专利名称：用于无线网络的忙音的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及无线通信，特别涉及提供一个忙音或信号用于通信碰撞避免(collision avoidance)。
背景技术：
无线连接，如射频(RF)连接，正被广泛地用于提供信息通信，包括图像、声音、和/或数据。例如，近来无线局域网(WLAN)已经可用来作为有线局域网的一个替换。借助无线局域网(WLAN)，电线被接入点(AP)与无线设备之间的无线连接替代。无线设备可能包括桌上型电脑、便携式电脑、个人数字助理(PDA)、打印机、服务器、和/或通过无线连接交换信息的其它设备。
在一个覆盖区域内，接入点通常传送数据到一个无线设备或从一个无线设备接收数据。该覆盖区域可能相当于一个办公室、住宅、建筑物或其它运作区域。每个无线设备可以与正处于覆盖区域内的接入点交换信息，并与该覆盖区域内的其它无线节点(如无线设备和/或接入点)竞争该接入点提供的带宽。相应地，如在媒体访问控制(MAC)层，通常执行协议来解决通信连接竞争。
例如，IEEE 802.11媒体访问控制标准建议一种随机访问技术，该技术也可被广泛应用在有线网络里，它使用带碰撞避免的载波侦听(CSMA/CA)机制。依照CSMA/CA，一个无线设备会一直等到没有其它的无线设备在一个选择的信道上传送，然后才传送数据。如果发生一次碰撞，传送设备就退避一段随机间隔时间，然后在信道空闲时重新开始。依照这种技术，单个无线设备最终可以进入该设备想要访问的信道。
但是，单独一种碰撞避免的载波侦听技术并不能很好地处理隐藏节点的问题，例如，(几个)无线设备与一个公共接入点都有充分通畅的通信路径，但是它们被配置成各自之间并没有通讯，或者被配置在另外一个无线设备的辐射场型(天线波束)之外。在这种隐藏节点的情形下，第一个和第二个节点可各自清楚地察觉到接入点的通信信道，尽管其它节点正在传送(数据)。两个这样的节点同时传送会导致碰撞，从而阻碍两个节点的通信，即使如上所述地等待一个随机间隔时间，且重发消息会导致重复的重叠通信和更多的阻塞。
请求发送/消除发送(RTS/CTS)交换协议已经开发并被用于着手处理IEEE 802.11媒体访问控制(MAC)规范里CSMA/CA协议的隐藏节点问题。但是，使用RTS/CTS协议，并不能处理RTS或CTS信息包自身碰撞的情形。例如，关于RTS包的上行链路传送，碰撞窗口就存在，其中，该碰撞窗口是关于符合RTS包长度的一个时间。而且，RTS和CTS包的传送会消耗带宽，否则，该带宽可另外用于传送无线通信连接的有效载荷。另外地，使用RTS/CTS要求调整所有的节点，来适合RTS/CTS传送和调用该协议。
之前另一个尝试着手处理隐藏节点问题已经包括使用一个中继站(repeater station)，如美国专利6,539,028，它的公开通过引用结合到本文中。该中继站包括一个解调器、一个调制器和一个功率电平监控器。当中继站在一个上行链路信道上接收到无线通信，该中继站则在一个下行链路信道上转发该无线通信，这儿的下行链路信道拥有一个不同于上行链路信道的传送波长。通过比较它们传送比特模式的延迟和中继站接收到的比特模式，无线节点可以执行碰撞检测。所以，使用前述的中继站需要增加额外硬件，如中继站本身。另外，由于要求单独的上行链路和下行链路波长，中继站只能用于频分双工通信系统。
这就需要一种有效技术用于无线网络里防止通信传送碰撞，如一个无线局域网(WLAN)，而不需要调整或变更其中的每个无线节点。而且还需要一种技术用于防止通信传送碰撞且不另外消耗有用的带宽。
发明内容
本发明涉及的系统和方法，提供一个忙音或信号用于无线网络里(如一个无线局域网、一个蜂窝式网络、或其它点到多点的无线网络)的通信防撞。依照一个首选实施例，在一个基于接入点的无线网络里提供一个智能忙音产生器(IBTG)，来克服隐藏节点问题。一个实施例的智能忙音产生器(IBTG)包含可能被布置在接入点的接收路径上的“前端”电路，来传递接收到的信号到该接入点进行处理，且在适当的条件下传送一个忙音或信号到一个或多个可能另外被特定通信隐藏的无线设备。例如，智能忙音产生器(IBTG)一旦截获上行链路前同步码，一个序列(如前同步模式或载波序列)可在下行链路上被传送，被无线设备进行载波侦听。
依照一个首选实施例，本发明的智能忙音产生器(IBTG)一旦截获一个上行链路前同步码，就相当迅速地完成忙音传送。例如，在上行前同步码的第一个比特和忙音传送之间，可能出现一个非常短暂的处理延迟期“D”，以允许智能忙音产生器(IBTG)接收充分的前同步比特从而确定传送是有效的上行前同步码，和/或允许关于智能忙音产生器(IBTG)反馈路径的任何传播延迟。相应地，一个碰撞窗口从与上行的接收信息包长度相关联的一个时间“T”，被充分缩短到截获延迟“D”，因为无线设备将能够检测下行链路忙音载波序列，并能够认出(传播)媒介是繁忙的。
应该注意的是，依照本发明的一个智能忙音产生器(IBTG)实施例不要求变更客户无线设备，因为忙音充分模拟一个实际传送的载波序列，来便于无线设备认出信道是繁忙的。相应地，智能忙音产生器(IBTG)的实施例可以由和接入点连接的软件和/或硬件来实现，而不需要变更任何现有的基带处理器和媒体访问控制(MAC)控制器，且不需要变更相应的无线设备。
由于在被嵌入智能忙音产生器(IBTG)的接入点端上缺乏充分的传送-接收天线隔离，最初的上行链路信息包可能被通过反馈路径渗漏的忙音载波侦听序列的传送干扰。从而，提供一个首选实施例的具有干扰消除能力的智能忙音产生器(IBTG)。本发明实施例的干扰消除电路，适合在多种模式下运作，包括训练模式(如训练序列传送和干扰估计)和操作模式(如载波传送和干扰消除)。本发明的实施例提供离线训练、在线训练、和两者的组合。
为了能够更好地理解以下对该发明的细致说明，前面所述已经相当广泛地概述本发明的特征和技术优点。本发明的其它特征和优点将会在下文描述，这也形成了本发明的权利要求。应该注意的是，披露的概念和特定实施例可被容易地利用作为一个基础，来修正或设计其它结构，实现本发明的同样目的。也应该认识到，像这样等同的结构(如附带的权利要求所阐述)离不开本发明。通过以下的描述以及相应的附图，新的特征(如作为它的构成和运作方法，被看作本发明的特征)，以及更多的目的和优点，可被更好地理解。但是，需要清楚地理解，所提供的每个附图仅仅是为了说明和描述，而不是作为本发明的限制。
为了更完整地理解本发明，现在结合相应的附图对以下的说明作参考，包括图1显示一个典型的无线网络情况，其中可能存在隐藏节点问题；图2是一个仿真结果曲线图，显示有关采用请求发送/消除发送(RTS/CTS)实施的传送控制协议(TCP)上行链路吞吐量的效果比较；图3是一个仿真效果曲线图，显示有关采用请求发送/消除发送(RTS/CTS)实施的实际数据流数目的效果比较；图4显示与本发明实施例的截获延迟相关联的长度D的一个碰撞窗口；图5A和5B显示一个依照本发明的一个实施例适合提供离线训练的智能忙音产生器(IBTG)的功能模块图；依照一个实施例，图6显示图5A和5B的智能忙音产生器(IBTG)的一个运作流程图；依照图6流程图的步骤，图7显示一个离线训练运作的典型时间表。
