用于无线通信的方法和设备技术

公开了适于彼此无线通信的第一设备80、90和第二设备100、110以及其中执行的方法。基于要在从第一设备到第二设备的第一传输块的传送中应用的波束成形的程度来确定54保护间隔长度。具有所确定的保护间隔长度的保护间隔将会被应用56在传送给第二设备的第一传输块与第一传输块之后的第二传输块之间。可增加传输效率并且可降低开销。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于无线通信的方法和设备
本公开涉及无线通信。更具体地，其涉及适于彼此无线通信的第一设备和第二设备，且涉及第一设备和第二设备中执行的方法。
技术介绍
波束成形是指用于控制无线电信号的辐射模式的一组技术。波束成形的一种方法是通过调整从每个单独的天线元件辐射的信号分量的传输权重来控制具有多个天线元件的天线的总天线模式。通过选择传输权重，被传输的能量可以被引导到接收所传输能量的接收机的位置。图1示出了通过选择相控阵天线的权重来利用波束成形可实现的示意性天线图。示意性天线图显示了强的可调主瓣和几个较弱的旁瓣。强的主瓣实现天线的高天线增益。一般来说，波束成形是能够增强无线网络中的容量和能量效率的技术。通过执行波束成形操作，天线增益可以增大，导致正在接收的信号的强度增加；实际上，较高的天线方向性可能导致被传输的能量的较大部分被传递给接收机。同时，干扰在较小的区域中扩散，对系统中其他用户而言通常导致干扰级别降低。增加的信号与干扰噪声比(SINR)可能会导致更高的比特率和更高的空中接口容量。面向分组的系统中较高的SINR可导致较短的分组传输时间，这有助于减少系统中的能量消耗，因为发射机和接收机可能在相对较大比率的时间期间进入空闲模式。用相控阵天线进行波束成形对于毫米波无线电(即用于发送和接收毫米波长的波的无线电设备)是有用的。这些相对较短的波长减小了单个天线元件的尺寸，这使得构建具有合理尺寸的多个元件的高增益天线阵列成为可能。相反，如果在毫米波长处使用全向天线或具有低方向性的天线，则所得到的天线孔径很小，这导致相对较低的增益和通过空中接口到接收机的较低功率传递。这在较高频率处表现为增加的路径损耗；实际上，测量到的路径损耗通常指的是各向同性辐射体与各向同性接收天线元件之间的信号衰减。在点对点通信中，较高的路径损耗可以通过增加天线孔径来补偿，无论是作为固定反射收集器、固定天线阵列还是相控天线阵列。使用相控天线阵列的波束成形还可以快速调整波束方向。相控阵天线可用于无线电定位或无线电导航(雷达)和无线电通信(如卫星通信)中，并且在某些点对多点固定链路和移动通信中也具有潜在的应用。在S.Wyne等人的“BeamformingEffectsonMeasuredmm-WaveChannelCharacteristics”(IEEETrans.WirelessCommunications，Vol.10，No.11，Nov.2011)中注意到波束成形的一个效果是显著降低了在60千兆赫(GHz)处的无线通信信道上接收到的传输的可观察延迟扩展。图2示意性地示出了当使用全向天线时的多径无线电传播环境和相应的功率延迟分布。多径传播环境包括视距(LOS)路径以及非视距(NLOS)路径。功率延迟分布相应地包括视距(LOS)分量，且还包括对延迟扩展的增加做出贡献的强的非视距分量(NLOS)分量。图3示意性地呈现了与图2中相同的多径无线电传播环境，但是具有用于发送和接收的定向天线。图3还呈现了使用定向天线时的功率延迟分布。可以看出，与图2中呈现的非视距(NLOS)分量的贡献相比，NLOS分量的贡献降低了，因为图3中的NLOS分量是用较弱的旁瓣发送和/或接收的。功率延迟分布中的随后接收到的部分因此较弱，并且与图2中相比，图3中的均方根(RMS)延迟扩展被缩短了。利用波束成形，所传输的功率通量密度可以限制在小的立体角，与将相同的能量扩散在天线周围的整个球上相比，有效地提高了天线的增益。诸如本征波束成形之类的其他波束成形方法旨在以使接收天线所收集的功率通量密度最大化的方式来集中所传输的能量。这种特征波束成形不一定是方向性的，但是用于天线加权的典型解决方案将会倾向于青睐具有小传播延迟和低散射的信号路径。在这方面，发射天线阵列、接收天线或接收天线阵列和传播环境形成可被自适应地设计以提高通信性能的等效信道。通常可以说波束成形可以减少主导分量(包括视距分量和非视距分量)的数量，并且因此可以降低延迟扩展。波束成形的目的是改善沿主导信号方向的传输能量部分，从而提高能在接收天线的孔径内捕获的能量的量。在当今的传输系统中，通常通过在传输块之间插入保护间隔来划分传输块。