Устройство и способ передачи данных, компьютерная программа и система передачи данных

Устройство и способ передачи данных, компьютерная программа и система передачи данных

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству и способу передачи данных, компьютерной программе и системе передачи данных, с помощью которых улучшается пропускная способность для всего множества пользователей, благодаря применению множественного доступа с пространственным разделением (SDMA), в котором беспроводные ресурсы на пространственной оси совместно используются множеством пользователей. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройству и способу передачи данных, компьютерной программе и системе передачи данных, в результате чего был принят протокол RD (обратного направления), и пространственно мультиплексированные фреймы в период использования исключительного канала (ТХОР) сделаны более эффективными.

Уровень техники

Беспроводная передача данных устраняет затраты, которые в прошлом были связаны с работами по прокладке проводов, и, кроме того, ее применяют, как технологию, которая реализует мобильную связь. Например, можно сослаться на IEEE (Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике) 802.11, как на установленный стандарт в отношении беспроводных LAN (локальных вычислительных сетей). IEEE 802.11a/g в настоящее время повсеместно преобладает.

Для множества беспроводных систем LAN, таких как IEEE 802.11, протокол управления доступом, на основе контроля несущей, такой как CSMA/CA (множественный доступ с контролем несущей, с предотвращением коллизий), воплощен так, что каждую станцию выполняют с возможностью исключения коллизий несущих во время случайного доступа к каналу. Другими словами, станция, которая сформировала запрос на передачу, вначале отслеживает состояние среды для заданного интервала DIPS (распределенный промежуток между фреймами) фрейма, и, если переданный сигнал отсутствует в течение этого интервала, станция выполняет случайный возврат передачи. В этом случае, когда сигнал передачи также отсутствует в этом пространстве, станция получает возможность передачи с исключительным использованием канала (ТХОР), и получает возможность передачи фрейма. Кроме того, "виртуальный контроль несущей" можно назвать методологией решения проблемы скрытого терминала при беспроводной передаче данных.

Более конкретно, в случае, когда информация длительности для резервирования среды установлена в принятом фрейме, который не адресован в приемную станцию, эта станция прогнозирует, что среда будет использоваться в течение периода, соответствующего информации длительности, или другими словами, будет виртуально контролировать несущую и устанавливать период паузы при передаче (NAV: вектор назначения сети). Таким образом, обеспечивается исключительность канала в течение ТХОР.

В то же время, в стандарте IEEE 802.11a/g, используется ортогональное мультиплексирование с частотным разделением (OFDM) в диапазоне 2,4 ГГЦ или в диапазоне 5 ГГц, для поддержки способа модуляции, который позволяет достигать максимальной скорости передачи данных (скорость передачи данных на физическом уровне) 54 Мбит/с. Кроме того, в изменениях стандарта IEEE 802.11n принят способ передачи MIMO (множество входов - множество выходов) для реализации еще более высоких скоростей передачи битов. Здесь MIMO представляет собой способ передачи данных, который реализует пространственно мультиплексированные потоки, благодаря предоставлению множества антенных элементов, как на конце передатчика, так и на конце приемника (как хорошо известно). Хотя высокая пропускная способность (НТ), превышающая 100 Мбит/с, может быть достигнута при IEEE 802.11n, требуются еще большие скорости, поскольку количество информации передаваемого содержания увеличивается.

Например, путем увеличения количества антенн в устройстве передачи данных MIMO для увеличения количества пространственно мультиплексированных потоков, пропускная способность для передачи 1-в-1 может быть улучшена при поддержании обратной совместимости. Однако в будущем потребуется улучшение пропускной способности для отдельного пользователя при передаче данных, а также пропускной способности для множества пользователей вообще.

Рабочая группа IEEE 802.11ас пытается сформулировать стандарт беспроводной LAN, скорость передачи данных которой будет превышать 1 Гбит/с, используя частотный диапазон ниже 6 ГГц. Для его реализации эффективно использовать способы множественного доступа с пространственным разделением, в соответствии с которыми беспроводные ресурсы на пространственной оси совместно используются множеством пользователей, такие как многопользовательский MIMO (MU-MIMO) или SDMA (множественный доступ с пространственным разделением).

Например, была предложена система передачи данных, которая комбинирует две технологии контроля несущей в существующем стандарте IEEE 802.11, и множественного доступа с пространственным разделением, с адаптивной антенной решеткой, путем использования фреймов RTS, CTS и АСК в формате фрейма, который поддерживает обратную совместимость с существующим стандартом 802.11 (см., например, PTL 1).

Кроме того, в IEEE 802.11n принят протокол RD (обратного направления), для более эффективного выполнения передачи данных в период использования исключительного канала (ТХОР). При обычном ТХОР выполняют только одностороннюю передачу данных, при которой станция, которая получила право на исключительное использование канала, передает фрейм данных. В отличие от этого, в протоколе RD определены две роли, называемые инициатором RD и ответчиком RD. В результате, инициатор RD обозначает RDG (Grant RD), или, другими словами, разрешение или предоставление обратной передачи данных, в конкретном поле фрейма MAC (управление доступом к среде), переданного инициатором RD (нисходящий канал передачи данных), RD ответчик впоследствии может передавать фрейм данных в обратном направлении (восходящий канал передачи данных), адресованный в инициатор RD в том же ТХОР (см., например, PTL 2).

В этот момент система передачи данных, выполняющая множественный доступ с пространственным разделением, может улучшить пропускную способность для множества пользователей вообще (описано выше), но вероятно, что пространственно распределенные фреймы в ТХОР могут быть еще более эффективными в результате применения протокола RD, определенного в IEEE 802.11n.

Однако рассмотрим практическую конфигурацию, в которой точка доступа принимает роль инициатора RD, и множество терминалов принимают, например, роль ответчиков RD. В этом случае, когда фреймы данных предают из множества терминалов в точку доступа по восходящему каналу передачи, точка доступа не будет иметь возможности разделять пользователей, если только соответствующие станции не мультиплексируют свои фреймы в одно и то же время.

Кроме того, в случае применения множественного доступа с пространственным разделением в беспроводной LAN, может быть рассмотрен случай мультиплексирования фреймов с переменной длиной на одной и той же временной оси. Однако, если длины фреймов, переданных от соответствующих станций, отличаются, тогда принимаемая мощность сигнала в точке доступа будет значительно изменяться, поскольку количество мультиплексированных фреймов увеличивается или уменьшается. Это приводит к нестабильной работе автоматического регулирования усиления (AGC), и также возникает вероятность проблем, возникающих по различным причинам, таких как распределение мощности во фрейме становится более непостоянным в отношении RCPI (индикатор мощности приемного канала), стандартизированного в IEEE 802.11.

Вкратце, множество ответчиков RD требуют передачи фреймов в точку доступа одновременно, и, кроме того, требуется выполнить такую конфигурацию, чтобы, даже если множество фреймов с разными длинами будет переданы из верхнего уровня, длительности фреймов, в конечном итоге переданных из физического слоя, должны быть сделаны однородными.

Список литературы

Патентная литература

PTL 1: Публикация №2004-328570 находящейся на экспертизе заявки на японский патент

PTL 2: Публикация №2006-352711 находящейся на экспертизе заявки на японский патент, абзацы 0006-0007

Сущность изобретения

Техническая задача

Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить более совершенные устройство и способ передачи данных, компьютерную программу и систему передачи данных, позволяющие оптимально выполнять передачу данных путем применения множественного доступа с пространственным разделением, в котором беспроводные ресурсы на пространственной оси совместно используются множеством пользователей.

Другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить более совершенные устройство и способ передачи данных, компьютерную программу и систему передачи данных, которые позволяют сделать пространственно мультиплексированные фреймы в ТХОР более эффективными, путем принятия протокола RD.

Дополнительная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить более совершенные устройство и способ передачи данных, компьютерную программу и систему передачи данных, позволяющие реализовать множественный доступ с пространственным разделением, в котором множество ответчиков RD делают длины своих фреймов равными друг другу и передают их в инициатор RD одновременно.

Решение задачи

Учитывая представленные выше задачи, изобретение, описанное в пункте 1 данной заявки, представляет устройство передачи данных, содержащее:

процессор обработки данных, который обрабатывает фреймы передачи/приема;

и модуль передачи данных, который передает и принимает фреймы;

в котором процессор обработки данных добавляет информацию о разрешении обратного направления, которая обозначает, что разрешена передача фрейма в обратном направлении, в отдельных фреймах среди множества фреймов, предназначенных для одновременной передачи, и

модуль передачи данных мультиплексирует и передает множество фреймов одновременно и также принимает соответствующие фреймы, удовлетворяющие информации о разрешении обратного направления, из соответствующего устройства передачи данных, которое приняло множество фреймов.

В соответствии с изобретением, описанным в пункте 2 данной заявки, оно выполнено таким образом, что в модуле передачи данных устройства передачи данных по п.1 предусмотрено множество антенных элементов, выполненных с возможностью функционировать, как адаптивная антенная решетка, с применением весов, в которых модуль передачи данных мультиплексирует и передает множество фреймов одновременно и также принимает множество фреймов, переданных в это же время, из другого устройства передачи данных.

В соответствии с изобретением, описанным в п.3 данной заявки, выполнена такая конфигурация, что процессор обработки данных устройства передачи данных по п.1 устанавливает, используя информацию о разрешении обратного направления, длину фрейма для фреймов, передаваемых в обратном направлении.

В соответствии с изобретением, описанным в п.4 данной заявки, оно выполнено так, что процессор обработки данных устройства передачи данных по п.1 устанавливает, используя информацию о разрешении обратного направления, время начала передачи для фреймов, передаваемых в обратном направлении.

Изобретение, описанное в п.5 данной заявки, представляет собой устройство передачи данных, содержащее:

процессор обработки данных, который обрабатывает фреймы передачи/приема; и

модуль передачи данных, который передает и принимает фреймы;

в котором

в ответ на прием фрейма, в котором была добавлена дополнительная информация обратного направления, процессор обработки данных генерирует фрейм обратного направления, имеющий длину фрейма, установленную дополнительной информацией обратного направления, и модуль передачи данных передает фрейм в обратном направлении в заданные моменты времени.

Кроме того, изобретение, описанное в п.6 данной заявки, представляет собой устройство передачи данных, содержащее:

процессор обработки данных, который обрабатывает фреймы передачи/приема; и модуль передачи данных, который передает и принимает фреймы;

в котором

в ответ на прием фрейма с добавленной к нему дополнительной информацией обратного направления процессор обработки данных генерирует фрейм обратного направления и модуль передачи данных передает этот фрейм обратного направления в момент времени начала передачи, установленный дополнительной информацией обратного направления.

Кроме того, изобретение, описанное в п.7 данной заявки, представляет собой способ передачи данных, включающий в себя:

этап, на котором генерируют множество фреймов с информацией о разрешении обратного направления, которая обозначает, что разрешена передача фрейма в обратном направлении, добавленная к ним;

этап, на котором передают множество фреймов одновременно; и

этап, на котором принимают соответствующие фреймы, соответствующие информации о разрешении обратного направления из соответствующего устройства передачи данных, которое приняло множество фреймов.

Кроме того, изобретение, описанное в п.8 данной заявки, представляет собой компьютерную программу, представленную в считываемом компьютером формате так, что устройство передачи данных выполняет обработку для передачи фреймов в компьютере, программа, обеспечивающая выполнение компьютером следующих функций

процессора данных, который обрабатывает фреймы передачи/приема, и

модуля передачи данных, который передает и принимает фреймы,

в котором

процессор обработки данных добавляет информацию о разрешении обратного направления, которая обозначает, что передача фрейма обратного направления разрешена в отдельные фреймы, во множестве фреймов, предназначенных для одновременной передачи, и

модуль передачи данных одновременно мультиплексирует и передает множество фреймов, и также принимает соответствующие фреймы, удовлетворяющие информации о разрешении обратного направления из соответствующего устройства передачи данных которое приняло это множество фреймов.

Компьютерная программа в соответствии с п.8 данной заявки определена, как компьютерная программа, представленная в считываемом компьютером формате, таким образом, что заданную обработку выполняют в компьютере. Другими словами, путем установки компьютерной программы в соответствии с п.8 данной заявки в компьютере, действие взаимодействия будет представлено в компьютере, и могут быть получены преимущества во время работы, аналогичные устройству передачи данных в соответствии с п.1 настоящей заявки.

Кроме того, изобретение, описанное в п.9 данной заявки, направлено на систему передачи данных, содержащую:

первое устройство передачи данных, которое передает множество фреймов одновременно, к множеству фреймов добавлена информация о разрешении обратного направления, которая обозначает, что передача фрейма в обратном направлении разрешена; и

множество вторых устройств передачи данных, каждое из которых принимает фрейм, адресованный самому себе среди множества фреймов, и передает фрейм обратного направления, адресованный к первой станции, которая удовлетворяет спецификациям информации разрешении обратного направления.

Однако "система", описанная здесь, относится к логической сборке множества устройств (или функциональных модулей, реализующих специфические функции), и при этом конкретно не указано, существует или нет соответствующее устройство или функциональные модули внутри одного корпуса.

Предпочтительные эффекты изобретения

В соответствии с настоящим изобретением, возможно обеспечить исключительное устройство и способ передачи данных, компьютерную программу и систему передачи данных, позволяющие выполнять оптимальную передачу данных, путем применения множественного доступ с пространственным разделением, в котором беспроводные ресурсы на пространственной оси совместно используются между множеством пользователей.

В соответствии с изобретениями, описанными в п.1, 2 и 7-9 данной заявки, RD протокол, определенный в IEEE 802.11n, применяют в системе передачи данных, которая выполняет множественный доступ с пространственным разделением. Таким образом, после того, как точка доступа передаст фреймы, мультиплексированные с пространственным разделением, адресованные множеству терминалов в требуемом ТХОР, передача фрейма может быть впоследствии выполнена в обратном направлении из соответствующих терминалов, и, таким образом, пространственно мультиплексированные фреймы в ТХОР могут быть сделаны более эффективными.

В случае, когда фреймы обратного направления, предназначенные для передачи, удовлетворяющие информации о разрешении обратного направления, не имеют одинаковую длину, возникает проблема, состоящая в том, что начинается нестабильная работа AGC, на конце, который принимает множество фреймов обратного направления, поскольку количество мультиплексирований в принимаемых фреймах увеличивается или уменьшается. В отличие от этого, в соответствии с изобретениями, описанными в пп.3 и 5 данной заявки, поскольку длина фрейма для фреймов, переданных в обратном направлении, установлена с помощью информации о разрешении обратного направления, соответствующие передатчики фреймов обратного направления делают длины их фреймов однородными при соблюдении спецификации. Таким образом, может быть исключена дестабилизация работы AGC.

Кроме того, в случае когда длины фреймов не являются одинаковыми для множества фреймов, к которым была добавлена информация о разрешении обратного направления, моменты времени, в которые начинается передача фреймов в обратном направлении после того, как соответствующие станции, принимающие фреймы, закончат прием фреймов, становятся разными, и множество фреймов обратного направления прекращают мультиплексировать одновременно. Напротив, в соответствии с изобретениями, описанными в пп.4 и 6 данной заявки, поскольку время начала передачи установлено для фреймов обратного направления, с помощью информации о разрешении обратного направления, соответствующие передатчики фреймов обратного направления передают фреймы в одно и то же время, при выполнении спецификации. Таким образом, множество фреймов обратного направления могут быть оптимально мультиплексированы.

Дополнительные цели, свойства и преимущества настоящего изобретения будут понятным из следующего подробного описания изобретения, на основе вариантов осуществления настоящего изобретения и приложенных чертежей.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана схема, иллюстрирующая конфигурацию системы передачи данных в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.2 показана схема, иллюстрирующая примерную конфигурацию устройства передачи данных, выполненного с возможностью применять множественный доступ с пространственным разделением, чтобы выполнить мультиплексирование для многочисленных пользователей.

На фиг.3 показана схема, иллюстрирующая примерную конфигурацию устройства передачи данных, соответствующего существующему стандарту, такому как IEEE 802.11а, без применения множественного доступа с пространственным разделением.

На фиг.4 показана схема, иллюстрирующая примерную последовательность обмена данными для случая, когда для системы передачи данных, показанной на фиг.1, со станцией STA0, которая выполняет операции точки доступа, которая представляет собой источник данных, и соответствующими станциями STA1-STA3, которые работают как терминалы, представляющие собой стороны, принимающие данные, STA0 одновременно передает фреймы, адресованные в соответствующие станции STA1-STA3, мультиплексированные на пространственной оси.

На фиг.5 показана схема, иллюстрирующая модификацию, применяющую протокол RD для примерной последовательности обмена данными, показанной на фиг.4.

На фиг.6 показана схема, иллюстрирующая примерную последовательность обмена данными для случая, когда станция STA0 выполняет операции точки доступа, представляя собой источник данных, и соответствующие станции STA1-STA3 работают как терминалы, представляющие собой стороны, которые принимают данные, в которой применен протокол RD и длины фреймов сделаны одинаковыми, для фреймов, передаваемых в обратном направлении соответствующими станциями STA1-STA3.

На фиг.7 показана схема, иллюстрирующая примерную последовательность обмена данными для случая, когда станция STA0 выполняет операции точки доступа, представляя собой источник данных, и соответствующие станции STA1-STA3 работают как терминалы, представляющие собой стороны, принимающие данные, в котором применен протокол RD, и соответствующие станции STA1-STA3 одновременно передают фреймы данных обратного направления.

На фиг.8 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая последовательность обработки, в которой, учитывая последовательности обмена данными, представленные на фиг.5-7, устройство передачи данных, показанное на фиг.2, работает как точка доступа (STA0) и передает мультиплексированные фреймы, адресованные во множество станций одновременно.

На фиг.9 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая последовательность обработки, в которой, учитывая последовательности обмена данными, показанные на фиг.5-7, устройство передачи данных, представленное на фиг.2, работает как один из терминалов (STA1-STA3) и передает мультиплексированные фреймы, адресованные во множество станций одновременно.

Подробное описание изобретения

Ниже будут подробно описаны варианты осуществления настоящего изобретения и со ссылкой на чертежи.

На фиг.1 схематично иллюстрируется конфигурация системы передачи данных в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Представленная система передачи данных состоит из станции STA0, которая работает как точка доступа (АР), и множества станций STA1, STA2 и STA3, которые работают как терминалы (МТ).

Каждая из станций, STA1, STA2 и STA3 содержит станцию STA0 в пределах своей соответствующей дальности передачи данных, и каждая из них выполнена с возможностью непосредственной связи с STA0 (другими словами, соответствующие станции STA1, STA2 и STA3 помещены в соответствии с субординацией относительно STA0, которая действует как точка доступа, для составления BSS (основного набора обслуживания)). Однако соответствующие станции STA1, STA2 и STA3, которые выполняют функцию терминалов, не обязательно должны присутствовать в пределах дальности связи друг с другом, и ниже непосредственная связь между терминалами не будет описана.

Здесь, STA0, действующая как точка доступа, состоит из устройства передачи данных, в котором предусмотрено множество антенн и которое выполняет множественный доступ с пространственным разделением, используя адаптивную антенную решетку. STA0 выделяет беспроводные ресурсы на пространственной оси для множества пользователей и мультиплексирует передачу фреймов. Другими словами, STA0 представляет собой устройство передачи данных, которое соответствует новому стандарту, такому как IEEE 802.11ас, выполняющему передачу фреймов от "одного множества" путем мультиплексирования двух или больше фреймов, адресованных разным станциям получателям на одной и той же оси времени, и путем разделения по источникам фреймов, адресованных в саму STA0, причем сигналы этих двух или больше станций были мультиплексированы на одной и той же временной оси и были переданы. В результате оборудования в STA0 большим количеством антенн становится возможным увеличить количество терминалов, которые можно пространственно мультиплексировать. Очевидно, STA0 также может индивидуально выполнять передачу фреймов на взаимно однозначной основе с соответствующими станциями STA1, STA2 и STA3, вместо просто применения множественного доступа с пространственным разделением, для выполнения передачи данных от "одного к множеству" фреймов, с соответствующими станциями STA1, STA2 и STA3.

В то же время, станции STA1, STA2 и STA3, действующие как терминалы, состоят из устройств передачи данных, в которых предусмотрены множество антенн и которые выполняют множественный доступ с пространственным разделением, с адаптивной антенной решеткой. Однако, поскольку STA1, STA2 и STA3 выполняют разделение пользователя только при приеме и не выполняют разделение пользователя во время передачи, или, другими словами, передают мультиплексирование фрейма, для них не требуется оборудование множества антенн, как точек доступа. Кроме того, по меньшей мере, в некоторых из терминалов может присутствовать устройство передачи данных, которое соответствует существующему стандарту, такому как IEEE 802.11а. Другими словами, система передачи данных, представленная на фиг.1, представляет собой устройство передачи данных, в котором смешаны друг с другом устройства передачи данных в соответствии с новыми стандартами и устройства передачи данных в соответствии с существующим стандартом.

На фиг.2 иллюстрируется примерная конфигурация устройства передачи данных, выполненного с возможностью применения множественного доступа с пространственным разделением для выполнения мультиплексирования для множества пользователей. В системе передачи данных, показанной на фиг.1, станция STA0, которая работает, как точка доступа, или поднабор станций, совместимых с множественным доступом с пространственным разделением среди станции STA1-STA3, которые действуют, как терминалы, приняты для предоставления в них конфигурации, представленной на фиг.2, и для выполнения передачи данных в соответствии с новым стандартом.

Иллюстрируемое устройство передачи данных состоит из N ответвлений 20-1, 20-2…, 20-N сигнала передачи/приема, в которых предусмотрены антенные элементы 21-1, 21-2…, 21-N, и процессор 25 данных, соединенный с каждым из ответвлений 20-1, 20-2…, 20-N сигнала передачи/приема, которые обрабатывают данные передачи/приема (где N представляет собой целое число, равное или большее 2). Такое множество антенных элементов 21-1, 21-2…, 21-N позволяет выполнять функцию адаптивной антенной решетки путем применения соответствующих весов адаптивной антенной решетки для каждого элемента антенны. Станция STA0, действующая, как точка доступа, выполняет множественный доступ с пространственным разделением, с адаптивной антенной решеткой, и при наличии множества антенных элементов, становится возможным увеличить количество терминалов, которые могут быть приспособлены для множественного доступа.

В соответствующих ответвлениях 20-1, 20-2…, 20-N сигнала передачи/приема, соответствующие антенные элементы 21-1, 21-2…, 21-N соединены с процессорами 23-1, 23-2…, 23-N сигнала передачи и процессорами 24-1, 24-2…, 24-N сигнала приема через дуплексоры 22-1, 22-2…, 22-N.

Когда данные передачи генерируют в ответ на запрос на передачу из приложения верхнего уровня, процессор 25 данных разделяет их среди соответствующих ответвлений 20-1, 20-2…, 20-N сигнала передачи/приема. Кроме того, при передаче данных, адресованных множеству пользователей, или, другими словами, в соответствующие станции STA1, STA2 и STA3, генерируют в ответ на запрос на передачу из приложения верхнего уровня в случае, когда устройство передачи данных представляет собой STA0, которая работает, как точка доступа, процессор 25 данных пространственно разделяет эти данные путем умножения их на веса с помощью весов адаптивной антенной решетки для каждого ответвления сигнала передачи/приема, и затем разделяет эти данные среди соответствующих ответвлений 20-1, 20-2…, 20-N сигнала передачи/приема. Однако, переданное "пространственное разделение", упомянутое здесь, означает только разделение пользователей, которое пространственно разделяет каждого пользователя, передающего фрейм одновременно.

Каждый из процессоров 23-1, 23-2…, 23-N сигналов передачи выполняет заданную обработку сигналов, такую как кодирование и модуляция, для цифрового сигнала передачи в основной полосе пропускания, подаваемого из процессора 25 данных. После этого выполняют D/A преобразование, и результат дополнительно преобразуют с повышением частоты до сигнала RF (радиочастоты), и усиливают его мощность. Затем эти RF сигналы передачи подают в антенные элементы 21-1, 21-2…, 21-N через дуплексоры 22-1, 22-2…, 22-N, и выполняют их широковещательную передачу через эфир.

Кроме того, в соответствующих процессорах 24-1,24-2…, 24-N сигнала приема, когда принимаемые RF сигналы передают из антенных элементов 21-1, 21-2…, 21-N через дуплексоры 22-1, 22-2…, 22-N, сигналы усиливают с малым уровнем шумов и выполняют их преобразование с понижением частоты до аналоговых сигналов в основной полосе пропускания. После этого выполняют D/A преобразование, и дополнительно выполняют заданную обработку сигналов, такую как декодирование и демодуляция.

Процессор 25 данных пространственно разделяет принятые цифровые сигналы, подаваемые из соответствующих процессоров 24-1, 24-2…, 24-N сигналов приема, путем умножения каждого из сигналов на веса приемной адаптивной антенной решетки. После реконструкции данных передачи от каждого пользователя, или другими словами, от отдельных станций STA1, STA2 и STA3, процессор 25 данных передает эти данные в приложение верхнего уровня. Однако, принятое "пространственное разделение", описанное здесь, рассматривают, как одновременно включающее в себя значение разделения пользователей, которое пространственно разделяет каждого пользователя, передающих фрейм одновременно, и разделения канала, которое разделяет пространственно мультиплексированный канал MIMO на оригинальное множество потоков.

Здесь, для того чтобы множество антенных элементов 21-1, 21-2…, 21-N функционировали, как адаптивная антенная решетка, процессор 25 данных управляет соответствующими процессорами 23-1, 23-2…, 23-N сигнала передачи, и соответствующими процессорами 24-1, 24-2…, 24-N сигнала приема так, что веса адаптивной антенной решетки передачи применяют к данным передачи, которые были разделены среди соответствующих ответвлений 20-1, 20-2…, 20-N сигнала передачи/приема, и также, таким образом, что веса адаптивной антенной решетки приема применяют к принятым данным из соответствующих ответвлений 20-1, 20-2…, 20-N сигнала передачи/приема. Кроме того, процессор 25 данных определяет веса адаптивной антенной решетки до выполнения множественного доступа с пространственным разделением с соответствующими станциями STA1, STA2 и STA3. Например, веса адаптивной антенной решетки можно определить, используя заданный адаптивный алгоритм, такой как RLS (рекурсивный способ наименьших квадратов) для тренировочного сигнала (описан ниже), состоящего из установленных последовательностей, принятых из соответствующих одноуровневых станций STA1-STA3.

Процессор 25 данных выполняет процессы на соответствующих уровнях протокола передачи данных для способа управления доступом к среде (MAC), который воплощен с помощью системы передачи данных, представленной, например, на фиг.1. Кроме того, соответствующие ответвления 20-1, 20-2…, 20-N сигнала передачи/приема выполняют обработку, которая соответствует, например, физическому уровню. Как описано ниже, фреймы, переданные из верхнего уровня, регулируют так, чтобы они имели заданную длину, когда их, в конечном итоге, передают из физического уровня. Однако, такое управление длиной фрейма, в частности, не ограничено выполнением в процессоре 25 данных или в одном из соответствующих ответвлений 20-1, 20-2…, 20-N сигнала передачи/приема.

Здесь в станциях STA1, STA2 и STA3, действующих, как терминалы, предусмотрено множество антенн, и они выполняют множественный доступ с пространственным разделением, используя адаптивную антенную решетку. Однако, поскольку STA1, STA2 и STA3 выполняют разделение пользователей только при приеме, и не выполняют разделение пользователей при передаче или, другими словами, выполняют передачу с мультиплексированием фрейма, их не требуется оборудовать таким же количеством антенн, как точку доступа.

Кроме того, на фиг.3 иллюстрируется пример конфигурации устройства передачи данных, которое соответствует существующему стандарту, такому как IEEE 802. На, без применения множественного доступа с пространственным разделением. В системе передачи данных по фиг.1 существует станция, среди станций STA1-STA3, которые работают, как терминалы, в которой предусмотрена конфигурация, представленная на фиг.3 и которая выполняет передачу данных в соответствии с существующим стандартом.

Иллюстрируемое устройство передачи данных состоит из ответвлений 30 сигнала передачи/приема, в котором предусмотрен антенный элемент 31, и процессор 35 данных, соединенный с этим ответвлением 30 сигнала передачи/приема, который обрабатывает данные передачи/приема. Кроме того, в ответвлении 30 сигнала передачи/приема антенный элемент 31 соединен с процессором 33 сигнала передачи и процессором 34 сигнала приема через дуплексор 32.

Процессор 35 данных генерирует данные передачи в ответ на запрос на передачу из приложения верхнего уровня, и выводит их в ответвление 30 сигнала передачи/приема. Процессор 33 сигнала передачи выполняет заданную обработку сигналов, такую как кодирование и модуляция, для цифрового сигнала передачи в основной полосе пропускания. После этого выполняют D/A преобразование, и результат дополнительно преобразуют с повышением частоты в RF сигнал и усиливают его мощность. Затем этот RF сигнал передачи подают в антенный элемент 31 через дуплексор 32 и выполняют его передачу в эфир.

В то же время, в процессоре 34 сигнала приема, когда принимаемый RF сигнал подают из антенного элемента 31 через дуплексор 32, сигнал усиливают с низким уровнем шумов и затем преобразуют с понижением частоты до аналогового сигнала в основной полосе пропускания. После этого выполняют D/A преобразование, и дополнительно выполняют заданную обработку сигналов, такую как декодирование и демодуляция. После того, как оригинальные переданные данные будут восстановлены из принятого цифрового сигнала, подаваемого из процессора 34 сигнала приема, процессор 35 данных передает эти данные в приложение верхнего уровня.

В системе передачи данных, показанной на фиг.1, STA0, действующая, как точка доступа, может выполнять функцию адаптивной антенной решетки путем применения весов адаптивной антенной решетки к множеству антенных элементов 21-1, 21-2…, 21-N, и, таким образом, позволяет сформировать направленность относительно соответствующих станций STA1-STA3. В результате, возможно разделить беспроводные ресурсы по пространственной оси для каждого пользователя и передать множество мультиплексированных фреймов, адресованных в соответствующие станции STA1-STA3 одновременно. Кроме того, выполняя функцию адаптивной антенной решетки, STA0 позволяет пространственно разделять и принимать соответствующие фреймы, переданные одновременно из соответствующих станций STA1-STA3.

Здесь, для того чтобы множество антенных элементов 21-1, 21-2…, 21-N функционировали как адаптивная антенная решетка, должны быть заранее определены веса адаптивной антенной решетки. Например, STA0 может определять веса адаптивной антенной решетки путем применения функции передачи по тренировочным сигналам, состоящим из установленных последовательностей, соответственно принятых из станций STA1-STA3. В качестве альтернативы, STA0 может определять веса адаптивной антенной решетки непосредственно, путем использования заданного адаптивного алгоритма, такого как RLS, по тренировочным сигналам, индивидуально принятым из множества одноранговых устройств.

Независимо от способа определения, для STA0 требуется, чтобы соответствующие станции STA1-STA3 передали тренировочные сигналы, для определения веса адаптивной антенной решетки. Кроме того, в среде передачи данных, где присутствует только устройство передачи данных, которое работает в соответствии с существующим стандартом, тренировочные сигналы должны быть переданы так, чтобы исключить взаимные помехи, связанные с устройством передачи данных, которое работает только в соответствии с существующим стандартом, аналогично тому, как должны быть выполнены обычные последовательности обмена фреймами, для исключения коллизий несущих. Другими словами, STA0 должна изучить веса адаптивной антенной решетки, сохраняя обратную совместимость с существующим стандартом.

На фиг.4 иллюстрируется примерная последовательность передачи данных, для изучения веса адаптивной антенной реш