[发明专利]具有快速自适应波束形成的无线个域网通信系统、装置和方法

权利要求书

1.一种用于在无线个域网中通信的方法，包括：

使用自适应波束形成，所述自适应波束形成被配置为用于可靠的低速 率通信的低速率模式和用于高速率通信的高速率模式；以及

使用快速算法来执行所述高速率模式的天线波束形成，其中所述快速 算法包括：利用从接收机RX到发射机TX的关于进一步训练阶段的有用性 的判决反馈来逐块地执行的训练。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述训练包括：用于天线波束形 成的训练信号，该训练信号为时域生成的信号，具有良好的自相关特性； 以及在所述时域中进行的信道矩阵估计。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述训练包括：用于天线波束形 成的训练信号，该训练信号为频域生成的OFDM信号；以及在所述频域中 进行的信道矩阵估计。

4.如权利要求1所述的方法，其中，使用TX和RX基元天线方向图 来执行所述训练，其中所述方向图是使用发送和接收波束形成矩阵组成的， 其中所述矩阵可以是包括单位、Butler和Hadamard型矩阵的非奇异矩阵。

5.如权利要求4所述的方法，其中，在所述天线波束形成训练期间， 一次仅使用一个TX基元天线方向图发送训练信号，但是完成最终的波束 形成之后，使用两个或更多TX基元天线方向图的加权组合来发送数据帧。

6.如权利要求4所述的方法，其中，将用于训练的所述TX基元天线 方向图的索引编码到训练信号中，并且不同的训练信号用于不同的TX基 元天线方向图，使得所述RX能够确定用于具体时隙的所述TX基元天线方 向图的所述索引。

7.如权利要求1所述的方法，其中，通过所述RX反馈到所述TX的 反馈信息包括：

继续训练或停止训练的判决；

如果做出的所述判决是继续训练时，要用于所述训练的下一阶段的TX 基元天线方向图的索引；或

如果做出的所述判决是结束训练时，要在所述TX处应用的最佳TX天 线权向量。

8.如权利要求7所述的方法，进一步包括：所述RX请求使用先前的 TX基元天线方向图，或请求对所述下一阶段使用所述TX基元天线方向图 的指定的索引，或请求TX对所述训练的所述下一阶段选择新的TX基元天 线方向图，其中，所述指定的索引是由所述RX所给定的。

9.如权利要求1所述的方法，进一步包括：对所述自适应波束形成使 用信号处理，包括：

当所述TX开始传输训练信号时，所述RX通过使用自相关来开始检测 所传输的信号，并且，如果检测能量大于某个预定义阈值，那么所述RX 开始信道估计以执行信道测量。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述信道估计过程立即开始或 者推迟到下个训练块，并且如果所述信号能量低于针对所述TX和RX天线 波束的给定组合的预定阈值，那么所述RX可以快速地转换到其它RX天 线波束，并且其中所述RX随后判决所找到的所述TX和RX天线波束的成 功组合足以用于数据传输并且不再需要更多的训练阶段，然后所述RX计 算最佳TX天线权向量并且将其反馈回到所述TX，以便应用并且开始所述 数据传输。

11.如权利要求1所述的方法，进一步包括：使用波束跟踪过程调整 TX和RX天线权向量，而不开始整个初始波束形成过程。

12.一种用于在无线个域网中通信的装置，包括：

发射机TX，其使用自适应波束形成来在无线个域网中通信，所述自适 应波束形成被配置为用于可靠的低速率通信的低速率模式和用于高速率通 信的高速率模式；以及

其中，所述TX被配置为使用快速算法来执行所述高速率模式的天线 波束形成，其中所述快速算法包括：利用从接收机RX到所述发射机TX的 关于进一步训练阶段的有用性的判决反馈来逐块地执行的训练。

13.如权利要求12所述的装置，其中，所述训练包括：用于天线波束 形成的训练信号，该训练信号为时域生成的信号，具有良好的自相关特性； 以及在所述时域中进行的信道矩阵估计。