[发明专利]在无线通信系统中传输信号的方法和通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在无线通信系统中传输信号的方法，并涉及实现非视距(NLOS，non-line of sight)无线系统的改进波束控制算法的无线通信系统。

背景技术

无线通信被用于多种技术领域中，诸如被用于移动电话、无线LAN、步话机、广播无线电系统、点到点无线电系统以及许多其它公知的和未来的应用。相应的无线通信系统所覆盖的通信半径基本上取决于所使用的技术。蜂窝通信系统(诸如GSM和UMTS系统)适于高达大约10km(或更大)的通信半径，然而无线LAN在大约100m(或更大)的范围中，并且蓝牙(Bluetooth)系统在数十米(或更大)的范围中。对无线通信的通信范围的主要影响在于所使用的射频和输出功率。虽然在被用于GSM和UMTS的射频处仅仅少量吸收大气中的电磁波，但是在60GHz范围内却发生相当多的吸收，这非常适于小范围和室内无线通信。此外，被用于相应无线通信技术的发射和/或接收天线的种类根据相应的应用领域进行变化。例如，如果必须到达多个接收机或如果接收机的位置未知或频繁变化(例如，由于移动)，则有时使用宽波束天线或全向天线。然而，在高数据速率的mm波无线通信系统中使用宽波束天线存在问题，因为受到多径衰减的影响。

如根据现有技术的图3所示，当宽波束天线24、25用于发射机和接收机两侧并且视距链路P_o被障碍物22阻挡时，在发射机20与接收机21之间存在多条反射路径P₁、P₂(即，所发射的电磁波在其到达接收机之前被对象23a、23b、23c、23d反射至少一次的传输路径)。信道延迟扩展在数据速率高(例如超过1Gbps)时可能超过数十个码元周期，这导致由于频率选择性衰减深而引起的严重的码间干扰。

对于这种非视距(NLOS)用户情形，存在两种常规解决方案，这两种解决方案都需要高速且复杂的信号处理电路。一种解决方案采用了信道均衡器，该信道均衡器包括线性的、判决反馈或最大似然序列估计(MLSE)均衡器。当信道延迟扩展比码元持续时间更长时，均衡器变得复杂并且需要大量处理能力。另一解决方案是正交频分复用(OFDM)技术，其已经用于无线LAN系统。然而，由于其固有的线性调制和高峰均比问题，这种系统中的功率放大器(PA)的功耗非常高。显然，为了解调1Gbps信号，要求高速的快速傅里叶变换(FFT)和其它信号处理模块。因此，重要的是，找到并不要求复杂和高速基带电路用于高数据速率毫米波段通信系统的其它解决方案。

文献EP 1 659 813 A1提议在发射机和接收机侧使用一对细波束控制天线(sharp beam steering antenna)。窄波束天线能被操纵到不同位置，并且因此发射机和接收机适于经由那些窄波束天线来建立无线通信的第一通信路径。此外，文献EP 1 659 813 A1提议，发射机和接收机适于经由所述第一和第二窄波束天线自动建立无线通信的至少一条可替换的通信路径，这种可替换的通信路径在空间上不同于所述第一通信路径。

现有技术的波束控制算法的缺点在于，为了找到最佳操纵位置并且因此找到最佳传输路径，必需估计每条可能传输路径的信道质量。这例如通过测量误码率(BER)性能来实现。为了实现对所详述的信道质量的可靠估计，必需复杂的信道质量测量。另一方面，如果信道质量测量的复杂度降低，则错误估计信道质量的风险增大。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服所引用的现有技术的上述缺陷。

这些目的通过根据权利要求1的用于在无线通信系统中传输信号的方法以及根据权利要求11的通信系统来实现。

本发明涉及一种用于在无线通信系统中传输信号的方法，其中，信号从发射设备被传输到接收设备，所述设备中的至少一个设备具有适于被操纵到不同位置的窄波束天线，所述不同位置中的每个位置对应于从所述发射设备到所述接收设备的多条不同的传输路径，所述信号包括能够估计当前传输路径的信道质量的波束控制帧，所述方法包括以下步骤：

a)经由多条传输路径中的每条传输路径传输和接收所述信号，藉此允许估计多条传输路径中的每条传输路径的信道质量；

b)基于所估计的信道质量，从多条传输路径中选择数条传输路径作为通信信道的候选路径；

c)针对在步骤b)中所选择的所述数条传输路径，在不同传输和/或接收条件下重复步骤a)至少一次；以及

d)基于所估计的信道质量，从数条传输路径中选择小数目的传输路径作为通信信道的候选路径。