根據(jù)35u.s.c.§119的優(yōu)先權(quán)要求
本申請要求于2015年9月29日提交的美國專利申請no.14/869,891的優(yōu)先權(quán),該美國專利申請要求于2014年11月25日提交的美國臨時專利申請s/n.62/084,111的權(quán)益并且被轉(zhuǎn)讓給本申請受讓人并由此通過援引明確納入于此。
本公開的各方面一般涉及無線通信,尤其涉及基于從無線設(shè)備之一傳送的訓(xùn)練信號來確定這些無線設(shè)備是否處于視線(los)中。
背景
60ghz頻帶是以大帶寬量和全球可用性大交疊為特征的無執(zhí)照頻帶。大帶寬意味著非常大量的信息能被無線地傳送。結(jié)果,各自要求傳輸大量數(shù)據(jù)的多個應(yīng)用可被部署以允許60ghz頻帶周圍的無線通信。此類應(yīng)用的示例包括但不限于:無線高清tv(hdtv)、無線塢站、無線千兆比特以太網(wǎng)、以及許多其他應(yīng)用。
為了促成此類應(yīng)用,需要開發(fā)在60ghz頻率范圍中操作的集成電路(ic),諸如放大器、混頻器、射頻(rf)模擬電路、以及有源天線。rf系統(tǒng)通常包括有源和無源模塊。有源模塊(例如,相控陣天線)需要控制和功率信號來進行其操作,而這些信號是無源模塊(例如,濾波器)所不需要的。各種模塊被制造并被封裝為射頻集成電路(rfic),rfic能被組裝在印刷電路板(pcb)上。rfic封裝的大小的范圍可從幾平方毫米到幾百平方毫米。
在消費者電子市場,對電子設(shè)備的設(shè)計以及由此對其中集成的rf模塊的設(shè)計應(yīng)當(dāng)滿足最小成本、大小、功耗和重量的約束。對rf模塊的設(shè)計還應(yīng)當(dāng)考慮電子設(shè)備且尤其是手持設(shè)備(諸如膝上型和平板計算機)的當(dāng)前組裝配置,以實現(xiàn)毫米波信號的高效傳送和接收。此外,對rf模塊的設(shè)計應(yīng)當(dāng)計及接收和傳送rf信號的最小功率損耗并且計及最大無線電覆蓋。
60ghz頻帶中的操作相比于較低頻率而言允許使用更小的天線。然而,相比于較低頻率中的操作,60ghz頻帶周圍的無線電波具有較高的大氣衰減并且經(jīng)受大氣層氣體、雨、物體等的較高吸收水平,從而導(dǎo)致較高的自由空間損耗。另外,60ghz頻帶周圍的無線電波常常被環(huán)境物體反射。這些反射會改變傳輸?shù)臉O性,并且這種改變?nèi)Q于傳輸?shù)臉O性方向而有所不同,因為針對不同極化方向的反射系數(shù)可以是不同的。
對環(huán)境狀況的這種敏感性使得確定鏈路路徑是重要的。鏈路路徑描述了無線電波在發(fā)射機與接收機之間行進的路徑。鏈路路徑可包括多條路徑,諸如直接視線(los)、反射、衍射、散射以及其他路徑。不同于較低頻率中的無線電鏈路,在60ghz鏈路中,反射是在los之后的第二主導(dǎo)模式。其他模式發(fā)生的頻度顯著更低并且很少被選擇。確定是否有l(wèi)os連接是期望的,因為許多無線設(shè)備需要一種方式來估計發(fā)射機與接收機之間的距離。連接模式會影響這種測量,因為間接路徑可能導(dǎo)致比實際距離更長的測得距離。
用于確定距離的現(xiàn)有技術(shù)包括飛行時間(tof)、對功率延遲分布(pdp)的估計、收到功率電平、以及室內(nèi)映射。雖然這些技術(shù)對于在低于約7ghz的頻率中操作的設(shè)備而言可能是足夠的,但這些技術(shù)單獨不足以用于60ghz頻帶周圍的傳輸。例如,對于60ghz頻帶,反射路徑的pdp可能類似于非反射路徑的pdp。因此,用于確定是存在los連接還是非los連接的技術(shù)是期望的。
概述
本公開的某些方面提供了一種用于無線通信的第一裝置。該裝置一般包括第一接口,其用于經(jīng)由具有不同極化的至少第一和第二接收天線獲得從第二裝置經(jīng)由具有不同極化的至少第一和第二發(fā)射天線傳送的第一和第二訓(xùn)練信號;以及處理系統(tǒng),其配置成:基于第一和第二訓(xùn)練信號來確定不同發(fā)射-接收天線對的一個或多個特性,其中每一對包括第一或第二發(fā)射天線之一以及第一或第二接收天線之一,以及基于該特性來生成指示第一裝置與第二裝置之間的鏈路路徑是否為視線(los)的los參數(shù)。
本公開的某些方面提供了一種用于無線通信的方法。該方法一般包括由第一裝置經(jīng)由具有不同極化的至少第一和第二接收天線獲得從第二裝置經(jīng)由具有不同極化的至少第一和第二發(fā)射天線傳送的第一和第二訓(xùn)練信號;基于第一和第二訓(xùn)練信號來確定不同發(fā)射-接收天線對的一個或多個特性,其中每一對包括第一或第二發(fā)射天線之一以及第一或第二接收天線之一,以及基于該特性來生成指示第一裝置與第二裝置之間的鏈路路徑是否為視線(los)的los參數(shù)。
附圖簡述
圖1解說了根據(jù)本公開的某些方面的示例無線通信網(wǎng)絡(luò)的示圖。
圖2解說了根據(jù)本公開的某些方面的示例接入點和用戶終端的框圖。
圖3解說了根據(jù)本公開的某些方面的示例無線設(shè)備的框圖。
圖4解說了根據(jù)本公開的某些方面的示例雙極化貼片振子。
圖5是解說相控陣天線的實現(xiàn)中的信號傳播的示圖。
圖6解說了根據(jù)本公開的某些方面的可由無線設(shè)備執(zhí)行以確定指示視線(los)的參數(shù)的示例操作。
圖6a解說了能夠執(zhí)行圖6中所示的操作的示例組件。
詳細描述
本公開的各方面提供了用于根據(jù)從無線設(shè)備之一傳送的訓(xùn)練信號基于從具有不同極化(例如,水平和垂直極化)的天線傳送的訓(xùn)練信號的相對增益和/或相位來確定這些無線設(shè)備是否處于(los)視線中的技術(shù)。此類技術(shù)可提供勝于來自其他技術(shù)的測量的各種優(yōu)點,并且在一些情形中可被用于驗證或擴增此類測量。
