用于聚焦数据通信的方法和设备技术

公开了用于聚焦通信的方法和设备。该方法包括在同一频率与至少一个客户端设备通信的基站发射机阵列。该基站发射机阵列提供聚焦数据通信给所述客户端设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于聚焦数据通信的方法和设备相关申请的交叉引用本申请要求2013年2月22日提交的美国临时专利申请No.61/768,004的权益，其内容通过引用的方式结合于此。
本申请一般涉及数据通信。
技术介绍
随着世界越来越依赖从移动设备接入数据，向请求数据服务的客户端提供数据服务的需求日益增加。蜂窝系统、全球定位系统(GPS)和无线通信系统(例如IEEE802系统)面临关于例如带宽、范围和容量的限制。对此的一些解决方案是添加基础设施和/或使用指向范围技术。但是这些方法会是昂贵且低效的。因此，期待用于聚焦(focus)数据通信的方法和设备。
技术实现思路
公开了用于聚焦通信的方法和设备。该方法包括与至少一个客户端设备通信的基站发射机阵列(basetransmitterarray)。所述基站发射机阵列向所述客户端设备提供聚焦数据通信。在进一步回顾以下说明书和附图后本专利技术的这些和其他特征将变得更清楚。附图说明图1是包括客户端设备和基站发射机阵列的聚焦数据通信系统的示例系统图；图2是包括多个客户端设备的聚焦数据通信系统的另一示例系统图；图3是包括移动客户端设备的聚焦数据通信系统的另一示例系统图；图4是提供聚焦数据通信的示例方法的流程图；图5是根据实施方式的天线元件处理器的示例功能框图；图6是根据实施方式的阵列控制器的示例功能框图；图7是根据实施方式的客户端设备的示例功能框图；图8A-8F是在检测新客户端设备期间聚焦数据通信基站发射机阵列的示例系统图；图9示出了聚焦数据通信系统的示例阵列覆盖；以及图10A-10C是聚焦通信系统的方向和位置实施方式的示例图。相似的附图标记表示附图中一致的相应特征。具体实施方式图1是包括客户端设备110和基站发射机阵列120的聚焦数据通信系统100的示例系统图。基站发射机阵列120包括多个天线121。应当注意到，虽然在示例基站发射机阵列120中示出了19根天线121，但是可以使用任意数量的天线。客户端110(表示为C1)与基站发射机阵列120的天线121进行无线通信。每个天线121在不同的时间偏移从客户端设备110接收通信并以与从客户端设备110接收的传输时间偏移相反的顺序使用该时间偏移向客户端设备110传送数据，由此当来自每个天线121的数据传输信号在客户端设备110被求和时，清楚的信号被接收。例如，每个天线121的路径长度可以是p(n)。然后该路径的时间可以通过等式给出：t(n)＝p(n)/c，等式(1)其中c＝光速。为了使来自每个天线元件121的数据传输信号同时到达客户端设备110，每个通信元件121在以下时间开始其传输：时间＝max(t(n))-t(n)，等式(2)图2是包括多个客户端设备110的聚焦数据通信系统200的另一示例系统图。在系统200中，每个客户端设备110(表示为C1、C2、和C3)与基站发射机120的每个天线元件121进行无线通信。在该情况中，在基站发射机120与每个客户端设备110之间产生多个通信链路。由于到客户端C1、C2和C3的每个信号是分开的，因此客户端设备110可以共享相同的频率或信道，由此使得每个频带或通信信道的利用增加。此外，每个客户端设备110的信号应当低于计划到另一客户端设备110的信号的噪声水平或比该噪声水平低得多。例如，没有计划到C1的信号相互抵消，导致在客户端设备C1处的计划到C1的信号的清楚传输。为了在相同的频率上传送同时的信号到多个客户端110，每个天线元件121使用从每个客户端110接收的相对于基站发射机阵列120中的每个其他天线元件121的时间偏移。因此，每个天线元件121然后对已编码的信号求和并向该客户端110传送所有客户端110信号的并列总和，导致该预期的客户端110可以清楚接收并解码的空间分开隔离的数据通信信号。例如，在预期的聚焦位置，信号(每个信号具有强度“s”)线性相加，导致客户端设备110的天线线性增加，由此总的信号是s的N倍。但是，在未预期的聚焦位置，信号在偶然的时候被接收且没有粘结(cohesive)相位，导致信号的强度是(s0+s1+s2+s3+s4+s5+s6+…+sN)/N，这比预期的聚焦信号弱得多。