Система повышения эффективности у беспроводной стыковочной линии связи

Система повышения эффективности у беспроводной стыковочной линии связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Это изобретение относится к беспроводной стыковке, а конкретнее, к устройству расстройки антенны беспроводной стыковки для повышения эффективности и оптимизации линии связи.

Беспроводная стыковка использует беспроводные технологии для подключения портативных устройств, например мобильных телефонов, переносных компьютеров и т.п., к обычно стационарным стыковочным средам. Такое портативное устройство называется стыкуемым устройством или беспроводным стыкуемым устройством. Беспроводная стыковочная среда предоставляет стыкуемому устройству доступ к периферийному оборудованию, например большому экрану, клавиатуре, мыши и портам ввода/вывода, которые могут использоваться для улучшения опыта взаимодействия и производительности конечного пользователя при взаимодействии с приложениями, работающими на стыкуемом устройстве. Одним примером беспроводной стыковки является предоставление пользователю мобильного телефона возможности использовать более крупный экран, например монитор ТВ или ПК, при взаимодействии с приложением, например клиентом электронной почты или веб-обозревателем, работающим на мобильном телефоне.

Чтобы осуществить беспроводную стыковку, стыкуемое устройство подключается по беспроводной связи к одной или нескольким беспроводным стыковочным станциям, также известным как беспроводные стыковочные узлы, чтобы получить доступ к периферийному оборудованию в беспроводной стыковочной среде. В простом случае беспроводная стыковочная среда реализуется путем наличия в некотором месте (в гостиной, на столе в офисе и т.п.) одной беспроводной стыковочной станции, к которой подключается все периферийное оборудование типа ТВ, мониторов ПК, клавиатур и т.п. В одном характерном примере беспроводную Bluetooth-клавиатуру и веб-камеру с USB можно было бы подключить к стыковочной станции, чтобы они стали частью стыковочной среды. Таким образом, стыкуемое устройство было бы подключено к беспроводной клавиатуре и веб-камере с USB после стыковки со стыковочной станцией.

На практике самым разумным беспроводным протоколом для обеспечения возможности беспроводной стыковки между стыковочной станцией и стыкуемым устройством будет Wi-Fi, так как многие (возможные) стыкуемые устройства уже обладают встроенной поддержкой Wi-Fi. Однако полноправная беспроводная стыковочная система, которая направлена на обеспечение совместимости между устройствами и между производителями у разных стыкуемых устройств и стыковочных станций удобным для пользователя способом, дополнительно задается набором механизмов или протоколов между стыкуемыми устройствами и стыковочными станциями, которые реализуют простую и удобную автоматическую установку Wi-Fi соединения между стыкуемым устройством и стыковочными станциями вместе с их ассоциированным периферийным оборудованием.

В беспроводной стыковочной среде состояние ″пристыковано″ в этом смысле - пристыкованное состояние - является состоянием, когда стыкуемое устройство имеет доступ ко всему периферийному оборудованию в беспроводной стыковочной среде, или по меньшей мере ко всему периферийному оборудованию в беспроводной стыковочной среде, к которому решило обратиться стыкуемое устройство. Группирование множества периферийного оборудования в единую беспроводную стыковочную среду и разрешение пользователю соединять стыкуемое устройство со всем периферийным оборудованием в беспроводной стыковочной среде путем инициирования одиночного действия ″стыковки″ является важным принципом для обеспечения простоты использования. Состояние ″отстыковано″ является состоянием, когда отсутствует доступ к любому периферийному оборудованию в беспроводной стыковочной среде. Предпочтительно, чтобы процедуры стыковки и отстыковки были как можно более автоматическими, требуя минимального вмешательства пользователя и минимального предшествующего конфигурирования пользователем.

Стыковочную станцию можно было бы реализовать многими путями. Это могло бы быть специально разработанное устройство узкого назначения, или это мог бы быть, например, ПК, исполняющий некоторые программные приложения, который может иметь некоторые дополнительные присоединенные аппаратные средства, чтобы сделать стыковку удобнее и/или эффективнее. HDTV также мог бы обладать встроенными функциональными возможностями, чтобы действовать в качестве стыковочной станции. Один вариант исполнения, который рассматривается для всех этих классов стыковочных станций, состоит в оснащении станции подставкой, в которую можно поместить стыкуемое устройство. Помещение стыкуемого устройства в подставку обычно будет обладать эффектом инициирования действия стыковки. Другой вариант состоит в оснащении стыковочной станции стыковочной площадкой, поверхностью, на которую можно положить стыкуемое устройство. Снова укладывание инициировало бы действие стыковки, по меньшей мере когда стыкуемое устройство перед этим находилось в отстыкованном состоянии.

Оснащение стыковочной станции подставкой, площадкой или другой обозначенной областью обладает преимуществом в том, что если одно помещение или одна область в здании содержит много стыковочных станций, причем все находятся в возможном беспроводном диапазоне, то у пользователя будет простой способ для указания, с какой станцией и подразумеваемой беспроводной стыковочной средой хочет состыковаться пользователь. Другим инициирующим действием может быть использование меню на стыкуемом устройстве. Например, в гостиной, когда пользователь сидит в кресле со стыкуемым устройством в руке, было бы удобно инициировать действие стыковки со стыковочной станцией, которая не находится в зоне досягаемости рукой, используя меню на стыкуемом устройстве. Дополнительные инициирующие события для перехода из отстыкованного в пристыкованное состояние включают в себя (a) сканирование метки NFC (Связь ближнего поля) на стыковочной станции стыкуемым устройством, или (b) нажатие пользователем определенной кнопки на стыкуемом устройстве или (c) на стыковочной станции. Максимально полезный стандарт беспроводной стыковки должен разрешать многие из этих типов инициирующих действий, предоставляя производителям устройств и конечным пользователям возможность выбирать, что для них наиболее удобно.

Чтобы создать максимальное удобство для пользователя, инициирование действия ″отстыковки″ не всегда должно быть обратным инициированию действия ″стыковки″. Например, если стыковка может инициироваться автоматически пользователем, помещающим стыкуемое устройство - мобильный телефон на стыковочную площадку, то может быть неудобно, если отстыковка происходит автоматически, когда пользователь берет мобильный телефон, чтобы ответить на вызов. Линия связи Wi-Fi между телефоном и стыковочной станцией с тем же успехом может поддерживаться, когда пользователь взял телефон со стыковочной площадки, хотя в некоторых случаях пропускная способность линии связи может пострадать от пользователя, блокирующего своим телом прямой путь сигнала.

Если стыкуемое устройство кладется на стыковочную площадку, устанавливается в подставку или помещается пользователем внутрь области (физически обозначенной, или о существовании которой известно), которая ассоциируется со стыковочной станцией или стыковочной средой, то стыкуемое устройство считается находящимся в состоянии ″пристыкованного физически″. Если стыкуемое устройство входит в состояние пристыкованного физически, то это может инициировать действие стыковки, приводящее к тому, что стыкуемое устройство также становится пристыкованным логически. Если стыкуемое устройство выходит из состояния пристыкованного физически, то оно не обязательно может перестать быть пристыкованным логически.

Физическая стыковка могла бы выполняться пользователем по ряду причин, и несколько этих причин могут применяться одновременно:

1. Чтобы инициировать процесс логической стыковки.

2. Чтобы обеспечить, что стыкуемое устройство подключается к источнику питания, например беспроводной зарядке, путем помещения телефона на зарядную площадку.

3. Чтобы оптимизировать, или сделать более предсказуемым качество беспроводной связи между стыкуемым устройством и стыковочной станцией/стыковочной средой. Качество (скорость, задержка) и предсказуемость связи будут влиять на практичность сочетания стыкуемого устройства с периферийным оборудованием в стыковочной среде.

