专利名称：具有定向天线的接入端口的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线联网领域，更具体地，涉及具有定向天线的接入端口。
背景技术：
在今天的工作环境下，移动连接性正变得越来越重要。在办公室、 学校、工厂或其它位置中的任何地方发送和接收数据的能力很快就变 成必需能力，并引入无线局域网来实现这样的移动连接性。通常，无 线局域网包括接入端口，其直接连接到诸如以太网的有线网络。在这 种方法中，保持配置数据、执行客户鉴权和执行其它任务在接入端口 处进行。然而，这样的方法具有许多缺陷和缺点，包括用于网络管理 和维护的成本增加。为了减轻这些缺陷和缺点的某一些，已开发了基于智能无线交换 机的无线网。在这种类型的无线网中，接入端口与包含维护配置数据、 执行客户鉴权和执行其它任务的智能的无线交换机耦合，而接入端口 只提供无线接入。这种配置具有许多好处，包括易于管理、花费经济 和灵活性。无线局域网的潜在问题是有可能在两个或多个发送的接入端口 之间发生干扰。例如，当由接入端口的全向天线产生的发射方向图与 从其它的接入端口发射的辐射方向图相干扰时，会发生干扰。这种情形显示于图1中，在图1中第一接入端口 102正试图与第二接入端口 104通信，而第三接入端口 106正试图与第四接入端口 108通信。因 为第一接入端口 102使用全向天线，第一天线辐射方向图101以通常 圆形的方向图向外扩展到第二接入端口 104。第三天线辐射方向图103 同样地从第三接入端口 106向外扩展到第四接入端口 108。打算用于一天线辐射方向图IOI也传播到第四接入端口 108，以及第一天线辐射方向图101与第三天线辐射方向图103会在 第四接入端口 108附近相交，从而造成可能的干扰和第四接入端口 108 潜在地不能接收来自第二接入端口 104的通信。无论接入端口是有线 还是无线接入端口，这种干扰都会发生。因此，希望提供一种减小、基本上消除或全部消除来自重叠的辐 射方向图的千扰的、具有无线接入端口的无线网络系统。此外，希望 提供用于在基本上消除或全部消除来自重叠的辐射方向图的干扰的、 具有无线接入端口的无线网络系统中发送信号的方法。而且，从下面 结合附图、技术领域和背景技术的详细说明和所附权利要求中将明白 本发明的其它想要的因素和特性。
此后结合以下的附图描述本发明，其中相同的标号表示相同的单 元，以及图1显示在两个发送的接入端口之间的干扰； 图2显示按照示例性实施例的无线网； 图3显示按照示例性实施例的无线接入端口； 图4显示按照示例性实施例的、以最小化干扰进行发送的两个接 入端口；以及图5是显示按照本发明的示例性实施例的、用于定位移动单元的 方法的流程图。发明概要在本发明的示例性实施例中，提供了在具有无线交换机的无线网 中使用的接入端口。接入端口包括收发信机，用来根据由无线交换机 生成的路由信息发送数据。天线选择器耦合收发信机与多个天线。天 线选择器被配置成至少部分地根据路由信息，选择性地耦合收发信机 与多个天线中的至少一个天线。在本发明的另 一个示例性实施例中，提供了用于从在包括无线交 换机的无线网中使用的接入端口发送信号的方法。首先，从无线交换 机接收表示信号的目的地的路由信息。然后，确定从接入端口的多个 定向天线中选择的第一天线用来发送信号。第一天线通过天线开关被 耦合到接入端口的收发信机。使用第一天线发送信号。
具体实施方式
以下的详细说明本身仅仅是示例性的，且不打算限制本发明或本 发明的应用和使用。而且，不打算由在前面的技术领域、背景技术、 发明概要或以下的详细说明中给出的任何明确的或隐含的理论限定 本发明。图2显示分布在建筑物楼层、设施或其它位置的示例性无线局域 网200。无线局域网200包括被耦合到有线接入端口 208的无线交换 机204。无线局域网还包括被配置成与有线接入端口 208通信的无线 接入端口 210。无线局域网200还包括可以互相通信以及与无线局域 网200中的其它设备通信和与无线局域网200外的设备通信的移动单 元214。无线交换机204被配置成为无线局域网200提供集中式管理和智 能。无线交换机204可以确定用于无线局域网200中的数据传送的最 佳路由路径，以及把路由信息提供到有线接入端口 208和无线接入端 口 210。无线交换机204还被配置成把软件和软件更新分发到有线接 入端口 208，以及有线接入端口 208可以把软件和软件更新发送到无 线接入端口 210。