以下參照附圖更全面地描述本公開的各個方面。然而,本公開可用許多不同形式來實施并且不應(yīng)解釋為被限定于本公開通篇給出的任何具體結(jié)構(gòu)或功能。相反,提供這些方面是為了使得本公開將是透徹和完整的,并且其將向本領(lǐng)域技術(shù)人員完全傳達本公開的范圍?;诒疚闹械慕虒?dǎo),本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)領(lǐng)會,本公開的范圍旨在覆蓋本文中所披露的本公開的任何方面,不論其是與本公開的任何其他方面相獨立地實現(xiàn)還是組合地實現(xiàn)的。例如,可以使用本文所闡述的任何數(shù)目的方面來實現(xiàn)裝置或?qū)嵺`方法。另外,本公開的范圍旨在覆蓋使用作為本文中所闡述的本公開的各個方面的補充或者另外的其他結(jié)構(gòu)、功能性、或者結(jié)構(gòu)及功能性來實踐的此類裝置或方法。應(yīng)當(dāng)理解,本文中所披露的本公開的任何方面可由權(quán)利要求的一個或多個元素來實施。
措辭“示例性”在本文中用于意指“用作示例、實例或解說”。本文中描述為“示例性”的任何方面不必被解釋為優(yōu)于或勝過其他方面。
盡管本文描述了特定方面,但這些方面的眾多變體和置換落在本公開的范圍之內(nèi)。盡管提到了優(yōu)選方面的一些益處和優(yōu)點,但本公開的范圍并非旨在被限定于特定益處、用途或目標(biāo)。相反,本公開的各方面旨在寬泛地適用于不同的無線技術(shù)、系統(tǒng)配置、網(wǎng)絡(luò)、和傳輸協(xié)議,其中一些藉由示例在附圖和以下對優(yōu)選方面的描述中解說。詳細描述和附圖僅僅解說本公開而非限定本公開,本公開的范圍由所附權(quán)利要求及其等效技術(shù)方案來定義。
示例無線通信系統(tǒng)
本文所描述的技術(shù)可用于各種寬帶無線通信系統(tǒng),包括基于正交復(fù)用方案的通信系統(tǒng)。此類通信系統(tǒng)的示例包括正交頻分多址(ofdma)系統(tǒng)。ofdma系統(tǒng)使用正交頻分復(fù)用(ofdm),這是一種將整個系統(tǒng)帶寬分成多個正交副載波的調(diào)制技術(shù)。這些副載波也可以被稱為頻調(diào)、頻槽等。在ofdm中,每個副載波可以用數(shù)據(jù)來獨立地調(diào)制。sc-fdma系統(tǒng)可以使用交織式fdma(ifdma)在跨系統(tǒng)帶寬分布的副載波上傳送,利用局部化fdma(lfdma)在毗鄰副載波的塊上傳送,或者利用增強型fdma(efdma)在毗鄰副載波的多個塊上傳送。一般而言,調(diào)制碼元在ofdm下是在頻域中發(fā)送的,而在sc-fdma下是在時域中發(fā)送的。
本文中的教導(dǎo)可被納入各種有線或無線裝置(例如節(jié)點)中(例如實現(xiàn)在其內(nèi)或由其執(zhí)行)。在一些方面,根據(jù)本文中的教導(dǎo)實現(xiàn)的無線節(jié)點可包括接入點或接入終端。
接入點(“ap”)可包括、被實現(xiàn)為、或被稱為b節(jié)點、無線電網(wǎng)絡(luò)控制器(“rnc”)、演進型b節(jié)點(enb)、基站控制器(“bsc”)、基收發(fā)機站(“bts”)、基站(“bs”)、收發(fā)機功能(“tf”)、無線電路由器、無線電收發(fā)機、基本服務(wù)集(“bss”)、擴展服務(wù)集(“ess”)、無線電基站(“rbs”)、或其它某個術(shù)語。
接入終端(“at”)可包括、被實現(xiàn)為、或被稱為訂戶站、訂戶單元、移動站、遠程站、遠程終端、用戶終端、用戶代理、用戶設(shè)備、用戶裝備、用戶站、或其他某個術(shù)語。在一些實現(xiàn)中,接入終端可包括蜂窩電話、無繩電話、會話發(fā)起協(xié)議(“sip”)話機、無線本地環(huán)路(“wll”)站、個人數(shù)字助理(“pda”)、具有無線連接能力的手持式設(shè)備、站(“sta”)、或連接到無線調(diào)制解調(diào)器的其他某種合適的處理設(shè)備。因此,本文中所教導(dǎo)的一個或多個方面可被納入到電話(例如,蜂窩電話或智能電話)、計算機(例如,膝上型計算機)、便攜式通信設(shè)備、便攜式計算設(shè)備(例如,個人數(shù)據(jù)助理)、娛樂設(shè)備(例如,音樂或視頻設(shè)備、或衛(wèi)星無線電)、全球定位系統(tǒng)設(shè)備、或配置成經(jīng)由無線或有線介質(zhì)通信的任何其它合適的設(shè)備中。
圖1解說了其中可執(zhí)行本公開的各方面的系統(tǒng)100。例如,接入點110或用戶終端120可確定另一接入點110或用戶終端120是否能夠在第一無線電(例如,主無線電)處于低功率狀態(tài)時經(jīng)由第二無線電(例如,伴隨無線電)來接收尋呼幀(例如,超低功率尋呼幀)。接入點110或用戶終端120可生成并傳送包括命令字段(例如,消息id字段)的尋呼幀,該命令字段指示供另一接入點110或用戶終端120采取的一個或多個動作。
系統(tǒng)100可以是例如具有接入點和用戶終端的多址多輸入多輸出(mimo)系統(tǒng)100。為簡單起見,圖1中僅示出了一個接入點110。接入點一般是與各用戶終端通信的固定站,并且也可被稱為基站或其他某個術(shù)語。用戶終端可以是固定的或者移動的,并且也可稱為移動站、無線設(shè)備或其他某個術(shù)語。接入點110可在任何給定時刻在下行鏈路和上行鏈路上與一個或多個用戶終端120通信。下行鏈路(或即前向鏈路)是從接入點至用戶終端的通信鏈路,而上行鏈路(或即反向鏈路)是從用戶終端至接入點的通信鏈路。用戶終端還可與另一用戶終端進行對等通信。系統(tǒng)控制器130可耦合至接入點并提供對接入點的協(xié)調(diào)和控制。
