無線局域網中的無線電通信方法

專利名稱：無線局域網中的無線電通信方法
技術領域：
本發明涉及無線局域通信網(WLAN)，即，本發明涉及所述網絡中用于傳輸和接收各種類型信息的方法和設備。
背景技術：
當前，無線局域通信網在信息科學和視頻圖像通信領域中找到越來越多的廣泛應用，可以在相同區域內部多個用戶之間(例如，在個人計算機，膝上型計算機，打印機和位于相同建筑物內其他用戶之間，它不受這些裝置“移動性”的任何限制)傳輸和分配數據和其他信息。利用WLAN的信息傳輸可以使我們降低網絡成本，因為它不需要鋪設連接線。這種類型網絡還可用在很難或不可能鋪設連接線的那些情況，以及在由于結構限制而沒有局域網插座連接器的情況。WLAN代表在用戶布置經常變化的公共機構中理想的解決方案。在現有的WLAN中，無線電通信往往安排成符合已知的國際標準，例如，IEEE 802.11b。
無線局域網中使用的接收和發射裝置(收發器)越來越多地配備有可控方向性圖的定向天線。這種天線能夠在信息傳輸的范圍，速率和可靠性方面獲得效益，以及減小收發器的功率。然而，為了從利用有可控方向性圖的定向天線中得到實際的效益，需要經常地優化定向天線的位置，即，搜索合適的天線射束方向和安裝天線在這樣的位置，它可以提供最高質量的通信，確定所述質量是基于接收信號的一個或另一個參數或基于這些參數集合。
優化定向天線位置的步驟需要一定的時間，在此段時間內不能實現信息傳輸的過程。因此出現這樣的矛盾為了保持天線射束方向所在的位置能夠確保最高可能的通信質量(在特定條件下)，需要盡可能頻繁地實現上述的優化過程，但是為了減小優化過程對信息交換的影響，應當盡可能減少這種優化過程。
我們知道一種在無線局域網中用于信息交換的方法(見European Patent No.1063789，IPC H04B 7/04，出版日期27.12.2000)，這是借助于全向天線從一個收發器傳輸定標信號到另一個收發器，該收發器接收這個信號也是借助于全向天線；然后，天線的選取(從第二收發器的多個定向天線中)可以確保信號接收的最佳條件，第二收發器借助于選取的天線傳輸定標信號(利用所述信號選取對于第一收發器信號接收質量最佳的定向天線)，和借助于第一收發器和第二收發器中的定向天線實現信息交換，選取為傳輸定標信號的結果。
在已知方法中采用定向天線能夠確保無線電通信的足夠可靠性，這是由于它減小多射束干涉的影響和信號衰落效應。與此同時，與基于使用全向天線進行信息交換的方法比較，在第一階段利用全向輻射(束)圖建立無線電通信并不能改進WLAN用戶的到達范圍或作用范圍。除此以外，當利用已知方法時，在發射數據分組之前，需要兩次發射定標信號，它增大服務信息傳輸的時間。
我們知道一種在無線網中用于優化消息傳輸的方法(見USPatent No.5138327，IPC H04B 7/00，出版日期11.08.1992)，這是從基站定期傳輸攜帶通信質量信息的信號到移動臺，由移動臺確定在基站和移動臺的天線方向性圖各個位置的通信質量，選取基站和移動臺天線方向性圖在這種位置，它可以確保消息傳輸的最高通信質量。
在已知的方法中，與當前的通信質量無關，定期實現優化基站和移動臺天線射束方向所必須的過程，該過程不合理地增大實現所述優化過程所需的時間周期，從而減小消息傳輸本身所花費的時間周期。
我們知道一種在電信系統中無線電通信的方法，該系統包括配備定向天線的收發器(見US Patent No.5303240，IPC G01S 3/72，出版日期12.04.1994)，這是一個收發器傳輸包含定標信號的數據分組，第二個收發器確定在天線方向性圖不同位置上的通信質量值，并選取這樣的天線位置，它可以確保最高的通信質量，隨后接收數據分組并確定在接收數據分組時的通信質量，在通信質量退化到低于預定閾值的水平下，重復優化天線射束方向的過程。
