CN101500295B - 基站设备和终端设备 - Google Patents

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Abstract

一种基站设备，它对应于基站设备的第一基站设备并被连接到终端设备，第一基站设备相对于第二基站设备传送和接收第一分组，所述第二基站设备对应于另一个基站设备并相对于终端装置传送和接收第二分组，所述第一基站设备将第三分组传送至第二基站设备，第三分组对应于将被从第一基站设备传送的第一分组中的一个并包括第一数据项，所述第二基站设备以第一数据项识别第一基站设备是基站设备中的一个，所述第三分组被通过鉴权进程或联系进程使用，所述的鉴权进程或联系进程用于将第一基站设备无线连接到第二基站设备。

Description

基站设备和终端设备
本申请为同一申请人于2002年9月27日递交的发明名称为“基站设备和终端设备”、申请号为02143400.X的中国专利申请的分案申请。
本申请基于2001年9月28日申请的在先日本专利申请NO.2001-304700，并根据其要求优先权，在此引入其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及包括多个基站和多个终端的通信系统，其中每个终端都连接到基站中的一个。本发明尤其涉及用于不被基站与终端间通信影响且不影响基站的无线连接基站的技术。
背景技术
对于无线LAN来说，基于IEEE802.11(1999年版本的ISO/IEC8802-11：1999(E)ANSI/IEEE Std 802.11)的无线LAN系统广为人知。作为这种无线LAN系统的一种形式，其中一个基站覆盖多个终端的称为基本业务组(BSS)的单元得以使用，而多个BSS形成一个网络。连接相邻BSS的结构元素被称为分配系统(DS)。基站建立(设置)到该DS的连接，而分组被经过基站在BSS和DS之间传送。由DS扩展的整个网络被称作ESS(扩展业务组)。在IEEE802.11无线LAN系统中并未载明关于DS的实施的描述。
当连接至特定基站的终端将数据传送至连接至另一基站的终端时，基站之间的通信也被用于蜂窝电话系统内。
常规无线LAN系统存在着以下问题：
(1)经过无线通信连接基站时未建立实际协议。
(2)由于多个终端连接至一个基站，基站之间通信的较低可靠性严重影响整个系统。
(3)无线资源被消耗于基站之间的通信，尤其在基站和终端经过无线通信连接的系统内更是如此，这样每个基站覆盖的区域内的通信容量减少。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种基站设备，该设备可以有效地无线连接另一个基站，并可以与另一个基站通信，这种通信不被基站和终端之间的通信所影响也不影响所述的基站。
本发明的另一个目的是提供一种终端设备，该设备可以有效地与基站通信，而所述的基站可以与其它的基站通信。
根据本发明的第一方面，提供了一种基站设备，它对应于多个基站设备的第一基站设备并被连接到多个终端设备，第一基站设备相对于第二基站设备传送和接收第一分组，所述第二基站设备对应于另一个基站设备，并且相对于终端装置传送和接收多个第二分组，所述第一基站设备包括：发射机单元，它被配置为将第三分组传送至第二基站设备，第三分组对应于将被从第一基站设备传送的第一分组中的一个并包括第一数据项，所述第二基站设备以第一数据项识别第一基站设备是基站设备中的一个，所述第三分组被通过鉴权进程或联系进程使用，所述的鉴权进程或联系进程用于将第一基站设备无线连接到第二基站设备。
根据本发明的第二方面，提供了一种基站设备，它对应于多个基站设备的第一基站设备并被连接到多个终端设备，第一基站设备相对于第二基站设备传送和接收多个分组，所述第二基站设备对应于另一个基站设备，第二基站设备广播同步信号，所述第一基站设备包括：同步单元，它被配置为基于由第二基站设备所广播的同步信号，以第二基站设备的传输定时来同步用于传送分组的第一基站设备的传输定时；以及发射机单元，它被配置为在第一基站设备的传输定时与第二基站设备的传输定时同步时，将第一分组传送至第二基站设备，所述第一分组对应于将被从第一基站设备传送的分组中的一个并包括第一数据项，所述第二基站设备以第一数据项识别第一基站设备是基站设备中的一个，所述第一分组通过鉴权进程或联系进程使用，所述的鉴权进程或联系进程用于将第一基站设备无线连接到第二基站设备。
根据本发明的第三方面，提供了一种终端设备，它对应于多个终端设备的第一终端设备并被连接到多个基站设备，第一终端设备相对于基站设备以及除第一终端设备之外的终端设备传送和接收多个分组，所述第一终端设备包括：接收机单元，它被配置为接收第二分组且不将第二分组寻址到第一终端设备；以及传输控制单元，它被配置为当第二分组满足预定条件时，控制用于从第一终端设备传送第一分组的操作，当第一分组未满足所述条件时，不控制所述操作，所述条件是在基站设备与除第一终端设备之外的多个终端设备之间传送和接收第二分组。
附图说明
图1示出了根据本发明第一实施例的无线LAN系统的总体布置实例；
图2示出了根据本发明第一实施例的另一无线LAN系统的总体布置实例；
图3是基站设备的功能方框图；
图4是终端设备的功能方框图；
图5是用于解释直至基站AP1和AP2通过两者之间通信将彼此的同伴识别为基站的进程的图；
图6是用于解释IEEE802.11规定的MAC帧的图；
图7A示出了基站AP1的地址表的实例；
图7B示出了基站AP2的地址表的实例；
图8A示出了一个系统配置的实例以解释NLOS(非视距)通信；
图8B示出了一个系统配置的实例以解释LOS(视距)通信；
图9是用于解释使用MAC帧地址段的方法的图；
图10示出了用于解释经过两个基站的无线通信的进程的顺序；
图11A和11B是用于解释在基站和终端内接收数据帧时的过程的流程图；
图12是示出了本发明第三实施例的无线LAN系统主要部分布置实例的图；
图13是示出了定向天线2的布置实例的方框图；
图14是用于解释直至基站AP1和AP2通过两者之间通信将彼此同伴识别为基站的进程的流程图；
图15是示出了根据本发明第四实施例的无线LAN系统主要部分布置实例的图；
图16是示出了基站设备的布置实例的方框图；
图17是示出了自适应天线阵的布置实例的方框图；
图18是示出了控制发射机功率的基站设备主要部分布置实例的方框图；
图19是用于解释基站设备的处理操作的流程图；
图20是用于解释在基站间交换数据时的发射机功率控制进程的图；
图21是用于解释基站的发射机功率控制进程的流程图；
图22是用于解释在执行共用密钥鉴权的情况下基站之间交换数据时的发射机功率控制进程的图；
图23是用于解释在联系内执行发射机功率控制的情况下基站之间交换数据时的发射机功率控制进程的图；
图24是示出了控制载波检测电平的基站设备布置实例的方框图；
图25是用于解释基站设备的载波检测电平控制进程的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图来描述本发明的优选实施例。
本发明将例示IEEE802.11无线LAN系统。但本发明并不仅限于IEEE802.11无线LAN系统，而可能适用于其它无线LAN系统，以及例如FWA(固定无线接入)和BWA(宽带无线接入)的无线MAN(城域网)系统。
根据以下将要描述的实施例的通信系统可应用于包括多个基站和多个终端的通信系统，在所述包括多个基站和多个终端的通信系统中，基站无线地互连，每个终端都通过导线或无线连接到基站中的一个。当特定基站无线连接至另一个基站并通过导线连接到终端时，该基站必须具有用于与另一个基站无线通信的第一通信单元，以及用于通过导线与终端通信的第二通信单元。
在这种通信系统中，以下将要描述的实施例可应用于基站无线连接至另一基站的情况，以及无线连接到基站的终端与基站通信等情况。
(第一实施例)
以下将解释直至两个基站在这两个基站中的一个连接至另一个时将彼此的同伴识别为基站为止的进程。
图1示出了IEEE802.11无线LAN系统中由两个BSS(第一和第二BSS)形成的ESS(扩展业务组)的布置。
第一BSS包括作为接入点的基站AP1，以及连接至基站AP1的多个(例如在此情况下为两个)无线终端(以下简称为终端)STA11和STA12。每个终端都作为IEEE802.11无线LAN系统的站。第二BSS包括作为接入点的基站AP2，以及连接至基站AP2的多个(例如在此情况下为两个)无线终端(以下简称为终端)STA11和STA12。
如图1所示，基站(例如AP1)可能会连接至有线网5。
图3示出了基站AP1和AP2主要部分的布置实例。在以下描述中，当无需区别基站AP1和AP2彼此(例如对两个基站共同的解释)时，可将它们简称为基站AP。
在图3中，接收机11经过天线20接收从终端或另一个基站传送的信号(对应于分组)，并经过包括解调和解码的过程来生成接收信号。发射机12生成将被经过天线20传送至终端或另一基站的信号(对应于分组)，并向天线20提供这种信号。
将由接收机11作为接收信号接收的分组输入接收控制单元13，它执行遵守IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)的预定处理过程等。
传送控制单元14执行遵守IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)的预定处理过程等，所述预定处理过程等包括将被广播或需被单播至终端或另一基站的分组的生成。由传送控制单元14生成的分组被作为传送信号经过发射机12传送至终端或另一基站。以下将解释地址表21和定时器22。
图4大略地示出了终端STA11、STA12、STA21以及STA22主要部分的布置实例。在以下描述中，当无需区别终端STA11、STA12、STA21以及STA22彼此(例如对所有终端共同的解释)时，可将它们简称为终端STAs，而终端STA11、STA12、STA21以及STA22中的一个可以简称为终端STA。
终端STA至少包括天线200、接收单元201、传送单元207、数据处理单元208以及定时器210。
例如，当生成将被作为分组传送的数据时，或在用户的操作发出分组的传输指令(生成传输请求)时，数据处理单元208将分组传递至传送单元207以响应该请求。传送单元207将分组(例如IP分组)转换为IEEE802.11规定的MAC帧。作为数字数据的MAC帧被转换为预定频率(例如2.4GHz)的无线电信号，而所述无线电信号被作为无线电波从天线200传送。
