CN1906955A - 具有可选元件的天线装置中的发送参数控制的系统与方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于改善在无线链路上至远程接收节点上的数据传输的系统及方法，包括用于以一物理数据速率将包转换为RF的通信设备、具有用于发送RF的多个天线配置的天线装置，及用于基于对该远程接收节点是否指示接收到该数据传输来选择天线配置及物理数据速率的处理器。该处理器可确定每个天线配置的成功率的表，且可通过成功率将每个天线配置分级。该处理器可用一未使用之天线配置发送以探测该未使用之天线配置并更新该成功率表。类似地，该处理器可保持一有效用户数据速率表，通过有效用户数据速率将每个物理数据速率分级，并探测未使用之物理数据速率以更新该表。

Description

具有可选元件的天线装置中的发送参数控制的系统与方法
相关申请的交叉引用
本申请要求如下美国临时申请的权益：2004年8月18日提交的题为“Planar Antenna Apparatus for Isotropic Coverage and QoS Optimizationin Wireless Networks”的No.60/602,711；2004年8月18日提交的题为“Software for Controlling a Planar Antenna Apparatus for IsotropicCoverage and Qo S Optimization in Wireless Networks”的No.60/603,157；以及2004年11月5日提交的题为“Systems and Methods for ImprovedData Throughput in Wireless Local Area Networks”的No.60/625,331，其主题通过引用结合于此。本申请亦涉及如下共同未决的美国专利申请：2004年12月9日提交的题为“System and Method for an omnidirectionalPlanar Antenna Apparatus with Selectable Elements”的No.11/010,076；2004年12月23日提交的题为“Circuit Board Having a Peripheral AntennaApparatus with Selectable Antenna Elements”的No.11/022,080；以及2005年1月21日提交的题为“System and Method for a Minimized AntennaApparatus with Selectable Elements”的No.11/041,145，其主题通过引用结合于此。
技术领域
本发明总的涉及无线通信网络，且更具体而言涉及一种用于具有可选元件之天线装置中的发送参数控制的系统与方法。
背景技术
在通信系统中，存在对较高数据通过量的不断增加的需求及减少可中断数据通信之干扰的相应推动力。举例而言，在IEEE 802.11网络中，接入点(即，基站)在无线链路上与一个或多个远程接收节点通信数据。无线链路易受干扰，该干扰来自其它接入点、其它无线电发送设备、或在该接入点与远程接收节点之间的无线链路环境中的扰动等等。该干扰可以是例如通过强迫以较低数据速率通信而降级无线链路的程度。该干扰亦可足够强以完全中断无线链路。
一种用于减少在接入点与远程节点之间的无线链路中之干扰的方法为在一″分集″方案中为接入点提供若干全向天线。举例而言，接入点之共同配置包括经由交换网络耦合至两个或两个以上物理上分离之全向天线的数据源。接入点可选择所述全向天线中之一，由此来维持无线链路。因为所述全向天线之间的分离，所以每一天线经历不同的信号环境，且每一天线向无线链路贡献一不同的干扰水平。交换网络将该数据源耦合至在无线链路中经历最少干扰之全向天线中之任一个。
在诸如分集天线之天线配置中提供切换的当前方法及控制天线区段之先前方法均不能有效地最小化来自其它接入点、其它无线电发送设备、或在该接入点与远程接收节点之间的无线链路环境中之扰动的干扰。通常，用于天线配置选择之方法为试错法。在试错法中，在每一天线配置上进行发送以确定哪一个天线配置可提供更有效之无线链路(例如，通过一包误差率来测量)。因为试错法通常需要在″坏的″天线配置上发送以确定该天线配置的劣质，所以该方法是低效的。此外，利用大量之天线配置可使试错法的效率更低。
另外，当前方法可需要对用于每一天线配置之诸如电压驻波比、信号品质或位误差率之参数进行测量。这些测量会花费一显著的时间量来计算，且在执行所述测量之前需要发送大量的数据包。
发明内容
本发明针对用于发送参数控制之系统及方法。一系统包括天线装置、通信设备及处理器。该天线装置包括多个天线配置，其中每一配置对应于一辐射图形。该通信设备以多个物理数据速率中之一将数据转换为一射频信号。该处理器配置为执行一程序，从而执行包括如下步骤之方法：选择该天线装置之当前天线配置；选择该通信设备之当前物理数据速率；用该当前天线配置以该当前物理数据速率发送一包至远程接收节点；确定该远程接收节点是否接收到该包，及基于该确定改变该当前天线配置。
该系统可通过将发送至该远程接收节点之包数目与指示为被该远程接收节点接收之包数目比较来确定所述多个天线配置中的每个的成功率。在某些实施例中，该系统通过成功率将所述多个天线配置中的每个分级。该系统可通过选择成功率比该当前天线配置高之所述多个天线配置中之一来改变当前天线配置。该系统可进一步确定链路品质量度，诸如所述多个天线配置中的每个的接收信号强度指示(RSSI)。