在已知的無線電通信方法中，在信息傳輸時不測定通信質量值，但由于在數據傳輸時通信質量的惡化，它可以導致部分信息的損失。
在一組重要特征方面最接近于本發明的方法是在無線網中交換信息的方法(見US Patent No.6473036，IPC H01Q 3/24，出版日期29.10.2002)，該無線網包括基站和移動臺，它們配備有可控方向性圖的天線。按照所述方法，移動臺在接收數據分組之間的休止期間實現優化天線射束方向的過程，為的是確保通信質量不低于預定的閾值。
當利用已知方法進行信息交換時，在信息傳輸期間不測定通信質量值，由于在數據傳輸過程中通信質量的惡化，它可以導致部分信息的損失。與此同時，若保持可接受的通信質量，則在接收數據分組之間的每個間隙時優化天線射束方向的過程可能是過分多的。因此，不合理地增大在優化天線射束方向過程中所花費的時間周期，從而減小消息傳輸本身所花費的時間周期。

發明內容
本發明的任務是開發一種在無線局域網中無線電通信的方法，由于選取兩個相繼所述優化過程之間的最佳時間間隔T，該方法可以確保減小優化天線射束方向的過程對信息傳輸過程的影響。
完成上述任務是借助于一種在無線局域網中無線電通信的方法，無線局域網至少包括一個有可控方向性圖天線的收發器，其中在與所述網絡中任何收發器進行信息交換的過程中，借助于所述收發器事先預定通信質量閾值H0(所述閾值對應于預定的最小通信質量)，基于接收的信號，定期確定當前的通信質量值Qcur，若當前的通信質量值小于閾值H0則實現優化天線射束方向的過程，直至當前的通信質量值變成等于或大于閾值H0。按照本發明，還事先分配通信質量的上閾值Hmax(該閾值對應于分配的最大通信質量)。若當前的通信質量值Qcur大于或等于通信質量的上閾值Hmax，則信息交換繼續進行；而若當前的通信質量值Qcur小于上閾值Hmax，但大于或等于下閾值H0，則信息交換繼續進行，但在這種情況下，在分配的時間間隔之后，實現優化天線射束方向的下一個過程。
在基于按照本發明方法實現無線電通信時，不但比較當前的通信質量值Qcur與分配的下閾值H0(如在原型方法中所實行的)，而且還與分配的上閾值Hmax進行比較。取決于當前的通信質量值Qcur是在哪個區，或者完成不實現優化天線射束方向的下一個過程(若Qcur≥Hmax)，或者在分配的時間間隔T之后實現優化天線射束方向的下一個過程(若Hmax＞Qcur≥H0)，或者在比較當前的通信質量值Qcur與閾值H0之后，立刻開始優化天線射束方向的過程(若Qcur＜H0)。所以，可以減小花費在優化天線射束方向過程上的時間比例，從而增大花費在傳輸有用信息上的時間比例。
在優化天線射束方向時可以停止信息的傳輸。
在優化天線射束方向時可以停止信息的接收。
可以按照以下方法實現優化天線射束方向的過程。至少一次改變天線射束的方向，測定每個新天線射束方向的通信質量，然后，比較在各個天線射束方向上得到的通信質量值，識別最高的通信質量值(在各個天線射束方向上得到的數值中)，并然后記錄該數值作為當前的通信質量值Qcur。所以，通過切換天線到這個方向，取該天線射束的方向作為給定收發器的當前值。
通過方位角或仰角的變化，可以改變天線射束的方向，在這種情況下，通過切換天線的方向性圖，可以改變天線射束的方向。按照任何已知的過程，也可以實現天線射束方向的變化。
若在下一次確定當前的通信質量值Qcur時還與符合相關條件H0＜Hj＜Hmax的至少一個分配中間閾值Hj進行比較，其中j＝1，2，3...N，則可以進一步減小優化天線射束方向過程對信息傳輸過程的影響。在這種情況下，選取一個閾值H0，Hj或Hmax，并記錄該閾值作為當前閾值Hcur(i)，(其中i是測定當前通信質量值Qcur的數目，它是從收發器工作開始計算)，該數值是最接近于當前通信質量閾值Qcur的上值或下值。