图8显示一个依照本发明的一个实施例适合提供在线训练的智能忙音产生器(IBTG)的功能模块图；依照一个实施例，图9显示图8的智能忙音产生器(IBTG)的一个运作流程图；以及依照图9流程图的步骤，图10显示一个在线训练运作的典型时间表。
具体实施例方式
如图1所示，显示了存在隐藏节点问题的一个典型的情形。为了帮助读者理解本发明的概念，这儿将讨论图1关于一个无线局域网(WLAN)实施例的无线网络100，例如可能采用IEEE 802.11通信协议。但是，应该注意的是，本发明的概念适用于任何数目的无线通信网络，例如可能包含局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、蜂窝式通信网络、内部网、外部网、互联网等，且可利用任何数目的通信协议，其中，隐藏节点是一个问题。
图1的无线网络100包括各种无线设备111-115，例如可能包含桌上型电脑、便携式电脑、个人数字助理(PDA)、打印机、服务器、蜂窝式电话、传呼机、仪表设备、相机、局域网(LAN)、和/或布置在建筑物101里的通过无线连接交换信息的其它设备。无线网络100的接入点(AP)120，有天线121与其连接，被配置在建筑物101的外面，如在建筑物102上或其内部，在每个无线设备111-115和接入点120之间提供一个清晰的或相当清晰的发射路径，从而便于在该无线设备和该接入点之间进行通信。
为了简化图，尽管图1中没有显示，接入点120可以被无线或有线连接到任何数目的其它设备上。例如，接入点120可以是一个互联网服务提供商(ISP)入网点(POP)，从而被连接在一个高速互联网骨干网上(图中未显示)。同样地，接入点120可以是一个更大网络系统(图中未显示)的一部分，和/或可以提供一个网关给采用不同协议的网络。
尽管可以给无线设备111-115中的每个(设备)都提供接入点120的相当清晰的“视野”，但可以阻止一个或多个无线设备接收其它无线设备的无线信号。例如，墙壁、天花板、和/或建筑物101的地板，可能包含相当致密的材料如混凝土和金属，可能不允许不同无线设备的无线信号穿透部分建筑物。同样地，无线设备111-115中的一些设备或所有设备可能不是直接“看得见的”，例如，没有直接的射频(RF)连接到其它的无线设备111-115，从而相互之间出现隐藏节点。
隐藏节点还可能会出现在其他情形里，比如不同的无线设备被配置在其它无线设备发射场型(天线波束)外面。例如，为了提高有效覆盖区域，无线设备可以利用高增益方向天线指向一个公共接入点的，该接入点可能使用一个全向天线、一个或多个方向天线、或它们的组合。在这种情况下，接入点能与所有的无线设备进行通信，尽管一个或多个无线设备对其它无线设备而言可能不是“看得见的”，由于使用了方向天线。
在隐藏节点的情形下，第一个节点(如无线设备111)和第二个节点(如无线设备112)可能各自觉察到到接入点120的通信信道是通畅的，尽管另一个节点正在传送(信息)。两个这样的节点同时传送(信息)会导致干扰，从而阻碍两个节点的通信。
与IEEE 802.11媒体访问控制(MAC)规范里的碰撞避免(CSMA/CA)协议一起，请求发送/消除发送(RTS/CTS)交换协议已经被开发用于处理载波侦听、多路访问的隐藏节点问题。但是，使用RTS/CTS协议不能处理RTS或CTS包自己碰撞的情形。例如，互为隐藏节点的无线设备111和无线设备112，在关于RTS包上行链路传送中，就存在碰撞窗口。另外，这些RTS或CTS包的传送会消耗带宽。
如图2和图3所示，仿真结果曲线图显示实施RTS/CTS下的传输控制协议(TCP)上行链路吞吐量(图2)和实际数据流量的效果比较。图2和图3各自提供无隐藏节点情景(如所有无线设备都在所有其它无线设备的“视野”内)和隐藏节点情景(如所有无线设备仅仅“看到”公共接入点)的仿真结果。可以观察到，当隐藏节点数目上升时，网络吞吐量和公平性会大大减退。相应地，可以观察到，在一个无线网络里使用RTS或CTS来处理隐藏节点问题不是完全有效的。
本发明的实施例提供一个忙音或信号用于无线网络里的通信碰撞避免，如图1的网络100。依照一个实施例，提供智能忙音产生器(IBTG)130与接入点120相连，用于处理隐藏节点问题。依照本发明的实施例，智能忙音产生器(IBTG)130可以被嵌入到接入点120里面，作为其前端电路的一部分。依照可选的实施例，智能忙音产生器(IBTG)130可以包含一个贴花结构(applique configuration)，例如可能被连接在一个天线和另外一个根本不做改动的商品化的接入点(如依照IEEE 802.11协议运作的商品化的接入点)之间。
依照被发明的实施例，不管是在一个嵌入结构里还是在一个贴花结构里，智能忙音产生器(IBTG)130被配置在接入点120的接收路径上，在无线网络100里依照接入点的典型通信运作方式，传递接收到的信号以做处理(如依照IEEE 802.11协议处理)。首选实施例不改动无线网络的现有基带处理器或MAC控制器。但是，首选实施例的智能忙音产生器(IBTG)130会为一个忙音的智能产生提供接收信号的处理。例如，在适当的条件下(例如侦听到一个适当的载波)，智能忙音产生器(IBTG)130传送一个忙音或信号给一个或多个被特定通信隐藏的无线设备。依照一个实施例，一旦智能忙音产生器(IBTG)130截获到上行链路前同步码(preamble)，一个序列(如前同步模式或载波序列)便在下行链路上被传送，以被无线设备111-115进行载波侦听。依照一个首选实施例的运作，智能忙音产生器(IBTG)130一直传送一个载波侦听序列(忙音)，直到完成上行链路信息包的接收，利用用于前同步截获里的同样电路，这种情况可以被检测出来。
智能忙音产生器(IBTG)130的忙音传送，最好在一截获到上行的前同步码时就充分迅速地完成。例如，在接收到上行前同步码的第一个比特和发送忙音之间，可能出现一个非常短暂的处理延迟期“D”，以允许智能忙音产生器(IBTG)接收足够的前同步比特从而因为有效的上行前同步而确定发送，和/或允许关于智能忙音产生器(IBTG)反馈路径的任何传播延迟。相应地，如图4所示的本发明的实施例，出现一个很短的碰撞窗口长度D，即截获延迟，因为无线设备111-115将能够监测到下行链路忙音载波序列，并能够认出媒介是繁忙的。可以预期的是，在一个典型的应用里，如在一个IEEE 802.11无线局域网(WLAN)应用里，处理延迟期D大约是20-40微秒。
应该注意的是，本发明的前述实施例在实现碰撞避免时，并不涉及改动无线设备111-115，因为忙音充分模仿了实际传送的载波序列，来便于无线设备辨认出信道是繁忙的。相应地，根据本发明，智能忙音产生器(IBTG)的实施例，以改动接入点来实现，而不需要改变相应的无线设备。