系統(tǒng)控制器130可提供對這些ap和/或其他系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和控制。這些ap可由系統(tǒng)控制器130來管理,系統(tǒng)控制器130例如可處置對射頻功率、信道、認(rèn)證和安全性的調(diào)整。系統(tǒng)控制器130可經(jīng)由回程與各ap通信。這些ap還可彼此例如經(jīng)由無線或有線回程直接或間接地通信。
盡管以下公開的各部分將描述能夠經(jīng)由空分多址(sdma)來通信的用戶終端120,但對于某些方面,用戶終端120還可包括不支持sdma的一些用戶終端。因此,對于此類方面,接入點(ap)110可被配置成與sdma用戶終端和非sdma用戶終端兩者通信。這一辦法可便于允許較老版本的用戶終端(“傳統(tǒng)”站)仍被部署在企業(yè)中從而延長其有用壽命,同時允許在認(rèn)為恰適的場合引入較新的sdma用戶終端。
接入點110和用戶終端120采用多個發(fā)射天線和多個接收天線來在下行鏈路和上行鏈路上進行數(shù)據(jù)傳輸。對于下行鏈路mimo傳輸,接入點110的nap個天線表示mimo的多輸入(mi)部分,而一組k個用戶終端表示mimo的多輸出(mo)部分。相反,對于上行鏈路mimo傳輸,該組k個用戶終端表示mi部分,而接入點110的nap個天線表示mo部分。對于純sdma而言,如果用于k個用戶終端的數(shù)據(jù)碼元流沒有通過某種手段在碼、頻率或時間上復(fù)用,則期望具有nap≥k≥1。如果數(shù)據(jù)碼元流能夠使用tdma技術(shù)、在cdma下使用不同的碼道、在ofdm下使用不相交的子帶集合等進行復(fù)用,則k可以大于nap。每個所選用戶終端向接入點傳送因用戶而異的數(shù)據(jù)和/或從接入點接收因用戶而異的數(shù)據(jù)。一般而言,每個所選用戶終端可裝備有一個或多個天線(即,nut≥1)。這k個所選用戶終端可具有相同或不同數(shù)目的天線。
系統(tǒng)100可以是時分雙工(tdd)系統(tǒng)或頻分雙工(fdd)系統(tǒng)。對于tdd系統(tǒng),下行鏈路和上行鏈路共享相同頻帶。對于fdd系統(tǒng),下行鏈路和上行鏈路使用不同頻帶。mimo系統(tǒng)100還可使用單載波或多載波進行傳輸。每個用戶終端可裝備有單個天線(例如為了抑制成本)或多個天線(例如在能夠支持附加成本的場合)。如果諸用戶終端120通過將傳送/接收劃分到不同時隙中、每個時隙被指派給不同的用戶終端120的方式來共享相同的頻率信道,則系統(tǒng)100還可以是tdma系統(tǒng)。
圖2解說了圖1中解說的ap110和ut120的示例組件,其可被用來實現(xiàn)本公開的各方面。ap110和ut120的一個或多個組件可被用來實踐本公開的各方面。例如,天線224、tx/rx(發(fā)射機/接收機)222、處理器210、220、240、242、和/或控制器230可被用來執(zhí)行本文描述的且參照圖17-18a解說的操作。類似地,ut120的天線252、tx/rx254、處理器260、270、288和290、和/或控制器280可被用來執(zhí)行本文描述的且參照圖5-5a解說的操作。
圖2解說了mimo系統(tǒng)100中的接入點110以及兩個用戶終端120m和120x的框圖。接入點110裝備有nt個天線224a到224ap。用戶終端120m裝備有nut,m個天線252ma到252mu,而用戶終端120x裝備有nut,x個天線252xa到252xu。接入點110對于下行鏈路而言是傳送方實體,而對于上行鏈路而言是接收方實體。每個用戶終端120對于上行鏈路而言是傳送方實體,而對于下行鏈路而言是接收方實體。如本文中所使用的,“傳送方實體”是能夠經(jīng)由無線信道傳送數(shù)據(jù)的獨立操作的裝置或設(shè)備,而“接收方實體”是能夠經(jīng)由無線信道接收數(shù)據(jù)的獨立操作的裝置或設(shè)備。在以下描述中,下標(biāo)“dn”標(biāo)示下行鏈路,上標(biāo)“up”標(biāo)示上行鏈路。對于sdma傳輸,nup個用戶終端同時在上行鏈路上進行傳送,而ndn個用戶終端同時接收由接入點110在下行鏈路上進行的傳輸。nup可以等于或可以不等于ndn,并且nup和ndn可以是靜態(tài)值或者可針對每個調(diào)度區(qū)間而改變??稍诮尤朦c和用戶終端處使用波束轉(zhuǎn)向或其他某種空間處理技術(shù)。
在上行鏈路上,在被選擇用于上行鏈路傳輸?shù)拿總€用戶終端120處,發(fā)射(tx)數(shù)據(jù)處理器288接收來自數(shù)據(jù)源286的話務(wù)數(shù)據(jù)和來自控制器280的控制數(shù)據(jù)??刂破?08可耦合到存儲器282。tx數(shù)據(jù)處理器288基于與為該用戶終端選擇的速率相關(guān)聯(lián)的編碼及調(diào)制方案來處理(例如,編碼、交織、和調(diào)制)該用戶終端的話務(wù)數(shù)據(jù)并提供數(shù)據(jù)碼元流。tx空間處理器290對該數(shù)據(jù)碼元流執(zhí)行空間處理并向nut,m個天線提供nut,m個發(fā)射碼元流。每個發(fā)射機單元(tmtr)254接收并處理(例如,轉(zhuǎn)換至模擬、放大、濾波、以及上變頻)相應(yīng)的發(fā)射碼元流以生成上行鏈路信號。nut,m個發(fā)射機單元254提供nut,m個上行鏈路信號以進行從nut,m個天線252到接入點的傳輸。
nup個用戶終端可被調(diào)度用于在上行鏈路上進行同時傳輸。這些用戶終端中的每個用戶終端對其數(shù)據(jù)碼元流執(zhí)行空間處理并在上行鏈路上向接入點傳送其發(fā)射碼元流集。
在接入點110處,nap個天線224a到224ap從在上行鏈路上進行傳送的所有nup個用戶終端接收上行鏈路信號。每個天線224向各自相應(yīng)的接收機單元(rcvr)222提供收到信號。每個接收機單元222執(zhí)行與由發(fā)射機單元254執(zhí)行的處理互補的處理,并提供收到碼元流。rx空間處理器240對來自nap個接收機單元222的nap個收到碼元流執(zhí)行接收機空間處理并提供nup個恢復(fù)出的上行鏈路數(shù)據(jù)碼元流。接收機空間處理是根據(jù)信道相關(guān)矩陣求逆(ccmi)、最小均方誤差(mmse)、軟干擾消去(sic)、或其他某種技術(shù)來執(zhí)行的。每個恢復(fù)出的上行鏈路數(shù)據(jù)碼元流是對由各自相應(yīng)用戶終端傳送的數(shù)據(jù)碼元流的估計。rx數(shù)據(jù)處理器242根據(jù)用于每個恢復(fù)出的上行鏈路數(shù)據(jù)碼元流的速率來處理(例如,解調(diào)、解交織、和解碼)此恢復(fù)出的上行鏈路數(shù)據(jù)碼元流以獲得經(jīng)解碼數(shù)據(jù)。給每個用戶終端的經(jīng)解碼數(shù)據(jù)可被提供給數(shù)據(jù)阱244以供存儲和/或提供給控制器230以供進一步處理??刂破?30可耦合到存儲器232。
在下行鏈路上,在接入點110處,tx數(shù)據(jù)處理器210接收來自數(shù)據(jù)源208的給被調(diào)度用于下行鏈路傳輸?shù)膎dn個用戶終端的話務(wù)數(shù)據(jù)、來自控制器230的控制數(shù)據(jù)、以及可能來自調(diào)度器234的其他數(shù)據(jù)??稍诓煌膫鬏斝诺郎习l(fā)送各種類型的數(shù)據(jù)。tx數(shù)據(jù)處理器210基于為每個用戶終端選擇的速率來處理(例如,編碼、交織、和調(diào)制)該用戶終端的話務(wù)數(shù)據(jù)。tx數(shù)據(jù)處理器210為ndn個用戶終端提供ndn個下行鏈路數(shù)據(jù)碼元流。tx空間處理器220對ndn個下行鏈路數(shù)據(jù)碼元流執(zhí)行空間處理(諸如預(yù)編碼或波束成形,如本公開中所描述的那樣)并為nap個天線提供nap個發(fā)射碼元流。每個發(fā)射機單元222接收并處理各自相應(yīng)的發(fā)射碼元流以生成下行鏈路信號。nap個發(fā)射機單元222提供nap個下行鏈路信號以用于從nap個天線224傳輸給用戶終端。
在每個用戶終端120處,nut,m個天線252接收nap個來自接入點110的下行鏈路信號。每個接收機單元254處理來自相關(guān)聯(lián)的天線252的收到信號并提供收到碼元流。rx空間處理器260對來自nut,m個接收機單元254的nut,m個收到碼元流執(zhí)行接收機空間處理并提供恢復(fù)出的給該用戶終端的下行鏈路數(shù)據(jù)碼元流。接收機空間處理是根據(jù)ccmi、mmse、或其他某種技術(shù)來執(zhí)行的。rx數(shù)據(jù)處理器270處理(例如,解調(diào)、解交織和解碼)恢復(fù)出的下行鏈路數(shù)據(jù)碼元流以獲得給該用戶終端的經(jīng)解碼數(shù)據(jù)。給每個用戶終端的經(jīng)解碼數(shù)據(jù)可被提供給數(shù)據(jù)阱272以供存儲和/或提供給控制器280以作進一步處理。
在每個用戶終端120處,信道估計器278估計下行鏈路信道響應(yīng)并提供下行鏈路信道估計,該下行鏈路信道估計可包括信道增益估計、snr估計、噪聲方差等。類似地,在接入點110處,信道估計器228估計上行鏈路信道響應(yīng)并提供上行鏈路信道估計。每個用戶終端的控制器280通?;谠撚脩艚K端的下行鏈路信道響應(yīng)矩陣hdn,m來推導(dǎo)該用戶終端的空間濾波器矩陣??刂破?30基于有效上行鏈路信道響應(yīng)矩陣hup,eff來推導(dǎo)接入點的空間濾波器矩陣。每個用戶終端的控制器280可向接入點發(fā)送反饋信息(例如,下行鏈路和/或上行鏈路本征向量、本征值、snr估計等)??刂破?30和280還分別控制接入點110和用戶終端120處的各個處理單元的操作。
根據(jù)本公開的某些方面,圖2中所示的各種處理器可分別指導(dǎo)ap110和/或用戶終端120處的操作以執(zhí)行本文描述的用于基于訓(xùn)練信號來確定是否利用los傳輸?shù)母鞣N技術(shù)和/或其他用于本文所描述的技術(shù)的過程。
圖3解說了其中可實踐本公開的各方面且可在mimo系統(tǒng)100內(nèi)采用的無線設(shè)備302中可利用的各種組件。無線設(shè)備302是可被配置成實現(xiàn)本文描述的各種方法的設(shè)備的示例。無線設(shè)備302可以是接入點110或用戶終端120。
無線設(shè)備302可包括控制無線設(shè)備302的操作的處理器304。處理器304也可被稱為中央處理單元(cpu)??砂ㄖ蛔x存儲器(rom)和隨機存取存儲器(ram)兩者的存儲器306向處理器304提供指令和數(shù)據(jù)。存儲器306的一部分還可包括非易失性隨機存取存儲器(nvram)。處理器304通常基于存儲器306內(nèi)存儲的程序指令來執(zhí)行邏輯和算術(shù)運算。存儲器306中的指令可以是可執(zhí)行的以實現(xiàn)本文描述的方法。處理器304例如可執(zhí)行或指導(dǎo)圖6中用于作出視線確定的操作600和/或其他用于本文中所描述技術(shù)的過程。
無線設(shè)備302還可包括外殼308,該外殼308可內(nèi)含發(fā)射機310和接收機312以允許在無線設(shè)備302和遠程位置之間進行數(shù)據(jù)的傳送和接收。發(fā)射機310和接收機312可被組合成收發(fā)機314。單個或多個發(fā)射天線316可被附連至外殼308且電耦合至收發(fā)機314。無線設(shè)備302還可包括(未示出)多個發(fā)射機、多個接收機和多個收發(fā)機。
無線設(shè)備302還可包括可被用于力圖檢測和量化由收發(fā)機314接收到的信號電平的信號檢測器318。信號檢測器318可檢測諸如總能量、每副載波每碼元能量、功率譜密度之類的信號以及其它信號。無線設(shè)備302還可包括用于處理信號的數(shù)字信號處理器(dsp)320。
無線設(shè)備302的各個組件可由總線系統(tǒng)322耦合在一起,該總線系統(tǒng)322除數(shù)據(jù)總線外還可包括電源總線、控制信號總線以及狀態(tài)信號總線。
本公開的各方面可被用于基于訓(xùn)練信號來確定是否在設(shè)備之間利用los傳輸。在一些情形中,根據(jù)例如ieee802.11ad標(biāo)準(zhǔn),訓(xùn)練信號可作為波束成形(bf)訓(xùn)練過程(例如,波束成形訓(xùn)練規(guī)程)的一部分被傳送。bf過程通常由一對毫米波站(例如,接收機和發(fā)射機)采用。這些站的每個配對為那些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的后續(xù)通信達成必需的鏈路預(yù)算。由此,bf訓(xùn)練是bf訓(xùn)練幀傳輸?shù)碾p向序列,其使用扇區(qū)掃掠并提供必要的信息以允許每個站為傳送和接收兩者確定恰適的天線系統(tǒng)設(shè)置。在成功完成bf訓(xùn)練之后,毫米波通信鏈路被建立。
波束成形過程解決了有高路徑損耗的毫米波頻譜上的通信問題之一。由此,大量天線被安置在每個收發(fā)機處以利用波束成形增益來延伸通信射程。即,相同的信號從陣列中的每個天線發(fā)送但在略微不同的時間發(fā)送。
根據(jù)示例性實施例,bf過程包括扇區(qū)級掃掠(sls)階段和波束改善階段。在sls階段,sta之一通過進行發(fā)起方扇區(qū)掃掠來充當(dāng)發(fā)起方,此后由響應(yīng)站進行發(fā)射扇區(qū)掃掠(其中響應(yīng)站進行響應(yīng)方扇區(qū)掃掠)。扇區(qū)是對應(yīng)于扇區(qū)id的發(fā)射天線模式或接收天線模式。如上所提及的,站可以是包括天線陣(例如,相控天線陣)中的一個或多個有源天線的收發(fā)機。
sls階段通常在發(fā)起站接收到扇區(qū)掃掠反饋并發(fā)送扇區(qū)確收(ack)之后完結(jié),由此建立bf。發(fā)起方站和響應(yīng)站的每個收發(fā)機被配置成經(jīng)由不同扇區(qū)進行對扇區(qū)掃掠(ssw)幀的接收機扇區(qū)掃掠(rxss)接收(其中掃掠是在相繼接收之間執(zhí)行的)、以及經(jīng)由不同扇區(qū)進行對定向多千兆比特(dmg)信標(biāo)幀的多扇區(qū)掃掠(ssw)傳送(txss)(其中掃掠是在相繼傳輸之間執(zhí)行的)。
在波束改善階段期間,每個站可掃掠由短波束成形幀間空間(sbifs)區(qū)間分隔開的傳輸?shù)男蛄?,其中發(fā)射機或接收機處的天線配置可在各傳輸之間改變。換言之,波束改善是其中站能針對傳送和接收兩者改善其天線配置(或天線權(quán)重向量)的過程。即,每個天線包括天線權(quán)重向量(awv),awv進一步包括描述天線陣的每個振子的激勵(振幅和相位)的權(quán)重向量。
圖4解說了根據(jù)本公開的某些方面的雙極化貼片振子400。如圖4中所示,天線陣的單個振子可包含多個極化天線。多個振子可被組合在一起以形成天線陣。極化天線可放射狀地間隔開。例如,如圖4中所示,兩個極化天線(即,雙極化天線)可相互垂直地安排,從而對應(yīng)于水平極化天線410和垂直極化天線420。替換地或附加地,可使用任何數(shù)目的極化天線。振子的一個或兩個天線也可被圓極化。
圖5是解說相控陣天線的實現(xiàn)中的信號傳播500的示圖。相控陣天線使用相同的振子510-1到510-4(下文分別稱為振子510或統(tǒng)稱為振子510)。信號傳播的方向?qū)τ诿總€振子510產(chǎn)生大致相同的增益,而振子510的相位是不同的。由這些振子接收的信號被組合成在期望方向上具有正確增益的相干波束。天線設(shè)計的附加考慮是電場的預(yù)期方向。在發(fā)射機和/或接收機關(guān)于彼此旋轉(zhuǎn)的情形中,電場除了方向改變以外還被旋轉(zhuǎn)。這要求相控陣能夠通過使用匹配特定極性的天線或天線饋送來處置電場的旋轉(zhuǎn)并且能夠在極性改變的情形中適應(yīng)于其他極性或組合極性。
關(guān)于信號極性的信息可被用于確定信號的發(fā)射機的各方面。信號的功率可由在不同方向上極化的不同天線測量。這些天線可被安排成使得這些天線在正交方向上極化。例如,第一天線可被安排成垂直于第二天線,其中第一天線表示水平軸而第二天線表示垂直軸,以使得第一天線被水平極化而第二天線被垂直極化。附加天線也可被包括,且關(guān)于彼此以各種角度間隔開。一旦接收機確定了傳輸?shù)臉O性,接收機就可通過將天線匹配于接收到的信號來優(yōu)化接收性能。
基于訓(xùn)練信號的示例los確定
如上所述,本公開的各方面提供了用于基于從具有不同極化(例如,水平和垂直極化)的天線傳送的訓(xùn)練信號的相對增益和/或相位來確定無線設(shè)備是否處于視線(los)中的技術(shù)。這些技術(shù)可應(yīng)用于其中l(wèi)os可能是重要因素的任何類型的設(shè)備,諸如使用毫米波通信的設(shè)備。
圖6解說了根據(jù)本公開的某些方面的可由無線設(shè)備執(zhí)行以用于los檢測的示例操作600。
操作600始于在602,經(jīng)由具有不同極化的至少第一和第二接收天線獲得從第二裝置經(jīng)由具有不同極化的至少第一和第二發(fā)射天線傳送的第一和第二訓(xùn)練信號。
在604,無線設(shè)備基于第一和第二訓(xùn)練信號來確定不同發(fā)射-接收天線對的一個或多個特性,其中每一對包括第一或第二發(fā)射天線之一以及第一或第二接收天線之一。
在606,無線設(shè)備基于該特性來生成指示第一裝置與第二裝置之間的鏈路路徑是否為視線(los)的los參數(shù)。
操作600可由具有能夠測量此類信號的相位和/或增益的接收機的任何類型的設(shè)備來執(zhí)行。在一些情形中,此類傳輸和測量可在發(fā)射機與接收機之間的波束訓(xùn)練階段期間完成。
在一些情形中,傳送和接收僅垂直極化信號或水平極化信號在用于毫米波通信的各種標(biāo)準(zhǔn)的波束訓(xùn)練階段中(諸如在802.11ad的扇區(qū)級掃掠(sls)和波束改善協(xié)議(brp)階段中)是固有的。在使用多極化天線的brp訓(xùn)練階段期間,在天線被開啟和關(guān)閉的同時,可標(biāo)識所傳送信號的互相關(guān)。
關(guān)于信號極性的信息可被用于確定信號的發(fā)射機的各方面。在某些方面,可基于信號極化來確定發(fā)射機與接收機之間的鏈路路徑。相位、增益、或者相位和增益兩者可由被水平或垂直極化的不同天線測量以檢測los路徑。例如,在los路徑的情形中,垂直和水平極化天線應(yīng)當(dāng)在各種環(huán)境狀況下展現(xiàn)出基本相同的路徑損耗。在傳輸被反射(例如,被環(huán)境物體反射)的場合,垂直和水平極化信號由于不同的反射系數(shù)而經(jīng)歷不同的路徑損耗。
結(jié)果,可基于由水平和垂直極化天線接收的信號之間的測得差異或比值來計算參數(shù)。該參數(shù)可隨后與特定閾值作比較。在該參數(shù)等于或高于特定閾值的場合,信號路徑可被聲明為非los信號。在該參數(shù)低于特定閾值的場合,信號路徑可被聲明為los信號。
在某些方面,發(fā)射機每次在給定方向上發(fā)送與水平極化和垂直極化中的每一者相對應(yīng)的訓(xùn)練信號。接收機隨后經(jīng)由水平極化天線和垂直極化天線接收這些傳輸。一旦接收機找出針對每個極性的平均收到功率,接收機就可比較該平均收到功率。
例如,假定其中使用兩個發(fā)射天線(水平tx-h和垂直tx-v)來傳送訓(xùn)練信號并且具有兩個接收天線(水平rx-h和垂直rx-v)的接收機可生成4個特性的示例。例如,第一特性r1可指示在垂直極化接收天線上接收到的來自垂直極化發(fā)射天線的傳輸?shù)氖盏叫盘枏姸?。由此,每個特性r1-r4可指示針對每個發(fā)射-接收天線對的接收信號強度r1-r4,以使得:
r1=tx-v-->rx-v,
r2=tx-v-->rx-h,
r3=tx-h-->rx-v,以及
r4=tx-h-->rx-h,
其中-v描述垂直極化信號,-h描述水平極化信號,tx描述傳送,而rx描述接收。
隨后可基于r1和r4和/或r2和r3來生成參數(shù)。在該參數(shù)指示r1與r4和/或r2與r3之間的比值(或差異)在特定閾值內(nèi)(即,等于或小于閾值)時,可假定所傳送的訓(xùn)練信號中沒有顯著反射,并且接收機可確定在該接收機與發(fā)射機之間存在los連接。
另一方面,如果經(jīng)由水平和垂直極化天線接收到的傳輸之間的比值(或差異)超過特定閾值,則存在非los連接。los參數(shù)還可對照為驗證結(jié)果而生成的第二參數(shù)作比較。例如,當(dāng)基于r1和r4來計算los參數(shù)時,該第二參數(shù)可基于r2和r3、或基于完全不同的技術(shù)來計算。
在某些方面,這些閾值或信號可基于各種因素來調(diào)整以補償各種環(huán)境狀況。這些因素可包括已知因素,諸如交叉極化數(shù)、或極化系數(shù)、所使用的天線、信噪比、或任何其他已知因素。這些因素可由發(fā)射機設(shè)備傳送。接收機可接收對這些因素的指示并使用這些因素來調(diào)整閾值。替換地,接收機可在不參照發(fā)射機的情況下計算、查找、或以其他方式獲得這些因素。根據(jù)某些方面,用于計算los的不同技術(shù)可被組合以作出los確定。例如,在一些情形中,基于訓(xùn)練信號計算出的los可被用于驗證通過常規(guī)手段(諸如pdp)作出的los確定。作為另一示例,如本文所述地計算出的los參數(shù)也可與通過常規(guī)手段作出的確定相組合以進一步改善los確定。
在某些方面,在接收機生成los參數(shù)之后,輸出該los參數(shù)以供傳送給發(fā)射機。發(fā)射機也可使用該接收到的los參數(shù)來作出los確定,例如通過將該los參數(shù)與特定閾值作比較,該特定閾值可以是與接收機所使用的閾值相同或不同。
在某些方面,關(guān)于發(fā)射機與接收機之間的los是否存在的確定可作為定位信息的一部分由接收機傳送回發(fā)射機。另外,los信息可被向上傳遞到應(yīng)用層,例如以供應(yīng)用用來幫助優(yōu)化發(fā)射機與接收機之間的接收。
以上所描述的方法的各種操作可由能夠執(zhí)行相應(yīng)功能的任何合適的裝置來執(zhí)行。這些裝置可包括各種硬件和/或軟件組件和/或模塊,包括但不限于電路、專用集成電路(asic)、或處理器。一般而言,在存在附圖中解說的操作的場合,這些操作可具有帶相似編號的相應(yīng)配對裝置加功能組件。例如,圖6中所解說的操作600對應(yīng)于圖6a中所解說的裝備600a。
用于獲得(例如,接收)的裝置可包括圖2中解說的ut120的接收機(例如,接收機單元254)和/或(諸)天線252、或者圖3中所描繪的接收機312和/或(諸)天線316。用于傳送的裝置和用于輸出的裝置可以是圖2中解說的用戶終端120的發(fā)射機(例如,收發(fā)機254的發(fā)射機單元)和/或(諸)天線252、或者圖2中解說的接入點110的發(fā)射機(例如,收發(fā)機222的發(fā)射機單元)和/或(諸)天線224。
用于生成的裝置、用于檢測的裝置、用于確定的裝置、用于獲得的裝置、用于選擇的裝置、用于調(diào)整的裝置、用于處理的裝置、用于指示的裝置和/或用于應(yīng)用的裝置可包括處理系統(tǒng),該處理系統(tǒng)可包括一個或多個處理器,諸如ut120的處理器260、270、288和290和/或控制器280,或者圖3中描繪的處理器304和/或dsp320。
在一些情形中,并非實際上傳送幀,設(shè)備可具有用于輸出幀以供傳輸?shù)慕涌?。例如,對于傳送,處理器可?jīng)由總線接口向射頻(rf)前端輸出幀。類似地,并非實際上接收幀,設(shè)備可具有用于獲得從另一設(shè)備接收的幀的接口。例如,對于接收,處理器可經(jīng)由總線接口從rf前端獲得(或接收)幀。
根據(jù)某些方面,此類裝置可由配置成通過實現(xiàn)以上所描述的用于確定los傳輸?shù)拇嬖谛缘母鞣N算法(例如,以硬件或通過執(zhí)行軟件指令)來執(zhí)行相應(yīng)功能的處理系統(tǒng)來實現(xiàn)。
如本文所使用的,術(shù)語“確定”涵蓋各種各樣的動作。例如,“確定”可包括演算、計算、處理、推導(dǎo)、研究、查找(例如,在表、數(shù)據(jù)庫或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中查找)、探知及諸如此類。而且,“確定”可包括接收(例如,接收信息)、訪問(例如,訪問存儲器中的數(shù)據(jù))及諸如此類。而且,“確定”還可包括解析、選擇、選取、確立及類似動作。
如本文所使用的,引述一列項目中的“至少一個”的短語是指這些項目的任何組合,包括單個成員。作為示例,“a、b或c中的至少一個”旨在涵蓋:a、b、c、a-b、a-c、b-c、和a-b-c,以及具有多個相同元素的任何組合(例如,a-a、a-a-a、a-a-b、a-a-c、a-b-b、a-c-c、b-b、b-b-b、b-b-c、c-c、和c-c-c,或者a、b和c的任何其他排序)。
結(jié)合本公開所描述的各種解說性邏輯塊、模塊、以及電路可用設(shè)計成執(zhí)行本文描述的功能的通用處理器、數(shù)字信號處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)或其他可編程邏輯器件(pld)、分立的門或晶體管邏輯、分立的硬件組件、或其任何組合來實現(xiàn)或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器,但在替換方案中,處理器可以是任何市售的處理器、控制器、微控制器、或狀態(tài)機。處理器還可以被實現(xiàn)為計算設(shè)備的組合,例如dsp與微處理器的組合、多個微處理器、與dsp核心協(xié)同的一個或多個微處理器、或任何其它此類配置。
結(jié)合本公開所描述的方法或算法的步驟可直接在硬件中、在由處理器執(zhí)行的軟件模塊中、或在這兩者的組合中體現(xiàn)。軟件模塊可駐留在本領(lǐng)域所知的任何形式的存儲介質(zhì)中。可使用的存儲介質(zhì)的一些示例包括隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、閃存、eprom存儲器、eeprom存儲器、寄存器、硬盤、可移動盤、cd-rom,等等。軟件模塊可包括單條指令、或許多條指令,且可分布在若干不同的代碼段上,分布在不同的程序間以及跨多個存儲介質(zhì)分布。存儲介質(zhì)可被耦合到處理器以使得該處理器能從/向該存儲介質(zhì)讀寫信息。替換地,存儲介質(zhì)可以被整合到處理器。
本文所公開的方法包括用于實現(xiàn)所描述的方法的一個或多個步驟或動作。這些方法步驟和/或動作可以彼此互換而不會脫離權(quán)利要求的范圍。換言之,除非指定了步驟或動作的特定次序,否則具體步驟和/或動作的次序和/或使用可以改動而不會脫離權(quán)利要求的范圍。
所描述的功能可在硬件、軟件、固件或其任何組合中實現(xiàn)。如果以硬件實現(xiàn),則示例硬件配置可包括無線節(jié)點中的處理系統(tǒng)。處理系統(tǒng)可以用總線架構(gòu)來實現(xiàn)。取決于處理系統(tǒng)的具體應(yīng)用和整體設(shè)計約束,總線可包括任何數(shù)目的互連總線和橋接器??偩€可將包括處理器、機器可讀介質(zhì)、以及總線接口的各種電路鏈接在一起。總線接口可用于尤其將網(wǎng)絡(luò)適配器等經(jīng)由總線連接至處理系統(tǒng)。該網(wǎng)絡(luò)適配器可用于實現(xiàn)phy層的信號處理功能。在接入終端120(見圖1)的情形中,用戶接口(例如,按鍵板、顯示器、鼠標(biāo)、操縱桿,等等)也可以被連接到總線??偩€還可以鏈接各種其他電路,諸如定時源、外圍設(shè)備、穩(wěn)壓器、功率管理電路以及類似電路,它們在本領(lǐng)域中是眾所周知的,因此將不再進一步描述。
處理器可負(fù)責(zé)管理總線和一般處理,包括執(zhí)行存儲在機器可讀介質(zhì)上的軟件。處理器可用一個或多個通用和/或?qū)S锰幚砥鱽韺崿F(xiàn)。示例包括微處理器、微控制器、dsp處理器、以及其他能執(zhí)行軟件的電路系統(tǒng)。軟件應(yīng)當(dāng)被寬泛地解釋成意指指令、數(shù)據(jù)、或其任何組合,無論是被稱作軟件、固件、中間件、微代碼、硬件描述語言、或其他。作為示例,機器可讀介質(zhì)可包括ram(隨機存取存儲器)、閃存、rom(只讀存儲器)、prom(可編程只讀存儲器)、eprom(可擦式可編程只讀存儲器)、eeprom(電可擦式可編程只讀存儲器)、寄存器、磁盤、光盤、硬驅(qū)動器、或者任何其他合適的存儲介質(zhì)、或其任何組合。機器可讀介質(zhì)可被實施在計算機程序產(chǎn)品中。該計算機程序產(chǎn)品可以包括包裝材料。
