專利名稱：用于執(zhí)行波束跟蹤處理的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本 發(fā)明涉及用于分配具有高定向性的無(wú)線發(fā)射所需要的波束搜索時(shí)間，以執(zhí)行有 效的波束搜索和跟蹤的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在多入多出(MIMO)通信系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)站使用多個(gè)發(fā)射天線并且接收機(jī)站使用 多個(gè)接收天線來(lái)用于數(shù)據(jù)通信。由天線創(chuàng)建的單個(gè)MIMO信道可以被分解為獨(dú)立的信道。每 一個(gè)獨(dú)立信道是在MIMO信道的空間域中的子信道(或傳輸信道)，并且占用一個(gè)范圍。當(dāng) 使用由多個(gè)天線創(chuàng)建的另外的范圍時(shí)，MIMO系統(tǒng)可以展現(xiàn)改善的性能(例如，改善的發(fā)射 能力)。MIMO系統(tǒng)被劃分為兩種類型，即開(kāi)環(huán)和閉環(huán)。在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中，一般在MIMO發(fā)射機(jī) 站中實(shí)現(xiàn)空間時(shí)間編碼技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)于信道衰落的抵抗，因?yàn)镸IMO發(fā)射機(jī)站不具有信道 狀態(tài)的先驗(yàn)知識(shí)。另一方面，在閉環(huán)系統(tǒng)中，接收機(jī)站可以向發(fā)射機(jī)站反饋信道狀態(tài)信息 (CSI)。然后，發(fā)射機(jī)站基于CSI來(lái)執(zhí)行預(yù)處理操作，由此實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的接收機(jī)設(shè)計(jì)和更好的 性能。這些技術(shù)被稱為“波束形成技術(shù)”，其中，在向期望的接收機(jī)站的方向上提供較好的性 能增益，同時(shí)抑制在其他方向上的發(fā)射功率。當(dāng)參與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線通信站的數(shù)目增加時(shí)，諸如丟失的問(wèn)題發(fā)生的概率增加。 在站之間的沖突需要對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳送率(即，吞吐量)有明顯負(fù)面影響的重發(fā)。特別 地，當(dāng)對(duì)于音頻/視頻(AV)數(shù)據(jù)需要較高的服務(wù)質(zhì)量(QoS)時(shí)，很重要的是，減少重發(fā)的數(shù) 目以保證更大的可用帶寬。考慮到在多個(gè)家庭站之間無(wú)線地傳送諸如數(shù)字視頻盤(DVD)視頻或高清晰度電 視(HDTV)視頻的高質(zhì)量視頻的需要在增長(zhǎng)，需要用于恒定地發(fā)射和接收需要寬帶寬的高 質(zhì)量視頻的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在IEEE 802. 15. 3c任務(wù)組中正在討論用于在無(wú)線家庭網(wǎng)絡(luò)中發(fā)射大量數(shù)據(jù)的技 術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。被稱為“毫米波(mmWave)”的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)使用具有毫米波長(zhǎng)的無(wú)線電波(具體地說(shuō)， 具有30GHz到300GHz的頻率的無(wú)線電波)來(lái)用于大量的數(shù)據(jù)發(fā)射。這些頻帶已經(jīng)一般被 用作未許可的頻帶以用于有限的目的，諸如通信提供商、射電天文學(xué)或車輛碰撞撞車避免。IEEE 802. Ilb或IEEE 802. Ilg使用2. 4GHz的載波頻率和大約20MHz的信道帶 寬。IEEE 802. Ila或IEEE 802. Iln使用5GHz的載波頻率和大約20MHz的信道帶寬。另一 方面，mmWave使用60GHz的載波頻率和大約0. 5至2. 5GHz的信道帶寬。因此，mmWave的載 波頻率和信道帶寬比IEEE 802. 11系列的載波頻率和信道帶寬大得多。如果如上所述使用具有毫米波長(zhǎng)的高頻信號(hào)，則可以實(shí)現(xiàn)Gbps的很高的傳輸率， 并且可以將天線大小減少到低于1. 5mm,由此實(shí)現(xiàn)包括天線的單個(gè)芯片。也可以減少在站之 間的干擾，因?yàn)樗p率在空氣中很高。然而，如果使用mmWave，則難以執(zhí)行信號(hào)的全方位發(fā)射，因?yàn)椴ㄊ秶捎谶@樣的 高衰減率而減小。為了克服這個(gè)問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)銳化波束。然而，如果波束被銳化，則僅向局部區(qū)域發(fā)射波束。mmffave也具有難以在非視線環(huán)境中執(zhí)行通信的問(wèn)題，因?yàn)椴ㄊ秶捎诟咚p率 而很短，并且信號(hào)的平直度高。mmWave使用具有高增益的陣列天線來(lái)克服前一個(gè)問(wèn)題，并且 使用波束控制(steering)來(lái)克服后一個(gè)問(wèn)題。在傳輸損失高并且傳輸功率有限的情況下，為了保證期望的傳輸距離，必須使用 天線技術(shù)來(lái)獲得期望的天線增益。這需要一種用于建立和保持波束鏈路的方法。
當(dāng)發(fā)射端在所有方向上發(fā)出波束并且接收端向發(fā)射端反饋用于指示在波束當(dāng)中 的可用波束的信息時(shí)，一般創(chuàng)建了波束鏈路。在創(chuàng)建了鏈路之后，重復(fù)波束搜索以便反映信 道改變。這個(gè)過(guò)程被稱為“跟蹤”。信道時(shí)間用于這樣的跟蹤和搜索。然而，如果在給定的 網(wǎng)絡(luò)中的波束鏈路的數(shù)目增加，則增加執(zhí)行波束搜索和跟蹤所需要的時(shí)間。因此，需要提供 一種用于盡可能簡(jiǎn)單和有效地執(zhí)行這樣的過(guò)程的方法。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的提供一種波束跟蹤方法，該方法最小化波束搜索和跟蹤所需要的信 息和硬件的數(shù)量，并且該方法自適應(yīng)地調(diào)度信道時(shí)間以減少所使用的信道時(shí)間的數(shù)量。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)這些和其他優(yōu)點(diǎn)，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如具體體現(xiàn)和廣義地描述的， 一種用于控制波束跟蹤處理的裝置，所述裝置包括通信模塊，該通信模塊被配置成向外部 站和協(xié)調(diào)器中的至少一個(gè)發(fā)射數(shù)據(jù)，并且被配置成從外部站和協(xié)調(diào)器中的至少一個(gè)接收數(shù) 據(jù)；以及控制器，該控制器被配置成控制所述通信模塊向至少一個(gè)站發(fā)射第一波束圖案，所 述第一波束圖案中的每一個(gè)通過(guò)波束圖案索引來(lái)識(shí)別，并且所述控制器被配置成控制所述 通信模塊在預(yù)定持續(xù)時(shí)間期間從所述至少一個(gè)站接收反饋索引，所述反饋索引指示在所述 第一波束圖案當(dāng)中由所述至少一個(gè)站選擇的一個(gè)波束圖案。優(yōu)選地，所述第一狀態(tài)信息包括關(guān)于所述接收機(jī)站的移動(dòng)性信息、鏈路狀態(tài)信息 和天線角度信息。優(yōu)選地，所述第二狀態(tài)信息包括關(guān)于所述發(fā)射機(jī)站的服務(wù)質(zhì)量(QoS)信息、移動(dòng) 性信息、信道狀態(tài)信息和天線角度信息。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)這些和其他優(yōu)點(diǎn)，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，一種用于執(zhí)行波束跟 蹤處理的裝置，所述裝置包括通信模塊，該通信模塊被配置成向外部站和協(xié)調(diào)器中的至少 一個(gè)發(fā)射數(shù)據(jù)，并且被配置成從外部站和協(xié)調(diào)器中的至少一個(gè)接收數(shù)據(jù)；以及控制器，該控 制器被配置成控制所述通信模塊發(fā)射請(qǐng)求分配用于執(zhí)行所述波束跟蹤處理的信道時(shí)間的 請(qǐng)求消息，被配置成控制所述通信模塊接收與所述請(qǐng)求消息相對(duì)應(yīng)的信道分配信息，并且 被配置成基于所述信道分配信息來(lái)控制以使用波束圖案索引執(zhí)行所述波束跟蹤處理。優(yōu)選地，所述信道分配信息包括開(kāi)始信息、持續(xù)時(shí)間信息和信道編號(hào)信息。在該情況下，所述開(kāi)始信息指示分配的信道時(shí)間的起點(diǎn)，并且所述持續(xù)時(shí)間信息 指示所分配的信道時(shí)間的持續(xù)時(shí)間，并且，所述信道編號(hào)信息指示用于識(shí)別子信道的標(biāo)識(shí)， 所述子信道在所分配的信道時(shí)間期間通過(guò)頻帶來(lái)劃分。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)這些和其他優(yōu)點(diǎn)，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，一種用于控制波束跟蹤處理的裝置，所述裝置包括通信模塊，該通信模塊被配置成向外部站和協(xié)調(diào)器中的至少 一個(gè)發(fā)射數(shù)據(jù)，并且被配置成從外部站和協(xié)調(diào)器中的至少一個(gè)接收數(shù)據(jù)；以及控制器，該控 制器被配置成控制所述通信模塊向至少一個(gè)站發(fā)射第一波束圖案，所述第一波束圖案中的 每一個(gè)通過(guò)波束圖案索引來(lái)識(shí)別，并且所述控制器被配置成控制所述通信模塊在預(yù)定持續(xù) 時(shí)間期間從所述至少一個(gè)站接收反饋索引，所述反饋索引指示在所述第一波束圖案當(dāng)中由 所述至少一個(gè)站選擇的一個(gè)波束圖案。優(yōu)選地，通過(guò)使用貝克代碼來(lái)生成所述波束圖案索引和所述反饋索引。
