用于使用模拟波束控制来传送信号的方法、发射站、接收站和前同步码结构技术

本发明专利技术涉及用于将信号从第二站传送到第一站的方法，这些站具有天线阵列。对于在类似于６０ＧＨｚ的波段中的通信，执行模拟波束控制是可取的。但是，需要在单个消息中计算所有的波束形成加权。于是，本发明专利技术提议：对于每一个信号，在前同步码中，包含多个训练符号，其中在每一个训练符号重复期间，接收站调整多个天线的至少一个天线参数，并且测量组合信号，以便计算将被应用于天线阵列上模拟波束形成的天线加权组，从而接收和／或发射数据字段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于使用模拟波束形成来传送信号的方法、执行这种方法的发射站和 接收站以及在这种方法中使用的特定的前同步码(preamble)结构。本专利技术涉及利用任何传输方案例如OFDM或类似方案的无线通信，并且本专利技术对 于(例如，60GHz波段中)毫米波无线通信是尤其令人感兴趣的。
技术介绍
对于某些应用，如同例如基于60GHz波段中的毫米波无线通信，在大于数米的距 离上，需要高增益天线，以克服链路预算限制。这样的高增益天线可以利用包含多个天线或天线单元的天线阵列来获得，其中能 够电子地对辐射束执行控制(steer)。这些天线之中每一个天线上的信号借助于放大器/ 衰减器以及移相器或延迟线来修改。为了动态波束形成，放大器的增益和移相器的相位可 以进行控制和调整。这能够利用称为加权(weight)的复数来模拟，其中所述加权的模数 (或绝对值)代表应用于专用于所考虑天线的放大器的增益，并且其自变量代表应用于移 相器的相移。波束形成允许修改天线阵列的敏感图案，以使之更加定向，即，沿着设想该信 号所处的特定方向增加灵敏度，和/或沿着例如具有干扰的不同方向减少灵敏度。对于需要高天线增益的某些应用，人们可以采用包含许多单元的天线。但是，在 用于基带处理器的功耗和处理需求方面，对于每单个天线信号具有高速模数转换器是禁止 的。因此，更可取的是使用模拟波束形成，即，其中天线信号在模拟域中被修改(被相移和 被幅度相乘)、被添加并且随后仅仅利用单个模数转换器被数字化的接收站结构。在一些 应用中，接收站包括多个模数转换器，每一个模数转换器对于多个天线单元(有可能，少量 的M个模数转换器，其中M< N=天线单元的数量)是共用的。类似地，在发射站中，单个 数字信号(或一些数字信号)被转换成模拟信号并被分开在多个天线单元上。每一个单元 上的模拟信号能够单独地进行修改，正如在接收机中一样。但是，由于接收站具有比天线单元(N)更少的A/D转换器(M)，所以它只能同时执 行M个信道测量，而完整的信道测量将需要N次测量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提议一种用于从发射站到接收站的通信的方法，允许使用单个前 同步码来训练许多天线单元。本专利技术的另一个目的是提议一种用于快速配置模拟波束形成的方法。为此，本专利技术提议一种用于将信号从第二站传送到第一站的方法，所述第一站具 有包含多个天线的天线阵列，所述方法包括以下步骤(a)在每一个天线上接收具有配置字段和数据字段的相应模拟信号，所述配置字4段包括重复多次的训练符号，(b)将至少两个模拟信号组合成组合信号，其中在每一个训练符号重复期间，调整 多个天线的至少一个天线参数，并且测量该组合信号，以及计算将要应用于天线阵列上的模拟波束形成的天线加权组，以接收数据字段。结果，借助于单个前同步码，在这里是第一站的接收站可以在接收不同的训练符 号的时候通过切换其波束形成加权来执行更多的信道测量，并由此确定最佳的波束形成加 权。根据训练符号的数量，它甚至能够测量所有天线的信号，并计算最优的波束形成加权 组，且使用它们来接收随后的数据报。在本专利技术的例示实施例中，配置字段包括训练符号的重复次数的指示。举例来说， 这个符号数量是预先确定的。在另一个示例中，该方法包括用信号将天线阵列中天线的数量从第一站通知给第 二站的预备步骤。在这种情况下，举例来说，重复的次数根据第一站的天线数量来确定。本专利技术还涉及一种接收站，包括包含多个天线的天线阵列，用于在每一个天线上接收具有配置字段和数据字段的 相应模拟信号，所述配置字段包括多次重复的训练符号，组合装置，用于将至少两个模拟信号组合成组合信号，调整装置，用于在每一个训练符号重复期间调整多个天线的至少一个天线参数，测量装置，用于测量利用至少一个参数的每一个设置获得的组合信号，以及计算装置，用于计算为了天线阵列上的模拟波束形成而将应用于调整装置的天线 加权组，以接收数据字段。根据本专利技术的另一个方面，提议一种用于与根据本专利技术的先前方面的接收站通 信的发射站，包括用于发射具有配置字段和数据字段的模拟信号的发射装置，所述配置字 段包含重复多次的相同训练符号的序列，以便接收站可以利用相应的天线设置执行多次测 量，以推断(deduce)模拟波束形成。根据本专利技术的又一个方面，提议一种前同步码结构，该前同步码结构具有重复多 次的相同训练符号的序列，该前同步码结构被安排，以致根据本专利技术的接收站可以利用相 应的天线设置执行多次测量，以推断模拟波束形成。本专利技术的这些和其他方面从下述的实施例中将是清楚的，并且将参考下述的实施 例进行说明。