代允許一個(gè)終端同時(shí)地在相同的頻帶中向多個(gè)用戶發(fā)送信號或者從多個(gè)用戶接收信號的多用戶MIMO)、以及多達(dá)256QAM(正交幅度調(diào)制)的高密度調(diào)制。

波束成形是使用多個(gè)天線的定向信號發(fā)射或接收以實(shí)現(xiàn)空間選擇性的技術(shù)。例如，發(fā)射機(jī)可以控制每一個(gè)天線處的信號的相位和幅度，以在波前形成建設(shè)性和破壞性的干擾模式。為了正確地形成用于MIMO通信的波束，發(fā)射機(jī)需要知道信道的特性。為了獲得這些信道特性，發(fā)射機(jī)可以向設(shè)備發(fā)送已知信號，這使得該設(shè)備產(chǎn)生關(guān)于該信道的信息。隨后，該設(shè)備可以將該信道狀態(tài)信息(CSI)反向發(fā)送給發(fā)射機(jī)，轉(zhuǎn)而，發(fā)射機(jī)可以應(yīng)用正確的相位和幅度，以形成在該設(shè)備處所指示的優(yōu)化的波束。該過程稱為信道探測或信道估計(jì)(本申請稱為探測過程)。

在802.11ac通信中，接入點(diǎn)(AP)節(jié)點(diǎn)可以使用探測過程，以從一個(gè)或多個(gè)潛在的目的站收集CSI。其后，AP節(jié)點(diǎn)可以使用所收集的CSI作為當(dāng)前信道估計(jì)量，以在MU-MIMO幀中向多個(gè)站發(fā)送下行鏈路數(shù)據(jù)。應(yīng)當(dāng)注意，所收集的CSI還可以用于在SU-MIMO幀中向一個(gè)站發(fā)送下行鏈路數(shù)據(jù)，其中SU-MIMO是單用戶MIMO(在一個(gè)站處使用多個(gè)天線的波束成形技術(shù))。

圖1A示出了包括AP和兩個(gè)站STA1和STA2的小型基本服務(wù)集(BSS)。在一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)設(shè)備都包括被配置為根據(jù)802.11ac標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作的收發(fā)機(jī)310(發(fā)射機(jī)和接收機(jī))。圖1B示出了AP和兩個(gè)站STA1和STA2之間的示例性通信。可以將該示例性通信的特性描繪成包括兩個(gè)過程：探測過程110和數(shù)據(jù)過程111。探測過程110開始于AP向站STA1和STA2發(fā)送空數(shù)據(jù)分組通知(NDPA)信號101，其中NDPA信號101指示在后續(xù)分組中將不發(fā)送數(shù)據(jù)。在NDPA信號101之后，AP發(fā)送空數(shù)據(jù)分組(NDP)信號102。該NDP信號102可以作為用于從站STA1和STA2獲得信道特性的已知信號。根據(jù)802.11ac標(biāo)準(zhǔn)，在接收到NDP信號102之后，站STA1可以在波束成形(BF)報(bào)告1信號103中發(fā)送其CSI；AP可以發(fā)送BF輪詢信號104，BF輪詢信號104指示站STA2可以發(fā)送其信道特性；隨后，站STA2可以在BF報(bào)告2信號105中發(fā)送其CSI。

使用來自其相關(guān)聯(lián)的站STA1和STA2的CSI，AP可以通過同時(shí)地向站STA1發(fā)送MU-MIMO數(shù)據(jù)106和向站STA2發(fā)送MU-MIMO數(shù)據(jù)107，開始數(shù)據(jù)過程111。應(yīng)當(dāng)注意，雖然使用術(shù)語MU-MIMO來描述數(shù)據(jù)，但在其它實(shí)施例中，數(shù)據(jù)也可以是SU-MIMO。在接收到數(shù)據(jù)106之后，站STA1可以發(fā)送塊確認(rèn)(BA)信號108；AP可以發(fā)送針對站STA2的塊確認(rèn)請求(BAR)信號109；作為響應(yīng)，站STA2可以發(fā)送其BA信號110。應(yīng)當(dāng)注意，雖然圖1示出了與兩個(gè)站相關(guān)聯(lián)的AP，但在其它實(shí)施例中，AP可以與任意數(shù)量的站相關(guān)聯(lián)，這些站中的每一個(gè)都可以在探測過程110期間發(fā)送BF報(bào)告信號，以及在數(shù)據(jù)過程111期間發(fā)送BA信號。

由于就介質(zhì)傳播時(shí)間而言，探測過程具有很大的開銷，因此AP通常并不被配置為在每一次MU-MIMO數(shù)據(jù)傳輸之前都進(jìn)行探測。例如，圖2示出了在第一探測過程201(1)之后跟著多個(gè)數(shù)據(jù)過程202(1)-202(N)，其中N是大于2的整數(shù)。在完成了這N次數(shù)據(jù)過程之后，在執(zhí)行另一些多個(gè)數(shù)據(jù)過程(沒有示出)之前，執(zhí)行第二探測過程202(2)。

當(dāng)在探測過程之后立即發(fā)出MU-MIMO數(shù)據(jù)時(shí)，用于MU-MIMO數(shù)據(jù)傳輸?shù)腃SI是新鮮的。因此，該數(shù)據(jù)分組具有很高的機(jī)率能被成功地接收。相比而言，如果在自從上一次探測過程以來的某個(gè)持續(xù)時(shí)間之后(例如，在圖2中的N個(gè)數(shù)據(jù)分組之后)才發(fā)出MU-MIMO數(shù)據(jù)，則生成該MU-MIMO數(shù)據(jù)傳輸所使用的CSI可能是陳舊的。因此，在該情況下，這些數(shù)據(jù)分組被成功接收的機(jī)率很低。