按照一個變化方案，改變時間間隔T是考慮到通信質量值Qcur，即，若在下一次確定當前通信質量值Qcur的過程中，當前的閾值Hcur(i)000是減小的，則減小時間間隔T；若在下一次確定當前通信質量值Qcur的過程中，當前的閾值Hcur(i)相對于以前記錄的閾值Hcur(i-1)是增大的，則增大時間間隔T。
按照另一個變化方案，改變時間間隔T是考慮到環境的狀態，即，在下一次確定當前通信質量值Qcur之后Hcur(i)數值保持恒定的情況下，則增大預定的時間間隔T；而在下一次確定當前通信質量值Qcur之后Hcur(i)數值發生變化(增大或減小)的情況下，則減小預定的時間間隔T。
若在時間間隔T到期之后，Hcur(i)的數值保持恒定，則按照本發明的另一方面，可以省略優化天線射束方向的下一個過程。
在實現上述過程時，時間間隔T的變化有它的限制值。在減小時間間隔T時，把它與事先分配的最小值Tmin進行比較，若T等于或小于Tmin，則分配時間間隔T等于Tmin的數值。在增大時間間隔T時，把它與事先分配的最大值Tmax進行比較，若T大于或等于Tmax，則分配時間間隔T等于Tmax的數值。在這種情況下，在實現強制性優化天線射束方向之后，可以分配最大的時間間隔Tmax。
至少借助于一個接收信號參數，可以確定通信質量。例如，作為接收信號的參數，可以測量接收信號的電平，接收信號電平與噪聲電平之比率，差錯率，接收信號電平與失真電平之比率，其他已知的信號參數和這種參數的組合。


本發明的說明是利用以下的圖解資料。
圖1表示無線局域網的示意圖，其中按照本發明的方法實現無線電通信。
圖2和圖3表示按照本發明的方法在無線電通信期間利用收發信器實現的可能步驟序列例子，其中分配兩個通信質量閾值Hmax和H0。
圖4至圖7表示按照本發明的方法在無線電通信期間利用收發信器實現的可能步驟序列例子，其中還分配一個中間通信質量閾值H1并確定當前的閾值Hcur(i)。
圖8表示按照本發明的方法在無線電通信期間利用收發信器實現的一個可能步驟序列，其中還分配幾個中間通信質量閾值H1，H2，H3。
圖9表示圖8中所示步驟序列的繼續。
具體實施例方式在圖1所示的無線局域網中可以實現按照本發明的無線電通信方法。無線局域網是由配備天線1的收發器2，3，4，5，6，...M構成，其中至少一個所述收發器配備有可控方向性圖的天線。在信息交換期間，例如，在收發器2與5之間初步分配通信質量閾值Hmax和通信質量閾值H0。
分配Hmax的數值取決于按照WLAN功能運行的哪個國際標準(IEEE 802.11，IEEE 802.11a，IEEE 802.11b，和ISO 8802-11，第2類型HIPELAN)。除此以外，還考慮在具體網絡的實際工作條件下通信質量的先前統計數據。數值Hmax通常對應于這樣的通信質量水平，在此通信質量水平下，差錯率小于數據傳輸可靠性要求預定的分配值。
數值H0的確定是基于分配的最小通信質量，在此通信質量水平下仍然可以實現沒有信息損耗的無線電通信。數值H0通常對應于這樣的通信質量水平，在此通信質量水平下，差錯率等于數據傳輸可靠性要求允許的極限值。
考慮到所用網絡交換協議的要求，可以分配通信質量的極限值Hmax和H0，例如，可以按照這樣的方法分配所述數值，它提供按照TCP協議可接受的連接可靠性水平。
然后，基于接收的信號，例如，收發器5定期確定當前的通信質量值Qcur，并比較得到的數值Qcur與閾值Hmax和H0(見圖2，它表示這樣的步驟序列，首先比較Qcur與Hmax，然后比較比較Qcur與H0，和見圖3，它表示這樣的步驟序列，首先比較Qcur與H0，然后比較比較Qcur與Hmax)。至少基于接收信號的一個參數，收發器5確定通信質量；測得的這個參數是差錯率，接收信號電平，接收信號電平與噪聲或失真電平之比率，和任何其他已知的信號參數。
若當前通信質量值Qcur等于或大于數值Hmax，則信息的接收和傳輸繼續進行，不需要實現天線射束方向的優化。
