專利名稱：發(fā)射設備、接收設備、發(fā)射方法和接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在無線通信系統(tǒng)中發(fā)射信號的發(fā)射設備，涉及用于 在無線通信系統(tǒng)中接收信號的接收設備，涉及用于在無線通信系統(tǒng)中 發(fā)射信號的方法，還涉及用于在無線通信系統(tǒng)中接收信號的方法。
背景技術(shù)：
無線通信用于多種技術(shù)領(lǐng)域，比如移動電話、無線LAN、廣播無線電 系統(tǒng)、點到點無線電系統(tǒng)和許多其他已知的和未來的應用。由各個無 線通信系統(tǒng)覆蓋的通信半徑基本上依賴于所使用的技術(shù)。然而蜂窩通 信系統(tǒng)，比如GSM和UMTS系統(tǒng)，適合于高達約10km (或更多)的通信 半徑，無線LAN在約100m (或更多)的范圍內(nèi)并且藍牙系統(tǒng)在幾十米 (或更多)的范圍內(nèi)。對無線通信系統(tǒng)的通信范圍的主要影響是所使 用的射頻和輸出功率。盡管在大氣中只有極少量的電磁波吸收發(fā)生在 用于GSM和UMTS的射頻上，但是在60GHz范圍內(nèi)出現(xiàn)大量的吸收，這 使得它非常適合于低范圍的室內(nèi)無線通信。而且，用于相應無線通信 技術(shù)的發(fā)射和/或接收天線的種類依賴于相應的應用領(lǐng)域。通常，在發(fā)射機和接收機之間，存在依賴于天線數(shù)量的若干傳輸路 徑。如果直接視線(LOS)路徑受到障礙物的阻礙，比如移動的人、車 輛等等，在發(fā)射機和接收機之間仍存在若干反射路徑，即其中所發(fā)射 的電磁波在它到達接收機之前被反射至少 一 次的傳輸路徑。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，對發(fā)射機、接收機、或者對于兩者使用了若 干窄波束天線。圖la中示出了這種通信系統(tǒng)的例子。所示出的通信系 統(tǒng)包括發(fā)射機20和接收機21。如圖la所示，發(fā)射^/L包括三個窄波束 天線25a、 25b和25c并且接收機21也包括三個窄波束天線26a、 26b 和26c。如已經(jīng)提到的，還有可能要么發(fā)射機20要么接收機21包括單 個寬束天線。如圖la所示，對于在發(fā)射機20和接收機21之間的通信， 選擇三種可能的傳輸路徑，借此第一傳輸路徑P。是視線路徑并且兩個 其他路徑P!和P2是非視線路徑，其中在兩個其他路徑P!和P2中所發(fā)射 的電磁波被物體22反射。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在開始通信之前，發(fā)射機20和接收機21從可用于通信的整個數(shù)量的傳輸路徑中協(xié)商出若干傳輸路 徑。然后在具有最佳傳輸特性的傳輸路徑上開始通信。在如圖la所示 的例子中，直接視線路徑P。具有最佳特性并且因此數(shù)據(jù)幀23a、 23b和 23c在這個路徑上發(fā)射。通信然后在所選路徑上進行直到由于任何原因 例如移動的人、車輛等等使得實際使用的傳輸路徑受到阻礙。在這種 情況下，通信于是被切換到另一路徑例如切換到路徑P!。圖lb中示出了所示的現(xiàn)有技術(shù)的通信系統(tǒng)出現(xiàn)的問題。再次，所示 的通信系統(tǒng)包括發(fā)射機20和接收機21 ，每個具有若干窄波束天線25a、 25b、 25c、 26a、 26b和26c。在協(xié)商可以用于傳輸?shù)穆窂街螅?jīng)由 有效路徑P。傳輸?shù)谝粩?shù)據(jù)幀23a開始通信。如果障礙物24阻礙了實際 傳輸路徑P。，則至少一些其他數(shù)據(jù)幀23b、 23c將被障礙物阻礙并且將 不能到達接收機21。如果檢測到有效路徑的這種阻礙，那么在傳統(tǒng)的 通信系統(tǒng)中通信然后將切換到另一路徑P!或P2。這種系統(tǒng)的缺點是它的反應性特性。這些系統(tǒng)使用視線路徑P。直到 該路徑質(zhì)量下降，并且隨后切換到另一個非視線路徑P,或P2。由于在 尋找另 一路徑和切換天線中所涉及的等待時間，可能丟失相當大量的 數(shù)據(jù)。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是提供無線通信系統(tǒng)中的發(fā)射設備、接收設備 和用于發(fā)射和接收信號的方法，其通過切換處理減少了可能的數(shù)據(jù)丟 失。這一目的是通過根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)射設備、通過根據(jù)權(quán)利要求9 的接收設備、通過根據(jù)權(quán)利要求18的發(fā)射方法和根據(jù)權(quán)利要求26的 接收方法來解決的。根據(jù)本發(fā)明，提供了用于在無線通信系統(tǒng)中發(fā)射信號的發(fā)射設備， 其中所述信號在連續(xù)幀中發(fā)射，每幀包括信標和數(shù)據(jù)幀，所述發(fā)射設 備包括第一組窄波束天線，每個窄波束天線具有不同的輻射方向 (beaming direction),該輻射方向?qū)趶乃霭l(fā)射i殳備到接收設備 的多個不同傳輸路徑之一；以及第一控制裝置，其適合于控制所述幀 的傳輸，其中兩個連續(xù)幀的數(shù)據(jù)幀分別經(jīng)由不同的窄波束天線來發(fā)射。