另一方面，接收单元201将由天线200接收的信号转换为作为数字数据的MAC帧，从该MAC帧内的信息段提取接收数据(分组)，并将该数据传送至数据处理单元208。在这种情况下，数据处理单元208例如执行用于将接收数据显示在显示屏上的过程。应当注意的是，数据处理单元208可能执行其它各种数据过程。
定时器201用于由IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)规定的TSF(定时同步功能)。以下将描述定时器(TSF定时器)210。
以下将解释在图1所示的布置内基站AP2接入基站AP1的情况。假定基站AP1并不知道(识别)基站AP2的存在。甚至在这种情况下，基站AP2仍可以接收从基站AP1传送的并由IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)规定的信标帧。
图5是一个流程图，用于解释直至在基站AP2连接至基站AP1时基站AP1和AP2将彼此的同伴识别为基站为止的进程。将参考该流程图给出以下解释。
根据IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)的技术规范，在BSS内所有连接到特定基站的终端都被以该基站的定时器22同步。也就是说，基站带有定时器(TSFC(定时同步功能)定时器)22，且周期性地将包括定时器值的信标帧传送至连接到基站的终端。接收到所述信标帧时，终端立即将自己的定时器(TSF定时器)210调整为所述信标帧中包括的时间戳字段内的定时器值，从而与基站同步。由于信标帧具有这种功能，所以它也被称为同步信号。
以下将描述这样一种情况，即基站AP2将自己定时器22的值调整(同步)为基站AP1定时器22的值，然后连接基站AP1。
如图5所示，基站AP2接收从基站AP1周期性地传送的信标帧(步骤S301)。
根据IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)的技术规范，由于是以基站AP1定时器22的定时器值的拷贝(时间戳值)来写所接收信标帧的时间戳字段，所以基站AP2在其定时器22内设置所接收时间戳值(步骤302)。
基站AP2起动用于使基站AP1将自站AP2识别为基站的进程。
根据IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)的技术规范，接下来是鉴权和联系过程。在本实施例中，将基站AP2是基站通知基站AP1的数据项被写在至少一个鉴权和联系过程内使用的帧内。
如图6所示，由IEEE802.11规定的MAC帧包括最多为30字节的存储各种类型控制信息的信头，最多存储2312字节数据的数据段，以及用于检查数据是否被正常传送的帧校验序列(FCS)。
MAC帧包括三种类型的帧，即诸如鉴权帧、联系帧等的管理帧，诸如ACK(确认)帧、RTS(请求发送)帧、CTS(清除发送)帧等的接入控制内使用的控制帧，以及用于数据通信的数据帧。这三种MAC帧中每一种的类型都由MAC信头内的帧控制段中的“类型”来指示。此外，帧控制段内的“子类型”指示MAC帧的明细类型，例如信标、鉴权、联系、ACK、RTS(请求发送)、CTS(清除发送)等。
帧控制段包括“到DS”字段(1比特)和“自DS”字段(1比特)。因为“0”始终被写在这些字段内，所以这些字段用于数据帧内而不用于其它类型的帧(例如鉴权帧和联系帧)内。本实施例中，在鉴权(或联系)之后，基站AP2立即将“1”写入“到DS”和“自DS”字段，并将该帧以图6示出的帧格式传送到基站AP1。在图5中，鉴权之后即传送“到DS”和“自DS”字段＝“1”的帧。在这种情况下，基站的传送控制单元13必须附加地具有一种处理功能，即一经执行对应于将基站作为同伴的鉴权的过程就以“1”来重写将被传送帧的“到DS”和“自DS”字段的内容。另一方面，基站的接收控制单元13必须附加地具有一种处理功能，即一经执行对应于将基站作为同伴的鉴权的过程就检查所接收帧内的“到DS”和“自DS”字段。
基站AP2将请求鉴权的由IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)规定的帧(鉴权事务序列号(以下简称为ATSN)＝1的鉴权帧)传送到基站AP1(步骤S303)。在所述的帧中，“到DS”和“自DS”字段为“1”。由于“到DS”和“自DS”字段为“1”，一旦接收到所述的帧，基站AP1就在所接收帧的信源为基站的假定下将由IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)规定的鉴权帧(ATSN＝2)传送至基站AP2(步骤S304)。“到DS”和“自DS”字段在该帧内为“1”。
如果鉴权已成功，基站AP2然后将由IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)规定的联系请求帧传送至基站AP1(步骤S305)。一旦接收到该帧，基站AP1将由IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)规定的联系响应帧传送至基站AP2(步骤S305)。如果联系已成功，基站AP1将基站AP2识别为基站(步骤S307)。
一经联系就可能传送“到DS”和“自DS”＝“1”的帧。
根据IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)的技术规范，“性能信息”字段被插入诸如联系请求、信标、探测响应帧等的帧内，但“性能信息”内用于描述ESS和IBSS的段仅被用于信标帧和探测响应帧的情况。因此，一经联系即将通知基站AP1基站AP2是基站的信息(数据项)写入所述的段。在这种情况下，基站AP1当然也可以与以上所述类似地将基站AP2识别为基站。
基站AP1借助迄今为止描述的进程将基站AP2识别为基站。
为了在DS通信中将帧从一个BSS内的第一终端中继到另一个BSS内的第二终端，每个基站都可能带有地址表21，它登记连接至每个基站的终端的地址(例如MAC地址)。
如图7A和7B所示，地址表21登记了连接至特定基站的终端的地址(例如MAC地址)，该地址与作为中继设备的所述基站的地址(例如MAC地址)相一致。例如，图7A示出了对应于基站AP1所属的第一BSS的地址表，而图7B示出了对应于基站AP2所属的第二BSS的地址表。
在以下的描述中，基站AP1和AP2的地址(MAC地址)分别为“AP1”和“AP2”，将不变地使用它们的参考标记，而终端STA11、STA12、STA21以及STA22的地址(MAC地址)为分别为“STA11”、“STA12”、“STA21”以及“STA22”，将不变地使用它们的参考标记。同样，基站的地址(MAC地址)被用作基站所属的BSS的标识符(BSSID)。
在图5中的步骤S307完成时，基站AP1仍未得到指示连接至基站AP2的终端的信息(例如图7B内示出的地址表)。同样，基站AP2仍未得到指示连接至基站AP1的终端的信息(例如图7A内示出的地址表)。因此，基站AP1和AP2将相互交换其地址表(步骤S308)。结果是，基站AP1除了图7A内所示出的地址表之外还可以得到图7B内所示出的地址表(步骤309)。同样，基站AP2除了图7B内所示出的地址表之外还可以得到图7A内所示出的地址表(步骤309)。
如此，由于每个基站具有其它基站的地址表，基站可据此轻易地中继数据帧。也就是说，如果由基站接收的数据帧寻址到该基站所属BSS之外的BSS，基站将查阅地址表以确定将该数据帧将被传送到的BSS以及下一个基站，并可以将该数据帧传送至下一个基站。
基站AP1和AP2无需自己保持这种地址表21。例如，如图2所示，可以增加管理所有基站地址表的管理设备100并可以将其连接至每个基站AP1和AP2。在这种情况下，基站AP2在图5的步骤S308内将对应于该基站的BSS的地址表(图7B)登记在管理设备100内。基站可能在其必须查阅地址表时接入管理设备100。
在小规模系统中，每个基站可能仅持有对应于自己的BSS的地址表，而不必持有其它基站的地址表。在这种情况下，当由系统内的基站接收的数据帧寻址到该基站所属BSS之外的BSS时，该基站可能会将数据帧传送至其它的全部基站。
如此，基站AP2被基站AP1识别为基站并建立与基站AP1的连接，并且可以实现与基站AP1的DS通信。与此同时，基站AP2可以与自己的第二BSS内的终端通信。也就是说，基站AP2开始输出信标帧。
第二BSS内的终端(例如STA21)接收从基站AP2传送的信标帧，然后可以与基站AP2以及第二BSS内的另一个终端(例如STA22)通信。同样，第二BSS内的终端(例如STA21)可以经过基站AP2与属于第一BSS的基站AP1通信。此外，第二BSS内的终端(例如STA21)可以经过基站AP1与属于第一BSS的终端(例如STA21)通信。而且，第二BSS内的终端(例如STA21)可经过基站AP1与有线网上的终端通信。
如上所述，根据第一实施例可以建立基站之间的无线通信连接并可以轻易地形成DS，因此可以轻易增加新基站。由于需要时可轻易地增加新基站，因此可以采取迅速的行动来扩宽通信区以及改善终端在非常差的无线通信环境中的通信质量。
以下将参照图8A和图8B来描述增加新基站而得到的优点。
图8A示出了终端501至503存在于和基站AP1不在墙壁等的同一侧的会议室内的情况。在这种情况下，基站AP1和终端STA501至STA503之间的通信因为墙壁的存在就变成NLOS(非视距)通信，这将导致较差的通信条件。因此，作为新基站的基站AP2就位于可以轻易地与基站AP1和终端STA501至STA503通信的位置处，即在如图8所示的可以保证与终端STA501至STA503的LOS(视距)通信的位置处。
基站AP1和AP2无线连接，而终端STA501至STA503无线连接到基站AP2。由于是通过基站AP2作为中继点来建立基站AP1和终端STA501至STA503之间的通信，与图8A内示出的布置相比可以实现更快、更高质量的通信。
这样，基站不仅可被增加在无线LAN系统内还可被增加在FWA等的系统内。
在第一实施例中，基站AP2和AP1的定时器22被同步(两个基站以近乎相同的定时传送诸如信标帧等的帧)。因此，第一和第二BSS可被同步，而且可以避免BSS之间的隐藏终端问题。也就是说，可以由IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)规定的NAV(网络分配矢量)来避免可以接收第一和第二BSS内信号的终端之间在传送帧时冲突的概率。根据第一实施例，干扰可被消除且可以改善各个BSS内的通信质量。
由于基站AP1和AP2的定时器22被同步，这些基站将以近乎相同的定时来传送信标帧。因此，从基站AP2传送信标帧时，通常无法接收来自基站AP1的信标帧，因为该信标帧是被以相同的定时传送的。
因此，基站AP2的传送控制单元14在传送信标帧预定次数之后可能会停止信标帧的传输，并接收从基站AP1传送的信标帧以检查信标帧的传输定时是否被与基站API的同步。可能会调整信标帧的传输定时。
或者，当基站AP2在接收阶段没有从基站AP1接收到任何信标帧时，它可能会确定信标帧传输定时已被与基站AP1的同步。另一方面，当基站AP2在接收阶段从基站AP1接收到信标帧时，它可能会将自己的信标帧传输定时调整为基站AP1的信标帧传输定时。
此外，当基站AP1和AP2使用不同信道传送信标帧时，基站AP2可能具有用于基站AP1使用其传送信标帧的信道的另一个接收单元。在这种情况下，基站AP2甚至在传送信标帧时仍可以从基站AP1接收信标帧，从而将信标帧传输定时调整为基站AP1的信标帧传输定时。
(第二实施例)
在第一实施例中，基站AP2将其定时器22的定时器值调整(同步)为基站AP1的定时器值，然后接入基站AP1(图5中的步骤S302)。但本发明并不仅限于这一特定情况，基站AP2可能会与基站AP1异步运行。也就是说，可能会省略图5内的步骤S302中的过程(即用于基于从基站AP1传送的信标帧将自身定时器22的定时器值调整为基站AP1定时器值的过程)。
在基站AP1和AP2同步或不同步地运行的情况下，当基站AP1(AP2)接收到被在基站AP1(AP2)所属的第一BSS(第二BSS)内交换的帧时，基站AP1(AP2)将设置传输等待时间(设置NAV)以避免冲突。
在基站AP1和AP2异步运行的情况下，它们以不同的定时传送信标帧。在这种情况下，基站AP2不仅接收被在基站AP1所属的第一BSS内交换的信标帧，还从基站AP1接收信标帧。根据现有技术，当接收被在第一BSS内交换的帧以及从基站AP1接收帧时，基站AP2将设置NAV以避免与它们的冲突。为此，基站AP2和AP1之间的通信以及第二BSS内的通信被完全抑制。这同样适用于基站AP1。
为了解决这一问题，基站AP可能会故意允许无线电波冲突，并给予基站之间的通信高于自站所属BSS内的通信的优先权。
接收到帧之后，根据第二实施例的基站立即检查该帧的地址段，而且(a1)当所接收帧是从不同于基站所属BSS的另一个BSS传送到基站的帧时，或者当所接收帧是其目的地或信源是基站的BSS内终端的帧时，基站执行预定接收过程，(a2)当所接收帧是用于基站所属BSS内终端之间未被基站中继的通信的帧时，基站将做出抑制从基站的帧传输的操作(设置NAV)，此外，(a3)当所接收帧是仅用于不同于基站所属BSS的另一BSS内的通信的帧时，基站将删除所接收的帧而不会处理其(不设置任何NAV)。
在(a3)情况下，由于未设置NAV，当基站AP2(或AP1)具有将被传送至其它基站AP1(或AP2)的帧时，基站AP2(或AP1)可以迅速地启动到其它基站AP1(或AP2)的传输。
而且，当基站AP2(或AP1)具有将被传送至基站所属BSS内的终端的帧时，如果BSS内未实现通信，基站AP2(或AP1)可以迅速地启动到该终端的传输。
根据现有技术，当第一和第二BSS内的特定终端可以接收帧时，该终端在接收寻址到自设备的帧之外的帧时通过NAV来抑制帧传输。
因此，接收到帧之后，根据第二实施例的终端立即检查所接收帧的地址段，而且(b1)当所接收帧寻址到自设备时，终端执行预定接收过程，(b2)当所接收帧是被传送到或来自于自设备所属BSS内的任何一个终端或基站的帧时(即当所接收帧包括自设备所属BSS的基站的地址(类似于“BSSID”)时)，终端将做出抑制从自设备的帧传输的操作(设置NAV)，(b3)当所接收帧不包括自设备所属BSS的基站的地址(类似于“BSSID”)时，终端将删除所接收帧而不会处理这些帧(不设置任何NAV)。
如此，由于每个根据第二实施例的终端在接收到不包括自设备所属BSS的基站的地址(类似于“BSSID”)的帧时将不设置任何NAV，如果有将被传送的帧，终端可以无任何传输等待时间地有效启动传输。
基站AP和终端STA内用于所接收帧的这些过程不仅适用于基站AP1和AP2异步运行的情况，还适用于如第一实施例中那样的基站AP1和AP2同步运行的情况，以便实现有效的通信。
以下将简要解释如何使用由IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)规定的各个字段。
“到DS”字段用于数据帧内。当帧被在DS通信内传送到基站时，“1”将被设置在该字段内；否则，将设置“0”。
“自DS”用于数据帧内。当帧被在DS通信内从基站传送时，“1”将被设置在该字段内；否则，将设置“0”。
其内“到DS”和“自DS”字段都为“0”的数据帧，它是被在BSS内从一个终端传送至另一个终端的数据帧。其内“到DS”字段为“1”而“自DS”字段为“0”的数据帧是被通过DS通信从特定终端传送至基站的数据帧。其内“到DS”字段为“0”而“自DS”字段为“1”的数据帧是被通过DS通信从特定基站传送至终端的数据帧。其内“到DS”和“自DS”字段都为“1”的数据帧是被通过DS通信从特定基站传送至另一基站的数据帧。
这四种地址段分别包括BSSID(基本业务组标识符)、源地质(SA)、目的地址(DA)、发射机地址(TA)以及接收机地址(RA)中的一个。
BSSID指示其内存在帧的信源的BSS。通常，BSSID是基站的MAC地址。
DA指示最终接收帧的目的地的MAC地址。
SA指示生成帧的信源的MAC地址。
TA指示作为中继点接收和传送帧以将帧传送至DA的信源的MAC地址。
RA指示作为中继点接收帧以将帧传送至DA的目的地的MAC地址。
以下将参照将帧被从终端STA21传送到终端STA11的情况作为实例的图9来描述使用四种地址段以及“到DS”和“自DS”字段的方法。
假定基站AP1经过图5内的进程将基站AP2识别为基站。
如图10所示，终端STA21接收从基站AP2传送的信标帧(步骤S351)，并执行鉴权和联系(步骤S352和S353)。如果鉴权和联系已成功，终端STA21将传送寻址到终端STA11的数据帧。
在这种情况下，终端STA21将数据帧传送至基站AP2(步骤S354)。图9中最上面的一栏在步骤354中示出了数据帧内的四个地址段以及“到DS”和“自DS”字段的内容。
基站AP2然后将数据帧传送至基站AP1(步骤S356)。图9中上面的第二栏在步骤S355内示出了数据帧内的四个地址段以及“到DS”和“自DS”字段的内容。
此外，基站AP1将数据帧传送至终端STA11(步骤S356)。图9中上面的第三栏在步骤S356内示出了数据帧内的四个地址段以及“到DS”和“自DS”字段的内容。
以下将参照图11A和11B来描述终端STA以及基站AP在接收到数据帧时的处理操作。应当注意的是，一旦在图11A和11B内交换数据帧，RTS/CTS帧可能会被预先交换，ACK帧将被从单播数据帧的接收侧传送。
应当注意的是，为了阐明常规系统和根据第二实施例的系统之间的区别，图11A和11B内将以虚线指示出常规操作。
首先解释基站AP内数据帧的接收处理操作。基站AP接收帧(步骤S401)。如果所接收帧是被寻址到该基站的帧，其内该基站的地址被描述为“DA”、“RA”或“BSSID”(即所接收帧是被从不同于该基站所属BSS的另一个BSS传送的帧，或是其目的地或信源是该基站的BSS内的终端的帧)(步骤S411)，基站执行将对应于所接收帧的接收过程(步骤S412)。
如果所接收帧是用于该基站所属BSS内终端之间的通信中的数据帧(例如用于该基站所属BSS内终端之间的未被该基站中继的通信中的数据帧)(步骤S413)，则该流程前进到步骤S414，基站AP执行用于抑制数据帧从该基站的传输的操作(设置NAV)。
如果在步骤S413内确定所接收帧是用于不同于该基站所属BSS的另一个BSS内的通信的数据帧，该流程将前进到步骤S415，基站AP删除该帧(不设置任何NAV，尽管常规系统中在这种情况下会设置NAV)。
更为特殊的是，如图11A所示，如果在步骤S411中该基站的地址被存储在所接收帧的“地址1”字段中，基站执行用于所接收帧的预定接收过程(步骤S412)。
在步骤S413中，当所接收帧的“自DS”字段为“1”而“地址2”字段并未将该基站的MAC地址或该基站所属BSS内终端的地址描述为“TA”或“BSSID”时，或当所接收帧的“自DS”字段为“0”而“地址1”字段并未将该基站的地址或该基站所属BSS内终端的地址描述为“BSSID”或“DA”时，该流程将前进到步骤S414，基站AP将执行用于抑制数据帧从该基站的传输的操作(设置NAV)。
如果在步骤S413内确定所接收的帧并非上述的帧，即所接收帧是用于不同于该基站所属BSS的另一BSS内的通信的数据帧，则基站不处理该帧就将其删除(不设置任何NAV)(步骤S415)。
以下将解释终端STA内的数据帧接收过程操作。
一旦接收到帧(步骤S401)，如果所接收的帧并不寻址到基站(“到DS”＝0)且自装置的地址在所接收帧内被描述为“DA”(步骤S403)，该流程基本上将前进到步骤S404，终端STA执行用于所接收帧的接收过程。
在步骤S403中，当所接收帧的地址段并未将自设备的地址描述为“DA”时，如果自设备所属BSS内基站的地址被描述为“BSSID”、“SA”、“DA”、“TA”或“RA”(步骤S405)，该流程将前进到步骤S406，终端STA执行用于抑制数据帧从自设备的传输的操作(设置NAV)。
如果所接收帧寻址到基站(步骤S402)，而且所接收帧的地址段包括诸如“BSSID”、“SA”、“DA”、“TA”或“RA”的自设备所属BSS内基站的地址(步骤408)，该流程将前进到步骤S409，终端执行用于抑制数据帧从自设备的传输的操作(设置NAV)。