若當前通信質量值Qcur小于數值H0，則收發器5開始優化天線1的天線射束方向過程，在當前通信質量值Qcur變成等于或大于H0之前，收發器5重復這個優化過程。收發器5通常按照以下的方法優化天線1的天線射束方向。它一次或多次改變天線射束的方向，并測定每個新天線射束方向的通信質量值。然后，它比較得到的不同天線射束方向數值，識別在不同天線射束方向下得到的所有通信質量值中最大的數值，并記錄該數值作為當前通信質量值Qcur，記錄這個方向作為收發器的當前方向，并以此實現信息交換。
在實現天線射束方向的優化過程期間，收發器5可以停止信息的傳輸，為的是避免在非最佳的天線射束位置下損失收發器5發射的數據。收發器5還可以在這個期間停止接收信息，為的是避免損失接收的數據。
通過方位角或仰角的變化，可以改變天線射束的方向，它取決于收發器2在空間的定位，在這個具體情況下，收發器5實施通信會話。
通過逐步切換或連續改變天線1方向性圖的位置，可以改變收發器5中天線1的天線射束方向。
若當前通信質量值Qcur小于閾值Hmax，但大于或等于閾值H0，則收發器5在與分配的時間間隔T內繼續實施信息的傳輸和接收；在這個時間間隔到期之后，收發器5開始優化天線射束的方向，如以上所描述的。
時間間隔T的數值取決于特定局域網中(形成)信息交換的外部條件，并可以在從幾百分之一秒至幾十秒的范圍內取任意的數值。
除了通信質量的極限值H0和Hmax以外，還可以分配一個或幾個中間通信質量閾值Hj，它符合相關條件H0＜Hj＜Hmax，其中j＝1，2，...N，為的是從按照本發明的信息交換方法的使用中得到最大效應；在這種情況下，還比較當前通信質量與Hj。
例如，基于在各種數據傳輸速率下所要求的差錯率，可以選取通信質量的中間閾值Hj。
在這種情況下，可以取Hmax，Hj或H0為這樣的數值，它是最接近于當前通信質量值Qcur的上值或下值中一個數值，并記錄該數值為當前閾值Hcur(i)。
在下一次確定當前通信質量Qcur之后，與記錄的以前數值比較，若當前的閾值Qcur(i)沒有變化或增大，則可以增大時間間隔T(Ti＝Ti-1+ΔT，其中i是確定當前通信質量值Qcur的步驟數目，它是從收發器5開始運行計算)，或省略下一個優化天線射束方向的步驟(Ti＝T+iT)。
在按照本發明方法的另一個實施方案中，在下一次確定通信質量Qcur時，它與記錄的以前數值比較，若當前的閾值Hcur(i)是變化的，則可以減小時間間隔T(Ti＝Ti-1-ΔT)。
在增大兩個相繼優化天線射束方向過程之間的時間間隔T時，還可以比較當前的時間間隔Ti與在兩個相繼優化過程之間事先分配的最大時間間隔Tmax，若Ti≥Tmax，則應當強制開始這個過程。比較Ti與Tmax能夠避免過分增大當前的時間間隔Ti。
類似地，若兩個相繼優化天線射束方向過程之間的時間間隔T減小，則還可以比較當前的時間間隔Ti與兩個相繼優化天線射束方向過程之間事先分配的最小時間間隔Tmin，若Ti≤Tmin，應當強制開始這個過程。比較Ti與Tmin能夠避免過分減小當前的時間間隔Ti。
以下給出按照本發明的無線局域網中無線電通信方法的實施例子。
例1(見圖2) 基于這些裝置的實際工作條件，初步分配通信質量閾值Hmax＝10dB和閾值H0＝3dB給按照國際標準IEEE 802.11運行的無線局域網中收發器。在這個例子中，通信質量確定為接收信號電平與噪聲電平之比率。
例如，收發器5(見圖1)定期接收和傳輸信息，例如，每隔0.1秒，基于接收的信號，該收發器確定當前的通信質量值Qcur。然后，收發器比較得到的數值Qcur與預分配的閾值Qmax。若當前的通信質量值Qcur等于或大于Hmax(例如，Qcur＝40dB)，則收發器繼續接收和傳輸信息，不執行優化天線射束方向的過程。