此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了用于在無線通信系統(tǒng)中接收信號的接收設備，其中所述信號在連續(xù)幀中接收，每幀包括信標和數(shù)據(jù)幀，所述 接收設備包括第二組窄波束天線，每個窄波束天線具有不同的輻射方4之一,以及;二4制裝置，'其適合于控制所述f貞的接收，、;中兩個 連續(xù)幀的數(shù)據(jù)幀分別經(jīng)由不同的窄波束天線來接收。根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種用于在無線通信系統(tǒng)中發(fā)射信號的方法， 其中所述信號在連續(xù)幀中發(fā)射，每幀包括信標和數(shù)據(jù)幀，所述發(fā)射方法包括以下步驟提供第一組窄波束天線，每個窄波束天線具有不同 的輻射方向，該輻射方向?qū)趶陌l(fā)射設備到接收設備的多個不同傳 輸路徑之一，以及分別經(jīng)由不同的窄波束天線來發(fā)射兩個連續(xù)幀的數(shù) 據(jù)幀。此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于在無線通信系統(tǒng)中接收信號的 方法，其中所述信號在連續(xù)幀中接收，每幀包括信標和數(shù)據(jù)幀，所述 接收方法包括以下步驟提供第二組窄波束天線，每個窄波束天線具 有不同的輻射方向，該輻射方向?qū)趶陌l(fā)射設備到接收設備的多個 不同傳輸路徑之一，以及分別經(jīng)由不同的窄波束天線來接收兩個連續(xù) 幀的數(shù)據(jù)幀。接收連續(xù)幀的^據(jù)幀,、幀丟:的可能性降低，因5為這種特定發(fā)射/接收 算法在傳輸中的障礙阻礙了該發(fā)射/接收之前切換了傳輸路徑。 優(yōu)選地，信標生成器生成了信標用于估計路徑質(zhì)量。 優(yōu)選地，第一存儲器適合于存儲能夠用作傳輸路徑的路徑列表。 有利地，第 一控制裝置根據(jù)路徑質(zhì)量的變化更新存儲在第 一存儲器 中的路徑列表。此外，有利地，第一控制裝置將具有降低的路徑質(zhì)量的路徑從存儲在第一存儲器中的路徑列表中去除。優(yōu)選地，第一控制裝置將具有增加的路徑質(zhì)量的路徑添加到存儲在第一存儲器中的路徑列表中。優(yōu)選地，幀的信標和數(shù)據(jù)幀經(jīng)由不同的窄波束天線^皮發(fā)送。 有利地，至少一個附加信標在兩幀之間發(fā)送。 優(yōu)選地，路徑估計器基于所接收的信標來估計路徑質(zhì)量。 優(yōu)選地，第二存儲器適合于存儲能夠用作傳輸路徑的路徑列表。有利地，第二控制裝置根據(jù)路徑質(zhì)量的變化更新存儲在第二存儲器 中的路徑列表。此外，有利地，第二控制裝置將具有降低的路徑質(zhì)量的路徑從存儲 在第二存儲器中的路徑列表中去除。優(yōu)選地，笫二控制裝置將具有增加的路徑質(zhì)量的路徑添加到存儲在 第二存儲器中的路徑列表中。有利地，幀的信標和幀經(jīng)由不同的窄波束天線接收。 優(yōu)選地，至少一個附加信標在兩幀之間接收。應當看到，本發(fā)明可以適用于任何類型的無線通信系統(tǒng)，該無線通 信系統(tǒng)使得能夠在任何類型的范圍上發(fā)射和接收信號。此外，本發(fā)明 并不限于無線通信的任何類型的調(diào)制方案或技術(shù)實施方式。然而，本 發(fā)明的一些實施例和實施方式可能在短范圍和/或中范圍無線通信系統(tǒng)中是有利的，其中信號在微波范圍內(nèi)發(fā)射，例如，60GHz傳輸范圍。統(tǒng)中發(fā)射和接收信號的任何類型的設i:術(shù)語"發(fā)射設備"^ "接收 設備，，這里意欲包括任何類型的便攜式和/或固定通信設備、單元、裝 置、系統(tǒng)等等。根據(jù)本發(fā)明，從發(fā)射設備到接收設備發(fā)射的信號可以 包括任何類型的信息、數(shù)據(jù)、符號等等，其可以從發(fā)射機到接收機為 任何類型的原因和用途而發(fā)射。根據(jù)本發(fā)明，發(fā)射設備和接收設備的至少其中之一包括至少兩個窄波束天線。在某些實施方式中，發(fā)射設 備和接收設備包括適合于轉(zhuǎn)向(steer)不同位置的窄波束天線可能是 優(yōu)選的。術(shù)語"窄波束天線"這里意欲包括和覆蓋所有類型的天線， 這些天線與不具有特定發(fā)射和/或接收方向的全向天線相反，具有特定 發(fā)射和/或接收方向，而不限制天線波束的特定形狀。此外，本發(fā)明的 窄波束天線并不限于任何特定轉(zhuǎn)向類型，即，能夠?qū)崿F(xiàn)窄波束天線轉(zhuǎn) 向或切換到不同輻射方向的特定技術(shù)實施方式，只要窄波束天線的發(fā) 射和/或接收方向可以改變、切換、變化等等.例如，但不排外地，根 據(jù)本發(fā)明的窄波束天線可以是具有固定窄波束輻射模式的天線，該輻 射模式可以通過機械地或電氣地偏移天線來改變，這樣改變了波束方 向。此外，窄波束天線可以是任何天線類型，其可以通過改變天線的 相位和/或增益來轉(zhuǎn)向天線，這樣波束方向改變。作為其他可選方案， 窄波束天線可以包含天線模式，其中天線模式的每一個天線元件具有特定的窄波束天線方向并且該元件可以以改變天線輻射方向的方式來 控制?？梢宰龀隹煽刂频恼ㄊ炀€的許多其它例子，其當前已知的 或者將來可能被研制出，但是其將落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。