图4是被划分成传输块的发送信号的示意表示，其中在块之间插入了保护间隔。当传输块被视为复合符号时，可以看出一个传输块的脉冲响应的尾部可能干扰连续的传输块。这种块间干扰类似于在部分响应通信信道中观察到的码间干扰，即通信信道扩宽了符号并使符号干扰到后续符号。可以插入保护间隔以避免当在色散介质(例如，无线通信信道)上发送时来自传输块的功率泄漏到下一个连续传输块中。如果保护间隔长到足以捕获正在使用的无线电信道的脉冲响应的尾部，则来自第一传输块的所有瞬态在该保护间隔内衰减并且通常不会干扰连续的第二传输块同时，因为由于使用更长的保护间隔会花费更多时间来发送数据，保护间隔会产生开销，因此保护间隔不应长过必要的长度。存在不同类型的保护间隔。在第一种情况下，在保护间隔内不发送信号。在另一种情况下，在保护间隔中发送后续传输块的最后部分。该部分也称为循环前缀，其是允许对传输的无线电信道线性滤波器操作等同于所发送的符号与无线电信道响应的循环卷积的技术。在又一种情况下，保护间隔可以用于发送已知信号，例如以导频符号的形式。如果该已知信号出现在传输块之前和之后，那么第一副本可以被视为传输块的循环前缀，而第二副本可被视为已知序列的循环前缀。在无线通信系统中，一些消息或传输块旨在针对单个设备。实际上大多数数据信息都属于这种类型。如果设备位置对于基站是已知的，则可以朝着设备对传输定向地进行波束成形，实现波束成形的优点，例如所传输的能量被引导到用户的设备以及减少对其他用户的设备的干扰。可以实现的其他波束成形方法具有改善设备处的信号与干扰噪声比(SINR)的相同目标，并且可以使用天线自适应来沿着一条以上路径向一个或多个设备传递能量，该能量被用于将一个或多个流携带给多个设备。这些路径中的每一条通常都被理解为环境中孤立的散射体簇的结果，其使得能够进行多径分集传输。这种系统中的每个设备将会看到针对每个发射流的等效多输入多输出(MIMO)信道，与不使用天线适配时相比，发射流受到明显降低的干扰。如果无线通信系统被设计为能够进行波束成形，则可以使用波束成形来发送用户特定的数据。本文使用的设备可以包括用户的设备，例如用户设备。设备可以附加地或备选地包括机器型通信(MTC)中的传感器和致动器。一些消息旨在针对许多设备，例如公共控制信令消息。当设备位置未知时(例如在初始接入时)，或者当公共控制消息旨在针对多个设备时(这将使得针对每个设备的波束成形不切实际)，通常不使用波束成形。因此，以降低的方向性来发送通用控制消息具有一些益处，或者是不使用波束成形，或者是与在发送用户特定数据时使用的波束成形增益相比至少使用低得多的波束成形增益。许多基于正交频分复用(OFDM)的流行通信标准确实允许保护间隔的变化。长期演进(LTE)和全球微波接入互操作性(WiMAX)是无线标准的例子，其允许循环前缀有一个以上的长度选项。例如，LTE网络可以配置为具有5微秒长的循环前缀(CP)或具有大约17微秒长的扩展CP。例如，在蜂窝无线通信系统的部署中，可以在多个小区上逐小区地配置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在与第二设备(100；110)无线通信的第一设备(80；90)中执行的方法，所述方法包括：‑获得(52)要在到第二设备的第一传输块的传送中应用的波束成形的程度；‑基于所获得的波束成形的程度来确定(54)保护间隔长度；以及在传送给所述第二设备的所述第一传输块与所述第一传输块之后的第二传输块之间应用(56)具有所确定的保护间隔长度的保护间隔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在与第二设备(100；110)无线通信的第一设备(80；90)中执行的方法，所述方法包括：-获得(52)要在到第二设备的第一传输块的传送中应用的波束成形的程度；-基于所获得的波束成形的程度来确定(54)保护间隔长度；以及在传送给所述第二设备的所述第一传输块与所述第一传输块之后的第二传输块之间应用(56)具有所确定的保护间隔长度的保护间隔。2.根据权利要求1所述的方法，其中，获得(52)波束成形的程度包括：确定所述第一设备在向所述第二设备发送所述第一传输块时要应用的第一波束成形程度。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，获得(52)波束成形的程度包括：从所述第二设备接收第二波束成形程度，所述第二波束成形程度将由所述第二设备在接收来自所述第一没备的所述第一传输块时应用。4.根据从属于权利要求2时权利要求3的方法，其中，获得(52)波束成形的程度包括：基于所确定的第一波束成形程度和接收到的第二波束成形程度来确定波束成形的程度。