若當前的通信質量值Qcur小于Hmax(例如，Qcur＝5dB)，則收發器比較Qcur與H0。
若Qcur小于H0(例如，Qcur＝1dB)，則收發器中斷信息的傳輸，并開始優化天線射束方向的過程，在此期間，收發器一次或多次改變天線射束的方向，并確定每個新天線射束方向的通信質量值。與另一個收發器(在空間中)的位置有關，該收發器與另一個收發器實現通信會話，通過方位角或仰角的變化，改變天線射束的方向。通過逐步切換或連續改變天線1的方向性圖位置，可以改變收發器中天線1的天線射束方向。
例如，改變天線射束方向90°三次，即，Q90＝3，Q180＝8，Q270＝14。互相比較在不同天線射束方向下得到的數值Q90，Q180和Q270，并識別在不同天線射束方向下得到的所有通信質量值中的最大值(在我們的情況下是Q270)。若這個數值Q270等于或大于H0(如同在我們的情況下)，則收發器記錄它作為當前的通信質量值Qcur，且記錄天線射束的方向作為收發器的當前方向，信息交換是與該收發器進行的。若Q的最大值(在不同天線射束方向下測得的)小于H0，則重復優化天線射束方向的過程，直至測得值中的最大值大于或等于H0。
若Qcur大于或等于H0(例如，Qcur＝8dB)，則收發器比較時間t與兩個相繼優化過程之間預分配的時間間隔T(例如，T＝1秒)，時間t在以前優化天線射束方向的過程完成之后已到期。若下一次優化的時間還未到，則收發器繼續接收和傳輸信息，并在預分配的時間間隔T到期之后，它實現優化天線射束方向的下一個過程。
在每個下一次確定Qcur時重復以上描述的步驟。因此，選取收發器中的三個工作模式之一，它取決于Qcur的數值，即，若Qcur≥Hmax，則實現信息的接收和傳輸，但不實現天線射束方向的優化；若Hmax＞Qcur≥H0，則分配兩個相繼優化天線射束方向過程之間的時間間隔T；或者，若Qcur＜H0，則立刻開始優化天線射束方向的過程。
例2(見圖3) 基于這些裝置的實際工作條件，初步分配通信質量閾值Hmax＝40dB和H0＝5dB給按照國際標準IEEE 802.11a運行的無線局域網中收發器。在這個例子中，初步確定通信質量作為接收信號電平與干涉電平之比率。
然后，收發器(實施數據接收和傳輸的收發器)實現與例1中相同的步驟，但是首先實現Qcur與通信質量閾值H0的比較，然后(若Qcur＞H0)實現與Hmax的比較。
例3(見圖4) 初步分配符合相關條件H0＜H1＜Hmax(在這種情況下，N＝1)的通信質量閾值Hmax＝10-7，H0＝10-4和一個中間通信質量閾值H1＝10-5給按照國際標準IEEE 802.11b運行的無線局域網中收發器，通信質量閾值的形式是誤差比。還分配兩個相繼優化天線射束過程之間的初始時間間隔T0＝0.1秒。在這個例子中，可接受的差錯率(它表示在多少個信息位中有一個差錯)作為通信質量參數。
基于接收的信號，收發器(實施數據接收和傳輸的收發器)定期確定當前的通信質量值Qcur，例如，每隔0.1秒。然后，收發器比較得到的數值Qcur與預分配的閾值Hmax。
若當前的通信質量值Qcur等于或大于Hmax(例如，Qcur＝10-8)，則收發器繼續接收和傳輸數據，不執行優化天線射束方向的過程。
若當前的通信質量值Qcur小于Hmax(例如，Qcur＝5×10-5)，則收發器比較Qcur與H1。
若Qcur小于H1，則收發器比較Qcur與H0。
若比較的結果是Qcur小于H0(例如，Qcur＝3×10-4)，則收發器實現與例1中Qcur＜H0情況下優化天線射束方向相同的步驟。
若Qcur大于或等于H0(例如，Qcur＝5×10-5，如同以上的假設)，則收發器接收和記錄最接近并小于H0的數值作為當前的閾值Hcur(i)。
若Qcur大于H1(例如，Qcur＝5×10-6)，則收發器接收和記錄數值H1作為當前的閾值Hcur(i)。