優(yōu)選地，所述預(yù)定持續(xù)時(shí)間包括多個(gè)子信道，所述子信道同時(shí)通過(guò)不同的頻帶來(lái) 劃分，并且經(jīng)由所述子信道來(lái)接收所述至少一個(gè)站的所述反饋索引。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)這些和其他優(yōu)點(diǎn)，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，一種用于在發(fā)射機(jī)站 中執(zhí)行波束跟蹤處理的方法，所述方法包括從接收機(jī)站接收第一狀態(tài)信息，所述第一狀態(tài) 信息與所述接收機(jī)站的狀態(tài)相關(guān)聯(lián)；基于第二狀態(tài)信息和所述第一狀態(tài)信息來(lái)確定所述波 束跟蹤處理的時(shí)段，所述第二狀態(tài)信息與所述發(fā)射機(jī)站的狀態(tài)相關(guān)聯(lián)；以及在每一個(gè)所述 確定的時(shí)段，執(zhí)行所述波束跟蹤處理。在該情況下，所述時(shí)段是在當(dāng)前波束跟蹤處理和下一個(gè)波束跟蹤處理之間的時(shí)間 間隔。優(yōu)選地，所述第一狀態(tài)信息被定期地接收。優(yōu)選地，所述第一狀態(tài)信息包括關(guān)于所述接收機(jī)站的移動(dòng)性信息、鏈路狀態(tài)信息 和天線角度信息。優(yōu)選地，所述第二狀態(tài)信息包括關(guān)于所述發(fā)射機(jī)站的服務(wù)質(zhì)量(QoS)信息、移動(dòng) 性信息、信道狀態(tài)信息和天線角度信息。優(yōu)選地，所述確定步驟進(jìn)一步包括如果包括在所述第一和第二狀態(tài)信息中的所 述天線角度信息指示所述發(fā)射機(jī)站和所述接收機(jī)站中的至少一個(gè)的天線角度大于預(yù)定值， 則所述波束跟蹤處理的時(shí)段被控制得減少。優(yōu)選地，所述確定步驟進(jìn)一步包括如果包括在所述第二狀態(tài)信息中的所述QoS 信息指示所述發(fā)射機(jī)站的服務(wù)質(zhì)量(QoS)大于預(yù)定水平，則所述波束跟蹤處理的時(shí)段被控 制得減少。優(yōu)選地，所述確定步驟進(jìn)一步包括如果包括在所述第一和第二狀態(tài)信息中的所 述移動(dòng)性信息指示所述發(fā)射機(jī)站和所述接收機(jī)站中的至少一個(gè)的移動(dòng)性高于預(yù)定狀態(tài)，則 所述波束跟蹤處理的時(shí)段被控制得減少。優(yōu)選地，所述確定步驟進(jìn)一步包括如果在所述第二狀態(tài)信息中的所述信道狀態(tài) 信息指示所述發(fā)射機(jī)站的空閑狀態(tài)，則所述波束跟蹤處理的時(shí)段被控制得減少。優(yōu)選地，從連接到天線模擬層的無(wú)線電層管理元件(RLME)確定包括在所述第一 和第二狀態(tài)信息中的所述天線角度信息。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)這些和其他優(yōu)點(diǎn)，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，一種用于在站中執(zhí)行 波束跟蹤處理的方法，所述方法包括向協(xié)調(diào)器發(fā)射請(qǐng)求消息，所述請(qǐng)求消息請(qǐng)求分配用于 執(zhí)行所述波束跟蹤處理的信道時(shí)間；從所述協(xié)調(diào)器接收與所述請(qǐng)求消息相對(duì)應(yīng)的信道分配 信息；以及基于所述信道分配信息，使用波束圖案索引來(lái)執(zhí)行所述波束跟蹤處理。優(yōu)選地，所述信道分配信息包括開(kāi)始信息、持續(xù)時(shí)間信息和信道編號(hào)信息。
在該情況下，所述開(kāi)始信息指示分配的信道時(shí)間的起點(diǎn)，并且所述持續(xù)時(shí)間信息 指示所分配的信道時(shí)間的持續(xù)時(shí)間，并且所述信道編號(hào)信息指示用于識(shí)別子信道的標(biāo)識(shí)， 所述子信道在所分配的信道時(shí)間期間通過(guò)頻帶來(lái)劃分。優(yōu)選地，所述請(qǐng)求消息包括目的地信息、類型信息、持續(xù)時(shí)間信息和時(shí)段信息中的 至少一個(gè)。在該情況下，所述目的地信息指示用于所述波束跟蹤處理的目標(biāo)站，并且類型信 息指示所述波束跟蹤處理的方向，并且所述持續(xù)時(shí)間信息指示所述波束跟蹤處理的持續(xù)時(shí) 間，并且所述時(shí)段信息指示所述波束跟蹤處理的時(shí)段。優(yōu)選地，所述信道分配信息進(jìn)一步包括站標(biāo)識(shí)信息，所述站標(biāo)識(shí)信息用于標(biāo)識(shí)參 與所述波束跟蹤處理的站。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)這些和其他優(yōu)點(diǎn)，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，一種用于控制波束跟 蹤處理的方法，所述方法包括向至少一個(gè)站發(fā)射第一波束圖案，所述第一波束圖案中的每 一個(gè)通過(guò)波束圖案索引來(lái)識(shí)別；以及在預(yù)定持續(xù)時(shí)間期間從所述至少一個(gè)站接收反饋索 弓丨，所述反饋索引指示在所述第一波束圖案當(dāng)中由所述至少一個(gè)站選擇的一個(gè)波束圖案。優(yōu)選地，通過(guò)使用貝克代碼來(lái)生成所述波束圖案索引和所述反饋索引。優(yōu)選地，所述預(yù)定持續(xù)時(shí)間是由協(xié)調(diào)器分配的用于執(zhí)行所述波束跟蹤處理的信道 時(shí)間。優(yōu)選地，使用發(fā)前聽(tīng)(Listen-Before-Talk)方法來(lái)接收所述至少一個(gè)反饋索引。優(yōu)選地，所述預(yù)定持續(xù)時(shí)間包括多個(gè)子信道，所述子信道同時(shí)通過(guò)不同的頻帶來(lái) 劃分，并且經(jīng)由所述子信道來(lái)接收所述至少一個(gè)站的所述反饋索引。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)這些和其他優(yōu)點(diǎn)，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，一種用于控制波束跟 蹤處理的方法，所述方法包括向目標(biāo)站發(fā)射第一波束圖案，所述第一波束圖案中的每一個(gè) 通過(guò)波束圖案索引來(lái)識(shí)別；在預(yù)定持續(xù)時(shí)間期間從所述目標(biāo)站接收第一反饋索引和第二波 束圖案，所述第一反饋索引指示在所述第一波束圖案當(dāng)中由所述目標(biāo)站選擇的一個(gè)波束圖 案，所述第二波束圖案中的每一個(gè)通過(guò)波束圖案索引來(lái)識(shí)別；確定在所述第二波束圖案當(dāng) 中的一個(gè)波束圖案；以及向所述目標(biāo)站發(fā)射第二反饋索引，所述第二反饋索引指示由確定 步驟確定的所述一個(gè)波束圖案。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)這些和其他優(yōu)點(diǎn)，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，一種用于在發(fā)射機(jī)站 中執(zhí)行波束跟蹤處理的方法，所述方法包括從接收機(jī)站接收第一狀態(tài)信息，所述第一狀態(tài) 信息與所述接收機(jī)站的狀態(tài)相關(guān)聯(lián)；基于第二狀態(tài)信息和所述第一狀態(tài)信息來(lái)確定所述波 束跟蹤處理的時(shí)段，所述第二狀態(tài)信息與所述發(fā)射機(jī)站的狀態(tài)相關(guān)聯(lián)；根據(jù)所述波束跟蹤 處理的時(shí)段向協(xié)調(diào)器發(fā)射請(qǐng)求消息，所述請(qǐng)求消息請(qǐng)求分配用于執(zhí)行所述波束跟蹤處理的 信道時(shí)間；從所述協(xié)調(diào)器接收與所述請(qǐng)求消息相對(duì)應(yīng)的信道分配信息；根據(jù)所述信道分配 信息向至少一個(gè)接收機(jī)站發(fā)射波束圖案，所述波束圖案中的每一個(gè)通過(guò)波束圖案索引來(lái)識(shí) 別；以及在預(yù)定持續(xù)時(shí)間期間從所述至少一個(gè)接收機(jī)站接收至少一個(gè)反饋索引，所述反饋 索引指示在所述波束圖案當(dāng)中由所述至少一個(gè)接收機(jī)站分別選擇的一個(gè)波束圖案。應(yīng)當(dāng)理解，上述一 般說(shuō)明和下面的詳細(xì)說(shuō)明是示例性的和解釋性的，并且意在提 供對(duì)所要求保護(hù)的本發(fā)明的進(jìn)一步的解釋。有益效果
根據(jù)本發(fā)明的所述實(shí)施例，可以考慮到發(fā)射和接收端的天線角度和接收機(jī)信息來(lái) 自適應(yīng)地控制波束搜索和跟蹤的時(shí)段，并且，使用簡(jiǎn)單代碼來(lái)處理波束圖案反饋，使得可以 最小化波束搜索和跟蹤所需要的信息和硬件的數(shù)量。用于波束跟蹤的時(shí)間或信道被分配到 將創(chuàng)建波束鏈路的站。因此，在單向波束跟蹤中，可以同時(shí)對(duì)于多個(gè)波束鏈路執(zhí)行跟蹤。另 夕卜，在雙向波束跟蹤中，向每一個(gè)站分配子信道，以允許多個(gè)站同時(shí)發(fā)出波束圖案，由此減 少使用的信道時(shí)間的數(shù)量。



