无线局域网系统中控制无线访问节点的功率的方法

专利名称：无线局域网系统中控制无线访问节点的功率的方法
技术领域：
本发明通常涉及一种在无线发送数据的无线通信系统中的功率控制方法，更特别的是，涉及一种无线局域网(LAN)系统中的功率控制方法。
背景技术：
一般来说，无线通信系统被分成移动通信系统和固定无线系统。移动通信系统可以使用户在移动时通过一个便携式终端来进行通信，然而，固定无线通信系统仅仅允许用户终端在固定的状态下进行通信，虽然固定无线系统不需要在所有的时间里都被固定，但是它必须在通信的过程中处于一个固定的位置。WLL(无线本地环路)和无线LAN系统是固定无线系统的实例。固定无线通信一般限于在家庭范围内应用。固定无线系统被期望在将来的无线通信系统中占有更高的比例。
如上面描述的，通常当用户被限制在家中并且多个无线终端通过无线通信系统中的无线访问节点来接入一个有线网络时进行无线访问。在移动通信系统中，移动终端不需要限制于一个特定的节点。当它漫游时，它被连接到可变的节点，并且通过这些节点接入有线网络。一个典型的移动终端携带诸如电池的便携式电源，以保证它的移动性。
由于使用便携式电源，这样的无线终端只能以有限的功率操作。因此，用于发送/接收的功率机制对于无线终端来说是很重要的。同时，无线访问节点一般是在一个固定的位置持续接收功率。因此，功率消耗和无线访问节点无关，并且，没有对无线访问节点的功率控制的特别需要。这就是为什么无线访问节点的发送功率几乎都是固定的原因。然而，如果多个家庭参与到无线通信中，无线访问节点过量的发送功率会干扰其它邻近家庭的通信区域。这对于无线终端在普通家庭中越来越广泛的使用来说将会是一个具有挑战性的问题，尤其是，当许多无线终端在一个类似公寓的狭窄区域中使用时。而且，如果无线访问节点发送的功率比所需要的多时，功率可能会泄漏到邻近的无线终端中。
上面所描述的问题将会参考图1进行更进一步的描述。图1图示了在每一个邻近的家庭中单个无线访问节点(AP)的配置，以及多个无线终端至每一个无线AP的连接。参照图1，第一AP111位于第一个家庭中(家庭1)，第二AP121位于第二个家庭中(家庭2)。如上所述，AP111和AP121使用固定的功率发送数据。这样，第一无线AP111的无线覆盖区域，也就是说，可以由来自第一无线AP111的信号进行访问的区域，被定义为由附图标记110所表示的区域，而第二无线AP121的无线覆盖区域被定义为由附图标记120所表示的区域。
给定了覆盖区域110和120，第一无线终端112(无线终端1)和通过第一无线AP111进行通信的第三无线终端114(无线终端3)，不受来自其它无线AP的干扰。然而，由第一AP111所覆盖的第二无线终端113(无线终端2)却受到来自第二无线AP121的干扰。通过第二AP121进行通信的第四无线终端122(无线终端4)和第五无线终端123(无线终端5)，不受其它邻近的AP的干扰。但是，由第二AP121所覆盖的第六无线终端124(无线终端6)却受到来自第一无线AP111的干扰。这种干扰归因于无线AP的固定传输功率。
在家庭2中的第二无线AP121的较少功率就足够用于数据传输。这个同样也适用于家庭1。如图2所示，将第一AP111的无线覆盖范围从区域110a按比例缩减到区域110b以及将第二AP121的无线覆盖范围从区域120a按比例缩减到区域120b不会给来自其它无线终端的信号带来干扰。图2图示了无线AP实际的覆盖区域和最佳的覆盖区域之间的比较。如图2所示的，需要将无线AP的发送功率调整到这样一个级别，即它能够在给定的无线通信环境下覆盖足够可以容纳所有鉴定终端的最小范围。
基于这个原因，具有功率控制功能的AP近来得到了一定的发展。然而，功率控制是通过操作者任意的设定而完成，或者，它的使用被限定为在例如欧洲对无线AP的小区区域的调整。常规的功率控制对于适应周围环境或者在无线终端的拓扑改变方面并不是很有效。

发明内容
本发明的目的是主要地解决至少上述提到的问题和/或缺点并且提供至少下面所述的优点。因此，本发明的一个目的是提供一种在用于短距离通信的无线通信系统中，如无线LAN中，考虑到至终端的距离来控制无线访问节点的功率的方法。
本发明的另一个目的是，根据短距离无线通信系统中的无线访问节点和终端之间的无线环境而提供一种适应性地控制该无线访问节点的功率的方法。