然后，收發器比較當前的閾值Hcur(i)與在以前確定Qcur時找出的當前閾值Hcur(i-1)。
若當前的閾值Hcur(i)保持相同的數值(這意味著網絡的工作條件是穩定的)，則增大兩個相繼優化過程之間時間間隔T的數值ΔT，例如，初始的時間間隔T＝0.1秒，ΔT＝0.01秒(Ti＝Ti-1+ΔT，其中i是確定當前通信質量值Qcur的步驟數目，該數目是從收發器運行開始計算。
若當前的閾值Hcur(i)與以前的閾值Hcur(i-1)比較發生變化(這意味著網絡的工作條件是不穩定的)，則減小兩個相繼優化過程之間時間間隔T的數值ΔT。
若下一次優化的時間還未到，則收發器繼續接收和傳輸信息，并在預分配的時間間隔Ti到期之后，它實現下一次優化天線射束方向的過程。
在每個下一次確定Qcur時重復以上描述的步驟。
例4(見圖5) 初步分配符合相關條件H0＜H1＜Hmax(在這種情況下，N＝1)的通信質量閾值Hmax＝15dB，H0＝4dB和一個中間通信質量閾值H1＝7dB給按照國際標準IEEE 802.11b運行的無線局域網中收發器，而且，還分配兩個相繼優化天線射束方向過程之間最大可接受的時間間隔Tmax，例如，Tmax等于10秒。
收發器(實施數據接收和傳輸的收發器)實現與例3中相同的步驟，但它首先實現Qcur與閾值H0的比較，若Qcur＞H0，則它實現Qcur與閾值H1的比較，而且(在兩個相繼優化過程之間時間間隔增大的情況下)還比較這個增大的時間間隔與最大可接受的數值Tmax。
例5(見圖6) 初步分配符合相關條件H0＜H1＜Hmax(在這種情況下，N＝1)的通信質量閾值Hmax＝13dB，H0＝4dB和一個中間通信質量閾值H1＝7dB給按照國際標準IEEE 802.11b運行的無線局域網中收發器，而且，還分配兩個相繼優化天線射束方向過程之間的初始時間間隔T0，其中T0等于0.15秒。
然后，收發器(實施數據接收和傳輸的收發器)實現與例3中相同的步驟，但是首先實現Qcur與通信質量閾值H1的比較，若Qcur＞H1，則實現Qcur與Hmax的比較，并假設和記錄最接近和大于H1或Hmax的閾值作為當前的閾值Hcur(i)。例如，若Qcur＝9dB，則取Hcur(i)等于Hmax的數值。若隨后的測量Qcur是在H1與H0之間(例如，Qcur等于6dB)，則假設H1的數值作為Hcur(i)。
例6(見圖7) 初步分配符合相關條件H0＜H1＜Hmax(在這種情況下，N＝1)的通信質量閾值Hmax＝12dB，H0＝4dB和一個中間通信質量閾值H1＝6dB給按照國際標準IEEE 802.11a運行的無線局域網中收發器，而且，還分配兩個相繼優化天線射束方向過程之間的初始時間間隔T0＝0.15秒和兩個相繼優化天線射束方向過程之間的最大時間間隔Tmax＝2秒。
基于接收的信號，收發器(實施數據接收和傳輸的收發器)定期確定當前的通信質量值Qcur，例如，每隔0.1秒。然后，收發器比較得到的Qcur數值與預分配的閾值Hmax。若當前的通信質量值Qcur等于或大于Hmax(例如，Qcur＝16dB)，則收發器繼續接收和傳輸信息，不執行優化天線射束方向的過程。
若當前的通信質量值Qcur小于Hmax(例如，Qcur＝5dB)，則收發器比較Qcur與H1。
若Qcur小于H1，則收發器比較Qcur與H0。
若比較的結果是Qcur小于H0(例如，Qcur＝3dB)，則收發器實現與例1中Qcur＜H0時相同的步驟。
若Qcur大于或等于H0(例如，Qcur＝5dB，如同以上所假設的)，則收發器接收和記錄數值H1作為最接近的較大當前閾值Hcur(i)。
若Qcur大于H1(例如，Qcur＝8dB)，則收發器接收和記錄數值Hmax作為最接近的較大當前閾值Hcur(i)。
然后，收發器比較當前閾值Hcur(i)與以前確定Qcur時找出的閾值Hcur(i-1)。
