[发明专利]用于减少无线电网络中网络用户的相互干扰的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种减少无线电网络中网络用户的相互干扰的方法，其中在包括至少两个无线电小区的蜂窝无线电网络内部，在这些无线电小区之一中，分配给所述无线电小区的设备彼此通信或者经由公共接入点进行通信。

本发明还涉及一种用于减少无线电网络中网络用户的相互干扰的装置。

背景技术

所述方法和装置涉及所有蜂窝无线电网络，其中，这样的无线电网络的每一小区可以具有中心接入站。这里可以将中心接入站理解为该站被设置在小区内部，但是并不一定设置在所述小区的中心处。而且，中心接入站能够经由无线电链路来联系属于所述小区的所有移动和/或非移动设备。在下面的描述中，将主要参考蜂窝无线电网络的一个特殊实施例。

可以被商用和私用的无线局域网络(WLAN＝无线本地网)的数量在持续地增加。随着装配有WLAN技术的移动设备的数量的增加，还可以预见在将来WLAN网络会进一步增多。因此可用的频带被逐渐填满。

当前的WLAN网络基于IEEE 802.11标准，并运行在无需许可的2.4GHz波段和无需许可的5GHz波段。为了避免站之间的数据冲突，通常使用IEEE标准中所规定分布式协作功能(DCF)。站之间或者接入点与站之间的数据链路的切换通常随机地受到影响。

当中断无线电小区内部的两个设备之间的当前无线数据传输，即不再占用用于数据传输的介质时，在竞争窗口内部的DIFS(DIFS＝分布式协作功能帧间间隔)周期过去之后建立下一个数据传输链路。在该竞争窗口内部，希望传输数据的所有站以临时堆栈方式(间隙时间)随机地发送它们的请求。信道请求的这种临时堆栈将会避免两个或更多个站同时传输数据并从而以破坏方式阻塞信道的情况。无线网络的站能够检测空闲的或被占用的信道。因此，每个站登记第一个被传输的信道需求请求，并接着调节它自己的传输活动。在该竞争窗口之后，在竞争窗口内部分配有信道的站开始进行至同一无线电小区内部的另一个基站或者相关的接入点的数据传输(例如以限定的数据帧的形式)，直到下一数据传输阶段。

为了避免冲突，可以作为当前数据帧中的数据元素，发送当前传输序列的剩余持续时间，包括发送响应帧的时间。

在所谓的隐藏节点的情况下的另一种避免冲突的手段是RTS-CTS机制。隐藏节点是另一个站看不到的站或接入点，例如在空间范畴下非常大的小区中的站。当使用同样由IEEE 802.11规定的RTS-CTS机制时，在传输任何数据分组之前传输请求-发送(RTS)分组，在所述请求-发送分组之后接收机通过清除-发送(CTS)分组进行确认。这里，在所有情况下，这两种分组在所谓NAV字段(NAV＝网络分配矢量)中包含与当前数据传输序列的剩余持续时间有关的信息项。依靠该机制，可能发生冲突的概率得以进一步降低，因为只在该程序正确地结束时，才开始数据传输。

对于彼此距离近的两个无线电小区的设置，其中所述无线电小区每一个均包括接入点和一个或多个站，这导致两个无线电小区的(通常仅仅部分地)重叠。如果两个接入点工作在相同信道上，这也会在数据传输期间产生冲突。由于无线电小区的部分重叠，则例如并不位于第二无线电小区的重叠区域中的第一无线电小区的基站不能够接收到与第二无线电小区中的数据传输活动有关的信息，并且构成第二无线电小区的隐藏节点。在此情况下，同样有利地使用RTS-CTS机制以避免冲突。这样，首先降低了干扰的可能性，其次减小了两个无线电小区的带宽或数据吞吐量。其原因在于，在第一无线电小区的数据传输活动期间，第二无线电小区中没有活动发生，反之亦然。通过增加小区范围重叠的相邻无线电小区的数量，可以进一步减小数据吞吐量。

小区大小由设备可以与接入点通信的最大范围所限定。该范围取决于发射机的发射功率、接收机的灵敏度和发生的路径损耗(Pl)。对于给定的发射功率(Pt)，当接收功率(Pr)、Pt和Pl以dB给出时，Pr可以通过下式获得

Pr＝Pt-Pl    (1)

在自由空间中无阻碍传播的情况下，可以通过下式计算路径损耗

Pl(dB)＝-10*log₁₀((Gt*Gr*λ²)/((4*π)²*d²))    (2)

其中Gt是发射机天线的增益，Gr是接收机天线的增益，λ是波长，而d是发射机和接收机之间的距离。

通过减小小区大小，可以减少冲突并增加重叠的无线电小区内的数据吞吐量，其中小区大小的减小是通过降低接入点的发射功率来实现的。