附图说明现在将参考附图并借助于示例来更详细描述本专利技术，其中图1是示意性表示包含根据本专利技术第一实施例的两个站的系统的框图；图2是示出根据本专利技术实施例的方法的流程图；和图3是表示包含根据本专利技术实施例的前同步码结构的信号的时间图；图4是表示包含根据本专利技术另一个实施例的前同步码结构的信号的时间图。具体实施例方式本专利技术涉及用于在如图1所示的系统中通信的方法，其中该系统具有至少一个能5够接收信号的第一站100以及至少一个能够发射信号的第二站200。一般来说，并且如图1 所示，该系统中的每一个站都能够接收和发射信号。根据本专利技术的第一站100包括N个天线101-10N，其中每一个天线分别被连接到调 整装置111-11N。这些调整装置可以包括用于调整接收信号的增益的放大器或衰减器，以及 用于调整其相应信号的移相器或延迟门。在这个示例中，这些调整装置111-11N是模拟的， 并且由处理单元140动态地进行控制。调整装置提供信号给组合装置120，例如，该组合装 置120为如图1所示的加法器。该加法器120输出组合的模拟信号，该信号随后由模数转 换器(ADC) 130数字化成数字信号。处理单元140接收数字信号，以便执行测量以及对其进 行处理。在本专利技术的变型中，该站100可以包括多个模数转换器130，其中每一个对于天线 阵列的天线子集是共有的。如所示的，第一站100还能利用相同的天线阵列来发射信号。切换装置150允许从 接收模式切换到发射模式。在发射模式中，站100的发射链通过切换装置150被连接到天 线阵列。当与先前描述的接收链相比时，该发射链具有对称的结构。在发射模式中，每一个 天线101-10N分别地被连接到调整装置211-21P。这些调整装置211-21P可以是模拟的，并 且可以类似于接收链的调整装置。该处理单元140可以动态地控制天线。这个处理单元可 以首先生成待发送给第二站的数字信号。这个数字信号可以由数模转换器230转换成模拟 信号，并且随后，该信号由解复用装置200进行拷贝，并被提供给每一个调整装置211-21P 和发射天线T1-TP。第二站200具有类似的结构，并且在下文中将不进一步详细描述。如图1所示，所有的站可以包括用于例如使用相同的天线阵列来发射和接收信号 的装置，其中这些相同的天线阵列从接收时的接收链切换到发射时的发射链。在相互通信时，站100和200使用具有图3所述的前同步码的信号。这个前同步 码包括多个训练符号，标记为L。L符号是例如在单天线系统中接收机能够用于估计信道的 预定波形。实际上，如同站100的接收站可以利用调整装置来调整一些天线参数，并且利用 这些参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将信号从第二站传送到第一站的方法，所述第一站具有包含多个天线的天线阵列，所述方法包括以下步骤：（ａ）在第一站上在每个天线上接收具有配置字段和数据字段的相应模拟信号，所述配置字段包括重复多次的训练符号，（ｂ）将至少两个模拟信号组合成组合信号，其中在每个训练符号重复期间，调整多个天线的至少一个天线参数，并且测量该组合信号，以及计算将被应用于天线阵列上的模拟波束形成的天线加权组，以接收数据字段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2008-1-25 08305010.4一种用于将信号从第二站传送到第一站的方法，所述第一站具有包含多个天线的天线阵列，所述方法包括以下步骤(a)在第一站上在每个天线上接收具有配置字段和数据字段的相应模拟信号，所述配置字段包括重复多次的训练符号，(b)将至少两个模拟信号组合成组合信号，其中在每个训练符号重复期间，调整多个天线的至少一个天线参数，并且测量该组合信号，以及计算将被应用于天线阵列上的模拟波束形成的天线加权组，以接收数据字段。2.权利要求1的方法，其中该组合信号在被测量之前被数字化。3.任一前述权利要求的方法，其中天线参数包括每个天线信号的相位和幅度。4.任一前述权利要求的方法，其中第二站包括具有多个发射天线的发射天线阵列，并 且该方法还包括在第二站上，在每个训练符号重复期间调整多个发射天线的第二站的至少一个天线参数，在第一站上，计算发射天线加权组和接收天线加权组，在第一站上，向第二站发送将在下一传输期间使用的发射天线加权组。5.任一前述权利要求的方法，其中第二站包括具有多个发射天线的发射天线阵列，该 方法包括在第二站上，使用全向辐射图案来发起与接收站的通信。6.任一前述权利要求的方法，其中第一站指示将由第二站在下一传输信号中使用的比 特率，所述比特率根据组合信号的信号质量来选择。7.一种接收站，包括包含多个天线的天线阵列，用于在每个天线上接收具有配置字段和数据字段的相应模 拟信号，所述配置字段包括重复多次的训练符号，组合装置，用于将至少两个模拟信号组合成组合信号，调整装置，用于在每个训练符号重复期间调整多个天线的至少一个天线参数，测量装置，用于测量利用至少一个参数的每个设置获得的组合信号，以及计算装置，用于计算为了天线阵列上的模拟波束形成而将被应用于调整装置的天线加 权组，以接收数据字段。8.一种用于与根据权利要求7的接收站通信的发射站，包括发射装置，用于发射具有配置字段和数据字段的模拟信号，所述配置字段包括重复多 次的相同训练符号的序列，以便接收站能够为了推断模拟波束形成而利用相应的天线设置 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：R里特曼，Y王，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]