若在下一次確定Qcur時閾值Hcur(i)保持不變(這意味著網絡的運行條件是穩定的)，則省略下一次優化天線射束方向的過程。在這些條件下，僅在時間Tmax到期之后實現優化過程，這是由于在以前優化天線射束方向過程完成之后時間Tmax已到期。
若閾值Hcur(i)相對于以前的Hcur(i-1)數值發生變化(這意味著網絡的運行條件是不穩定的)，則在時間T0到期之后實現下一個優化天線射束方向的過程，這是由于在以前優化過程完成之后時間T0已到期。
在每個下一次確定Qcur時重復以上描述的步驟。
例7(見圖8和圖9) 初步分配符合相關條件H0＜H1＜H2＜H3＜Hmax(在這種情況下，N＝3)的通信質量閾值Hmax＝30dB，H0＝5dB和三個中間通信質量閾值H1＝10dB，H2＝15dB，和H3＝10dB給按照國際標準IEEE802.11a運行的無線局域網中收發器，以及兩個相繼優化天線射束過程之間初始時間間隔T0＝0.15秒和兩個相繼優化天線射束過程之間最大時間間隔Tmax＝2秒。
基于接收的信號，收發器(實施數據接收和傳輸的收發器)定期確定當前的通信質量值，例如，每隔0.1秒。然后，收發器比較得到的數值Qcur與預分配的閾值Hmax。若當前的通信質量值Qcur等于或大于Hmax(例如，Qcur＝35dB)，則收發器繼續接收和傳輸數據，不執行優化天線射束方向的過程。
若當前的通信質量值Qcur小于Hmax(例如，Qcur＝8dB)，則收發器比較Qcur與H3。
若Qcur小于H3，則收發器比較Qcur與H2，H1和H0。
在考慮Qcur＝8dB的情況下，假設最接近于當前通信質量值Qcur的較大值作為當前的閾值Hcur(i)，即，接近于中間閾值H1＝10dB。
若比較的結果是成Qcur小于H0(例如，Qcur＝4dB)，則收發器實現與例1中Qcur＜H0情況下相同的步驟。
然后，收發器比較當前的閾值Hcur(i)與以前確定Qcur時確定的閾值Hcur(i-1)。
若閾值Hcur(i)在定期確定Qcur時保持不變(這意味著網絡的運行條件是穩定的)，則省略優化下一個天線射束方向的過程。在這些條件下，僅在時間Tmax到期之后實現優化過程，這是由于在以前優化天線射束方向過程完成之后時間Tmax已到期。
若當前的閾值相對于以前的數值發生變化(這意味著網絡的運行條件是不穩定的)，則在時間T0到期之后實現下一個優化過程，這是由于在以前優化天線射束方向完成之后時間T0已到期。
在每個下一次確定Qcur時重復以上描述的步驟。
應當注意，以上給出的例子沒有詳情地說明本發明無線局域網中信息交換方法的各種可能方案。
權利要求
1.一種在無線局域網中的無線電通信方法，無線局域網至少包括一個配備可控方向性圖天線的收發器，其中所述方法是，借助于有可控方向性圖天線的所述收發器，實現與網絡中任何收發器的信息交換，在基于接收信號的信息交換過程中，定期確定當前的通信質量值Qcur，和定期實現優化天線射束方向的過程，而且，事先分配通信質量閾值H0(它對應于最小的預分配通信質量)，若當前的通信質量值Qcur小于所述閾值H0，則實現所述優化天線射束方向的過程，直至當前的通信質量值Qcur等于或大于所述閾值H0，其中還事先分配通信質量閾值Hmax(它對應于最大的預定通信質量)，而且，若當前的通信質量值Qcur大于或等于所述閾值Hmax，則數據交換繼續進行，若當前的通信質量值Qcur小于所述閾值Hmax，但大于或等于所述閾值H0，則在預定的時間間隔T之后，執行優化天線射束方向的下一個過程。
2.按照權利要求1的方法，其中在所述優化天線射束方向期間中斷數據傳輸。
3.按照權利要求1的方法，其中在所述優化天線射束方向期間中斷數據接收。
4.按照權利要求1的方法，其中在所述優化天線射束方向的過程期間至少改變一次天線射束的方向，對于每個新的天線射束方向，確定通信質量值，在不同天線射束方向下得到的所有通信質量值中確定最大值，然后，記錄該數值為當前的通信質量值Qcur。