在步骤S408中，当所接收帧的地址域并未包括自设备所属BSS内基站的地址，该流程将前进到步骤S410，终端STA不处理该帧就将其删除(不设置任何NAV)。
更特殊的是，如图11B所示，在步骤S402中如果所接收帧的“到DS”字段为“0”而且所接收的帧并不寻址到基站，该流程将前进到步骤S403。在步骤S403中，如果自MAC地址被描述为所接收帧的“地址1”内的“DA”，终端STA将执行对应于所接收帧的接收过程(步骤S404)。
如果所接收的帧并不寻址到自设备(步骤S403)，该流程将前进到步骤S405。在步骤S405中，如果所接收的帧并不寻址到自设备但寻址到自设备所属BSS内的终端或基站，终端STA将设置NAV。也就是说，如果所接收的帧内的“自DS”字段为“1”，且“地址2”字段将自设备所属BSS的基站的地址描述为“BSSID”或“TA”，或者如果“自DS”字段为“0”且“地址3”字段将自设备所属BSS的基站的地址描述为“SA”，该流程前进至步骤S406，终端STA将设置NAV。
在步骤S405中，如果所接收的帧既不寻址到自设备也不被寻址到自设备所属BSS内的终端或基站，终端STA将删除所接收帧(步骤S407)。
如果所接收帧的“到DS”字段为“1”且所接收帧寻址到基站(步骤S402)，该流程将前进到步骤S408。在步骤S408中，如果自设备所属BSS内的基站的地址被描述为所接收信号的目的地或信源，即自设备所属BSS内的基站的地址在“地址1”或“地址2”内被描述为“BSSID”、“SA”、“DA”、“TA”或“RA”，终端STA将设置NAV(步骤S409)。
在步骤S408中，如果自设备所属BSS内的基站的地址未被描述为所接收信号的目的地或信源，该流程将前进到步骤S410，终端将删除所接收的帧。
在基站AP的情况下，上述过程由控制传送控制单元14的接收控制单元13执行。在终端STA的情况下，上述过程由控制传送单元207的接收单元201执行。
这样，一旦接收到帧，如果所接收帧是仅用于不同于自站所属BSS的另一BSS内的通信的数据帧(尽管在常规系统内设置了NAV)，基站将AP删除该帧而不会处理它(不设置任何NAV)。所以，如果有将被传送至另一基站的帧，基站AP可以在其它基站内快速启动该帧到所述基站的传输。如此，一旦接收到将被与其它基站相交换的帧，基站将会故意允许无线电波冲突，并将优先权给予其它基站和自己之间的通信，从而改善其它基站和自己之间的通信的效率。
一旦接收到帧，如果所接收帧的地址段并不包括自设备所属BSS内基站的地址(例如“BSSID”等)(尽管在常规系统内设置了NAV)，终端STA将删除该帧而不会处理它(不设置任何NAV)。因此，如果有将被传送的帧，终端STA可以无空闲传输等待时间地有效启动传输。
(第三实施例)
第三实施例解释图1内所示出的无线LAN系统中在基站AP1和AP2中的一个(此例中例如为AP2)具有定向天线时的基站之间的通信。也就是说，以下将解释这样一种情况，即基站AP2将定向天线的波束指向基站AP1用于基站间的通信。在以下描述中，将示例基站AP2具有定向天线的情况，这同样适用于基站AP1具有定向天线的情况。
[总体布置]
图12示出了根据第三实施例的无线通信系统，以同样的参考数字表示其与图1相同的部分。基站AP2包括代替图3内天线20的定向天线2。定向天线2形成了一个相对狭窄的定向图(以下将被简称为定向波束或天线波束)3-1以与基站AP1、终端STA21以及STA22中的一个通信。
如图12所示，基站AP2可能被设置在特定的固定位置上，并可能被连接至有线网5。
(关于基站设备)
根据本实施例的基站AP1的布置与图3中的大体相同，除了天线20由定向天线2取代。
以下使用图13来解释定向天线的具体布置实例。
如图13所示，定向天线2具有天线单元30-1、传输/接收转换器33-1、低噪声放大器(LNA)32-1、下变频器33-1、接收波束形成单元35-1、传送波束形成单元36-1、上变频器38-1、高频功率放大器(HPA)39-1以及波束控制器40。
以下将描述定向天线2的运行。由天线单元30-1接收的RF信号被经过传输/接收转换器输入LNA 32-1，并被放大至预定电平。由LNA32-1放大的RF信号被输入将RF信号的频带从射频(RF)转换为中频(IF)或基带(BB)的下变频器33-1，而转换后信号被输入接收波束形成单元35-1。
接收波束形成单元35-1通过以波束控制器40设置的接收复合加权因数来加权和组合输入信号以形成接收天线波束。来自于接收波束形成单元35-1的对应于接收天线波束的信号被提供给图3内的接收机11。
另一方面，传送波束形成单元36-1从图3内的发射机12接收传送信号TS1。传送波束形成单元36＝1将输入的传送信号乘以由波束控制器40设置的传送复合加权因数。
来自于传送波束形成单元36-1的输出信号被输入上变频器38-1。上变频器38-1将输出信号(传送信号)的频带从中频(IF)或基带(BB)转换为射频(RF)，并将转换后信号输入HPA 39-1。由HPA 39-1放大后的传送信号被经过转换器31-1提供给天线单元30-1，然后被传送至基站AP或终端STA。
波束控制器40为接收波束形成单元35-1设置接收复合加权因数，并为传送波束形成单元36-1设置传送复合加权因数。在这种情况下，用于和相同基站或终端通信的加权因数将被设置。
在本实施例中，基站AP2使用基站AP1相对于基站AP2的位置的相对位置信息，以便将定向天线的波束指向基站AP1。
在这种情况下，如图14所示，在对于基站AP1的鉴权过程(鉴权，联系)(见图5的描述)之后，基站AP2可能会请求基站AP1发送基站AP1的位置信息(x1，y1，z1)(步骤S311)。如此即可得到基站AP1的位置信息(x1，y1，z1)(步骤S312)。基站AP2计算基站AP1的位置信息(x1，y1，z1)和自己的位置信息(x2，y2，z2)的差别以得到基站AP1的相对位置信息。
已得到基站AP1相对位置信息的基站AP2基于所得到的信息设置接收和传送复合加权因数，以将定向天线的波束指向基站AP1，并将这些因数用于此后与基站AP1的通信(步骤S313)。
在这种情况下，基站AP1和AP2可能会将使用GPS(全球定位系统)等或基于预定给每个基站的值来识别他们的位置信息。
基站AP2例如也可能基于用户的输入来识别基站AP1的位置信息。在这种情况下，当将基站AP1的位置信息以绝对位置信息(x1，y1，z1)输入时，基站AP2计算与其自己的绝对位置信息(x2，y2，z2)的差别以得到基站AP1相对于基站AP2的相对位置信息。最为选择，可预先给出相对位置信息。
位置信息被用作设置用于形成定向天线的波束的加权因数。如果基站几乎在同一水平面上，可能会通过省略Z轴的信息等来设置加权因数。
如上所述，根据第三实施例可通过使用定向波束来改善基站之间的通信质量。尤其是在将第三实施例和第二实施例组合起来使用时，第三实施例的布置有效降低了未设置NAV时可能会发生的无线电信号冲突的概率。
以下将解释另外一种确定基站AP2内定向天线的加权因数的方法。也就是说，基站可能会从被在基站之间交换的帧间接得到基站AP1的位置信息。
将被交换的帧包括所有将被在基站之间交换的帧，例如用于鉴权和联系之内的帧，传送数据帧时的RTS/CTS、数据帧以及ACK响应的组合等。
基站AP2基于从基站AP1传送的帧的到达角来设置定向天线的加权因数。基站AP2持续接收从基站AP1传送的帧，且如果确定其必需的话会校正定向天线的波束扩展的角。当确定了在若干帧交换后到达角将在特定范围之内时，可能会设置波束参数以使波束宽度窄至该范围。
基站AP2使用基于所设置的加权因数形成的天线波束来将信号传送至基站AP1。
该方法可被用于提高定向天线波束扩展的角的精确度，例如甚至是在基站AP2已在图14内步骤S312中得到基站AP1的位置信息时。
这样的话，由于基站基于所接受帧的到达角校正了其定向天线的加权因数，用于形成定向天线的波束的加权因数的精确度可以得到提高，而且可以使波束宽度变得狭窄。如此，基站AP2对使用相同信道的另一个基站或终端STA的干扰影响可被进一步降低，从而扩展了通信容量。
尤其是在本实施例与第二实施例组合起来时，可降低在未设置NAV时可能会发生的无线电信号的冲突。
在第三实施例中，只有基站AP2具有定向天线并通过将天线波束指向基站AP1而在基站之间的通信内交换帧。但本发明并不仅限于这一特定情况，两个基站都可能具有定向天线，并且都可能通过将天线波束指向同伴基站来交换帧。在这种情况下，基站AP1的布置将和第三实施例中描述的图13内示出的布置相同。
由于基站AP1设置加权因数以将其定向天线的波束指向基站AP2，它还必须识别基站AP2的位置信息。这样的话，基站AP1可以如以上已参考图14解释的那样执行步骤S311至S313内的进程。
由于将经历通信的两个基站都将它们的定向天线的波束指向对方以便交换帧，基站之间的通信质量与两个基站中仅有一个具有定向天线的情况相比可得到进一步的改善。
因此，在基站AP2独自具有定向天线时仅可降低来自基站AP2的在相同信道上的的干扰影响，但通过使基站AP1也使用定向天线，也可以降低来自基站AP1的在相同信道上的干扰影响，可以进一步扩展通信容量。
尤其是在本实施例与第二实施例组合起来时，可降低在未设置NAV时可能会发生的无线电信号的冲突。
一旦确定了定向天线的加权因数，基站AP1可能会像在以上第三实施例的描述中那样从基站之间相交换的帧间接得到基站AP2的位置信息。
具有根据第三实施例的定向天线的基站AP2可能会使用指向同伴基站的定向波束来与另一个基站通信，并可能会通过消除方向性(例如通过使用全向波束)来与终端通信。
例如像图14所示出的那样，经过对基站AP1的鉴权过程，基站AP2从基站AP1接收信标帧并设置用于将定向天线的波束指向基站AP1的加权因数。如图10所示，当第二BSS内终端STA21传送包括像DA(目的地地址)一样的第一BSS内终端STA11的MAC地址的数据帧时，基站AP2在图10内步骤S351至S354中使用全向波束与终端STA21通信，并在图10内步骤S355中使用定向波束与基站AP1通信。
当基站AP1经过基站AP2传送寻址到第二BSS内终端STA21的帧时，基站AP2将定向天线的波束指向基站AP1，并从基站AP1接收预定数量的数据帧。之后，基站AP2消除向基站AP1的方向性(通过设置均匀加权因数)，然后通过使用全向波束将所接收的帧传送至终端STA21.