在一个实施例中，无线交换机204把无线局域网200 耦合到诸如互联网的外部网络。有线接入端口 208经由有线连接205连接到无线交换机204，该 有线连接205提供在有线接入端口 208与无线交换机204之间的数据 传送。此外，有线连接205可以把电源提供到有线接入端口 208。有 线接入端口 208还被配置成发送和接收来自移动单元214和无线接入 端口 210的数据。可以在无线交换机204处至少部分地确定用于有线接入端口 208的路由信息。无线接入端口 210被配置成通过无线链路207与移动单元214和 有线接入端口 208通信。无线接入端口 210利用由无线交换机204提 供的路由信息，帮助确定将数据发送到哪里。不像有线接入端口 208， 无线接入端口 210不是经由有线连接205连接到无线交换机204，而 是经由有线接入端口 208与无线交换机204通信。按照本发明的示例性实施例的接入端口 300被显示于图3中。图 3所示的接入端口 300是无线接入端口 ，虽然接入端口 300也可以是 有线接入端口。如果接入端口 300是有线接入端口，则将提供有线收 发信机(未示出)，以使在接入端口 300与无线交换机204之间能够进 行通信。接入端口 300包括被耦合到收发信机306的处理器302。天 线310-316经由天线选择器308耦合到收发信机306和处理器302。收发信机306被配置成将传输发送到无线接入端口 210、有线接 入端口 208和移动单元214和接收来自无线接入端口 210、有线接入 端口 208和移动单元214的传输。虽然图3显示了组合的收发信机306, 但按照本发明，也可以使用分开的接收机和发射机。处理器302被配置成执行对于接入端口 300的操作所需要的各种 程序。例如，处理器302可被配置成确定适当的天线310-316，以便 用于传输。天线310-316在给定的区域内接收和发送信号。在一个示例性实 施例中，天线310-316是其辐射方向图是波瓣形式的定向天线，该辐 射方向图对于给定的天线位置从每个天线沿一个方向向外扩展。通过 围绕接入端口以近似均匀间隔的方向图放置天线，每个天线覆盖围绕 接入端口 300的360度弧度的某个部分。在图3所示的示例性实施例 中，四个天线310-316中的每一个天线均匀地间隔开，并在四个天线 中的每一个的90度覆盖区域内接收和发送数据。虽然图3上显示四 个天线，但天线的确切数目可以根据每个天线310-316想要覆盖的区 域而变化。天线选择器308被配置成把收发信机306与 一个或多个用于发送和接收广播的天线310-316相耦合。通过使用天线选择器308,单个 收发信机306可以通过天线310-316的任何组合发送信号。在一个示 例性实施例中，处理器302可以确定要使用的天线，并可以控制天线 选择器308来选择适当的天线。选择适当的天线可以是至少部分地基 于由无线交换机204提供的路由信息。虽然处理器302和天线选择器 308被显示为分开的单元，但这两个部件可以被形成为单个的集成部 件。在一个示例性实施例中，天线选择器308可被实现为场可编程门 阵列(FPGA)。为了减小来自重叠的全向天线发射的千扰的可能性，在本发明的 一个示例性实施例中，可选择性地选择接入端口 300的定向天线 310-316以避免来自相邻的接入端口 300的干扰。接入端口 300可以 是有线或无线接入端口。在图3所示的实施例中，接入端口 300包括 被耦合到共同的收发信机306的四个定向天线310-316。定向天线 310-316的数目可以在本发明的范围内变化。天线选择器308可以把 收发信机306选择性地耦合到一个或多个用于发送信号的天线 310-316,该选择至少部分地依赖于目的地接入端口或移动单元214的 位置。可替换地，全部四个定向天线310-316可被使用来同时发送可 被使用来指示接入端口与移动单元214的邻近的信号。这种传输被称 为信标信号(beacon signal)。使用来发送信号的天线的数目的选择取决 于应用，并且可以在本发明的范围内变化。由于接入端口 300的天线310-316可以沿天线波瓣发送，该天线 波瓣只覆盖由典型的全向天线产生的辐射方向图包围的区域的一部 分，所以可以通过使用这个特性避免在接入端口之间的干扰。转到图 4，第一接入端口 402正在通过使用最接近于第二接入端口 404的天 线410与第二接入端口 404通信。应当指出，用于第一接入端口 402 的发送天线410的第一天线辐射方向图412(即，天线波瓣)不扩展到第 四接入端口 408，所以，它不干扰由第三接入端口 406产生的第三辐 射方向图416。因此，第三接入端口 406可以通过使用最接近于第四 接入端口 408的天线410与第四接入端口 408通信，而不受来自第一接入端口 402的干扰。如前所述，本发明的如图3所示的示例性接入端口 300当与另一 个接入端口或移动单元214通倌时可以选择使用适当的天线。由于移 动单元214本身可以移动，被使用来与移动单元214通信的天线可以 改变。所以，当移动单元从由天线310-316中的一个覆盖的区域移动 到由同一个接入端口的天线310-316中的另一个覆盖的另一个区域 时，需要跟踪移动单元214。图5是用于选择被使用来由移动单元通 信的天线的示例性方法500的流程图。在本发明的这个示例性实施例 中，假设可以是有线或无线接入端口的接入端口 300具有四个天线 310-316。另外，已知移动单元214的以前的位置以及上次被使用来与 移动单元214通信的天线，这里称为当前天线。在方法500的步骤502，通过使用作为当前天线的天线，诸如天 线310，从接入端口 400发送数据分组。接着，确定在设置的尝试次 数内，诸如三次尝试，是否接收到来自移动单元214的确认(步骤504)。 如果在步骤504接收到确认，则天线310被识别为用来与移动单元214 联系的当前天线(步骤508)。如果在设置的尝试次数后没有接收到确认，则在步骤506，使用 当前天线和一个或多个附加天线发送数据分组。在示例性实施例中， 首先选择与当前天线相邻的天线。在本例中，当前天线是天线310， 并且与当前天线相邻的两个附加天线是天线312和天线316。接着， 在步骤510，确定在固定的尝试次数内在三个天线的任一个天线处是 否接收到确认。如果接收到来自移动单元214的确认，则该确认可能由天线310, 312和316中的一个以上天线接收。如果一个以上的天线接收到确认， 则可以在步骤512根据接收信号的信号强度或信号质量的某个其它度 量来选择作为新的当前天线的天线。如果任何天线都没有接收到确认，则全部四个天线310-316都被 使用来发送分组(步骤514)。然后确定在固定的尝试次数内在四个天线 的任一个天线处是否接收到确认(步骤516)。如果接收到确认，则可以根据在天线310-316处测量的接收信号强度来确定用作为新的当前天 线的天线(步骤518)。如果没有接收到确认，则假设移动单元214已移 动到由不同的接入端口覆盖的区域(步骤520)。图5所示的方法假设有四个天线。如果天线的数目是不同的，则 在该方法中，在每次不成功的尝试后添加附加天线作为广播天线，直 至接收到响应或已使用了所有的天线但仍没有响应为止。如果在所有 的天线都被使用后仍没有响应，则假设移动单元已移动到该接入端口 的范围以外。虽然在以上的详细说明中给出至少一个示例性实施例，但应当看 到，可以存在许多变型。还应当看到， 一个或多个示例性实施例仅仅 是例子，它无论如何不打算限制本发明的范围、可应用性或配置。而 是以上的详细说明将给本领域技术人员提供用于实施一个或多个示 例性实施例的方便的道路图。应当看到，可以在单元的功能和安排上 作出各种改变而不背离如在所附权利要求及其合法的等同物中阐述 的本发明的范围。
权利要求
1.一种在具有无线交换机的无线网中使用的接入端口，包括收发信机，用来根据由所述无线交换机生成的路由信息发送数据；多个天线；以及被耦合在所述收发信机与所述多个天线中的每个天线之间的天线选择器，所述天线选择器被配置成至少部分地根据所述路由信息将所述收发信机选择性地耦合到所述多个天线中的至少一个天线。
2. 权利要求l的接入端口，其中所述接入端口用来经由通过有 线连接耦合到所述无线交换机的有线接入端口将数据发送到所述无 线交换机。
3. 权利要求2的接入端口，其中所述接入端口通过所述有线连 接接收电力。
4. 权利要求l的接入端口，还包括被耦合到所述收发信机和 所述天线选择器的处理器，所述处理器用来确定要被耦合到所述收发 信机的所述多个天线中的所述至少一个天线。
5. 权利要求4的接入端口，其中所述处理器还被配置成确定使 用所述多个天线中的哪个天线来向移动单元进行发送。
6. 权利要求5的接入端口，其中所述处理器还被配置成当所述 移动单元从由所述多个天线中的第一定向天线覆盖的第一区域移动 到由所述多个天线中的第二定向天线覆盖的第二区域时跟踪所述移 动单元。
7. 权利要求6的接入端口，其中所述处理器还被配置成 通过使用所述多个天线中的当前天线将信号发送到所述移动单元和等待响应；如果接收到响应，则继续使用该当前天线发送信号； 如果没有从所述移动单元接收到响应，则把所述多个天线中的一个或多个附加天线和所述当前天线耦合到所述收发信机，并通过使用所述附加天线和所迷当前天线发送信号；如果接收到响应，则选择接收到具有最大信号强度的信号的天线 作为当前天线；以及继续把所述多个天线中的附加天线耦合到所述收发信机，并发送 信号直至接收到响应并将天线确定为当前天线为止，或者如果已使用 了所有天线而没有接收到响应，则确定所述移动单元处在所述天线的 范围以外。
8. 权利要求l的接入端口，其中所述天线选择器被配置成把发 射机耦合到所有的所述多个天线，以广播信标信号。
9. 权利要求l的接入端口，其中所述多个天线中的每个天线都 是定向天线。
10. 权利要求l的接入端口，其中所述接入端口从所述无线交换 机接收软件更新。
11. 一种用于从在无线网中使用的接入端口发送信号的方法，所 述无线网包括无线交换机，所述方法包括从所述无线交换机接收表示所述信号的目的地的路由信息； 确定从所述接入端口的多个定向天线中选择的、用来发送所述信 号的第一天线；通过天线开关将所述第一天线耦合到所述接入端口的收发信机；以及使用所述第 一天线发送所述信号。
12. 权利要求11的方法，其中所述耦合所述第一天线的步骤还 包括将所述多个天线全部耦合到所述收发信机，以发送信标信号。
13. 岸又利要求ll的方法，还包括通过使用当前天线将信号发送到移动单元和等待响应；如果接收到响应，则继续使用该当前天线；如果没有从所述移动单元接收到响应，则把所述多个天线中的附 加天线和所述当前天线耦合到所述收发信机，并通过使用所述附加天 线和所述当前天线发送信号；如果接收到响应，则选择接收到具有最大信号强度的信号的天线作为当前天线；以及如果没有接收到响应，继续把所述多个天线中的附加天线耦合到 所述收发信机，并继续发送信号直至接收到响应并将所述多个天线之 一确定为当前天线为止，或者已使用了所有天线而没有接收到响应， 这表示所述移动单元处在所述接入端口的范围以外。
14. 权利要求13的方法，其中所述通过使用所述当前天线将信 号发送到移动单元和等待响应的步骤还包括在确定还没有接收到响 应之前，在没有响应的情况下多次发送该信号。
15. 权利要求14的方法，其中所述继续耦合附加天线的步骤还 包括选择与所述当前天线相邻的一个或多个天线作为附加天线。
16. —种无线网，包括 多个接入端口，包括 收发信机； 多个天线；被耦合在所述收发信机与所述多个天线中的每个天线之间的天 线选择器，所述天线选择器被配置成耦合所述收发信机和所述多个天 线中的至少一个天线；以及被耦合到所述多个接入端口的无线交换机，所述无线交换机用来 确定用于所述多个接入端口中的每个接入端口的路由信息。
17. 权利要求16的网络，其中所述多个接入端口的一部分被直 接耦合到所述无线交换机。
18. 权利要求16的网络，其中所述接入端口还包括被耦合到 所述收发信机和所述天线选择器的处理器，所述处理器用来确定要被 耦合到所述收发信机的、所述多个天线中的一个或多个天线。
19. 权利要求18的网络，其中所述处理器还被配置成当所述移 动单元从由所述多个天线中的第一定向天线覆盖的第一区域移动到 由所述多个天线中的第二定向天线覆盖的第二区域时跟踪所述移动 单元。20.权利要求16的网络，其中所述无线交换机被配置成把软件 分发到所述接入端口中的每个接入端口 。
全文摘要
提供了按照本发明的示例性实施例的、在具有无线交换机(204)的无线网(200)中使用的接入端口(208，210)。接入端口(300)包括收发信机(306)，用来根据由无线交换机(204)生成的路由信息发送数据。天线选择器(308)耦合收发信机与多个天线(310-316)。天线选择器被配置成至少部分地根据路由信息选择性地耦合收发信机(306)与多个天线中的至少一个天线。
文档编号H04L12/28GK101233722SQ200680027338
公开日2008年7月30日 申请日期2006年6月29日 优先权日2005年6月30日
发明者拉梅施·塞克哈尔 申请人:讯宝科技公司