本发明的进一步的目的是，提供一种在短距离无线通信系统中防止从无线访问节点到其它无线终端的信息泄漏的方法。
本发明的另一个目的是，提供一种减少在短距离无线通信系统中的无线访问节点的功率消耗的方法。
通过提供一种在可以和无线LAN系统中的多个无线终端进行通信的无线访问节点中的功率控制方法来完成上述目的。一旦接收到来自无线终端的初始通信的请求，无线访问节点就发送一个功率报告请求消息给多个无线终端(步骤1)，并且根据从所连接的无线终端接收到的功率报告信号中请求最高功率的功率报告信号、来确定它的发送功率(步骤2)。然后无线访问节点使用所确定的发送功率和连接的无线终端进行通信。
在步骤1，无线访问节点在请求初始通信的时间和发送功率报告请求消息的预定时间之间等待一个时间段，并发送功率报告请求消息给连接的无线终端。
在步骤2，一旦接收到功率报告信号，无线访问节点就将在功率报告信号中为连接的无线终端设置的值存储在访问列表中，并将所存储的值用于下一个功率调整操作。
如果直到从为各个连接的无线终端设置的删除计时器中检测到超时信号为止，还没有从无线终端接收到信号，则无线访问节点就判定在无线终端和在无线访问节点之间的链接是否已被断开。如果确定在无线终端和无线访问节点之间的链接已被断开，那么无线访问节点就根据连接的无线终端所请求的最高功率级别对传输功率进行重新设置。
在步骤2，无线访问节点可以把发送功率确定为所请求的最高功率和预定余量的总和。
如果一个新的无线终端在无线访问节点和连接的无线终端之间进行通信期间请求连接，那么无线访问节点就发送一个功率报告请求信号给该新的无线终端，并根据在来自连接的无线终端的功率报告信号中设置的最高功率值和来自该新的无线终端的功率报告信号对发送功率进行重新设置。


本发明的上述和其它的目标，特点和优点，将在下面结合附图的详细描述中变得更加清楚，其中图1是其中一个访问点(AP)位于每一个相邻的家庭中和多个无线终端连接到该AP的无线通信配置图；图2是图1的无线通信配置图，图示了AP的实际无线覆盖区域和最佳的无线覆盖区域之间的比较；图3是根据本发明的一个具体实施例在AP中以最佳功率将数据发送给无线终端的信号流程图；和图4是根据本发明的另一个实施例基于控制间隔进行功率调整操作的信号流程图。
具体实施例方式
本发明的优选实施例将在下面参考相应的附图进行描述。在下面的描述中，对众所周知的功能或结构将不进行具体的描述，因为否则的化它们将会以不必要的细节而使本发明不清楚。
图3是根据本发明的一个实施例在一个访问节点(AP)中以最佳功率将数据发送给无线终端的信号流程图。参照图3，在步骤300，AP111发送一个功率报告请求信号给将要访问AP111的无线终端。如果该信号是第一次发送，AP111的发送功率可以如常规做法那样被设置为它的最高级。这样，在步骤300信号将会达到最大的无线传播距离。这里假定第一，第二和第三无线终端112、113和115接收信号，第四无线终端114没有接收信号，因为它还没有进行无线访问或者是处于断电的状态。因此，功率报告请求信号被发送给无线终端112、113和115。要引起注意的是，在本发明中功率报告请求信号是广播给所有的无线终端。然而，功率报告请求信号也可以被配置成单独的发送给无线终端。在这种情况下，在步骤300，AP111预先确定向其发送功率报告信号的无线终端并一个接一个的将它发送给无线终端。
在步骤300功率报告请求信号被广播给所有的无线终端。假定无线终端112、113和115是以此顺序距离AP111越来越远，并且AP111也按照到它们的距离顺序的从它们接收功率报告信号，在步骤302，AP111首先接收到来自无线终端112的功率报告信号。无线终端112测量来自AP111的信号强度，并且通过功率报告信号向AP111报告在信号强度方面的增加/减少、所接收信号的功率级别，或者是接收信号所需要的余量。以与无线终端112相同的方式，无线终端113和115分别在步骤304和306发送功率报告信号。代替按顺序报告的方式，功率报告可以并行地发送或者是以不同的顺序发送。对于本发明而言，功率报告的顺序是无关紧要的。
在AP111和无线终端112、113和115之间发送的功率报告请求与报告可以依据IEEE802.11标准。根据IEEE802.11标准，AP被分成两组或层，并且终端也被分成两层，终端测量接收到的功率并且相应地执行功率报告。也就是说，可以按照IEEE802.11标准所提供的方式，在AP111和各个无线终端112、113和115之间执行功率报告请求和功率报告。然而按照本发明的优选实施例，一个AP向所有要访问该AP的无线终端广播功率报告请求信号，并且从各个无线终端中接收功率报告信号。因此，在发送功率报告请求信号之后，AP111等待一个预定的时间，以便接收来自无线终端112、113和115的功率报告信号。
在超时时间段之后，AP111根据在步骤308中的功率报告来调整它的发送功率。功率调整可以按照如下方式来完成。如果AP111从多个无线终端接收到功率报告信号，那么它检测请求功率报告信号中的最高功率的功率报告信号，并将在某个预定余量范围内的值添加到被请求的功率。AP111然后根据该和值确定它的发送功率。在步骤310，AP111使用确定的最佳发送功率和无线终端112、113和115进行无线通信。
尽管在图3中未显示出，但是无线终端112、113和115中的一个终端，或者第四终端114在通信期间也可以从AP111被断开。AP111存储着最初的功率报告值并且将删除计时器(未显示)激活到一个预定值。删除计时器对无线终端112、113和115分别设置成相同的值。当接收到来自无线终端112、113和115的数据或信令，相应的计时器被复位到预定值。如果直到无线终端的删除计时器的截止时间为止都没有来自无线终端的响应，也即，如果从无线终端的删除定时器中检测到超时信号，那么AP111就根据除了来自该无线终端的功率报告值之外的功率报告值来执行功率调整的操作。例如，如果从无线终端115的删除计时器中检测到超时信号，那么AP111就删除从无线终端115中接收到的功率报告值，并且执行在步骤308中完成的功率调整。在计算出一个新的最佳功率之后，AP111使用最佳功率和无线终端进行通信。在从无线终端112或113的删除定时器中检测到超时信号的情况，也进行相同的操作。
如果AP111没有保存功率报告值，那么在步骤300到306，它就再次从访问AP111的无线终端中接收功率报告值，并在步骤308执行功率调整的操作。
如果第四无线终端114要访问AP111，在步骤312，AP111对无线终端114进行鉴定(关联)以进行通信。然后在步骤314，AP111广播一个功率报告请求信号。如先前的描述，可以以AP111的最大发送功率来发送该功率报告请求信号。而且功率报告请求信号可以被这样配置，使得仅仅请求新的无线终端来测量接收到的功率并且将它向AP111报告。在步骤316，无线终端114响应功率报告请求来测量接收到的功率，并发送功率值给AP111。在步骤318，AP111根据保存的通信中无线终端的功率报告值、以及来自新无线终端114的新的功率报告值以与步骤308中相同的方式来执行功率调整操作。
在完成上面的功率调整之后，AP111的无线覆盖范围被改变为由附图标记320所示的范围。如果无线终端115是最远的一个终端，并且新的无线终端114和无线终端115相比距离AP111较近，那么就保持在步骤308中调整的发送功率。然而，如果无线终端115被从AP111断开连接，并且无线终端113已经请求了最高的功率，那么相应地进行功率调整。而且如果无线终端114是新连接到AP111，那么功率调整就根据结果的情况来执行。在完成功率调整之后，AP111使用最佳的发送功率与所连接的无线终端进行通信。
到此为止的描述是应用在AP111具有一个访问列表并且在访问列表中存储有功率报告值的情况下。因此，除非在访问列表中存在功率报告值，否则，每一次增加或删除一个无线终端，AP111都要发送功率报告请求并且接收功率报告信号，并相应地执行功率调整操作。因此，最好在访问列表中存储功率报告值。
图4是根据本发明的另一个实施例在预定间隔执行功率调整操作的信号流程图。参照图4，AP111在步骤400鉴定初始访问AP111的无线终端112。为AP111预先设置一个功率控制时间间隔t420。这样，尽管鉴定已完成，AP111也不会发送功率报告请求消息直到经过t为止。在超时之前一旦接收到来自无线终端113的访问请求，AP111将在步骤402对无线终端113进行权鉴。如果在鉴定完无线终端113后时间t仍然有剩余，那么AP111可以在步骤404对另一个无线终端114进行鉴定。尽管在如图4所示的实例中三个无线终端可以按顺序进行鉴定，如果只鉴定一个或两个终端，那么AP111在剩余的时间里等待。
当t终止后，AP111在步骤406如同在图3所示步骤中使用其最大有效的发送功率将功率报告请求信号发送到最大的传播距离。在步骤408到413中，AP111从无线终端112、113和115接收功率报告信号。AP111在步骤414根据功率报告信号来调整它的发送功率，并在步骤418中使用最佳的功率和无线终端112、113和115进行通信。
可以执行功率调整操作，以使功率控制时间间隔在通信过程中是有效的。也就是说，如果功率控制时间间隔在如图3所示的通信过程中已经终止了，那么AP将功率报告请求信号发送给在和AP进行通信的无线终端，并接收来自它们的功率报告信号，并根据该功率报告执行功率调节。基于时间间隔的功率调整的目标是尽管无线终端在家庭中进行移动、也允许一个正在进行的通信能可靠地持续进行。如果功率控制时间间隔应用在如图4所示的初始访问中，AP将延迟发送功率报告请求信号，直到有多个终端来访问，从而最小化对其它无线终端，即，其它邻近家庭中的无线终端的干扰。
根据上面所描述的本发明，在AP中不需要的功率消耗被避免，从而减少了对邻近家庭中的无线环境的干扰。更进一步地，AP的适应性的功率调节可以防止信息泄漏到无线LAN系统中其它的终端。
虽然本发明在上面参考最佳的实施例进行了描述和解释，但是可以理解的是对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离如在随后附加的权利要求所限定的本发明的范围和精神内，可以对本发明进行各种形式或是细节上的变化。
权利要求
1.一种在无线LAN(局域网)系统中的无线访问节点的功率控制方法，其中该无线LAN(局域网)系统具有可以与多个无线终端进行通信的所述无线访问节点，该方法包括以下步骤(1)根据来自无线终端的初始通信请求，发送一个功率报告请求消息给多个无线终端；(2)基于从连接的无线终端中接收的功率报告信号中请求最高功率的功率报告信号，来确定无线访问节点的发送功率；和(3)使用所确定的发送功率和连接的无线终端进行通信。
2.如权利要求1所述的功率控制方法，其中步骤(1)进一步包括下面步骤在初始通信的请求时间和发送功率报告请求消息的预定时间之间等待一个时间段。
3.如权利要求1所述的功率控制方法，其中步骤(2)进一步包括下面步骤当接收到功率报告信号时，将在功率报告信号中为被连接的无线终端设置的值存储在访问列表中，并在下一个功率调整操作中使用所存储的值。
4.如权利要求3所述的功率控制方法，进一步包括步骤如果直到从为各个连接的无线终端设置的删除计时器中检测到超时信号为止，还没有从无线终端接收到信号，则判定在无线终端和在无线访问节点之间的链接是否已被断开；和如果确定在无线终端和无线访问节点之间的链接已被断开，则根据连接的无线终端所请求的最高功率级别对传输功率进行重新设置。
5.如权利要求1所述的功率控制方法，其中步骤(2)进一步包括将发送功率确定为所请求的最高功率与一个预定余量之和的步骤。
6.如权利要求1所述的功率控制方法，进一步包括以下步骤如果一个新的无线终端在无线访问节点和连接的无线终端之间进行通信期间请求连接，则发送一个功率报告请求信号给该新的无线终端；和根据在来自连接的无线终端的功率报告信号中设置的最高功率值和来自该新的无线终端的功率报告信号对发送功率进行重新设置。
全文摘要
一种可与无线LAN系统中的多个无线终端进行通信的无线访问节点中的功率控制方法。当接收到来自无线终端的初始通信请求后，无线访问节点将功率报告请求消息发送给多个无线终端，并基于从连接的无线终端接收到功率报告信号中的请求最高功率的功率报告信号来确定它的发送功率。无线访问节点使用所确定的发送功率和连接的无线终端进行通信。
文档编号H04L12/10GK1534888SQ20041003524
公开日2004年10月6日 申请日期2004年3月13日 优先权日2003年3月13日
发明者张景训, 李玉善, 李泰珍, 杨德龙 申请人:三星电子株式会社