应当注意的是，将被从基站AP1传送的帧的最终目的地(DA)可能是包括基站AP2的多个终端。
当基站AP2确定在已接收预定数量的从基站AP1传送的数据帧之后仍然剩余应当接收的数据帧时，它再次将定向天线的波束指向基站AP1，并接收那些数据帧。
例如在检测来自基站AP1的传输时，在基站AP2将天线设置为全向的时，或者在基站AP2在接收预定数量的数据帧之后即接收到指示剩余帧在最后的帧内存在的消息时，基站AP2确定从基站AP1传送的那些将要接收的数据帧仍有剩余。甚至在基站AP2无法检测到将被接收的(剩余)数据帧的存在时，它也可能会在预定时段过去之后再次将定向天线的波束指向基站AP1，并且可以接收由重发过程从基站AP1传送的数据帧。
基站AP2可以通过取消指向基站AP1的天线波束的方向性以设置全方向性来与第二BSS内的终端STA21和STA22通信。
一旦与基站AP1通信，基站AP2可能会在基站AP1在其内传送信标帧的时间间隔内取消指向基站AP1的天线波束的方向性，以设置全方向性。
在将天线2设置为全向的时，基站AP2从基站AP1接收作为IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)规定的控制帧中的一个的RTS帧等。当基站AP2确定数据帧是被从基站AP1传送的时，它将天线2的波束指向基站AP1以接收所述的帧，并在需要时返回响应。
借助这种方法，当鉴权之后无需与基站AP1交换数据时，基站AP2不再将天线2的波束分配给基站AP2，以便从基站AP1接收信标帧。因此，可将波束分配给与基站AP2所属第二BSS内的终端STA21和STA22的通信，而且可将无线资源有效地用于通信。
一旦与基站AP1交换数据帧，就必须改善其通信质量，基站AP2将天线2的波束再次指向基站AP1以满足高通信质量的要求。
(第四实施例)
第4实施例将解释基站AP2带有自适应天线阵的情况。也就是说，将描述基站AP2使用多个天线的波束在单信道内同时与同伴基站AP1，以及第二BSS内的终端STA21和STA22通信的情况。基站AP2与基站AP1以及终端STA21和STA22之间基于SDMA(空分多址)通信。应当注意的是，本实施例可能会将第一或第二实施例中描述的方法作为用于使基站AP1将基站AP2识别为基站的过程。
[总体布置]
图15示出了根据第四实施例的无线通信系统，以同样的参考数字表示其与图1和12相同的部分。基站AP2包括自适应天线阵25。所述的自适应天线阵25形成了多个相对狭窄的定向图(以下成为定向波束或天线波束)3-1至3-3。如图15所示，基站AP2可能被设置在特定的固定位置上，并可能被连接至有线网5。
借助这些天线波束3-1至3-3，基站AP2可以在单信道内同时与多个终端(例如本例中的终端STA21和STA22)以及另一个基站AP1。也就是说，基站AP2与终端STA21和STA22以及基站AP1之间基于SDMA(空分多址)实现通信。应当注意的是，本实施例将示例这样一种情况，即基站AP2形成三个天线波束3-1至3-3，并同时与两个终端STA21和STA22以及基站AP1通信，但天线波束的数量以及将经历同时通信的终端数量可能是等于或大于2的任意值。终端STA21和STA22通常都被设置在固定位置上，但也可能是可移动体或被安装在可移动体上。
[关于基站设备]
以下将使用图16解释根据本实施例的基站AP2的布置。
接收机11＝1至11-3分别经过自适应天线25的天线波束3-1至3-3接收从其它终端(例如终端STA21和STA22)以及基站AP1传送的信号。接收机11-1至11-3执行包括解调以及解码所接收信号以生成接收信号RS1至RS3的过程。
另一方面，发射机12-1至12-3分别生成将被传送至终端STA21和STA22以及基站AP1的传送信号TS1至TS3，并将这些传送信号TS1至TS3提供给自适应天线阵25。传送信号TS1至TS3被经过自适应天线阵25的天线波束3-1至3-3分别传送至终端STA21和STA22以及基站AP1。
从接收机11-1至11-3输出的接收信号RS1至RS3被输入接收控制单元13并经历预定的接收过程。
传送控制单元14执行包括将被广播或被单播至终端STA21和STA22以及基站AP1的分组或帧的生成的传送过程。由传送控制单元14生成的分组或帧如传送信号TS1至TS3一样被经过发射机12-1至12-3传送至终端STA21和STA22以及基站AP1。
[关于自适应天线阵]
以下将是用图17来描述自适应天线阵25的具体布置实例。
如图17所示，自适应天线阵25包括天线单元30-1至30-3、传输/接收转换器31-1至31-3、低噪声放大器(LNA)32-1至32-3、下变频器33-1至33-3、分配器34-1至34-3、接收波束形成单元35-1至35-3、传送波束形成单元36-1至36-3、组合器37-1至37-3、上变频器38-1至38-3、高频功率放大器(HPA)39-1至39-3以及波束控制器40。
传输/接收转换器31＝1至31-3、LNA 32-1至32-3、下变频器33-1至33-3、分配器34-1至34-3、组合器37-1至37-3、上变频器38-1至38-3、HPA 39-1至39-3被设置为和天线单元30-1至30-3一样多(本例中为三个单元)，与天线单元30-1至30-3通信联系。另一方面，接收波束形成单元35-1至35-3以及传送波束形成单元36-1至36-3被设置为和将由自适应天线阵35形成的天线一样多(本例中为三个波束)。天线波束的数量可以小于也可以大于天线单元30-1至30-3的数量。
以下将描述自适应天线阵25的运行。由天线单元30-1至30-3接收的RF信号分别被经过传输/接收转换器31-1至31-3输入LNA 32-1至32-3，并被放大至预定电平。由LNA 32-1至32-3放大的RF信号分别被输入将RF信号的频带从射频(RF)转换为中频(IF)或基带(BB)的下变频器33-1至33-3，然后被输入分配器34-1至34-3。
分配器34-1将来自下变频器33-1的输出信号分配给接收波束形成单元35-1至35-3。分配器34-2将来自下变频器33-2的输出信号分配给接收波束形成单元35-1至35-3。分配器34-3将来自下变频器33-3的输出信号分配给接收波束形成单元35-1至35-3。
接收波束形成单元35-1至35-3根据由波束控制器40设置的接收复合加权因数来加权和组合输入信号，从而形成多个接收天线波束。来自于接收波束形成单元35-1至35-3的对应于接收天线波束的信号分别被提供给图16内的接收机11-1至11-3。
另一方面，传送波束形成单元36-1至36-3分别从图16内的发射机12-1至12-3接收发送信号TS1至TS3。传送波束形成单元36-1至36-3分别将输入传送信号乘以由波束控制器40设置的传送复合加权因数。
来自于传送波束形成单元36-1的多个输出信号被输入组合器37-1至37-3，而那些来自于传送波束形成单元36-1至36-2的输出信号也被输入组合器37-1至37-3。组合器37-1至37-3中的每一个都将多个输入信号组合为一个信号。
来自于组合器37-1至37-3的输出信号被分别输入上变频器38-1至38-3，每个上变频器都将信号的频带从中频(IF)或基带(BB)转换为射频(RF)，而转换后信号将被输出到HPA 39-1至39-3。由HPA 39-1至39-3放大后的传送信号被分别经过转换器31-1至31-3提供给天线单元30-1至30-3，然后被传送至终端以及基站。
波束控制器40在接收波束形成单元35-1至35-3内设置接收复合加权因数，并在传送波束形成单元36-1至36-3内设置传送复合加权因数。在这种情况下，波束控制器40设置用于和对应的传送和接收波束形成单元(例如接收波束形成单元35-1以及传送波束形成单元36-3)内相同终端通信的加权因数。
以下描述中将示例基站AP2具有自适应天线阵的情况。这同样也适用于基站AP1具有自适应天线阵的情况。或者基站AP1和AP2都具有自适应天线阵。
根据第四实施例的基站AP2使用自适应天线阵25来形成分别被分配给另一个基站(例如基站AP1)以及终端STA21和STA22的定向波束，并与它们通信。其结果是减少了终端一侧接收到从基站AP2指向该终端之外终端的信号的机会。因此可以减少干扰，且可以增加能够建立到基站AP2的无线连接的终端数量，即可以增加基站的BSS内的通信容量。
应当注意的是，定向波束可能会被分配给多个终端的每一个组。在这种情况下，可以简化基站AP2内的自适应天线阵的布置和控制，而得到与在将波束分配给所有终端时可得到的近乎相同的结果。
一旦与基站AP1无线通信，基站AP2可能会基于从基站AP1传送帧时的传送功率、在接收从基站AP1传送的帧时测量的接收功率以及所接收帧的类型来检查基站AP1的定向波束控制的存在/缺失，并且可能会基于检查结果在将帧传送至基站AP1时调整传送功率。
一旦与基站AP1无线通信，基站AP2也可能会基于在接收从基站AP1传送的帧时测量的接收功率以及所接收帧的类型来检查基站AP1的定向波束控制的存在/缺失，并且可能会基于检查结果在将帧传送至基站AP1时调整传送功率。
在使用CSMA并且基于IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)的无线LAN系统中，终端在到该终端将向其传送帧(数据)的基站的帧传输之前执行载波检测。载波检测包括载波检测机制，它用于基于所接收信号电平来检查无线通信媒质是忙还是闲，以及虚拟载波检测机制，它用于基于预约来估计所接收信号内包括的信息。
如果基于该载波检测确定从另一个终端到再一个包括基站的终端的信号的接收电平大于特定门限值，或者如果包括信道预约信息的帧是从另一个终端接收的，终端将推迟帧传输。如果无线通信媒质在随机传输等待时间过去之后变为空闲，终端将启动与基站或终端的连接，或在连接已建立时传送其内基站或另一个终端的地址被指定为目的地的帧。
另一方面，根据SDMA，当装备在基站设备内的自适应天线阵形成可以降低互相干扰的多个天线波束时，可以改善通信质量，并可以实现基站设备和多个终端设备之间的同时通信。基于CSMA的无线LAN系统也可以通过应用SDMA来享受这些优点。
但当SDMA被简单地应用于基于CSMA的无线LAN系统时将引起以下问题。
通常假定终端不带有任何诸如自适应天线阵的定向天线，因为其布置和控制很复杂。因此，当基站之间执行帧传输时，另一个终端以载波检测功能确定无线通信媒质繁忙，并等待帧(分组)传输。为此，甚至在基站包括自适应天线阵时，采用CSMA的无线通信系统内仍无法有效地实现其内另一个基站和多个终端使用单信道同时互相通信的使用SDMA的通信。
为解决该问题，当基站之间的无线通信内完成了传送功率控制和载波检测电平控制中的至少一个时，可以增加多路接入的数量，因此一旦使用SDMA即可提高传输效率。
图18示出了基站AP2的主要部分的布置实例，该部分执行在将帧从基站AP2传送向基站AP1时调整传送功率的功能。当然，基站AP1可能会像使用图18示出的布置的基站AP2一样执行传送功率控制。将基站AP2作为实例来给出以下解释，这同样适用于基站AP1。
以下将解释基站AP1具有自适应天线阵而基站AP2具有调整传送功率功能的情况。但本发明并不仅限于这一特定实例，基站AP2可能会具有自适应天线阵，而基站AP1可能会具有调整传送功率的功能。或者基站AP1和AP2可能都具有自适应天线阵以及调整传送功率的功能。
具有自适应天线阵的基站AP在特定时间间隔内以该基站AP周围多个基站可接收的传送功率传送的信标帧。由于必须被传送到另一个基站AP以及所有的终端STA，信标帧可被使用全向模式传送，因此将被广播。另一方面，由于在鉴权与联系过程中帧必须被与另一个基站AP或每个终端STA个别地交换，即必须被单播，所以将使用定向波束。
因此，将注意力集中在该特征上，一旦从基站AP1接收帧，基站AP2首先检查所接收帧的类型。也就是说，识别所接收帧是使用全向模式(或全向波束)来传送的帧(例如由IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)规定的信标帧)，还是如果基站AP1可以形成所述定向波束即通过形成定向波束来传送的帧(例如由IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)规定的鉴权帧、联系帧等)。然后，一旦从基站AP1单播寻址到基站AP2的帧，基站AP2将使用诸如信标帧的使用全向波束来传送的帧的传送功率信息，和诸如鉴权或联系帧的如果基站AP1可形成即通过形成定向波束来传送的帧的传送功率信息，以及实际接收所述两种类型的帧时的接收功率来估计定向天线的增益。
然后基于该估计结果确定基站AP1是否形成了指向基站AP2的定向波束(定向波束控制的存在/缺失)，换言之，基站AP1相对于基站AP2执行SDMA(空分多址)。如果确定基站AP1执行了SDMA，基站AP2将调整寻址到基站AP1的帧的传送功率。
如图18所示，基站AP2除了图3和16内示出的布置之外还包括接收功率测量单元102、接收帧类型检测单元103、传送功率检测单元104、波束增益测量单元105以及发射机功率控制单元106。
接收功率测量单元102测量接收控制单元13接收帧数据时在天线20处引起的电功率(接收功率)。应当注意的是，定向天线或自适应天线25可能会取代天线20。
接收帧类型检测单元103基于接收控制单元13得到的MAC帧内的诸如“类型”、“子类型”等信息确定MAC帧是被广播的还是被单播的。
换言之，单元103基于MAC帧内的“类型”和“子类型”来确定MAC帧是信标帧(被广播的帧)还是鉴权或联系帧(被单播的帧)。
应当注意的是，接收帧类型检测单元103也可以基于接收控制单元13得到的MAC帧内的目的地址“DA”来确定MAC帧是被广播的还是被单播的。但本实施例中将示例前一种情况。
传送功率检测单元104从由接收控制单元13得到的MAC帧提取与从基站AP1传送该MAC帧似的传送功率有关的信息(传送功率信息)。传送功率信息可能是功率值本身，也可能是相对于预定值得相对值(例如电平值)。也就是说，基站AP2可以基于该信息确定传送功率的变化。假定传送功率信息被存储在MAC帧的预定位置处。例如，优选的是使用IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)中“帧主体”内的未定义(保留)字段来表现该信息。但本发明并不仅限于这一特定实例，在无线通信系统的运行中可能会使用并不在MAC帧内使用的未定义字段来呈现传输功率信息。
例如，在鉴权帧的情况下可以使用“帧主体”中状态码字段内的未定义状态码来表现传送功率信息。
在本实例中，一旦丛基站AP1单播寻址到基站AP2的帧，基站AP2将使用如果基站AP1可以形成即通过形成定向波束来传送的帧的传送功率信息，以及实际接收该帧时的接收功率来估计定向波束的增益。但本发明并不仅限于这一特定实例。例如，一旦丛基站AP1单播寻址到基站AP2的帧，基站AP2将使用接收该帧时的接收功率来估计定向波束的增益，而不使用如果基站AP1可以形成即通过形成定向波束来传送的帧的传送功率信息。但在如前一种情况那样使用传送功率信息时，可改善所估计(计算)的增益的可靠性。在如后一种情况那样不使用传送功率信息时，可省略图18内的传送功率检测单元。
作为选择，可以预先确定各MAC帧的传送功率值，并可以将其与诸如信标、鉴权、联系等MAC帧的类型相一致地预存在传送功率检测单元104内。在这种情况下，当接收帧类型检测单元103检测所接收MAC帧的类型时，传送功率检测单元104将读出对应于该类型的传送功率。
波束增益估计单元105基于由接收帧类型检测单元103检测的接收帧类型(被广播的帧(例如信标帧)或被单播的帧(例如鉴权或联系帧))，由接收功率测量单元104测量的接收功率，以及由传送功率检测单元104得到的接收帧的传送功率信息来估计由接收控制单元13接收的数据的增益(定向增益)。基于所估计的定向增益可确定基站AP1的定向波束控制的存在/缺失，而且如果定向增益值(电平)等于或高于预定电平，则确定基站AP1正执行SDMA。
当波束增益估计单元105确定基站正执行SDMA时，发射机功率控制单元106例如以预定电平来降低寻址到基站AP1的帧的发射机功率。寻址到基站AP1的帧的传送功率优选的是基站AP1处可接受范围内最小的可能传输功率，即所需传送功率的最小值。应当注意的是，本领域技术人员了解用于执行发射机功率控制的电路本身。
图19是用于解释基站AP2的处理操作的流程图。
参考图19，如果开启电源(步骤S1)，基站被设置为接收模式，并通过建立连接为通信做好准备，以响应例如来自基站AP1或终端STA的请求(步骤S2)。
假定在处于接收模式的基站AP2处(例如通过用户的操作)生成数据传输请求，而且生成了用于将自站连接至基站AP1的连接请求(步骤S3)。在这种情况下，在基站AP2和AP1之间将执行鉴权和联系过程。应当注意的是，鉴权和联系遵守IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)。
如果鉴权和联系已成功，且基站AP2和AP1之间的连接已建立，基站AP2可经过该连接与基站AP1通信。也就是说，基站AP2被设置为处于通信模式(步骤S6)。
应当注意的是，必须建立无线连接的设备之间仅需要执行一次鉴权和联系(并不需要每次传送数据帧都执行)。
在断开与基站AP1的无线连接时，基站将经过分离和解鉴权过程来断开已建立连接(步骤S8和S9)，并再次回到接收模式(步骤S2)。
图19中已示例建立/断开基站AP1和AP2之间的连接时执行的过程。这同样适用于建立/断开终端STA与基站AP2之间的连接时执行的过程。
应当注意的是，分离和解鉴权遵守IEEE802.11(包括IEEE802.11a和IEEE802.11b)。
以下将参考图20来解释将帧从基站AP2传送至基站AP1时的发射机功率控制进程。
基站AP1周期性地传送信标帧(步骤S101)。原则上，基站AP2不止是可以在图19步骤2中的接收模式内接收信标帧，即还可以在步骤S4和S5内的鉴权和联系过程以及步骤S8和S9内的分离和解鉴权过程期间内接收信标帧。
例如在基站AP2中，如果接收帧类型检测单元103确定接收模式中经过天线20、定向天线2或自适应天线25接收的帧是信标帧，波束增益估计单元105至少接收由接收功率测量单元102测量的信标帧的接收功率。应当注意的是，波束增益估计单元105可能从传送功率检测单元104接收传送功率信息，所述传送功率信息来自信标帧或来自与信标帧相一致的预先存储的传送功率信息，以便如以上所述的更精确的估计增益。假定波束增益估计单元接收接收功率和传送功率信息。
每次接收信标帧，那时所测量的接收功率以及传送功率信息可能会被序时地存储。
此后，假定在基站AP2处生成传输请求(图19内步骤S3)，而控制进入了图19步骤S4内的鉴权过程。在这种情况下，基站AP2的传送功率控制单元14将作为启动鉴权请求的帧的ATSN＝1的鉴权帧(并寻址到基站AP1)传送至基站AP1(步骤S103)。在这种情况下，如果由发射机功率控制单元106先前在将帧传送至基站AP1时设置的传送功率可用，则使用该传送功率来传送ATSN＝1的鉴权帧。否则，可能会以默认传送功率传送该帧。
应当注意的是，ATSN被存储在鉴权帧的“帧主体”内。
接收到ATSN＝1的鉴权帧时，基站AP1将基于那时的接收功率等来设置将被指向到基站AP2的定向波束(步骤S104)。也就是说，基站AP1设置对应于AP2存在的方向的前述加权因数。
基站AP1使用所设置的定向波束将ATSN＝2的鉴权帧(响应于ATSN＝1的鉴权帧)传送至基站AP2(步骤S105)。
ATSN＝2的鉴权帧可能如上所述的包括传送功率信息。
如果接收帧类型检测单元103确定经过天线接收的帧是ATSN＝2的鉴权帧，则波束增益估计单元105至少接收由接收功率测量单元102测量的该帧的接收功率。此外，波束增益估计单元105可能会从传送功率检测单元104接收传送功率信息，该信息是被从帧内提取的，或是被，与ATSN＝2的鉴权帧相一致地预存的(步骤S106)。假定波束增益估计单元105接收接收功率以及传送功率信息。
此时，波束增益估计单元105以及发射机功率控制单元106将使用在图20步骤S102内得到的接收信标帧，以及在步骤S105内得到的ATSN＝2的鉴权帧的接收功率和传送功率信息来执行图21内示出的过程，以便调整传送功率(步骤S107)。
参考图21，波束增益估计单元105将基于在图20步骤S102内得到的接收信标帧，以及在步骤S105内得到的ATSN＝2的鉴权帧的接收功率和传送功率信息来检查基站AP1的定向波束控制的存在/缺失(步骤S201)。也就是说，定向波束控制的存在/缺失表示基站AP1是否将定向性聚焦于基站AP2，即天线波束是否被指向基站AP2。
例如，假定被以全向模式传送的信标帧的传送功率信息为“3”，而其接收功率为“2”。同样假定假设已使用定向波束传送的鉴权帧的传送功率信息为“3”，而其接收功率为“4”。应当注意的是，这些数值并非实际功率值而是对应于它们的电平。这样的话，虽然基站AP1的传送功率仍为“3”，但是由于接收功率上升，可估计基站例如将以电平1的增益来执行定性波束控制。
同样地，假定信标帧的传送功率信息为“3”，而其接收功率为“2”。且假定鉴权帧的传送功率信息为“4”，而其接收功率为“4”。这样的话，当传送功率的改变程度并不对应于接收功率的改变程度时，例如在基站AP1的传送功率增加“1”而接收功率增加“2”时，同样可估计基站AP1例如将以电平1的增益来执行定向波束控制。
另一方面，假定信标帧的传送功率信息为“3”，而其接收功率为“2”。同样假定鉴权帧的传送功率信息为“4”，而其接收功率为“3”。此时，接收功率增加“1”对应于基站AP1的传送功率的增量为“1”，即传送功率的改变程度对应于接收功率的改变程度。在这种情况下，由于基站执行发射机功率控制而接收功率相应地改变，可以估计基站并不使用定向天线来执行定向波束控制。
应当注意的是，可能会基于两个或更多诸如使用全向模式传送的信标帧的帧，以及两个或更多诸如使用定向模式传送的鉴权帧的帧的接收结果来估计定向波束控制的存在/缺失，从而进一步的改善估计精确性。
基站AP2将基于在步骤S102内得到的所接收信标帧，以及在步骤S105内得到的那些ATSN＝2的鉴权帧的接收功率和传送功率信息来检查基站AP1的定向波束控制的存在/缺失。作为选择，基站AP2可能会如以上所述的仅使用接收功率来执行这种检查过程。但使用接收功率和传送功率信息两者允许基站AP1定向波束控制的存在/缺失的更精确估计。