5.根据权利要求4所述的方法，其中，确定波束成形的程度包括：通过将与所确定的第一波束成形程度有关的第一波束成形增益和与接收到的第二波束成形程度有关的第二波束成形增益相乘来确定波束成形增益。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，还包括：将所确定的保护间隔长度或所获得的波束成形的程度传送给所述第二设备。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，确定(54)保护间隔长度包括：应用波束成形的程度与保护间隔长度之间的关系，使得所获得的波束成形的程度越高，所确定的保护间隔长度越短。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，确定(54)保护间隔长度包括：在映射表中将波束成形的程度映射到保护间隔长度。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，确定(54)保护间隔长度包括：当获得的波束成形的程度低于阈值时确定第一保护间隔长度，而当波束成形的程度等于或高于所述阈值时确定比所述第一保护间隔长度短的保护间隔长度。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，保护间隔包括以下中的至少一项：多个零符号、循环前缀和所述第二设备已知的符号序列。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，所述第一设备与第三设备无线通信，且获得(52)波束成形的程度还包括确定要在到所述第三设备的第三传输块的传送中应用的第三波束成形程度，所述第三传输块的传送与所述第一传输块的传送同时发生，且确定(54)保护间隔长度包括基于所获得的要在所述第一传输块的传送中应用的波束成形的程度与所确定的要在所述第三传输块的传送中应用的第三波束成形程度中的较低者来确定保护间隔长度。12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一传输块和所述第三传输块的同时传送包括：同步所述第一传输块和所述第三传输块的传送。13.根据权利要求12所述的方法，其中，同步所述第一传输块和所述第三传输块的传送包括：将所述第一传输块和所述第三传输块作为在一时间段中发送的多个传输块中的初始传输块分别传送给所述第二设备和所述第三设备，在所述时间段内发送的传输块的数量取决于传输块之间需要什么样的保护间隔长度。14.一种适于与第二设备(100；110)无线通信的第一设备(80；90)，所述第一设备(80；90)被配置为：-获得要在到第二设备(100；110)的第一传输块的传送中应用的波束成形的程度；-基于所获得的波束成形的程度来确定保护间隔长度；以及在传送给所述第二设备(100；110)的所述第一传输块与所述第一传输块之后的第二传输块之间应用具有所确定的保护间隔长度的保护间隔。15.根据权利要求14所述的第一设备(80；90)，其中，所述第一设备(80；90)被配置为获得波束成形的程度包括：所述第一设备(80；90)被配置为确定所述第一设备(80；90)在向所述第二设备(100；110)发送所述第一传输块时要应用的第一波束成形程度。16.根据权利要求14或15所述的第一设备(80；90)，其中，所述第一设备(80；90)被配置为获得波束成形的程度包括：所述第一设备(80；90)被配置为从所述第二设备(100；110)接收第二波束成形程度，所述第二波束成形程度将由所述第二设备(100；110)在接收来自所述第一设备(80；90)的所述第一传输块时应用。17.根据从属于权利要求15时权利要求16所述的第一设备(80；90)，其中，所述第一设备(80；90)被配置为获得波束成形的程度包括：所述第一设备(80；90)被配置为基于所确定的第一波束成形程度和接收到的第二波束成形程度来确定波束成形的程度。18.根据权利要求17所述的第一设备(80；90)，其中，所述第一设备(80；90)被配置为获得波束成形的程度包括：所述第一设备(80；90)被配置为通过将与所确定的第一波束成形程度有关的第一波束成形增益和与接收到的第二波束成形程度有关的第二波束成形增益相乘来确定波...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·巴尔德麦尔，库马尔·巴拉康德兰，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE