使用分區(qū)圖進行波束搜索、跟蹤和完善的方法
【技術領域】
[0001] 本公開涉及無線通信，尤其涉及60GHz無線通信。
【背景技術】
[0002] 60GHz頻帶內的無線通信具有因其高頻率而造成的大路徑損耗的特征。因此，發(fā)射 天線和接收天線的增益必須增大以滿足鏈路預算要求。高增益天線在特定方向上引導相對 窄波束的無線電波。正因如此，安裝相控天線陣以便執(zhí)行自適應波束成形。
[0003] 60GHz頻帶可被用于無線個域網(wǎng)（WPAN)。隨著接收機設備（諸如膝上型電腦、平 板、相機、蜂窩電話、PDA等）從房間內的第一位置移至第二位置，它可能必須從一個波束切 換至另一個波束。然而，接收機不知道毗鄰/交疊的波束正指向哪些方向。因此，接收機需 要確定哪個波束是它可連接至的最佳波束。

【發(fā)明內容】

[0004] 本公開涉及無線通信設備。在一實施例中，無線通信設備包括：包括多個天線的相 控天線陣；收發(fā)機，其操作地耦合至該相控天線陣并且被配置成控制該多個天線和天線權 重向量（AWV);存儲器，用于存儲球面分區(qū)圖；以及波束控制器，其被配置成通過為該多個 天線中的每一個天線設置AWV來控制該收發(fā)機。
【附圖說明】
[0005] 給出附圖以幫助對本發(fā)明實施例進行描述，且提供附圖僅用于解說實施例而非對 其進行限定。
[0006] 圖1解說了根據(jù)一實施例的網(wǎng)絡控制器和用戶裝備。
[0007] 圖2解說了相對于示例性天線陣的笛卡爾和球面坐標系。
[0008] 圖3A解說了被表示為單位球面的4X 1球面分區(qū)。
[0009] 圖3B解說了被表示為2D分區(qū)圖的4X 1球面分區(qū)。
[0010] 圖4A解說了被表不為2D分區(qū)圖的8X 1球面分區(qū)。
[0011] 圖4B是解說4X 1球面分區(qū)擴展成8X 1球面分區(qū)的圖表。
[0012] 圖5A解說了被表示為單位球面的4X4球面分區(qū)。
[0013] 圖5B解說了被表不為2D分區(qū)圖的4X4球面分區(qū)。
[0014] 圖6A解說了被表示為單位球面的8X8球面分區(qū)。
[0015] 圖6B解說了被表示為2D分區(qū)圖的8X8球面分區(qū)。
[0016] 圖7是解說4X4球面分區(qū)擴展成8X8球面分區(qū)的圖表。
[0017] 圖8A解說了被表示為單位球面的16 X 1球面分區(qū)。
[0018] 圖8B解說了被表示為單位球面的5X5球面分區(qū)。
[0019] 圖9A解說了從3X1變化為5X1的天線陣尺寸的天線權重向量。
[0020] 圖9B解說了從4X 1變化為16X 1的球面分區(qū)尺寸的天線權重向量。
[0021] 圖9C解說了天線陣尺寸和球面分區(qū)尺寸兩者從一維變化為二維的天線權重向 量。
[0022] 圖10解說了束寬示例的圖表。
[0023] 圖IlA解說了理想的4X4球面分區(qū)的圖表。
[0024] 圖IlB解說了由2X2UPA實現(xiàn)的4X4分區(qū)的圖表。
[0025] 圖IlC解說了由3X2UPA實現(xiàn)的4X4分區(qū)的圖表。
[0026] 圖IlD解說了由3X3UPA實現(xiàn)的4X4分區(qū)的圖表。
[0027] 圖12解說了一實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0028] 在以下描述和相關附圖中公開了各種實施例的諸方面。可以設計替換實施例而不 會脫離本發(fā)明的范圍。另外，各種實施例的眾所周知的元素將不被詳細描述或將被省去以 免湮沒各種實施例的相關細節(jié)。
[0029] 措辭"示例性"在本文中用于表示"用作示例、實例或解說"。本文中描述為"示例 性"的任何實施例不必被解釋為優(yōu)于或勝過其他實施例。同樣，術語"實施例"或"本發(fā)明 的實施例"不要求所有的實施例都包括所討論的特征、優(yōu)點或操作模式。
[0030] 本文所使用的術語僅出于描述特定實施例的目的，而并不旨在限定各實施例。如 本文所使用的，單數(shù)形式的"一"、"一個"和"該"旨在也包括復數(shù)形式，除非上下文另有明 確指示并非如此。還將理解，術語"包括"、"具有"、"包含"和/或"含有"在本文中使用時 指定所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、要素、和/或組件的存在，但并不排除一個或多個其 他特征、整數(shù)、步驟、操作、要素、組件和/或其群組的存在或添加。
[0031] 此外，許多實施例是根據(jù)將由例如計算設備的元件執(zhí)行的動作序列來描述的。將 認識到，本文中所描述的各種動作能由專用電路（例如，專用集成電路（ASIC))、由正被一 個或多個處理器執(zhí)行的程序指令、或由這兩者的組合來執(zhí)行。另外，本文描述的這些動作序 列可被認為是完全體現(xiàn)在任何形式的計算機可讀存儲介質內，其內存儲有一經(jīng)執(zhí)行就將使 相關聯(lián)的處理器執(zhí)行本文所描述的功能性的相應計算機指令集。因此，各個實施例的各種 方面可以用數(shù)種不同形式來體現(xiàn)，所有這些形式都已被構想為落在所要求保護的主題內容 的范圍內。另外，對于本文描述的每個實施例，任何此類實施例的對應形式可在本文被描述 為例如"被配置成執(zhí)行所描述的動作的邏輯"。
[0032] 圖1解說根據(jù)一實施例的網(wǎng)絡控制器110和用戶裝備（UE) 130。網(wǎng)絡控制器 110包括可操控天線陣112、波束控制器114、收發(fā)機116、傳感器模塊118、專用集成電 路（ASIC) 120 (或其他處理器、微處理器、邏輯電路、或其他數(shù)據(jù)處理設備）、以及存儲器 122。存儲器122可以包括只讀存儲器（ROM)或隨機存取存儲器（RAM)、電可擦除可編程 ROM(EEPROM)、閃存卡或者各計算機平臺通用的任何存儲器。存儲器122可以包括可保持未 在活躍地使用的應用的本地數(shù)據(jù)庫。本地數(shù)據(jù)庫可以是閃存單元，但也可以是本領域已知 的任何副存儲設備，諸如磁性介質、EEPR0M、光學介質、磁帶、軟盤或硬盤等等。如本領域已 知的，網(wǎng)絡控制器110的內部組件可以能在操作上耦合至外部設備，諸如天線112。
[0033] UE 130包括可操控天線陣132、波束控制器134、收發(fā)機136、傳感器模塊138、ASIC 140 (或其他處理器、微處理器、邏輯電路、或其他數(shù)據(jù)處理設備）、以及存儲器142。類似于 存儲器122,存儲器142可以包括ROM或RAM、EEPROM、閃存卡或者各計算機平臺通用的任何 存儲器。存儲器122可以包括可保持未在活躍地使用的應用的本地數(shù)據(jù)庫。本地數(shù)據(jù)庫可 以是閃存單元，但也可以是本領域已知的任何副存儲設備，諸如磁性介質、EEPR0M、光學介 質、磁帶、軟盤或硬盤等等。如本領域已知的，UE 130的內部組件可以能在操作上耦合至外 部設備，諸如天線132。
[0034] 天線陣112可以是相控天線陣。替換地，盡管網(wǎng)絡控制器110和UE 130被示為具 有天線陣（112和132)，但也可利用其他硬件，諸如更多或更少的天線或者單個高度定向天 線。
[0035] 因而，各個實施例可以包括UE，該UE包括執(zhí)行本文所述功能的能力。如本領域技 術人員將理解的，各個邏輯元件可以實施為分立元件、在處理器上執(zhí)行的軟件模塊、或者用 于達成本文所公開的功能性的軟件與硬件的任何組合。例如，ASIC 120或140以及存儲器 122或142可以全部協(xié)作地用于加載、存儲和執(zhí)行本文所公開的各個功能，且因此用于執(zhí)行 這些功能的邏輯可以分布在各個元件上。替換地，功能性可以被納入到一個分立組件中。因 此，圖1中網(wǎng)絡控制器110和UE 130的特征僅被認為是解說性的，且本發(fā)明不限于所解說 的特征或安排。
[0036] 在操作中，UE 130可以進入由網(wǎng)絡控制器110控制的網(wǎng)絡區(qū)域，或者可以在該區(qū) 域中被加電。UE 130可以監(jiān)聽網(wǎng)絡控制器110所作出的周期性信標傳輸，并且基于對信標 傳輸?shù)慕邮?，可以向網(wǎng)絡控制器110傳送關聯(lián)請求信號。
[0037] 60GHz頻帶內的無線通信具有因其高頻率而造成的大路徑損耗的特征。因此，發(fā)射 天線和接收天線的增益必須增大以滿足鏈路預算要求。高增益天線將相對窄波束的無線電 波引導在特定方向上。正因如此，安裝相控天線陣以便執(zhí)行自適應波束成形。
[0038] 60GHz頻帶可用于無線個域網(wǎng)（WPAN)。隨著接收機設備（諸如膝上型電腦、平板、 相機、蜂窩電話、PDA等）從房間內的第一位置移至第二位置，它可能必須從一個波束切換 至另一個波束。然而，接收機不知道毗鄰/交疊的波束指向哪些方向。因此，接收機需要確 定哪個波束是它可連接至的最佳波束。
[0039] 各個實施例生成球面分區(qū)圖以描述波束方向和束寬（本文中稱為"球面分區(qū)"）。 接著，各個實施例選擇為每個區(qū)劃提供最大實現(xiàn)增益的相控天線陣尺寸（本文稱為"實現(xiàn) 分區(qū)"）。最后，各個實施例使用分區(qū)繪圖來跟蹤最佳可用波束（本文稱為"波束跟蹤和完 善"）。
[0040] 相棹天線陣
[0041] 60GHz頻帶內的無線通信具有因其高頻率而造成的大路徑損耗的特征。因此，發(fā)射 天線和接收天線的增益必須增大以滿足鏈路預算要求。高增益天線將相對窄波束的無線電 波引導在特定方向上。正因如此，安裝相控天線陣以便執(zhí)行自適應波束成形。