在以下優(yōu)選實施例的描迷中將結(jié)合附圖更詳細地解釋本發(fā)明，其中 圖la和lb示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的通信系統(tǒng)， 圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射設備， 圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的接收設備， 圖4a和4b示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)， 圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的在發(fā)射設備和接收設備之間的可 能路徑，圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的過程的流程圖， 圖7a和7b示意性地示出了幀結(jié)構(gòu)， 圖8a示出了根據(jù)本發(fā)明的笫一實施例，并且 圖8b示出了根據(jù)本發(fā)明的笫二實施例。
具體實施方式
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于在無線通信系統(tǒng)中發(fā)射信號的發(fā)射設 備l的示意性框圖。這里，如圖2所示的本發(fā)明的發(fā)射設備1，僅被顯 示具有實施和理解本發(fā)明所必需的元件。使得發(fā)射設備1能夠在無線然而，在實際的實施方式中，所有這樣的元件例如電源等將^^實施。發(fā)射設備1包括第一組2窄波束天線，其適合于允許在不同方向上 發(fā)射信號。提供了第一天線控制裝置4，其通過將窄波束天線轉(zhuǎn)向不同 位置或者通過在不同窄波束天線之間切換來控制第一組2窄波束天線。 第一天線控制裝置本身由第一控制裝置5來控制。笫一控制裝置5可 以是發(fā)射設備l的基站(base-stand)處理和/或控制裝置或者任何其它 適當?shù)目刂茊卧?。第一控制裝置5被連接到第一存儲器6，第一存儲器 6用于存儲數(shù)據(jù)、信息、應用程序、軟件代碼等等。發(fā)射設備1適合于在連續(xù)時間幀中發(fā)射信號，其中這樣的幀的例子如圖7a和7b所示，并且隨后將進行解釋。這里，應當理解術(shù)語"連 續(xù)"不一定意味著幀一個緊接著一個地發(fā)射。在某些實施方式中，在 兩個連續(xù)幀之間可能有間隔，其例如可以用于處理在發(fā)射設備1和接 收側(cè)(諸如圖3中所示和解釋的接收設備10)之間的時鐘差，以便支 持長時間高速率的無線通信，諸如無線高清電視等等。在其他部件中， 幀包括信標和數(shù)據(jù)幀。因此，在發(fā)射設備中提供了用于生成信標的信 標生成器9以及數(shù)據(jù)裝置8。數(shù)據(jù)裝置8以任何類型的適當方式生成、 收集、或者獲取數(shù)據(jù)并且轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)到幀生成器7。信標生成器9也轉(zhuǎn)發(fā) 所生成的信標到幀生成器7，在幀生成器7中形成幀。在由幀生成器7 生成幀之后，所生成的幀然后進一步以通常的方式來處理，例如通過 調(diào)制幀信息等等，然后其被上變換并且經(jīng)由第一高頻裝置3通過第一 組2窄波束天線發(fā)射。根據(jù)本發(fā)明，在無線通信系統(tǒng)中用于接收信號的接收設備10的例子 在圖3的框圖中示意性地示出。接收設備10包括第二組11窄波束天 線，其適合于經(jīng)由不同的傳輸路徑接收信號。通過將窄波束天線轉(zhuǎn)向 不同位置或者通過在不同窄波束天線之間切換，第二天線控制裝置13 能夠控制第二組ll窄波束天線的輻射方向。第二天線控制裝置本身由 第二控制裝置14來控制。第二控制裝置14可以是任何類型的適當控 制裝置，比如接收設備10的基帶處理裝置，或任何其它適當?shù)目刂坪?/或處理設備。第二控制裝置14被連接到第二存儲器15,第二存儲器 15用于存儲接收設備10工作所需的數(shù)據(jù)、信息、應用程序、軟件代碼 等等。接收設備10進一步包括第二高頻部分12，其用于下變換經(jīng)由第 二組11窄波束天線所接收的信號，該信號然后在接收設備10中以通 常的方式進一步進行處理。另外，路徑估計器16適合于在所接收的信 標的基礎上執(zhí)行所使用的路徑的質(zhì)量估計。由路徑估計器16導出的路 徑估計信息可以例如用在第二控制裝置14中以改變輻射方向到適當位 置。應當看到，圖3僅示出了用于理解本發(fā)明所需的元件。在實際的 實施方式中，接收設備10將包括用于接收設備10的操作的所有其它 必需的元件，使得其能夠接收無線通信系統(tǒng)中的信號。此外，應當看到，接收設備IO還包括在無線通信系統(tǒng)中經(jīng)由第二組 11天線或者單獨的發(fā)射天線來發(fā)射信號的所有必需的元件和功能性。