尽管有可能提供本发明智能忙音产生器(IBTG)的这样一个实施例，该智能忙音产生器(IBTG)与相应接入点或其它网络节点(该接入点和网络节点与布置在一个隐藏节点结构里的多个无线设备有通信联系)是分开的和离散的，但是，本发明智能忙音产生器(IBTG)的首选实施例与相应接入点是有通信联系的，以便减轻产生忙音的相关干扰。特别地，为了模仿无线设备的上行链路传送，依照本发明首选实施例产生的忙音与接收的上行通信在同一信道上被传送(如频率信道、时分信道、和/或码分信道)，从而，能够容易地被隐藏节点检测出来，作为一个被其它无线设备使用的通信信道。但是，由于在接入点的接收路径(如接收天线)和智能忙音产生器(IBTG)的传送路径(如传送天线)之间缺乏充分的传送-接收天线隔离，最初的上行链路信息包可能被忙音载波侦听序列的传送干扰。
因而，关于传递给接入点120的基带电路进行通信处理的信号，一个首选实施例的智能忙音产生器(IBTG)提供干扰消除。本发明实施例的干扰消除电路在多种模式下运作，包括训练模式(如训练序列传送和干扰估计)和操作模式(如载波传送和干扰消除)。本发明的实施例提供离线训练、在线训练、以及它们的组合。根据本发明的实施例，假设传送者和接收者之间的信道至少在一些时期是不变的，从而便于在不同的时间执行使用训练模式，而不是操作模式。
依照本发明的一个实施例，图5A和5B显示一个适合提供离线训练的智能忙音产生器(IBTG)130的功能块示意图。在离线训练下，当信道空闲时(如不被另外用来提供无线通信)完成训练。相应地，图5A显示一个在训练模式下运作的智能忙音产生器(IBTG)130的功能块示意图，在此期间通信信道没有被另外使用，例如在电源开关打开时、在通信突发(communication burst)之间、当已经检测到一个预定时段的连接空闲时间、等等。相应地，图5B显示一个在操作模式下运作的智能忙音产生器(IBTG)130的功能块示意图，在此期间通信信道被无线设备111-115中的一个设备用于上行链路通信。
图5A和5B中描述的实施例的射频电路522在接收模式下运作，提供增益步骤和从射频频率到基带信号的降频。模数(A/D)转换器535(最好包括对接收信号的同相分量(I)和接收信号的正交分量(Q)进行模数转换)取得基带模拟信号，对它进行超采样(oversample)，并数字化。首选实施例的截获电路536包含载波检测器(例如基于Barker码调制符号的检测)和一个比特模式检测器(例如基于无线网络100使用的通信标准中规定的指定加扰(scramble)和差分编码的前同步比特，如IEEE 802.11b协议)的一个组合。运行时，在信道通信休止期间，发送一个离线训练序列通过射频电路532和传送天线533。所述实施例的射频电路532处理信号的过滤、升频(up conversion)以及放大。
关于所述实施例中的上行链路路经，仅显示接入点120的电路来简化说明。应该注意的是，首选实施例的接入点120包含一个下行链路信号路径，提供信息通信传送给客户无线设备，如无线设备111-115。
在提供忙音给一个载波侦听、多路访问以及碰撞避免系统(如一个IEEE802.11b网络的系统)时，智能忙音产生器(IBTG)的下行链路传送和上行链路传送在同一个频率信道上。在一定时间延迟量之后，包括电路延迟和从Tx到Rx天线的传播延迟，在一个训练序列的传送期间，智能忙音产生器(IBTG)处理的接收信号变成反馈干扰(以“I”表示)和背景噪声(以“N”表示)的混合。但是，借助合适的信号处理，干扰“I”可被提取，以 表示。在操作模式下，接收信号将是有用信号(以“S”表示)、反馈干扰“I”和背景噪声“N”的一个混合。相应地，在操作模式下，在如训练模式下确定的一个延迟量之后，接收信号样本被减去 这样，混合的信号包含所期望的原始信号“S”和噪声“N”的一些成分，可以被传递给接入点进行信号处理，完全没有和IBTG忙音传送相关的干扰“I”.
应该注意的是，智能忙音产生器(IBTG)130的前述功能块可由软件和/或硬件实现。例如，一个处理器，具有存储器和与之相连的合适的输入/输出接口，可以依照IBTG 130的一个或多个前述功能块定义运作的指令集的控制下运作。另外地或有选择地，一些电路，如专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程只读存储器(ROM)、和/或类似的电路，可被用来提供智能忙音产生器(IBTG)130的一个或多个前述功能。
依照一个首选实施例，图6显示图5A和5B的智能忙音产生器(IBTG)130的运作流程图。特别地，图6的功能块610的步骤代表在训练模式下智能忙音产生器(IBTG)130的运作，功能块620的步骤代表在操作模式下智能忙音产生器(IBTG)130的运作。
在步骤611，通过训练序列产生器531(图5A)选择一个训练序列。该训练序列是一个比特模式，可以被用来仿效无线网络100里的一个前同步码或载波序列。仔细选择训练序列和载波侦听序列对进行反馈干扰估计和消除是有用的。在选择训练序列和载波侦听序列时，可以假设智能忙音产生器(IBTG)130产生的载波侦听序列可能是一个任意的比特模式，只要其中的每个比特是被通信系统标准里规定的同样技术调制出来的(例如在一个IEEE802.11b应用里使用同样的Barker码)。这是一个合理的假设，因为忙音的一个目的是在下行链路上传送客户无线设备能够检测的东西如包含一个繁忙信道(例如通过无线设备使用能量监测和/或载波侦听机制)。在一个离线训练情况下，关于不可预知地干扰通信信号传送的问题被最小化，从而，系统可以行使相当大的自由权来选择训练序列的比特模式。相应地，可以选择比特的加扰(如随机或拟随机(quasi-random))模式给训练序列，该训练序列近似模拟一个实际通信前同步码，且提供一个比特模式，该比特模式被优化来提供期望的干扰信息(例如特定的比特转换)。依照本发明的实施例，如果载波侦听信息包(忙音)全是“0”或全是“1”，则训练序列全是“1”，而对其它载波侦听信息包(忙音)而言，训练序列是一个混杂的比特模式，如以下描述的“00010”。
在步骤612，通过智能忙音产生器(IBTG)130的天线533，训练序列作为一个射频信号被传送。例如，射频电路532可以将训练序列产生器531提供的一串数字比特，转换成符合无线网络100通信信道相应频率的射频信号，且提供这个信号到天线533进行传送。应该注意的是，射频电路532可以提供在任何格式的训练序列以符合无线网络100的通信信道，包括频率、时间、和/或码分信道。
正如图5A中能够看到的，智能忙音产生器(IBTG)130的天线533与连接到接入点120的天线121没有充分隔离，来避免训练序列和忙音载波序列的反馈。相应地，在天线121上接收训练序列，并传递到接入点120的电路上，如射频电路522将接收射频信号降频到一个模拟基带信号。这个接收反馈信号被提供给图5A中描述的智能忙音产生器(IBTG)130实施例的模数转换器535，转换成一个数字比特流。但是，因为训练序列不是一个实际通信信号，智能忙音产生器(IBTG)130的实施例不会实施传递一个与训练信号反馈相关联的信号到接入点120的基带处理电路。
该数字比特流被提供到截获电路536进行训练序列的截获(步骤613)。通过截获电路536进行训练序列的截获最好包含载波侦听(例如经由合适的协议认出通信的一个载波指示)和检测接收到的特定比特。
在步骤614上，通过截获电路536估计一个处理延迟“D”。处理延迟D可被确定，作为训练序列传送开始(时间T0)和训练序列截获(时间T0)之间的延迟。可以预期到，使用所述的电路，处理延迟估计误差将处于一个时钟周期范围内(一个芯片时间(chip duration))，因为预期接收干扰的能级会很强，因此提供一个高概率的准确的延迟估计。获得的实际估计误差将依赖于可用的时间精度，例如时钟周期时间。
训练模式的一个目的是估计来自忙音传送反馈的干扰“I”。相应地，所述实施例的智能忙音产生器(IBTG)130包括反馈估计电路537，用于存储反馈信号样本以比特“1”和比特“0”，分别记作“I0”和“I1”(步骤615)。但是，由于延迟估计的时间精度，智能忙音产生器(IBTG)130的电路可能不能精确地识别比特之间的边界。有可能的是，反馈估计电路537存储的I0和I1将横跨两个比特。因此，首选实施例的反馈估计电路537可以存储比特边界的4个不同组合，即00、01、10和11。因为比特边界00和11是反相的，同样，比特边界01和10也是反相的，所以比特边界组合的存储可被进一步优化，如存储比特边界00和01或比特边界11和10。依照本发明的实施例，一个简单模式的存储，如“001”，目的在于存储比特边界的一个优化集合用于干扰消除。
应该注意的是，截获电路536获得的反馈信号不仅包括与智能忙音产生器(IBTG)130的忙音传送相关的干扰信号“I”，而且包括与热噪声或其它噪声源相关联的一个噪声部分“N”。相应地，首选实施例的反馈估计电路537运作提供多比特模式样本的平均化，来减少背景噪声级别，从而，提高接收训练信号的“I”部分的估计精确度(步骤616)。
在步骤617，通过反馈估计电路537，存储一个估计干扰信号(图5A中表示为“Interf_est”)。估计干扰信号最好被导出，作为一个被均化的获得的反馈信号比特流的函数，来减小噪声误差，且(估计干扰信号)在操作模式下被用来消除与相应训练序列的忙音传送相关的干扰。依照首选实施例，足够频繁地和/或合适次数地执行前述训练模式，以至于在相应的操作模式下，估计的处理延迟和所处的信道状况将与最近一次的训练模式运作下的处理延迟和信道状况是相同的，或充分相同的，以至于统计上相同。
图7显示依照流程图中模块610的上述步骤进行离线训练运作的一个典型时间表。如图7所述，每个时钟周期代表一个芯片周期(chipduration)。应该注意的是，在所述实施例中，一个时钟周期已经等同于一个芯片周期，来简化所述的概念。本发明的实施例可以采用时钟周期和芯片周期之间并不是一对一的结构，如超采样(oversampling)提供一个包括多个样本时钟周期的芯片周期。在时钟周期T0，智能忙音产生器(IBTG)130开始传送一个训练序列，如“00010”。从截获电路536的运作，处理延迟被估计是3个时钟周期。考虑到估计误差(如1个时钟周期)，在时间T4(估计误差加上处理延迟D)，智能忙音产生器(IBTG)130开始存储接收信号样本。在图7的时间表上，接收信号样本被记作X1、X2、X3和X4，其包含每11个时钟周期。如在时间示意图上能够看到的，X1和X2是同相，X3和X4是反相。因此，能够获得比特边界“00”和“01”的估计的11-片码(11-chip)干扰，如下I^00=(X1+X2)/2=I00+N′---(1)]]>I^01=(X3-X4)/2=I01+N′′---(2)]]>其中，以上的等式(1)代表比特边界“00”的估计11片码(11-chip)干扰“I”，以上的等式(2)代表比特边界“01”的估计11-chip干扰“I”。应该注意的是，剩余噪声N′和N″的方差是1/2个最初“N”部分。当然，如果需要的话，前述过程可以被扩展到对超过2个同相样本和反相样本进行平均，来进一步减少噪声级别和提高估计干扰的质量。
依照本发明的实施例，在操作模式下智能忙音产生器(IBTG)130的目的是认出在接入点120上一个载波的接收，毫无延迟地传送一个忙音给不同的无线设备111-115接收，并减小与接入点120上忙音反馈相关的干扰。因此，在首选实施例的一个操作模式上，适当使用在训练模式期间确定的上述“I0”或“I1”，通过减去接收信号样本，智能忙音产生器(IBTG)130可以消除干扰。
在步骤621(图6)，截获电路536(图5B)检测到一个由接入点120接收到的有效通信信号。例如，截获电路536可运作来检测一个来到的有效802.11b信息包，不需要实际确定一个特定的比特模式。在获得一个合适的接收信号时，所述实施例的截获电路536提供一个控制信号给载波侦听序列产生器539。
在步骤622，为了响应截获电路536提供的控制信号，载波侦听序列产生器539选择一个合适的载波序列来包含一个忙音，促成该载波序列被传送。这个载波序列是一个比特模式，最好符合训练序列的那个(比特模式)，它可被用来仿效在无线网络100上的一个前同步码或载波序列。例如，射频电路532可将载波侦听序列产生器539提供的一串数字比特转换成，符合无线网络100通信信道频率的射频信号，并提供那个信号到天线533进行传送。
在自从开始传送载波侦听序列(忙音)，并等待估计处理延迟D加上一个额外的时钟周期(前述例子中的估计误差)之后，通过利用反馈估计电路537(步骤623)存储的干扰估计信号“Interf_est”，减法器534开始干扰消除。例如，在前述的例子中，基于在接收信号中呈现的合适比特相位，使用 或 减法器534对每11片码执行减法。消除了与智能忙音产生器(IBTG)130的忙音传送相关的干扰的接收信号，被传递给接入点120的处理电路进行与无线网络100里接入点常规运作相一致的通信处理。例如，数模转换器538可以将干扰取消的接收信号转换成一个基带模拟信号，传递给接入点120的基带处理电路521。
关于图6的流程图，关于一个混杂比特序列，尽管在以上讨论的一个离线训练实施例已经被描述了，依照本发明执行的离线训练可以使用不是混杂(scramble)的比特模式和/或在训练和操作模式之间的不同比特序列。例如，为了获得同样质量的干扰估计，依照图6流程图，通过选择使用全是“1”比特作为在操作模式下的载波侦听序列，离线训练的运作能够被简化，从而能够缩短训练序列。在以上的例子中，5-比特训练模式可被“111”替代。通过除去截获步骤，训练模式能够被进一步简化，例如如果提供最大可能的Tx-Rx反馈延迟。
由于以上已经描述了一个典型的离线训练实施例，现介绍图8，其中显示的是依照一个实施例适合采用在线训练的智能忙音产生器(IBTG)130的一个功能块示意图。如图8中所示，依照上述实施例适合提供在线训练的智能忙音产生器(IBTG)130，被提供作为在接入点120的接收路径上一个射频前端设备。在在线训练下，当信道正被用于提供无线通信时完成训练。相应地，图8显示的功能块示意图是智能忙音产生器(IBTG)130在训练模式下运作期间，通信信道正被无线设备111-115中的一个(设备)用于上行链路通信。同样地，图8的功能块示意图显示智能忙音产生器(IBTG)130在操作模式下运作期间，通信信道正被用于上行链路通信。
