后端校准以避免sdma确认超时的制作方法

专利名称：后端校准以避免sdma确认超时的制作方法
背景为了解决无线数据通信系统所面临的日益增长的带宽需求问题，正在开发多种技术以允许多个设备通过共享单条信道来与单个基站通信。在一种这样的技术中，如果多个移动设备位于距基站足够不同的方向上，则基站可以在相同的频率上同时向这些移动设备发送单独的信号或者从这些移动设备接收单独的信号。为了从基站进行发送，可以从多个空间上分离的天线中的每一个同时地发送不同的信号，使得合并的(combined)发送是定向的，即，想要发往每一个移动设备的信号可以在该移动设备的方向上相对较强，而在其他方向上相对较弱。类似地，基站可以通过多个空间上分离的天线中的每一个，在相同的频率上同时从多个独立的移动设备接收合并的信号，并且通过适当的信号处理将从多个天线接收到的合并信号分割为来自每个移动设备的单独信号，使得接收也是定向的。
在目前发展中的规范下，例如IEEE 802.11(IEEE是位于3 Park Avenue，17thfloor，New York，New York的电气电子工程师学会的缩写)，基站可以基本同时地向不同的移动设备发送不同的可变长度的块，然后等待所指定的移动设备以确认作出响应，每个确认表明各个移动设备已接收到块。因为每个移动设备可以在它从基站接收到其指定的发送内容后很快作出响应，所以接收短块的移动设备可能在基站仍然在向一个不同的移动设备发送较长的块时就发送其响应。如果基站在相同的频率上进行发送和接收，并且因而不能同时发送和接收，那么由于基站仍然在发送，对短块的确认可能会丢失。于是，基站可能会假设所述短数据块从未被预想的移动设备接收到，并且随后重发该数据块。这种不必要的重传可能会导致数据通信在整体上效率不高，并且在某些环境下甚至会导致服务中断。


参考以下描述和用来图示说明本发明的实施方案的附图，可以理解本发明。在附图中图1根据本发明的实施方案示出了通信网络的图。
图2根据本发明的实施方案示出了与一个基站和多个移动设备有关的通信序列的时序图。
图3根据本发明的实施方案示出了一种调整发送以近乎同时地结束的方法的流程图。
图4根据本发明的实施方案示出了基站的框图。
具体实施例方式
在以下描述中阐述了大量具体的细节。然而，可以理解，没有这些具体的细节也可以实现本发明的实施方案。此外，没有详细示出公知的方法、结构和技术，以免模糊了对所述描述的理解。
提及“一个实施方案”、“实施方案”、“示例性的实施方案”、“各种实施方案”等是指如此描述的本发明的实施方案可以包括具体的特征、结构或特性，但不是每个实施方案都必须包括该具体的特征、结构或特性。此外，短语“在一个实施方案中”的重复使用不一定是指相同的实施方案，尽管有这种可能。
在以下描述和权利要求书中，可以使用术语“耦合”和“连接”及其派生词。应当理解，这些术语不意味着彼此是同义词。相反，在具体的实施方案中，“连接”可被用来指两个或更多的元件彼此之间直接物理接触或电接触。“耦合”可以是指两个或更多的元件彼此之间直接物理接触或电接触，或者两个或更多的元件不直接相互接触，但仍彼此协同工作或交互。
使用在这里，除非特别指出，常见的形容词“第一”、“第二”、“第三”等在用来描述通常的事物时，仅仅意味着所提及的是相近事物的不同实例，而不是指如此描述的事物一定在时间上、空间上，在等级上，或者以任何其他方式具有给定的顺序。
除非特别指出，从以下讨论中可以清楚地认识到，在整篇说明书的讨论中使用诸如“处理”、“计算”、“运算”等术语时是指计算机或计算系统、或者类似的电子计算设备的动作和/或处理过程，所述计算机或计算系统、或者类似的电子计算设备将表示为物理量(例如，电量)的数据操纵和/或转换为类似表示为物理量的其他数据。
类似地，术语“处理器”可以指处理来自寄存器和/或存储器的电子数据，以将该电子数据转换为可以存储在寄存器和/或存储器中的其他电子数据的任何设备或者设备的一部分。“计算平台”可以包括一个或多个处理器。