5.按照權利要求4的方法，其中通過方位角和/或仰角的變化，改變天線射束的方向。
6.按照權利要求4的方法，其中通過切換天線的方向性圖，改變天線射束的方向。
7.按照權利要求1的方法，其中還事先分配至少一個中間通信質量閾值Hj，它符合相關條件H0＜Hint(j)＜Hmax，其中j＝1，2，...N，然后，選取一個所述閾值H0，Hj或Hmax(它最接近于所述當前通信質量值Qcur的較大值或較小值)，并記錄該值作為當前閾值Hcur(i)；在這種情況下，在下一次確定當前的閾值Qcur時，若Hcur(i)相對于以前記錄的值Hcur(i-1)是減小的，則減小所述時間間隔T。
8.按照權利要求7的方法，其中比較所述時間間隔T的數值與事先分配的最小值Tmin，若T等于或小于Tmin，則取時間間隔T等于Tmin的數值。
9.按照權利要求7的方法，其中在下一次確定通信質量值Qcur時，若當前的閾值Hcur(i)相對于以前記錄的值Hcur(i-1)是增大的，則增大所述時間間隔T。
10.按照權利要求9的方法，其中比較所述時間間隔T的數值與事先分配的最大值Tmax，若T等于或大于Tmax，則取時間間隔T等于Tmax的數值。
11.按照權利要求7的方法，其中在下一次確定通信質量值Qcur時，若當前的閾值Hcur(i)相對于以前記錄的值Hcur(i-1)是不變的，則增大所述時間間隔T。
12.按照權利要求11的方法，其中比較所述時間間隔T的數值與事先分配的最大值Tmax，若T等于或大于Tmax，則取時間間隔T等于Tmax的數值。
13.按照權利要求11的方法，其中在下一次確定通信質量值Qcur時，若當前的閾值Hcur(i)相對于以前記錄的值Hcur(i-1)是增大的，則減小所述時間間隔T。
14.按照權利要求13的方法，其中比較所述時間間隔T的數值與事先分配的最小值Tmin，若T等于或小于Tmin，則取時間間隔T等于Tmin的數值。
15.按照權利要求1的方法，其中還事先分配符合相關條件H0＜Hj＜Hmax的至少一個中間通信質量閾值Hj，其中j＝1，2，...N，然后，選取一個所述閾值H0，Hj，或Hmax(它最接近于所述當前通信質量值Qcur的較大值或較小值)，并記錄該數值作為當前的閾值Hcur(i)，在這種情況下，在所述時間間隔T到期之后，若當前的閾值Hcur(i)相對于以前記錄的閾值Hcur(i-1)保持不變，則省略實現優化天線射束方向的下一個所述過程。
16.按照權利要求15的方法，其中比較省略的所述時間間隔T之和與事先分配的最大時間間隔Tmax，若T等于或大于Tmax，則取時間間隔T等于Tmax的數值。
17.按照權利要求1的方法，其中基于接收的信號，確定所述當前的通信質量值Qcur作為對發射請求的響應。
18.按照權利要求1的方法，其中基于接收信號的至少一個參數，確定所述當前的通信質量值Qcur。
19.按照權利要求18的方法，其中測量接收的信號電平作為接收信號的所述參數。
20.按照權利要求18的方法，其中測量接收的信號電平與噪聲電平之比率作為接收信號的所述參數。
21.按照權利要求18的方法，其中測量接收的信號電平與干涉電平之比率作為所述接收信號的所述參數。
22.按照權利要求18的方法，其中測量差錯率作為接收信號的所述參數。
全文摘要
本發明涉及在無線局域網中的無線電通信方法，無線局域網至少配備一個發射－接收裝置，它包括可變射束的天線，該方法是，預先設定對應于特定最小通信質量的通信質量閾值H
文檔編號H04B7/00GK1875555SQ200480031743
公開日2006年12月6日 申請日期2004年10月27日 優先權日2003年10月27日
發明者奧勒格·J·阿布拉莫夫, 列夫·G·布羅夫, 亞力山大·N·基爾金 申請人:艾爾加因公司