具有波束成形训练的通信装置和方法制造方法及图纸

一种用于与另一通信装置(2)进行基于RF的通信的通信装置(1)，包括被配置为发送和接收RF信号的天线电路(10)和波束成形电路(11)，波束成形电路被配置为执行波束成形并控制天线电路在波束成形训练阶段使用一个或多个所选的定向波束发送和/或接收RF信号。波束成形电路(11)被配置为通过控制天线电路如下来执行波束成形训练：i)使用至少一个第一定向发送波束发送数据，其中另一通信装置(2)被配置为使用第一定向接收波束进行监听，所述数据包括第二发送波束信息，以及ii)随后使用预定的第二定向接收波束来监听来自另一通信装置(2)的响应，该另一通信装置被配置为如果已经接收到在步骤i)中发送的数据，则使用由第二发送波束信息指示的第二定向发送波束来发送响应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有波束成形训练的通信装置和方法
本公开涉及不同的通信装置，诸如移动站和接入点，它们被配置用于彼此进行基于RF的通信。本公开还涉及相应的通信方法。
技术介绍
60GHz频率范围内的通信系统存在较强的自由空间路径损耗，损耗随频率的增加而增加。例如，与工作在5GHz的通信系统相比，60GHz的通信系统具有大约22dB的更高衰减。为了克服增加的路径损耗，60GHz或任何毫米波通信系统采用波束成形，例如发送机和/或接收机具有可操纵的相控阵天线(PAA)的特征，该天线可以朝向另一通信装置形成定向波束。通常这样的波束具有高方向性并且在空间上非常窄。主方向的方向性随着每个PAA的天线元件数量的增加而增强。相反，半功率波束宽度(HPBW)定义了图案的空间宽度随着天线数量的增加而减小。因此，每个PAA的天线越多，方向性越强，并且HPBW越小。为了利用PAA的方向性进行通信，通常波束对准对于毫米波通信系统和RF通信系统、方法和设备是关键的而且至关重要。在这样的通信系统中，需要在关联阶段中产生更高的天线增益，从而增加AP覆盖范围并实现远程关联和数据传输。此外，期望在关联阶段期间降低STA(第一通信设备)之间的冲突概率。在此所提供的“背景”说明是用于一般性地呈现本公开的背景之目的。在此背景段落，以及在申请时可能不被认定为现有技术的各方面说明中所记载范围内的目前所指名专利技术人的著述，并未被明确地或暗示地认可作为相对本专利技术的现有技术。
技术实现思路
目的是提供通信装置和相应的通信方法，以产生更高的天线增益，实现远程关联和数据传输，和/或降低在关联阶段中的冲突概率。根据一个方面，提供了一种(第一)通信装置，包括-天线电路，其被配置为发送和接收RF信号，以及-波束成形电路，其被配置为执行波束成形并控制天线电路在波束成形训练阶段使用一个或多个所选定向波束来发送和/或接收RF信号，其中波束成形电路被配置为通过控制天线电路如下来执行波束成形训练：i)使用至少一个第一定向发送波束发送数据，其中另一通信装置被配置为使用第一定向接收波束进行监听，数据包括第二发送波束信息，以及ii)随后使用预定的第二定向接收波束来监听来自所述另一通信装置的响应，另一通信装置被配置为如果已经接收到在步骤i)中发送的数据，则使用由所述第二发送波束信息指示的第二定向发送波束来发送响应。根据另一方面，提供了一种(第二)通信装置，包括-天线电路，其被配置为发送和接收RF信号，-波束成形电路，其被配置为执行波束成形并控制天线电路在波束成形训练阶段使用一个或多个所选定向波束来发送和/或接收RF信号，其中波束成形电路被配置为通过控制天线电路如下来执行波束成形训练：i)使用第一定向接收波束来监听由另一通信装置使用至少一个第一定向发送波束发送的数据，所述数据包括第二发送波束信息，以及ii)如果已经接收到在步骤i)中发送的数据，则随后使用由第二发送波束信息指示的第二定向发送波束发送响应，其中另一通信装置被配置为使用预定的第二定向接收波束进行监听。根据对应于通信方法的又一方面，提供了一种计算机程序以及在其中存储计算机程序产品的非暂时性计算机可读记录介质，计算机程序包括程序装置，当计算机程序在计算机上执行时，使计算机执行本文公开的方法的步骤，计算机程序产品在由处理器执行时，使本文公开的方法被执行。实施例在从属权利要求中定义。应当理解，所公开的方法、所公开的计算机程序和所公开的计算机可读记录介质与所要求保护的装置具有相似和/或相同的其它实施例，并且与从属权利要求中所限定的和/或本文所公开的具有相似和/或相同的其它实施例。