[发明专利]利用具有方向性的天线进行无线发送的方法以及装置

说明书

技术领域

本发明广泛涉及利用具有方向性的天线进行无线发送(wireless  directional beam-forming transmission)的方法和装置、利用该方法和装置的 无线通信装置、以及存储用于指令无线通信装置执行利用具有方向性的天线 进行发送的方法的码的数据存储介质。

背景技术

当前的无线通信方法一般采用在用来发送和接收数据的装置中使用无 方向性天线的方式。当该装置使用无方向性天线通过无线媒体发送数据分组 时，该发送一般以相同的强度向所有的方向进行发送，因此在其性质上为广 播。但是，作为使用无方向性天线的一个问题而言，无方向性天线一般会限 制装置的传输距离(range)。例如，在星型拓扑的网络中，从属装置与主装 置相关联，因此可以假设其处于主装置的使用了无方向性天线的发送的传输 距离内，但是同等的从属装置即使在同一网络内，也有可能互相无法直接通 信。

作为克服传输距离的限制的一个方法，可增大发送端装置的发送功率以 能够发送到原本处于传输距离外的对象接收端装置。此时，作为一个问题， 当增大发送功率，一般而言会增大发送端装置的功率消耗量。该问题对功率 资源受限制的电池供电型装置可能带来不利。作为为了增大传输距离而增大 发送功率会导致的其它问题，一般而言增大发送功率会增大干扰范围。换言 之，可能会增大与在原本处于发送端装置的传输距离外的其它装置之间的潜 在通信的干扰。

作为克服传输距离的限制的其它方法，一般而言有使用多跳(multi-hop) 通信来中继数据分组的方法。但是，使用多跳通信时会产生的一个问题是： 在多跳通信期间中继数据分组时，一般会增大发送端装置与接收端装置之间 的待机时间(latency)，因此，一般而言，性能(performance)会下降。作 为使用多跳通信时会产生的另一个问题是：一般而言需要一个以上的中继装 置的支援。由此，一般而言，中继装置发送本身的通信会被妨碍，进而进行 中继时的中继装置的整体功率消耗量一般会增大。作为使用多跳通信时会产 生的其它的问题是：在发送数据分组后，还会一次以上地中继该相同的数据 分组，因此无线媒体接入资源(wireless medium access resource)会因发送重 复的分组而被消耗，一般而言效率较低。

一般认为能够使用方向性天线作为装置进行无线发送时使用的其它类 型的天线。在使用方向性天线时，一般向对象接收器的方向“形成波束 (beam-formed)”而进行发送，来代替使用无方向性天线时的全方向中的一 般的发送广播(general transmission broadcast)。这样，通过使用具有方向性 的天线(directional beam-forming)，发送端装置一般而言能够朝向对象接收 端装置扩展本身的传输距离，由此既不增大发送功率又不使用中间装置来中 继数据，也能够确立直接的通信。因为将发送功率集中于特定的方向，因此， 一般而言无需增大发送功率而扩展传输距离。除了在发送时形成波束以外， 该装置还可以在接收时在特定的方向上形成波束。通过接收时在特定的方向 形成波束，一般而言该特定的方向的接收器的增益增大，因此一般而言会增 强接收。进而，能够排除从无关系的方向到达接收端装置的多径干扰。因此， 能够提高信噪比，以改善接收。

作为使用具有方向性的天线的其它优点，无线媒体的空间再利用性 (spatial re-use)良好。接收端装置能够朝向对象发送端装置的各自的方向 而对本身的接收器形成波束，因此，一般而言，每个发送都在对邻接的接收 端装置不发生干扰的情况下进行。由此，邻接的接收端装置一般而言无需等 待使用波束形成的发送结束后再接收本身的数据分组，因此能够提高无线媒 体的空间再利用性。