正如有关图5A和5B的离线训练模式实施例所述，图8中所述实施例的射频电路522在接收模式下运作，提供增益步骤和从射频频率到基带信号的降频。模数(A/D)转换器535(最好包括对接收信号的同相(I)部分和接收信号的正交部分(Q)进行模数转换)取得基带模拟信号，对它进行超采样，并数字化。一个首选实施例的截获电路536包含载波检测器(例如基于Barker码调制符号的检测)和比特模式检测器(例如基于被无线网络100使用的通信标准中规定的给定加扰和差分编码的前同步比特，如IEEE 802.11b协议)的一个组合。运作时，一旦截获到前同步比特模式，发送一个在线短训练序列通过射频电路532和传送天线533。所述实施例的射频电路532处理信号的过滤、升频以及放大。
在提供忙音给载波侦听、多路访问、碰撞避免(CSMA/CA)系统(如一个IEEE 802.11b网络中的系统)时，智能忙音产生器(IBTG)130的下行链路传送运作在与上行链路同样的频率信道上。在一定的时间延迟量之后，包括电路延迟和从Tx到Rx天线的传播延迟，接收信号样本变成最初有用信号“S”、反馈干扰“I”和背景噪声“N”的混合。经过合适的信号处理，干扰“I”被萃取，以 表示。在训练时期之后，智能忙音产生器(IBTG)130进入操作模式，其中，自从载波侦听序列被发送，在如训练部分相同的时间延迟量之后，接收信号样本减去 。于是，输出信号包含信号“S”和一部分的噪声“N”，且可以被传递给接入点信号处理电路进行处理，而没有与忙音相关联的干扰。
应该注意的是，智能忙音产生器(IBTG)130的前述功能块可由软件和/或硬件来实现。例如，一个有内存和合适输入/输出接口的处理器，可以依照智能忙音产生器(IBTG)130的一个或多个前述功能块定义运作的指令集的控制下运作。另外地或有选择地，一些电路，如专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程只读存储器(ROM)、和/或类似的电路，可以被用来提供智能忙音产生器(IBTG)130的一个或多个前述功能块。
依照一个首选实施例，图9显示的是图8智能忙音产生器(IBTG)130的运作流程图。应该注意的是，依照一个在线训练模式，当图9流程图开始运作时，其中与训练模式运作相关联的所述步骤，和其中与操作模式运作相关联的所述步骤，可以在接入点120一个上行链路传送的接收期间被执行。
在步骤901，由训练序列产生器531(图8)选择一个训练序列。训练序列是一个可以被用来仿效无线网络100里的一个前同步码或载波序列的比特模式。仔细选择训练序列和载波侦听序列对进行反馈干扰估计和消除是有用的。在选择训练序列和载波侦听序列时，可以假设智能忙音产生器(IBTG)130产生的载波侦听序列可能是一个随机的比特模式，如全是“1”比特，只要序列的每个比特是通过如通信系统规范里的相同技术调制出来的，如在一个IEEE 802.11b实施里的相同Barker码。这是一个合理的假设，因为忙音的一个目的是在下行链路上传送东西，从而客户无线设备能够检测到繁忙的信道，如通过能量检测和/或载波侦听机制。在一个在线训练情况下，关心的是关于不可预知地干扰通信信号传送的问题，从而，系统可以限制一个训练序列的比特模式选择，到简单的、更可预知的模式，如全是“1”比特或全是“0”比特。
在步骤902，选择一个用于在线训练模式和操作模式里的处理延迟。例如，可以假设，从传送一个忙信号到接收和处理反馈信号的最大可能延迟是已知的和固定的，如kμs，且将智能忙音产生器(IBTG)130使用的处理延迟，在训练模式和操作模式下，都可以被设定到kμs。另外地或有选择地，可以经验地确定一个处理延迟，如以上讨论的关于图5A和图6的离线训练模式。
在步骤903，截获电路536检测到接入点120接收到的有效通信信号，并获得其中的数据比特。一旦获得一个合适的接收信号，所述实施例的截获电路536提供一个控制信号给多路复用交换器831和832，将智能忙音产生器(IBTG)130置于训练模式下。特别地，多路复用交换器831连接训练序列产生器531与射频电路533，来便于一个训练序列的传送。类似地，多路复用交换器832将反馈估计电路537置于接收信号路径上，来便于分析接收信号进行干扰估计和存储。
在步骤904上，通过智能忙音产生器(IBTG)130的天线533，训练序列被作为一个射频信号传送。例如，射频电路532可以将训练序列产生器531提供的一串数字比特，转换成一个符合无线网络100通信信道频率的射频信号，并提供这个信号给天线533进行传送。应该注意的是，射频电路532可以提供符合无线网络100通信信道的任何格式的训练序列，包括频率、时间、和/或码分信道。
正如在图8中能够看到的，智能忙音产生器(IBTG)130的天线533与连接在接入点120上的天线121没有充分隔离来预防训练序列和忙音载波序列的反馈。因此，在天线121上训练序列被接收，并被传递到接入点120的电路，如射频电路522，将接收的射频信号降频到模拟基带信号。这个接收的反馈信号被提供给图8中所述的智能忙音产生器(IBTG)130实施例的模数转换器535，转换成一个数字比特流。
应该注意的是，在传送训练序列期间，所期望的接收信号可能被相当大地干扰。但是，依照本发明的实施例，因为选择的训练序列将是相当短的(例如大约1到20比特)，且可以非常迅速地完成训练模式运作，可以期望的是，传送训练序列将不会干扰信息包有效载荷数据。但是，依照本发明的实施例，传送一个训练序列会干扰前同步数据，该数据是非必要的(例如仅被用作通过截获电路536已经实现的载波侦听机制)或相当多余的(例如具有有关的误差修正技术)，从而允许前述的干扰而不会极大地影响系统运作。相应地，在训练模式期间，当反馈估计电路537被多路复用交换器832切换到接收路径上时，智能忙音产生器(IBTG)130实施例没有运作将接收信号传递给接入点120的基带处理电路。
在步骤905，反馈估计电路537分析接收信号来提取干扰“I”，就有了处理延迟“D”。如上所述，在与延迟“D”相关的时间之后，接收信号将包括最初的有用信号“S”、反馈干扰“I”和背景噪声“N”。
经过合适的信号处理，干扰“I”可以从接收信号中提取出来。例如，如在步骤903所获得的有用信号“S”的比特模式可以被用于确定干扰“I”。依靠关于确定干扰“I”的一个可接受的误差估计水平，依照本发明的实施例，可以利用有用信号“S”的不同比特模式。在此，被用来进行干扰估计的比特模式被称为原始模式。一个固定要求的原始模式不是唯一的。例如，在估计过程中为了将噪声水平减小到原先的1/4水平，本发明的实施例可以采用任何以下的原始模式(a)“101…101”(或等同地“010…101”)；(b)“10101”(或等同地“01010”)；(c)“1010…01”；(d)“10..10…01…01”(或“10..01..10..01”，或“10..01..01..10”)；(e)“111…000”；(f)111000”；和(g)“11..11..00..00”(或“11..00..11..00”，或“11..00..11..00”)。关于在本发明实施例的训练过程里将使用哪一个原始模式的决定是原始模式的一个函数，在实际的前同步序列与系统延迟公差里都有。
在步骤906，反馈估计电路537从接收信号提取干扰信号“I”，然后存储信息用于消除在操作模式里的干扰。与以上所述的离线训练实施例相反，所述的在线训练实施例不估计Tx-Rx反馈延迟，因为最大可能延迟被先验确定(determined a priori)(例如根据制造商信息、经验测试、仿真、和/或其他等等)。而且，因为首选实施例在线训练模式使用全是“1”或“0”比特模式的训练和忙音序列，关于比特边界的问题在这个实施例里不会出现。
在步骤907，通过反馈估计电路537，存储一个估计干扰信号。估计干扰信号最好被导出作为一个获得反馈信号比特流的函数，用于操作模式里来消除与符合训练序列的忙音传输相关的干扰。
图10显示一个依照上述步骤在线训练运作的典型时间表。在图10的实施例中，每个芯片期限有一个时钟周期。在时钟周期T0，一旦检测到一个进来的具有比特模式{…，Bi，Bi+1，Bi+2，…}的有用信息包，就传送一个训练序列(如一个全是“1”的比特训练序列)。在选择的延迟“D”之后，例如一个已知的最大Tx-Rx 4个时钟周期的延迟，接收信号样本如X1，X2，X3，…被存储为每11个时钟周期(或片码单元)。每个样本Xk包含接收信号的所有干扰“I”、信号“S”和噪声“N”部分。由于训练序列的周期性特征，在每个样本Xk中的干扰“I”部分对所有的k将是一样的。依照一个首选实施例，为了估计干扰“I”，反馈估计电路537可以使用两个样本X，其中信号“S”是反相的，然后将它们加总计算。通过这样的运作，信号“S”被删去，且噪声水平“N”也被减小1/2。这个过程能够被扩展到多个反相对，来进一步减小噪声水平。
举一个例子，假设[BiBi+1Bi+2Bi+3Bi+4]＝[10101]。干扰“I”可被估计如下I^=(X1+X2+X3+X4)/4---(3)]]>应该注意的是，在干扰“I”的上述估计中，剩余噪声“N′”的方差是最初“N”的1/4。
在训练过程之后，所述实施例继续进行一个操作模式，其中通过智能忙音产生器(IBTG)130传送的一个忙音，通过接收通信被不同的多个无线设备111-115接收，其中智能忙音产生器(IBTG)130运作来降低在接入点120上与忙音反馈相关的干扰。相应地，在步骤908上，一旦完成一个训练模式，通过提供一个控制信号给多路复用交换器831和832来将智能忙音产生器(IBTG)130置于操作模式上，智能忙音产生器(IBTG)130便进入操作模式。特别地，多路复用变换器831将载波侦听序列产生器539置于与射频电路533连接通信，便于一个载波序列(忙音)的传送。类似地，多路复用变换器832将减数器534置于接收信号路径上，在传递接收信号到接入点120的后续信号处理电路之前，便于删除来自接收信号的干扰“I”。
在步骤909，为了响应已经置于操作模式的智能忙音产生器(IBTG)130，载波侦听序列产生器539选择一个合适的载波序列来包含一个忙音，并促成这个载波序列被传送。载波序列最好是一个符合训练模式的比特模式，它可以被用来仿效无线网络100上的前同步码或载波序列。例如，依照一个首选实施例，通过载波侦听序列产生器539，开始传送一个全是“1”的载波侦听序列。射频电路532可以将载波侦听序列产生器539提供的一串数字比特，转换成一个符合无线网络100的通信信道频率的射频信号，并提供这个信号给天线533进行传送。
在自开始传送载波侦听序列(忙音)、等待选择的/估计的处理延迟D之后，通过使用反馈估计电路537(步骤910)存储的干扰估计信号，减数器534开始干扰消除。例如，在前述例子中，对每11个时钟周期，减数器534从接收信号减去 这个消除了与智能忙音产生器(IBTG)130忙音传送相关的干扰的接收信号，被传递给接入点120的处理电路，进行与无线网络100里接入点的传统运作相一致的通信处理。例如，数模转换器538可以将干扰消除接收信号，转换成一个基带模拟信号，并传递给接入点120的基带处理电路521。
根据前面所述，应该注意的是，在任何特定的情景里，关于使用离线训练或在线训练相关的各种优点和缺点都存在。关于选择和应用离线和在线训练技术一些考虑因素，会在以下阐述。
依照本发明的实施例，在一个在线训练应用里，对每个有用上行链路信息包，获得一个前同步比特相位。相应地，在一个IEEE 802.11b应用里，长的和短的前同步码都应该被支持。
另外，依照本发明的实施例，在一个在线训练应用里，在所有条件下，在接入点端从Tx到Rx的最大可能延迟(包括所有的电路延迟和传播延迟)应该是已知的。依照实施例为了方便在线训练，载波侦听信息包(忙音)是一个全是“1”或全是“0”的序列，没有加扰和差分编码。同样地，依照实施例，训练序列全是“1”或全是“0”，训练序列长度依赖于在实际前同步码上发现的是哪种原始模式。
但是，应该注意的是，在本发明实施例的在线训练模式期间估计到的干扰是非常可靠的。例如，与反馈路径的相干时间间隔(coherent interval)相比，因为训练模式和操作模式之间的时间分隔非常小，可以期望的是，在在线训练期间作出的干扰估计，与在忙音传送期间实际发生的干扰将是高度相关。
与在线训练相反，依照本发明的实施例，离线训练运作检测操作模式里的每个有用上行链路信息包，而不需要比特相位同步，因为这样的检测仅仅可以用来启动一个忙音的传送。相应地，长的和短的前同步码可被同样对待。
在依照本发明实施例的离线训练里，可以容易地经验地确定关于最大Tx-Rx延迟(包括所有的电路延迟和传播延迟)的信息。另外地，在一个离线训练应用的实施例里，载波侦听信息包(忙音)可能是任意的，如随机或拟随机的。但是，应该注意的是，训练序列的长度越长，接入点传送东西时可能被中断的风险越高。如果操作过程和最近的训练过程之间的时间分隔大于反馈路径的相干时间间隔，在训练模式期间的估计干扰可能变得不可靠。
因为认识到在特定情景里实施在线或离线训练技术的优点和缺点，通过采用混合的或组合的离线和在线训练技术，可以优化本发明的实施例来获益于特定训练技术的优点。因为干扰估计是实时完成的，估计结果将更准确，且通常没有关于来自接入点传送的碰撞问题，这是在线训练方案的一个优点。但是，如上所述，在线训练存在挑战性，因为依照实施例的在线训练执行芯片同步来获得特定的比特模式。前述的芯片同步提出了有关问题，只有在忙音产生器成功监测到特定的比特模式后才开始传送一个忙音信号。与使用离线方案的相比，这增加了等待时间，并导致了一个更大的碰撞窗口。所以，碰撞可能性会更高。而且，为了预防等待时间太长，实施例的忙音产生器提供一个全是“1”或“0”的信号。所以，与使用本发明实施例的一个离线方案相比，在这样的实施例中并不发送一个真实的前同步作为忙音。另外地，在一个在线训练运作期间，当智能忙音产生器(IBTG)未能成功识别在上行链路信号里的特定比特模式时，依照实施例并不传送一个忙音。