本公开的一个方面是提供关联波束成形训练，其在至少第二通信装置(AP)上，优选地在两个通信装置(AP和STA)上应用定向波束。这在关联阶段期间产生链路预算的增加，其可被利用来扩展关联范围，即，远程关联波束成形训练。因此，远离第二通信装置的第一通信装置可以发现并加入该第二通信装置的基本服务集(BSS)。此外，如果可以假设互易性，则提出在关联波束成形训练期间修改信道接入。这通过利用第一通信装置固有的空间波束间隔来降低第一通信装置之间的冲突概率。在下文中，使用WLAN系统的术语，即，存在作为第一通信装置的示例的站(STA)和作为第二通信装置的示例的单个中央网络接入点(AP)或个人基本服务集控制点(PCP)(在本文中通常称为AP；WLAN术语有时使用缩写PCP/AP)，其中第一和第二通信装置也可以被称为发送机和接收机。这两种通信装置都旨在在60GHZ(毫米波)频带内无线交换数据。然而，本专利技术可应用于采用波束成形的任何其它RF通信系统，例如毫米波LTE。以上段落是作为一般性介绍而提供的，并且不旨在限制所附权利要求的范围。通过参考结合附图的下面的详细描述，将最佳地理解所描述的实施例以及其它优点。附图说明因为通过参考结合附图考虑时的以下详细描述，本公开变得更好理解，所以将容易获得对本公开的更完整的理解及其许多附带优点，其中：图1示出了包括第一通信装置和第二通信装置的通信系统的示意图；图2示出了IEEE802.11ad中描述的传输间隔的图；图3示出了常规关联波束成形训练的图；图4示出了信标传输间隔的图；图5示出了与单个STA进行的关联波束成形训练的第一实施例的图；图6示出了与两个STA进行的关联波束成形训练的第二实施例的图；图7示出了与采用互易性的两个STA进行的关联波束成形训练的第三实施例的图；图8示出了信标间隔控制字段的图；图9示出了信标帧主体结构的图；图10示出了简单关联波束成形控制字段的图；以及图11示出了高级关联波束成形控制字段的图。具体实施方式现在参考附图，其中在多个视图中相同的附图标记表示相同的或对应的部分。图1示出了包括第一通信装置1、3(站STA1、STA2)和第二通信装置2(接入点AP)的通信系统的示意图。第一通信装置1、3中的每一个包括被配置为发送和接收RF信号的天线电路(有时也称为天线单元)10、30，和波束成形电路(有时也称为波束成形单元)11、31，波束成形电路11、31被配置为执行波束成形并控制其天线电路10、30。类似地，第二通信装置2包括被配置为发送和接收RF信号的天线电路20和波束成形电路21，波束成形电路21被配置为执行波束成形并控制其天线电路20。下面将说明其运作的更多细节。60GHz频率范围内的通信系统经受强自由空间路径损耗afs，该损耗随着频率的增加而增加：afs[dB]＝-147.55dB+20log10f+20log10d上面的公式给出了作为频率f和链路距离d的函数以dB为单位的自由空间路径损耗。显然，与工作在5GHz的通信系统相比，60GHz的通信系统具有大约22dB的较高衰减。为了克服增加的路径损耗，60GHz或任何毫米波通信系统采用波束成形，例如发送机和/或接收机具有天线电路的特征，例如可操纵的相控阵天线(PAA)，其可以形成朝向另一通信装置的定向波束。这样的波束通常具有高方向性并且在空间上非常窄。主方向的方向性随着每个PAA的天线元件数量的增加而增强。相反，半功率波束宽度(HPBW)定义了图案的空间宽度随着天线数量的增加而减小。因此，每个PAA的天线越多，方向性越强，并且HPBW越小。为了利用PAA的方向性进行通信，波束对准对毫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通信装置(1)，用于与另一通信装置(2)进行基于RF的通信，所述通信装置(1)包括：‑天线电路(10)，被配置为发送和接收RF信号，以及‑波束成形电路(11)，被配置为执行波束成形并且控制所述天线电路在波束成形训练阶段中使用一个或多个选出的定向波束来发送和/或接收RF信号，其中所述波束成形电路(11)被配置为通过控制所述天线电路如下来执行波束成形训练：i)使用至少一个第一定向发送波束发送数据，其中所述另一通信装置(2)被配置为使用第一定向接收波束进行监听，所述数据包括第二发送波束信息，以及ii)随后使用预定的第二定向接收波束来监听来自所述另一通信装置(2)的响应，所述另一通信装置被配置为如果已经接收到在步骤i)中发送的所述数据，则使用由所述第二发送波束信息指示的第二定向发送波束来发送响应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.27 EP 16195985.31.一种通信装置(1)，用于与另一通信装置(2)进行基于RF的通信，所述通信装置(1)包括：-天线电路(10)，被配置为发送和接收RF信号，以及-波束成形电路(11)，被配置为执行波束成形并且控制所述天线电路在波束成形训练阶段中使用一个或多个选出的定向波束来发送和/或接收RF信号，其中所述波束成形电路(11)被配置为通过控制所述天线电路如下来执行波束成形训练：i)使用至少一个第一定向发送波束发送数据，其中所述另一通信装置(2)被配置为使用第一定向接收波束进行监听，所述数据包括第二发送波束信息，以及ii)随后使用预定的第二定向接收波束来监听来自所述另一通信装置(2)的响应，所述另一通信装置被配置为如果已经接收到在步骤i)中发送的所述数据，则使用由所述第二发送波束信息指示的第二定向发送波束来发送响应。2.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述波束成形电路(11)被配置为控制所述天线电路以多个不同的第一定向发送波束相继发送步骤i)中的所述数据。3.根据权利要求2所述的通信装置，其中，所述波束成形电路(11)被配置为控制所述天线电路发送预定数量的由所述另一通信装置在先前训练阶段或信标传输阶段用信号通知的第一定向波束。4.根据权利要求2所述的通信装置，其中，所述波束成形电路(11)被配置为从在步骤ii)中接收的所述响应中获得第一发送波束信息，所述第一发送波束信息指示已被所述另一通信装置(2)接收的所述数据在由所述通信装置(1)发送时用过的所述第一定向发送波束中的至少一个。5.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述波束成形电路(11)被配置为控制所述天线电路利用单个第一定向发送波束发送步骤i)中的所述数据。6.根据权利要求5所述的通信装置，其中，所述波束成形电路(11)被配置为控制所述天线电路在步骤i)的后续迭代中以相同或不同的单个第一定向发送波束发送步骤i)中的所述数据。7.根据权利要求5所述的通信装置，其中，所述波束成形电路(11)被配置为控制所述天线电路使用与所述第一定向发送波束和第二定向接收波束相同的波束。8.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述波束成形电路(11)被配置为如果响应包括所述通信装置(1)的第一标识符，则确定在步骤ii)中已接收到所述响应，和/或如果在步骤ii)中没有接收到响应，则重复步骤i)和ii)。9.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述波束成形电路(11)被配置为控制所述天线电路在所述波束成形训练阶段之前的信标传输阶段中执行以下步骤：a)在所述另一通信装置(2)后续使用不同的第三定向发送波束发送所述另一通信装置(2)的第二标识符的同时使用第三接收波束进行监听，以及b)一旦接收到所述第二标识符，将用于发送所述第二标识符的所述第三定向发送波束设定为由所述第二发送波束信息指示的第二定向发送波束。10.根据权利要求9所述的通信装置，其中，所述波束成形电路(11)被配置为控制所述天线电路：-在步骤a)中通过相继使用不同的第三定向接收波束来监听，而在每一个继续中，所述另一通信装置(2)后续使用不同的第三定向发送波束，以及-在步骤b)中，通过将接收到所述第二标识符时所利用的所述第三定向接收波束设定为第二定向接收波束。11.一种用于与另一通信装置(2)进行基于RF的通信的通信方法，所述通信方法控制天线电路在波束成形训练阶段通过以下方式来使用一个或多个选出的定向波束发送和/或接收RF信号：i)使用至少一个第一定向发送...

【专利技术属性】
技术研发人员：达纳·乔基纳，托马斯·翰特，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP