扩展无线网络的范围的系统和方法技术方案

提供了一种用于扩展在传统无线网络中的设备的范围的系统和方法。通常，该方法包括在系统的发射机中提供具有包括多个前导码区段的第一字段和包括多个数据区段的第二字段的帧。然后，操作在系统中的发射机来至少以第一发射功率传输前导码区段中的至少一个，并以第二发射功率传输第二字段的区段，其中第一发射功率大于第二发射功率。还描述了其他实施例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扩展无线网络的范围的系统和方法相关申请的交叉引用本申请是于2019年3月20日提交的序列号为16/359,714的美国非临时专利申请的国际申请，该美国非临时专利申请根据美国法典第35编第119条(e)款要求2018年4月3日提交的序列号为62/651,869的美国临时专利申请的优先权权益，所有申请通过引用以其整体并入本文。
本公开总体上涉及无线通信网络，且更具体地涉及使用IEEE802.11标准的WiFi或无线局域网(WLAN)以及用于扩展在这种无线网络中的接入点和站的范围的方法和系统。背景近年来已经看到在无线网络(诸如WiFi和无线局域网(WLAN))的使用中的扩展超出了用于将个人计算机和外围设备连接到彼此、连接到局域网和/或互联网。如今，无线网络用于将大量不同类型的设备(包括电话、平板电脑和IoT(物联网)系统和设备(诸如无线扬声器和头戴式受话器、汽车、可穿戴设备和医疗设备))连接到接入点(AP)。在无线网络的使用中的这个扩展伴随着许多新的技术挑战。在这些挑战当中首要的是需要使用最新技术通信标准或协议的无线网络来与移动无线系统和设备通信，移动无线系统和设备通常指使用早期技术和前几代通信协议的站(STA)。与接入点相比，这些站经常具有较低的最大发射功率，常常导致非对称链路，其中，站可以接收来自接入点的传输，但是站的传输不能到达接入点，这限制了无线网络的有效范围。因此，存在对用于扩展在无线网络中的接入点和站的范围的系统和方法的需要。概述提供了用于扩展在无线网络中的接入点和站的范围的系统及操作其的方法。通常，该方法包括在系统的发射机中提供具有包括多个前导码区段的第一字段和包括多个数据区段的第二字段的帧。然后，系统中的发射机被操作来至少以第一发射功率传输前导码区段中的至少一个，并以第二发射功率传输第二字段的区段，其中，第一发射功率大于第二发射功率。在一个实施例中，该方法还包括在操作发射机来至少以第一发射功率传输多个前导码区段中的至少一个之后，确定所传输的帧是否已经由无线网络中的接入点接收到；以及如果所传输的帧没有被接收到，则在操作发射机来以大于第一发射功率的第三发射功率传输多个前导码区段中的至少一个时重新传输该帧。在另一个实施例中，操作发射机包括操作发射机来发射多个前导码区段，其中前导码区段中的每个的发射功率在第一发射功率和第二强度之间，并且独立于其他前导码区段的发射功率。本专利技术的实施例的另外的特征和优点以及本专利技术的各种实施例的结构和操作在下面参考附图被详细描述。注意，本专利技术不限于本文中描述的特定实施例。在本文中仅为了说明性目的介绍了这样的实施例。基于本文中包含的教导，另外的实施例对于相关领域中的技术人员将是明显的。附图简述现在将参考所附示意图仅作为示例描述本专利技术的实施例，其中，相应的参考符号指示相应的部分。此外，被并入本文且形成说明书的一部分的附图图示了本专利技术的实施例，并连同该描述一起进一步用来解释本专利技术的原理，并使相关领域中的技术人员能够制造并使用本专利技术。图1是图示在无线网络中的接入点(AP)和站(STA)之间的非对称链路的框图，本公开的系统和方法对于该链路是特别有用的；图2是描绘在使用IEEE802.11标准或协议操作的无线网络中的标准帧的格式的实施例的框图；图3A至图3D是描绘根据本公开的实施例的范围扩展帧的各种实施例的框图，其中，用于传输传统前导码字段的功率通过应用于这些字段中的一个或更多个的可变功率增强而被增加或增强；图4是描绘通信系统的框图，具有前导码增强电路并根据本公开的方法操作的发射机对于该通信系统是特别有用的；图5是描绘根据本公开的实施例的发射机的一部分的实施例的框图，该发射机包括前导码增强电路以增强用于传输传统前导码字段的功率；图6是描绘根据本公开的另一实施例的发射机的一部分的实施例的框图，该发射机包括前导码增强电路以增强用于传输传统前导码字段的功率；图7是根据本公开的实施例的用于操作配备有前导码增强电路的发射机以提高在使用802.11ax之前的协议的无线网络中的接入点(AP)和站(STA)的范围的方法的流程图；图8是根据本公开的实施例的针对在使用802.11ax之前的协议的无线网络中的双天线接收机的分组出错率与如由功率计(PM)测量的每接收天线的平均功率的关系曲线图(PER曲线图)，在该发射机中，用于传输传统前导码字段的功率按变化量的协议增强；图9是根据本公开的实施例的针对在使用802.11ax之前的协议的无线网络中的单天线接收机的PER与如由功率计(PM)测量的功率的总和的关系曲线图，在该发射机中用于传输传统前导码字段的功率已经被增强了一定量；以及图10是将根据本公开的实施例的发射机的频谱输出与模型输出进行比较的频谱遮蔽，在该发射机中传统前导码字段已经被增强了变化的量。本专利技术的实施例的特征和优点从当结合附图理解时阐述的详细描述中将变得更明显。在附图中，类似的参考数字一般指示相同的、在功能上类似的、在和/或结构上类似的元件。详细描述公开了用于扩展在无线通信网络中的接入点、站或设备的范围的系统和方法。由于与接入点相比，站或设备的最大发射功率较低，因此本公开的系统和方法在使用IEEE802.11ax之前或WiFi第6代标准或协议的基于帧的无线网络(诸如WiFi或无线局域网(WLAN))中是特别有用的，常常导致在站或设备与接入点之间的非对称链路。图1是图示在接入点(AP102)和站(STA104)之间的在无线网络100中的非对称链路的框图。图1示出了从AP102传输的传输106可以如何到达STA104，但是由于STA传输108的一般较低的发射功率和较小的STA场110，通过STA进行的传输不能由AP接收。在基于帧的无线通信系统或网络(诸如WiFi或无线局域网(WLAN))中，这些传输被格式化为帧，并且通常包括在帧的第一字段中的前导码区段和在第二字段中的数据区段。由STA104传输的未接收到的帧(传输108)可以是由STA传输的单播帧，或者是在进入AP场112或AP102的范围时响应于由AP传输的单播帧而发送的确认(ACK)帧，例如清除发送(CTS)帧或请求发送(RTS)帧。图2是描绘在使用IEEE802.11协议操作的无线网络中的帧格式的实施例的框图。参考图2，注意，在使用802.11ax之前的协议的系统中，标准OFDM(正交频分复用)帧200通常包括第一或传统前导码字段202和数据字段204或由第一或传统前导码字段202和数据字段204组成，第一或传统前导码字段202包括多个前导码子字段或区段，数据字段204可以具有PHY层的训练字段或报头信息，后面是FEC(前向纠错)编码的数据有效载荷。传统前导码字段202通常包括短训练字段(STF)、长训练字段(LTF)和信号字段(SIG)。这些传统前导码区段在所有802.11ax和802.11ax之前的协议中用于帧检测。STF和LTF区段用于帧识别和前端同步。SIG区段以字节为单位描述数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n在无线网络中的站的发射机中提供具有包括多个前导码区段的第一字段和包括多个数据区段的第二字段的帧；以及/n操作所述发射机来至少以第一发射功率传输所述前导码区段中的至少一个，并以第二发射功率传输所述第二字段的数据区段，/n其中，所述第一发射功率大于所述第二发射功率。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180403 US 62/651,869;20190320 US 16/359,7141.一种方法，包括：
在无线网络中的站的发射机中提供具有包括多个前导码区段的第一字段和包括多个数据区段的第二字段的帧；以及
操作所述发射机来至少以第一发射功率传输所述前导码区段中的至少一个，并以第二发射功率传输所述第二字段的数据区段，
其中，所述第一发射功率大于所述第二发射功率。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括在操作所述发射机来至少以第一发射功率传输所述多个前导码区段中的至少一个之后：
确定传输的帧是否已经由所述无线网络中的接入点检测到；以及
如果所述传输的帧没有被检测到，则在操作所述发射机来以逐渐增加的发射功率传输所述多个前导码区段中的至少一个时重新传输所述帧，直到帧被检测到或者预定最大发射功率被达到为止。


