[发明专利]用于经由定向天线和全向天线进行无线通信的装置和方法

说明书

本申请是申请号为200780020502.9、申请日为2007年06月06日、发明名称为“用于经由定向天线和全向天线进行无线通信的装置和方法”的中国专利申请的分案申请。

根据35U.S.C.§119要求优先权

本专利申请要求于2006年6月6日递交的、题目为“DIRECTIONAL ANTENNA UTILIZATION IN WIRELESS MESH NETWORKS”、临时申请号为60/811,578、所分配的代理人案卷号为061377P1的优先权，该临时申请已经转让给本申请的受让人，故明确地以引用方式并入本文。

技术领域

概括地说，本发明涉及通信，具体地说，本发明涉及无线通信网络中的数据发射和接收。

背景技术

无线通信网络可以包括经由无线介质彼此之间能够进行通信的多个站。每一个站可以是固定的，也可以是移动的，并且可以位于无线网络中的任何地方。给定的一个站A可以与另一个站B交换数据，并且每一个站在数据交换时可能并不了解其它站的位置。站A可以全方向地发射，从而提高站B成功接收的可能性。同样，站B也可以从所有方向接收，从而提高从站A接收传输的可能性。但是，来自站A的全向发射可能会对附近的其它站造成干扰。同样，站B的全向接收也可能导致从其它站接收到更多的干扰。站A所造成的干扰和站B所接收的干扰对所有受影响站的性能造成不利的影响。

因此，在本领域中需要提高无线通信网络的数据发射和接收性能的技术。

发明内容

本申请描述了使用全向天线和定向天线中的至少之一来进行通信的技术。定向天线是能够经由小于360°(例如，从10°到120°)的波束宽度来发射和/或接收数据的天线。全向天线是能够经由360°的全部或大部分来发射和/或接收数据的天线。全向天线可以是特别设计的天线，或者也可以用多个定向天线来形成或合成。

在一个方面，一个站配备的天线单元可被选择作为全向天线或者一付或多付定向天线来进行通信，其中所说的全向天线或者定向天线可以用下文描述的各种方式来实现。该站可以根据各种因素从这些天线单元中选择用于通信的全向天线或定向天线，其中这些因素诸如是：例如通信的目标站位置或方向是否是已知的、正在交换控制帧还是数据帧等等。在另一个方面，该站能够以各种方式从多个可用的定向天线中选择一个具体的定向天线。例如，该站可以估计多个定向天线各自从目标站接收的传输的所接收信号强度或所接收信号质量，并可以选择具有最高接收信号强度或质量的定向天线。该站还可以根据目标站的位置或方向来选择定向天线，其中所述目标站是先前已知的或者是根据任何定位技术来确定的。

在一个适用于IEEE 802.11的具体设计方案中，该站使用全向天线和定向天线来与目标站进行请求发送和允许发送(RTS/CTS)的通信。该站可以经由全向天线从目标站接收RTS帧，并例如根据RTS帧的到达方向来选择定向天线。该站可以经由全向天线向目标站发送CTS帧。随后，该站可以在RTS帧指示的持续时间内，经由所选择的定向天线从目标站接收一个或多个数据帧。在此持续时间之后，该站可以切换回全向天线。

下文进一步详细地描述本发明的各个方面和特征。

附图说明

图1示出了无线局域网(WLAN)。

图2示出了无线网格(mesh)网。

图3示出了无线网络中两个站的框图。

图4A、图4B和图4C示出了全向天线和定向天线的三种设计方案。

图5A示出了一个全向波束模式的例子。

图5B示出了一个定向波束模式的例子。

图6A和图6B分别示出了用于天线选择的处理和装置。

图7示出了用于扇区选择的处理。

图8示出了用于速率选择的处理。

图9A和图9B分别示出了用于在两个链路上对站进行操作的处理过程和装置。

图10A和图10B分别示出了用于在RTS/CTS交换中发射数据帧的处理和装置。

图11A和图11B分别示出了用于在RTS/CTS交换中接收数据帧的处理和装置。

具体实施方式