同樣地，發(fā)射設備1包括使得能夠在無線通信系統(tǒng)中經(jīng)由第一組2天 線或者單獨的接收天線來接收信號的所有必需的元件和功能性。此外， 關(guān)于圖2所示和所解釋的發(fā)射設備1的元件和功能性和關(guān)于圖3所示 和所解釋的接收設備10的元件和功能性可以在通信設備中相結(jié)合來使得能夠在無線通信系統(tǒng)中發(fā)射和接收信號。現(xiàn)在將參照圖4a和4b解釋本發(fā)明的原理。圖4a和4b示出了包括 根椐本發(fā)明的發(fā)射設備1和接收設備10的通信系統(tǒng)。發(fā)射設備1這里 包括三個窄波束天線2a、 2b和2c，每個天線具有不同的輻射方向。接 收設備10也包括三個窄波束天線lla、 lib和llc，每個天線具有不同 的輻射方向。在開始通信之前，發(fā)射設備l和接收設備10協(xié)商傳輸方 案，包括可以用于傳輸?shù)膫鬏斅窂搅斜?。如圖4a的例子所示，三個傳 輸路徑P。、 P,和P2可以用于傳輸，因為它們各具有良好的路徑質(zhì)量。 當現(xiàn)在發(fā)射不同的數(shù)據(jù)幀時，發(fā)射設備并不只使用一個單個路徑而是 才艮椐循環(huán)調(diào)度(round robin scheduling)經(jīng)由不同的傳輸路徑發(fā)射 每個幀。例如，發(fā)射設備1經(jīng)由天線2b和傳輸路徑P。發(fā)射第一幀23a 到接收設備10。然后通過天線2a和傳輸路徑P!發(fā)射第二幀23b到接收 設備10的天線1U。然后通過第三天線2c和傳輸路徑P2發(fā)射第三幀 23c到接收設備10。圖4a中示出通信系統(tǒng)的優(yōu)勢，其中根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在傳輸?shù)谝粠?3a 之后，障礙物24妨礙了視線傳輸路徑P。。由于循環(huán)調(diào)度和經(jīng)由不同傳 輸路徑傳輸隨后的幀，第二和第三幀23b和23c不通過被阻礙的路徑 P。發(fā)射并且因此幀丟失的可能性降低。應當看到，本發(fā)明并不限于循環(huán)調(diào)度算法而是可以實施任何其它路 徑跳躍(path hopping)方案或者算法，其為隨后的幀提供了使用不同 路徑的可能性。所使用的路徑的順序可以要么重復要么該順序可以械_ 改變，即使不添加路徑或者從路徑列表中刪除路徑。附加地或者可選 地， 一個或多個路徑可以比其它路徑更頻繁地使用。另外，本發(fā)明建議不斷地監(jiān)控可以用于傳輸數(shù)據(jù)幀的路徑。因此， 發(fā)射設備1和接收設備10兩者都持有可以用于傳輸?shù)木哂辛己寐窂劫|(zhì) 量的路徑列表。由于監(jiān)控實際路徑列表的路徑，可以檢測到是否來自 該實際路徑列表的路徑具有降低的質(zhì)量并且因此應當從路徑列表中去12除或者是否實際上不在路徑列表中的路徑具有增加的質(zhì)量并且因此也 可以用作可能的傳輸路徑。根據(jù)本發(fā)明，在任何情況下并且不僅在當前使用的傳輸路徑具有降 低的質(zhì)量的情況下，為隨后的幀改變傳輸路徑。本發(fā)明采用了傳輸路 徑的提前有效切換。即，即使可選傳輸路徑可以具有略微降低的傳輸 質(zhì)量，盡管如此它們將用于隨后的幀，以便減少由于突然被阻礙的波 束而引起的分組丟失的可能性。通過使用MAC協(xié)議來實現(xiàn)本發(fā)明。MAC協(xié)議考慮通信系統(tǒng)的非常特別 的應用情形。主要應用情形是在發(fā)射和接收節(jié)點之間的對等連接。MAC 協(xié)議區(qū)分兩種節(jié)點類型，主設備和從設備。在多數(shù)情況下，主設備是 固定設備，而從設備可以是便攜式設備，但在本發(fā)明中在兩種情況下 主設備和從設備都可以是便攜式設備。如圖7a所示，MAC協(xié)議的基本要素是超幀，定義為10msec。主設備 通過每10msec周期性地發(fā)送信標BSF來指示超幀的開始。信標之后是 竟爭接入周期CAP，在CAP期間對主設備來說未知的節(jié)點可以發(fā)送登記 請求。信標可選地經(jīng)由主設備的天線發(fā)送。如果從設備節(jié)點響應信標， 則主設備知道經(jīng)由哪個天線最初可以到達從設備節(jié)點。在竟爭接入周 期CAP之后，跟著的是下行鏈路和上行鏈路通信時隙，其中分別地下 行鏈路表示從主設備到從設備的方向，上行鏈路表示從從設備到主設 備的方向。根據(jù)所要求的傳輸速率，上行鏈路和下行鏈路時隙可以具 有不同的長度，即它們不必對稱。要么主設備要么從設備可以發(fā)起連接。如果從設備是發(fā)起者，則它 使用竟爭接入周期來向主設備發(fā)送連接請求，主設備進而又分配多個 上行和下行時隙給這個從設備。上行時隙將用于從那點向上由從設備傳送到主設備。除了常規(guī)的超幀之外，信標超幀被周期性地發(fā)送，其 中僅發(fā)送信標，但是經(jīng)由主設備的所有不同天線。因此，從設備可以 確定它是否經(jīng)由當前有效路徑之外的其他路徑從主設備接收信標。在具有依賴于窄波束天線數(shù)量的發(fā)射設備1和接收設備10的本發(fā)明 中，在發(fā)射設備1和接收設備IO之間存在幾種可能的通信路徑。例如， 如果發(fā)射設備和接收設備10各配備有三個窄波束天線，那么在設備之 間存在32=9種可能的通信路徑。應當看到，本發(fā)明并不限于許多的兩個或三個窄波束天線而是還可以實施用于發(fā)射設備1和接收設備10的更多的波束天線。此外，本發(fā)明并不限于包括發(fā)射設備1和接收設備10的通信系統(tǒng)，其各具有若干窄波束天線，而是還涉及通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)擁有具有窄波束天線的發(fā)射設備1或者具有窄波束天線的接收設備IO,其中其它設備分別僅具有單個寬波束天線。對于網(wǎng)絡形成，主設備周期地在10msec超幀中經(jīng)由所有天線發(fā)送信 標。如果從設備進入范圍內(nèi)，則在切換到下一天線之前它等待充足的 時間，即每個天線至少10msec。當經(jīng)由當前選擇的天線接收到來自主 設備的信號時，它通過直接MAC控制消息通知主設備。圖7b示出了如在本發(fā)明中發(fā)射和接收的幀的筒化框圖。藉此，幀包 括信標BSF和若干數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)幀可以要么從發(fā)射設備發(fā)射到接收設 備要么反之亦然。超幀還可以包括其他序列，比如竟爭接入周期、訓 練序列、或者其他前序部分。為了清楚起見，在以下的描述中，僅提 到信標和若干數(shù)據(jù)幀。在經(jīng)由一條路徑建立通信之后，發(fā)射設備1和/或接收設備10繼續(xù) 通過所有可用天線切換以便發(fā)現(xiàn)其他可能的傳輸路徑。在常規(guī)的數(shù)據(jù) 傳輸已經(jīng)開始時，可以執(zhí)行這一路徑掃描。圖5示出了建立傳輸路徑 的例子。例如，第一傳輸路徑P。是在發(fā)射設備1的天線2c和接收設備 10的天線llc之間的視線傳輸路徑。發(fā)射設備1然后將繼續(xù)經(jīng)由其他 天線發(fā)出信標以便發(fā)現(xiàn)其他傳輸路徑。在圖5的例子中，在發(fā)射設備l 的天線2a和接收設備10的天線lla之間發(fā)現(xiàn)了其他的傳輸路徑Pi, 其中電磁波由物體22所反射。發(fā)射設備1和接收設備10因此都具有 可能的通信路徑的列表，在這個例子中，為路徑P。和P"這個列表包 括其信道l量高得足以進行數(shù)據(jù)通信的通信路徑，以及必須用于建立 通信鏈路的相應的天線波束ID。如果可能的傳輸路徑改變兩個列表， 即發(fā)射設備1的路徑列表以及接收設備10的路徑列表必須相應地改 變。根據(jù)本發(fā)明的過程通過圖6的流程圖被總地示出。該過程開始于步 驟S0，例如使用如已經(jīng)解釋的已經(jīng)協(xié)商的通信路徑列表。在步驟Sl中， 檢查實際的路徑列表。根據(jù)已經(jīng)在發(fā)射設備1和接收設備IO之間協(xié)商 的發(fā)射/接收方案，在下一步驟S2中，發(fā)射設備經(jīng)由來自路徑列表的第一路徑發(fā)射數(shù)椐幀和/或接收設備經(jīng)由來自實際路徑列表的第一路徑接收數(shù)據(jù)幀。在下一步驟S3中，其中步驟S3可以在步驟S2之前或 者與步驟S2同時，經(jīng)由至少一個路徑發(fā)射和/或接收信標，該路徑在 步驟S2中還沒有用于發(fā)射和/或接收數(shù)椐。在下一步驟S4中，檢查是 否根據(jù)所發(fā)射和/或接收的信標，已經(jīng)檢測到路徑質(zhì)量上的變化。路徑 質(zhì)量上的變化可能是包括在實際路徑列表中的路徑不再足夠好以用作 可能的通信信道，或者路徑質(zhì)量上的變化還可以是先前沒有良好傳輸 特性并且因此沒有用于可能的傳輸信道的路徑，現(xiàn)在具有增加的信道 質(zhì)量并且可以用于可能的傳輸路徑。如果在步驟S4中檢測到路徑質(zhì)量 上的變化，則在步驟S7中更新路徑列表，即具有降低質(zhì)量的路徑列表的路徑被添加到該路徑列表中。在任何情況下，如果路徑列表還沒有 被改變或者如果路徑列表在步驟S7中已經(jīng)更新，在下一步驟S5中， 檢查是否到達發(fā)射和/或接收的結(jié)束。如果沒有更多的數(shù)據(jù)幀應當被發(fā) 射，則通信在步驟S6結(jié)束。否則，如果需要進一步傳輸數(shù)據(jù)幀，那么 下一數(shù)據(jù)幀在步驟S8中經(jīng)由來自路徑列表的另一路徑被發(fā)射和/或接 收，其中該路徑列表要么是原始路徑列表要么是已更新的路徑列表， 并且其中另一路徑與在步驟S2中使用的第一路徑不是相同的路徑。該 過程然后繼續(xù)步驟S3，該過程還可以同時發(fā)生到步驟S8，其中再次通 過其他路徑發(fā)送信標以便檢查信道質(zhì)量。如在傳送數(shù)椐幀期間已經(jīng)解釋的，可使用的路徑列表被不斷更新。 為此，MAC協(xié)議在其超幀中使用信標。超幀開始于信標BSF，接著是一 個或若干個數(shù)據(jù)幀DF或控制幀，所有幀從主設備發(fā)射到從設備。其后， 從設備發(fā)射其數(shù)據(jù)或者控制幀到主設備。對于數(shù)據(jù)和控制幀，主設備 和從設備使用先前協(xié)商的有效波束路徑并且允許通過所選波束路徑傳 輸?shù)南鄳奶炀€。