專(zhuān)利名稱(chēng)：沖突避免的調(diào)度關(guān)聯(lián)波束形成訓(xùn)練的毫米波通信站和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)施例涉及毫米波通信網(wǎng)絡(luò)。一些實(shí)施例涉及在毫米波通信網(wǎng)絡(luò)中調(diào)度關(guān)聯(lián)波 束形成訓(xùn)練(A-BFT)以用于沖突避免。一些實(shí)施例涉及使用毫米波頻率來(lái)通信的無(wú)線個(gè) 人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)。一些實(shí)施例涉及根據(jù)無(wú)線吉比特聯(lián)盟(WGA)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)操作的毫米 波通信網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
很多常規(guī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使用范圍通常在二到十千兆赫茲(GHz)之間的微波頻率來(lái) 通信。這些系統(tǒng)一般由于所使用頻率的相當(dāng)長(zhǎng)的波長(zhǎng)而一般采用全向或者低指向性天 線。這些天線的低指向性限制了此類(lèi)系統(tǒng)的吞吐量，使例如實(shí)時(shí)視頻流傳送和高清晰電 視(HDTV)的應(yīng)用很難實(shí)現(xiàn)。毫米波段具有可用譜，并且能夠提供顯著更高級(jí)別的吞吐 量；然而，因?yàn)楹撩撞ǖ母叩乃p級(jí)別，所以采用更多定向天線和波束形成技術(shù)。毫米波網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)問(wèn)題是嘗試加入網(wǎng)絡(luò)并執(zhí)行關(guān)聯(lián)波束形成訓(xùn)練(A-BFT)的通 信站之間發(fā)生的沖突。通常，當(dāng)沖突發(fā)生時(shí)，站在重新嘗試該過(guò)程之前實(shí)現(xiàn)隨機(jī)指數(shù)退 避技術(shù)。沖突發(fā)生時(shí)這個(gè)過(guò)程顯著地增加了關(guān)聯(lián)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種由發(fā)起站執(zhí)行的方法，用于在毫米波通信網(wǎng)絡(luò)中為未關(guān)聯(lián)的站 調(diào)度關(guān)聯(lián)波束形成訓(xùn)練(A-BFT)，所述方法包括在多個(gè)天線扇區(qū)的每個(gè)中傳送傳送扇 區(qū)掃描幀；從兩個(gè)或者更多未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站接收反向傳送扇區(qū)掃描幀；以及向從其接收 了所述反向傳送扇區(qū)掃描幀的每個(gè)響應(yīng)站傳送扇區(qū)掃描反饋幀，其中所述扇區(qū)掃描反饋 幀指示每個(gè)響應(yīng)站是要在當(dāng)前信標(biāo)間隔中還是后續(xù)信標(biāo)間隔中執(zhí)行波束形成訓(xùn)練。本發(fā)明還提供一種毫米波無(wú)線通信站，包括波束形成電路，將陣列天線配置 成在多個(gè)天線扇區(qū)的每一個(gè)中傳送傳送扇區(qū)掃描幀，并從兩個(gè)或者更多未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站 接收反向傳送扇區(qū)掃描幀；基帶和處理電路，將扇區(qū)掃描反饋幀配置用于傳送到從其接 收了所述反向傳送扇區(qū)掃描幀的響應(yīng)站的每一個(gè)，其中所述扇區(qū)掃描反饋幀指示每個(gè)響 應(yīng)站是要在當(dāng)前信標(biāo)間隔中還是后續(xù)信標(biāo)間隔中執(zhí)行波束形成訓(xùn)練。本發(fā)明還提供一種毫米波通信站，配置成在毫米波通信網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行關(guān)聯(lián)波束形 成訓(xùn)練(A-BFT)，所述毫米波通信站配置成響應(yīng)于來(lái)自發(fā)起站的傳送扇區(qū)掃描幀，向 發(fā)起站傳送反向傳送扇區(qū)掃描幀；接收響應(yīng)于所述反向傳送扇區(qū)掃描幀的扇區(qū)掃描反饋 幀，所述扇區(qū)掃描反饋幀指示多個(gè)響應(yīng)站中的每個(gè)是要在當(dāng)前信標(biāo)間隔中還是后續(xù)信標(biāo) 間隔中執(zhí)行波束形成訓(xùn)練； 以及如所述扇區(qū)掃描反饋幀中所指示的，在所述當(dāng)前信標(biāo)間 隔中或者在后續(xù)信標(biāo)間隔中與所述發(fā)起站執(zhí)行A-BFT。


圖IA示出根據(jù)一些實(shí)施例的毫米波通信網(wǎng)絡(luò)；
圖IB示出根據(jù)一些實(shí)施例的毫米波通信站的陣列天線所提供的多個(gè)天線扇區(qū)；圖IC示出根據(jù)一些實(shí)施例的陣列天線的一部分；圖2示出根據(jù)一些實(shí)施例的波束形成訓(xùn)練間隔；圖3示出根據(jù)一些實(shí)施例的扇區(qū)掃描反饋幀的示范格式；圖4是根據(jù)一些實(shí)施例的毫米波通信站的框圖；以及圖5是根據(jù)一些實(shí)施例的用于為未關(guān)聯(lián)站調(diào)度波束形成訓(xùn)練的過(guò)程。
具體實(shí)施例方式下面的描述和圖形充分地示出了特定實(shí)施例，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┧鼈?。其它?shí)施例可結(jié)合結(jié)構(gòu)、邏輯、電氣、過(guò)程和其它改變。一些實(shí)施例的部分和特征 可以包括于或者替換為其它實(shí)施例的那些部分和特征。權(quán)利要求中陳述的實(shí)施例涵蓋那 些權(quán)利要求的所有可用等同物。圖IA示出了根據(jù)一些實(shí)施例的毫米波通信網(wǎng)絡(luò)。毫米波通信網(wǎng)絡(luò)100包括使用 毫米波通信的多個(gè)毫米波通信站101-105。這些站之一、例如通信站101可以充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)協(xié) 調(diào)器，或者PCP，以協(xié)調(diào)通信站101-105之間的通信并控制對(duì)無(wú)線媒體的接入。網(wǎng)絡(luò)協(xié) 調(diào)器可廣播信標(biāo)幀，其指示將要在其期間進(jìn)行通信的信標(biāo)間隔的長(zhǎng)度。信標(biāo)幀可以由其 它站102-105接收，從而允許其它站102-105知道下一個(gè)信標(biāo)間隔將在何時(shí)發(fā)生。在一 些實(shí)施例中，下一個(gè)信標(biāo)間隔可以由信標(biāo)傳送來(lái)識(shí)別。根據(jù)一些實(shí)施例，站101-105可以利用多個(gè)天線111或者天線元件以允許站在一 個(gè)或者更多天線扇區(qū)內(nèi)通信。下面更詳細(xì)地描述這些實(shí)施例。根據(jù)一些實(shí)施例，通信站101可以充當(dāng)發(fā)起站，通過(guò)未關(guān)聯(lián)的通信站、例如站 102-105 (其可稱(chēng)為響應(yīng)站)來(lái)發(fā)起波束形成訓(xùn)練(BFT)。在這些實(shí)施例中，發(fā)起站101 可以在多個(gè)天線扇區(qū)的每一個(gè)中傳送傳送扇區(qū)掃描幀。響應(yīng)于該傳送扇區(qū)掃描幀，發(fā)起 站101可以從兩個(gè)或者更多未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站(例如站102和103)接收反向傳送扇區(qū)掃描 幀。響應(yīng)于該反向傳送扇區(qū)掃描幀，發(fā)起站101可以向從其接收了反向傳送扇區(qū)掃描幀 的每個(gè)響應(yīng)站傳送扇區(qū)掃描反饋幀。扇區(qū)掃描反饋幀指示每個(gè)響應(yīng)站(例如，站102和 103)是要在當(dāng)前信標(biāo)間隔中還是在后續(xù)信標(biāo)間隔中執(zhí)行波束形成訓(xùn)練。下面更詳細(xì)地描 述這些實(shí)施例。因此，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器(例如發(fā)起站101)能夠區(qū)分來(lái)自于不同響應(yīng)站的反向傳送扇 區(qū)掃描幀，并且能夠在不同信標(biāo)間隔中為這些不同的響應(yīng)站的每一個(gè)來(lái)調(diào)度波束形成訓(xùn) 練。因?yàn)榘l(fā)起站能夠區(qū)分來(lái)自于不同響應(yīng)站的反向傳送扇區(qū)掃描幀，因此減少了沖突， 降低了網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)時(shí)間。在一些實(shí)施例中，用于網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)的此波束形成訓(xùn)練可以稱(chēng)為關(guān)聯(lián) 波束形成訓(xùn)練(A-BFT)。圖IA示出了天線扇區(qū)的簡(jiǎn)化實(shí)例，其示出為天線扇區(qū)2到5。雖然只示出四個(gè) 天線扇區(qū)，但實(shí)施例的范圍在此方面中不受限制，因?yàn)槟軌蛱峁┰S多更多的天線扇區(qū)。 圖IA中所示的實(shí)施例可以應(yīng)用于轉(zhuǎn)換波束天線；然而，實(shí)施例的范圍在此方面中不受限 制。其它實(shí)施例可應(yīng)用于下面更詳細(xì)描述的陣列天線。圖IB示出了根據(jù)一些實(shí)施例的毫米波通信站的陣列天線所提供的多個(gè)天線扇 區(qū)。在這些實(shí)施例中，陣列天線可以由通信站101-105(圖1A)中的任何一個(gè)用于在天線扇區(qū)121內(nèi)傳送和接收毫米波通信信號(hào)。圖IC示出了根據(jù)一些實(shí)施例的陣列天線的一部分。在這些實(shí)施例中，陣列天線 122可以包括多個(gè)天線元件124，其配置成通過(guò)波束形成技術(shù)在天線扇區(qū)121 (圖1B)內(nèi)傳 送和接收毫米波通信信號(hào)。在這些實(shí)施例中，一個(gè)或者更多通信站101-105 (圖1A)可以 采用陣列天線122，圖IC中僅示出它的一部分。多個(gè)天線元件124可以提供更高的增益并允許波束 寬度和波束方向由數(shù)字信號(hào) 處理技術(shù)來(lái)控制。在這些實(shí)施例中，陣列天線可以作為在天線元件124之間具有預(yù)定間 距的相控陣來(lái)操作。在一些實(shí)施例中，通信站101-105 (圖1A)可以利用能配置成在每個(gè)天線扇區(qū) 121 (圖1B)中有選擇性地傳送的一個(gè)或者更多陣列天線。在一些實(shí)施例中，陣列天線122 可以在每個(gè)天線扇區(qū)121包括至少兩個(gè)天線元件。在其它實(shí)施例中，陣列天線122可以 包括多至64個(gè)或者更多的天線元件，這些天線元件可配置成在任何一個(gè)或者更多的天線 扇區(qū)121中傳送。在一些實(shí)施例中，可定位天線元件124的集合以提供天線扇區(qū)121。在一些實(shí)施 例中，天線元件124的集合可以例如在圖IC中所示的一平方厘米的部分中提供，雖然這 不是要求的。圖2示出了根據(jù)一些實(shí)施例的波束形成訓(xùn)練間隔。波束形成訓(xùn)練間隔200可以 包括扇區(qū)掃描階段201、波束形成細(xì)化階段(BRP) 203和波束形成完成階段205。波束形 成訓(xùn)練間隔200可以開(kāi)始于信標(biāo)間隔的開(kāi)始，以允許扇區(qū)掃描和波束形成細(xì)化操作在信 標(biāo)間隔期間執(zhí)行。根據(jù)一些實(shí)施例，提供了在毫米波通信網(wǎng)絡(luò)、例如網(wǎng)絡(luò)100 (圖1A)中用于為未 關(guān)聯(lián)站調(diào)度關(guān)聯(lián)波束形成訓(xùn)練(A-BFT)的過(guò)程。在這些實(shí)施例中，傳送扇區(qū)掃描幀202 可以由發(fā)起站IOl(STA-I)在每個(gè)天線扇區(qū)(例如天線扇區(qū)121 (圖IB))中傳送。反向 傳送扇區(qū)掃描幀204可以從未關(guān)聯(lián)的站102(STA_2)接收，并且反向傳送扇區(qū)掃描幀206 可以從未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站103 (STA-3)接收。發(fā)起站101可以向響應(yīng)站的每一個(gè)(即，未關(guān) 聯(lián)的通信站102和103)傳送扇區(qū)掃描反饋幀208，反向傳送扇區(qū)掃描幀204和206是從這 些響應(yīng)站接收到的。發(fā)起站101可以配置扇區(qū)掃描反饋幀208以指示每個(gè)響應(yīng)站102和 103是在當(dāng)前信標(biāo)間隔還是后續(xù)的信標(biāo)間隔中執(zhí)行波束形成訓(xùn)練。在一些實(shí)施例中，在波束形成細(xì)化階段203期間的波束形成訓(xùn)練的一個(gè)或者更 多迭代之后，可以執(zhí)行波束形成完成階段205，其中交換最后的反饋以允許確定最后的波 束形成系數(shù)。在波束形成完成階段205之后，響應(yīng)站102和103可以與可充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào) 器的發(fā)起站101交換數(shù)據(jù)幀。波束形成訓(xùn)練間隔200的每個(gè)階段可以包括固定的或者預(yù) 定的時(shí)間間隔以允許站知道何時(shí)開(kāi)始波束形成細(xì)化階段203。如圖2中所示，傳送扇區(qū)掃描幀202和扇區(qū)掃描反饋幀208在當(dāng)前信標(biāo)間隔中傳 送。反向傳送扇區(qū)掃描幀204和206能夠在當(dāng)前信標(biāo)間隔中從兩個(gè)或者更多未關(guān)聯(lián)的響 應(yīng)站102和103接收。扇區(qū)掃描反饋幀208可以是同樣的，并且單個(gè)扇區(qū)掃描反饋幀208 可以在發(fā)起站101的每個(gè)天線扇區(qū)、例如天線扇區(qū)121 (圖1B)中傳送。因此，扇區(qū)掃描 反饋幀208可以傳送多次。在一些轉(zhuǎn)換波束天線實(shí)施例中，發(fā)起站101可以基于來(lái)自于響應(yīng)站的反饋來(lái)識(shí)別對(duì)于扇區(qū)掃描反饋幀208的傳送來(lái)說(shuō)最好的天線扇區(qū)。在這些實(shí)施例中，扇區(qū)掃描反 饋幀208可以在反向傳送扇區(qū)掃描幀204或者206從其接收的每個(gè)天線扇區(qū)中傳送。例 如，扇區(qū)掃描反饋幀208可以傳送到扇區(qū)2內(nèi)的響應(yīng)站102(圖1A)，并且另一個(gè)扇區(qū)掃 描反饋幀208可以傳送到扇區(qū)3內(nèi)的響應(yīng)站103 (圖1A)。在一些實(shí)施例中，響應(yīng)站102 和103可以在它們的反向傳送扇區(qū)掃描幀204和206中嵌入反饋，以允許發(fā)起站101確定 對(duì)哪些扇區(qū)發(fā)送扇區(qū)掃描反饋幀208。在一些實(shí)施例中，響應(yīng)于扇區(qū)掃描反饋幀208的接收，每個(gè)響應(yīng)站(102和103) 可以向發(fā)起站101傳送扇區(qū)掃描確認(rèn)(SS-ACK)幀(圖2中未示出)，以指示扇區(qū)掃描反 饋幀208的接收。SS-ACK幀可以在扇區(qū)掃描階段201期間傳送。在一些實(shí)施例中，反向傳送扇區(qū)掃描幀204和206是從未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站102和 103響應(yīng)于它們從發(fā)起站101接收到傳送扇區(qū)掃描幀202而傳送的。傳送扇區(qū)掃描幀202 可以稱(chēng)為前向鏈路傳送扇區(qū)掃描幀，而反向傳送扇區(qū)掃描幀204和206可以稱(chēng)為反向鏈路 傳送扇區(qū)掃描幀。雖然圖2中示出了反向傳送扇區(qū)掃描幀(即幀204和206)是從沒(méi)有沖突的僅僅 兩個(gè)響應(yīng)站接收的，但實(shí)施例的范圍在此方面中不受限制，因?yàn)榉聪騻魉蜕葏^(qū)掃描幀可 以從多個(gè)沒(méi)有沖突的不同響應(yīng)站接收，從而允許為多個(gè)不同響應(yīng)站調(diào)度波束形成訓(xùn)練。在一些實(shí)施例中，傳送扇區(qū)掃描幀202可以向未關(guān)聯(lián)的站指示發(fā)起站101是網(wǎng)絡(luò) 100的中心協(xié)調(diào)器。傳送扇區(qū)掃描幀202還可以指示用于與發(fā)起站101通信的參數(shù)，包括 信標(biāo)間隔的長(zhǎng)度。在一些實(shí)施例中，反向傳送扇區(qū)掃描幀204和206可以指示未關(guān)聯(lián)的 站可能希望加入網(wǎng)絡(luò)100以變得與網(wǎng)絡(luò)100關(guān)聯(lián)。反向傳送扇區(qū)掃描幀204和206可以 指示響應(yīng)站(無(wú)論它們是與網(wǎng)絡(luò)100未關(guān)聯(lián)或關(guān)聯(lián)的)希望執(zhí)行波束形成訓(xùn)練。傳送扇區(qū)掃描201可以包括多個(gè)傳送扇區(qū)掃描幀202，并且可以包括信標(biāo)傳送。 傳送扇區(qū)掃描幀202可以包括信標(biāo)幀。在一些實(shí)施例中，可以同時(shí)從兩個(gè)或者更多未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站102和103接收反向 傳送扇區(qū)掃描幀204和206。在這些實(shí)施例中，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)不同扇區(qū)接收反向傳送扇區(qū) 掃描幀204和206，因此沒(méi)有沖突發(fā)生，從而允許發(fā)起站101區(qū)分同時(shí)接收的反向傳送扇 區(qū)掃描幀204和反向傳送扇區(qū)掃描幀206。還可以由發(fā)起站101在扇區(qū)掃描階段201內(nèi)在 不同時(shí)間(如圖2中所示)接收反向傳送扇區(qū)掃描幀204和206。在一些實(shí)施例中，扇區(qū)掃描反饋幀208可以向響應(yīng)站(例如響應(yīng)站102和103) 指示在哪個(gè)信標(biāo)間隔期間執(zhí)行波束形成訓(xùn)練(即或者在當(dāng)前信標(biāo)間隔中或者在后續(xù)的信 標(biāo)間隔中)。扇區(qū)掃描反饋幀208還可以指示其中響應(yīng)站要在后續(xù)信標(biāo)間隔中執(zhí)行波束形 成訓(xùn)練的順序。下面將詳細(xì)描述這些實(shí)施例。圖3示出了根據(jù)一些實(shí)施例的扇區(qū)掃描反饋幀的示范格式。扇區(qū)掃描反饋幀300 可適于用作扇區(qū)掃描反饋幀208 (圖2)，并且可以由發(fā)起站傳送，以指示兩個(gè)或者更多響 應(yīng)站在哪個(gè)信標(biāo)間隔期間執(zhí)行波束形成訓(xùn)練。扇區(qū)掃描反饋幀300，除其它以外還包括接收方地址(RA)字段301和多個(gè)媒體 接入控制(MAC)地址字段302。RA字段301可以包括將要在當(dāng)前信標(biāo)間隔中執(zhí)行波束 形成訓(xùn)練的響應(yīng)站的MAC地址。MAC地址 字段302可以包括要在后續(xù)信標(biāo)間隔中執(zhí)行 波束形成訓(xùn)練的響應(yīng)站的MAC地址。
在一些實(shí)施例中，MAC地址字段302中的MAC地址的順序可以對(duì)應(yīng)于其中響 應(yīng)站要在后續(xù)信標(biāo)間隔中執(zhí)行波束形成訓(xùn)練的順序。例如，扇區(qū)掃描反饋幀208示出具 有MAC地址為STA-3的響應(yīng)站列于第一個(gè)；因此，那個(gè)站將在緊跟著當(dāng)前信標(biāo)間隔之 后的下一個(gè)信標(biāo)間隔中執(zhí)行波束形成訓(xùn)練。具有MAC地址為STA-4的響應(yīng)站可以列于 下一個(gè)MAC地址字段302中；因此，該站將在緊跟著當(dāng)前信標(biāo)間隔之后的第二個(gè)信標(biāo)間 隔中執(zhí)行波束形成訓(xùn)練。具有MAC地址為STA-N的響應(yīng)站可以列于第N個(gè)MAC地址 字段中；因此，該站將在緊跟著當(dāng)前信標(biāo)間隔之后的第N個(gè)信標(biāo)間隔中執(zhí)行波束形成訓(xùn) 練。在這些實(shí)施例中，在這些后續(xù)信標(biāo)間隔中將不存在發(fā)起站執(zhí)行的傳送扇區(qū)掃描，因 為波束形成訓(xùn)練已被調(diào)度。如圖2中所示，因?yàn)檎?02(STA_2)在當(dāng)前信標(biāo)間隔中(即 在波束形成細(xì)化階段203期間)執(zhí)行A-BFT，所以站103(STA_3)可以被調(diào)度為在下一個(gè) 信標(biāo)間隔中執(zhí)行A-BFT，該間隔不包括發(fā)起站101的傳送扇區(qū)掃描211 (圖2)。
返回參考圖2，響應(yīng)站對(duì)扇區(qū)掃描反饋幀208的接收向該響應(yīng)站指示扇區(qū)掃描 階段201已經(jīng)成功，且該響應(yīng)站可以在當(dāng)前或者后續(xù)信標(biāo)間隔中開(kāi)始波束形成細(xì)化階段 203。在其調(diào)度的波束形成訓(xùn)練之前必須等待長(zhǎng)時(shí)間(即，許多信標(biāo)間隔)的響應(yīng)站可以 選擇再次執(zhí)行扇區(qū)掃描階段201。在這些情況下，因?yàn)楹芏嗾究赡苷瑫r(shí)嘗試關(guān)聯(lián)，因 此任何更早地為波束形成訓(xùn)練將調(diào)度響應(yīng)站的機(jī)會(huì)是低的，尤其是因?yàn)楹撩撞?例如， 60GHz)的無(wú)線電波范圍大約是10英尺。根據(jù)一些實(shí)施例，當(dāng)未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站中的一個(gè)(例如響應(yīng)站103)沒(méi)有接收到響 應(yīng)于反向傳送扇區(qū)掃描幀206的傳送的扇區(qū)掃描反饋幀208時(shí)；未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站103可以 假設(shè)已經(jīng)發(fā)生了沖突。在這些實(shí)施例中，未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站103可以在后續(xù)信標(biāo)間隔的扇 區(qū)掃描階段201期間隨機(jī)地選擇其天線扇區(qū)中的一個(gè)來(lái)發(fā)送反向傳送扇區(qū)掃描幀206。天 線扇區(qū)的隨機(jī)選擇引入反向傳送扇區(qū)掃描傳送中的隨機(jī)性；有助于避免沖突，尤其是對(duì) 于具有大量天線扇區(qū)的未關(guān)聯(lián)的站。在這些實(shí)施例中，可實(shí)現(xiàn)沖突中的減少而無(wú)需沖突 發(fā)生之后多個(gè)信標(biāo)間隔的指數(shù)退避(像一些常規(guī)網(wǎng)絡(luò)中那樣)。在這些實(shí)施例中，站在隨機(jī)選擇的天線扇區(qū)中發(fā)送的反向傳送扇區(qū)掃描幀206 可以響應(yīng)于在該下一個(gè)信標(biāo)間隔中接收的傳送扇區(qū)掃描幀202而發(fā)送。這可以允許站在 下一個(gè)信標(biāo)間隔中執(zhí)行波束形成訓(xùn)練。在這些實(shí)施例的一些中，將具有大量天線扇區(qū)(例如，八個(gè)或更多)的未關(guān)聯(lián)的 站配置成在下一個(gè)信標(biāo)間隔的扇區(qū)掃描階段201中在隨機(jī)選擇的天線扇區(qū)中發(fā)送反向傳 送扇區(qū)掃描幀206。將具有較少數(shù)量(例如，少于八個(gè))天線扇區(qū)的未關(guān)聯(lián)的站配置成在 隨機(jī)選擇的后來(lái)的信標(biāo)間隔之前延遲發(fā)送反向傳送扇區(qū)掃描幀206。具有較少天線扇區(qū)的 站除了隨機(jī)選擇天線扇區(qū)之外還可以退避隨機(jī)選擇數(shù)量(即，少量)的信標(biāo)間隔，以引入 反向傳送扇區(qū)掃描階段中的充分隨機(jī)性。在一些實(shí)施例中，反向傳送扇區(qū)掃描幀204和206可以由響應(yīng)站102和103在響 應(yīng)站的每個(gè)天線扇區(qū)中傳送。以這種方式，反向傳送扇區(qū)掃描覆蓋了響應(yīng)站的所有天線 扇區(qū)。在一些實(shí)施例中，傳送扇區(qū)掃描幀202由發(fā)起站101按順序地在每個(gè)天線扇區(qū)中 傳送，但這不是要求的。換句話說(shuō)，發(fā)起站101可以在第一扇區(qū)中傳送第一傳送扇區(qū)掃 描幀202，在下一個(gè)扇區(qū)中傳送第二傳送扇區(qū)掃描幀202，等等。類(lèi)似的是，例如，反向傳送扇區(qū)掃描幀204和206可以由響應(yīng)站按順序地在自己的每個(gè)天線扇區(qū)中傳送，但這不 是要求的。在一些實(shí)施例中，傳送扇區(qū)掃描幀202的傳送、反向傳送扇區(qū)掃描幀204和206 的接收、以及扇區(qū)掃描反饋幀208的傳送在當(dāng)前信標(biāo)間隔的扇區(qū)掃描階段201期間執(zhí)行。 A-BFT可以在當(dāng)前信標(biāo)間 隔的波束形成細(xì)化階段203期間與扇區(qū)掃描反饋幀208中首先 識(shí)別出的響應(yīng)站中的一個(gè)(即響應(yīng)站102)執(zhí)行。A-BFT可以在下一個(gè)信標(biāo)間隔的波束 形成細(xì)化階段203期間與扇區(qū)掃描反饋幀208中第二識(shí)別出的響應(yīng)站中的第二個(gè)(即響應(yīng) 站103)執(zhí)行。在一些實(shí)施例中，執(zhí)行波束形成訓(xùn)練包括傳送和接收訓(xùn)練序列，并提供反饋以 確定發(fā)起和響應(yīng)站的陣列天線的天線權(quán)重。在波束形成細(xì)化階段203期間，為了訓(xùn)練陣 列天線，站可以傳送和接收訓(xùn)練序列。在一些實(shí)施例中，首先訓(xùn)練接收器然后訓(xùn)練傳送 器?？梢詧?zhí)行一個(gè)或者更多迭代來(lái)確定初始天線權(quán)重向量和逐漸地調(diào)整天線權(quán)重向量， 直到達(dá)到兩個(gè)站之間預(yù)定的信號(hào)質(zhì)量。在這些實(shí)施例中，可以執(zhí)行閉環(huán)反饋過(guò)程，其中 將信道測(cè)量反饋到傳送站以允許傳送器對(duì)天線元件加權(quán)。在一些實(shí)施例中，閉環(huán)反饋過(guò) 程可以包括向傳送站發(fā)送權(quán)重。在一些實(shí)施例中，這個(gè)波束形成訓(xùn)練過(guò)程可以如箭頭213 所示來(lái)迭代。在一些實(shí)施例中，在傳送傳送扇區(qū)掃描幀202之前，發(fā)起站101配置其陣列天線 以在其天線扇區(qū)121 (圖1B)的每一個(gè)中單獨(dú)傳送一個(gè)傳送扇區(qū)掃描幀202。圖4是根據(jù)一些實(shí)施例的毫米波通信站的框圖。毫米波無(wú)線通信站400除其它 以外可以包括陣列天線422、波束形成電路402和基帶和處理電路404。毫米波無(wú)線通信 站400可以適合于用作圖IA中所示的和圖2-4中所討論的毫米波無(wú)線通信站101-105中 的任何一個(gè)或者更多個(gè)。陣列天線422可以包括多個(gè)天線元件424，并且可以配置成在 多個(gè)天線扇區(qū)、例如天線扇區(qū)121 (圖1B)中通信。天線元件424可以對(duì)應(yīng)于天線元件 124(圖1C)。在一些備選實(shí)施例中，毫米波無(wú)線通信站400可以使用轉(zhuǎn)換波束天線。根據(jù)實(shí)施例，波束形成電路402可以配置陣列天線422在多個(gè)天線扇區(qū)中的每一 個(gè)中傳送傳送扇區(qū)掃描幀202 (圖2)，以及從兩個(gè)或者更多未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站接收反向傳送 扇區(qū)掃描幀(例如幀204和206(圖2))?；鶐Ш吞幚黼娐?04可以生成扇區(qū)掃描反饋幀 208 (圖2)，用于傳送到從其接收了反向傳送扇區(qū)掃描幀的每個(gè)響應(yīng)站?；鶐Ш吞幚黼娐?404可以配置扇區(qū)掃描反饋幀208以指示每個(gè)響應(yīng)站要在當(dāng)前信標(biāo)間隔中還是在后續(xù)信標(biāo) 間隔中執(zhí)行波束形成訓(xùn)練。在一些實(shí)施例中，基帶和處理電路404可以根據(jù)如圖3中所 示的示范格式來(lái)配置扇區(qū)掃描反饋幀208。毫米波無(wú)線通信站400可以包括其它電路來(lái)傳遞毫米波無(wú)線通信信號(hào)，包括60 千兆赫茲(GHz)無(wú)線技術(shù)。在一些實(shí)施例中，毫米波無(wú)線通信站400能夠用于提供能有 效地嵌入到家庭媒體網(wǎng)關(guān)、蜂窩電話、平板TV、機(jī)頂盒、藍(lán)光播放器、數(shù)字相機(jī)、PC、 膝上型計(jì)算機(jī)、以及很多其它多媒體和通信設(shè)備中的靈活的接口。雖然毫米波無(wú)線通信 站400示出為具有幾個(gè)單獨(dú)的功能元件，但是一個(gè)或者更多功能元件可以組合，并且可 由軟件配置的元件(例如包括數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的處理元件)和/或其它硬件元件 的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，一些元件可以包括一個(gè)或者更多微處理器、DSP、專(zhuān)用集成電路 (ASIC)、射頻集成電路(RFIC)和各種硬件和邏輯電路的組合以用于執(zhí)行至少本文所述的功能。在一些實(shí)施例中，毫米波無(wú)線通信站400的功能元件可以指在一個(gè)或者更多處 理元件上操作的一個(gè)或者更多過(guò)程。圖5是根據(jù)一些實(shí)施例的為未關(guān)聯(lián)的站調(diào)度波束形成訓(xùn)練的過(guò)程。過(guò)程500可 以由毫米波通信站、例如毫米波通信站101-105(圖1)來(lái)執(zhí)行。過(guò)程500的部分可以由 發(fā)起站來(lái)執(zhí)行，并且過(guò)程500的其它部分可以由響應(yīng)站來(lái)執(zhí)行?？梢詧?zhí)行過(guò)程500為希 望與毫米波通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)的站調(diào)度A-BFT。在操作502中，傳送扇區(qū)掃描幀202 (圖2)由發(fā)起站在其多個(gè)天線扇區(qū)的每一個(gè) 中傳送。在操作504中，可以從兩個(gè)或者更多未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站接收反向傳送扇區(qū)掃描幀 204 和 206 (圖 2)。在操作506中，發(fā)起站可以配置扇區(qū)掃描反饋幀300 (圖3)以指示每個(gè)響應(yīng)站是 要在當(dāng)前信標(biāo)間隔中還是后續(xù)信標(biāo)間隔中執(zhí)行波束形成訓(xùn)練。在操作508中，發(fā)起站可以向從其接收了反向傳送扇區(qū)掃描幀的每個(gè)響應(yīng)站傳 送扇區(qū)掃描反饋幀208 (圖2)。在一些實(shí)施例中，發(fā)起站可以在其天線扇區(qū)的每一個(gè)中傳 送扇區(qū)掃描反饋幀。在操作510中，響應(yīng)站確定它是否已經(jīng)接收到響應(yīng)于反向傳送扇區(qū)掃描幀的扇 區(qū)掃描反饋幀208。當(dāng)響應(yīng)站確定它還沒(méi)有接收到扇區(qū)掃描反饋幀208時(shí)，可能已經(jīng)發(fā)生 了沖突，并且執(zhí)行操作512。當(dāng)響應(yīng)站確定它已經(jīng)接收到扇區(qū)掃描反饋幀208時(shí)，執(zhí)行操 作 514。在操作512中，響應(yīng)站可以隨機(jī)地選擇天線扇區(qū)，以在后續(xù)信標(biāo)間隔的扇區(qū)掃 描階段201(圖2)中發(fā)送反向傳送扇區(qū)掃描幀。操作504到510可以再次執(zhí)行以開(kāi)始 A-BFT過(guò)程。在操作514中，響應(yīng)站在扇區(qū)掃描反饋幀208中指示的信標(biāo)間隔中執(zhí)行A-BFT。提供摘要以遵守37C.F.R 1.72(b)節(jié)，其要求將允許讀者確知技術(shù)公開(kāi)的性質(zhì)和 要點(diǎn)的摘要。摘要在其將不用于限制或者解釋權(quán)利要求的范圍或者含義的理解下提交。 后面的權(quán)利要求由此結(jié)合到詳細(xì)描述中，其中每個(gè)權(quán)利要求獨(dú)立作為單獨(dú)的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種由發(fā)起站執(zhí)行的方法，用于在毫米波通信網(wǎng)絡(luò)中為未關(guān)聯(lián)的站調(diào)度關(guān)聯(lián)波束 形成訓(xùn)練(A-BFT)，所述方法包括在多個(gè)天線扇區(qū)的每個(gè)中傳送傳送扇區(qū)掃描幀；從兩個(gè)或者更多未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站接收反向傳送扇區(qū)掃描幀；以及向從其接收了所述反向傳送扇區(qū)掃描幀的每個(gè)響應(yīng)站傳送扇區(qū)掃描反饋幀，其中所述扇區(qū)掃描反饋幀指示每個(gè)響應(yīng)站是要在當(dāng)前信標(biāo)間隔中還是后續(xù)信標(biāo)間隔 中執(zhí)行波束形成訓(xùn)練。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述傳送扇區(qū)掃描幀和所述扇區(qū)掃描反饋幀在所 述當(dāng)前信標(biāo)間隔中傳送，以及其中所述反向傳送扇區(qū)掃描幀在所述當(dāng)前信標(biāo)間隔中從所述兩個(gè)或者更多未關(guān)聯(lián)的 響應(yīng)站接收。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述扇區(qū)掃描反饋幀是相同的，并且單個(gè)扇區(qū)掃 描反饋幀在所述發(fā)起站的每個(gè)天線扇區(qū)中傳送。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述扇區(qū)掃描反饋幀向所述響應(yīng)站指示在哪個(gè)信 標(biāo)間隔執(zhí)行波束形成訓(xùn)練。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述扇區(qū)掃描反饋幀指示其中所述響應(yīng)站在后續(xù) 信標(biāo)間隔中要執(zhí)行波束形成訓(xùn)練的順序。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述扇區(qū)掃描反饋幀包括多個(gè)媒體接入控制 (MAC)地址字段以指示其中所述響應(yīng)站在所述當(dāng)前以及后續(xù)信標(biāo)間隔中要執(zhí)行波束形成 訓(xùn)練的順序。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中當(dāng)所述未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站之一沒(méi)有接收到扇區(qū)掃描 反饋幀時(shí)，所述未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站假設(shè)已經(jīng)發(fā)生了沖突，并配置成隨機(jī)地選擇天線扇區(qū)以在后續(xù)信標(biāo)間隔的扇區(qū)掃描階段中發(fā)送反向傳送扇區(qū)掃描幀。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中具有大量天線扇區(qū)的未關(guān)聯(lián)的站配置成在下一個(gè) 信標(biāo)間隔的扇區(qū)掃描階段中發(fā)送所述反向傳送扇區(qū)掃描幀，以及其中具有較少數(shù)量天線扇區(qū)的未關(guān)聯(lián)的站配置成在隨機(jī)選擇的后來(lái)的信標(biāo)間隔之前 延遲發(fā)送所述反向傳送扇區(qū)掃描幀。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述發(fā)起站包括轉(zhuǎn)換波束天線，其中所述發(fā)起站基于所述反向傳送扇區(qū)掃描幀的接收來(lái)識(shí)別所述響應(yīng)站的每一個(gè)位 于其中的天線扇區(qū)，以及其中在識(shí)別為與所述響應(yīng)站之一關(guān)聯(lián)的每個(gè)天線扇區(qū)中傳送一個(gè)扇區(qū)掃描反饋幀。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述反向傳送扇區(qū)掃描幀由所述響應(yīng)站在所述 響應(yīng)站的每個(gè)天線扇區(qū)中傳送。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述傳送扇區(qū)掃描幀的傳送、所述反向傳送扇 區(qū)掃描幀的接收、以及所述扇區(qū)掃描反饋幀的傳送在所述當(dāng)前信標(biāo)間隔的扇區(qū)掃描階段 期間執(zhí)行，以及其中所述方法還包括在所述當(dāng)前信標(biāo)間隔的波束形成細(xì)化階段期間與所述扇區(qū)掃描反饋幀中首先識(shí)別出的響應(yīng)站之一執(zhí)行所述波束形成訓(xùn)練；以及在下一個(gè)信標(biāo)間隔的波束形成細(xì)化階段期間與所述扇區(qū)掃描反饋幀中第二個(gè)識(shí)別出 的響應(yīng)站中的第二響應(yīng)站執(zhí)行所述波束形成訓(xùn)練。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括將陣列天線配置成在所述天線扇區(qū)的每一個(gè)中傳送所述傳送扇區(qū)掃描幀之一，以及將所述陣列天線配置成在所述天線扇區(qū)的每一個(gè)中傳送所述扇區(qū)掃描反饋幀。
13.—種毫米波無(wú)線通信站，包括波束形成電路，將陣列天線配置成在多個(gè)天線扇區(qū)的每一個(gè)中傳送傳送扇區(qū)掃描 幀，并從兩個(gè)或者更多未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站接收反向傳送扇區(qū)掃描幀；基帶和處理電路，將扇區(qū)掃描反饋幀配置用于傳送到從其接收了所述反向傳送扇區(qū) 掃描幀的響應(yīng)站的每一個(gè)，其中所述扇區(qū)掃描反饋幀指示每個(gè)響應(yīng)站是要在當(dāng)前信標(biāo)間隔中還是后續(xù)信標(biāo)間隔 中執(zhí)行波束形成訓(xùn)練。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的毫米波無(wú)線通信站，其中所述扇區(qū)掃描反饋幀向所述響應(yīng) 站指示在哪個(gè)信標(biāo)間隔中執(zhí)行波束形成訓(xùn)練。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的毫米波無(wú)線通信站，其中所述扇區(qū)掃描反饋幀指示其中所 述響應(yīng)站在后續(xù)信標(biāo)間隔中要執(zhí)行波束形成訓(xùn)練的順序。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的毫米波無(wú)線通信站，其中所述波束形成電路配置成將陣列天線配置成在所述天線扇區(qū)的每一個(gè)中傳送所述傳送扇區(qū)掃描幀之一，以及將所述陣列天線配置成在所述天線扇區(qū)的每一個(gè)中傳送所述扇區(qū)掃描反饋幀。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的毫米波無(wú)線通信站，其中當(dāng)所述未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站之一沒(méi)有 接收到扇區(qū)掃描反饋幀時(shí)，所述未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站假設(shè)已經(jīng)發(fā)生了沖突，并配置成隨機(jī)地 選擇天線扇區(qū)以在后續(xù)信標(biāo)間隔的扇區(qū)掃描階段中發(fā)送反向傳送扇區(qū)掃描幀。
18.—種毫米波通信站，配置成在毫米波通信網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行關(guān)聯(lián)波束形成訓(xùn)練 (A-BFT)，所述毫米波通信站配置成響應(yīng)于來(lái)自發(fā)起站的傳送扇區(qū)掃描幀，向發(fā)起站傳送反向傳送扇區(qū)掃描幀；接收響應(yīng)于所述反向傳送扇區(qū)掃描幀的扇區(qū)掃描反饋幀，所述扇區(qū)掃描反饋幀指示 多個(gè)響應(yīng)站中的每個(gè)是要在當(dāng)前信標(biāo)間隔中還是后續(xù)信標(biāo)間隔中執(zhí)行波束形成訓(xùn)練；以 及如所述扇區(qū)掃描反饋幀中所指示的，在所述當(dāng)前信標(biāo)間隔中或者在后續(xù)信標(biāo)間隔中 與所述發(fā)起站執(zhí)行A-BFT。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的毫米波通信站，其中所述傳送扇區(qū)掃描幀和所述扇區(qū)掃描 反饋幀由所述發(fā)起站在所述當(dāng)前信標(biāo)間隔中傳送，以及其中所述反向傳送扇區(qū)掃描幀從兩個(gè)或者更多未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站在所述當(dāng)前信標(biāo)間隔 中接收。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的毫米波通信站，其中當(dāng)所述毫米波通信站沒(méi)有接收到所述 扇區(qū)掃描反饋幀時(shí)，未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站配置成假設(shè)已經(jīng)發(fā)生了沖突，并隨機(jī)地選擇天線扇 區(qū)以在后續(xù)信標(biāo)間隔的扇區(qū)掃描階段中發(fā)送反向傳送扇區(qū)掃描幀。
全文摘要
本發(fā)明名稱(chēng)為“沖突避免的調(diào)度關(guān)聯(lián)波束形成訓(xùn)練的毫米波通信站和方法”。本文主要描述具有沖突避免的用于調(diào)度關(guān)聯(lián)波束形成訓(xùn)練(A-BFT)的毫米波通信站和方法的實(shí)施例。在一些實(shí)施例中，發(fā)起站在其天線扇區(qū)的每一個(gè)中傳送傳送扇區(qū)掃描幀，從兩個(gè)或者更多未關(guān)聯(lián)的響應(yīng)站接收反向傳送扇區(qū)掃描幀。發(fā)起站向響應(yīng)站中的每一個(gè)傳送扇區(qū)掃描反饋幀以指示每個(gè)響應(yīng)站是要在當(dāng)前信標(biāo)間隔中還是后續(xù)信標(biāo)間隔中執(zhí)行波束形成訓(xùn)練。扇區(qū)掃描反饋幀可以指示其中響應(yīng)站在后續(xù)信標(biāo)間隔中要執(zhí)行波束形成訓(xùn)練的順序。
文檔編號(hào)H04W48/16GK102026341SQ201010535330
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者C·科代羅, M·X·龔 申請(qǐng)人:英特爾公司