使用定向天線的無線通信系統中的波束成形的校準的製作方法

2023-05-05 22:41:21 2

專利名稱：使用定向天線的無線通信系統中的波束成形的校準的製作方法
技術領域：
本發明的實施方式涉及無線通信，並更具體地，涉及兩個裝置在毫米波帶的連結。
背景技術：
·眾所周知當今多種無線通信系統直接地或通過網絡提供裝置之間的通信鏈路。這樣的通信系統包括國家和/或國際蜂窩電話系統、網際網路、點到點家庭內系統、以及其他系統。通信系統一般根據一個或多個通信標準或協議進行工作。例如，無線通信系統可利用諸如IEEE 802. 11、藍牙(商標)，高級行動電話業務(AMPS)、數字AMPS、移動通信全球系統(GSM)、碼分多址(CDMA)、本地多點分布式系統(LMDS)、多信道多點分布式系統(MMDS)、以及其他的協議進行工作。對於參與無線通信的每個無線通信裝置來說，一般包括內置的無線電收發器(即接收器和發送器)或被耦接至相關的無線電收發器(例如用於家庭內和/或建築內無線通信網絡的站、數據機等)。一般，收發器包括基帶處理級和射頻(RF)級。基帶處理根據具體的無線通信協議為發送提供從數據到基帶信號的轉換，為接收提供基帶信號到數據的轉換。基帶處理級耦接至提供基帶信號和RF信號之間轉換的RF級(發送器部和接收器部)。RF級可以是直接在基帶和RF之間轉換的直接轉換收發器或可包括一個或多個中頻級。進一步地，無線裝置一般在由管理機構建立的、並被一個或多個通信標準或協議所使用的某射頻範圍或頻帶內進行工作。包括得到確認的WiFi和藍牙(商標)協議的2. 4GHz頻帶具有受限的容量，故具有受限的數據吞吐量。近來，毫米波範圍中的更高頻率正被更新的60GHz標準所使用以追求更高吞吐量的需求。使用60GHz頻帶技術，諸如實時未壓縮/壓縮高清晰度(HD)視頻和音頻流的高數據率傳輸可在兩個裝置間被無線地傳輸。由於對目標應用的固有的實時要求，新興的60GHz標準明確定義了對業務流的服務質量(QoS)要求以滿足裝置間的高吞吐量。被研發的使用60GHz頻帶的協議/標準之一是IEEE 802.1 Iad標準。工作在60GHz頻帶，也被IEEE 802.1lad標準稱為D頻帶(或DBand)內的裝置使用定向通信，而不是信號的全向傳播(諸如2. 4和5GHz頻帶處)以克服在這些更高頻率處嚴重的通路丟失。60GHz擴展的D頻帶TSPEC描述了對存在於網絡內的、諸如工作於60GHz的D頻帶的個人基礎服務集(PBSS)和基本構架基礎服務集(IBSS)的業務流(TS)的時序和業務要求。由無線吉比特聯盟(WGA或WiGig)規定的60GHz的D頻帶規範DBand裝置使用定向天線以定向發送的頻譜能量。這些研發中的60GHz標準提出對遵守協議/標準的裝置的某些要求。用於定向信號傳播的一個實現的技術是波束成形，其中D頻帶(和其他毫米波)裝置從定向天線或天線陣列輻射傳播能量。為了建立定向通信鏈路，一種典型的方法是對於發起D頻帶裝置是通過多個發送扇區(波束傳播扇區)的掃描來發起一系列的發送以覆蓋全向(或準全向)的區域，在這之後另一 D頻帶裝置通過其發送扇區的掃描用一系列的發送來應答，並通知發起裝置哪一個發起者發送扇區是用於與應答者通信的最好的扇區。在應答者完成其扇區掃描後，發起者發送回反饋信號以指示應答者扇區中的哪一個最適於與發起者通信。波束成形(beamforming)使一對站(STA)或接入點(AP)和STA可以校準(train,訓練)並定位其定向天線以獲得最佳的無線連接來與彼此通信。在兩個裝置如上所提到地遵循成功的校準序列之後，波束成形被建立。波束成形的一個特徵是波束的改進。波束的改進是在其中STA可為發送和/或接收改善其天線配置(或天線重量和矢量)的過程。在波束改進協議進程中，波束改進協議(BRP)包被使用以校準接收器。一種特殊類型的BRP包名為物理層(PHY)BRP包，或PHY-BRP包。PHY-BRP包是可或不可使用在某些裝置中的可選的BRP包。由於某些裝置可能不具有PHY-BRP包的能力，故其是可選的。PHY-BRP包被引入以簡化接收器天線的重量和矢量校準。PHY-BRP包持續時間短，以使校準的總體時間縮短。如在至少一個標準中的規範所當前指出的，PHY-BRP包具有影響60GHz和其他毫米波裝置性能的至少兩個缺點。第一，不是每個裝置使用PHY-BRP包，故此需要一種辨別具體的裝置是否具有PHY-BRP包能力的方式；第二，PHY-BRP包並不具有PHY或MAC (介質訪問控制)報頭，故此對於所傳輸PHY-BRP包的源和意向目的地來說可能存在模糊性。因此，存在尋找一種應對PHY-BRP包的這兩個缺點的解決方法的需要。