附圖被包括以進(jìn)一步理解本發(fā)明，附示了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與說(shuō)明書一 起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1圖示根據(jù)本發(fā)明的分層結(jié)構(gòu)。圖2圖示當(dāng)波束角度小時(shí)不支持移動(dòng)性的情況。圖3圖示當(dāng)波束角度大時(shí)支持移動(dòng)性的情況。圖4圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、用于控制波束角度和發(fā)射功率的過(guò)程。圖5圖示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的用于控制波束搜索和跟蹤的時(shí)段的過(guò)程。圖6圖示應(yīng)用了本發(fā)明的局域網(wǎng)的示例。圖7圖示用于單向跟蹤信號(hào)的交換的一般調(diào)度的示例。圖8圖示應(yīng)用到本發(fā)明的示例波束圖案索引。圖9圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于交換單向跟蹤信號(hào)的示例調(diào)度。圖10圖示用于雙向跟蹤信號(hào)的交換的一般調(diào)度的示例。圖11圖示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的用于交換雙向跟蹤信號(hào)的示例調(diào)度。圖12圖示其中在圖11的示例中每一個(gè)站發(fā)出波束圖案的示例頻帶。圖13是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于考慮到信道時(shí)間分配來(lái)執(zhí)行波束跟 蹤的方法的信號(hào)流程圖。圖14圖示在圖13的信道時(shí)間請(qǐng)求處理中使用的示例消息。圖15圖示在圖13的信道時(shí)間分配處理中使用的示例消息。圖16圖示在圖9中接收機(jī)站發(fā)射反饋索引的示例過(guò)程。圖17圖示在圖9中由發(fā)射機(jī)站發(fā)出的示例波束圖案。圖18圖示在圖17中接收機(jī)站向發(fā)射機(jī)站發(fā)射反饋索引的示例過(guò)程。圖19圖示在圖9中用于波束跟蹤的時(shí)間的分配。圖20圖示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的、站根據(jù)用于交換雙向跟蹤信號(hào)的調(diào)度 來(lái)發(fā)出的示例波束圖案。圖21圖示在圖20中站交換反饋索引的示例過(guò)程。圖22圖示在圖20中用于波束跟蹤的時(shí)間的分配。圖23圖示在圖13中協(xié)調(diào)器分配的示例信道時(shí)間。圖24圖示在圖13中協(xié)調(diào)器分配的另一個(gè)示例信道時(shí)間。圖25圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的站的配置。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，可以將下述的本發(fā)明的實(shí)施例 修改為各種其他形式，并且本發(fā)明的范圍不限于所述實(shí)施例。圖1圖示根據(jù)本發(fā)明的分層結(jié)構(gòu)。 分層結(jié)構(gòu)包括應(yīng)用層、較高層、MAC層和PHY層。應(yīng)用層連接到設(shè)備管理元件 (DME)、較高層通過(guò)較高層管理元件(HLME)連接到DME，MAC層通過(guò)MAC層管理元件(MLME) 連接到DME，并且PHY層通過(guò)PHY層管理元件(PLME)連接到DME。在諸如mmWave的具有高定向性的無(wú)線通信的情況下，也需要考慮作為一個(gè)層的 RF/模擬前端來(lái)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)的管理。在分層結(jié)構(gòu)中，作為RF/模擬前端的層添加的天線模擬層 通過(guò)無(wú)線電層管理元件(RLME)連接到DME。圖2圖示當(dāng)波束角度小時(shí)不支持移動(dòng)性的情況。不可能支持移動(dòng)性，除非在圖2中所示的波束角度小的情況下頻繁執(zhí)行波束搜索 禾口足艮S宗。另一方面，如果波束角度大，則容易支持移動(dòng)性。雖然當(dāng)波束角度增大時(shí)波束范圍 可能減小，但是通過(guò)控制發(fā)射功率可以補(bǔ)償短波束范圍。圖3圖示當(dāng)波束角度大時(shí)支持移動(dòng)性的情況。在圖3的情況下，來(lái)自站A的波束發(fā)射角度大于圖2情況下的來(lái)自站A的波束發(fā) 射角度。在該情況下，站B在運(yùn)動(dòng)的同時(shí)退出波束的概率與波束角度比圖2的波束角度大 多少成比例地小于圖2情況下站B在運(yùn)動(dòng)的同時(shí)退出波束的概率。