為了傳輸信標，主設備和從設備在每個超幀中使用 不同的天線波束以便測試這個測試波束信道的信道質(zhì)量。通過使用這 一方法，可使用的路徑列表可以-波更新并且同時正常的數(shù)椐通信正在 進行。當發(fā)現(xiàn)其他路徑時，主設備和從設備協(xié)商路徑跳躍方案，例如 數(shù)據(jù)傳輸?shù)难h(huán)調(diào)度。假定有三條路徑可用，每隔兩個幀才通過同一 路徑發(fā)射。如果那些路徑之一由障礙物所阻礙，則在所阻礙的路徑從 有效路徑列表中去除之前幀丟失的可能性為33%。如果在發(fā)射幀的同時路徑被阻礙，才是這樣的情況。4既括而言，如果主設備和從設備可以經(jīng)由n條可能的路徑進行通信，則在發(fā)射幀的同時或者僅僅在發(fā)射幀 之前路徑被阻礙的可能性是1/n。如果例如通過基于所通過的測量的探 索已知路徑的特性，則超幀傳輸?shù)姆植伎梢韵鄳豝f皮適應。如果例如 視線路徑比其他非視線路徑更經(jīng)常被阻礙，則路徑跳躍方案可以利用 視線路徑少于其他路徑，因此如果路徑被阻礙的話甚至更多地降低了 幀丟失的可能性。如已經(jīng)解釋的，本發(fā)明提供了經(jīng)由不同路徑的數(shù)據(jù)傳輸。另外，本 發(fā)明提出實際上不用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠渌窂降馁|(zhì)量的路徑監(jiān)控。除了 循環(huán)調(diào)度算法或者在本發(fā)明中實施的在發(fā)射設備1和接收設備10之間 的所有可用路徑上分發(fā)數(shù)據(jù)幀的任何其他路徑跳躍算法之外，發(fā)射設 備1可以在經(jīng)由一條路徑發(fā)送數(shù)據(jù)幀的同時監(jiān)控其他已知路徑來確定 路徑質(zhì)量。如果發(fā)射設備1基于接收設備的反饋在這些檢查期間確定 路徑受到阻礙，則這個路徑從路徑候選列表中去除。理想地，在這種 情況下不發(fā)生數(shù)據(jù)丟失，因為所阻礙的路徑將不用于下一輪的傳輸。 因此，如果經(jīng)由另一路徑發(fā)射的同時該路徑被阻礙，則在傳輸期間執(zhí)表中去除該路徑。具體地，本發(fā)明提出了兩個實施例，但是不限于所提供的實施例。在圖8a中示出了路徑監(jiān)控方案的第一實施例。藉此，時間軸從左到 右地提供。每條線表示不同的路徑，在本例子中提供了四條路徑。傳 輸從超幀no. l開始。在這個超幀中，信標通過路徑2發(fā)送并且數(shù)據(jù)幀的傳輸經(jīng)由路徑1進行。這意味著路徑1先前已經(jīng)被協(xié)商作為具有最 佳信道質(zhì)量的路徑并且因此數(shù)據(jù)幀傳輸開始于路徑1。在同一超幀中， 信標通過路徑2發(fā)送，因此路徑2的路徑質(zhì)量可以凈支監(jiān)控。如果在超 幀no. 1中的信標通過路徑2由接收設備接收，那么在下一超幀no. 2 中，數(shù)據(jù)幀通過路徑2發(fā)送。同樣地，在超幀no. 2中，信標通過路徑 列表的下一路徑發(fā)送，該下一路徑在當前例子中為路徑3，因此，可以 再次檢查路徑3是否提供良好的信道質(zhì)量或者它是否被阻礙。再次， 如果路徑3提供良好的信道質(zhì)量，那么下一數(shù)據(jù)幀傳輸經(jīng)由路徑3完 成等等。作為可選方案，信標不僅可以通過單個路徑發(fā)送而且可以通過多個路徑發(fā)送以便同時監(jiān)控若干路徑。這個第一實施例的優(yōu)勢在于不需要額外的時間來掃描可用路徑，這 增加了最大數(shù)據(jù)速率。在圖8b中示出了第二實施例。如果數(shù)據(jù)幀經(jīng)由一個路徑傳％并且同 時經(jīng)由信'標掃描可選路徑由于硬件限制是不可能的，則監(jiān)控過程可以 在傳輸隨后的超幀之間執(zhí)行。因此，如圖8b所示，超幀1完全通過路 徑no. l發(fā)送。然后，在超幀no. 1和超幀no. 2之間，使用了間超幀(inter super frame),其中信標通過所有其他路徑被發(fā)送以便監(jiān)控其他路徑 的路徑質(zhì)量。如果在路徑列表上的下一路徑(在本例子中為路徑2)具 有良好的信道質(zhì)量，那么下一超幀2將通過路徑2發(fā)送。在間超幀期間掃描所有已知路徑以便確定路徑狀態(tài)要求接收設備經(jīng) 由同一路徑立即應答。如果該路徑被阻礙，則發(fā)射設備將接收不到回 復并且在下一調(diào)度的數(shù)據(jù)傳輸中放棄該路徑。使用從發(fā)射設備1到接收設備10的所有可用路徑，降低了數(shù)據(jù)丟失 的可能性。在最簡單的情況下，不同幀通過不同路徑的分發(fā)由循環(huán)調(diào) 度算法決定但也可以使用其他算法。對于n條可用路徑，如果與幀傳 輸同時進行路徑監(jiān)控，則循環(huán)調(diào)度將由于該路徑上的障礙物而引起幀 丟失的可能性減少到1/n。
權(quán)利要求