4. Чтобы создать вход в некий механизм безопасности, чтобы (a) процесс стыковки мог проходить надежнее и/или (b) процесс стыковки мог пропустить некоторые этапы диалога безопасности, которые пользователю пришлось бы пройти в противном случае, стыкуясь логически на расстоянии. Беспроводные соединения могут подвергаться атакам типа ″человек посередине″, с помощью которых (удаленный) атакующий с надлежащим оборудованием может изображать стыкуемое устройство для стыковочной станции, или стыковочную станцию для стыкуемого устройства. Хотя общеизвестные механизмы типа аутентификации по PIN-коду (из Bluetooth) могут снизить вероятность успешных атак, они неудобны для пользователя. Поэтому физическая стыковка с механизмом обнаружения физической стыковки, на который сложно повлиять удаленному атакующему (″человеку посередине″), является важным путем к усилению безопасности, но не должна происходить за счет удобства для пользователя.

Выявляется несколько важных элементов процесса для процесса, который приводит из отстыкованного в пристыкованное состояние. Эти элементы процесса не обязаны совершаться в неизменном порядке, а также не обязаны совершаться всегда для каждого типа предусмотренного процесса стыковки. Некоторыми из этих элементов являются:

1. Инициирующий или запускающий механизм/событие, который запускает процесс стыковки, где этот триггер может выбирать одну беспроводную стыковочную среду среди нескольких беспроводных стыковочных сред, которые находятся в беспроводном диапазоне.

2. Создание одного или нескольких защищенных беспроводных соединений между стыкуемым устройством и стыковочной станцией (станциями) или другими элементами в стыковочной среде, причем инициализация этих защищенных соединений часто опирается на механизмы ″создания/обнаружения доверительных отношений″, которые предотвращают атаки типа ″человек посередине″.

3. Выбор оптимальных настроек беспроводных протоколов и интерфейса для использования в передачах к периферийным функциям и от них в пристыкованном состоянии, например в канале Wi-Fi.

Современные стыковочные и зарядные подставки используют электрические контакты для создания зарядных и/или информационных соединений. Недостатки этого подхода состоят в том, что контакты могут загрязняться, поэтому со временем они уже не работают в полной мере, и контакты являются препятствием в достижении эстетики при художественном конструировании мобильного устройства.

Беспроводной стандарт типа Wi-Fi может использоваться для поддержки беспроводной стыковки. Wi-Fi работает в открытой полосе частот (ISM), поэтому Wi-Fi соединения могут подвергаться помехам от других пользователей того же канала, например других пользователей Wi-Fi. Чтобы предотвратить нарушение связи из-за этих помех, Wi-Fi проектируется для совместного использования канала путем принуждения всех устройств использовать механизм CSMA (коллективный доступ с контролем несущей). Этот механизм гарантирует, что все устройства в диапазоне друг друга чередуются при отправке пакетов.

Фиг. 1 показывает ситуацию, где стыкуемые устройства A 110 и E 130, стыковочные станции B 120 и D 140, Wi-Fi маршрутизатор 150 и переносной компьютер 160 используют один и тот же радиоканал C. Кроме того, беспроводное устройство 170 без Wi-Fi передает информацию по радиоканалу C или каналу, перекрывающемуся с радиоканалом C. Граница 180 указывает диапазон, в котором стыкуемое устройство 110 может принимать сигнал от другого устройства, используя канал C. Это является упрощением, поскольку диапазон может отличаться в зависимости от типа и настроек мощности передачи у других устройств. Для стыкуемого устройства A 110, пристыкованного к стыковочной станции B 120, использующей радиоканал C, это означает, что когда стыкуемое устройство E 130, или стыковочная станция D 140, маршрутизатор 150, переносной компьютер 160 или беспроводное устройство 170 активно используют тот же радиоканал C - или частично перекрывающийся канал - находясь в диапазоне 180 стыкуемого устройства A 110, их использование этого канала вызывает снижение производительности для стыкуемого устройства A 110 по сравнению с производительностью, когда отсутствуют другие активные пользователи. Это обусловлено тем, что механизмы контроля несущей в стыкуемом устройстве A 110 и стыковочной станции B 120 будут откладывать использование канала C, если они обнаруживают другое устройство, использующее этот канал. Это снижение может вызвать, например, снижение скорости обновления экрана, что сделает невозможным удобный просмотр видео по беспроводному стыковочному соединению, хотя и не вызовет полной потери соединения.

Допустим, что устройство A 110 на фиг. 1 является универсальным устройством, например мобильным телефоном, использующим радиосвязь 802.11n (″Wi-Fi n″). В обычных обстоятельствах диапазон, в котором механизм контроля несущей в устройстве A 110 принимает сигналы, можно указать с помощью области 180. Механизм контроля несущей (или обнаружения несущей) в совместимом с 802.11n устройстве, например устройстве A 110, необходим для предотвращения передач устройством, если справедливо любое из следующего:

1. В канале обнаруживается радиосигнал, кодированный в соответствии со стандартом Wi-Fi, с уровнем сигнала по меньшей мере X дБ.

2. В канале обнаруживается любой сигнал с уровнем сигнала по меньшей мере X+Y дБ (то есть сигнал должен быть значительно сильнее, чем в первом условии).

Точные значения для X и Y в случае 802.11n можно найти в разделе 20.3.22.5 документа стандартов IEEE 802.11n-2009. Для некоторого кодирования сигнала в некоторых ранних стандартах Wi-Fi не всегда нужно реализовывать второе условие.

Два вышеприведенных условия означают, что передачи любым из устройств 130, 140, 150, 160 и 170 могут заставить устройство A 110 ожидать перед обращением к каналу, вызывая снижение производительности связи между стыкуемым устройством A 110 и стыковочной станцией B 120.

Конкретная проблема заключается в том, что универсальная реализация радиосвязи 802.11n, которая предполагается наличествующей в стыкуемом устройстве A 110, соблюдает вышеприведенные ограничения, когда она может передавать, даже если стыкуемое устройство A 110 само передает с низкой мощностью Z<<X, делая очень маловероятным, что эта передача помешала бы одновременному использованию канала C устройствами 130, 140, 150, 160 и 170. Стандарт Wi-Fi (и большинство беспроводных стандартов) не проектировались с учетом частного случая радиосвязи на очень коротком расстоянии. Поэтому общепринятые реализации этих стандартов могут не делать исключений для оптимизации этого случая. Режим сертификации может даже запрещать им делать некоторые исключения.

Одним способом повышения производительности в ситуации из фиг. 1 является изоляция устройств A 110 и B 120 из их среды, например, путем заключения их в клетку Фарадея. Однако это не является практичным решением для случая беспроводной стыковки. Другим способом является обеспечение, что большинство устройств в области используют разные, неперекрывающиеся каналы. Однако количество каналов, доступных для использования радиосвязью 802.11n, ограничивается, поэтому в лучшем случае это лишь частное решение. Например, в офисном здании свободной планировки, предполагая одну стыковочную станцию на стол (на сотрудника) и среднюю площадь в 5×5 метров на сотрудника, можно обнаружить 99 других стыковочных станций на том же этаже в сетке 50×50 метров около одной стыковочной станции. Если используется 802.11n со связкой каналов, то имеется только 10 неперекрывающихся пар каналов для выбора. Это означает, что в офисной среде фиг. 1 показывает реалистичное, может быть даже оптимистичное представление других устройств в рамках диапазона при допущении, что показаны только устройства, использующие одинаковый канал.

В статье ″Adaptive CSMA for Scalable Network Capacity in High-Density WLAN: A Hardware Prototyping Approach″ под авторством Zhu, J. Metzler, B. Guo, X. Liu, Y в 25th IEEE International Conference on Computer Communications Proceedings, INFOCOM 2006 (в дальнейшем - статья) авторы описывают эту проблему и отмечают, что в плотных средах WLAN высокая чувствительность механизма контроля несущей может представлять проблему производительности. Авторы предлагают ее решение путем принуждения рассматриваемых устройств использовать встроенный алгоритм адаптации уровня контроля несущей (CAA) (фиг. 3 в статье), чтобы двигаться к более высокой пороговой величине (большему уровню сигнала) для механизма контроля несущей. Фиг. 11(a) в той статье показывает повышения производительности, которых они добились с использованием этой методики, для проверки в офисе свободной планировки, показанном на фиг. 9 в статье. Некоторые варианты осуществления в этом документе отличаются в нескольких важных особенностях от подхода, рекомендованного в этой статье. Например, некоторые варианты осуществления в этом документе не опираются ни на какой встроенный механизм в стыкуемом устройстве, который заставляет механизм контроля несущей у стыкуемого устройства использовать другую пороговую величину. Более того, некоторые варианты осуществления в этом документе не используют контур управления для достижения оптимальной настройки для пороговой величины с использованием свойств радиосреды. В отличие от этого, некоторые варианты осуществления в этом документе используют принцип физической стыковки в качестве различителя между вхождением в ″нормальный″ режим контроля несущей и измененный режим контроля несущей.

При применении варианта осуществления изобретения, описанного в этом документе, диапазон, который показан на фиг. 1, в котором стыкуемое устройство A 110 может принимать сигнал от другого устройства, используя, например, канал C, уменьшается, как указано меньшим диапазоном, указанным ссылкой 190. Таким образом, даже если в диапазоне имеются устройства с Wi-Fi или другие устройства, которые используют канал C и/или перекрывающийся канал, то имеет место повышенная производительность линии связи между стыкуемым устройством и стыковочной станцией в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Это востребовано, в частности, если много беспроводных стыковочных станций находится очень близко друг к другу в одном помещении или области, например, в Интернет-кафе или в офисе свободной планировки.

Некоторые варианты осуществления создают хороший энергетический баланс беспроводной линии связи между отправителем (например, стыкуемым устройством A 110) и приемником (например, стыковочной станцией B 120), и поддерживают высокий энергетический баланс линии связи вне зависимости от того, что происходит в среде. Отметим, что под энергетическим балансом линии связи понимается учет всех усилений и потерь от передатчика по среде к приемнику в телекоммуникационной системе. Этот вариант осуществления максимизирует скорость передачи данных и минимизирует моменты, когда соединение временно прерывается (например, никакие пакетные передачи невозможны в течение 0,1 секунды) по причинам типа помех, ухудшения качества линии связи из-за многолучевого распространения или людей либо объектов, движущихся между антеннами, и т.п.

Дополнительные варианты осуществления реализуют стыкуемое устройство в виде универсального (Wi-Fi) устройства, используя стандартную технологию.

В первом варианте осуществления изобретения беспроводная стыковочная система в среде совместно используемого радиочастотного спектра включает в себя: стыковочную станцию, сконфигурированную с радиостанцией, подключенной к антенне; стыкуемое устройство, сконфигурированное с радиостанцией, подключенной к антенне и использующей стандарт радиосвязи с механизмом контроля несущей для связи со стыковочной станцией; и устройство снижения эффективности антенны, которое уменьшает чувствительность механизма контроля несущей в стыкуемом устройстве, когда стыкуемое устройство стыкуется физически.

Во втором варианте осуществления, когда стыкуемое устройство стыкуется физически со стыковочной станцией из первого варианта осуществления, мощность передачи радиостанции в стыкуемом устройстве приводится к меньшей, чем когда стыкуемое устройство отстыковывается физически от стыковочной станции.

В третьем варианте осуществления радиостанция в стыкуемом устройстве из первого варианта осуществления выполняется с возможностью переключения по меньшей мере между двумя настройками пороговой величины контроля несущей.

В четвертом варианте осуществления стыкуемое устройство из первого варианта осуществления дополнительно содержит первую зарядную катушку, а стыковочная станция дополнительно содержит вторую зарядную катушку, причем вторая зарядная катушка совмещается с первой зарядной катушкой для зарядки стыкуемого устройства, когда оно пристыковано физически.

В пятом варианте осуществления стыковочная станция для беспроводной стыковки со стыкуемым устройством в среде совместно используемого радиочастотного спектра, причем стыкуемое устройство конфигурируется с радиостанцией, подключенной к первой антенне и использующей стандарт радиосвязи с механизмом контроля несущей для связи со стыковочной станцией, причем стыковочная станция содержит: радиостанцию, подключенную ко второй антенне; и устройство снижения эффективности антенны, которое уменьшает чувствительность механизма контроля несущей в стыкуемом устройстве к сигналам, переданным другими устройствами в среде совместно используемого радиочастотного спектра, когда стыкуемое устройство стыкуется физически со стыковочной станцией.

В шестом варианте осуществления устройство снижения эффективности антенны из пятого варианта осуществления является устройством расстройки, которое сдвигает частоту свободных колебаний первой антенны.

В седьмом варианте осуществления устройство снижения эффективности антенны из пятого варианта осуществления является поглотителем, отражателем или экраном радиоволн, который ослабляет радиосигналы, принятые стыкуемым устройством из передач от других устройств.

В восьмом варианте осуществления устройство расстройки из шестого варианта осуществления содержит проводящий металл, который соединяется с первой антенной.

В девятом варианте осуществления устройство снижения эффективности антенны из пятого варианта осуществления является устройством расстройки, которое делает первую антенну менее эффективной путем создания электромагнитной связи между разными элементами первой антенны, которые проектируются электрически изолированными друг от друга.

В десятом варианте осуществления устройство расстройки из шестого варианта осуществления содержит множество проводящих металлических полос, которые соединяются с антенной в стыкуемом устройстве.

В одиннадцатом варианте осуществления устройство расстройки из шестого варианта осуществления содержит множество проводящих металлических элементов, которые подключаются друг к другу по меньшей мере через один резистор, и причем по меньшей мере один резистор рассеивает мощность электромагнитного поля, идущую через множество проводящих металлических элементов.

В двенадцатом варианте осуществления подключение по меньшей мере к одному резистору из одиннадцатого варианта осуществления осуществляется через переключатель.

В тринадцатом варианте осуществления устройство снижения эффективности антенны из пятого варианта осуществления можно включать или выключать.

В четырнадцатом варианте осуществления радиостанция в стыковочной станции из пятого варианта осуществления подключается к множеству антенн, причем каждая из множества антенн располагается так, что энергетический баланс линии связи оптимизируется для конкретного типа стыкуемого устройства.

В пятнадцатом варианте осуществления стыковочная станция из пятого варианта осуществления дополнительно содержит совмещающую структуру для совмещения пристыкованного стыкуемого устройства, так что первая антенна совмещается в предопределенной конфигурации с устройством снижения эффективности антенны в стыковочной станции.

В шестнадцатом варианте осуществления совмещающая структура из пятнадцатого варианта осуществления содержит конкретную форму для стыковочной станции, чтобы позволить помещать стыкуемое устройство в стыковочную станцию или на нее только в определенном положении.

В семнадцатом варианте осуществления совмещающая структура из пятнадцатого варианта осуществления содержит подвижную часть, на которую монтируется вторая антенна, так что подвижная часть может передвигаться в место, где вторая антенна совмещается с первой антенной.

В восемнадцатом варианте осуществления стыковочная станция из семнадцатого варианта осуществления дополнительно содержит первую зарядную катушку для зарядки посредством электромагнитной связи со второй зарядной катушкой, расположенной в стыкуемом устройстве, причем зарядные катушки также служат в качестве электромагнита, который двигает подвижную часть.

В девятнадцатом варианте осуществления совмещающая структура из пятнадцатого варианта осуществления содержит структуру с пазом для стыковочной станции, открытую с одной стороны и закрытую с другой стороны, чтобы позволить помещать стыкуемое устройство в структуру с пазом, касаясь закрытой стороны паза.

В двадцатом варианте осуществления стыковочная станция для беспроводной стыковки со стыкуемым устройством в среде совместно используемого радиочастотного спектра, причем стыкуемое устройство конфигурируется с радиостанцией, подключенной к антенне и использующей стандарт радиосвязи с механизмом контроля несущей для связи со стыковочной станцией, причем стыковочная станция содержит: центральный блок, имеющий радиостанцию; антенный модуль; и модуль снижения эффективности антенны для снижения эффективности первой антенны в стыкуемом устройстве путем уменьшения чувствительности механизма контроля несущей; причем центральный блок имеет интерфейс для подключения к антенному модулю и модулю снижения эффективности антенны.

Вообще, различные аспекты изобретения могут объединяться и соединяться любым возможным способом в рамках объема изобретения. Предмет, который рассматривается как изобретение, подробно показывается и недвусмысленно заявляется в формуле изобретения в заключении описания изобретения. Вышеупомянутые и другие признаки и преимущества изобретения станут очевидными из нижеследующего подробного описания в сочетании с прилагаемыми чертежами. Нижеследующие чертежи являются примерными конструкциями и не предназначены для ограничения объема изобретения.

Фиг. 1 показывает несколько беспроводных устройств, использующих одинаковый канал или перекрывающийся канал.

Фиг. 2 показывает связи между антенными системами и объектами расстройки.

Фиг. 3 показывает стыкуемое устройство и стыковочную подставку в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Фиг. 4 показывает стыковочные площадки в соответствии с двумя вариантами осуществления изобретения.

Фиг. 5 показывает стыковочную площадку/подставку в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Фиг. 6 показывает стыкуемое устройство и стыковочную подставку в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Фиг. 7 показывает модульные компоненты стыковочной станции в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Следующие варианты осуществления описывают устройство изменения контроля несущей стыкуемого устройства. Это устройство изменения контроля несущей стыкуемого устройства изменяет свойства механизма контроля несущей в стыкуемом устройстве, когда стыкуемое устройство стыкуется физически со стыковочной станцией. Предпочтительно, чтобы устройство изменения контроля несущей стыкуемого устройства изменяло свойства без необходимости внесения каких-либо изменений в стыкуемое устройство. Например, никаких изменений в программном обеспечении, аппаратных средствах, настройках или стандарте сетевого протокола, используемых радиостанцией стыкуемого устройства. Как описано в некоторых вариантах осуществления в этом документе, результат изменения механизма контроля несущей заставляет стыкуемое устройство стать менее способным - предпочтительно неспособным - к обнаружению радиосигналов от других устройств (например, устройств 130, 140, 150, 160 и 170, показанных на фиг. 1), не теряя способности обнаруживать радиосигналы от стыковочной станции. Описание изобретения и фигуры в этом документе обсуждают только устройства, использующие канал C. Однако изобретение не ограничивается каналом C, и также могли бы присутствовать другие устройства, использующие другие каналы в том же помещении (помещениях).

″Обнаружение″ задается на практике как ″обнаружение происходит всякий раз, когда механизм контроля несущей сигнализирует другим элементам реализации MAC-уровня в стыкуемом устройстве, что обнаруживается несущая″.

В некоторых вариантах осуществления устройство изменения контроля несущей стыкуемого устройства реализуется с использованием способа снижения эффективности антенны, который снижает эффективность антенной системы в стыкуемом устройстве, которая используется для связи по каналу C, когда стыкуемое устройство стыкуется физически со стыковочной станцией. Например, устройство изменения контроля несущей стыкуемого устройства можно реализовать с использованием расстройки антенны.

Эффективность приема у антенной системы, ее способность принимать сигнал и преобразовывать его в ток, достаточно большой, чтобы его использовала радиостанция, может ухудшиться, если антенна расстраивается. ″Расстройка″ задается как сдвигание частоты свободных колебаний у антенной системы, делая ее менее идеальным резонатором для приема сигналов из предназначенного канала C. Расстройка может происходить, если устройство расстройки, включающее в себя проводящий объект или набор проводящих объектов, помещается близко к антенне. Проводящий объект (объекты) и антенна становятся электрически соединенными, например посредством емкостной связи, когда они находятся близко без касания, или посредством резистивной связи, когда соприкасаются электрически неизолированные части. Эта связь изменяет электрические характеристики антенны, приводя к изменению частоты свободных колебаний всей антенной системы. Это иллюстрируется на фиг. 2(A), где радиостанция 210 подключается к антенне 220 и к заземляющей плоскости 250. Проводящий объект 230, в этом примере кусок провода, изменяет характеристики антенны посредством емкостной связи. Провод 230 длиннее антенны 220, так что сочетание антенны 220 и провода 230 образует электрическую систему с неправильной резонансной частотой, когда возбуждается радиостанцией 210. Фиг. 2(A) также показывает другой пример проводящего объекта 240, который в некоторой степени ″закорачивает″ антенну 220 и заземляющую плоскость 250. В результате радиостанция 210 становится в меньшей степени допускающей обнаружение разностей потенциалов между ними и, в силу этого, в меньшей степени допускающей обнаружение радиосигнала.

Проводящее тело может создавать электромагнитную связь между антенной и заземляющей плоскостью без физического касания. Проводящий объект также может обладать эффектом изменения резонансной частоты. Отметим, что проводящие объекты 230 и 240 не должны присутствовать одновременно, чтобы они производили такой эффект.

Как показано на фиг. 2(B), один вариант осуществления включает в себя небольшой резистор 260, например 50 Ом, внутри образованной таким образом цепи короткого замыкания. Этот резистор преобразует часть резонансной энергии EM (электромагнитного) поля, идущей через устройство расстройки, в тепло, лишая радиостанцию энергии EM-поля, которую она может обнаруживать. Этот резистор 260 может быть действующим электрическим компонентом, например резистором поверхностного монтажа, связывающим два проводящих элемента 230, 235 в устройстве расстройки, или его также можно реализовать, изготавливая часть проводящего объекта расстройки очень тонкой и узкой. Если устройство расстройки реализуется путем травления металлической пленки, осажденной на непроводящей поверхности, то эта форма реализации для резистора может быть особенно привлекательной. Подключение к резистору 260 при желании можно осуществить через механический или электронный переключатель 265.

Разновидностью сценария расстройки является сценарий, в котором устройство расстройки вызывает связь между двумя мачтами антенны в вибраторной антенне. Это обычно не только изменяет резонансную частоту, но также снижает эффективность антенной системы путем создания некоторого типа ″короткого замыкания″, которое уменьшает ток, фактически текущий через саму радиостанцию, уменьшая пропускную способность радиостанции для обнаружения флуктуирующих токов, созданных радиосигналами в канале C. Этот вариант осуществления иллюстрируется на фиг. 2(C), на которой радиостанция 210 подключается к вибраторной антенне, имеющей мачты 270 и 280. Устройство расстройки содержит проводящий объект 290, например провод, который в некоторой степени ″закорачивает″ 270 и 280, делая радиостанцию 210 в меньшей степени допускающей обнаружение разностей потенциалов между ними и в меньшей степени допускающей обнаружение радиосигнала. Проводящий объект 290 также обладает эффектом изменения резонансной частоты у мачт 270 и 280.

Расстройка также обладает эффектом снижения эффективности, с помощью которого антенная система может использоваться для отправки сигналов, если радиостанция подает ток в систему.

Соединенный проводящий объект мог бы создать электрическое ″короткое замыкание″, снижая эффективность радиостанции без фактической расстройки (изменения частоты свободных колебаний) радиосхемы. В этом документе будем придерживаться установившейся практики с использованием термина ″объект расстройки″ для описания класса всех проводящих объектов, которые, будучи помещенными рядом с элементами радиостанции и антенной системы или соприкасаясь с ним, заставят эту систему терять эффективность для поддержки радиоприема и/или передачи.

Некоторые беспроводные устройства включают в себя средство активного управления для предотвращения расстройки, но это средство обычно не может справиться с очень большими объектами/связями.

Некоторые стандарты радиосистем типа 802.11n допускают использование MIMO (система со многими входами-выходами): несколько независимых антенн соединены с одной и той же радиостанцией. В данном раскрытии изобретения текст и фигуры обычно показывают случай, где к радиостанции подключается только одна антенна. Однако варианты осуществления в этом документе также могут применяться, если беспроводное устройство имеет несколько антенн, подключенных к их радиостанциям. Использование термина ″антенная система″ подразумевает включение в него антенных систем MIMO.

Таким образом, устройство снижения эффективности антенны обладает эффектом снижения эффективности, с помощью которого антенная система стыкуемого устройства может принимать сигналы, а также может обладать эффектом снижения эффективности, с помощью которого система может отправлять сигналы. Как правило, вследствие способа, которым радиосистемы работают в стыкуемом устройстве, обе эффективности снижаются одновременно. В терминологии вычисления энергетического баланса линии связи, которая широко применяется в проектировании радиостанций, устройство снижения эффективности антенны обладает эффектом уменьшения коэффициента усиления антенны у стыкуемого устройства.

В результате снижения эффективности у