以下将解释这样一种情况，即基站AP2的波束增益估计单元105不使用任何接收信标帧以及鉴权帧的传送功率信息来检查基站AP1定向波束控制的存在/缺失。
在这种情况下，基站AP1使用预定传送功率(例如“3”)来传送帧，例如信标帧、鉴权帧等。例如，假定在图20步骤S102内得到的接收信标帧的接收功率为“2”，而步骤S105内得到的ATSN＝2的鉴权帧的接收功率为“4”。在这种情况下，尽管基站AP1使用相同传送功率传送这些帧，但将被单播的帧(鉴权帧)的接收功率要大于将被广播的帧的接收功率。这样的话，可以估计基站AP1例如将以电平1的增益来执行定向波束控制。
如果基站AP2在步骤S201内确定基站AP1执行了定向波束控制，该流程将前进至步骤S202。基站AP2在步骤S202内检查天线波束是否具有已被基站AP1充分聚焦于基站AP2的方向性，以及其是否强到足以执行SDMA。换言之，如果定向波束的所估计增益的电平例如等于或高于预定电平(步骤S202)，波束增益估计单元105确定执行SDMA是可能的。
例如，如果定向波束具有电平1或更多的增益，则可确定基站AP1内方向性的聚焦程度足以允许基站AP2执行SDMA(执行SDMA是可能的)。
但并非始终需要步骤S202，步骤202可能会被省略。在这种情况下，如果在步骤S201内确定基站SP1执行定向波束控制，则该流程将转至步骤S204，而省略步骤S202和S203。
如果波束增益估计单元105在步骤S203内确定基站AP2可以如上所述的执行SDMA，则该流程将前进至步骤S204。在步骤S204中，基站AP2的发射机功率控制单元106以预定电平降低寻址到基站AP1的帧的传送功率(它更可取的是设置寻址到基站AP1帧的最小的所需传送功率)。换言之，寻址到基站AP1的帧的传送功率被设置为基站AP1可接受范围内的足够小的值。
再参考图20，如果已根据图21完成发射机功率控制以在步骤S107内设置新传送功率，则在传送寻址到基站AP1的后续帧时将像那样使用所设置的传送功率。
如果鉴权已成功，那么将根据IEEE802.11的技术规范执行联系。换言之，如果在步骤S107内设置了传送功率，基站AP2的传送控制单元14使用所设置的传送功率将用于请求联系启动的联系请求帧传送至基站AP1(步骤S108)。
接收到联系请求帧时，基站AP1通常会向基站AP2传送联系响应帧作为其响应(步骤S109)。如果联系已成功，则接入控制阶段结束，数据可被与基站AP1相交换(步骤S110)(对应于图19内的步骤S6)。
以下将参考图22来解释实现共用密钥鉴权的情况。应当注意的是，同样的参考数字代表其与图20相同的步骤，将仅解释差别。在共用密钥鉴权的情况下，在步骤S105内接收到ATSN＝2的鉴权帧之后，基站AP2将ATSN＝3的鉴权帧传送到基站AP1(步骤S151)。在这种情况下，如果由发射机功率控制单元106先前在将帧传送至基站AP1时设置的传送功率可用，则使用该传送功率来传送ATSN＝3的鉴权帧。如果无发射机功率控制单元106先前在将帧传送至基站AP1时设置的传送功率可用，则可能会以默认传送功率传送该帧。
接收到ATSN＝3的鉴权帧时，基站AP1将基于那时的接收功率等来重置指向基站AP2的定向波束(步骤S152)。换言之，基站AP1重置对应于基站AP2存在的方向的加权因数。
基站AP1使用所设置的定向波束将ATSN＝4的鉴权帧传送至基站AP2(步骤S153)。
应当注意的是，ATSN＝4的鉴权帧可能如上所述的包括传送功率信息。
如果接收帧类型检测单元103确定经过天线20、定向天线2或自适应天线25接收的帧是信标帧，波束增益估计单元105将接收由接收功率测量单元102测量的该帧的接收功率，并从传送功率检测单元104接收传送功率信息，所述传送功率信息是从该帧提取的，或是被与ATSN＝4的鉴权帧相一致地预存的(步骤S154)。
此时，波束增益估计单元105以及发射机功率控制单元106使用图20中步骤S102内得到所接收信标帧，以及步骤S154内得到的ATSN＝4的鉴权帧的接收功率和发射机功率信息来执行图21内示出的过程，以便设置传送功率(步骤S155)。
在步骤S105之后将执行与图20中步骤S106和S107内相同的过程，并使用这些过程中设置的电功率，ATSN＝4的鉴权帧将被在图22步骤S153内传送并被接收。然后可能会在步骤S154和S155内设置传送功率。
后续的处理操作与图20中的步骤S108以及后续步骤内的相同。
在图22中，基站AP2基于所接收信标帧，以及ATSN＝4的鉴权帧的接收功率和传送功率信息来检查基站AP1的定向波束控制的存在/缺失，以便在步骤S155内设置传送功率。作为选择，基站AP2可能会如以上所述的仅使用所接收信标帧以及ATSN＝4的鉴权帧的接收功率值来执行这种检查过程。但使用接收功率和传送功率信息两者允许基站AP1定向波束控制的存在/缺失的更精确估计。
以下将参考图23解释基站AP2在鉴权内而非联系内执行发射机功率控制的情况。应当注意的是，同样的参考数字表示其与图20相同的步骤，将仅解释差别。换言之，在步骤105内接收到ATSN＝2的鉴权帧之后，该流程将转至步骤S108而略掉步骤S106和S107，而基站AP2将用于请求联系启动的联系请求帧传送至基站AP1(步骤S108)。在接收到联系请求帧时，基站AP1通常会将联系响应帧传送至基站AP2作为它的响应(步骤S109)。
联系响应帧如上所述可能会包括传送功率信息。
在基站AP2内，如果接收帧类型检测单元103确定经过天线20、定向天线2或自适应天线25接收的数据是联系响应帧，波束增益估计单元105将接收由接收功率测量单元102测量的该帧的接收功率，并从传送功率检测单元104接收传送功率信息，所述传送功率信息是从该帧提取的，或是被与ATSN＝4的鉴权帧相一致地预存的，(步骤S161)。
此时，波束增益估计单元105以及发射机功率控制单元106使用图20中步骤S102内得到的接收信标帧，以及步骤S161内得到的联系响应帧的接收功率和发射机功率信息来执行图21内示出的过程，以便设置传送功率(步骤S161)。
如果联系已成功，接入控制阶段将结束，数据帧将被与基站AP1相交换(步骤S163)(对应于图19内的步骤S6)。
在图23内，基站AP2基于所接收信标帧，以及联系响应帧的接收功率和传送功率信息来检查基站AP1的定向波束控制的存在/缺失，以便在步骤S162内设置传送功率。作为选择，基站AP2如上所述可能会仅使用所接收信标帧以及联系响应帧的接收功率值来执行这种检查过程。但使用接收功率和传送功率信息两者允许基站AP1定向波束控制的存在/缺失的更精确估计。
当在图23内示出的进程内设置传送功率时，可以将图20中步骤S106和S107内以及图22中步骤S154和S155内示出的使用鉴权帧的传送功率建立进程组合起来。在这种情况下，可以更为精确的设置传送功率。
如上所述，根据第四实施例，基站AP2基于接收从基站AP1广播的帧时的接收功率，以及接收从基站AP1单播的帧时的接收功率来检查AP1是否执行了定向波束控制。如果确定执行了定向波束控制，基站AP2可能会进一步检查方向性的聚焦程度是否足以执行SDMA。如果确定基站AP1执行了定向波束控制(具有足以执行SDMA的方向性聚焦程度)，基站AP2会重置在将后续帧传送至基站AP1时使用的最小的所需传送功率。由于基站AP2控制将帧传送至基站AP1时的传送功率，可以防止从基站AP2到基站AP1的(单播的)帧传输与附近终端STA的通信相干扰。
同样，根据第四实施例，基站AP2基于接收从基站AP1广播的帧时的接收功率和对应于所接收帧的传送功率信息，以及接收从基站AP1单播的帧时的接收功率和对应于所接收帧的传送功率信息来检查基站AP1是否执行了定向波束控制。如果确定执行了定向波束控制，基站AP2可能会进一步检查方向性的聚焦程度是否足以执行SDMA。如果确定基站AP1执行了定向波束控制(具有足以执行SDMA的方向性聚焦程度)，基站AP2会重置在将后续帧传送至基站AP1时使用的最小的所需传送功率。由于基站AP2控制将帧传送至基站AP1时的传送功率，可以防止从基站AP2到基站AP1的(单播的)帧传输与附近终端STA的通信相干扰。
在比较基站AP2执行发射机功率控制和不执行发射机功率控制的情况时，前一种情况可以保证从基站AP2至基站AP1的传送信号的足够小的接收功率。为此，在前一种情况下，基站AP2所属BSS内的终端STA21和STA22并不是那样频繁地在载波检测上检测无线媒质繁忙。换言之，当终端STA21和STA22中的每一个都不检测从基站AP2传送至AP1的帧的任何接收功率时，它将不会设置由IEEE802.11规定的NAV(如果设置了NAV，终端将以NAV指明的时段来等待接入到基站AP2)。
因此，终端AP2可以多个终端STA来执行SDMA，而且与基站AP2不执行发射机功率控制的情况相比多路接入的数量可以增加。
在第四实施例中，基站AP2检查基站AP1是否执行了定向波束控制。但本发明并不仅限于这一特定情况，基站可能会对终端(终端STA21和STA22)执行相同的过程。
第四实施例的接收帧类型检测单元103用于识别所接收帧是如果基站AP1(或终端STA21或STA22)执行定向波束控制即假定其将被使用全向模式广播的帧，还是如果基站AP1执行定向波束控制即假定其将被通过形成定向波束来单播的帧。在这种情况下，接收帧类型检测单元103将提取诸如接收控制单元13得到的MAC帧内的“类型”、“子类型”等的信息，并基于这种信息识别所接收帧的类型，即所接收帧是将被广播的信标帧还是将被单播的鉴权/联系帧。
为了确定基站AP1是否执行了定向波束控制，除了上述方法之外，还可以通过检查从基站AP1传送的帧内的目的地址来识别被广播或被单播的帧。接收帧类型检测单元103检查接收帧(图6内示出的MAC帧)的目的地址(DA)。如果目的地址是广播地址，则单元103确定所接收帧时被广播的帧；如果目的地址是自设备的地址，单元103确定所接收帧是被单播的帧。这样，所接收帧无论是被广播的还是被单播的帧都可被识别。
(第五实施例)
在第四实施例的描述中，基站AP2执行发射机功率控制。在第五实施例中将解释基站AP2控制载波检测电平的情况。
在这种情况下，过程与第四实施例内的基本是相同的。换言之，基站AP2将基于接收从基站AP1广播的帧时的接收功率和所接收帧的传送功率信息，以及接收从基站AP1单播的帧时的接收功率和所接收帧的传送功率信息来检查基站AP1是否执行了定向波束控制。如果确定执行了定向波束控制，基站AP2可能会进一步检查方向性的聚焦程度是否足以执行SDMA。如果确定基站AP1执行了定向波束控制(具有足以执行SDMA的方向性聚焦程度)，基站AP2将重置自设备的载波检测电平以增加它，从而调整为将载波检测灵敏度抑制为最低的所需电平。
在这种情况下，如在第四实施例内一样，基站AP2可能会基于接收从基站AP1广播的帧时的接收功率，以及接收从基站AP1单播的帧时的接收功率来检查基站AP1是否执行了定向波束控制。
图24示出了根据第五实施例基站AP2的主要部分的布置实例。图24内以相同的参考数字表示其与图18内相同的部分，将仅解释差别。换言之，图24内增加了载波检测控制单元109。如在第四实施例中一样，基站AP1可能带有自适应天线，并可能像具有图24内示出的布置的基站AP2一样执行传送功率控制。将以基站AP2作为实例来给出以下解释，但这同样适用于基站AP1。