圖4圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、用于控制波束角度和發(fā)射功率的過(guò)程。通過(guò)根據(jù)在站之間的距離或接收到的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)控制波束角度和發(fā)射功率，可以 對(duì)于每一個(gè)情況創(chuàng)建最佳波束。在圖4中，如果所接收到的信號(hào)強(qiáng)度大于所需要的，則可以 增大天線角度，而不是減小發(fā)射功率。這減小了站將在運(yùn)動(dòng)的同時(shí)退出波束的概率。圖5圖示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的用于控制波束搜索和跟蹤的時(shí)段的過(guò)程。波束搜索和跟蹤的時(shí)段是在當(dāng)前的波束跟蹤處理和下一個(gè)波束跟蹤處理之間的 時(shí)間間隔?？梢愿鶕?jù)表1的參數(shù)來(lái)確定波束搜索和跟蹤的時(shí)段。具體地，可以考慮發(fā)射機(jī)站或接收機(jī)站的波束角度、應(yīng)用層的服務(wù)質(zhì)量(應(yīng)用 QoS)、站移動(dòng)性和信道時(shí)間狀態(tài)來(lái)定期地改變波束搜索和跟蹤的時(shí)段。表 1
波束角度應(yīng)用QoS站移動(dòng)性 信道時(shí)間狀態(tài) 點(diǎn)波束跟蹤時(shí)段
飛 SSft8 s
SSi 6 非常經(jīng)常
S I fti Wm
飛 SIi8
權(quán)利要求
一種用于控制波束跟蹤處理的裝置，所述裝置包括通信模塊，所述通信模塊被配置成向外部站和協(xié)調(diào)器中的至少一個(gè)發(fā)射數(shù)據(jù)，并且被配置成從外部站和協(xié)調(diào)器中的至少一個(gè)接收數(shù)據(jù)；以及，控制器，所述控制器被配置成控制所述通信模塊向至少一個(gè)站發(fā)射第一波束圖案，所述第一波束圖案中的每一個(gè)通過(guò)波束圖案索引來(lái)識(shí)別，并且所述控制器被配置成控制所述通信模塊在預(yù)定持續(xù)時(shí)間期間從所述至少一個(gè)站接收反饋索引，所述反饋索引指示在所述第一波束圖案當(dāng)中由所述至少一個(gè)站選擇的一個(gè)波束圖案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一狀態(tài)信息包括關(guān)于所述接收機(jī)站的移 動(dòng)性信息、鏈路狀態(tài)信息和天線角度信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第二狀態(tài)信息包括關(guān)于所述發(fā)射機(jī)站的服 務(wù)質(zhì)量(QoS)信息、移動(dòng)性信息、信道狀態(tài)信息和天線角度信息。
4.一種用于執(zhí)行波束跟蹤處理的裝置，所述裝置包括通信模塊，所述通信模塊被配置成向外部站和協(xié)調(diào)器中的至少一個(gè)發(fā)射數(shù)據(jù)，并且被 配置成從外部站和協(xié)調(diào)器中的至少一個(gè)接收數(shù)據(jù)；以及，控制器，所述控制器被配置成控制所述通信模塊發(fā)射請(qǐng)求分配用于執(zhí)行所述波束跟蹤 處理的信道時(shí)間的請(qǐng)求消息，被配置成控制所述通信模塊接收與所述請(qǐng)求消息相對(duì)應(yīng)的信 道分配信息，并且被配置成基于所述信道分配信息使用波束圖案索引來(lái)執(zhí)行所述波束跟蹤 處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述信道分配信息包括開(kāi)始信息、持續(xù)時(shí)間信息 和信道編號(hào)信息，并且其中，所述開(kāi)始信息指示分配的信道時(shí)間的起點(diǎn)，并且所述持續(xù)時(shí)間 信息指示所分配的信道時(shí)間的持續(xù)時(shí)間，并且所述信道編號(hào)信息指示用于識(shí)別子信道的標(biāo) 識(shí)，所述子信道在所分配的信道時(shí)間期間通過(guò)頻帶來(lái)劃分。
6.一種用于控制波束跟蹤處理的裝置，所述裝置包括通信模塊，所述通信模塊被配置成向外部站和協(xié)調(diào)器中的至少一個(gè)發(fā)射數(shù)據(jù)，并且被 配置成從外部站和協(xié)調(diào)器中的至少一個(gè)接收數(shù)據(jù)；以及控制器，所述控制器被配置成控制所述通信模塊向至少一個(gè)站發(fā)射第一波束圖案，所 述第一波束圖案中的每一個(gè)通過(guò)波束圖案索引來(lái)識(shí)別，并且所述控制器被配置成控制所述 通信模塊在預(yù)定持續(xù)時(shí)間期間從所述至少一個(gè)站接收反饋索引，所述反饋索引指示在所述 第一波束圖案當(dāng)中由所述至少一個(gè)站選擇的一個(gè)波束圖案。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，通過(guò)使用貝克代碼來(lái)生成所述波束圖案索引和 所述反饋索引。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述預(yù)定持續(xù)時(shí)間包括多個(gè)子信道，所述子信 道同時(shí)通過(guò)不同的頻帶來(lái)劃分，并且經(jīng)由所述子信道來(lái)接收所述至少一個(gè)站的所述反饋索 引。
9.一種用于在發(fā)射機(jī)站中執(zhí)行波束跟蹤處理的方法，所述方法包括從接收機(jī)站接收第一狀態(tài)信息，所述第一狀態(tài)信息與所述接收機(jī)站的狀態(tài)相關(guān)聯(lián)；基于第二狀態(tài)信息和所述第一狀態(tài)信息來(lái)確定所述波束跟蹤處理的時(shí)段，所述第二狀 態(tài)信息與所述發(fā)射機(jī)站的狀態(tài)相關(guān)聯(lián)；以及 在每一個(gè)所確定的時(shí)段，執(zhí)行所述波束跟蹤處理，其中，所述時(shí)段是當(dāng)前波束跟蹤處理和下一個(gè)波束跟蹤處理之間的時(shí)間間隔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述第一狀態(tài)信息被定期地接收。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述第一狀態(tài)信息包括關(guān)于所述接收機(jī)站的移 動(dòng)性信息、鏈路狀態(tài)信息和天線角度信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第二狀態(tài)信息包括關(guān)于所述發(fā)射機(jī)站的 服務(wù)質(zhì)量(QoS)信息、移動(dòng)性信息、信道狀態(tài)信息和天線角度信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述確定步驟進(jìn)一步包括如果包括在所述第 一和第二狀態(tài)信息中的所述天線角度信息指示所述發(fā)射機(jī)站和所述接收機(jī)站中的至少一 個(gè)的天線角度大于預(yù)定值，則所述波束跟蹤處理的時(shí)段被控制得減少。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述確定步驟進(jìn)一步包括如果包括在所述第 二狀態(tài)信息中的所述QoS信息指示所述發(fā)射機(jī)站的服務(wù)質(zhì)量(QoS)大于預(yù)定水平，則所述 波束跟蹤處理的時(shí)段被控制得減少。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述確定步驟進(jìn)一步包括如果包括在所述第 一和第二狀態(tài)信息中的所述移動(dòng)性信息指示所述發(fā)射機(jī)站和所述接收機(jī)站中的至少一個(gè) 的移動(dòng)性高于預(yù)定狀態(tài)，則所述波束跟蹤處理的時(shí)段被控制得減少。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述確定步驟進(jìn)一步包括如果在所述第二狀 態(tài)信息中的所述信道狀態(tài)信息指示所述發(fā)射機(jī)站的空閑狀態(tài)，則所述波束跟蹤處理的時(shí)段 被控制得減少。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，從連接到天線模擬層的無(wú)線電層管理元件 (RLME)來(lái)確定包括在所述第一和第二狀態(tài)信息中的所述天線角度信息。
18.一種用于在站中執(zhí)行波束跟蹤處理的方法，所述方法包括向協(xié)調(diào)器發(fā)射請(qǐng)求消息，所述請(qǐng)求消息請(qǐng)求分配用于執(zhí)行所述波束跟蹤處理的信道時(shí)間；從所述協(xié)調(diào)器接收與所述請(qǐng)求消息相對(duì)應(yīng)的信道分配信息；以及基于所述信道分配信息使用波束圖案索引來(lái)執(zhí)行所述波束跟蹤處理。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述信道分配信息包括開(kāi)始信息、持續(xù)時(shí)間信 息和信道編號(hào)信息，并且其中，所述開(kāi)始信息指示分配的信道時(shí)間的起點(diǎn)，并且所述持續(xù)時(shí) 間信息指示所分配的信道時(shí)間的持續(xù)時(shí)間，并且所述信道編號(hào)信息指示用于識(shí)別子信道的 標(biāo)識(shí)，所述子信道在所分配的信道時(shí)間期間通過(guò)頻帶來(lái)劃分。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述請(qǐng)求消息包括目的地信息、類型信息、持 續(xù)時(shí)間信息和時(shí)段信息中的至少一個(gè)，并且，其中，所述目的地信息指示用于所述波束跟蹤處理的目標(biāo)站，并且類型信息指示所述 波束跟蹤處理的方向，并且所述持續(xù)時(shí)間信息指示所述波束跟蹤處理的持續(xù)時(shí)間，并且所 述時(shí)段信息指示所述波束跟蹤處理的時(shí)段。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述信道分配信息進(jìn)一步包括站標(biāo)識(shí)信息，所 述站標(biāo)識(shí)信息用于識(shí)別參與所述波束跟蹤處理的站。
22.一種用于控制波束跟蹤處理的方法，所述方法包括向至少一個(gè)站發(fā)射第一波束圖案，所述第一波束圖案中的每一個(gè)通過(guò)波束圖案索引來(lái) 識(shí)別；以及在預(yù)定持續(xù)時(shí)間期間從所述至少一個(gè)站接收反饋索引，所述反饋索引指示在所述第一 波束圖案當(dāng)中由所述至少一個(gè)站選擇的一個(gè)波束圖案。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，通過(guò)使用貝克代碼來(lái)生成所述波束圖案索引 和所述反饋索引。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述預(yù)定持續(xù)時(shí)間是由協(xié)調(diào)器分配的用于執(zhí) 行所述波束跟蹤處理的信道時(shí)間。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，使用發(fā)前聽(tīng)(Listen-Before-Talk)方法來(lái)接 收所述至少一個(gè)反饋索引。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述預(yù)定持續(xù)時(shí)間包括多個(gè)子信道，所述子信 道同時(shí)通過(guò)不同的頻帶來(lái)劃分，并且經(jīng)由所述子信道來(lái)接收所述至少一個(gè)站的所述反饋索 引。
27.一種用于控制波束跟蹤處理的方法，所述方法包括向目標(biāo)站發(fā)射第一波束圖案，所述第一波束圖案中的每一個(gè)通過(guò)波束圖案索引來(lái)識(shí)別；在預(yù)定持續(xù)時(shí)間期間從所述目標(biāo)站接收第一反饋索引和第二波束圖案，所述第一反饋 索引指示在所述第一波束圖案當(dāng)中由所述目標(biāo)站選擇的一個(gè)波束圖案，所述第二波束圖案 中的每一個(gè)通過(guò)波束圖案索引來(lái)識(shí)別；確定在所述第二波束圖案當(dāng)中的一個(gè)波束圖案；以及向所述目標(biāo)站發(fā)射第二反饋索引，所述第二反饋索引指示由確定步驟確定的所述一個(gè) 波束圖案。
28.一種用于在發(fā)射機(jī)站中執(zhí)行波束跟蹤處理的方法，所述方法包括從接收機(jī)站接收第一狀態(tài)信息，所述第一狀態(tài)信息與所述接收機(jī)站的狀態(tài)相關(guān)聯(lián)；基于第二狀態(tài)信息和所述第一狀態(tài)信息來(lái)確定所述波束跟蹤處理的時(shí)段，所述第二狀 態(tài)信息與所述發(fā)射機(jī)站的狀態(tài)相關(guān)聯(lián)；根據(jù)所述波束跟蹤處理的時(shí)段向協(xié)調(diào)器發(fā)射請(qǐng)求消息，所述請(qǐng)求消息請(qǐng)求分配用于執(zhí) 行所述波束跟蹤處理的信道時(shí)間；從所述協(xié)調(diào)器接收與所述請(qǐng)求消息相對(duì)應(yīng)的信道分配信息；根據(jù)所述信道分配信息向至少一個(gè)接收機(jī)站發(fā)射波束圖案，所述波束圖案中的每一個(gè) 通過(guò)波束圖案索引來(lái)識(shí)別；以及在預(yù)定持續(xù)時(shí)間期間從所述至少一個(gè)接收機(jī)站接收至少一個(gè)反饋索引，所述反饋索引 指示在所述波束圖案當(dāng)中由所述至少一個(gè)接收機(jī)站分別選擇的一個(gè)波束圖案。
全文摘要
提供了一種用于在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行波束跟蹤的方法。在該方法中，發(fā)射機(jī)站向接收機(jī)站發(fā)出包括各自的波束圖案索引的波束圖案，并且在完成波束圖案的發(fā)出之后在預(yù)定信道時(shí)間期間從每一個(gè)接收機(jī)站接收用于指示波束圖案之一的反饋索引。使用簡(jiǎn)單代碼來(lái)處理波束圖案反饋，由此最小化波束搜索和跟蹤所需要的信息和硬件的數(shù)量。另外，在單向波束跟蹤中，可以同時(shí)對(duì)于多個(gè)波束鏈路執(zhí)行跟蹤，并且向每一個(gè)站分配可以用于波束跟蹤和搜索的子信道，以允許多個(gè)站同時(shí)執(zhí)行波束跟蹤，由此減少使用的信道時(shí)間量。
文檔編號(hào)H04W16/28GK101971659SQ200980108768
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
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