[發明專利]在極高密度環境中的無線操作

有效

• 申請號: 201711267291.0
• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN108112066B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 偉志.羅;斯蒂芬.雷蒙特;邁克爾.魯賽爾;羅蘭.史密斯;克里斯.威廉姆斯
• 申請（專利權）人: 愛立信無線網有限公司
• 主分類號: H04W52/24
• 分類號: H04W52/24;H04W52/26;H04W52/28;H04W24/10;H04W52/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姜冰;楊美靈

通常在免許可頻段中使用的、用于基于競爭的自適應調制網絡的協議和算法。還公開了一種無線系統，其中高調制速率的數據包被確定優先于低速率的數據包，該無線系統被配置為處理來自多個用戶便攜式設備的通信信號，該無線系統具有接入點，所述接入點能夠針對逐個用戶將接入點發射功率動態調節至在不考慮在鏈路上觀測到的干擾的情況下達到來自每個用戶便攜式設備的目標信噪比所需的最低水平。該無線系統還能夠針對逐個用戶將接入點發射機功率和接收機靈敏度動態調至達到最高可能調制速率所需的最低水平。

技術領域

本申請涉及無線通信系統。更為具體地，本發明涉及對通常在免許可頻段（如Wi-Fi）中使用的基于競爭的自適應調制網絡的協議和算法的改進。這些改進使得在高密度區域的操作成為可能。

背景技術

隨著智能移動設備（例如，iPhone、黑莓和其他智能手機）的出現和極其普及，數據使用已增長到由帶寬饑渴設備導致的網絡擁塞已引起迫在眉睫的頻譜危機的程度，該頻譜危機是對美國移動通信的未來的最大威脅。該頻譜危機的證據是明顯的，尤其是在2009年1月的總統就職典禮上（成千上萬人聚集起來見證了這一歷史事件）。據記載，蜂窩網絡變得擁塞無比，以致于無法打電話。同樣地，蜂窩網絡擁塞已成為幾乎每一較多觀眾場合中常見的全球事件。

目前，大多數無線網絡都被優化以實現最大范圍及覆蓋，以此降低給定區域所需的設備成本。為達到該目的，在基站或接入點（AP）上均使用具有更高的無線電功率、更好的接收靈敏度和高增益的天線。但在極高密度的應用中（例如特別事件、臨時事件、緊急事件、大型體育場等），用戶密度極高；有時處于用戶/每平方米的級別。在這種情況下，應大大增加AP的數量，以通過重復使用整個場所的頻率來實現期望的容量。遺憾的是，這種密度上的增加還大大降低了網絡中AP之間干擾的概率，從而失去重復使用的潛力。此外，應限制（通常錯誤地）由很遠距離處連接到AP（因此具有低信號電平及低數據速率）的用戶便攜式設備。

蜂窩分裂是在整個蜂窩通信行業中一種常用的在可用頻譜稀缺的情況下增加網絡容量的技術。蜂窩網絡的名稱源自于用于提供覆蓋區域的部署技術。被稱作宏基站收發器系統（BTS）的高功率射頻收發器部署在屋頂和高塔上，且通過使用高增益定向天線產生毗鄰排列的通常描繪成六邊形蜂窩狀晶格結構的“蜂窩”。這些BTS元件均通過T1或T3有線電路與通向“蜂窩網絡”的中心網絡元件互連。

隨著容量的增長，BTS系統在提高無線電信號效率的同時，增加了額外的射頻信道。第一代BTS采用支持每載波單個蜂窩用戶的模擬移動電話系統（AMPS）。AMPS被支持每載波三個蜂窩用戶的時分多址（TDMA）所取代。蜂窩技術通過二十年的改進和新的協議，即GSM、CDMA、2G、3G、4G、新的調制格式和智能天線/多輸入多輸出（MIMO）系統，已穩步發展，使得針對蜂窩網絡的射頻頻譜的使用現已高度優化，以致使用現有網絡基礎設施蜂窩位置不可能再獲得顯著的容量增益。

因此，已引入蜂窩分裂技術以提供進一步的容量。此外，分布式天線系統（DAS）被引入以用于在辦公建筑中提供更好的覆蓋。近來，針對高容量應用，已引入覆蓋受限的微蜂窩和微微蜂窩。

顯然，蜂窩/無線通信行業的演進已隨著許可頻段的蜂窩網絡的頻譜和空間效率上的大大改進，由較大的宏蜂窩轉移至較小的微微蜂窩。

由于多個無線服務共享相同頻段的影響以及提高覆蓋的需要，免許可頻段網絡的演進路徑稍有不同。免許可頻段網絡（例如Wi-Fi）成為首先組合先進的頻譜和空間技術來實現高頻譜和空間效率的網絡。但與許可頻段蜂窩網絡趨勢不同，免許可頻段網絡由于受到低發射功率（通常為25mW（14dBm））的限制，故而從很小的蜂窩開始，成長為達到足以覆蓋房屋的蜂窩尺寸。免許可頻段網絡已進步到滿足工業科學醫療（ISM）頻段規定限制4W（36dBm）以提供大型熱點（例如，大型購物中心或火車站）的覆蓋的程度。