3.根据权利要求1所述的方法，还包括在操作所述发射机来至少以大于所述第二发射功率的第一发射功率传输所述多个前导码区段中的至少一个之前，基于从在所述无线网络中的另一个站(STA)或接入点(AP)接收的信号的预定低接收发射功率指示(RSSI)或预定高信噪比(SNR)或者基于指定帧还没有由所述STA或AP接收到的确定来启用在所述发射机中的前导码增强电路。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一发射功率基于用所述第一发射功率传输的所述前导码区段中的所述至少一个的周期来被选择，以符合经调节的最大平均功率。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，操作所述发射机来至少以第一发射功率传输所述前导码区段中的至少一个包括：操作所述发射机以传输多个前导码区段，其中，所述多个前导码区段中的每一个的发射功率在所述第一发射功率和所述第二强度之间，并且独立于其他前导码区段的发射功率。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发射机包括前导码增强电路，所述前导码增强电路耦合到射频(RF)放大器，并且包括多个开关电路以为所述多个前导码区段中的每一个在增强的和非增强的RF增益之间进行选择，并且其中操作所述发射机来至少以大于所述第二发射功率的第一发射功率传输所述多个前导码区段中的至少一个包括：在每字段基础上调整所述RF放大器的增益。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，操作所述发射机来至少以大于所述第二发射功率的第一发射功率传输所述多个前导码区段中的至少一个还包括：当传输所述多个前导码区段时，在每区段基础上调整所述RF放大器的增益。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发射机包括前导码增强电路，所述前导码增强电路耦合到在所述发射机中的数字信号路径，并且包括多个开关电路以为所述多个前导码区段中的每一个在增强的和非增强的缩放因子之间进行选择，并且其中操作所述发射机来至少以大于所述第二发射功率的第一发射功率传输所述多个前导码区段中的至少一个包括：在数字地处理和传输所述前导码区段之前将所述前导码区段中的至少一个与增强的缩放因子相加。


9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述帧使用802.11ax之前的协议进行格式化，并且其中所述多个前导码区段包括传统短训练字段(LSTF)、传统长训练字段(LLTF)和传统信号字段(LSIG)中的一个或更多个。


10.一种集成电路(IC)，包括：
发射机，所述发射机被配置为在无线网络中以使用具有包括多个前导码区段的第一字段和包括多个数据区段的第二字段的帧的格式来传输帧，
其中，所述发射机...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尤什·苏德，阿肖克·尼姆马拉，肯普拉朱·G，卡迈什·梅达帕尔利，
申请(专利权)人：赛普拉斯半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US