[发明专利]具有扩展覆盖区的无线局域网接入点

说明书

交叉引用相关申请 

本发明涉及同时另案待审的美国专利申请“Systems and Methodsfor Wireless Network Range Extension”(无线网络范围扩展的系统和方法，序列号：10/833,626)，其申请日为2004年4月28日，在此，它的公布通过引用结合到本文中。 

技术领域

本发明通常涉及无线通信，尤其涉及提供扩展范围的无线通信。 

发明背景 

无线通信系统通常有一个基站或接入点，用于发送或传播无线信号。然后，这些信号被移动站点、远程站点、用户站点、客户站点等(在此被统称为站点)接收，使得通信得以进行。例如，站点可以是一台拥有无线调制解调器的计算机，如配备有无线局域网(WLAN)卡的笔记本电脑(在此被称为无线笔记本电脑)、移动电话或无线个人数字助理。 

无线通信系统通常提供双向或双工通信，从而接入点能够与站点(如一台无线笔记本电脑)交换数据或进行“对话”，且站点也能够与接入点交换数据或进行“对话”。实际上，有两个单独的无线链路供这两个信号传输，分别被看作下行链路和上行链路。 

射频(RF)信号通过某一介质(如空气)仅能够传播一定距离，然后功率电平逐渐衰减。例如，在距离发射源(如发射天线)的一段距离上，射频信号能级会低于某一阈值，而不能被有效地接收。在一个网络接入点的周围、信号能够被有效地接收的区域，被称为覆盖区，有时被称为一个单元。当站点移动到此覆盖区外时，信号不能被有效地接收，从而不能进行通信。因此，人们希望实施这样一个无线系统，在最小成本下创造一个尽可能大的覆盖区，从而提供通信服务给一个尽可能大的区域、以及尽可能多的站点。 

近来，无线通信已经与局域网(LAN)系统结合在一起，来提供无线局域网(WLAN)结构，在此结构中站点可以自由地散布在整个工作空间的范围(如一幢办公楼)，且可以提供高带宽的数据通信(如大约每秒10-54兆比特率)，而不需要将网线连接到站点上。相应地，对室内移动用户(步行移动)而言，已经设计出无线局域网(WLAN)构造，在相当短的距离上(如大约1-30米)提供网络接入。 

扩展一个无线局域网(WLAN)系统的覆盖区，在室外公共区域或 其它大覆盖区内提供高带宽的覆盖，是一个极具挑战性的问题。例如，可能会增加隐藏节点问题(如第一个站点在一个接入点的通信区内，且能够与此接入点进行通信；第二个站点也在一个接入点的通信区内，且能够与此接入点进行通信，但第一个站点和第二个站点被布置成以至于它们不能检测到各自的通信)。同样地，通过扩展一个无线局域网(WLAN)覆盖区，单元之内、单元之间和单元之外的干涉可能会加重。 

所以，需要一种系统和方法，在一个大覆盖区内(如一个具有大约500米或更大半径范围的宏单元)提供高带宽的数据通信。更需要一种扩展无线局域网(WLAN)结构覆盖区的系统和方法，在一个大覆盖区内提供无线局域网(WLAN)数据通信。 

发明简述 

本发明涉及的系统和方法，使用智能天线和/或方向天线(此处被称为多波束天线)技术，提供有关一个大覆盖区的高带宽的数据通信。运行首选实施例，在覆盖区范围内传送控制或开销数据信息包。但是，运行本发明实施例，在一个或多个被确定为与有效载荷数据相关的站点的最佳波束上，传送有效载荷数据信息包。 

依照本发明的实施例，通过使用多波束天线技术，扩展无限局域网(WLAN)构造的范围。依照本发明运行时，处在一个无线局域网(WLAN)接入点的覆盖区内的所有站点在常规模式下运行，从而仍然可以保持一个标准构造不会发生改变，尽管是在依照本发明实施例所提供的扩展覆盖区内进行通信。最好是在无线局域网(WLAN)接入点(AP)上提供本发明的电路，来提供选择特定的天线波束用于下行链路和/或上行链路、多播传输控制、单播传输控制，并提供天线场型(即方向图，pattern)成形技术等。