为了处理有关在线训练实施的前述问题，本发明的实施例结合在线和离线训练方案的概念，同时受益于其中的优点。依照一个实施例，在一个混合的离线和在线训练实施运作中，智能忙音产生器(IBTG)执行离线和在线方案的各种上述步骤。例如，采用混合的离线和在线训练技术的智能忙音产生器(IBTG)，可像以上所述的离线方案进行数据截获。当智能忙音产生器(IBTG)检测到一个上行链路信号时，智能忙音产生器(IBTG)开始传送全是“1”或“0”的信号，从而接入点服务的一个或多个无线设备能够知道信道是繁忙的。这样，碰撞窗口与离线方案里的一样。另外地，混合的离线和在线技术实施例的智能忙音产生器(IBTG)努力检测接收比特模式，从而智能忙音产生器(IBTG)能够使用在线方案(如有关图9的以上阐述)来估计干扰。但是，由于智能忙音产生器(IBTG)产生的传送忙音信号也产生干扰，所以智能忙音产生器(IBTG)实施消除干扰，以便发现上行链路信号的特定比特模式。通过保留一个以前接收帧的干扰的干扰估计结果，实施例中的智能忙音产生器(IBTG)能够消除干扰，从而能够发现特定比特模式。获得上行链路信号的比特模式之后，一个首选实施例的智能忙音产生器(IBTG)执行在线干扰估计。一旦完成在线干扰估计，旧的干扰估计结果被更新成新的估计结果，且利用最新的估计结果完成剩余的干扰消除。依照本发明的实施例，如果智能忙音产生器(IBTG)未能成功发现一个特定比特模式，估计结果将不会被更新。
应该注意的是，在前述混合的在线和离线技术里，由于特定信息包的检测依赖于一个在前的干扰估计结果，所以一个离线干扰估计结果(如以上关于图6所阐述的)可被利用。例如，当接入点启动时，干扰的一个初始估计可能来自于一个离线估计，或当接入点接收到第一个信息包，干扰的一个初始估计可能来自于一个在线估计。
依照混合的在线和离线技术的首选实施例，一个计时器被用来测量两个接收信息包之间的时间间隔。如果时间间隔太长，信道可能已经略微改变，当计时器显示一个预先确定的时间量已经在接收信息包之间出现，依照一个实施例完成一个离线训练干扰估计来更新估计结果，或在下一个接受帧里完成在线训练。
由于略微放松了对使用混合方案的在线训练的时间延迟限制(例如智能忙音产生器(IBTG)在截获数据之后立即开始传送一个忙音)，智能忙音产生器(IBTG)能够检测到两个或多个通过IBTG传送的特定比特模式。通过检测不同的传送比特模式，在在线训练里能够发现所有可能的干扰模式。然后，在完成在线训练之后，实施例的智能忙音产生器(IBTG)可以传送一个真实的前同步码。
应该注意的是，上述实施例提出“智能忙音产生器”解决方案来克服无线局域网里的隐藏节点问题。本发明的实施例可作为嵌入在一个接入点里的一个硬件成分来实施，作为从射频前端到基带处理器的单向入口，为上行链路数据流动服务。运作时，一旦截获上行链路前同步码，智能忙音产生器(IBTG)可产生一个忙音，如一个载波侦听序列，在下行链路上通过射频前端设备和Tx天线，同时传递信号处理之后的接收信号给基带芯片集。因为忙音和上行链路信息包在相同的时间和相同的频率上被传送，关于首选实施例智能忙音产生器(IBTG)，最好实施天线隔离和包括干扰估计和干扰消除的信号处理。另外，依照本发明的实施例，因为所有的节点(包括隐藏节点)接收一个忙音，所以在无线网络里请求发送/取消发送(RTS/CTS)的握手选项(handshake options)可被关闭，来提供增加的吞吐能力。
应该注意的是，尽管这儿已经描述了特定的典型实施例，但本发明的概念不限于描述的特定实施例。例如，尽管这儿已经描述了关于一个采用IEEE 802.11b协议的无线网络的实施例，但本发明的概念可适用于任何数目的通信协议。依照一个实施例，使用在一个IEEE 802.11a应用里的智能忙音产生器(IBTG)的功能块示意图与使用在一个IEEE 802.11b(如图5A、图5B和图8)应用里的(功能块示意图)相同。但是，数据截获算法和载波侦听序列可能是不同的。
如在IEEE 802.11标准里规定的，802.11a信息包里的前同步字段包含10个重复的OFDM(正交频分复用)短训练符号和2个重复的OFDM长训练符号，并前置保护间隔。短符号被用于自动增益控制(AGC)收敛、分集选择、定时捕获、和粗频捕获，而长符号被用于信道估计和精频捕获。关于适合用于IEEE 802.11a应用的首选实施例智能忙音产生器(IBTG)通过查看短的子前同步码(sub-preamble)，来捕获接收信息包。在时域里，有两个普遍使用的方法，计算接收序列和其延时的自相关、和计算接收序列和本地的OFDM短符号的互相关。这些可以表示如下P(n)=Σl=0L=1rn+lrn+l-L*---(4)]]>
Q(n)=ΣL-1rn+lgl*---(5)]]>这里rn是第n个接收样本，L是一个短符号上的样本总数，g0，g1，…，gL-1是OFDM短符号的样本。通过比较相关值和一个阈值，能够确定是否有一个有效的接收802.11a信息包。
回忆在802.11b例子中载波侦听序列的每个比特通过11-片Barker码被扩展，类似的方法可以被用在802.11a例子中。即，载波侦听序列的每个符号可以被OFDM短符号调制，以便于客户无线设备检测信道是繁忙的。
先前提到的在线训练、离线训练和混合的训练技术直接应用在802.11a例子中。特别地，对离线训练方案而言，训练序列和载波侦听序列可以是重复的OFDM短符号，即全是“OFDM短符号”。对在线训练方案而言，由于有用信息包在短次前同步码上是重复的，训练序列可以被设计为，OFDM短符号和其180°相位偏离的相互交替，即 这儿的g代表OFDM短符号的信号矢量。通过减去在在线训练期间的两个连续接收信号，能够提取出与一些不可缩减的背景噪声相混合的干扰成分，该背景噪声的方差被减少到原先水平的1/2。然后，在操作模式下产生的实际载波侦听序列也可以被设计成，OFDM短符号和其180°相位偏离版本的相互交替，即 尽管已经细致地描述了本发明和它的优点，应该明白的是，在不偏移由附带权力要求所定义的本发明的情况下，在这儿可作出各种改变、替换或者改造。而且，本申请的范围不是限制在说明书里所描述的过程、机器、制造、物质合成、手段、方法和步骤的特定实施例。因为人们将受益于本发明的公开，目前存在的或以后将要开发的、并能实质上执行如这儿所述相应实施例的相同功能或达到相同结果的过程、机器、制造、物质合成、手段，方法或步骤，可能被使用。所以，附带权力要求意在包括这样范围之内的过程、机器、制造、物质合成、手段，方法或步骤。
权利要求
1.一种在无线网络里提供通信碰撞避免的方法，所述方法包含在一个与多个无线设备进行通信的节点上，检测无线通信传送的接收；和传送一个信号，该信号将被一个或多个所述无线设备辨认作为一个忙音，其中将被认作为忙音的传送信号在与所述无线通信传送的相同信道上被传送。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述的检测无线通信传送的接收包含检测与一个所期望的无线通信传送相一致的一个接收信号能级。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述的检测无线通信传送的接收包含获取与一个所期望的无线通信传送相一致的调制信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述的检测无线通信传送的接收包含从所述的无线通信传送获取比特信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述的与多个无线设备进行通信的节点包含一个无线接入点。
6.根据权利要求5所述的方法，其中传送将被认作为忙音的所述信号，由连接到所述接入点的一个忙音产生器提供。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述忙音产生器包含嵌入在所述接入点的接收路径里的电路。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述忙音产生器包含连接在所述接入点的接收路径的贴花电路。
9.根据权利要求5所述的方法，其中所述接入点包含一个依照IEEE802.11通信协议运作的接入点。
10.根据权利要求1所述的方法，进一步包含在被认作为忙音的传送信号的所述节点上，执行干扰消除来消除与反馈相关联的干扰。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述的干扰消除包含估计一个接收干扰信号；和当被认出的所述信号正被传送时，从接收的无线通信传送中减去所述估计接收干扰。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述的估计一个接收干扰信号包含离线执行一个关于所述无线通信传送的接收的训练模式。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述的训练模式包含传送不同比特的训练序列。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述的估计一个接收干扰信号包含估计一个与被认作为忙音的传送信号的所述反馈相关联的处理延迟。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述的估计一个接收干扰信号包含在线执行一个关于所述无线通信传送的接收的训练模式。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述的训练模式包含传送同样比特的训练序列。
17.根据权利要求1所述的方法，进一步包含当所述的检测到的无线通信终止时，终止传送被认作为忙音的所述信号。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述的被认作为忙音的信号包含一个模仿载波侦听序列的比特序列。
19.一个在无线网络里提供通信碰撞避免的系统，所述系统包含射频前置电路，连接在一个与多个无线设备进行通信节点的接收路径上，其中所述的射频前置电路包括信号截获电路、忙音序列产生电路、和射频传送电路，所述忙音序列产生电路响应所述信号截获电路的信号截获而运作，产生一个忙音序列并被射频传送电路传送。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述的射频前置电路被嵌入在所述节点的接收路径上。
21.根据权利要求19所述的系统，其中所述的射频前置电路被作为一个贴花结构提供给所述节点的接收路径。
22.根据权利要求19所述的系统，其中所述的节点包含一个无线网络接入点。
23.根据权利要求19所述的系统，其中所述的射频传送电路传送所述的忙音序列，与所述信号截获电路获得接收信号，在一个相同的信道上。
24.根据权利要求19所述的系统，其中所述射频前置电路进一步包括干扰消除电路。
25.根据权利要求24所述的系统，其中所述射频前置电路进一步包括训练序列产生电路。
26.根据权利要求25所述的系统，其中所述射频前置电路进一步包括干扰估计电路，该干扰估计电路离线运作来估计与所述忙音序列传送相关联的反馈干扰。
27.根据权利要求25所述的系统，其中所述射频前置电路进一步包括干扰估计电路，该干扰估计电路在线运作来估计与所述忙音序列传送相关联的反馈干扰。
28.根据权利要求24所述的系统，其中所述射频前置电路进一步包括处理延迟确定电路。
29.根据权利要求19所述的系统，其中所述忙音序列产生电路在所述无线网络上提供一个比特序列，被检测作为一个载波序列。
30.根据权利要求29所述的系统，其中所述的比特序列包含具有相同比特的一个序列。
31.根据权利要求29所述的系统，其中所述的比特序列包含具有不同比特的一个序列。
32.根据权利要求19所述的系统，其中所述信号截获电路包含一个载波检测器。
33.根据权利要求19所述的系统，其中所述信号截获电路包含一个比特模式检测器。
34.根据权利要求19所述的系统，其中所述忙音序列产生电路包含一个储存比特序列的存储器；和一个连接到所述存储器的调制器，提供所述比特序列的调制。
35.根据权利要求19所述的系统，其中所述射频传送电路包含一个升频转换器；和一个天线。
36.一种方法，包含接收一个通过无线连接进行通信的数据信息包，所述数据信息包包括一个前同步部分和一个有效负载部分；和传送一个具有与所述前同步部分相一致格式的信号，其中所述的传送所述信号在所述接收步骤接收所述前同步部分期间开始，所述的传送所述信号持续到所述接收步骤接收所述有效负载部分完成为止。
37.根据权利要求36所述的方法，其中在所述传送步骤上传送的所述信号，与通过所述无线连接进行通信时的所述数据信息包一样，在一个相同信道上被传送。
38.根据权利要求36所述的方法，进一步包含消除在所述接收步骤上获得的、与所述传送步骤传送的所述信号反馈相关联的干扰。
39.根据权利要求38所述的方法，其中所述的消除干扰包含从所述接收数据信息包减去一个干扰估计。
40.根据权利要求39所述的方法，其中所述干扰估计通过使用一个离线训练技术确定。
41.根据权利要求39所述的方法，其中所述干扰估计通过使用一个在线训练技术确定。
42.根据权利要求39所述的方法，其中所述的消除干扰包含采用一个关于所述的减去所述干扰估计的处理延迟。
43.根据权利要求42所述的方法，其中所述的处理延迟在一个训练模式期间被经验地确定。
全文摘要
本发明披露的系统和方法提供一个忙音或信号，用于无线网络里的通信碰撞避免，如无线局域网(WLAN)、蜂窝网络、或其它一点到多点的无线网络。在适当的条件下，一个智能忙音产生器传送一个忙音或信号给一个或多个可能另外被特定通信隐藏的无线设备。依照实施例，忙音模仿实际传送的一个载波序列，来便于无线设备认出信道是繁忙的。由于最初的上行链路信息包可能被一个忙音载波侦听序列的传送干扰，因此提供了具有干扰消除能力的实施例。实施例的干扰消除电路可在多个模式上运作，包括训练模式(包括在线训练模式、离线训练模式、和混合或组合模式)和操作模式。
文档编号H04L12/28GK1918855SQ200580004620
公开日2007年2月21日 申请日期2005年2月7日 优先权日2004年2月13日
发明者陶梅霞, 汪岩, 刘绍强, 陈健聪, 刘坚能 申请人:香港应用科技研究院有限公司