在硬件實現(xiàn)中,機器可讀介質(zhì)可以是處理系統(tǒng)中與處理器分開的一部分。然而,如本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易領(lǐng)會的,機器可讀介質(zhì)或其任何部分可在處理系統(tǒng)外部。作為示例,機器可讀介質(zhì)可包括傳輸線、由數(shù)據(jù)調(diào)制的載波、和/或與無線節(jié)點分開的計算機產(chǎn)品,所有這些都可由處理器通過總線接口來訪問。替換地或補充地,機器可讀介質(zhì)或其任何部分可被集成到處理器中,諸如高速緩存和/或通用寄存器文件可能就是這種情形。
處理系統(tǒng)可以被配置為通用處理系統(tǒng),該通用處理系統(tǒng)具有一個或多個提供處理器功能性的微處理器、以及提供機器可讀介質(zhì)中的至少一部分的外部存儲器,它們都通過外部總線架構(gòu)與其他支持電路系統(tǒng)鏈接在一起。替換地,處理系統(tǒng)可以用帶有集成在單塊芯片中的處理器、總線接口、用戶接口(在接入終端情形中)、支持電路系統(tǒng)、和至少一部分機器可讀介質(zhì)的asic(專用集成電路)來實現(xiàn),或者用一個或多個fpga(現(xiàn)場可編程門陣列)、pld(可編程邏輯器件)、控制器、狀態(tài)機、門控邏輯、分立硬件組件、或者任何其他合適的電路系統(tǒng)、或者能執(zhí)行本公開通篇所描述的各種功能性的電路的任何組合來實現(xiàn)。取決于具體應(yīng)用和加諸于整體系統(tǒng)上的總設(shè)計約束,本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到如何最佳地實現(xiàn)關(guān)于處理系統(tǒng)所描述的功能性。
機器可讀介質(zhì)可包括數(shù)個軟件模塊。這些軟件模塊包括當(dāng)由處理器執(zhí)行時使處理系統(tǒng)執(zhí)行各種功能的指令。這些軟件模塊可包括傳送模塊和接收模塊。每個軟件模塊可以駐留在單個存儲設(shè)備中或者跨多個存儲設(shè)備分布。作為示例,當(dāng)觸發(fā)事件發(fā)生時,可以從硬驅(qū)動器中將軟件模塊加載到ram中。在軟件模塊執(zhí)行期間,處理器可以將一些指令加載到高速緩存中以提高訪問速度。隨后可將一個或多個高速緩存行加載到通用寄存器文件中以供處理器執(zhí)行。在以下述及軟件模塊的功能性時,將理解此類功能性是在處理器執(zhí)行來自該軟件模塊的指令時由該處理器來實現(xiàn)的。
如果以軟件實現(xiàn),則各功能可作為一條或多條指令或代碼存儲在計算機可讀介質(zhì)上或藉其進行傳送。計算機可讀介質(zhì)包括計算機存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)兩者,這些介質(zhì)包括促成計算機程序從一地向另一地轉(zhuǎn)移的任何介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以是能被計算機訪問的任何可用介質(zhì)。作為示例而非限定,這樣的計算機可讀介質(zhì)可包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其他光盤存儲、磁盤存儲或其他磁存儲設(shè)備、或能用于攜帶或存儲指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的期望程序代碼且能被計算機訪問的任何其他介質(zhì)。任何連接也被正當(dāng)?shù)胤Q為計算機可讀介質(zhì)。例如,如果軟件是使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字訂戶線(dsl)、或無線技術(shù)(諸如紅外(ir)、無線電、以及微波)從web網(wǎng)站、服務(wù)器、或其他遠程源傳送而來,則該同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、dsl或無線技術(shù)(諸如紅外、無線電、以及微波)就被包括在介質(zhì)的定義之中。如本文中所使用的盤(disk)和碟(disc)包括壓縮碟(cd)、激光碟、光碟、數(shù)字多用碟(dvd)、軟盤、和
因此,一些方面可包括用于執(zhí)行本文中給出的操作的計算機程序產(chǎn)品。例如,此類計算機程序產(chǎn)品可包括其上存儲(和/或編碼)有指令的計算機可讀介質(zhì),這些指令能由一個或多個處理器執(zhí)行以執(zhí)行本文中所描述的操作。對于一些方面,計算機程序產(chǎn)品可包括包裝材料。
此外,應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會,用于執(zhí)行本文中所描述的方法和技術(shù)的模塊和/或其它恰適裝置能由用戶終端和/或基站在適用的場合下載和/或以其他方式獲得。例如,此類設(shè)備能被耦合至服務(wù)器以促成用于執(zhí)行本文中所描述的方法的裝置的轉(zhuǎn)移。替換地,本文所述的各種方法能經(jīng)由存儲裝置(例如,ram、rom、諸如壓縮碟(cd)或軟盤等物理存儲介質(zhì)等)來提供,以使得一旦將該存儲裝置耦合至或提供給用戶終端和/或基站,該設(shè)備就能獲得各種方法。此外,可利用適于向設(shè)備提供本文中所描述的方法和技術(shù)的任何其他合適的技術(shù)。
將理解,權(quán)利要求并不被限定于以上所解說的精確配置和組件??稍谝陨纤枋龅姆椒ê脱b置的布局、操作和細節(jié)上作出各種改動、更換和變形而不會脫離權(quán)利要求的范圍。