当波束增益估计单元105确定可执行SDMA时，载波检测控制单元109在自设备的CSMA内设置载波检测功能有效范围内的较高载波检测电平，从而调整为抑制载波检测灵敏度。应当注意的是，本领域技术人员了解用于提高/降低载波检测电平的电路。
载波检测控制单元109的载波检测电平设置定时与第四实施例的发射机功率控制相同。换言之，载波检测控制单元109将与图20步骤S107内、图22步骤S155或图30步骤S162内的传送功率的设置同时设置载波检测电平，或者设置载波检测电平以代替图20步骤S107内、图22步骤S155或图30步骤S162内的传送功率的设置。
图25是用于解释载波检测电平控制进程的流程图。应当注意的是，相同的参考数字表示其与图21内相同的步骤，仅主要解释差别。
图25内的步骤S201至S203与图21内的步骤S201至S203相同。换言之，如已在图21内解释的那样，波束增益估计单元105在图20步骤S106内、图22步骤S154内或图23步骤S161内，基于接收从基站AP1广播的帧时的接收功率和所接收帧的传送功率信息，以及接收从基站AP1单播的帧时的接收功率和所接收帧的传送功率信息来检查基站AP1是否执行了定向波束控制(步骤S201)。如果确定执行了定向波束控制，波束增益估计单元105会进一步检查基站AP1内方向性的聚焦程度是否足以执行SDMA(步骤S202和S203)。
在图25中也同样，如上所述可基于接收从基站AP1广播的帧时的接收功率，以及接收从基站AP1单播的帧时的接收功率来检查基站AP1是否执行定向波束控制，而不使用传送功率信息。
例如，如果定向波束增益的电平等于或高于预定电平，则确定可执行SDMA(步骤S201至S203)。如在第四实施例中一样，可跳过步骤S202和S203内的检查过程。在这种情况下，如果在步骤S201内确定基站AP1执行了定向波束控制，在该流程将转至步骤S205而跳过步骤S202和S203。
如果波束增益估计单元105在步骤S203内确定可执行SDMA，载波检测单元109例如将以预定电平来提高载波检测电平以抑制载波检测灵敏度(步骤S205)。此后，使用所设置的载波检测电平来执行载波检测。
如上所述，根据第四实施例，基站AP2基于接收从基站AP1广播的帧时的接收功率，以及接收从基站AP1单播的帧时的接收功率检查来基站AP1是否执行了定向波束控制。如果确定执行了定向波束控制，基站AP2可能会进一步检查方向性的聚焦程度是否足以执行SDMA。如果确定基站AP1执行了定向波束控制(具有足以执行SDMA的方向性聚焦程度)，基站AP2将提高自设备的载波检测电平(以将载波检测灵敏度降至最低)。这样，由于基站AP2将载波检测灵敏度降至最低，基站AP2将不会那么频繁的检测基站AP1在与第一BSS内终端STA11和STA12以及另一个基站的通信内传送的无线电波。因此，当基站AP2确定不存在基站AP1的通信同伴时，它将不会设置由IEEE802.11规定的NAV(网络分配矢量)(如果设置了NAV，基站AP2将以NAV指明的时段来等待接入基站AP1)。因此，基站AP2可以启动到基站AP1的帧传输。
同样，基站AP2将基于接收从基站AP1广播的帧时的接收功率和所接收帧的传送功率信息，以及接收从基站AP1单播的帧时的接收功率和所接收帧的传送功率信息来检查基站AP1是否执行了定向波束控制。如果确定执行了定向波束控制，基站AP2可能会进一步检查方向性的聚焦程度是否足以执行SDMA。如果确定基站AP1执行了定向波束控制(具有足以执行SDMA的方向性聚焦程度)，基站AP2将提高自设备的载波检测电平(以将载波检测灵敏度降至最低)。这样，由于基站AP2将载波检测灵敏度降至最低，基站AP2将不会那么频繁的检测基站AP1在与第一BSS内终端STA11和STA12以及另一个基站的通信内传送的无线电波。因此，当基站AP2确定基站AP1的通信伙伴不存在时，它将不会设置由IEEE802.11规定的NAV(网络分配矢量)(如果设置了NAV，基站AP2将以NAV指明的时段来等待接入基站AP1)。因此，基站AP2可以启动到基站AP1的帧传输。
应当注意的是，基站AP2可能如图24所示既具有载波检测控制单元109又具有发射机功率控制单元106，以控制载波检测电平及传送功率，或者可能控制载波检测电平和传送功率中的一个。这两种情况中的任何一个都未背离本发明要旨的范围。
基站AP2可能具有载波检测控制单元109和发射机功率控制单元106中的一个。
(第六实施例)
IEEE802.11规定了一种接入控制方法，即RTS/CTS。在该方法中，使用图6所示的MAC帧的控制帧来保证传输的权利。应当注意的是，RTS/CTS控制使用RTS和CTS帧，而RTS或CTS帧可由MAC信头中帧控制内的“类型”和“子类型”来识别。
这种RTS/CTS控制方法可适用于图15的无线通信系统。在这种情况下，当基站AP1从基站AP2接收到RTS帧时，使用被设置为指向基站AP2的定向波束来传送CTS帧，所述CTS帧由基站AP1返回到基站AP2，作为对RTS帧的响应。考虑到这一点，像在第四和第五实施例内一样，基站AP2将基于所接收信标帧以及所接收CTS帧的传送功率信息和接收功率来控制传送功率和/或载波检测电平。或作为选择，基站可以基于所接收信标帧以及所接收CTS帧的接收功率来控制传送功率和/或载波检测电平。
由于其它装置与上述的第四和第五实施例内的基本相同，以下将简要解释第六实施例。
一旦传输请求生成，基站AP2将RTS帧传送至基站AP1。在这种情况下，如果发射机功率控制单元106先前在将帧传送至基站AP1时设置的传送功率可用，则使用该传送功率传送RTS帧。否则，将以默认传送功率传送该帧。
接收到RTS帧时，基站AP1基于那时的传送功率等设置指向基站AP2的定向波束。换言之，基站AP1设置对应于基站AP2存在的方向的前述加权因数。
基站AP1使用所设置的定向波束将CTS帧传送至基站AP2。该CTS帧如上所述可能包括传送功率信息。
如果接收帧类型检测单元103确定经过天线接收的帧是CTS帧，波束增益估计单元105接收由接收功率测量单元102测量的该帧的接收功率，并从传送功率检测单元104接收传送功率信息，所述传送功率信息是从该帧提取的或是被与CTS帧相一致地预存的。
此时，波束增益估计单元105以及发射机功率控制单元106将使用CTS帧，以及图20中步骤S102内得到的所接收信标帧的接收功率和传送功率信息来执行图21内示出的过程，以便设置传送功率。
或执行图25内示出的过程以设置载波检测电平。
或可能同时设置传送功率和载波检测电平。
在这种情况下，波束增益估计单元105可能仅接收由接收功率测量单元102测量的帧的接收功率，并可能基于接收功率设置传送功率。
在以上描述中，基站AP2将RTS帧传送至基站AP1。在一些情况下，基站AP1同样向基站AP2传送RTS帧。
以下将解释基站AP1向基站AP2传送RTS帧的情况。
在这种情况下，如果基站AP1先前已接收从作为通信同伴的基站AP2传送的帧，它将基于那时的接收功率等设置指向基站AP2的定向波束并传送RTS帧。
因此，考虑到这一点，基站AP2可能会像在第四和第五实施例中一样基于所接收信标帧，以及所接收RTS帧的传送功率信息和接收功率来控制传送功率和/或载波检测电平。
换言之，如果接收帧类型检测单元103确定经过天线20、定向天线2或自适应天线25接收的帧是RTS帧，波束增益估计单元105将接收由接收功率测量单元102测量的该帧的接收功率，并从传送功率检测单元104接收传送功率信息，所述传送功率信息是从该帧提取的或是被与RTS帧相一致地预存的。
此时，波束增益估计单元105以及发射机功率控制单元106将使用RTS帧，以及图20中步骤S102内得到的所接收信标帧的接收功率和传送功率信息来执行图21内示出的过程，以便设置传送功率。
可能会执行图25内示出的过程以在传送功率设置的同时设置载波检测电平，或设置载波检测电平以代替传送功率的设置。
在这种情况下，波束增益估计单元105和发射机功率控制单元106可能会仅使用接收信标帧时测量的接收功率来设置传送功率。
当基站已执行发射机功率控制以设置新传送功率时，它将使用所设置的传送功率将CTS帧传送至基站AP1。
接收到CTS帧时，基站AP1基于那时的接收功率等设置指向基站AP2的定向波束，并在与基站AP2的后续通信中使用该波束。
以这种方式，第六实施例可以得到与第四和第五实施例相同的结果。
在第四至第六实施例中，基站AP2原则上可以在图19内的接收模式(步骤S2)、鉴权(步骤S4)、联系(步骤S5)、通信(步骤S6)、断开(步骤S8)以及解鉴权(步骤S9)中的任何一个内接收信标帧。因此，如果基站AP2在其接收信标帧之后接收寻址到(单播到)自设备的帧，它可以在任何时候执行图21和25示出的发射机功率控制以及载波检测电平控制。
在第一至第五实施例中已解释了两个基站之间的通信。同样可使用上述方法无线连接三个或多个基站。尤其在每个基站都具有定向天线时，不仅可以串联连接还能够以树形、环形以及网状模式连接多个基站。
这样，不仅可以设置一个还可以设置多个将被无线连接的新基站，而且可以采取迅速的行动来扩宽通信区以及改善终端在非常差的无线通信环境中的通信质量。
可以按照需要将第一至第六实施例组合起来。
本领域技术人员可以轻易地想到更多的优点和修改。因此，本发明在更广泛的方面并不仅限于文中示出的特定情况和典型实施例。所以，可以不背离所附权利要求等所限定的一般发明构思作出各种修改。

Claims (6)

1.一种具有中继功能的基站设备，其特征在于，具备：
发射机单元，在该基站设备与其他基站设备之间进行的鉴权和联系过程中，将至少一个在鉴权和联系过程中使用的写有用于通知上述其他基站设备该基站设备是基站设备的数据项的帧发送给上述其他基站设备；以及
接收机单元，从上述其他基站设备接收登记了与该其他基站设备进行无线连接的各终端装置的地址的第一地址表。
2.根据权利要求1所述的基站设备，其特征在于，所述发射机单元还使用上述第一地址表向上述其他基站设备传送以和该其他基站设备进行无线连接的终端装置为目的地的数据帧。
3.根据权利要求1所述的基站设备，其特征在于，所述发射机单元还向上述其他基站设备发送登记了与上述基站设备进行无线连接的各终端装置的地址的第二地址表。
4.一种帧发送方法，用在具有中继功能的基站设备中，其特征在于，包括：
在该基站设备与其他基站设备之间进行的鉴权和联系过程中，将至少一个在鉴权和联系过程中使用的写有用于通知上述其他基站设备该基站设备是基站设备的数据项的帧发送给上述其他基站设备的步骤；以及
从上述其他基站设备接收登记了与该其他基站设备进行无线连接的各终端装置的地址的第一地址表的步骤。
5.根据权利要求4所述的帧发送方法，其特征在于，还包括使用上述第一地址表，向上述其他基站设备传送以与该其他基站设备进行无线连接的终端装置为目的地的数据帧的步骤。
6.根据权利要求4所述的帧发送方法，其特征在于，还包括向上述其他基站设备发送登记了与上述基站设备进行无线连接的各终端装置的地址的第二地址表的步骤。
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