此外，由于相同或单个频率可以被共享并被用于从基站发射机阵列120向多个客户端110传送数据，因此可能扩展数据通信系统(例如100、200和300)的容量。例如，通过使用多个频率，其中客户端设备110群组共享第一频率，客户端设备110群组共享第二频率等，基站发射机阵列120可以提供服务给更多地客户端设备110。图3是包括被表示为C2的移动客户端设备110的聚焦数据通信系统300的另一示例系统图。在该情况中，客户端设备C2沿着箭头方向从第一位置(POS1)移动到第二位置(POS2)，同时保持与基站发射机阵列120的天线元件121的每个的无线通信。在每个信号接收期间每个天线元件121被重新校准以考虑从客户端设备C2接收的时间偏移的变化。图4是提供聚焦数据通信的示例方法400的流程图。处于示例的目的，方法400可以被应用到上述系统100、200和300的任意以及任意其他数据通信系统。在步骤410中，基站发射机阵列120从至少一个客户端设备110接收已编码信号。例如，在图1中示出的系统中，基站发射机阵列120从客户端设备C1接收通信信号。在图2中，基站发射机阵列120从客户端设备C1、C2、和C3接收多个通信信号。在图3中，基站发射机阵列120被示出为从客户端设备C2接收通信信号。基站发射机阵列120的每个天线元件121使用不同于每个其他天线元件121的时间偏移从至少一个客户端设备110接收数据通信。例如，再参考图1，天线元件1211使用不同于天线元件121n的时间偏移从客户端设备C1接收该数据通信。因此，基站发射机120的每个天线元件121确定相对于每个其他天线元件121的来自至少一个客户端设备110的输入时间偏移(步骤420)。可以通过对天线元件121的天线的总数求和来执行偏移确定。以这种方式，每个天线元件121将其自己与一致量(consensus)进行比较，且当该天线偏移该一致量时，其开始使用新偏移回到该一致量，该天线通过相对该一致量测试其输出来发现该新偏移，或通过相对没有修改的一致量测试其修改的时间偏移一致量并选择是保持该修改还是保持原来的一致量来发现该新偏移。这可以通过客户端设备110是否在运转中(inmotion)的天线元件121来执行。一旦计算了该时间偏移，基站发射机120的每个天线元件121基于每个客户端设备110的时间偏移而被调谐(步骤430)。例如，每个天线元件121可以以从客户端设备110接收的时间偏移的相反顺序对到客户端设备110的其传输信号进行时间偏移。在步骤440中，基站发射机120的每个天线元件121基于在该天线元件处确定的时间偏移向至少一个客户端设备110传送数据。由于客户端设备110可以在运转中，确定至少一个客户端设备110是否已经移动(步骤450)。例如，在图3中，客户端C2被示出的正从POS1移动到POS2。在该情况中，每个天线元件121被重新校准并重新调谐(步骤460)以考虑该客户端设备110的移动。这可以通过比较每个天线元件的时移信号与综合(consolidate)信号，由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统中聚焦数据通信的方法，该系统包括基站发射机阵列和与所述基站发射机阵列通信的至少一个客户端设备，该方法包括：所述基站发射机阵列从所述至少一个客户端设备接收编码的信号；所述基站发射机阵列确定针对来自至少一个客户端设备的所述数据信号的输入时间偏移；以及所述基站发射机阵列基于所确定的输入时间偏移调谐天线元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.22 US 61/768,0041.一种用于向一个或多个客户端设备传送数据的方法，该方法包括：提供基站发射机阵列中的多个收发信机和天线元件；在该阵列中建立已知调谐方向，每个调谐方向对应于所述天线元件的特定子集；从所述客户端设备中的一个客户端设备接收编码的数据；跟踪穿过所述天线元件的所述数据的输入时间偏移；基于所接收的编码的数据为所述客户端设备中的一个客户端设备确定在所述阵列中的最佳已知调谐方向；重新调谐其他已知调谐方向中的天线元件直到所述其他已知调谐方向中的天线元件最佳地接收所述编码...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·I·泽内，
申请(专利权)人：欧希亚有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US