在某些实施例中，该系统选择一未使用之天线配置；用该未使用之天线配置发送一探测包至该远程接收节点；确定该远程接收节点是否接收到该探测包及基于对该远程接收节点是否接收到该探测包的确定来改变该未使用之天线配置的等级。类似地，该系统可探测未使用之物理数据速率。该系统基于发送至远程接收节点之包数目、指示为被远程接收节点接收到之包数目及所述多个物理数据速率中的每个来确定该物理数据率的有效用户数据速率。该系统可通过有效用户数据速率将每一物理数据速率分级。
除了保持用于多个天线配置中每个天线配置及多个物理数据速率中每个物理数据速率的发送参数控制数据以外，一种可替选方法包括：将所述多个天线配置中的每个映射至一逻辑天线；将所述物理数据速率中的每个映射至一逻辑数据速率；用该第一逻辑天线以该第一逻辑数据速率发送一包至远程接收节点；确定远程接收节点是否接收到该包；及基于该确定改变该第一逻辑天线。该方法进一步计算该第一逻辑数据速率之第一链路品质量度；选择第二逻辑天线；用该第二逻辑天线发送一探测包至远程接收节点；基于对远程接收节点是否接收到该探测包之确定来确定第二链路品质量度；以及基于该第二链路品质量度将该第一逻辑天线改变为该第二逻辑天线。类似地，该方法可计算该第一逻辑数据速率之第一有效用户数据速率；选择第二逻辑数据速率；以该第二逻辑数据速率发送一探测包至远程接收节点；基于对远程接收节点是否接收到该探测包之确定来确定第二有效用户数据速率；及基于该第二有效用户数据速率将该第一逻辑数据速率改变为该第二逻辑天线。
附图说明
现在将参考表示本发明实施例的附图来描述本发明。在附图中，相似的部件具有相同的参考数字。所示的实施例旨在说明而不是限制本发明。附图包括如下各图：
图1说明在根据本发明的一个实施例中包括具有可选元件之天线装置的系统；
图2说明在根据本发明的一个实施例中，由选择图1之天线装置之不同天线配置产生的各种辐射图形；
图3说明在根据本发明的一个实施例中图1之系统的示例性块图；
图4说明在根据本发明的一个实施例中所述系统之示例性软件层、设备驱动器及硬件层的块图；
图5说明在根据本发明的一个实施例中示出多个天线配置之成功率及接收信号强度指示之示例性发送控制数据表；
图6示出在根据本发明的一个实施例中说明用于发送控制选择之示例性方法的流程图；
图7示出在根据本发明一个的实施例中说明用于反馈处理之示例性方法的流程图；并且
图8说明在根据本发明的一个实施例中多个物理数据速率之有效用户数据速率的示例性表。
具体实施方式
一种用于至远程接收设备之无线(即，射频或RF)链路的系统包括用于产生RF信号之通信设备、用于发送和/或接收RF信号之具有可选天线元件的天线装置及用于控制该通信设备及天线装置的处理器。通信设备以多个可选物理数据速率中之一将数据包转换为RF。该天线装置之每一天线元件提供增益(相对于各向同性)及一定向辐射图形，且可被电选择(例如，接通或断开)以使得该天线装置可形成一可配置的(即，方向灵活的)辐射图形。处理器选择天线配置以使得在至该远程接收节点之无线链路中之干扰降至最小。该处理器亦选择物理数据速率以最大化数据传输速度。
举例而言，归因于来自其它无线电发送设备、或在该系统与远程接收设备之间的无线链路中之扰动的干扰，处理器可选择使该干扰最小、具有所得辐射图形的天线配置。处理器可选择对应于该系统与远程接收设备之间的最大增益的天线配置。可替选地，处理器可选择对应于比最大增益小之增益但对应于无线链路中减少之干扰的天线配置。类似地，处理器可选择最大化在至远程接收设备之无线链路上、本文称作有效用户数据速率的数据传输速度的物理数据速率。
图1说明在根据本发明的一个实施例中的系统100，其包括具有可选元件的天线装置。举例而言，系统100可非限制性地包括发送器和/或接收器，如802.11接入点、802.11接收器、置顶盒、膝上型计算机、电视、PCMCIA卡、远程控制及诸如掌上游戏设备之远程终端。在某些示例性实施例中，系统100包括用于在无线链路上，例如在802.11无线网络中与一个或多个远程接收节点通信的接入点。通常，系统100可从连接至因特网(未图示)之路由器接收数据，且系统100可将该数据发送至一个或多个远程接收节点(例如，接收节点130A-130C)。系统100亦可通过实现远程接收节点130A-130C中之两个或更多个进行通信来形成无线局域网(LAN)之部分。尽管本公开将着眼于系统100之特定实施例，但是本发明之方面可适用于多种设备，且并不限制于所公开之实施例。举例而言，尽管系统100将被描述为用于802.11无线网络之接入点，但是系统100亦可包括远程接收节点130A。
系统100包括通信设备120(例如，收发器)及天线装置110。通信设备120包括实际上用于以一物理数据速率转换数据及用于产生和/或接收对应RF信号之任何设备。通信设备120可包括例如无线电调制器/解调器，该无线电调制器/解调器用于将由系统100接收之数据(例如，自一路由器)转换为用于发送至远程接收节点130A-130C中的一个或多个的RF信号。举例而言，在某些实施例中，通信设备120包括用于自该路由器接收视频之数据包的电路及用于将所述数据包转换为遵循802.11之RF信号的电路。
天线装置110包括多个可单独选择之天线元件(未示出)。当被选择时，所述天线元件中的每个产生具有增益之定向辐射图形(与全向天线相比)。如进一步所描述，天线装置110包括天线元件选择器设备310以选择性地将所述天线元件中的一个或多个耦合至通信设备120。天线装置110及天线元件选择器设备310之各种实施例进一步在如下共同未决的美国专利申请中描述：2004年12月9日提交的题为“System and Methodfor an omnidirectional Planar Antenna Apparatus with Selectable Elements”的No.11/010,076；2004年12月23日提交的题为“Circuit Board Havinga Peripheral Antenna Apparatus with Selectable Antenna Elements”的No.11/022,080；以及2005年1月21日提交的题为“System and Method for aMinimized Antenna Apparatus with Selectable Elements”的No.11/041,145。
图2说明在根据本发明的一个实施例中，由选择图1之天线装置110之不同天线元件产生的各种辐射图形。用以产生图2之辐射图形的天线装置110包括4个可选天线元件{A|B|C|D}。所述天线元件(称作天线元件A-D)彼此偏移90度。每一天线元件产生与其它辐射图形偏移之类似辐射图形(例如，天线元件A之辐射图形与天线元件B之辐射图形偏移90度)。因此，选择天线元件A-D中的一个或多个产生15种不同的辐射图形。为说明清楚，在图2中仅示出三个辐射图形。
第一辐射图形215通过选择天线元件A产生。该辐射图形是以中心在约315度方位角来取向的大体上呈心形之图形。用虚线描绘之第二辐射图形205通过选择天线元件B产生。天线元件B与天线元件A偏移90度。因此，辐射图形205以中心在约45度方位角来取向。用粗线描绘之组合辐射图形210由选择天线元件A及天线元件B产生。应了解，通过选择天线元件A-D中的一个或多个，天线装置110可产生15种辐射图形。
为清楚起见，未示出可通过选择天线元件A-D中之两个或更多个而产生之基本上全向的辐射图形。因此，应了解天线装置110可产生从高度定向至全向变化之辐射图形范围。因此，所得之辐射图形亦被称作天线配置。
图3说明在根据本发明的一个实施例中之系统100的示例性块图。系统100包括耦合至存储器330之处理器320。在某些实施例中，处理器320可包括微控制器、微处理器或专用集成电路(ASIC)。处理器320执行存储于存储器330中之程序。存储器330亦存储发送控制数据，该发送控制数据可由处理器320检索以控制天线装置110之天线配置之选择及控制通信设备120之物理数据速率之选择。
处理器320通过控制总线340耦合至天线元件选择器设备310。天线元件选择器设备310耦合至天线装置110以允许自图2中所描述之多个辐射图形中进行选择。处理器320控制天线元件选择器设备310以选择天线装置110之天线配置(即，多个辐射图形中之一)。
处理器320通过控制总线340进一步耦合至通信设备120。处理器320控制通信设备120以选择物理数据速率(即，多个物理数据速率中之一)。处理器320控制物理数据速率，通信设备120以此物理数据速率将数据位转换为经由天线装置110发送之RF信号。
在某些实施例中，处理器320可接收来自外部局域网(LAN)350之包数据、传输控制协议(TCP)包数据或用户数据报协议(UDP)包数据。处理器320将TCP或UDP包数据转换为802.11无线协议。处理器320选择天线装置110之天线配置，并将802.11无线协议发送至通信设备120，以便于以所述物理数据速率转换为经由天线装置110在无线链路(例如，无线链路140A)上发送至远程接收节点(例如，远程接收节点130A)之RF。
一般而言，通过处理器320执行之用于选择天线配置的方法包括为每一远程接收节点130建立一个具有发送参数控制数据的表。该表包括每一天线配置之链路品质量度。链路品质量度之某些实施例为成功率、有效用户数据速率、接收信号强度指示(RSSI)及误差向量幅度(EVM)。
在一实施例中，将成功率定义为指示为由特定远程接收节点130接收之数据包的数目除以发送至远程接收节点130之数据包的数目。该成功率可取决于用以在天线配置上发送之物理数据速率。有利地，该表可通过例如成功率来分类以使得可有利地选择高度成功的天线配置。
图4说明在根据本发明的一个实施例中之示例性软件层405、设备驱动器450及硬件层455的块图。软件层405及设备驱动器450包括由处理器320(在图3中)执行之指令。硬件层455包括关于图3所描述之系统100的硬件元件，诸如天线选择器设备310及通信设备120。尽管描述为软件及硬件元件，但是本发明之方面可利用软件、硬件及固件元件之任何组合实施。
软件层405包括发送控制选择410及反馈模块420。发送控制选择410包括探测调度器415。反馈模块420包括数据库425。硬件层455包括发送器460及接收器465。
发送控制选择410链接至反馈模块420。发送控制选择410经由链路430与设备驱动器450通信。反馈模块经由链路435与设备驱动器450通信。设备驱动器450经由链路440接收来自软件层405之包并发送所述包至硬件层455中之发送器460。设备驱动器450亦接收来自硬件层455中之接收器465的包并经由链路445发送所述包至软件层405。
发送控制选择410包括配置为基于反馈模块420或基于探测调度器415为设备驱动器450选择当前天线配置及当前物理数据速率的软件元件。探测调度器415包括配置为基于预定标准为发送控制选择410确定一未使用之天线配置及一未使用之物理数据速率的软件元件。该预定标准的一个实例为在设备驱动器450指示为接收到5个连续包之后确定一未使用之天线配置。反馈模块420包括配置为基于来自设备驱动器450之反馈来更新用于每一天线配置及每一物理数据速率之链路品质量度的软件元件。反馈模块420配置为将链路品质量度保持在数据库425中。下文中将针对图6及图7来描述软件层405、设备驱动器450及硬件层455之操作。
系统100之优点在于，发送控制选择410可基于来自接收节点之反馈(即，直接的或间接的)来选择例如天线装置110之最小化干扰之天线配置以便在至远程接收节点130A之无线链路140A上通信。设备驱动器450指示远程接收节点是否接收到以特定天线配置及物理数据速率发送的包。此外，发送控制选择410可基于所述反馈选择另一天线配置以便在至远程接收节点130B之无线链路140B上通信，由此改变天线装置110之辐射图形以最小化在无线链路140A和/或无线链路140B中的干扰。
发送控制选择410可选择对应于无线链路140A-140C之最大增益之适当天线配置。可替选地，发送控制选择410可选择对应于比无线链路140A-140C中之最大增益小之增益但对应于减少之干扰的天线配置。进一步的优点在于，发送控制选择410可选择在无线链路140A上的远程接收节点130A提供最大有效用户数据速率的物理数据速率。
图5说明在根据本发明的一个实施例中之发送控制数据之示例性表500，其示出多个天线配置510之成功率540及接收信号强度指示(RSSI)550。表500之行对应于天线装置110之多个天线配置510。举例而言，用于具有四个可选天线元件{A、B、C、D}之天线装置110之发送控制数据的表将具有15个可能的天线配置510，包括集合{A|B|C|D|AB|AC|AD|BC|BD|CD|ABC|ABD|ACD|BCD|ABCD}，及15行表项目。
在一优选实施例中，针对远程接收节点130A-130C中的每个，将表500保存在数据库425(图4)中。为了链路140A-140C中的每个的最优性能，远程接收节点130A-130C中的每个可需要不同天线配置和/或物理数据速率，因此可保存多个表500。举例而言，若5个远程接收节点130A-130E与系统100相关联，则处理器320将为所述5个远程接收节点130A-130E中的每个保持一个单独的表500。为便于讨论，将仅讨论单个表500。
表500为每一天线配置510存储尝试发送数目520及成功发送数目530。在设备驱动器450(在图4中)向远程接收节点指示发送一包之后，反馈模块420(在图4中)更新当前天线配置之尝试发送数目520。在设备驱动器450指示远程接收节点接收到该包之后反馈模块420更新成功发送数目530。在某些实施例中，除了当设备驱动器发送包时更新尝试发送数目520以外，反馈模块420可在设备驱动器450指示远程接收节点是否接收到该包之后更新尝试发送数目520。
表500亦存储成功率540及RSSI 550。尽管表500中说明了成功率540及RSSI 550，但是其它链路品质量度亦可存储在表500中，如电压驻波比(VSWR)、信号品质、位误差率及误差向量幅度(EVM)。成功率540包括成功发送数目530除以尝试发送数目520的计算。成功率540通常通过反馈模块420为尝试发送数目520的每次改变而更新：
Figure A20058000153100161
RSSI 550包括在接收器465中之进入(接收)信号之强度的指示(例如，对响应于发送至远程接收节点130A之包从远程接收节点130A接收的802.11ACK包所测量的)。RSSI 550可提供比成功率540较佳之测量以区分天线配置。当每一天线配置510用于尝试发送数目520及成功发送数目530的值较小时，RSSI 550可提供用于确定当前天线配置之较佳的链路品质量度。
在一实例中，若两个包通过使用两个分离的天线配置发送至远程接收节点130A并被接收，则仅基于相应的成功率540可能没有足够的信息来指示一个天线配置是否较可靠。换言之，两个分离天线配置中的每个具有100％的成功率540(例如，在2次尝试发送中有2次成功发送)。然而，RSSI 550可提供较精确的链路品质量度。举例而言，若一个天线配置之RSSI 550值为110，而另一个天线配置之RSSI 550值为115，则具有较强RSSI 550之天线配置将潜在地提供较稳定的无线链路(例如，在无线链路140A上)。
图6说明在根据本发明的一个实施例中关于图3、图4及图5之用于发送控制选择的示例性方法之流程图。在步骤605中，反馈模块420初始化数据库425。举例而言，在表500中，反馈模块420可将尝试发送数目520及成功发送数目530初始化为0。在某些实施例中，反馈模块420可确定表500之可替选初始化值。举例而言，反馈模块420可确定提供基本上全向之辐射图形之天线配置的初始化值。该天线配置之初始化值可以是成功率540或RSSI 550之较高的值以迫使发送控制选择410选择用于设备驱动器450之天线配置。
在步骤610中，设备驱动器450接收自软件层405发送之包。在步骤615中，设备驱动器450确定发送之类型。一般而言，设备驱动器450在包的初始发送与该包的重新发送之间进行区分。基于包为初始发送之确定，设备驱动器450向发送控制选择410查询当前天线配置及当前物理数据速率。
在步骤620中，发送控制选择410通过参考探测调度器415来确定是否执行探测。若探测调度器415确定不执行探测，则在步骤625中，发送控制选择410自表500中之多个天线配置中选择天线装置110之当前天线配置。举例而言，发送控制选择410选择具有最高成功率540之最佳等级的天线配置。在一可替选的实施例中，发送控制选择410选择具有最高RSSI 550之天线配置。
在步骤630中，发送控制选择410自通信设备120提供之多个物理数据速率选择当前物理数据速率，如针对图8进一步描述的。多个物理数据速率可如在用于无线网络之IEEE 802.11规范中定义，举例而言，其包括IEEE 802.11b的1Mbps、2Mbps、5.5Mbps及11Mbps的物理数据速率。在步骤635中，设备驱动器450发送所述包至硬件层455之发送器460。发送器460在当前天线配置上以当前物理数据速率在无线链路140上将包发送至特定远程接收节点(例如，远程接收节点130A)。
再次参看步骤615，若包未指示为被远程接收节点130A接收到，则该包之重发具有高的优先级。需要重发可指示无线链路140A中的问题。当包待被重发时，发送控制选择410尝试确定最可能成功之用于重发之天线配置及用于重发之物理数据速率。在步骤650中，发送控制选择410选择用于重发之天线配置。在某些实施例中，发送控制选择410选择在表500中的下一较低等级的天线配置。在步骤655中，发送控制选择410选择用于重发之物理数据速率。随后，发送器460如本文在步骤635中所述来发送所述包。
在某些实施例中，在步骤650中，发送控制选择410选择相同的当前天线配置，但在步骤655中，发送控制选择410渐进地降低包被重发至远程接收节点130A的物理数据速率。较低之物理数据速率应给予远程接收节点130A较多时间来得到对该包的成功接收。
在其它实施例中，对于每个重发，在步骤650中，发送控制选择410在基于成功率540和RSSI 550来选择下一天线配置之间交替。举例而言，在第一重发时，发送控制选择410基于成功率540来选择下一较低等级之天线配置。若设备驱动器450确定远程接收节点130A未指示接收到包，则设备驱动器450将重发该包，且发送控制选择410将基于RSSI 550选择下一较低等级的天线配置。针对每一随后至远程接收节点130A之重发，发送控制选择410在基于成功率540和RSSI 550来选择天线配置之间交替。
返回参看步骤620，当许多连续包成功地发送至远程接收节点130A且指示为由远程接收节点130A接收到，从而指示无线链路140A中之稳定性时，发送控制选择410可确定执行对未使用天线配置的探测。探测是将当前天线配置临时改变至未使用之天线配置中之一以便于对包进行发送。未使用之天线配置是任何一个不是当前天线配置的天线配置。探测允许反馈模块420更新未使用天线配置之表500的值。探测自觉且暂时地改变当前天线配置以确保数据库425不过期。此外，探测允许系统100预期无线链路140A中的改变。
基于通过参考探测调度器415对执行探测的肯定的确定，发送控制选择410在步骤640中选择一未使用之天线配置。在未使用之天线配置上发送可导致比当前天线配置高的成功率540等级。此外，在步骤645中，发送控制选择410亦可探测一未使用之物理数据速率，如在下文中进一步描述的。在步骤635中，发送器460将探测包发送至远程接收节点130A。
图7说明在根据本发明的一个实施例中，关于图3、图4及图5之用于反馈处理的示例性方法的流程图。在此实例中，如参看图6描述的，该方法在将包发送之后开始于步骤705。在步骤710中，反馈模块420递增当前天线配置之尝试发送数目520。
在步骤715中，设备驱动器450确定远程接收节点130A是否指示接收到所发送之包，如参看图6所讨论的。若远程接收节点130A指示接收到包，则在步骤720中，反馈模块420递增当前天线配置之成功发送数目530。在步骤725中，在某些实施例中，无论远程接收节点130A是否指示接收到包，反馈模块420均计算每一天线配置510之成功率540。
如先前相对于图5所讨论的，反馈模块420确定各种链路品质量度，其允许发送控制选择410选择天线配置。举例而言，在步骤730中，反馈模块420可确定用于远程接收节点130A之每一天线配置510的RSSI550。在步骤735中，反馈模块420可确定每一天线配置510之每一物理数据速率的有效用户数据速率。
在步骤740中，反馈模块420可根据成功率540将每一天线配置510分级。在步骤745中，反馈模块420亦可根据RSSI 550将天线配置510分级。如参看图8进一步描述的，在步骤750中，反馈模块420可根据有效用户数据速率将用于远程接收节点130A之每一天线配置510之每一物理数据速率分级。这使得发送控制选择410能够选择一物理数据速率，该物理数据速率可具有比当前物理数据速率高的有效用户数据速率。
有利地，软件层405确定诸如成功率540及RSSI 550之链路品质量度以使得为每个包选择具有经由无线链路140A-140C发送至远程接收节点130A-130C的高成功率540的天线配置。因为软件层405可自那些具有高成功率之天线配置中选择，所以这可提供较大的通过量。此外，因为反馈模块420不断地处理链路品质量度以确定至远程接收节点130A-130C之无线链路140A-140C的稳定性，所以软件层405可使包损失最小。
在某些可替选实施例中，对于如参看图6所述之重发，若设备驱动器450确定远程接收节点130A未指示接收到所发送之包，则发送控制选择410可执行一可替选方法来选择新的天线配置以便于包在无线链路140A上重发至远程接收节点130A。举例而言，发送控制选择410可将新的天线配置选择为表500中的下一较低等级天线配置。对于所述包的每一随后的重发，发送控制选择410可将新的天线配置选择为下一较低等级天线配置。
以此方式，发送控制选择410可通过″下移(walk down)″已分级之表500来选择新的天线配置直至一天线配置成功地发送该包。然而，因为无线链路140可在任何时间显著地改变，所以下移表500不能快速发现一新的好天线配置。因此，在一实施例中，发送控制选择410可选择多达3个在其上进行重发的下一较低阶天线配置。若这些相对高等级的天线配置均不成功，则无线链路140A可能已经改变，且发送控制选择410可自任何剩余之可用天线配置中随机选择新的天线配置。以此方式，发送控制选择410不会浪费时间依次搜索表500以获得好的天线配置。
在某些实施例中，反馈模块420可进一步优化对新天线配置之选择。在这些实施例中，数据库425中的表500可″老化″。举例而言，若由于干扰，许多包在当前天线配置上之成功发送被中断，则发送控制选择410可能不响应于该干扰而快速改变当前天线配置。不成功发送之数目的增加仅稍微降低当前天线配置之成功率540。
举例而言，若无线链路140A在100次包发送中有80次成功，则无线链路140A将具有80％的成功率540。若无线链路140A遭遇5次连续不成功之包发送，则成功率540降至大约76％。然而，通过使反馈模块420将表500老化一预定值，如2，发送控制选择410将对在无线链路140A中之改变更敏感，由此提高选择新天线配置的速度。
再次参考该实例，在使表500老化之后，当前天线配置将在50次尝试发送中具有40次成功发送，再次具有80％的成功率540。若无线链路140A再次遭遇5次连续不成功之包发送，则成功率540降至大约72％。以此方式，通过由反馈模块420使表500老化，较小数目的不成功发送对当前天线配置之成功率产生较大影响，由此允许发送控制选择410更快速地确定一较好的新天线配置。
在另一实施例中，发送控制选择410可自″历史上″已知具有较高成功率540之天线配置中选择新的天线配置。举例而言，在一段时间后，反馈模块420可将一个或多个天线配置分级为具有一贯较高的成功率540。发送控制选择410可自历史上好的天线配置中选择新的天线配置。
在又一实施例中，反馈模块420可将一阈值引入天线配置510之分级中。阈值设置一界限，天线配置之成功率540在该天线配置分级为比当前天线配置高和/或低之之前必须达到该界限以上。举例而言，将阈值设置为3％可防止发送控制选择410选择之新的天线配置仅具有比当前天线配置之成功率540高1％之成功率540。
因此，由于除非新的天线配置具有比当前天线配置充分高的成功率540，否则发送控制选择410将不改变为新的天线配置，所以引入阈值为无线链路140A-140C提供了稳定性。提供阈值限制了与自所有天线配置510中进行选择相关联的开销，但仍允许选择具有充分较高的成功率540的新天线配置。
图8说明在根据本发明的一贯实施例中，多个物理数据速率810之有效用户数据速率820的示例性表800。反馈模块420(即，通过处理器320执行)为天线装置110之每个允许的天线配置510及每个远程接收节点130A-130C将表800保持在数据库425中。然而，为清晰起见，该方法仅描述当前天线配置的表800。
表800包括对每一允许物理数据速率810之有效用户数据速率820的计算。在一实施例中，特定物理数据速率之有效用户数据速率820计算为与当前天线配置相关联之成功率540(图5)与该物理数据速率之事务处理通过量的乘积。举例而言，用于具有80％成功率之天线配置的物理数据速率为54Mbps之有效用户数据速率820计算如下：
成功率540＝80％
物理数据速率＝54Mbps
协议开销＝26.7Mbps
有效用户数据速率820＝80％*(54Mbps-26.7Mbps)＝21.84Mbps。
因为较高物理数据速率未必导致无线链路140A-140C上的较高数据通过量，所以反馈模块420计算并追踪每一允许物理数据速率810之有效用户数据速率820。举例而言，与切换到用于具有相对低之成功率540之天线配置的较高物理数据速率相比，切换到用于具有相对高之成功率540之天线配置的较低物理数据速率可提供较高的总数据通过量。以此方式，发送控制选择410可将当前物理数据速率改变至在无线链路140A-140C上提供较高有效用户数据速率820的新物理数据速率。
类似于相对于图6描述之用于探测未使用天线配置之探测方法，探测调度器415(图4)可确定探测一个或多个未使用之物理数据速率以选择新的物理数据速率。通过探测，反馈模块420可针对未使用之物理数据速率来更新表800。反馈模块420然后确定未使用物理数据速率之有效用户数据速率820且根据有效用户数据速率820将表800分级。此后，发送控制选择410可选择具有较高有效用户数据速率820的新物理数据速率。因此，反馈模块420防止表800之数据变得过期并方便了选择适当的新物理数据速率。
在某些实施例中，为了进一步优化对新的物理数据速率之选择，反馈模块420以类似于本文针对表500之老化而描述的方式来使数据库425中的表800老化。因此，发送控制选择410可较快速地确定新的物理数据速率。在另一实施例中，发送控制选择410可自″历史上″已知具有较高有效用户数据速率820之物理数据速率810中选择新的物理数据速率。因此，反馈模块420可追踪具有一贯较高的有效用户数据速率820之物理数据速率。发送控制选择410自所述历史上较高之物理数据速率中选择新的物理数据速率。
在又一实施例中，反馈模块420可执行将一阈值引入以便于选择新物理数据速率的方法。阈值设置一界限，物理数据速率之有效用户数据速率820在该物理数据速率被选为新的物理数据速率之前必须达到该界限以上。因此，引入阈值允许软件层405最大化数据通过量，同时仍允许将具有充分较高之有效用户数据速率820的物理数据速率选为新的物理数据速率。
在某些实施例中，反馈模块420不是将整个表500及整个表800保持在数据库425中，相反，反馈模块420可追踪有限数目之天线配置的成功率540及有限数目之物理数据速率810的有效用户数据速率820。通过追踪所述有限数目之天线配置及所述有限数目之物理数据速率810，反馈模块420需要较少之存储及处理时间来保持和确定相应的成功率540及有效用户数据速率820。
为了追踪有限数目之天线配置，反馈模块420将允许的天线配置映射至逻辑天线中并限定每一逻辑天线与至少一个其它逻辑天线之间的关系。反馈模块420亦将允许的物理数据速率810映射至逻辑数据速率中并限定每一逻辑数据速率与至少一个其它逻辑数据速率之间的关系。
为说明之目的，一示例性映射将当前逻辑天线限定为具有一上逻辑天线及一下逻辑天线。举例而言，再次参看图2，若当前逻辑天线配置对应于具有辐射图形215之天线配置，则上逻辑天线可以是具有辐射图形205之天线配置。下逻辑天线可以是具有组合辐射图形210之天线配置。应注意，当前逻辑天线、上逻辑天线及下逻辑天线可以是任何天线配置，而不需要是如图2中所描绘之″相邻″天线配置。
类似地，用于当前逻辑数据速率的示例性映射将当前逻辑天线限定为具有一上逻辑数据速率及一下逻辑数据速率。举例而言，对于802.11a而言，对应于36Mbps之物理数据速率的当前逻辑数据速率具有对应于48Mbps之物理数据速率的上逻辑数据速率及对应于24Mbps之物理数据速率的下逻辑数据速率。
因此，通过限定当前、上及下映射，反馈模块420追踪成功率540的三个值及有效用户数据速率820的三个值。反馈模块420能够根据所述映射迅速将可用于经由无线链路140A-140C传输之新逻辑天线或逻辑数据速率分级。本领域技术人员应了解，在不偏离本文所述的本发明精神的情况下，可通过反馈模块420实施并追踪各种可替选的映射(例如，上上逻辑天线及下下逻辑天线)。
在操作中，为了通过设备驱动器450发送一包，发送控制选择410可选择具有比当前逻辑天线高的成功率540的上逻辑天线或下逻辑天线。为了确定是上逻辑天线还是下逻辑天线具有较高的成功率540，发送控制选择410周期性地探测上逻辑天线及下逻辑天线或在其上发送包以允许反馈模块420更新数据库425。接着，若发送控制选择410确定改变当前逻辑天线，则反馈模块420确定是上逻辑天线还是下逻辑天线提供较高的成功率540，且发送控制选择410将该逻辑天线选为新的逻辑天线。
类似地，反馈模块420执行用于优化物理数据速率的方法。通过确定上逻辑数据速率或下逻辑数据速率之有效用户数据速率820，发送控制选择410可将当前逻辑数据速率改变为在无线链路140A-140C上提供较高有效用户数据速率820的新逻辑数据速率。发送控制选择410可探测上逻辑数据速率及下逻辑数据速率以允许反馈模块420更新数据库425并确定哪个逻辑数据速率提供较高的有效用户数据速率820。
发送控制选择410可进一步执行用于选择新逻辑天线或新逻辑数据速率之其它优化。在一实施例中，发送控制选择410为当前逻辑天线上的每一发送在上逻辑天线与下逻辑天线上交替地发送包。因为探测在上逻辑天线与下逻辑天线上交替发送，以努力确定是上逻辑天线还是下逻辑天线具有比当前逻辑天线高的成功率540，所以这提供了快速收敛于具有较高成功率540之新逻辑天线的优点。类似地，发送控制选择410可通过以上逻辑数据速率及下逻辑数据速率发送一包来快速收敛于具有较高有效用户数据速率820的新逻辑数据速率。在某些实施例中，发送控制选择410可对上逻辑天线及下逻辑天线和/或上逻辑数据速率及下逻辑数据速率进行周期性探测。举例而言，在当前逻辑天线上每发送5个包，发送控制选择410可对上逻辑天线及下逻辑天线探测一次。
本文已根据若干优选实施例描述了本发明。本领域技术人员根据对本发明之说明书的理解、附图的研究及实践易了解本发明的其它实施例，包括本文描述之实施例之替选、修正、变更及等效物。上述实施例及优选特征应理解为示例性的，本发明由随附权利要求限定，因此其包括在本发明之实际精神及范畴内的所有这些替选、修正、变更及等效物。应认识到，如本文所使用之术语″包含″、″包括″及″具有″应特别地理解为开放式技术术语。

Claims (25)

1.一种系统，包括：
天线装置，其具有多个天线配置，每一天线配置对应于一辐射图形；
通信设备，其针对多个物理数据速率而配置，该通信设备耦合至该天线装置；及
处理器，其配置为执行一程序，从而执行包括如下步骤之方法：
选择该天线装置之当前天线配置，
选择该通信设备之当前物理数据速率，
用该当前天线配置以该当前物理数据速率将一包发送至远程接收节点，
确定该远程接收节点是否接收到该包，及
基于该确定改变该当前天线配置。
2.如权利要求1之系统，其中该方法进一步包括通过将发送至该远程接收节点之包数目与指示为被该远程接收节点接收到之包数目相比，确定所述多个天线配置中每个天线配置的成功率。
3.如权利要求2之系统，其中该方法进一步包括基于该成功率将所述多个天线配置中的每个天线配置分级。
4.如权利要求3之系统，其中改变该当前天线配置包括选择成功率等级比该当前天线配置高的所述多个天线配置中之一。
5.如权利要求1之系统，其中该方法进一步包括确定所述多个天线配置中每个天线配置的链路品质量度。
6.如权利要求5之系统，其中该链路品质量度包括接收信号强度指示。
7.如权利要求1之系统，其中该方法进一步包括：
选择一未使用之天线配置；
用该未使用之天线配置将一探测包发送至该远程接收节点；
确定该远程接收节点是否接收到该探测包；及
基于对该远程接收节点是否接收到该探测包之确定、相对于该当前天线配置来改变该未使用之配置的等级。
8.如权利要求1之系统，其中该方法进一步包括基于发送至该远程接收节点之包数目、指示为被该远程接收节点接收到之包数目及所述多个物理数据速率中的每个物理数据速率来确定该物理数据速率的有效用户数据速率。
9.如权利要求8之系统，其中该方法进一步包括基于该有效用户数据速率将所述多个物理数据速率中的每个物理数据速率分级。
10.如权利要求9之系统，进一步包括将该当前物理数据速率改变为具有一较高等级的有效用户数据速率之所述多个物理数据速率中之一。
11.如权利要求1之系统，其中该方法进一步包括：
选择一未使用之物理数据速率；
以该未使用之物理数据速率将一探测包发送至该远程接收节点；
确定该远程接收节点是否接收到该探测包；及
基于对该远程接收节点是否接收到该探测包之确定、相对于该当前物理数据速率来改变该未使用之物理数据速率的等级。
12.一种方法，包括：
选择具有多个天线配置的天线装置中的当前天线配置；
自多个物理数据速率中选择一当前物理数据速率；
用该当前天线配置以该当前物理数据速率将一包发送至远程接收节点，
确定该远程接收节点是否接收到该包；及
基于该确定改变该当前天线配置。
13.如权利要求12之方法，进一步包括通过将发送至该远程接收节点之包数目与指示为被该远程接收节点接收到之包数目相比，确定所述多个天线配置中每个天线配置的成功率。
14.如权利要求13之方法，进一步包括基于该成功率将所述多个天线配置中的每个天线配置分级。
15.如权利要求12之方法，进一步包括确定所述多个天线配置中每个天线配置的链路品质量度。
16.如权利要求15之方法，其中该链路品质量度包括接收信号强度指示。
17.如权利要求12之方法，进一步包括：
选择一未使用之天线配置；
用该未使用之天线配置将一探测包发送至该远程接收节点；
确定该远程接收节点是否接收到该探测包；及
基于对该远程接收节点是否接收到该探测包之确定、相对于该当前天线配置改变该未使用之天线配置的等级。
18.如权利要求12之方法，进一步包括基于发送至该远程接收节点之包数目、指示为被该远程接收节点接收到之包数目及所述多个物理数据速率中的每个物理数据速率来确定该物理数据速率的有效用户数据速率。
19.如权利要求12之方法，进一步包括：
选择一未使用之物理数据速率；
以该未使用之物理数据速率将一探测包发送至该远程接收节点；
确定该远程接收节点是否接收到该探测包；及
基于对该远程接收节点是否接收到该探测包之确定、相对于该当前物理数据速率来改变该未使用之物理数据速率的等级。
20.一种方法，包括：
将天线装置中之多个天线配置的每个天线配置映射至一逻辑天线；
将多个物理数据速率中的每个物理数据速率映射至一逻辑数据速率；
选择第一逻辑天线；
选择第一逻辑数据速率；
用该第一逻辑天线以该第一逻辑数据速率将一包发送至远程接收节点；
确定该远程接收节点是否接收到该包；及
基于该确定改变该第一逻辑天线。
21.如权利要求20之方法，进一步包括：
计算该第一逻辑天线之第一链路品质量度；
选择第二逻辑天线；
用该第二逻辑天线将一探测包发送至该远程接收节点；
基于对该远程接收节点是否接收到该探测包之确定来确定第二链路品质量度；及
基于该第二链路品质量度将该第一逻辑天线改变为该第二逻辑天线。
22.如权利要求21之方法，其中每一链路品质量度包括通过将用该逻辑天线发送至该远程接收节点之包数目与指示为被该远程接收节点接收到之包数目相比而计算的成功率。
23.如权利要求21之方法，其中每一链路品质量度包括接收信号强度指示。
24.如权利要求20之方法，进一步包括：
计算该第一逻辑数据速率之第一有效用户数据速率；
选择第二逻辑数据速率；
以该第二逻辑数据速率将一探测包发送至该远程接收节点；
基于对该远程接收节点是否接收到该探测包之确定来确定第二有效用户数据速率；及
基于该第二有效用户数据速率将该第一逻辑数据速率改变为该第二逻辑天线。
25.一种系统，包括：
具有多个天线配置的天线装置；
针对多个物理数据速率配置的通信设备；及
用于通过包括所述多个天线配置中之一及所述多个物理数据速率中之一的发送组合，将一包发送至远程接收节点的装置；及
用于基于对该包是否指示为被该远程接收节点接收到之确定来改变该发送组合的装置。
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