在本篇文献的上下文中，术语“无线”及其派生词可被用来描述可以使用调制的电磁辐射，通过非固态介质来传送数据的电路、设备、系统、方法、技术、通信信道等。该术语并不意味着相关的设备不包含任何有线线路，尽管在一些实施方案中可能是这样的。
与通用的行业术语一致，术语“基站”、“接入点”和“AP”在这里可以互换地用来描述可以无线地并且与多个其他电子设备基本同时地通信的电子设备，而术语“移动设备”和“STA”可以互换地用来描述所述多个其他电子设备中的任何一个，该设备可以具有移动后仍然可通信的能力，尽管移动不是一个必要条件。然而，本发明的范围不限于用这些术语标注的设备。类似地，术语“空分多址”和SDMA可以互换地使用。使用在这里，这些术语意图包括以下通信技术可以通过多个天线的组合，基本同时地从相同的设备发送不同的信号，使得合并发送的信号导致发往不同设备的不同信号以相同的频率在基本不同的方向上发送；和/或包括以下通信技术可以通过多个天线，从不同方向上的不同设备处以相同的频率基本同时地接收到不同的信号，并且可以通过适当的处理将这些不同的信号相互分离。术语“相同的频率”用在这里可以包括在某一精确的频率处因带宽容差、多普勒频移适应(Doppler Shift adaptation)、参数漂移等引起的轻微偏差。两个或更多个向不同设备的发送被认为是基本同时的，只要每个向不同设备的发送的至少一部分是同时发生的，但不意味着不同的发送一定要同时开始和/或同时结束，尽管可以如此。类似地，两个或更多个从不同设备的接收被认为是基本同时的，只要从不同设备的每个接收的至少一部分是同时发生的，但不意味着不同的发送一定要同时开始和/或同时结束，尽管可以如此。用术语SDMA代表的词语有时可以使用其他变体，例如但不限于用“space”替换“spatial”，用“diversity”替换“division”。本发明的各种实施方案的范围意图包含在术语命名上的这些不同。
图1根据本发明的实施方案示出了通信网络的图。所图示的基于SDMA的网络的实施方案示出了一个AP 110，它可以与距该AP不同方向上的多个STA 131-134通信，同时避免与向不同的STA发送不同长度的传输内容有关的确认超时。虽然AP 110被显示为具有四个天线120，以同时(at a time)与多达四个STA通信，但是其他实施方案可以具有其他的设置(例如，AP 110可以具有两个、三个、或者四个以上的天线)。每个STA可以具有一个或多个与AP 110通信的天线。在一些实施方案中，一个或多个STA天线可被调适为用作全方向天线，但是在其他实施方案中，一个或多个STA天线可被调适为用作定向天线。在一些实施方案中，STA可以位于固定的位置上，但是在其他实施方案中，至少一部分STA可以在通信序列期间和/或在多个通信序列之间移动。在一些实施方案中，AP 110可以位于固定的位置上，但是在其他实施方案中，AP 110可以是移动的。
图2根据本发明的实施方案示出了涉及一个AP和两个STA(标注为STA1和STA2)的通信序列的时序图。虽然图示的实施方案只示出了两个STA，但是其他实施方案可以包括其他数量的STA。在图2的AP部分中，标注1的一行指示从AP到STA1的定向发送，而标注2的一行指示从AP到STA2的定向发送。STA1和STA2两行分别指示从STA1到AP以及从STA2到AP的发送。在一些实施方案中，从STA1和STA2向外的发送可以标称为全方向的(例如，没有任何方向是有意占优的——在STA四周360度圆周范围内的接收都是可以的)，但是在其他实施方案中，从STA1和STA2向外的发送可以是定向的。
AP和STA之间的通信可以包括图2中未示出的其他通信序列，例如，在示出的序列之前和/或之后发生的通信。这样的序列可以包括但不限于诸如训练(导出使能(enable)SDMA技术所需的参数的通信)、轮询(请求响应)、数据(实质性信息)、确认(有关前面的发送内容被正确接收的验证信息)等。
在图2中，可以假定AP已经建立了基本同时地向多个STA发送不同的数据，并且基本同时地从多个STA接收不同数据所需的各种SDMA参数。使用这种能力，AP可以在时间段t1期间向STA1和STA2二者进行发送。在示出的实施方案中，AP向STA1发送轮询(POLL1)，向STA1请求包括数据(如果有可用数据的话)和对POLL1的确认(ACK1)的响应。类似地，AP与向STA1发送轮询基本同时地向STA2发送轮询(POLL2)，向STA2请求包括数据(如果有可用数据的话)和对POLL2的确认(ACK2)的响应。在图2说明的实施方案中，AP除了POLL2之外还向STA2发送数据，使得向STA2的发送比向STA1的发送更长。如果向这两个STA的发送是同时开始的话，那么向STA1的发送可能比向STA2的发送结束得早一些，并且来自STA1的立即响应可能不会被AP接收到，这是因为在该响应期间AP仍然在向STA2发送。AP可能随后开始收听来自STA1的响应，但是由于该响应发送得太早，所以AP接收不到该响应。
为了避免这样的超时状况，可以将向STA1的发送的起始延迟一段预定的时间，使得向STA1和STA2的发送近乎同时地结束，如图2所示。这样一来，STA1和STA2二者可以在它们各自的轮询之后的规定时间内作出响应，并且避免超时问题，即使所述规定的时间可能大大短于从STA1和STA2向外发送的持续时间上可能的差值。所图示的实施方案为被轮询的每个STA示出了单独的超时时段，并且这些单独的超时时段可以具有相同或不同的持续时间(示出的是相同的持续时间)。可替换地，可以保持单个超时时段，在该时段内，预计所有被轮询的STA都发送确认。所图示的实施方案还示出了比响应时段t2更短的确认超时时段，在此期间，给定的STA可以在超时时段内传递可单独由剩余响应来验证的确认(例如，即使响应的剩余部分被破坏，该确认也可以被验证为被AP正确接收)，但是其他实施方案可以使用其他技术(例如，确认超时时段可以与时间段t2一样长或者更长，任何响应的开始可以被解释为一个确认，等等)。一个响应可以包含一个或多个可单独验证(例如，使用CRC校验)的发送。
可以以任何可行的方式来实现对超时时段的控制(例如，硬件计数器、软件计数器，等)。图2中说明的实施方案示出了在AP发送之后立即开始并且受到AP控制的超时时段。其他实施方案可以使用其他技术(例如，超时时段可以在发送开始或结束后隔一段预定的时间开始，超时时段可以由STA来控制，等等)。
在图2的图示实施方案中，向STA1和STA2的发送中的每一个都包含轮询，但是只有一个包含数据，但是其他实施方案可以使用其他技术。例如1)从AP向外的发送中的全部、部分或者没有一个可以包含轮询，2)从AP向外的发送中的全部、部分或者没有一个可以包含数据，3)从AP向外的发送中的全部、部分或者没有一个可以包含训练请求，4)其他等等。在各种实施方案中，从AP到STA的、具有不同长度并且期望从STA获得确认的任何发送都可以使用这里所描述的技术。
图3根据本发明的实施方案示出了调整发送来以近乎同时结束的方法的流程图。在流程图300中，在310处，可以确定将基本同时进行的发送的预计持续时间的指示符。在确定的时候，发送可能还未开始，因此所确定的持续时间可以被称为预计持续时间。这样的指示符可以用任何可行的单位来确定，例如时间、字节、时钟周期等，这些单位为指示符提供了公共的基准，从而可以对这些指示符进行比较，以确定如何调整开始时间，使得发送可以近乎同时地结束。如果不同的发送将具有不同的数据率，那么这些数据率可以成为在确定发送的预计持续时间时的一种因素。在一些实施方案中，可以基于预料的最长发送的持续时间来确定分配给发送的时间段(例如，图2中的t1)，在这种情况下，可以在320处确定预料的最长发送的持续时间，并且在330处设置发送时段的长度。在其他实施方案中，分配给发送的时间段可以是固定的，或者可以根据这里没有描述的其他参数来设置。在340处，可以为多个不同发送中的每一个计算开始延时，使得如果每个发送的开始被延迟一段与其相关的延时，那么所有的发送将近乎同时地结束。开始延时可以从任何可行的公共参考点开始测量。在350处，可以使用各个发送在开始时间上的指定延时，开始实际的发送，使得这些发送在360处近乎同时地结束。一旦接收到这些发送，移动设备就可以各自进行响应，并且在370处可以接收这些响应。
在一些为发送分配固定时间的实施方案中，所描述的过程可以包括计算和使用最长发送的延时。在一些将分配给发送的时间与最长发送的长度相匹配的实施方案中，计算和使用最长发送的延时可以被消除。
回头看图2，在时间段t2期间，STA1和STA2可以基本同时地向AP发送响应。在图示的实施方案中，这些响应每一个都包括数据和对各自轮询的确认，但是其他实施方案可以产生其他类型的响应。例如1)来自某一具体STA的响应的全部、一些或者没有一个可以包含确认，2)来自某一具体STA的响应的全部、一些或者没有一个可以包含数据，3)任何正确接收的响应的存在可以被解释为一个确认，4)其他。
在时间段t3期间，在所有的STA都完成发送后，AP可以基本同时地逐个确认这些响应，如图所示。ACK1被示为对来自STA1的响应的确认，而ACK2被示为对来自STA2的响应的确认。如果给定的STA没有在定义的时间段内接收到确认，那么它可以假设响应没有被AP正确接收到，并且当被再次轮询时可以重新发送响应。多种技术可被用来设置这种定义的时间段。
在时间段t1、t2和t3之间，图2的实施方案示出了帧间间隔(IFS)。各种实施方案可以在标明的所有或部分地方，或者不在任何地方使用这样的时间间隔。IFS可以具有统一的持续时间，或者可以根据各种标准具有不同的持续时间。这些时间间隔可以用于不同目的，例如1)允许在AP和各个STA的定时上的差，2)允许有时间在接收和发送之间进行所需的处理，3)允许收发机有时间在发送和接收模式之间切换，4)其他。
在一些实施方案中，可以由紧邻在发送之前的帧间间隔来计算从基站向外发送的开始时间的延迟。在其他实施方案中，可以由最长发送的起始来计算除最长发送外的所有发送的开始时间的延迟。
本发明的各种实施方案可以用硬件、固件和软件之一或它们的组合来实现。本发明的实施方案也可以被实现为存储在机器可读介质上的指令，这些指令可以由计算平台来读取和执行，以完成这里所描述的操作，例如在图2和3及其相关文字中描述的那些操作。机器可读介质可以包括用于存储或发送具有机器(例如计算机)可读形式的信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)；随机访问存储器(RAM)；磁盘存储介质；光存储介质；闪存器件；电、光、声或其他形式的传播信号(例如载波、红外线信号、数字信号等)，以及其他介质。
图4根据本发明的实施方案示出了基站的框图。计算平台450可以包括一个或多个处理器，在一些实施方案中，所述一个或多个处理器中的至少一个处理器可以是数字信号处理器(DSP)。在图示的实施方案中，AP 110具有四个天线120，但是其他实施方案可以具有两个、三个或四个以上的天线。对于每个天线，基站110可以具有调制器/解调器420、模数转换器(ADC)430和数模转换器(DAC)440。解调器-ADC的组合可以将从天线接收的射频信号转换成适于计算平台450处理的数字信号。类似地，DAC-调制器的组合可以将来自计算平台450的数字信号转换成适于通过天线发送的射频信号。如果需要的话，其他未示出的组件也可以被包括在图示的框图中，例如但不限于放大器、滤波器、振荡器等等。
以上描述只是示例性的而非限制性的。本领域的技术人员可以实现多种变体方案。这些变体方案想要被包括在本发明的多种实施方案中，它们仅由所附权利要求书的精神和范围来限定。
权利要求
1.一种装置，包括第一电子设备，该设备被调适为比较向第二电子设备的第一发送的预计持续时间的第一指示符和向第三电子设备的第二发送的预计持续时间的第二指示符；调整所述第一和第二发送中至少一个的开始时间，使得所述第一和第二发送近乎同时地结束；以及使用调整后的开始时间来发送所述第一和第二发送。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述第一电子设备还被调适为从所述第二电子设备接收第一响应并且从所述第三电子设备接收第二响应，其中所述第一响应包括对所述第一发送的第一确认，所述第二响应包括对所述第二发送的第二确认。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述第一电子设备还被调适为在所述第一发送中包括轮询，并且在所述第二发送中包括轮询和其他数据。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述第一电子设备还被调适为基于所述第一和第二发送的预计持续时间中较长的一个来设置所述第一和第二发送的发送时段。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述第一发送和所述第二发送将具有不同的数据率；并且所述第一和第二发送的预计持续时间部分基于所述不同的数据率。
6.如权利要求1所述的装置，其中所述第一电子设备包括完成所述比较操作的计算平台。
7.如权利要求6所述的装置，还包括耦合到所述计算平台的至少四个调制器/解调器。
8.如权利要求7所述的装置，还包括至少四个天线，所述至少四个天线中的每一个都耦合到所述至少四个调制器/解调器中的至少一个。
9.如权利要求1所述的装置，其中所述第一电子设备包括基站。
10.如权利要求1所述的装置，其中所述第二和第三电子设备包括移动设备。
11.如权利要求1所述的装置，其中所述第一电子设备还被调适为使用空分多址技术来发送所述第一和第二发送。
12.一种方法，包括在向第一电子设备的第一发送的预计持续时间的第一指示符和向第二电子设备的第二发送的预计持续时间的第二指示符之间进行比较；开始所述第一和第二发送中较长一个的发送；以及在近似等于所述第一发送的预计持续时间和所述第二发送的预计持续时间二者间的差的延迟之后，开始所述第一和第二发送中较短一个的发送；其中所述第一和第二发送使用空分多址技术。
13.如权利要求12所述的方法，还包括近乎同时地结束所述第一和第二发送。
14.如权利要求13所述的方法，还包括在所述结束第一和第二发送之后开始确认超时时段。
15.如权利要求12所述的方法，还包括基本同时地接收来自所述第一电子设备的第一响应和来自所述第二电子设备的第二响应。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述接收第一和第二响应的操作包括大约在所述第一和第二发送结束后一个帧间间隔时接收所述第一和第二响应的起始。
17.如权利要求12所述的方法，还包括使用数据率来确定所述预计持续时间。
18.一种提供指令的机器可读介质，所述指令在由处理平台执行时致使所述处理平台完成以下操作，所述操作包括确定将从一个电子设备向外发送的多个发送的预计持续时间；调整所述多个发送中至少一些的开始时间，使得所述多个发送近乎同时地结束；以及使用调整后的开始时间并且使用空分多址技术来基本同时地发送所述多个发送。
19.如权利要求18所述的介质，其中所述确定操作包括使用数据率来确定所述预计持续时间。
20.如权利要求18所述的介质，其中所述操作还包括基本同时地接收对所述多个发送的响应。
21.如权利要求20所述的介质，其中所述操作还包括对于接收对所述多个发送中至少一个的确认，发起一个超时时段。
22.如权利要求20所述的介质，其中所述接收操作包括大约在所述多个发送结束后的一个帧间间隔时接收所述响应的起始。
全文摘要
在使用空分多址通信的基站中，从基站基本同时地发往多个不同移动设备的不同长度的发送可以使它们的开始时间受到调整，使得这些发送近乎同时地结束。然后，移动设备可以在响应时段期间，近乎同时地以确认作出响应。从而，可以在发送结束后的相同时间段内接收到所有的确认，减少了响应于较短发送的确认发生丢失的可能性。
文档编号H04L12/28GK1853373SQ200480026531
公开日2006年10月25日 申请日期2004年8月6日 优先权日2003年8月8日
发明者李清华, 林新天, 何民聂, 阿德里安·斯蒂芬斯 申请人:英特尔公司