1.用于在無線通信系統(tǒng)中發(fā)射信號的發(fā)射設備(1)，其中所述信號在連續(xù)幀(23a，23b，23c)中發(fā)射，每幀包括信標(BSF)和數(shù)據(jù)幀(DF)，所述發(fā)射設備(1)包括第一組窄波束天線(2a，2b，2c)，每個窄波束天線(2a，2b，2c)具有不同的輻射方向，該輻射方向?qū)趶乃霭l(fā)射設備(1)到接收設備的多個不同傳輸路徑(P0，P1，P2)之一，以及第一控制裝置(5)，其適合于控制所述幀(23a，23b，23c)的傳輸，其中兩個連續(xù)幀(23a，23b，23c)的數(shù)據(jù)幀(DF)分別經(jīng)由不同的窄波束天線(2a，2b，2c)來發(fā)射。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射設備(1 )，其中信標生成器(9 )生 成信標(BSF)用于估計路徑質(zhì)量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)射設備(1 )，其中第一存儲器(6 ) 適合于存儲能夠用作傳輸路徑(P。，P,，PJ的路徑列表。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3的任何一項所述的發(fā)射設備(1)，其中第 一控制裝置(5)根據(jù)路徑質(zhì)量的變化更新存儲在第一存儲器(6)中 的路徑列表。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)射設備(1 ),其中笫一控制裝置(5) 將具有降低的路徑質(zhì)量的路徑從存儲在第一存儲器(6)中的路徑列表 中去除。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5或4所述的發(fā)射設備(1 ),其中第一控制裝置 (5)將具有增加的路徑質(zhì)量的路徑添加到存儲在第一存儲器(6)中的路徑列表中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6的任何一項所述的發(fā)射設備(1 ),其中幀 的信標(BSF)和數(shù)據(jù)幀(DF)經(jīng)由不同的窄波束天線(2a，2b, 2c)發(fā)送。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7的任何一項所迷的發(fā)射設備(1 )，其中至 少一個附加信標(BSF)在兩幀(23a,23b，23c)之間發(fā)送。
9. 用于在無線通信系統(tǒng)中接收信號的接收設備(10),其中所述信 號在連續(xù)幀(23a，23b，23c)中接收，每幀包括信標(BSF )和數(shù)據(jù)幀(DF),所述接收設備UO)包括第二組(11 )窄波束天線(lla，llb, lie),每個窄波束天線 Ula，llb，llc)具有不同的輻射方向，該輻射方向?qū)趶陌l(fā)射設備 到所述接收設備(10)的多個不同傳輸路徑(P。，P!，P2)之一，以及第二控制裝置(14 ),其適合于控制所述幀(23a， 23b， 23c )的接收， 其中兩個連續(xù)幀(23a，23b，23c)的數(shù)據(jù)幀(DF )分別經(jīng)由不同的窄波 束天線(lla， lib, 11c)來接收。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的接收設備(10)，其中路徑估計器(16) 基于所接收的信標(BSF)來估計路徑質(zhì)量。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或IO所述的接收設備(10),其中第二存儲器 (15)適合于存儲能夠用作傳輸路徑(P。，P,,P2)的路徑列表。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9至11的任何一項所述的接收設備(10)，其中 第二控制裝置(14 )根據(jù)路徑質(zhì)量的變化更新存儲在第二存儲器(15 ) 中的路徑列表。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的接收設備(10)，其中第二控制裝置(14) 將具有降低的路徑質(zhì)量的路徑從存儲在第二存儲器(15)中的路徑列表中去除。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的接收設備(10),其中第二控制 裝置(14 )將具有增加的路徑質(zhì)量的路徑添加到存儲在笫二存儲器(l5 ) 中的路徑列表中。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9至14的任何一項所述的接收設備(10),其中 幀的信標(BSF)和幀(DF)經(jīng)由不同的窄波束天線(lla，llb，llc)接收。
16. 根椐權(quán)利要求9至15的任何一項所述的接收設備(10),其中 至少一個附加信標(BSF)在兩幀(23a， 23b， 23c)之間接收。
17. 通信系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至8的任何一項所述的發(fā)射設 備(1 )和根據(jù)權(quán)利要求9至16的任何一項所述的接收設備(10 )。