發明內容
(I)一種方法，包括發送表示裝置能夠發送校準包來校準定向天線以朝向所述裝置定位的標識，其中，所述校準包不包括與發送所述校準包的裝置相關的地址；從請求者處接收請求來發送所述校 準包至所述請求者，以校準所述請求者的定向天線；通過從所述裝置發送應答來應答所述請求，其中，所述應答包括表示定位所述定向天線的所述校準包被附加至所述應答的標識，所述應答包括與所述裝置相關的地址；以及，將所述校準包附加至所述應答並將附加的校準包與所述應答一起發送。(2)根據(I)所述的方法，其中，所述校準包是對所述定向天線進行定位的可選包。(3)根據(I)所述的方法，其中，所述校準包是可選的波束改進協議(BRP)包。(4)根據(I)所述的方法，其中，所述應答中的選定位的值被用作表示定位所述定向天線的校準包被附加至所述應答的標識。(5)根據(4)所述的方法，其中，延遲時間段被引入到所述應答和所述附加的校準包之間。(6)根據(4)所述的方法，其中，所述校準包將被用於校準並定位所述定向天線以進行毫米波傳輸。(7)根據(4)所述的方法，其中，所述校準包將被用於校準並定位所述定向天線以進行60GHz的頻帶傳輸。(8) 一種方法，包括發送表示裝置能夠發送物理波束改進協議(PHY-BRP)包來校準定向天線以朝向所述裝置定位的標識，其中，所述物理波束改進協議包不包括與發送所述物理波束改進協議包的裝置相關的地址，並且其中，所述物理波束改進協議包的結構由通信協議規定；從請求者處接收波束改進協議請求來發送所述物理波束改進協議包至所述請求者，以校準所述請求者的定向天線；通過從所述裝置發送波束改進協議應答來應答所述請求，其中，所述波束改進協議應答包括表示定位所述定向天線的所述物理波束改進協議包被附加至所述波束改進協議應答的標識，所述波束改進協議應答包括與所述裝置相關的地址；以及，將所述物理波束改進協議包附加至所述波束改進協議應答並將附加的物理波束改進協議包與所述波束改進協議應答一起發送。(9)根據(8)所述的方法，其中，所述物理波束改進協議包是對所述定向天線進行定位的可選的波束改進協議包。(10)根據(9)所述的方法，其中，所述波束改進協議應答中的選定位的值被用作表示對所述定向天線進行定位的物理波束改進協議包被附加至所述波束改進協議應答的標識。(11)根據(10)所述的方法，其中，表示所述裝置能夠發送所述物理波束改進協議包來校準所述定向天線的標識被包括在由所述裝置發送以識別所述裝置的能力的能力信息欄位中。( 12)根據(11)所述的方法，其中，所述能力信息欄位中的選定位的值被用作表示所述裝置能夠發送所述物理波束改進協議包來校準所述定向天線的標識。(13)根據(9)所述的方法，其中，延遲時間段被引入所述波束改進協議應答和所述附加的物理波束改進協議包之間。(14)根據(9)所述的方法，其中，所述物理波束改進協議包將被用於校準並定位所述定向天線以進行毫米波傳輸。(15)根據(9)所述的 方法，其中，所述物理波束改進協議包將被用於校準並定位所述定向天線以進行60GHz頻帶傳輸。(16)根據(9)所述的方法，其中，所述通信協議基於IEEE 802.1lad規範。(17) 一種設備，包括發送器，發送射頻(RF)信號；接收器，接收射頻信號；以及，基帶處理器模塊，包括處理器，並被耦接至所述發送器和所述接收器，以提供由通信協議規定的包的處理，以發送表示裝置能夠發送校準包來校準定向天線以朝向所述裝置定位的標識，其中，所述校準包不包括與發送所述校準包的裝置相關的地址；從請求者處接收請求來發送所述校準包至所述請求者，以校準所述請求者的定向天線；通過從所述裝置發送應答來應答所述請求，其中，所述應答包括表示對所述定向天線進行定位的所述校準包被附加至所述應答的標識，所述應答包括與所述裝置相關的地址；以及，將所述校準包附加至所述應答並將附加的校準包與所述應答一起發送。(18)根據(17)所述的設備，其中，所述校準包是可選的波束改進協議(BRP)包。(19)根據(18)所述的設備，其中，所述校準包是物理波束改進協議包。(20)根據(19)所述的設備，其中，所述通信協議基於IEEE 802.1lad規範。


圖1是其中在網絡中存在多個站(STA)的網絡圖，其中，具體的站根據用於實現本發明的一個實施方式與其他的站和/或網絡控制或接入點通信。圖2是示出根據用於實現本發明的一個實施方式的、圖1所示各個裝置之間的利用定向天線的定向信號傳播的圖。圖3是示出根據用於實現本發明的一個實施方式的無線通信裝置的實施方式的硬體示意框圖。圖4示出了如WGA規範中所規定的那樣用於D頻帶的BRP包結構，所述WGA規範被施加於根據用於實現本發明的一種實施方式所使用的協議或標準上。圖5示出了如WGA規範中所規定的那樣用於D頻帶的可選的PHY-BRP包結構，所述WGA規範被施加於根據用於實現本發明的一種實施方式所使用的協議或標準上。圖6示出了根據用於實現本發明的一種實施方式適用的現有的D頻帶STA能力信息域幀結構。圖7示出了根據用於實現本發明的一種實施方式的修正的D頻帶STA能力信息域幀結構，其中使用PHY-BRP能力位來指明具體的STA具有PHY-BRP能力。圖8示出了根據用於實現本發明的一種實施方式的修正的D頻帶BRP應答幀結構，其中使用PHY-BRP遵從位來指明PHY-BRP遵從BRP-應答。圖9示出了根據用於實現本發明的一種實施方式的對BRP應答的PHY-BRP包的追加。
具體實施例方式本發明的實施方式可被以在無線環境或網絡中工作的多種無線通信裝置實現。本文描述的示例適於近似工作於60GHz頻帶(也被稱作D-Band)內的裝置。注意60GHz，頻率波長是毫米級的，因此，被確定為毫米波頻帶。然而，本發明不需要被限制於60GHz頻帶。使用定向信號傳播的其他毫米波頻帶也可以實現本發明。進一步地，本文描述的示例參考具體的標準、協議、規範等，諸如基於WGA規範和/或IEEE 802.1lad規範的本發明的應用。因此，具體的幀格式和結構參考這些規範被描述。不過，本發明並不局限於本文提到的具體的指定。本發明可容易地適用於其中定向波束成形信號被使用並要求校準以確定天線方向來在兩個無線裝置之間建立通信鏈路的其他應用。進一步地，實施方式被描述為在兩個無線站(STA)之間建立通信鏈路。然而，無線鏈路可以在控制點(或接入點)和站之間，或在其他無線裝置之間。術語STA被本文所使用來描述無線地通信並在其中使用校準域來為兩個STA提供對定向天線或天線陣列的校準以建立通信鏈路的兩個裝置。因此，本文所用的STA適於任何無線裝置——無論其扮演著站裝置的角色、接入點的角色、控制點的角色、還是任何其他無線通信角色。如上所提到的，根據WGA (或WiGig)規範或根據IEEE 802.1lad規範的工作在60GHz頻帶的裝置(例如D頻帶或DBand)使用定向通信來克服在毫米波頻率所經歷的嚴重的通路丟失。60GHz D頻帶的工作如WGA (或WiGig)所規定的那樣規定D頻帶裝置使用定向天線以定向發送的頻譜能量。正在被研發的使用60GHz頻帶的協議/標準之一是IEEE802.1lad標準。這些研發的標準提出對遵守協議/標準的裝置的某些要求。用於定向信號傳播的一個實現的技術是波束成形，其中D 頻帶(和其他毫米波)裝置定向或定位來自定向天線或天線陣列的傳播能量。因此，波束成形使一對STA可以校準其發送(TX)和接收(RX)天線以獲得最優無線鏈路來與彼此通信。在兩個STA遵循成功的校準序列之後，波束成形被建立。圖1示出了可以是任何類型無線網絡的無線網絡100。在一種實施方式中，網絡100可以是基礎服務集(BSS)。在一種實施方式中，網絡100可以是和/或包括形成個人網絡的個人基礎服務集(PBSS)。在另一種實施方式中，網絡100可以是形成更大的基本構架網絡的基本構架基礎服務集。仍在其他實施方式中，網絡可在其他無線環境中進行工作。在所示的實施方式中，圖1中的示例網絡100由控制點104和多個站(STA) 101、102、103 (也被分別注為STA_A、STA_B和STA_C)組成，其中一個或多個STA可處於控制點104的控制下。應注意，只有三個STA被示出，但網路100可由比所示更少的STA或更多的STA組成。控制點可以是基站(BS)、接入點(AP)、個人BSS控制點(PCP)或某些其他裝置。下文在描述中，控制點被稱為PCP 104。STA 101-103可以是固定的或移動的裝置。進一步，在其他實施方式中，PCP 104還可以是站裝置，在這種情況中多個STA以對等通信進行通信。在所示的示例中，STA 101和103與PCP 104通信，但STA 102直接與STA 101通信。儘管STA 101到103可以代表多種無線裝置，在具體的示例中，STA 101是個人計算裝置、STA 103是手持移動裝置(諸如移動手機或手持多媒體播放器)而STA 102是與STA 101一起工作的無線耳麥。如示例，在一種實施方式中，無線耳麥可以是耦接至STA 101的藍牙(商標)裝置。在另一示例實施方式中，STA 102可以是與STA 101 —起工作的無線顯示裝置。再次，STA 102可以是某些其他裝置。圖1的一個意圖是示出裝置可與其他裝置無線通信，無論其他裝置是控制點或站裝置。下面的描述為了解釋的簡單描述了兩個STA之間的無線通信。不過，應注意，一個或兩個裝置都可如上所提到地具有諸如控制點的其他角色。要在兩個STA之間通信，STA採用具體的通信協議或標準以提供無線鏈路。具體的協議可被施加於網絡中的裝置或可被施加在僅一對裝置之間。在一種實施方式中，網絡工作在如WGA規範的60GHz的D頻帶內。在其他實施方式中，網絡可工作在其他頻帶或頻率範圍內。當工作在60GHz的D頻帶或其他更高的頻帶內時，裝置使用定向天線定向發送波束。 在一般的60GHz通信進程中，波束成形技術被使用以在某一方向上用某種波束寬度輻射能量來在兩個裝置之間通信。定向的傳播將發送能量集中向目標裝置以補償在兩個通信裝置之間的信道中的極大的能量損失。因此，如圖2所示，為了 PCP 104和STA 101之間的定向的通信連結，PCP104向STA 101傳播定向的波束111而STA 101向PCP 104傳播定向的波束114。同樣，當PCP 104和STA 103需要彼此通信時，為了兩個裝置之間的定向通信鏈路，PCP 104向STA 103傳播定向的波束112而STA 103向PCP 104傳播定向的波束113。相對於在全向傳播中所使用的相同的發送能量，定向傳輸擴展了毫米波通信的範圍。同樣，當STA 101和STA 102通信時，定向波束115、116各自被定向至彼此。圖2的示例示出了從裝置輻射的多個定向能量波瓣，其中一個波瓣大於其他以在特定的方位上指示定向的能量。注意對於一般的波束成形進程，具體的裝置通過具有多個傳播扇區進行工作。當最優扇區被定向或確定時，裝置定位天線(或天線陣列)來在最優扇區進行工作。一般地，校準序列被用來為定位天線確定最優方向。因此，在圖2中，較大的波瓣代表用於兩個無線裝置彼此進行最優通信的定向天線的朝向。
圖3是示出部分無線通信裝置200的示意框圖，所述無線通信裝置200包括發送器(TX) 201、接收器(RX) 202、本地振蕩器(LO) 207和基帶模塊205。基帶模塊205包括處理器以提供基帶處理操作。在一些實施方式中，基帶模塊205是或包括數位訊號處理器(DSP)0基帶模塊205 —般被耦接至主機單元、應用處理器或為裝置和/或與用戶的接口提供操作處理的其他單元。在圖3中，主機單元210被示出。例如，在平板或筆記本電腦中，主機210可代表電腦的計算部分，而裝置200則被使用來為電腦和接入點之間和/或電腦和藍牙裝置之間的無線通信提供WiFi和/或藍牙組件。相似地，對於手持音頻或視頻裝置，主機210可代表手持裝置的應用部分，而裝置200則被使用來為手持裝置和接入點之間和/或手持裝置和藍牙裝置之間的無線通信提供WiFi和/或藍牙組件。可選地，對於諸如蜂窩手機的行動電話，裝置200可代表手機的射頻(RF)和基帶部分而主機210可提供手機的用戶應用/接口部分。進一步地，裝置200，以及主機210可被結合在圖1中無線通信裝置中的一個或多個中。存儲器206如示被耦接至基帶模塊205，其中存儲器206被使用以存儲數據以及在基帶模塊205上工作的程序指令。多種類型的存儲器裝置可被作為存儲器206使用。應注意，存儲器206可被放置在裝置200中的任意地方，在一種實例中，其還可以是基帶模塊205的一部分。發送器201和接收器202被經由發送/接收(T/R)切換模塊203耦接至天線組件204。T/R切換模塊203根據工作模式在發送器和接收器之間切換天線。在其他實施方式中，可分別為發送器201和 接收器202使用單獨的天線。進一步地，在其他實施方式中，可使用多重天線或天線陣列與裝置200 —起提供天線分集或諸如MIMO的多重輸入和/或多重輸出的能力。只要適於上面的波束成形，天線204可以是定向天線或定向天線陣列以在用於發送和/或接收射頻信號的具體的方向上定位天線204。在較低的千兆赫範圍內的頻率處，全向天線為無線裝置之間的通信提供足夠的覆蓋。因此，在2. 4到5GHz頻率，一個或多個全向天線一般可用於發送和接收。然而在較高的頻率處，由於信號的受限的範圍，帶有波束形成能力的定向天線被使用來定向波束以將發送能量集中。在這些實例中，定向天線和天線陣列允許在具體的方向上定向波束。如由無線吉比特聯盟(WGA或WiGig)規定的那樣,60GHz的D頻帶規定D頻帶裝置使用定向天線以定向發送的頻譜能量。在本實例中的裝置200能夠在包括60GHz的D頻帶的毫米波範圍內發送和接收。因此，天線組件204是定向天線或天線陣列。用於從主機單元210傳輸的出站數據被耦接至基帶模塊205並轉換為基帶信號並在之後被耦接至發送器201。發送器201將基帶信號轉換為出站射頻(RF)信號以經由天線組件204從裝置200發送。發送器201可使用多種上變頻或調製技術中的一種來將出站基帶信號轉換為出站RF信號。一般，轉換過程取決於正在被使用的具體的通信標準或協議。以相似的方式，入站RF信號由天線組件204接收並耦接至接收器202。之後接收器202將入站RF信號轉換為入站基帶信號，所述入站基帶信號之後被耦接至基帶模塊205。接收器202可使用多種下變頻或解調技術中的一種來將入站RF信號轉換為入站基帶信號。入站基帶信號被基帶模塊205處理而入站數據被從基帶模塊205輸出至主機單元210。基帶模塊205 —般使用一個或多個通信協議進行工作並提供必需的分包(或結合提供分包的其他組件進行工作)和在所接收信號和將被發送的信號上的其他數據處理操作。因此，基帶模塊205還提供參照本文所述發明描述的數據(例如包)處理。在其他實施方式中，其他組件可基於具體的通信協議提供所述的數據操作和包的格式化。LO 207提供被發送器201用於上變頻，被接收器202用於下變頻的本地振蕩信號。在某些實施方式中，可為發送器201和接收器202使用單獨的L0。儘管可使用多種LO電路線路，在一些實施方式中，PLL可被使用來鎖定LO以基於所選擇的信道頻率輸出頻率穩定的LO信號。應注意，在一種實施方式中，基帶模塊205、L0 207、發送器201和接收器202被集成在同一塊集成電路(IC)晶片上。發送器201和接收器202 —般被稱為RF前端。在其他實施方式中，這些組件中的一個或多個可以在單獨的IC晶片上。相似地，圖3所示的其他組件可與基帶模塊205、L0207、發送器201和接收器202 —起被合併在同一塊IC晶片上。在一些實施方式中，天線204也可被合併到相同的IC晶片上。進一步地，隨著片上系統(S0C)集成的出現，諸如主機單元210的主機裝置、應用處理器和/或用戶接口可與基帶模塊205、發送器201和接收器202 —起被集成在同一塊IC晶片上。此外，儘管一個發送器201和一個接收器202被示出，應注意，其他實施方式可使用多個發送器單元和接收器單元，以及多個L0。例如，分集通信和/或諸如多進多出(MMO)通信的多重輸入和/或多重輸出通信可使用多重發送器201和/或接收器202作為部分的RF前端。此外，應注意，圖3示出了用於發送和接收的基本組件並且實際的裝置可合併這些所示組件外的其他組件。如上所提到的，利用定向天線和/或陣列的波束成形是一種提供在毫米波頻帶的RF信號的定向發送和/或接收的技術。波束成形的一個特徵是波束的改進。波束的改進是STA可改善其用於發送和/或接收的天線配置(或天線重量和矢量)的過程。在波束改進協議進程中，波束改進協議(BRP :Beam Refinement Protocol)包被用於校準接收器。BRP是在其 中STA校準其接收和發送天線(或陣列)以利用重複的進程改善其天線配置的過程。不管被STA支持的天線配置如何，都可使用BRP。BRP包被發送以應答BRP請求，其中請求由期望BRP通信的裝置發送以校準定向天線。當接收BRP請求，接收裝置發送回BRP應答，所述BRP應答包括BRP包。圖4示出了一般BRP包300的結構，包括短校準欄位(STF)、信道評估欄位(CE)、報頭、數據、AGC子欄位和TRN-R/T (校準接收器/發送器)子欄位。BRP包300包括提供對BRP包的源和意向目的地的標識的報頭301 (例如PHY或MAC報頭)。一種特殊類型的BRP包被稱為物理層(PHY) BRP包或PHY-BRP包(此處使用單數，但應注意對於所有「包」的使用，也可使用複數「包」)。PHY-BRP包是可或不可被使用在某些裝置中的可選的BRP包。由於某些裝置可能不具有PHY-BRP包能力，所以其是可選的。PHY-BRP包被弓I入以在BRP包300的結構上簡化針對定向性的接收器天線重量和矢量校準。圖5示出了包括STF欄位311和多個CE欄位312的一般PHY-BRP包310結構。STF 311是控制PHY短校準序列而CE 312是彳目道評估序列。CE重複8 X (L-RX+1)次，其中L-RX是L-RX欄位的值。L-RX欄位指示作為波束改進進程的一部分的由發送STA請求的接收校準(TRN-R)子欄位的壓縮數。注意STA可使用BRP包300或PHY-BRP包310來應答BRP請求。當然，如果STA不具備可選PHY-BRP 310的能力，那麼STA將用BRP 300來應答BRP請求。注意用於IEEE 802.1lad的D頻帶規範可同時採用BRP包300和PHY-BRP310結構。如上所提到的，對PHY-BRP包結構310的當前格式來說潛在地存在至少兩個缺點。第一，不是每個STA使用可選的PHY-BRP包，所以當STA具有PHY-BRP包能力時需要一種辨別的方法。第二，PHY-BRP包並不具有PHY或MAC (介質訪問控制)報頭(諸如圖4中的BRP包300中的報頭301)，所以對於所傳輸PHY-BRP包的源和意向目的地來說可能存在模糊性。例如，如果BRP請求信號的應答者發送出PHY-BRP包作為BRP應答信號的一部分，存在請求者收到來自其之間的不同STA的其他PHY-BRP包的可能性。如果這發生，請求者可能校準天線至錯誤的STA，而不是意向的STA，僅僅是因為沒有識別PHY-BRP包的源和/或意向目的地的方式。下面描述的本發明的實施方式應對了這些關注或缺點。圖6示出了如IEEE 802.1lad標準的規範所規定的用於現有D頻帶能力信息欄位的包結構320。D頻帶STA能力信息欄位代表不考慮STA的角色的發送STA的能力。圖6的圖標識了每個欄位的名字且每個欄位的位排列被示出在每個對應的方框上。方框下面的數字指示了每個對應 欄位中的位數。總共64位被用於D頻帶STA能力信息欄位320。位數(例如B58-B63)當前被預留並因此不被使用。注意包320不指示裝置具有(或不具有)可選的PHY-BRP能力。因此，裝置發送D頻帶能力信息欄位320不識別是否能夠發送PHY-BRP包且D頻帶能力信息接收欄位的接收者將不知道發送者是否具有PHY-BRP能力。因此，在本發明的一種實施方式中，如圖7所示，對於包結構340，預留位中的一個被用作PHY-BRP能力位341 (示例中的位B58)。當該位341被設定(諸如位值為「1」)，發送D頻帶STA能力信息欄位的STA向接收者標識D頻帶STA能力信息欄位320的發送者能夠發送可選的PHY-BRP包。之後，D頻帶STA能力信息欄位320的接收者獲知發送者具備PHY-BRP能力並可在之後發送BPR請求，該BPR請求請求PHY-BRP包作為BRP應答的一部分。BHY-BRP能力位341的使用省去了嘗試確定裝置是否具有PHY-BRP能力的猜測工作。當接收到BRP請求信號被請求發送PHY-BRP包時，將自身識別為具備PHY-BPR能力裝置的具體的STA可這樣做。PHY-BRP能力位的使用解決了上面提到的第一個缺點，由此現在存在識別哪個STA具有發送PHY-BRP包的能力的方法。注意在示例中，位B58被使用。應理解，在其他實施方式中可使用任何其他一個預留位或多個預留位。為了解決上面提到的其中PHY-BRP包中沒有PHY和/或MAC報頭的第二個缺點，圖8和9示出了在一種實施方式中如何解決該問題。當具備PHY-BRP能力的STA從其他STA接收到BRP請求時，具備PHY-BRP能力的STA具有發送帶有或不帶有可選的PHY-BRP包的BRP應答的能力。如果STA不或不能發送PHY-BRP包，則STA可使用用於不發送PHY-BRP包的STA的通常應答，諸如圖4所示的格式。然而，如果BRP請求請求PHY-BRP包，STA可通過發送PHY-BRP包來應答。注意由於STA發送帶有位341設定的D頻帶STA能力信息欄位，BRP請求的發起者獲知STA具有PHY-BRP包能力。圖8示出了用於BRP應答的包結構400。如圖8所示，如果STA對BRP請求發送任何類別的接收器校準應答，RX校準應答位401 (在示例中的位B18)被設定(諸如位值為「 I 」)以標識存在來自STA的附帶BRP應答的校準應答。然而，如果STA決定發送PHY-BRP包以響應於BRP請求，那麼被指定為PHY-BRP跟隨位的其他位402被設定(諸如位值為「 I 」)來通知接收者PHY-BRP包跟隨BRP應答。在具體的示例中，預留位位值中的一個(位B53)被用於PHY-BRP跟隨位402。應理解，在其他實施方式中，可使用任何其他一個預留位或多個預留位。BRP應答400中的位402的設定向BRP請求的發送者指示PHY-BRP包將跟隨BRP應答。發送帶有PHY-BRP包請求的BRP請求的發起者和用帶有附加的PHY-BRP包的BRP應答來應答的應答者的序列在圖9中被示出。用於「PHY-BRP跟隨」的位402的使用是通告BRP請求420的發起者PHY-BRP包310被附加到BRP請求400的指示，如圖9所示。BRP應答400中的位401和402將被設定。由於PHY-BRP包310被附加至BPR應答400，發起者可使用在BRP應答400中存在的PHY和/或MAC標誌來獲得用於BRP應答以及用於所附加的PHY-BRP包的源和目的地信息。因此，現在發送PHY-BRP包與源和目的地相關，在該實例中是在BRP應答中的信息。為了保護PHY-BRP包免 受其他站的幹擾，用BRP應答400中的持續時間欄位設定網絡的網絡分配矢量(NAV)以包括與所附PHY-BRP包相關的時間段。如圖9所示，在BRP應答400和PHY-BRP包310之間存在延遲431 (示為SIFS)。NAV被設定以在至少(SIFS)+ (PHY-BRP)的持續時間段上通告網絡，STA將要發送。在一種實施方式中，持續時間被設為(SIFS)+ (PHY-BRP)來確保足夠的時間來無幹擾地發送。應注意對其他實施方式其他持續時間段可被使用。在圖9中，時間段BRPIFS指示被BRP請求的發起者準許的延遲時間段430以允許來自應答者的BRP應答。在一種實施方式中，BRPIFS大約為3到40微秒。而且，在一種實施方式中，SIFS大約為3微秒。由此，描述了使用定向天線的無線通信系統中的波束成形校準。儘管用適於IEEE802.1lad規範的具體的示例描述了本發明，但本發明不限於這樣的使用，同樣，本發明以適於60GHz和D頻帶的方式被討論，但本發明可容易地適應使用定向天線或天線陣列的其他頻率和頻帶。以上藉助於示出了特定功能表現的功能結構塊描述了本發明的實施方式。這些功能結構塊的邊界為了描述的方便被隨意地規定。只要特定的功能被適當地表現，可選的邊界可被規定。本領域技術人員還應認識到，本文中的功能結構塊和其他示例性框塊、模塊和組件可被如示出地或通過分散的組件、應用專用集成電路、處理器執行適當軟體等或其任何組合來實現。仍如本文所使用的那樣，術語「處理模塊」、「處理電路」和/或「處理單元」可以是單個的處理裝置或多個處理裝置。這樣的處理裝置可以是微處理器、微控制器、數位訊號處理器、微機、中央處理單元、現場可編程門陣列、可編程邏輯裝置、狀態機、邏輯電路線路、模擬電路線路、數字電路線路、和/或基於電路線路的硬代碼和/或操作指令操作信號(模擬和/或數字)的任何裝置。處理模塊、模塊、處理電路、和/或處理單元可以是或進一步包括存儲器和/或集成的存儲器元件，所述集成存儲器元件可以是單個存儲裝置、多個存儲裝置、和/或其他處理模塊、模塊、處理電路、和/或處理單元中的嵌入電路線路的。這樣的存儲裝置可以是只讀存儲器、隨機訪問存儲器、易失性存儲器、非易失性存儲器、靜態存儲器、動態存儲器、快閃記憶體、緩存、和/或存儲數字信息的任意裝置。
權利要求
1.一種方法，包括發送表示裝置能夠發送校準包來校準定向天線以朝向所述裝置定位的標識，其中，所述校準包不包括與發送所述校準包的裝置相關的地址；從請求者處接收請求來發送所述校準包至所述請求者，以校準所述請求者的定向天線.通過從所述裝置發送應答來應答所述請求，其中，所述應答包括表示定位所述定向天線的所述校準包被附加至所述應答的標識，所述應答包括與所述裝置相關的地址；以及將所述校準包附加至所述應答並將附加的校準包與所述應答一起發送。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述校準包是對所述定向天線進行定位的可選包。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述校準包是可選的波束改進協議(BRP)包。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述應答中的選定位的值被用作表示定位所述定向天線的校準包被附加至所述應答的標識。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述校準包將被用於校準並定位所述定向天線以進行毫米波傳輸。
6.一種方法，包括發送表示裝置能夠發送物理波束改進協議(PHY-BRP)包來校準定向天線以朝向所述裝置定位的標識，其中，所述物理波束改進協議包不包括與發送所述物理波束改進協議包的裝置相關的地址，並且其中，所述物理波束改進協議包的結構由通信協議規定；從請求者處接收波束改進協議請求來發送所述物理波束改進協議包至所述請求者，以校準所述請求者的定向天線；通過從所述裝置發送波束改進協議應答來應答所述請求，其中，所述波束改進協議應答包括表示定位所述定向天線的所述物理波束改進協議包被附加至所述波束改進協議應答的標識，所述波束改進協議應答包括與所述裝置相關的地址；以及將所述物理波束改進協議包附加至所述波束改進協議應答並將附加的物理波束改進協議包與所述波束改進協議應答一起發送。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述物理波束改進協議包是對所述定向天線進行定位的可選的波束改進協議包。
8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述波束改進協議應答中的選定位的值被用作表示對所述定向天線進行定位的物理波束改進協議包被附加至所述波束改進協議應答的標識。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，表示所述裝置能夠發送所述物理波束改進協議包來校準所述定向天線的標識被包括在由所述裝置發送以識別所述裝置的能力的能力信息欄位中。
10.一種設備，包括發送器，發送射頻(RF)信號；接收器，接收射頻信號；以及基帶處理器模塊，包括處理器，並被耦接至所述發送器和所述接收器，以提供由通信協議規定的包的處理，以發送表示裝置能夠發送校準包來校準定向天線以朝向所述裝置定位的標識，其中，所述校準包不包括與發送所述校準包的裝置相關的地址； 從請求者處接收請求來發送所述校準包至所述請求者，以校準所述請求者的定向天線. 通過從所述裝置發送應答來應答所述請求，其中，所述應答包括表示對所述定向天線進行定位的所述校準包被附加至所述應答的標識，所述應答包括與所述裝置相關的地址；以及 將所述校準包附加至所述應答並將附加的校準包與所述應答一起發送。
全文摘要
本公開涉及使用定向天線的無線通信系統中的波束成形的校準。一種識別站是否能夠發送用於校準定向天線的PHY-BRP包的技術。當被請求時，通過將PHY-BRP包附加至BRP應答以將源和目的地信息關聯至PHY-BRP包，PHY-BRP包被發送。
文檔編號H04W16/28GK103052085SQ20121038454
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月11日 優先權日2011年10月11日
發明者克里斯多福·漢森, 馬修·菲舍爾 申請人:美國博通公司