18. 用于在無線通信系統(tǒng)中發(fā)射信號的方法，其中所述信號在連續(xù) 幀(23a，23b，23c)中發(fā)射，每幀包括信標(BSF)和數(shù)據(jù)幀(DF )，所迷發(fā)射方法包括以下步驟提供第 一組(2 )窄波束天線(2a， 2b， 2c )，每個窄波束天線(2a， 2b， 2c )具有不同的輻射方向，該輻射方向?qū)趶陌l(fā)射設備到接收設備的多 個不同傳輸路徑(P。，P!,PJ之一，以及分別經(jīng)由不同的窄波束天線(2a，2b，2c )來發(fā)射兩個連續(xù)幀 (23a，23b，23c)的數(shù)據(jù)幀(DF)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，所述方法包括步驟生成信標(BSF ) 用于估計路徑質(zhì)量。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的方法，所述方法包括步驟在第 一存儲器(6)中存儲能夠用作傳輸路徑(P。，PhP2)的路徑列表。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18至20的任何一項所述的方法，所述方法包括 步驟根據(jù)路徑質(zhì)量的變化更新存儲在第一存儲器(6)中的路徑列表。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，所述方法包括步驟將具有降低 的路徑質(zhì)量的路徑從存儲在第一存儲器(6)中的路徑列表中去除。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的方法，所述方法包括步驟將具 有增加的路徑質(zhì)量的路徑添加到存儲在第一存儲器(6)中的路徑列表中。
24. 根據(jù)權(quán)利要求18至23的任何一項所述的方法，所述方法包括 步驟經(jīng)由不同的窄波束天線(2a,2b，2c)發(fā)送幀的信標(BSF )和數(shù) 據(jù)幀(DF)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求18至24的任何一項所述的方法，所述方法包括 步驟在兩幀(23a，23b，23c)之間發(fā)送至少一個附加信標(BSF )。
26. 用于在無線通信系統(tǒng)中接收信號的方法，其中所述信號在連續(xù) 幀(23a，23b，23c)中接收，每幀包括信標(BSF )和數(shù)椐幀(DF ), 所述接收方法包括以下步驟提供第二組(11)窄波束天線(lla，llb，llc),每個窄波束天線 (lla， llb， llc)具有不同的輻射方向，該輻射方向?qū)趶陌l(fā)射設備 到接收設備的多個不同傳輸路徑(P。，P:，P2)之一，以及分別經(jīng)由不同的窄波束天線(lla，llb，llc)來接收兩個連續(xù)幀 (23a，23b，23c)的數(shù)據(jù)幀(DF )。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，所述方法包括步驟基于所接收 的信標(BSF)來估計路徑質(zhì)量。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26或27所述的方法，所迷方法包括步驟在第 二存儲器(15)中存儲能夠用作傳輸路徑(P。，P"P2)的路徑列表。
29. 根據(jù)權(quán)利要求26至28的任何一項所迷的方法，所述方法包括 步驟根據(jù)路徑質(zhì)量的變化更新存儲在第二存儲器(15)中的路徑列表。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，所述方法包括步驟將具有降低 的路徑質(zhì)量的路徑從存儲在第二存儲器U5)中的路徑列表中去除。
31. 根據(jù)權(quán)利要求29或30所述的方法，所述方法包括步驟將具 有增加的路徑質(zhì)量的路徑添加到存儲在第二存儲器(15)中的路徑列 表中。
32. 根據(jù)權(quán)利要求26至31的任何一項所述的方法，所述方法包括 步驟經(jīng)由不同的窄波束天線(lla，llb，llc)接收幀的信標(BSF) 和數(shù)據(jù)幀(DF)。
33. 根據(jù)權(quán)利要求26至32的任何一項所述的方法，所述方法包括 步驟在兩幀(23a,23b, 23c)之間接收至少一個附加信標(BSF )。全文摘要
本發(fā)明涉及在無線通信系統(tǒng)中發(fā)射信號的發(fā)射設備，其中信號在連續(xù)幀(23a，23b，23c)中發(fā)射，每幀包括信標(BSF)和數(shù)據(jù)幀(DF)，發(fā)射設備包括第一組窄波束天線(2a，2b，2c)，每個窄波束天線(2a，2b，2c)具有不同的輻射方向，其對應于從發(fā)射設備到接收設備的多個不同傳輸路徑(P₀，P₁，P₂)之一；以及第一控制裝置(5)，適合于控制幀(23a，23b，23c)的發(fā)射，其中兩個連續(xù)幀(23a，23b，23c)的數(shù)據(jù)幀(DF)分別經(jīng)由不同的窄波束天線(2a，2b，2c)來發(fā)射。還涉及在無線通信系統(tǒng)中接收信號的接收設備，還涉及在無線通信系統(tǒng)中發(fā)射信號的方法和接收信號的方法。
文檔編號H04L1/06GK101277537SQ200810090710
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者O·克拉默, V·武利克 申請人:索尼德國有限責任公司